1. Виды опробования

• Название: 1. Виды опробования
• Дата: 05.12.2022
• Размер: 3.58 Mb.
• Имя файла: oprobovanie.pptx
• Тип: Документы; #829335

1. Виды опробования

• 1. Виды опробования
• 2. Способы взятия проб (точечные, объёмные и площадные, линейные)
• 3. Факторы, определяющие выбор способа отбора проб.
• Опробование полезных ископаемых – единственный научно обоснованный способ выявления их качества, минерального и химического состава, внутреннего строения, физико-технических и технологических свойств и оценки их соответствия существующим требованиям промышленности.
• Пробой называется партия материала,отобранная из скопления полезного ископаемого в его естественном залегании или из добытого минерального сырья, предназначенная для проведения тех или иных испытаний.
• Материал пробы может быть отобран двумя способами: путём сплошного отбора в одном месте (сплошные пробы) или путём составления пробы из отдельных порций (объединенные – групповые, комбинированные).
•  Специфика опробования заключается в несоизмеримости объёма пробы с объёмом опробуемых масс.

8. Опробование полезных ископаемых

• 1. Достоверность:ошибки в опробовании ведут к искажению контуроврудного тела, погрешности в подсчете запасов, ошибки в проектировании предприятия, в эксплуатации. Достоверность обеспечивается рациональным выбором видов проб:
• - их размером и размещением,
• - способом взятия и обработки проб,
• - способом анализа проб.
• Достоверность опробования рудных месторождений регламентируется "Требованиями к обоснованию достоверности опробования рудных месторождений".
•  2. Полнота опробования,то есть должны быть выявлены все ценныекомпоненты и опробованием должно быть охвачено все месторождение.
• 3. Оперативность опробования.
• 4. Экономичность,то есть система опробования должна с минимальными затратами обеспечить заданную достоверность.

8.1. Основные требования,

предъявляемые к опробованию

• Опробование, в зависимости от поставленных задач делится на 5 видов:
• 1. Геологическое (рядовое) опробование служит главным источником информации о характере пространственного распределения и степени концентрации полезных компонентов, являясь, таким образом, основой геометризации недр и подсчёта запасов минерального сырья.
• Тела ПИ опробуются с соблюдением следующих обязательных условий:
• 1) Плотность сети опробования должна обеспечивать достоверную оценку исследуемого параметра.
• 2) Опробование следует проводить непрерывно, на полную мощность тела полезного ископаемого. Кроме того, во всех разведочных пересечениях тел полезных ископаемых, не имеющих видимых границ – опробованию подлежат вмещающие породы.
• 3) Опробование должно проводится секциями (рядовыми пробами) по каждой природной разновидности, прослои некондиционных руд и пустых пород опробуются отдельно.

8.2. Виды опробования

1. Геологическое	3. Минералогическое	5. Технологическое
2. Геофизическое	4. Техническое

Геологическое опробование

• Опробование полезных ископаемых на попутные компоненты производится в разведочных выработках, пройденных для опробования на основные компоненты. Специальных выработок для этой цели не проходят.
•  Состав главных минералов руд, а также попутные компоненты, которые не образуют собственных минералов, а входят в состав главных (основных) или жильных минералов, изучают с помощью мономинеральных проб.
•  Мономинеральные пробы получают из штуфов, объединённых штуфных проб или из материала рядовых проб различными способами (сепарацией, флотацией, промывкой, разделением в тяжёлых жидкостях, отбором под бинокуляром и др.)

