Точечный отбор проб горной породы

0
32
Отбор проб горной породы

Основная сущность методов точечного опробования, принципиально отличающая их от методов бороздового опробования, заключается в том, что проба составляется из отдельных осколков, отбиваемых по определенным правилам от забоя каелкой опробователя. Каждый отбиваемый осколок может рассматриваться как точка, отчего метод и получил название «точечного», в противоположность линейным методам опробования, каковыми являются все разновидности бороздовых проб.

Расположение осколков-точек по забою, как видно будет ниже, может быть самым разнообразным, но во всех случаях оно должно преследовать ту же цель, что и бороздовые пробы. Эта цель в общей формулировке выражается в достижении определенной репрезентативности точечной пробы. При этом совершенно ясно, что самая сущность метода не требует такой степени репрезентативности пробы по отношению к свойствам забоя, как при бороздовом опробовании — точечные пробы имеют целью дать удовлетворительные результаты лишь для ряда анализов, характеризующих более крупные, нежели один забой, участки рудного тела.

Точечные пробы, с другой стороны, являются представителями наиболее оперативных методов опробования, которые не требуют много времени для взятия пробы. Оперативность рассматриваемого метода является очень важным свойством, которое необходимо учитывать при его оценке.

В пределах нашей страны точечные пробы пользуются небольшим распространением. Значительно чаще они применяются в американской практике. Из 55 рудников золотой и цветной промышленности они применяются на 13, что составляет 22%. Наибольшим распространением точечные пробы пользуются на месторождениях цветных металлов.

По характеру расположения точек-осколков в забое точечные пробы могут быть подразделены на следующие разновидности:

  1. точечные пробы в сетке;
  2. точечные пробы по линии («грубая борозда»);
  3. точечные пробы круговые.

Точечные пробы по сетке

Эта разновидность проб подробно описана в ряде работ П. В. Барышева. Последний указывает, что места отбойки осколков размечаются в забое при помощи особой сетки, имеющей или квадратные, или прямоугольные, или ромбические ячейки. Автор считает «что ромбическая сетка, как обусловливающая большую степень вероятности встречи отдельных точек рудной залежи с разным содержанием исследуемого компонента, будет иметь преимущество перед квадратной. Прямоугольная сетка с короткими сторонами, направленными от висячего к лежачему боку рудного тела, при одинаковом количестве точек и прочих равных условиях, также будет иметь преимущество перед квадратной сеткой». Опробование по сетке учитывает таким образом различную степень неравномерности содержаний по различным векторам рудного тела, но лишь до известной степени. При резко выраженной анизотропии свойств рудного тела (а к таким относится большинство жильных месторождений) данный метод становится неприменимым.

Очевидно, он может быть использован для массивных месторождений и вообще для месторожденнй, обладающих меньшей степенью изменчивости содержаний металла. Н. В. Барышев и Л. В. Громов рекомендовали его:

  1. для серно-колчеданных и некоторых медно-колчеданных месторождений Урала;
  2. для некоторых месторождений — медно-порфировых руд;
  3. для большинства месторождений железных руд.

Опыты по Дегтярскому месторождению подтвердили полную возможность опробования последнего и подобных ему разбираемым методом. Для золоторудных месторождений опробование по сетке, вообще говоря, противопоказано и может быть практически использовано в очень редких случаях, с обязательной предварительной экспериментальной проверкой.

Точечные пробы но линии

Точечные пробы но линии («грубая борозда»). Этот метод имеет наиболее широкое применение на предприятиях американской промышленности и подробно описан С. Дж. Трэскотт. В литературе имеется много данных о применении этого метода на отдельных месторождениях. Из отечественной литературы можно указать на статью И. Ф. Плешкова.

Сущность описываемого метода заключается в том, что отдельные точки-осколки располагаются в линейном направлении и на различных расстояниях друг от друга. В том случае, когда осколки не соприкасаются друг с другом, получается «пунктирная» линия. Когда же один осколок примыкает к другому, образуется «сплошная» линия — подобие «грубой борозды», по выражению С. Дж. Трэскотт.

Осколки отбиваются легкой остроконечной каелкой с соблюдением следующих правил:

  1. направление линии пробы должно совпадать с направлением максимальной изменчивости содержаний металла в руде (большей частью совпадает с мощностью рудного тела);
  2. размеры и величина осколков должны быть примерно одинаковыми;
  3. общий вес и количество осколков с каждой разновидности рудного материала (отдельные полосы, прожилки и пр.) должны быть представлены в пробе в пропорциональном количестве;
  4. при резкой анизотропии свойств рудного тела (текстуры и содержания) следует применять секционное опробование.

