4.1.5 Оконтуривание тел полезных ископаемых

Оконтуривание– это основа создания модели месторождения. Оно оказывает влияние на количество запасов месторождения, и на качество, т.к. создается контур участков по сортам.

По характеру природных границ рудных тел различают две группы месторождений: с четкими границами тел, не имеющими таких границ.

Обе группы в свою очередь, подразделяется на группы с равномерным и неравномерным распределением полезного компонента.

Кроме этого, оконтуриваются участки различные по гидрогеологическим (обводненность) и горнотехническим (открытая, подземная разработка м.п.и., запасы в целиках) условиям.

Виды контуров тел п.и.

1. Контур, характеризующий полное окончание (выклинивание) тела – нулевой контур. Строится соединением точек, в которых мощность или содержание полезного компонента равно 0.

2. Промышленный контур отделяет промышленные участки от непромышленных. Проводится через точки с минимальной мощностью, минимальным промышленным или бортовым содержанием полезного компонента.

3. Сортовой контур разделяет различные сорта и типы руд внутри общего промышленного контура.

Оконтуривание тел проводится на планах, проекциях, на разрезах по совокупности разведочных данных. Во всех случаях производятся расчеты, в которых учитываются особенности строения месторождения или тела полезного ископаемого, характер распределения полезного компонента и т.д.

4.1.6 Опробование

Опробование полезного ископаемого производится на всех стадиях изучения месторождения. Цель опробования —качественная оценка полезного ископаемого, это единственный способ выяснения сведений о технологических свойствах, составе и строении тел полезных ископаемых, свойствах вмещающих пород и т.д. На основании результатов опробования решается вопрос о том, для каких отраслей промышленности целесообразнее использовать данное полезное ископаемое и каковы должны быть методы его переработки, а также определяется количество руды или металла, производится оконтуривание рудных тел, определяется направление геолого-разведочных работ, выбирается способ обогащения руды, составляются планы и программы добычи, осуществляется контроль за полнотой выемки при эксплуатации, рассчитываются потери, разубоживание и разрабатываются мероприятия по их снижению. Так, например, ископаемые угля могут быть использованы как энергетическое топливо, для коксования, газификации и других целей. Вопрос о применении углей можно решить только на основании соответствующего изучения их проб. Наряду с этим еще до того, как на данном месторождении начнет работать шахта или разрез, должен быть разрешен также вопрос и о методах переработки полезного ископаемого, поэтому он решается в процессе разведки на основании соответствующих видов опробования полезного ископаемого.

Опробование сводится к отбору проб, их обработке, выполнения соответствующих испытаний и оценки полученных результатов.

Пробой принято называть порцию материала, отобранную от изучаемого объекта для проведения испытаний – материальная проба. Нематериальная – получается путем измерений с помощью геофизических методов: приборная и визуальная (достоинство – может быть повторена многократно в адекватных условиях).

Пробы полезного ископаемого в зависимости от методов и стадии изучения месторождения отбираются из естественных обнажений, горных выработок и буровых скважин.

В большинстве случаев процесс опробования слагается из трех операций: отбора, обработки и исследования проб.

Различают в зависимости от назначения: химическое опробование, минералого-петрографическое, техническое, технологическое.

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 пробполезных ископаемых в горных выработках и естественных обнажениях.

Штуфнойспособ заключается в отбойке отдельных кусков полезного ископаемого весом 0,5 - 2кг. Этот способ применяется очень редко для приблизительной оценки качества полезного ископаемого.

Точечныйспособ заключается в отбойке примерно одинаковых по объему кусков полезного ископаемого из середины или углов клеток сетки, намеченной на забое или стенке выработки в пределах тела полезного ископаемого. 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 вычерпываниясостоит 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. 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.

Шпуровойспособ 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. Шпуровой способ применяется при опробовании рудных полезных ископаемых.

Бороздовыйспособ 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 по одной или обеим стенкам. В последнем случае пробы из двух противоположных борозд объединяются.

В выработках, пройденных по падению ивосстанию рудных тел, борозды располагаются по стенкам. При этом при крутом падении тел полезных ископаемых применяются горизонтальные борозды, а при пологом - вертикальные.

В шахтах ишурфах, 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—3м. Чаще всего применяются борозды прямоугольного сечения, в которых ширина больше глубины. Значительно реже применяются борозды треугольного сечения.

Бороздовойметод широко применяется при опробовании месторождений самых разнообразных полезных ископаемых.

Задирковыйспособ 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 – 10см. Это способ применяется главным образом при опробовании маломощных рудных тел.

Валовый способзаключается 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 пробпроизводится 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 перемещать. 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.

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.

Дроблениепроб 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.

Перемешиваниекрупных проб весом свыше 2—3кг производится перелопачиванием. Для этого несколько рабочих становятся вокруг кучи, лопатами берут материал из разных частей ее и пересыпают на другое место. При весе пробы менее 2—3 т применяется методкольца и конуса, который заключается в том, что пробу насыпают в виде кольца, а затем, обходя кольцо, берут материал совком или лопатой и пересыпают в центральную часть кольца, образуя конус. Конус при помощи доски разворачивают в диск, который снова пересыпают в кольцо, в конус и т. д. до получения однородной смеси. Небольшие пробы весом в несколько килограммов можно перемешивать на клеенке. Насыпав пробу на клеенку, приподнимают ее по диагонали за углы, производя перемешивание материала.

Сокращениепроизводят 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. Так поступают, пока не получат пробу требуемого веса. Сокращение квартованием производится обычно при весе начальной пробы не более 2—З 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 анализыпроб 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.

Минералогическиеисследованияпроизводятся 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 испытанияпроизводятся 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.).