Геологическое опробование

попутных компонентов

Схема работы

рентгенолюминесцентного сепаратора

• Геофизическое (рядовое) опробование проводится с целью определения полезных компонентов непосредственно в горных выработках и скважинах без отбора материала и отличается от других видов опробования тем, что минеральная масса не подвергается изменению, что дает возможность повторных геофизических испытаний. Геофизическое опробование, обладая экспрессностью, позволяет обеспечить оперативность и сокращение затрат (на отбор и обработку проб), особенно при комплексировании нескольких геофизических методов.
• Целесообразность применения геофизических методов в качестве рядового опробования устанавливается путем сопоставления точности геофизических и геологических данных по опорным интервалам и пересечениям рудных тел. Применение геофизических методов опробования и использование их результатов при подсчёте запасов полезных ископаемых регламентируется “Требованиями к геофизическому опробованию при подсчете запасов месторождений металлов и нерудного сырья” (ГКЗ СССР, 1989).

Геофизическое опробование

• Геофизические методы опробования весьма разнообразны. Наиболее распространены магнитометрические и ядерно-физические, в том числе радиометрические методы определения качества руды.
• Наилучшие решения геологических задач обеспечивается по данным комплексных геофизических исследований. Рациональный комплекс геофизических исследований определяется задачами разведки и геолого-геофизическими свойствами месторождения.

Продолжение «Геофизическое опробование»

• Применение геофизических, в т.ч. ядерно-физических методов резко повышает производительность опробования и способствует переходу к бескерновому (более производительному) бурению, обеспечивает получение массовых данных о содержании полезных компонентов в пределах элементарно малых (10-15 см) участков линейных проб, а, при необходимости, проведение повторных измерений.

• Минералогическое опробование проводится в основном при разведкероссыпных месторождений для определения содержания ценных минералов. При разведке коренных месторождений полезных ископаемых обычно осуществляются минералогические анализы штуфных или объединенных проб для изучения минерального и фазового состава руд и вмещающих пород. При этом отбираются монофракции минералов для определения их элементного состава прецизионными методами.

Минералогическое опробование

• Минералогическое опробование применяется также для определения текстурно-структурных особенностей руд, выделения природных типов руд и выяснения строения рудных тел.

• При разведке россыпей минералогические исследования проб являются практически единственным способом определения качества полезного ископаемого и содержания полезного компонента в песках (горной массе).
• При разведке коренных месторождений минералогическому изучению подвергаются пересечения рудных тел по разведочным выработкам.
• При разведке сложных месторождений особенно важное значение имеет минералогическое картирование. По данным минералогического картирования:
• - составляются минералого-петрографические и другие карты;
• - осуществляется прогноз изменения качества минерального сырья;
• - устанавливается зональность, обеспечивающая надёжную увязку рудных интервалов;
• - выявляются слепые залежи полезных ископаемых.

Продолжение «Минералогическое опробование»

• Техническое опробование (технические испытания) проводится на всех месторождениях полезных ископаемых и служит для изучения физико-технических свойств ПИ и вмещающих пород.
• На месторождениях многих видов неметаллического сырья техническое опробование является основным методом определения промышленной ценности.
• Технические испытания, выполняемые в процессе разведочных работ, делятся на три группы, испытания, необходимые для:

Техническое опробование

• - подсчёта запасов;
• - уточнения горнотехнических условий эксплуатации месторождения;
• - определения физических свойств и качества минерального сырья.

Испытание породы

на прочность

• Технические испытания, необходимые для подсчёта запасов, включают определения:
• - объёмной массы;
• - влажности;
• - макротрещиноватости руды.
• На месторождениях многих видов неметаллического минерального сырья (строительных материалов, слюды, асбеста, оптических и драгоценных камней и др.) техническое опробование выступает основным методом определения их промышленной ценности.
• Способы отбора проб на технические испытания целиком зависят от назначения полезного ископаемого и, как правило, определяются техническими требованиями к сырью.

Продолжение «Техническое опробование»

• По результатам технологического опробования:
• - разрабатывается рациональная схема переработки минерального сырья;
• - оптимальный режим переработки минерального сырья, обеспечивающие комплексное извлечение полезных компонентов и утилизацию отходов.

