Отбор проб в горных выработках на россыпях

Выбор способа опробования, обоснование сети и размера проб. В зависимости от вида разведочных выработок и состояния материала, подле­жащего опробованию, выделяют три группы проб.

К первой группе относятся пробы из горных выработок, иногда из обнажений. Этими пробами опробу­ются канавы, шурфы, штреки, рассечки, восстающие и другие горные выработки. Способы взятия проб здесь наиболее многочисленные, наи­более распространенными являются штуфной, точечный, бороздовый, шпуровой, задирковый, вычерпывания и валовой.

Ко второй группе относятся способы взятия проб из скважин.

Третья группа — взятие проб из отбитой руды, в том числе в забоях горных выработок, в отвалах и даже в вагонетках, причем опробовать можно не только руду, но и получаемые из нее концентраты.

Определение расстояний между пробами. Опробование тел полезных ископаемых может быть либо непрерыв­ным, либо прерывистым. Непрерывно тела полезных ископаемых опробу­ются при прослеживании их по простиранию и отборе проб способом вычерпывания, задирковым (для маломощных тел), шпуровым и валовым, при условии, когда вся отбитая рудная масса либо часть ее поступает в пробу. Во всех остальных случаях пробы отбираются на некотором расстоянии друг от друга. При этом важно правильно выбрать расстоя­ния между пробами.

Выбор расстояний между пробами зависит в основном от неравно­мерности распределения полезного компонента в рудном теле. На место­рождениях с выдержанным оруденением и равномерным распределением полезного компонента в руде пробы могут отбираться реже, а на место­рождениях с неравномерным и очень неравномерным распределением оруденения — чаще. Например, для коротких рудных тел общее количество проб может оказаться не­достаточным для надежного определения средних содержаний полезного компонента, тогда расстояние между пробами может быть сокращено, что увеличит количество отбираемых проб. Для проб большого веса, валовых, задирковых расстояние между пробами может быть увеличено.

В практике в ответственных случаях правильность принимаемых расстояний между пробами проверяют экспериментально, используя метод разрежения. Для этого вычисляют среднее содержание по всем отобранным пробам на том или ином участке по густой сети, например через 1 м. Затем вычисляют среднее содержание через одну пробу (т. е. через 2 м), две, три и т. д. При этом наблюдают за отклонениями значений среднего содержания от среднего, рассчитанного по максимальному коли­честву проб (через 1 м). Принимая условно величину допустимого откло­нения 3—5% относительных, устанавливают ту плотность опробования, которая не выходит за пределы принятых величин отклонений.

Определение минимально необходимого количества наблю­дений для надежного вычисления средних величин обычно производят по формулам математической статистики.

Приведенные расстояния между пробами относятся к разведочным и подготовительным выработкам. Очистные выработки опробуются не только по их периметру в нарезных выработках, но и в эксплуатационных забоях при добыче. При этом интервалы между пробами могут быть зна­чительно увеличены, а в отдельных случаях и сокращены в зависимости от конкретных условий и требований.

Объединение проб обычно производят для сокращения количества химических (или других) анализов. Объединение проб возможно как для систематических анализов, определяющих содержание в руде основных полезных компонентов, так и для анализов, определяющих полный хими­ческий состав минерального сырья или содержания попутных полезных (вредных) элементов-примесей. При этом в химическую лабораторию направляют объединенный материал нескольких соседних проб. Такое объединение имеет следующие положительные стороны:

а)  сглаживает изменчивость содержаний полезного компонента в руде при одновременном повышении надежности определения его среднего содержания;

б)  сокращает число анализов, что приводит к экономии и повышает оперативность опробования, ускоряя сроки получения результатов ана­лизов;

в)  сокращает и упрощает вычисление средних содержаний компонен­тов при подсчете запасов.

