礦樣是直接進(jìn)行測(cè)試、分析和研究的對(duì)象,是否具有代表性直接影響著檢測(cè)結(jié)果。因此,為了保證所檢測(cè)指標(biāo)接近于真值,能近似地反映礦石質(zhì)量,必須采集具有充分代表性的礦樣。
礦床采樣是根據(jù)該礦區(qū)的采樣量以及該礦區(qū)能夠采樣的礦體暴露面大小而定的。礦床采樣工作主要包括采樣設(shè)計(jì)、采樣方法的選擇和采樣施工。

1、礦床采樣設(shè)計(jì)
采樣設(shè)計(jì)的任務(wù)是選擇和設(shè)置采樣點(diǎn),進(jìn)行配樣計(jì)算,并據(jù)此分配各個(gè)采樣點(diǎn)的采樣量。在編制采樣設(shè)計(jì)之前,地質(zhì)部門應(yīng)提供完整的地質(zhì)勘探資料;采礦部門提出礦區(qū)開(kāi)采范圍、開(kāi)拓與采礦方案;選礦部門在對(duì)地質(zhì)、采礦提供的有關(guān)資料全面了解、深入分析的基礎(chǔ)上,與選礦試驗(yàn)委托部門協(xié)商提出采樣要求,確定采樣的個(gè)數(shù)、礦樣的質(zhì)量、粒度以及包裝運(yùn)輸方式等,原則上選礦科研單位只對(duì)礦樣負(fù)責(zé)。
(1)采礦點(diǎn)的布置
所謂采樣點(diǎn)是指在采樣過(guò)程中,為保證樣品代表性,結(jié)合礦體的賦存特點(diǎn),在礦體不同位置確定的采樣地點(diǎn),每一個(gè)采樣地點(diǎn)就可稱為一個(gè)采樣點(diǎn)。
采樣點(diǎn)的布置應(yīng)在礦床地質(zhì)和綜合采樣研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)對(duì)試樣代表性的要求確定。主要考慮以下幾個(gè)方面:
①選擇能充分代表所研究礦石的特征而且原有勘探工程質(zhì)量又較好的地點(diǎn)作為采樣點(diǎn),充分利用已有勘探工程(坑道或鉆孔巖心)采樣,盡量避免開(kāi)鑿專門的采樣工程。
②應(yīng)選擇礦石工業(yè)品級(jí)和自然類型最多、最完全的勘探工程作為采樣工程,這樣就可以在較少的采樣工程內(nèi)布置較多數(shù)量的采樣點(diǎn),減少采樣工程量。
③采樣點(diǎn)應(yīng)大致均勻地分布在礦體的各部位,不能過(guò)于集中。沿礦體走向在兩端和中部都應(yīng)有采樣點(diǎn);沿傾斜方向在地表、淺部和深部也都應(yīng)有采樣點(diǎn)。如果礦體很大時(shí),應(yīng)充分考慮分期采樣問(wèn)題,即采樣點(diǎn)應(yīng)主要分布在前期開(kāi)采地段。
④采樣點(diǎn)的數(shù)目應(yīng)盡可能多一些,但也要照顧到施工條件。一個(gè)工業(yè)品級(jí)或自然類型的試樣,采樣點(diǎn)不能少于3-5個(gè)。
(2)配樣設(shè)計(jì)
將各類型樣配成混合樣時(shí),混合樣中各工業(yè)品級(jí)和自然類型樣的比例應(yīng)與礦山生產(chǎn)的出礦比例基本一致,礦山開(kāi)拓方案未定時(shí),則可按儲(chǔ)量比例配礦。采樣設(shè)計(jì)時(shí),就應(yīng)根據(jù)所要求的配樣比例計(jì)算和分配各個(gè)類型樣的采樣數(shù)量。
由于每個(gè)類型樣均包括幾個(gè)采樣點(diǎn),因而算出各個(gè)類型樣的采樣數(shù)量后還要計(jì)算和分配各個(gè)采樣點(diǎn)的采樣量。各點(diǎn)樣品的配人量原則上應(yīng)與該點(diǎn)所代表的礦量成比例。在實(shí)踐中往往是直接根據(jù)礦體中礦石的品位變化特征,按地質(zhì)樣品中各個(gè)品位區(qū)間的試樣長(zhǎng)度占全部樣品總長(zhǎng)度的百分比分配采樣量。
由于選礦試驗(yàn)樣品采樣點(diǎn)的數(shù)目小于地質(zhì)化驗(yàn)單樣的數(shù)目,因而按理論計(jì)算比例配出的試樣的平均品位不可能與地質(zhì)平均品位完全吻合,而必須根據(jù)各點(diǎn)的實(shí)際采樣結(jié)果重新計(jì)算和調(diào)配,品位偏高時(shí)可多配些低品位樣,品位偏低時(shí)可多配些高品位樣,但這時(shí)應(yīng)特別注意避免因片面追求品位的代表性而破壞其他性質(zhì)的代表性。對(duì)礦石可選性而言,最重要的往往還不是礦石的品位而是元素的賦存狀態(tài)。