Технологическое опробование

• Технологическое опробование проводится для изучения технологических свойств минерального сырья.
• Для рудных месторождений при помощи технологических проб выявляется способность руды к обогащению и металлургическому переделу.

Схема технологической линии

обогащения горных пород

• Общая последовательность работ по технологической оценке запасов включает в себя:
• - выделение природных (минералого-петрографических) типов и разновидностей руд по данным геологической документации, изучения образцов и результатам анализов рядовых и групповых проб;
•  - отбор лабораторных проб, характеризующих природные типы и разновидности руд, для разработки принципиальных технологических режимов;
• - отбор типовых технологических проб для укрупнённых лабораторных испытаний;
• - проверку разработанных технологических схем в процессе укрупнённых лабораторных испытаний.

Продолжение «Технологическое опробование»

Схема технологического процесса

пирометаллургического получения меди

• Технологические исследования должны быть завершены к моменту представления подсчёта запасов на государственную экспертизу. Для решения указанных задач отбираются различные по назначению и детальности исследований технологические пробы:
• - лабораторные;
• - укрупнённо-лабораторные;
• - полузаводские технологические.
• Лабораторные и укрупнённо-лабораторные пробы изучаются в лабораторных условиях. Масса лабораторных проб колеблется от десятков до сотен килограммов; масса укрупненно-лабораторных проб обычно составляет тонны или десятки тонн. 

Продолжение «Технологическое опробование»

•  Полузаводские технологические пробы предназначены для проведения полузаводских испытаний лишь в особых случаях: с целью проверки новых технологических схем, ещё не освоенных промышленностью. Масса полузаводских проб может достигать нескольких сотен или тысяч тонн.
•  Одной из важных геологических задач является обеспечение представительности любых технологических проб. Во всех случаях технологическая проба должна быть представительной по:
• - среднему содержанию полезных компонентов и вредных примесей;
• - химическому и минералогическому составу;
• - текстурно-структурным особенностям руд;
• - физико-механическим свойствам руд.
• Таким образом, технологическая проба должна соответствовать средним значениям параметров по месторождению или выделенным промышленным сортам руд. 

Продолжение «Технологическое опробование»

- точечные		штуфной и точечный методы
- линейные		шпуровой, бороздовый (и его разновидности)
- площадные		задирковый
- объёмные		валовый

• Пробы, отбираемые при разведке месторождений твердых полезных ископаемых, называются геологическими.
• Выбор способа опробования обусловлен геолого-минералогическими и морфологическими особенностями рудной залежи, видом полезного ископаемого и степенью его изменчивости, а так же техническими средствами разведки.
•  По увеличении степени достоверности способы пробоотбора можно выстроить в следующий ряд:
• штуфной точечный шпуровой бороздовый задирковый валовый.
•  Все способы пробоотбора можно разделить на:

8.3. Способы взятия проб

• Штуфной способ состоит в отбойке отдельных кусков (штуфов) полезного ископаемого или в отборе кусков массы минерального сырья, отбитого при проведении выработки. В зависимости от условий опробования и вида полезного ископаемого масса пробы колеблется от 0,2 до 2,0 кг.
• Штуфные пробы используются, главным образом для изучения минерального состава, структур, текстур руд и для определения физических свойств (объемной массы, влажности, прочности и др.) минерального сырья.
•  Штуфной способ, как правило, непригоден для изучения химического состава руды и оконтуривания рудных тел, только в редких случаях, когда оруденение характеризуется равномерным распределением ценных компонентов, штуфной способ может дать реальное представление о химическом составе руды.
• Достоинства штуфного способа:
• - высокая оперативность;
• - малая трудоемкость.

