Предварительная подготовка технологических проб руд. Контрольное опробование материала технологических проб

В работы по предварительной подготовке (разделке) технологических проб к исследованиям входят перемешивание, сокращение, взвешивание и выделение дубликата. В отдельных случаях производится рудоразборка и сортировка руды по классам крупности. Эти операции осуществляют непосредственно на месторождении, где отбирают пробы.

Разделку сравнительно небольшой массы (от 0,1 до 15—20 т) лабораторных и укрупненно-лабораторных проб, отобранных в разведочных горных выработках или скважинах, проводят на специально подготовленной площадке с настилом из листового железа или плотно подогнанных досок. При этом площадки должны иметь навес и быть достаточными по размерам для проведения без помех всех указанных операций обработки проб.

Материал таких технологических проб из кусков руды размером > 40 мм тщательно перемешивают многократным (не менее 3 раз) пересыпанием на кольцо и конус для достижения однородности материала по составу и содержанию полезных компонентов. Затем из него отбирают горстевым способом или вычерпыванием определенную часть материала, характеризующую весь его объем, который используют в дальнейшем в качестве контрольной пробы. Контрольную пробу анализируют с целью установления содержания основных и попутных полезных и вредных компонентов в материале технологической пробы. Пробу признают непригодной и отбирают новую, если содержание вредных компонентов в ней отличается более чем на 20 % от содержания в рудах коренного залегания оцениваемого участка месторождения.

Технологическую пробу после получения положительных результатов контрольного опробования делят квартованием на две части: одну направляют в лабораторию на технологические испытания, другую в качестве дубликата хранят на месторождении. Дубликат оставляют, поскольку в процессе испытаний технологических проб возникают необходимые дополнительные исследования. Сохранение дубликата технологических проб оговаривается в каждом конкретном случае в проекте их отбора.

Разделку технологических проб массой в несколько сотен тонн и более (полупромышленных и опытно-промышленных) осуществляют на специально подготовленной бетонированной площадке. Поступающий в вагонетках из горных выработок рудный материал объединяют и тщательно перемешивают бульдозером или экскаватором. При этом куски руды крупнее 30—40 см разбивают, чтобы технологическая проба в основном состояла из кусков, не превышающих эти размеры. Объединенный и перемешанный материал делят на две части. Одну часть направляют в исследовательскую организацию на испытания, вторую (дубликат технологической пробы) хранят на месторождении. При транспортировании и перемешивании пробы большой массы необходимо следить, чтобы она не загрязнялась посторонним материалом и не переизмельчалась.

Большую часть материала пробы желательно сохранять в кусках размером 30—40 см, потому что мелкий материал, как правило, более обогащенный, быстрее теряется и окисляется при хранении и транспортировании проб, что снижает их представительность. Допустимая крупность технологических проб в каждом конкретном случае согласовывается с исследовательской организацией. Дробление пробы исключается, если программой работ предусмотрены измельчение или промывка руд. Из пробы и ее дубликата отбирают контрольные пробы, которые после соответствующей обработки направляют в лабораторию для анализа на основные и попутные полезные и вредные компоненты. Анализ контрольных проб осуществляется до отправки технологической пробы, чтобы контрольное опробование подтвердило расчетное (по данным геологического опробования) содержание полезных компонентов в основной пробе и ее дубликате.

Рудный материал, отбираемый для технологических проб, тщательно взвешивают. Пробы массой до 300 т взвешивают в вагонетках в процессе транспортирования из подземных горных выработок до площадки накопления (места складирования). В этом случае взвешивают все вагонетки с рудным материалом. При определении фактической массы крупных технологических проб, отобранных из эксплуатационных очистных выработок, проводят выборочное взвешивание каждой десятой-двадцатой вагонетки при тщательном их учете. Одновременно со взвешиванием материала пробы осуществляют контрольное маркшейдерское измерение пространства в тех выработках, из которых отобраны технологические пробы. При маркшейдерских измерениях в очистных выработках необходимо определять степень разубоживания руды боковыми породами при ее отбойке в пробу с тем, чтобы более надежно провести технологические испытания руд.

Материал, отбитый в технологические пробы, опробуется с целью выявления его соответствия запланированному качеству, установленному на основе данных геологического опробования, проведенного в местах их отбора. Опробование отбитого материала является по своему назначению контрольным. Оно позволяет оценить представительность отобранных проб перед их отправкой на исследование.

