Опробование формовочных песков

09.06.2018
В связи с тем что качественно-технологические особенности формовочных песков регламентированы весьма жестко, все обнажения их и разведочные выработки должны быть опробованы. При выборе системы опробования и длины пробы большое значение имеет их соответствие геологическому строению месторождения и условиям его разработки. Без учета этого опробование может привести к совершенно неверной оценке месторождения. На рис. 30 показан разрез песчаных отложений, в которых выделяется два слоя. Верхний слой, мощностью 3,2 м, представлен мелкими, а нижний слой, мощностью 4,6 м — крупными кварцевыми песками, гранулометрический состав которых приведен в табл. 26.

Как видно из табл. 26, основные фракции мелких песков верхнего слоя концентрируются на трех смежных ситах (016, 01, 0063) и относятся к группе 016, а крупные нижнего слоя, сосредотачивающиеся на трех ситах (063, 04, 0315), — к группе 04.

При объединении песков верхнего и нижнего слоя концентрации основных фракций на трех смежных ситах не происходит, и пески относятся к группе рассредоточенных, промышленная ценность которых более низкая.

Приведенный пример показывает важность раздельного опробования каждого выделенного и по мощности пригодного для самостоятельной отработки слоя песков разного гранулометрического состава. На стадии поисков и предварительной разведки отбор проб производится послойно, при большой мощности слоев — секционно в пределах слоя. Длина интервала опробования в этом случае обычно составляет 1—2 м. При детальной разведке, если толща песков достаточно однородна, интервал опробования увеличивается до 3—5 м. На контакте с вмещающими породами интервалы отбора проб., с целью обеспечения возможности отбивки границы загрязненных песков сокращаются до 1,0—0,5 м.

При детальной разведке все маломощные прослои некондиционных песков, глин и других пород, селективная отработка которых согласно кондициям не предусматривается, включаются в пробу. Прослои большей мощности опробуются самостоятельно. Оставление в полезной толще неопробованных слоев или интервалов недопустимо.

При выборе интервала опробования необходимо стремиться, чтобы принятая длина пробы обеспечивала достаточно достоверное выделение заключенных внутри полезной толщи некондиционных песков. На рис. 31 приведен пример ошибочного увеличения мощности прослоя некондиционных песков вследствие неправильного выбора интервала опробования. При установленной кондициями мощности прослоев некондиционных песков, подлежащих селективной выемке в 2 м, опробование велось также двухметровыми интервалами. Вследствие этого прослой сильно ожелезненных глинистых песков, непригодных для использования в качестве формовочного материала, мощностью 2 м, по данным опробования оценивался как прослой мощностью 4 м. Приведенное показывает, что для правильного выделения прослоев некондиционных песков необходимо вести опробование секциями мощностью в два раза меньшими, чем установлено кондициями.

При опробовании скважин в пробу отбирается весь материал, извлеченный с заданного интервала. Из шурфов, канав, расчисток и обнажений пробы отбираются как правило бороздой сечением 5х10 см, иногда задиркой слоя на глубину 15—20 см. В большинстве случаев одна борозда или задирка в выработке достаточно надежно характеризуют состав опробованного слоя. Однако при резко выдержанной неоднородности слоя по простиранию, при частых и резких колебаниях крупности песка, содержания глины и других показателей отбор проб целесообразно производить на двух противоположных стенках выработок.

С целью определения высоты эксплуатационного уступа наибольшего интервала обеспечивающего при валовой его отработке возможность получения товарного песка требуемого качества, целесообразно отобрать средние пробы. Эти пробы отбирают из материала рядовых проб пропорционально их мощности. Количество средних проб для разных месторождений неодинаково и зависит от характера изучаемой толщи. В тех случаях, когда полезная толща состоит из маломощных, не поддающихся выделению при эксплуатации слоев, представленных песками разного гранулометрического состава и прослоями глин, средние пробы должны отбираться на высоту или половину высоты эксплуатационного уступа. Если в разрезе устанавливается группировка сходных слоев, то целесообразно средние пробы составлять для каждой группы слоев и в целом на высоту (или половину высоты) эксплуатационного уступа. Объединять материал разного состава и свойства в среднюю пробу только с целью увеличения интервала валовой разработки нельзя. Объединение целесообразно лишь при условии, что в результате его не произойдет снижение качества усредненного песка. Поэтому при выборе интервала средних проб следует производить подсчет среднего значения основных показателей (зернового, минералогического и химического состава) по данным соответствующих рядовых проб и, таким образом, ориентировочно определять возможную марку песков средней пробы. Однако окончательное определение марки песков средней пробы возможно только после производства ее испытаний в соответствии с требованиями действующего ГОСТ. Расчетным путем газопроницаемость песков средней пробы определять нельзя, так как при смешении песков различных размеров газопроницаемость существенно изменяется.

Отобранные пробы подвергаются усреднению и сокращению методом кольца и конуса, а также квартованием при тщательном перемешивании материала. Применяются для этой цели также ручные или механические делители. При квартовании и других способах сокращения проб необходимо следить, чтобы глинистая составляющая песков не оседала вследствие самопроизвольной сортировки песков при их перемешивании. При отборе и обработке проб необходимо принимать меры, направленные на устранение возможности загрязнения песков, особенно окислами железа и металлической стружкой за счет применяемого инструмента и оборудования. Металлическая стружка должна быть удалена магнитом. Сильно глинистые пески перед обработкой должны быть подсушены. В результате обработки проб конечная масса их должна составлять 3,5—4,0 кг. Половина этой массы направляется на анализы, а половина остается как дубликат. Масса навески, необходимой для выполнения химических анализов, должна составлять 80—100 г; для гранулометрического анализа конечная масса пробы доводится до 1 кг, для минералого-петрографических исследований — до 80—100 г.