Точечные пробы

Единичные штуфные пробы углей

• Точечный способ.Материал пробы составляется из кусочков (частичных проб) размером 1,5-3,0 см и массой 10-20 г, взятых на обнаженной плоскости рудного тела (по забою или стенке горной выработки) по определенной системе в зависимости от характера распределения исследуемых компонентов.
• Если изменчивость содержания компонентов в двух направлениях одинакова, то частичные пробы отбираются по квадратной сетке.
• Если изменчивость в одном направлении больше, чем в другом, то принимают прямоугольную, реже ромбическую сеть.
• Число частичных проб, составляющих рядовую пробу, колеблется от 10 до 20. Расстояние между частичными пробами при квадратной сети 10×10 см или 20×20 см, реже больше, а при прямоугольной 10×20 см или 20×40 см. Чем сильнее изменчивость, тем чаще следует брать частичные пробы. Общая масса рядовой пробы составляет от 2-3 до десятков кг. Достоверность точечного способа взятия проб прямо пропорциональна числу частичных проб.

Продолжение «Точечные пробы»

Схема отбора точечных проб

• Точечный способ целесообразно применять для опробования мощных тел полезных ископаемых.
• Благоприятными текстурами руд, для применения этого способа, являются:
• - массивные;
• - вкрапленные;

Продолжение «Точечные пробы»

• - грубопятнистые с незакономерным распределением мономинеральных агрегатов. В последнем случае точечный способ дает более надёжные результаты, чем бороздовый.
• Однако в трещиноватых рудах с очень хрупкими рудными минералами, а также в рудах с грубополосчатой текстурой, когда ширина полос близка к расстоянию между частичными пробами, точечный способ может привести к систематическим ошибкам.
• Для механической отбойки точечных проб применяется пробоотборники на базе пневматических перфораторов.

• Валовый способ,который является наиболее достоверным и заключается в сплошном отборе минеральной массы (руды), получаемой на некотором участке тела полезного ископаемого при проходке горной выработки.

Объёмные и площадные пробы

•  Валовый способ применяется при взятии большеобъёмных проб для технологических испытаний, для определения содержаний на месторождениях слюды, оптических минералов, драгоценных камней, алмазов и других, обладающих крайне изменчивым качеством, распределением, полезного ископаемого и неравномерным распределением основных ценных компонентов, а также для контроля других способов опробования.
•  Положительная сторона валового опробования - его высокая точность.
• Отрицательная - необходимость отбора, транспортировки и переработки большого количества материала, что усложняет и удорожает опробование. 

• Масса валовых проб может достигать десятков тонн. В пробу может поступать вся отбитая горная масса или её часть (каждая 3-я, 5-я, 10-я и т.д. бадья, вагонетка и др.).

Отбор валовой

пробы в карьере

• Задирковый способ является представителем площадных способов и применяется:
• - при опробовании рудных тел малой мощности (до 40 см);
• - при очень неравномерном распределении ценных компонентов в руде.
• Задирковый способ представляет собой отбойку (задирку) равного слоя полезного ископаемого мощностью 3-10 см по всей обнажённой части рудного тела в забое или стенке горной выработки. В кровле или почве выработки задирковые пробы берутся в исключительных случаях ( в частности, в почве канав).
• Применение очень трудоёмкого задиркового способа целесообразно лишь в тех случаях, когда более простые и менее трудоёмкие (например, бороздовый) не обеспечивают надёжного определения качества. Задирковый способ применяется как контрольный при выяснении относительной погрешности различных способов опробования.

Продолжение «Объёмные и площадные пробы»

• Бороздовый способ опробования является наиболее распространенным вразведочной практике: при опробовании горных выработок более 70 % проб отбирается бороздовым способом. Существует несколько вариантов взятия бороздовых проб: борозда правильного прямоугольного сечения, пунктирная и объёмная борозда (рис. 8.1).

Линейные пробы

Рис. 8.1. Бороздовая проба:

 а –правильного сечений;

б –пунктирная;

в –объёмная

• В большинстве случаев борозды имеют прямо-угольное сечение . Иногда применяют треугольные в поперечном сечении борозды, а также – линейно-точечный способ (так называемая «пунктирная борозда»).