Линейные точечные пробы в практике отдельных рудников варьируют в тех или иных деталях. Ввиду слабой освещенности этого метода в литературе приведем несколько примеров.

И. Ф. Плешков применил этот метод при опробовании лопаритовых луявритов и лопаритовых уртитов в Ловозерском щелочном массиве для исследования содержания (Nb, Та)2О5 в следующем виде: «по линии перпендикулярно мощности рудного тела высекаются кусочки через определенные интервалы. В нашей практике мы приняли размеры кусочков 5 х5 х2 см, а расстояние между ними 20 см. Первый и последний кусочки таким образом брались на расстоянии 10 см от границ длины пробы. На интервале мощности в 1 м мы получили 5 кусочков, которые вместе и составляют вес одной пробы длиною в 1 л. В тех случаях, когда мощность рудного тела была меньше 1 м, мы изменяли расстояние между кусочками, при этом первый и последний кусочки высекались от начала висячего и лежачего бока». Данные точечного опробования сравнивались с параллельно приводимыми бороздовыми пробами, и результаты получались вполне удовлетворительные, если учесть точность самих химических анализов на тантал и ниобий, которая вообще невысока. Автор отмечал большую экономичность точечного опробования, которое стоит в 7 раз дешевле бороздового.

Точечное опробование, описанное И. Ф. Плешковым, не типично для метода, так как в обычной практике оперативного опробования кусочки-точки, отбиваемые из забоя каелкой опробования, не имеют, во-первых, строгой геометрической формы, во-вторых, могут обладать известной амплитудой колебания размеров.

Применение точечного опробования по линии на рудниках

Точечная пробаНа руднике Юнайтед Верд, Аризона, описанном Т. В. Квойл, точечные пробы берутся по четырем горизонтальным линиям поперек забоя, по всей его ширине. Отдельные осколки имеют предельные размеры 2,5 см. Средняя площадь забоя, покрываемая одной пробой, равна 2,7—3,5 м3. Средний вес пробы — 1,8 кг, почти равен весу бороздовых проб, которые в отдельных случаях тоже находят применение на руднике. По очистным и подготовительным выработкам пробы берутся после каждого цикла.

На руднике Анаконда бороздовое опробование, ввиду трудности взятия хороших борозд, заменено точечным (сплошной линией). Опробователь берет такое же, что и при бороздовом опробовании, количество материала вдоль предопределенной линии и собирает его в раскрытый при помощи проволочного круга мешок.

На первых шагах организации опробования было разработано 4 стандартных типа проб, применительно к геологическим особенностям месторождения:

  1. стандарт для однородной руды;
  2. стандарт частью для богатой и частью бедной руды с примесью пустой породы;
  3. стандарт для опробования узких прожилков с богатым содержанием, но «сомнительным балансом» (doubtful balance).

В дальнейшем эти стандарты уточнялись и улучшались с обязательным инструктажем опробователей после каждого нововведения.

Дж. Ф. Парк приводил для точечного опробования на рудниках округа Джербидж (золото-кварцевые жилы) следующие данные: «Пробы берутся каелкой и имеют средний вес 10—12 анг. фунтов (4,5—5 кг). Забой опробуется секциями; обычно поперек мощности берется три или более проб; одна проба представляет главный жильный материал, остальные — прожилки или боковую породу, подлежащую выемке».

На свинцовых рудниках Тинтик Стандарт, Юта, пробы отбиваются каелкой опробователя в виде борозды перпендикулярно к падению жилы и весят приблизительно 2—2,5 кг. Там, где забой состоит из двух или более прожилков разной твердости, он опробуется отдельно.

В ряде случаев линейные точечные пробы комбинируются с нормальными бороздовыми. Так, например, на руднике Олд Доминион (Глоб, Аризона), описанном А. X. Шумэкером, все подготовительные выработки опробуются проспекторской каелкой через 1 — 5-метровые интервалы.

Там, где руда имеет достаточно высокое содержание, не возбуждающее сомнения в промышленных ее качествах, точечные пробы считаются окончательными. Если же материал по содержанию приближается к непромышленному, то первичное опробование контролируется бороздовыми (или шпуровыми) пробами. Тщательное опробование точечными пробами позволяет быстро и дешево оконтуривать те площади, в которых содержание в руде должно быть определено более точно, и этим путем исключается соответствующее количество дорогостоящих бороздовых проб.

Количество примеров точечного опробования по линии можно значительно увеличить, так как мы уже указывали, что эта разновидность метода пользуется очень большим распространением. В дополнение к сказанному выше следует отметить, что в большинстве описанных случаев осколки-точки располагаются по «сплошной» линии, приближаясь таким образом к «грубой борозде».

