Основные методы отбора проб
Пробы полезного ископаемого должны отбираться с таким расчетом, чтобы они отражали средние качественные показатели полезного ископаемого в том месте, где отбирается проба. С учетом этого применяются следующие методы отбора проб полезных ископаемых в горных выработках и естественных обнажениях.
Штуфной способ заключается в отбойке отдельных кусков полезного ископаемого весом 0,5—2 кг. Этот способ применяется очень редко для приблизительной оценки качества полезного ископаемого.
Точечный способ заключается в отбойке примерно одинаковых но объему кусков полезного ископаемого из середины или углов клеток сетки, намеченной на забое или стенке выработки в пределах тела полезного ископаемого (рис. 62). Пробы, отобранные из каждой точки (частичные пробы), объединяют вместе и составляют одну пробу. Этот способ можно применять для тел полезного ископаемого большой и средней мощности с относительно равномерным распределением полезных компонентов, т. е. составных частей, которые извлекаются из руды в процессе переработки.
Способ вычерпывания состоит в том, что после отпалки забоя навал полезного ископаемого накрывают сеткой или намечают ее мысленно и из середины ячеек отбирают частичные пробы определенного веса. При отборе частичных проб нужно следить, чтобы соотношение между крупными кусками и рудной мелочью соответствовало соотношению их в навале, так как содержание полезного компонента в крупных кусках и рудной мелочи может быть не одинаковым.
Рис 62.
Для многих металлических месторождений с рудной мелочью обычно связано более богатое содержание полезного компонента. Способ вычерпывания может применяться для опробования мощных и весьма мощных тел полезных ископаемых.
Рис 63.
Шпуровой способ заключается в сборе в процессе бурения шпуров буровой муки или шлама (буровой грязи), если бурение ведется с промывкой. Для сбора буровой муки и шлама применяются специальные пылеулавливатели и отстойники (рис. 63). Шпуровой способ применяется при опробовании рудных полезных ископаемых.
Бороздовый способ заключается в том, что на обнаженной поверхности тела полезного ископаемого намечается борозда, размеры и форма которой зависят от мощности тела и характера распределения в нем полезного компонента и вредных примесей. Борозду рекомендуется располагать в направлении истинной мощности. Однако это не всегда возможно из-за косого сечения тела полезного ископаемого выработкой. Кроме того, отбойка проб из борозд, расположенных в направлении истинной мощности, не всегда удобна в техническом отношении. Значительно удобнее производить отбойку проб из горизонтально и вертикально расположенных, борозд.
В подземных горизонтальных выработках, проходящих по простиранию тел полезных ископаемых, борозды располагают на забое, а в случае, если это невозможно из-за форсированной проходки, допускается расположение борозд по кровле или стенке.
В подземных горизонтальных выработках, проходящих вкрест простирания тел полезного ископаемого, борозды располагаются по стенкам. Пробы берутся до одной или обеим стенкам. Б последнем случае пробы из двух противоположных борозд объединяются.
В выработках, пройденных по падению и восстанию рудных тел, борозды располагаются по стенкам. При этом при крутом падении тел полезных ископаемых применяются горизонтальные борозды, а при пологом — вертикальные.
В шахтах и шурфах, пересекающих рудные тела, борозды располагаются по стенкам вертикально.
Если полезное ископаемое имеет полосчатое или слоистое сложение и требуется охарактеризовать каждую полосу или слой, борозда разбивается на отдельные секции, количество которых равно числу участков, подлежащих раздельному опробованию. Материал, отбитый из каждой секции, составляет отдельную пробу.
При опробовании мощных рудных тел, когда требуется проследить характер изменения качества полезного ископаемого в направлении мощности, производится секционное опробование. При этом борозда разбивается на секции по 1—3 м.
Чаще всего применяются борозды прямоугольного сечения, в которых ширина больше глубины. Значительно реже применяются борозды треугольного сечения.
Бороздовый метод широко применяется при опробовании месторождений самых разнообразных полезных ископаемых.
Задирковый способ заключается в отбойке (задирке) ровного слоя полезного ископаемого по всей обнаженной части тела полезного ископаемого в забое, кровле или почве горной выработки. Глубина задирки 5—10 см. Это способ применяется главным образом при опробовании маломощных рудных тел.
Валовой способ заключается в том, что в пробу отбирают все полезные ископаемые с каждой второй или третьей уходки, а в необходимых случаях все полезное ископаемое, полученное в процессе проходки горной выработки по рудному телу. Применяется этот способ главным образом в тех случаях, когда требуется отобрать пробу большого веса.
Отбор проб из скважин. При колонковом бурении в качестве пробы отбирается керн полезного ископаемого при достаточном его выходе, керн и шлам при недостаточном выходе керна и один шлам при отсутствии керна. Неполный выход керна или его отсутствие могут быть обусловлены размывом струями промывочной жидкости, если полезное ископаемое имеет небольшую твердость, а также перетиранием в колонковой трубе. Для отбора шлама промывочную жидкость, выходящую из скважины, пропускают через систему желобов и отстойников. При бурении сплошным забоем пробой служит шлам.
Обработка проб
Обработка проб производится с целью подготовки их к лабораторным или другим исследованиям. Необходимость обработки проб вытекает из того, что количество отобранного в пробу материала — начальная проба — значительно превышает количество материала, необходимого для проведения исследования — лабораторную пробу. Каждая лабораторная проба должна быть представительна, т. е. по содержанию компонентов должна соответствовать начальной пробе.
