Интервалы между пробами месторождений твердых полезных ископаемых

Под пробой следует понимать: 1) сумму частных проб, отобранных способом вычерпывания с каждого данного навала руды после отпалки у забоя; 2) сумму частных проб, отбитых в забое точечным способом; 3) рудный материал, буровую муку или шлам, собранный со всех шпуров или принятой части комплекта шпуров одного цикла проходки; 4) одну борозду, отбитую в забое при весьма равномерном, равномерном и неравномерном оруденении; две борозды, отбитые в забое при весьма неравномерном оруденении, эквивалентное количество борозд, отбитых по стенке или кровле выработки; 5) задирку в забое, по стенке, кровле или почве выработки (канавы) при определенной ее длине и 6) валовую пробу, характеризующую заходку.

При секционном опробовании пробой является материал, соответствующий выделенному типу руды.

В разведочных и подготовительных выработках, проходимых по простиранию и падению (или восстанию) рудных тел, пробы всегда следует брать через некоторые промежутки (интервалы). Только при шпуровом и иногда валовом опробовании эти интервалы принимаются, по приведенным выше причинам, равными нулю, т. е. пробы берутся со всей длины выработки.

Расстояние между пробами в выработках, проходимых вкрест простирания, будем считать всегда равным нулю, т. е. перерывы между пробами в данном случае недопустимы.

Интервалы между пробами зависят от степени неравномерности оруденения. Чем неравномернее оруденение, тем они должны быть меньше, и наоборот, чем равномернее оруденение, тем расстояния между пробами могут быть больше.



Для ориентировочного определения степени неравномерности оруденения для многих месторождений твердых полезных ископаемых может служить коэффициент вариация подлежащего определению компонента. Этот коэффициент — коэффициент изменчивости оруденения в пределах всего месторождения (рудного тела) или его участка (например, подготовленного к добыче блока размером 40 м по падению и 60 м по простиранию) — может быть определен по ряду проб, взятых через определенные интервалы, как по оконтуривающим этот блок подготовительным выработкам, так и внутри его по очистным выработкам.

В качестве примера можно привести один из блоков жильного золоторудного месторождения размером 50х30 м, оконтуренный с четырех сторон и опробованный бороздовым способом с интервалами приблизительно 2 м. Мощность жилы в пределах блока непостоянна. Минимальная мощность 0,22 м, максимальная 0,81 м, средняя 0,75 м. Содержание золота колеблется в пределах от 0,5 до 48 г/г, среднее по блоку 11,5 г/г.

Числовое выражение изменчивости содержания золота определяется средним квадратическим отклонением о цифр (содержаний в пробах — С) данного ряда от среднего арифметического С, вычисленного для этого же ряда (см. табл. 11):

где Е — знак суммы;

С — содержание золота по отдельным пробам в г/т;

х2 — квадраты отклонений отдельных цифр (содержаний; в пробах) данного ряда от среднего из них;

n — количество цифр (проб) ряда.

Этот способ определения среднего квадратического отклонения может быть назван способом «непосредственного вычисления». Однако среднее квадратическое отклонение может быть вычислено и другими способами.

Более эффективными по затратам времени на вычисления, а также по возможности широкого использования анализируемого материала являются «способ произведений» и «способ сумм», разбор которых не приводится в этой книге.

Среднее квадратическое отклонение характеризует амплитуду колебаний (отклонений) содержаний по отдельным пробам от среднего С. Выраженное в процентах по отношению к С оно называется коэффициентом вариации (изменчивости) V данного ряда.

Среднее квадратическое отклонение о — число именованное,, выраженное в тех же единицах, что и цифры — варианты исследуемого ряда, т. е. в рассматриваемом примере в г/г. Величина же коэффициента вариации V показывает степень относительной изменчивости оруденения.

Сопоставление средних квадратических отклонений без учета содержаний С не может дать ответа на вопрос о том, какой из сравниваемых объектов характеризуется большей степенью равномерности оруденения.

Например, для неравномерных золотых руд жилы А о = 41 г/т; V = 83%, а для весьма неравномерных руд жилы В о = 8,3 г/г; V = 130%. Руды жилы А равномернее руд жилы В, однако о для жилы А больше потому, что среднее содержание золота в жиле А значительно выше, т. е. руды жилы А богаче. Отсюда видно, что величина о сама по себе не может характеризовать изменчивость, так как она зависит не только от изменчивости полезного ископаемого, но и от среднего содержания изучаемого компонента. Таким образом, сравнение степени неравномерности оруденения месторождений или их отдельных участков необходимо производить путем сопоставления свойственных им коэффициентов вариации, а не средних квадратических отклонений.