Достоинства описываемых проб заключаются в основном в сравнительной простоте правил расположения по забою составных элементов пробы (осколков-точек), в быстроте взятия и в небольшом весе получаемых проб. Кроме того, пробы, располагаясь в направлении максимальной изменчивости в сравнении с другими разновидностями являются более репрезентативными. Как мы уже видели из примеров, точечные пробы по линии дают по ряду месторождений цветных металлов (типа Юнайтед Верд) вполне удовлетворительные результаты и являются здесь основными для опробования. Они могут быть рекомендованы и для рудников с более сложным геологическим строением, в том числе и для некоторых жильных. Но, как мы уже видели, в этих случаях точечные пробы комбинируются с бороздовыми, контролируясь последними в наиболее ответственных участках. Комбинированное применение бороздовых проб и точечных проб этого рода может быть рекомендовано и для ряда золоторудных месторождений, обладающих низкой и средней степенью изменчивости содержания металла. При этом следует принять во внимание новизну метода, требующего на первых порах особо внимательного изучения результатов опробования. Для месторождений цветных металлов точечные пробы по линии, несомненно, могут найти более широкое применение.

Точечные пробы круговые

Эти пробы совершенно аналогичны круговым бороздам с той лишь разницей, что вместо борозд отбиваются осколки при помощи каелки по пунктирной или по сплошной линии. Недостатки этого метода те же самые, почему он и применяется только в единичных случаях. Метод этот здесь не разбирается и не может быть рекомендован, так как не имеет под собой серьезного обоснования.

Точность точечного метода опробования

Переходя к вопросу о точности точечных проб, следует указать, что теоретически точечные пробы должны обладать меньшей точностью в сравнении с пробами бороздовыми, что собственно вытекает из правил взятия этих проб. Недостаточной точностью объясняется и их сравнительно малая распространенность.

Некоторые авторы впрочем ставят точечные пробы даже в один ряд с бороздовыми. Так, например, Д. Г. Феннел писал: «Метод борозды может быть назван стандартным методом, но точечный метод в большинстве случаев почти также надежен, а в очень твердых рудах может дать даже лучшие результаты». Не вдаваясь в дискуссию по этому вопросу, мы ниже приведем данные из практики опробования точечными пробами. Данных этих, вообще говоря, еще совершенно недостаточно для окончательных выводов.

Наилучшие результаты получаются в месторождениях массивных, таких, как, например, Юнайтед Верд, Дегтярка, Карабаш, где при сравнительно однородном строении рудных тел последние не обладают высокой степенью изменчивости содержания. Соответствующие экспериментальные исследования были проделаны разными лицами и разными методами и подтвердили полную надежность точечных проб для месторождений подобного типа.

Н. В. Барышев и Л. В. Громов на одном из Уральских месторождений исследовали точечные пробы путем сравнения их с бороздовыми пробами разного размера. Результаты выразились в следующих цифрах: содержание меди по пробам нормальной борозды 1,11%, по пробам малой борозды — 1,03%, по точечным пробам — 1,00%. Расхождение с данными нормальной борозды дает цифру 9,9%, а с данными узкой борозды всего 3%. Математическая обработка данных всех трех методов опробования дает относительную ошибку опробования почти в одинаковых пределах (±11,6% — ±13,5%).

Б. Б. Дэйли и Ф. А. Линфорс применили на рудниках Анаконда метод независимого опробования точечными пробами: по четырем, штрекам одновременно и независимо разными лицами брались две серии проб: серия А и серия В.

Примененный Дэйли и Линфорс метод не позволяет делать далеко идущих выводов, как это можно сделать из цифр Барышева и Громова, но данные все же в известной степени говорят о надежности точечных проб.

На золоторудных месторождениях точечные пробы распространены несколько меньше, но при известных условиях дают достаточно надежные результаты. На месторождении Райт Харгревс опробование точечными пробами дает ошибку в 5%. На рудниках округа Джербидж данные опробования расходятся с фактическими (извлечение плюс содержание в хвостах) в пределах +7%. На других рудниках величина ошибки опробования не приводится, но указывается, что опробование дает достаточно удовлетворительные результаты.

Надо полагать, что авторитет старой школы опробователей (Гувер, Рикард, Чечотт и др.) значительно влияют на распространенность его в золоторудных (а также в цветных) предприятиях. Во всяком случае пределы практического применения точечных проб еще далеко не достигнуты, и разумный риск, сопровождаемый соответствующими экспериментами, может еще далее продвинуть этот дешевый и гибкий способ.

ВАШЕ МНЕНИЕ?

Пожалуйста, напишите свой комментарий!
Please enter your name here