а

б

в

•  Пунктирная борозда имеет меньшую достоверность по сравнению с бороздой правильного сечения, но вполне достаточную для полезных ископаемых с равномерным распределением минералов. Материал в пробу берётся из отдельных точек на расстоянии 2-3 см кусочками размером 1-2 см. Масса материала с 1 м борозды чаще составляет 1-1,5 кг. При ручном отборе бороздовых проб из-за трещиноватости руд, различия свойств минералов (твёрдость, хрупкость) трудно сохранить правильное сечение борозды, что может привести к ошибкам в опробовании.
• Бороздовые пробы должны во всех случаях ориентироваться в направлении максимальной изменчивости свойств полезного ископаемого, которые часто совпадают с мощностью залежей.

Продолжение «Линейные пробы»

• Объёмная борозда не имеет строго определенного сечения название еёсвязано с тем, что с каждой единицы длины пробы берётся равный объём материала, например с каждых 10 см берется 100-300 см3 руды. Принятый объём строго соблюдается мерным сосудом с водой. Способ обладает высокой производительностью, но не пригоден в случае растворимых руд или руд с глинистыми минералами.

Продолжение «Линейные пробы»

•  Рекомендуемые поперечные сечения прямоугольных борозд в зависимости от степени неравномерности оруденения и мощности рудных тел приведены в таблице (см. следующий слайд).
• Правильно расположенные и качественно отобранные бороздовые пробы дают вполне достоверные результаты.

• Бороздовый способ отбора проб приемлем почти для всех коренных, а также многих россыпных месторождений, но неприемлем для опробования руд, имеющих брекчиевидные, шлировые, пятнистые текстуры, на месторождениях драгоценных камней и др. К недостаткам бороздового способа относится низкая производительность (ручной способ отбора проб).
•  При равномерном распределении содержаний полезных компонентов в руде (коэффициент вариации до 100 %), опробование может проводиться не сплошной бороздой, а линейно-точечным способом ("пунктирной бороздой").

Поперечные сечения прямоугольных борозд (см)

Распределение компонентов	Мощность рудных тел, м
	больше 2,5-2,0	от 2,5-2,0 до 0,8-0,5	меньше 0,5
Равномерное	5×2	6×2	10×2
Неравномерное	8×2,5	9×2,5	10×2,5
Очень неравномерное и крайне неравномерное	8×3	10×3	12×3

• На практике крутопадающие залежи (рудные тела) опробуются горизонтальными бороздами, а пологопадающие – вертикальными (рис. 31).
•  Порядок опробования, длина проб (секций) регламентируется "Требованиями к обоснованию достоверности опробования рудных месторождений". 

Продолжение

«Линейные пробы»

• На месторождениях, содержащих руды с полосчатой, слоистой текстурами, когда целесообразна селективная выемка частей рудного тела, и когда рудные тела имеют значительную мощность, производится секционное опробование (рис. 8.3, 8.4). 

Продолжение «Линейные пробы»

1 2 3 4 5

Рис. 8.3. Секционное опробование на

месторождении никель-кобальтовых руд:

1 – песчаники; 2 – полиметаллические скарны;

3 - сплошные сульфидные никель-кобальтовые

руды; 4 – брекчированные руды; 5 – карбонатная

метасоматическая порода с вкрапленностью

и прожилками сульфидов.

1 2

1 2 3

Рис. 8.4. Расположение секционной борозды на

стенке орта, пересекающего мощной рудное тело

Отбор бороздовой пробы вручную

Сплошная борозда в коренных породах

Отбор бороздовой пробы

механизированным способом

Сплошная борозда по дну канавы

Примеры бороздового опробования

• Шпуровой способ.При шпуровом способе опробования материаломпробы служит буровая пыль, получаемая при бурении шпуров с продувкой, или шлам – при бурении с промывкой. Шпуровой способ наиболее эффективен для взятия проб в рудных телах большой мощности, которые не вскрываются полностью горными выработками.

