- Опробование полезных ископаемых

Лекция №18

Опробование полезных ископаемых и геологическая документация при разведке.

План:

1.Виды опробования.

2. Способы и параметры опробования.

3. Геологическая документация опробования.

Ключевые слова:  Опробование, качественный состав, рудопродуктивная толща, минеральные компоненты, балансовые, забалансовые, промышленные сорта, компоненты, ориентировка, средние значения, полезные компоненты, россыпные месторождения, линейные, большеобъемные, дискретные.

Рекомендуемые материалы

Опробированием определяются качественный состав рудопродуктивный толщ, контуры балансовых и забалансовых запасных минерального сырья, его природных типов и промышленных сортов, содержание и технология извлечения основных и сопутствующих полезных компоненты, и вредных примесей, технические  и физические свойства и вмещающих пород.

          Каждая проба  в отдельности не отражает средних значений качественной характеристики и разных свойств опробуемой минеральной массы, так как строение и состав этой массы дискретны. А совокупность проб определённых форм, размеров и ориентировки, отобранных через  равные расстояния, должно обеспечить получение данных, близких к действительным средним значениям.

          В зависимости от задач различают виды опробования:

1. химическое, 2. минералогическое; 3. геохимическое; 4. геофизическое 5. ядерно-геофизическое; 6. техническое; 7. технологическое; 8. товарное;

Химическое опробование основным и наиболее распространённым видом опробования. Оно приводится на рудных месторождениях для определения в исследуемой минеральной массе содержаний основных и попутных компонентов и вредных примесей. Химические анализы характеризуются высокой точностью.

Минералогическое опробование – проводится систематически в основном при разведке россыпных месторождений для определения содержания ценных минералов.

Геохимическое опробование – наиболее высокопроизводительное и дешёвое, даёт возможность определять малые содержания элементов, спектральным, атомно-абсорбционным и другими аналитичными методами и избежать проведения дорогостоящих химического или пробирного анализа.

Геофизическое опробование – когда минеральная масса используется геофизическими методами и не подвергается не механическому, ни химическому, ни температурному воздействию. Это даёт возможность проведения повторных геофизических испытаний или других видов опробования. Это опробование с целью определения содержания полезных компонентов осуществляется непосредственно в горных выработках и скважинах без отбора материала.

Ядерно-физическое опробование включает гамма-гамма, нейтрон-нейтронный, рентгенорадиометрический и другие методы  при завершении  эксплуатации месторождений олова, вольфрама, свинца, цинка, меди, сурьмы, железа и др. полезных ископаемых

Техническое опробование  позволяет изучить  физико-химические свойства полезных ископаемых и вмещающих пород, влияющие на технологию разработки месторождений и переработки минерального сырья.

Технологическое опробование позволяет выяснить технологические свойства минерального сырья, главным из которых является способность к обогащению, т.е. гравитационные, флотационные и другие свойства. Технологические испытания могут проходить в лабораторных условиях. Пробы для этих испытаний  должны быть представительными и отражать состав природных типов и промышленных сортов, руд в их товарном виде, в котором они поступят на переработку. По результатам технологического опробования разрабатывают рациональную схему и оптимальный режим переработки минерального сырья.

Товарное опробование проводится с целью определения качества товарной руды. При товарном опробовании устанавливается ряд технологических показателей: товарные массы отдельных поставок, допустимая погрешность отбора проб, классификация руд по вариантам качества, число и масса разовых проб.

Способы и параметры опробования

Пробы, отбираемые при разведке месторождений твёрдых полезных ископаемых, называются геологическими. На месте отбора пробы образуется углубление объём, формы, размеры которого определяет понятие геометрия пробы. Геологические пробы в зависимости от их геометрии разделяют на 3 группы: линейные, большие объёмные, дискретные. Их выбор  обусловлен геолого-минералогическими и морфологическими особенностями рудной залежи, видом полезного ископаемого, характером и степенью его изменчивости, техническими средствами разведки.

          Линейные пробы отбираются бороздовым и шпуровым способами. Бороздовый способ наиболее распространён и надёжен. А проба отбирается так, чтобы на её месте образовалась прямолинейная борозда геометрически правильной формы сечением ( ширины х глубину) 2х2, 5х3, 10х3, 10х5 см.

Борозды выбивают  в ненарушенной горной массе по направлению максимальной изменчивости, совпадающему с мощностью продуктивной залежи. Взятие бороздовых проб в породах и руде – процесс трудоёмкий. Он осуществляется  вручную при помощи зубила и молотка и с использованием пробоотборников режущего и ударного действия (ППР – 2, ПЭР - 1), вырезающие щелевые борозды шириной от 3 см до 10 см и глубиной 5 см.

Большие объёмные пробы могут отбираться валовым и задирковым способом. Валовый способ – самый достоверный, трудоёмкий.

Его используют при взятии  больших объемных  проб для технологических испытаний и для контроля за другими особами опробования. Задировковый способ требует больших затрат ручного труда, так как по всей мощности тела в определённом интервале по его падению должен сниматься ровный слой мощностью 1-3 см, минеральная масса которого поступает в пробу.