Однако следует иметь в виду, что коэффициенты вариации определяют лишь степень изменчивости содержания компонента, в данном случае золота, но не отражают характера этой изменчивости. Представление о последнем может быть получено путем соответствующего анализа исходных данных.

Основным фактором, влияющим на величину V, является степень неравномерности распределения оруденения. Чем менее равномерно оруденение, тем больше, при прочих равных условиях, величина V. При кустовом и гнездовом распределениях оруденения величина V бывает значительно больше, чем при ином характере оруденения.

Наличие рудных столбов и повторные фазы оруденения обусловливают различную степень равномерности оруденения в пределах одного и того же рудного тела.

Таким образом, величина коэффициента вариации зависит от комплекса геологических особенностей каждого данного месторождения. Главнейшие из них — условия накопления рудного вещества.

К числу прочих факторов, влияющих на величину коэффициентов вариации V, но уже не зависящих от геологических особенностей, присущих данному объекту, могут быть отнесены: 1) размеры участков месторождений, для которых вычисляются эти коэффициенты; 2) размеры проб и 3) условия их анализа.

Анализ достаточного количества материалов по месторождениям редких металлов, золота и других металлов показывает, что средняя величина коэффициента вариации V, вычисленная по группе блоков, обычно меньше величины коэффициента вариации, вычисленной по всем пробам, входящим в данную группу блоков. Это подтверждается и теоретическими положениями.

Зависимость величины V от размеров проб, по которым она определена, устанавливается вполне четко. Коэффициенты вариации, вычисленные по валовым пробам, обычно бывают меньше вычисленных по бороздовым пробам при прочих равных условиях.

Если коэффициент вариации вычислен по достаточному количеству объединенных проб, его величина будет меньше, чем в том случае, когда каждая проба анализируется отдельно и при этом может создаться неверное представление о действительной степени неравномерности оруденения (о величине V), свойственной всему исследуемому месторождению или его части. Величина коэффициента вариации будет (при прочих равных условиях) тем меньше, чем больше проб объединено.

Все это необходимо учитывать при сопоставлении коэффициентов вариации по отдельным месторождениям, имея, однако, в виду, что некоторые колебания весов бороздовых проб не могут помешать этому сопоставлению. Пределы V для одной и той же группы месторождений обычно бывают довольно широкими, а разница в V, вычисленных, например, по трех- и восьмикилограммовым бороздовым пробам, если и бывает, то, как правило, ничтожно мала и, по существу, неуловима.

Величины коэффициентов вариации компонентов в рудах месторождений различных полезных ископаемых колеблются в довольно широких пределах, в зависимости от группы месторождений (табл. 12).

Иногда эти колебания даже в одной группе месторождений настолько значительны, что обусловливают нечеткость границ: между двумя смежными группами месторождений. При этом границы как бы кулисообразно заходят одна за другую. Таким образом, группировка месторождений по интенсивности вариации содержаний промышленно-ценных компонентов в пробах является в некоторой мере условной.



Опыт показывает, что интервалы между пробами, приведенные в табл. 12, удовлетворяют решению практических задач по данным систематического опробования разведочных и подготовительных выработок.

При пользовании табл. 12 необходимо иметь в виду следующие обстоятельства:

1. Коэффициент вариации содержаний компонентов является вспомогательным признаком, характеризующим степень неравномерности оруденения. Заранее известные пределы величин этих коэффициентов и представители месторождений того или иного типа (помещенные в четвертой колонке табл. 12) позволяют, пользуясь методом аналогии, выбрать надежное расстояние между пробами.

Относить месторождение к той или иной группе необходимо с учетом наиболее сильно изменяющегося признака (содержания компонента). Например, если в свинцово-цинковой руде имеется золото (промышленное содержание) и неравномерность распределения его больше, чем свинца и цинка, то ориентироваться необходимо на золото.

2. Расстояния между пробами, приведенные в табл. 12, являются ориентировочными и могут в зависимости от местных условий несколько (приблизительно на 25%) меняться в ту или другую сторону.

Интервалы между пробами, принятые с этим допуском для той или иной группы месторождений (см. табл. 12), сохраняются при систематическом опробовании постоянными и меняются лишь в связи с резким изменением геологической обстановки при переходе работ на более глубокие горизонты или на другие участки по простиранию рудных тел. То же относится и к сохранению принятых способов взятия проб, сечению борозд, количеству их в забоях или на соответствующих участках кровли и стенок выработок, количеству и весу частных проб при опробовании способом вычерпывания и точечным способом, а также к количеству проб, подлежащих объединению (см. ниже).

3. Отступления (для той или иной группы месторождений, приведенных в табл. 12) в сторону резкого увеличения интерв-а-лов между пробами, значительно превосходящие предусмотренный выше допуск (см. предыдущий параграф), должны быть обоснованы. Обоснованием может служить, например, сопоставление средних содержаний исследуемых компонентов, вычисленных по полному числу проб, отобранных ранее на том или ином участке месторождения, и по части их, например, по половине с разрежением через одну пробу.