Продолжение «Линейные пробы»

Бурение шпуров перфоратором

• Шпуры, как и борозды, располагают в направлении наибольшей изменчивости оруденения. Глубина шпуров при бурении обычными перфораторами 7-8 м, колонковыми перфораторами – 50 м и более метров.

• Достоинства шпурового способа заключаются в том, что пробы отбираются попутно с бурением шпуров для проходки выработок и не требуется дополнительных затрат на отбор проб.
• Основной недостаток шпурового способа состоит в том, что по материалу трудно, а иногда невозможно:
• - определить границы рудного тела;
• - его строение;
• - контуры природных типов и промышленных сортов руд.
• Нельзя применять шпуровой способ для опробования рудных тел малой мощности из-за сильного искажения результатов.

Продолжение «Линейные пробы»

• Данный вид опробования являетсяодним из наиболее распространенных. Материалом пробы служит керн, керн и шлам или только шлам. Наиболее достоверные результаты получают при взятии проб из керна.
• Достоверность опробования по керну зависит от полноты его выхода и степени неравномерности минералов в руде. Особенно влияет на точность результатов избирательное истирание керна, когда хрупкие или мягкие рудные минералы, особенно слагающие прожилки или цемент брекчий, разрушаются и выносятся в виде буровой мути, что резко искажает состав руды и керновой пробы. Избирательно истирание керна происходит на месторождениях молибдена, ртути, сурьмы, углей, вызывая систематические погрешности опробования. Пробы из керна отбирают при выходе его более 70%.

Отбор проб при колонковом бурении

• Керн может использоваться для химического, геохимического, минералогического и технологического опробования.

Продолжение «Отбор проб при колонковом бурении»

Пример полевой документации керна скважины

• В рядовую (секционную) пробу берётся половина, реже четвертая часть или весь керн.
• Половинки керна получают раскалыванием его не керноколе (или распиловкой) вдоль оси. Оставшаяся от химического опробования часть керна используется для минералогического изучения руд и сохраняется как дубликат. 

Продолжение «Отбор проб

при колонковом бурении»

Кернокол

•  К взятию проб из шлама при колонковом бурении прибегают редко – при низком выходе или потере керна. В этом случае принимают меры к полному улавливанию шлама.

Продолжение «Отбор проб при колонковом бурении»

•  Иногда для опробования используют и керн, и шлам одновременно. При этом в пределах интервала керн и шлам собирают в отдельные пробы и анализируют.
•  Для повышения достоверности опробования при низком выходе керна применяются геофизические методы (каротаж скважин), которые позволяют уточнить:
• - положение и контакты рудного тела;
• - состав руды.

• Выбор способа отбора проб зависит:
• - от задач опробования;
• - особенностей строения тел полезных ископаемых;
• - физико-механических свойств полезных ископаемых и вмещающих пород.
• Во всех случаях он должен обеспечивать:
• - надёжность результатов опробования;
• - оперативность пробоотбора.
• Для рядового опробования этим условиям отвечают линейные способы пробоотбора.
• Ведущим способом пробоотбора в горных выработках является бороздовый, а при опробовании скважин колонкового бурения отбираются керновые пробы.

8.4. Факторы, определяющие

выбор способа отбора проб

• Для различных целей отбираются разные виды проб. Например:
• - для изучения технических свойств пород и ПИ часто отбираются штуфные пробы;
• - для контроля рядового опробования – задирковые;
• - для технологических свойств - валовые пробы.
• Главными параметрами пробоотбора являются:
• - геометрия проб - их поперечные сечения, длины интервалов (или секций), а в некоторых случаях - массы исходных проб;
• - расстояния между пробами (шаг опробования);
• - оптимальное число проб на оцениваемый объём недр.

Продолжение «8.4. Факторы, определяющие

выбор способа отбора проб