Если из начальной пробы без всякой обработки отделить необходимое для проведения того или иного исследования количество материала, составляющее небольшую часть от начальной пробы, то полученная лабораторная проба не будет представительна, так как содержание различных компонентов в разных кусках материала пробы может быть неодинаковым. Для того чтобы от начальной пробы сразу можно было отобрать представительную лабораторную пробу, начальную пробу нужно измельчить до состояния очень тонкого порошка и тщательно перемешать. Однако измельчение большого количества рудного материала до очень тонкого состояния, особенно если полезное ископаемое обладает большой механической прочностью, является очень трудоемкой, длительной и дорогостоящей операцией. Для облегчения ее процесс сокращения начальной пробы ведется в несколько стадий. При этом исходят из следующих соображений. Если объем материала пробы большой, то для того, чтобы сократить ее всего в несколько раз, нет необходимости измельчать материал пробы до очень тонкого состояния. Можно ограничиться дроблением материала пробы до такого размера кусков, который позволит после перемешивания сократить ее в несколько раз. Вполне понятно, что если объем начальной пробы большой, то велико и количество частиц рудного материала, составляющего пробу, причем вес каждой частицы по сравнению с весом всей пробы составляет ничтожную величину. Чем больше количество частиц материала пробы, тем равномернее после перемешивания расположатся в пробе частицы с более богатым и более бедным содержанием полезных компонентов. Следовательно, если разделить такую пробу . на две равные части, в каждую половину попадет примерно одинаковое количество частиц с богатым и бедным содержанием полезных компонентов. Конечно, количество таких частиц в каждой половине совершенно одинаковым не будет, но так как вес каждой частицы, по сравнению с весом начальной пробы, невелик, это сколько-нибудь существенно не отразится на среднем содержании компонентов в той и другой половине. Исходя из этих соображений, обработку проб ведут следующим образом. Сначала по соответствующей формуле определяют, можно ли при данной крупности кусков начальной пробы произвести ее сокращение без предварительного дробления, если можно, то во сколько раз, если нельзя, то до какого размера нужно измельчить пробу, чтобы ее можно было сократить в несколько раз, например в два или четыре раза (в соответствии с наличием того или иного оборудования).
Для определения веса, до которого может быть сокращена проба, пользуются формулой Чечотта:
Q = К * d2
где Q — вес, до которого может быть сокращена проба;
d — диаметр наиболее крупных частиц пробы в мм;
К — коэффициент, зависящий от характера руды.
После измельчения пробы до необходимого размера ее просеивают через грохот с отверстиями, диаметр которых соответствует диаметру частиц, до которого производилось измельчение. Не прошедшие через грохот куски подвергают повторному дроблению и присоединяют к измельченной пробе. Затем пробу подвергают тщательному перемешиванию и сокращению во столько раз, сколько позволяет степень измельчения. Далее определяют, до какого диаметра необходимо измельчить сокращенную пробу, чтобы ее можно было сократить еще в несколько раз. Вновь производят дробление, но уже до более мелкого диаметра, затем грохочение, перемешивание и сокращение. Так последовательно в несколько стадий пробу сокращают до лабораторной.
Дробление проб может производиться вручную в чугунных ступах или молотками на чугунных плитах и механически при помощи различных дробилок и истирателей.
Грохочение (просеивание) также может производиться вручную при помощи обычного грохота, на который материал пробы кидают лопатой, а если проба небольшого объема — при помощи лабораторных сит и механически при помощи механических грохотов различных типов.
Перемешивание крупных проб весом свыше 2—3 т производится перелопачиванием.
Сокращение производят при помощи делителей, механических сократителей и вручную. Наиболее распространенным способом ручного сокращения проб является способ квартования.
Проба после перемешивания развертывается в диск небольшой толщины и при помощи крестовины делится на четыре равных сектора. Два противоположных сектора отбрасываются, а два других объединяются. Если на данной стадии обработки пробу нужно сокращать еще, производят перемешивание оставшейся части и повторное квартование. Так поступают, пока не получат пробу требуемого веса.
Сокращение квартованием производится обычно при весе начальной пробы не более 2—3 т. При большем весе начальной пробы ее вначале делят на две или более кучи лопатами. Одна из куч отбирается в качестве пробы.
Испытание проб
Для качественной характеристики полезного ископаемого применяются химические анализы, минералогические исследования, технические и технологические испытания.
Химические анализы проб во многих случаях являются основой для определения промышленной ценности месторождения. На основании химического анализа определяется содержание в полезном ископаемом различных составных частей, в том числе полезных и вредных компонентов. Для рудных полезных ископаемых химический анализ является основой для определения запасов руды и заключенных в ней металлов.
Минералогические исследования производятся для определения минералов, входящих в состав данного полезного ископаемого. При помощи этих исследований выясняют условия образования месторождения и физические свойства минералов, которые необходимо знать для выбора способа обработки или переработки руды. Иногда минералогические пробы служат для определения содержания полезных компонентов.
Технические испытания производятся в тех случаях, когда качественная характеристика полезного ископаемого не может быть дана на основании химического анализа. Например, качественная характеристика строительных камней определяется их механической прочностью, слюды — площадью кристаллов, асбеста — прочностью, длиной, тонкостью, гибкостью, огнестойкостью волокна и т. п.
Технологические испытания проводятся с целью выяснения основных технологических процессов будущей промышленной обработки и переработки полезного ископаемого, например для выяснения наиболее подходящего способа обогащения полезного ископаемого, выбора наиболее подходящего технологического процесса коксования угля, выплавки металла из руды и т. п. Эти данные необходимы для проектирования предприятий, которые будут производить обработку или переработку полезного ископаемого (обогатительные фабрики, коксохимические комбинаты и т. п.).
Дата добавления: 2022-02-05; просмотров: 271;