Объединение проб возможно производить двумя способами: 1) до дробления и сокращения проб и 2) после дробления и сокращения мате­риала проб. В первом случае материал нескольких проб после их отбора смешивается и объединяется в одну пробу. При этом принципы отбора объединяемых проб должны быть одинаковыми — борозды должны иметь равное сечение, точки или шпуры равную плотность на площади забоя, задирки одинаковую глубину и т. д. Во втором случае каждая рядовая проба обрабатывается (дробится, сокращается) по приведенной ниже схеме и уже после обработки объединяется с другими пробами. В объеди­ненную пробу отбираются навески, пропорциональные начальным весам

Объединение рядовых проб целесообразно производить на месторо­ждениях с неравномерным и крайне неравномерным распределением полезного компонента в руде, которые подвергаются плотному опробова­нию и на которых отбирается большое количество проб.

Для производства одного анализа рекомендуется объединять не более 2—4 рядовых проб, отбираемых в выработках, вскрывающих рудные тела по простиранию или падению.

Объединение проб не рекомендуется производить в начальные этапы разведки, когда еще не изучен характер изменчивости оруденения во всех трех направлениях, при малом количестве проб, при опробовании тел вкрест их простирания, при секционном опробовании, когда отдельные пробы могут отграничить промышленные руды от непромышленных. Объединение проб теряет свое практическое значение, если анализы про­сты и дешевы.

Пробы объединяют не только для анализа на основные компоненты, но и на другие компоненты, в частности на элементы-спутники, которые могут быть как полезной, так и вредной примесью. Обычно в этих случаях каждую пробу можно не анализировать, а вполне достаточно получить анализ объединенной пробы или так называемой групповой пробы.

Такие групповые — объединенные пробы целесообразно составлять из дубликатов раздробленных и сокращенных рядовых проб, отбирая из каждого дубликата навеску, пропорциональную начальному весу пробы. При этом количество объединяемых проб не лимитируется (обычно 5—10 и более).

При составлении таких групповых проб руководствуются двумя основными принципами:

1) групповые пробы составляются для определенных участков место­
рождения и характеризуют содержание элементов-примесей в отдельных
блоках, в группах блоков, на этажах, флангах или других частях место­
рождения;

2) групповые пробы составляются по природным типам руд, анализ которых иногда позволяет установить корреляционную связь — зависимость содержания попутных компонентов от содержания главных элементов в руде.

При оценке качества минерального сырья всегда следует иметь в виду необходимость комплексной его оценки. Этого требует и действую­щая классификация запасов. Поэтому в ранний период разведки место­рождений объединенные пробы (групповые) необходимо анализировать на широкий ряд элементов, важных для комплексной оценки месторожде­ний. До производства химических анализов рекомендуется делать спект­ральные анализы, при помощи которых можно быстро и дешево опреде­лить повышенное содержание тех или иных элементов в минеральном сырье и сосредоточить на них внимание, и при химическом анализе опре­делять только эти элементы. В дальнейшем объединенные, групповые пробы следует анализировать на те элементы, которые присутствуют в руде и имеют значение для промышленной оценки месторождения.

Отбор проб в горных выработках на россыпях. Опробование россыпных месторождений отличается от опробования коренных месторождений тем, что отбираемые пробы представлены рых­лым материалом, определение содержания полезного минерала в ко­тором осуществляется путем его промывки непосредственно на месте разведки. Для отбора проб в горных выработках при разведке рос­сыпей используются три способа — валовый, вычерпывания и бороздовый.

При валовом способе опробования весь материал, получаемый при про­ходке горных выработок, поступает в пробу. Порода, добываемая с определенного интервала, складывается в отдельную кучу — выкид.

В начальную стадию разведки опробуются породы всего разреза, при этом опробованию должны подвергаться все литологические разно­видности песков и рыхлых отложений — галечники, глины, пески и т. д. После того, как определится положение «пласта» («песков»), «торфов» и «плотика», верхняя часть наносов («торфа») может не опробоваться или опробоваться частично для контроля.

Величина интервалов опробования зависит от характера распределе­ния полезных компонентов в россыпи, мощности ее и намечаемых способов разработки. При малой мощности «песков» и селективной их отработке интервалы отбора проб должны быть минимальными. При более или менее равномерном распределении полезного компонента по мощности и при отработке россыпи на массу (гидравлическая, дражная отработка) интер­валы могут быть максимальными. Россыпи золота обычно опробуются по интервалам 0,2 м, а россыпи титаномагнетита, ильменита, циркона, олова, вольфрама — по интервалам 0,5—1 м.