2、礦床常見(jiàn)的采樣方法
常用的礦床采樣方法包括:刻槽采樣法、剝層采樣法、爆破采樣法、方格采樣法和巖心劈取法。
(1)刻槽采樣法
刻槽采樣法就是在礦體上開(kāi)鑿一定規(guī)格的槽子,槽中鑿下的全部礦石作為一個(gè)樣品(子樣)。當(dāng)槽斷面的規(guī)格較小時(shí),完全用人工鑿??;規(guī)格大時(shí),可先采用淺眼爆破崩礦,再用人工修整,以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的規(guī)格形狀。在礦體呈脈狀、層狀等暴露面積較小的情況下,采樣點(diǎn)的數(shù)目很多,常采用刻槽采樣法。
刻槽的方向應(yīng)垂直于礦體的走向,在沿礦體的厚度方向上布置,而且盡可能使樣槽通過(guò)礦體的全部厚度。各樣槽間的距離要相等,各槽的斷面積要一致??滩坌螤钜话銥殚L(zhǎng)方形、圓形、環(huán)形、螺旋形等。
當(dāng)?shù)V化比較均勻、礦體比較規(guī)則時(shí),多采用長(zhǎng)方形直線橫向刻槽和縱向刻槽。在水平巷道或垂直巷道里,當(dāng)?shù)V物組成沿長(zhǎng)度的分布很不均勻時(shí),則可采用螺旋形刻槽,礦物組成愈不均勻,則螺距應(yīng)愈小。若巷道太長(zhǎng),最好不用螺旋狀或環(huán)狀刻槽采樣法,而采用環(huán)形或螺旋狀布點(diǎn)采樣法。點(diǎn)距和各采樣點(diǎn)的容積必須保持相等。
在地表探槽中采樣時(shí),樣槽可布置在槽底,也可布置在壁上;在穿脈坑道中采樣時(shí),在坑道的一壁布置樣槽,若礦體品位變化很大,則需在兩壁同時(shí)刻槽,合并兩壁的樣品成一個(gè)樣品;在沿脈坑道中采樣時(shí),在坑道的兩壁和頂板布置樣槽,每隔一定距離布置拱形樣槽,或沿螺旋線連續(xù)刻槽,一般均不取底板;若礦體較薄且主要暴露在頂板,礦樣也只能從頂板上采??;在淺井中采樣,樣槽布置在淺井的一壁或兩對(duì)壁。
樣槽斷面尺寸主要取決于保證采樣的準(zhǔn)確性和所需礦樣的質(zhì)量和粒度,槽間距離取決于礦化程度。
(2)剝層采樣法
剝層采樣法就是在工作面底盤上鋪上帆布或薄鐵板,然后對(duì)整個(gè)暴露的礦體全部剝下一層,收集在帆布或鐵板上作為試樣。它適用于礦層薄、礦脈細(xì)以及礦石品位分布不均勻礦床的采樣。假如在一個(gè)巷道內(nèi)要取的礦樣質(zhì)量很大,而采樣面積又很小,用刻槽采樣法所取的樣品量過(guò)少,不能滿足需要時(shí),應(yīng)采用剝層采樣法。
剝層的深度取決于欲采礦樣的質(zhì)量和研究所需礦樣的粒度。一般情況下,25mm左右的礦塊即可滿足試驗(yàn)要求,所以,剝層深度以25-100mm為宜。
(3)爆破采樣法
爆破采樣法是在坑道內(nèi)穿脈的兩壁、頂板(通常不用底板)上,按照預(yù)定的規(guī)格打眼放炮爆破;然后將爆破下的礦石全部或從中縮分出一部分作為試樣。
爆破采樣法適用于要求礦樣量很大、礦石品位分布非常不均勻的情況。采樣規(guī)格視具體情況而定,通常長(zhǎng)和寬為1m左右,深度多0.5-1.0m。
(4)方格采樣法
方格采樣法主要在采樣面積較大而采樣量又不多的情況下使用。其方法是在采樣的面上劃上格網(wǎng),從格網(wǎng)交點(diǎn)采樣。
格網(wǎng)可以是菱形的、正方形的、長(zhǎng)方形的。采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)視礦化的均勻程度及采樣面積的大小而定。若礦化均勻,采樣點(diǎn)可以少些,其交點(diǎn)距離可大于2m;若礦化不均勻或礦石成分復(fù)雜,則采樣點(diǎn)就要多些,間距也要小些。
(5)巖心劈取法
在以鉆探為主要勘探手段、客觀上又不允許進(jìn)行坑道采樣時(shí),試驗(yàn)樣品可從鉆探巖心中劈取。在劈取巖心時(shí),必須沿巖心中心線垂直劈取1/2或1/4作為樣品,所取巖心長(zhǎng)度均應(yīng)穿過(guò)礦體的厚度,并包括必須采取的圍巖和夾石。
礦床采樣方法除以上介紹的外,還有攝取采樣法、點(diǎn)取采樣法、炮眼采樣法、全巷采樣法等,這些方法在系統(tǒng)采樣時(shí)應(yīng)用較少。
參考資料:試驗(yàn)研究方法,作者:劉炯天、樊民強(qiáng)
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