Дискретные пробы отбирают точечным, штофным и горстовым способами.

Точечный  способ отбирается в горной выработке с опробуемой поверхности по определённой сетке кусочков горной массы составляющих пробу. Применяется трафарет квадратной, прямоугольный, ромбической

Горстовый способ применяется при опробовании технологической массы.

Штуфтовый способ используют при техническом и минералогическом видов опробования. Он заключается в отборе монолитных кусков руды вмещающих пород массой 1-2 кг, а так же их сколов для изготовления прозрачных и полированных шлифов с целью микроскопического их изучения.

Опробование скважин осуществляется способом, близким к линейным. Отбор проб при колонковом бурении производится  из керна, а при его отсутствии  и низком выходе – из шлама. Керн раскалывается вдоль оси пополам. Одна половина  столбика керна поступает в пробу, другая – дубликат.

Обработка проб осуществляется с целью получения в определённом физико-механическом состоянии необходимой массой минерального вещества, пригодного для лабораторных и технологических испытаний. При химическом и геохимическом  видах опробования в процессе обработки проб получают навеску для анализа, представляющую собой тонкоизмельченный порошок (с диаметром частиц < 0,1 мм) массой от первых граммов до п= 100 ч. Начальная масса пробы обычно в несколько раз превосходит массу навески, а размер слагающих её частиц 2-3 порядка выше. Поэтому процесс обработки включает последовательные операции дробления и измельчения, грохочения и просеивания, перемешивания и сокращения, составляющие стадию. Содержание в навеске компонентов, подлежащих аналитическому определению, должно соответствовать их содержанию в исходной пробе и в её сокращённой массе на любой стадии обработки. Обработка проб ведётся в 3 стадии:

1. материал пробы подвергается крупному дроблению ( до 10 мм). Лабораторная дробилка 58-др и 40-др.

2. на второй стадии проводят мелкое измельчение (истирание) до 0,07 мм (дисковый истратель типа 60-др, а пробы до 50 г на вибрационном истирателе типа 75 БДР - 4) кроме того существует стержневые и шаровые мельницы и механический стиратель СМБ.

При отборе и обработке проб необходимо иметь чёткое представление о том, какие предстоит выполнить аналитические технические и технологические исследования. В процессе аналитических испытаний проб определяют: спектральными анализами- приближённо количественный поэлементный состав полезных ископаемы; химическими анализами количественные соотношения этих элементов; фазовыми анализами – форму их нахождения.

Геологическая документация  составляется на все виды разведочных работ. Она служит основной формой регистрации геологических параметров и свойств объектов.

Различают 1) первичную (полевую) геологическую документацию разведочных горных выработок и скважин, отбора и обработки проб, и документацию, составленную в процессе камеральной обработки исходных документов. Документация  горных выработок ведётся в специальных пикетажных книжках. В них в условных обозначениях (по легенде) делает зарисовка в масштабе 1:100 и геологическое  описание к ним. В выработках пройденных вкрест простирания продуктивных залежей, зарисовывают в канавах – дно и одну из длинных стенок.

          На зарисовках указывается место отбора проб  и образцов  с привязкой их к топографическим или маркшейдерским точкам, фиксируются состав руд и пород, характер приконтактных изменений, элементы залегания контактов и тектонических разрывных нарушений.

Документация разведочных колонковых скважин ведётся в стандартном журнале геологической документации, где приводится  зарисовка и описание керна скважин, указываются  интервалы  взятия проб. Документация отбора проб является  составной частью геологической документации. Каждая проба должна иметь этикетку с указанием в ней номера пробы, места взятия, краткого описания её состава. Эти данные и результаты анализов заносятся в журнал опробирования. На основе исходной документации, топогеодезических и маркшейдерских планов составляют крупномасштабные планы, разрезы и проекции рудных тел, планы опробования и другие.

Так, по данным зарисовок горных выработок  составляется  фрагмент геологического паспорта блока.

План:

Контрольные вопросы:

1. В каких месторождениях осуществляется опробование

2. Что определяется в результате хим.анализа?

3. Какие разновидности горных пород вы знаете?

4. Что такое рациональная схема и оптимальный режим переработки?

5. Устья и забой горной выработки?

6.  Колонковое бурение, отбор керн из скважин?

7. Физико-механическое (естественное) состояние?

8. Для чего необходимы вышеперечисленные методы?

9. Для чего необходима геологическая документация при разведке?

Литературы:

Лекция "26 Операторы выхода" также может быть Вам полезна.

1. Якушева А. Ф. «Общая геология». М. Недра 1988.

2. Мильнучук В. И. «Общая геология». М. Недра 1989.

3. Ершов В. В. «Основы геологии». М. Недра 1986.

4. Иванова М. Ф. «Общая геология». М. Недра 1974.

5. Панюков П. Н. «Основы геологии». М. М. Недра 1978.