Способом вычерпывания отбор проб производится по интервалам проходки выработки и в промывку поступает не весь материал, а отбирае­мая часть его. Для этого кучу пробы (выкид) разваливают и выравнивают в плоский диск и из 4—5 точек ее отбирается, по возможности до нижней границы диска, материал объемом в одну ендовку. Ендовка — это деревянный ящик трапециевидного поперечного сечения размером вверху 60 X 30 см, внизу 50 X X20 см, высотой 17 см. Могут быть приняты и другие размеры, но так, чтобы с учетом разрыхле­ния породы объем ее был бы ра­вен 0,02 м³, что необходимо для удобства последующего расчета содержаний полезных компонентов на 1 м³.

Бороздовые пробы отбираются по стенкам горных выработок. Рудо­носные пласты в россыпных месторождениях залегают горизонтально, поэтому борозды располагаются всегда вертикально. В связи с необходи­мостью получения значительного количества материала для промывки, а также в связи с легкостью отбора проб в мягких и рыхлых породах поперечное сечение борозды принимается большим (20 X 10 см) с расчетом, чтобы материала пробы было достаточно для наполнения ендовки емкостью 0,02 м³. При отборе бороздовых проб обязательно учитывается литологиче-ский состав, и каждая разновидность рыхлых отложений опробуется отдельно.

При опробовании россыпных месторождениях отби­рают секционные пробы, которые дают возможность установить мощность «пласта» и перекрывающих «торфов», а также контур залежей с промы­шленным содержанием полезного компонента. Кроме рыхлых отложений необходимо опробовать и плотик. Количе­ство проб, отбираемых из плотика, зависит от степени его разрушенности и глубины проникновения минералов тяжелой фракции в плотик.

При опробовании россыпей, пригодных для раздельной добычи, длина проб на участке ожидаемой границы между пластом и торфами, должна составлять 0,2—0,5 м. Если пласт хорошо выделяется макроско­пически, то длина проб может быть увеличена до мощности пласта. Торфа, практически не содержащие ценных компонентов, систематически не опробуются. С целью контроля часть выработок (через одну или две раз­ведочные линии) подвергается опробованию в пределах всей мощности рыхлых отложений.

Опробование россыпей, вскрытых буровыми скважинами, обычно сопровождается возникновением заметных погрешностей, при этом харак­терно систематическое занижение содержаний полезного компонента. Например, при отработке золотоносных россыпей количество фактически получаемого золота больше по сравнению с предварительными данными разведки на 20—50% (а иногда и больше), а коэффициент намыва при эксплуатации составляет 1,2—1,5 и выше.

Неточность опробования зависит от совокупности ряда особенностей россыпных месторождений, в частности от обводненности рыхлых отло­жений, большого различия в плотности рудных и нерудных минералов, неравномерности распределения ценных минералов, низкого их содержа­ния, наличия в россыпях самородков металлов, плохой отсортирован­ное осадков и значительной валунистости, наличия многолетней мерз­лоты и др. Обсадка скважин и долочение крупных валунов сопровожда­ются сотрясением рыхлого материала и перемещением вниз тяжелыхчастиц, вследствие чего иногда мощность пласта уменьшается. Примене­ние желонок любых конструкций не обеспечивает поднятия всех тяжелых частиц с плотика. Кроме того, часть тяжелых частиц по трещинам про­никает в глубь плотика. Все эти факторы приводят к систематическому занижению содержаний полезного компонента при разведке россыпей скважинами.

Погрешность опробования нередко вызывается искажением объемов отбираемых проб — часть рыхлого материала при долочении может отжиматься в затрубное пространство, а в сильно обводненных отложе­ниях, наоборот, поступать в скважину из затрубного пространства, что искажает содержание полезного компонента.

В связи с недостаточно надежными данными буровой разведки рос­сыпей результаты опробования буровых скважин требуют систематиче­ского контроля путем проходки и опробования сопряженных со скважи­нами контрольных горных выработок (шурфов), которые позволяют уста­новить поправочный коэффициент, обычно превышающий единицу.