Если средние содержания окажутся весьма близкими и если увеличенные интервалы между пробами будут удовлетворять Есем задачам опробования, в частности надежному оконтурива-нию подлежащих выделению типов руд, отступление от применявшихся прежде интервалов между пробами можно считать обоснованным.

Способ сопоставления средних содержаний для определения оптимального расстояния между пробами носит название способа разрежения. Для его эффективного применения необходимо достаточное количество анализов проб. В частности, количество проб на отдельных участках месторождений с неравномерным характером оруденения должно быть (приблизительно) не менее 30—35, а на месторождениях с весьма и крайне неравномерным оруденением не менее 50—70.

Участки, по которым производится сопоставление средних содержаний компонентов, должны быть расположены (с учетом геологической обстановки) равномерно относительно вскрытых частей месторождений.

Применение этого и других методов анализа густоты сети опробования позволит сделать ее более редкой, чем это предусмотрено в табл. 12.

4. При подготовке к эксплуатации весьма мощных рудных тел систематическое опробование всех подготовительных выработок иногда не производится. В этом случае считают, что решающими являются выработки, пройденные по направлению максимальной изменчивости, чаще всего вкрест простирания. Пробы, взятые в выработках, пройденных по простиранию и падению рудных тел, часто не могут быть использованы при подсчете запасов, как совершенно не характерные для участка месторождения в зоне влияния этих выработок, поскольку они не вскрывают всей мощности тела полезного ископаемого.

Следует, однако, иметь в виду, что такое решение вопроса бывает чаще исключением, чем правилом, и обычно имеет место лишь при хорошей изученности месторождения и обилии накопленного материала по опробованию. Однако и в этом случае выборочное опробование штреков и восстающих не исключается.

5. Опыт показывает, что при эксплуатации хорошо изученных месторождений I и II групп (см. табл. 12), характеризующихся весьма равномерным и равномерным оруденением, систематического опробования в подготовительных выработках иногда не производится.

К числу таких месторождений относятся, например, месторождения углей, горючих сланцев, строительных материалов, цементного сырья, фосфоритов, солей и других полезных ископаемых.

Считается, что все необходимые данные об их качестве уже получены в результате детальной разведки, т. е. при доведении запасов до категории А2, и что в процессе подготовки месторождений к эксплуатации нужен лишь контроль выборочным опробованием.

Такое решение не может встретить возражений, если результаты обязательного в начале систематического опробования рудных тел в подготовительных выработках покажут, что в дальнейшем производстве его нет необходимости.

Во всех прочих условиях опробование подготовительных выработок на месторождениях I и II групп так же обязательно, как и на месторождениях III, IV и V групп.

6. При шпуровом опробовании, совмещаемом с продвиганием забоев, расстояние между пробами лучше всего принимать равным нулю не только в выработках, ориентированных вкрест простирания, но и по простиранию, а также восстанию рудных тел. Это предложение вытекает из необходимости полного улавливания пыли и шлама в связи с охраной труда и несложностью обработки шпуровых проб.

Расстояние между шпурами, пробуриваемыми в целях оконтуривания рудных тел, обычно составляет от 3—5 до 15—20 м.

7. В коротких рудных телах (30—40 м и меньше) расстояния между пробами, предусмотренные табл. 12, необходимо несколько уменьшать.

При валовом и задирковом опробовании интервалы могут быть несколько больше предусмотренных табл. 12; это вытекает из соображений о величине степени изменчивости содержания, полученной по пробам малых и больших весов.

8. Предлагаемые расстояния между пробами учитывают возможно более точную характеристику отдельных подготовленных к добыче блоков нормальных (для каждой данной системы очистных работ) размеров.

Однако опыт показывает, что при эксплуатации неравномерных и весьма неравномерных месторождений приведенные выше расстояния между пробами часто не позволяют охарактеризовать каждый из этих блоков с достаточной точностью.

Установлено, например, что ошибка определения запасов металла в нормальных эксплуатационных блоках некоторых жильных золоторудных месторождений достигает иногда 40% и более. Эта ошибка бывает с отрицательным и положительным знаком, т. е. является случайной. Для группы смежных подготовленных к добыче блоков величина ее уменьшается. При некотором достаточном числе блоков (даже 8—10) она заметно снижается (нередко до 5—4%, а иногда и меньше).

Такое положение позволяет по-иному ставить вопрос о расстоянии между пробами для некоторых эксплуатирующихся месторождений, именно ориентироваться при выборе их не на один блок, а на группу одновременно разрабатывающихся блоков. В этом случае расстояния между пробами могут быть существенно больше приведенных в табл. 12.