礦樣是直接進(jìn)行測試、分析和研究的對象,是否具有代表性直接影響著(zhù)檢測結果。因此,為了保證所檢測指標接近于真值,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。
礦床采樣是根據該礦區的采樣量以及該礦區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計、采樣方法的選擇和采樣施工。

1、礦床采樣設計
采樣設計的任務(wù)是選擇和設置采樣點(diǎn),進(jìn)行配樣計算,并據此分配各個(gè)采樣點(diǎn)的采樣量。在編制采樣設計之前,地質(zhì)部門(mén)應提供完整的地質(zhì)勘探資料;采礦部門(mén)提出礦區開(kāi)采范圍、開(kāi)拓與采礦方案;選礦部門(mén)在對地質(zhì)、采礦提供的有關(guān)資料全面了解、深入分析的基礎上,與選礦試驗委托部門(mén)協(xié)商提出采樣要求,確定采樣的個(gè)數、礦樣的質(zhì)量、粒度以及包裝運輸方式等,原則上選礦科研單位只對礦樣負責。
(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(chēng)為一個(gè)采樣點(diǎn)。
采樣點(diǎn)的布置應在礦床地質(zhì)和綜合采樣研究的基礎上,根據對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(zhuān)門(mén)的采樣工程。
②應選擇礦石工業(yè)品級和自然類(lèi)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布置較多數量的采樣點(diǎn),減少采樣工程量。
③采樣點(diǎn)應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有采樣點(diǎn);沿傾斜方向在地表、淺部和深部也都應有采樣點(diǎn)。如果礦體很大時(shí),應充分考慮分期采樣問(wèn)題,即采樣點(diǎn)應主要分布在前期開(kāi)采地段。
④采樣點(diǎn)的數目應盡可能多一些,但也要照顧到施工條件。一個(gè)工業(yè)品級或自然類(lèi)型的試樣,采樣點(diǎn)不能少于3-5個(gè)。
(2)配樣設計
將各類(lèi)型樣配成混合樣時(shí),混合樣中各工業(yè)品級和自然類(lèi)型樣的比例應與礦山生產(chǎn)的出礦比例基本一致,礦山開(kāi)拓方案未定時(shí),則可按儲量比例配礦。采樣設計時(shí),就應根據所要求的配樣比例計算和分配各個(gè)類(lèi)型樣的采樣數量。
由于每個(gè)類(lèi)型樣均包括幾個(gè)采樣點(diǎn),因而算出各個(gè)類(lèi)型樣的采樣數量后還要計算和分配各個(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)品位區間的試樣長(cháng)度占全部樣品總長(cháng)度的百分比分配采樣量。
由于選礦試驗樣品采樣點(diǎn)的數目小于地質(zhì)化驗單樣的數目,因而按理論計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,而必須根據各點(diǎn)的實(shí)際采樣結果重新計算和調配,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)鑿一定規格的槽子,槽中鑿下的全部礦石作為一個(gè)樣品(子樣)。當槽斷面的規格較小時(shí),完全用人工鑿??;規格大時(shí),可先采用淺眼爆破崩礦,再用人工修整,以達到設計要求的規格形狀。在礦體呈脈狀、層狀等暴露面積較小的情況下,采樣點(diǎn)的數目很多,常采用刻槽采樣法。
刻槽的方向應垂直于礦體的走向,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(cháng)方形、圓形、環(huán)形、螺旋形等。
當礦化比較均勻、礦體比較規則時(shí),多采用長(cháng)方形直線(xiàn)橫向刻槽和縱向刻槽。在水平巷道或垂直巷道里,當礦物組成沿長(cháng)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,則螺距應愈小。若巷道太長(cháng),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(xiàn)連續刻槽,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壁。
樣槽斷面尺寸主要取決于保證采樣的準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(pán)上鋪上帆布或薄鐵板,然后對整個(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(mǎn)足需要時(shí),應采用剝層采樣法。
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(mǎn)足試驗要求,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穿脈的兩壁、頂板(通常不用底板)上,按照預定的規格打眼放炮爆破;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。采樣規格視具體情況而定,通常長(cháng)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(cháng)方形的。采樣點(diǎn)個(gè)數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(guān)上又不允許進(jìn)行坑道采樣時(shí),試驗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(xiàn)垂直劈取1/2或1/4作為樣品,所取巖心長(cháng)度均應穿過(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,這些方法在系統采樣時(shí)應用較少。
參考資料:試驗研究方法,作者:劉炯天、樊民強
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