Отбитый и перемещенный из горных выработок материал технологических проб отличается большей однородностью состава, чем в коренном залегании. Это вызвано его перемешиванием в процессе транспортирования на специально подготовленную площадку накопления, а также в результате разделки технологических проб. В таком материале практически отсутствуют структурные и другие неоднородности, но в то же время возникает его сегрегация по крупности (массе) кусков, которая может привести к повышенной концентрации полезных компонентов в наиболее мелкой части материала.

Основное условие надежности каждой частной пробы, отбираемой при контрольном опробовании технологических проб, — ее соответствие по гранулометрическому составу и основным качественным показателям основной пробе. При этом очень важно, чтобы проба была такого объема (массы), который гарантировал бы попадание в нее как мелких, так и крупных кусков в той же пропорции, что и в месте ее отбора из массива отбитого материала. При нарушении данного условия возникают существенные систематические погрешности, следствием которых будет неправильный вывод о представительности технологической пробы в отношении содержания полезного компонента.

Контрольное опробование материала, отбитого в технологические пробы (лабораторную, укрупненно-лабораторную) относительно малой массы (10—30 т), после разделки осуществляют либо горстевым способом, либо способом вычерпывания.

При опробовании горстевым способом частные контрольные пробы отбирают по квадратной сетке с поверхности складированной технологической пробы. Для обеспечения надежности частных контрольных проб при ручном пробоотборе из отбитого неподвижного материала необходимо соблюдать следующие правила. От технологической пробы частные отбирают в намеченных пунктах из предварительно подготовленных лунок глубиной 0,3—0,5 м. Материал в пробу отбирают снизу вверх по стенке лунки, а затем высыпают в приемную емкость, предназначенную для контрольной пробы. При крупнокусковатом материале частные пробы из лунок отбирают пропорционально крупности материала трех классов: менее 10 мм, до 50 мм и более 50 мм.

Плотность сетки отбора частных проб, составляющих в целом контрольную пробу, колеблется от 0,3 до 0,6 м. Она выбирается с учетом тщательности перемешивания отобранного материала, степени изменчивости распределения в нем компонентов, крупности кусков рудного материала и однородности их размещения, а также массы технологических проб. Представительность контрольной пробы достигается равномерным размещением частных проб по опробуемой поверхности рудного материала и послойным его опробованием в процессе накопления на разделочной площадке.

Горстевой способ опробования оперативен и высокопроизводителен, однако основной его недостаток — возникновение систематической погрешности за счет концентрации мелкого (часто обогащенного полезным компонентом) материала в нижней части штабеля, располагаемого на площадке накопления, который не попадает в пробы.

Способ вычерпывания при отборе контрольных проб более трудоемок, чем горстевой, но надежнее за счет отбора частных контрольных проб не с поверхности навала рудного материала, идущего в технологическую пробу, а по всей его глубине. Это исключает возникновение погрешностей из-за сегрегации материала по его крупности и обогащенности. Способ вычерпывания — наилучший при контрольном опробовании технологических проб сравнительно малой массы. Частные контрольные пробы при этом способе отбирают по всей мощности отбитого в технологическую пробу материала после его перемешивания и размещения ровным слоем толщиной 0,3—0,6 м на покрытой настилом площадке накопления. Частные контрольные пробы в этом случае отбирают по равномерной сетке с параметром ячейки от 30 до 60 см в зависимости от массы технологической пробы, тщательности перемешивания материала и его однородности. Пробы отбирают специальным пробоотборником, изготовленным из труб большого диаметра.

Контрольное опробование полупромышленной пробы, поступающей от места опробования к месту накопления, осуществляется из вагонеток (отбирают горстевые пробы массой 4—5 кг). При массе технологической пробы до 300 т горстевые пробы отбирают из каждой вагонетки, а при массе 2000 т и более — из каждой пятой-десятой. Из горстевых проб составляют объединенную контрольную пробу, которая характеризует технологическую пробу в целом. Контрольную пробу делят в процессе перемешивания и перелопачивания на две равные части, которые служат затем двумя контрольными параллельными пробами технологической пробы.

Выделенные контрольные пробы обрабатывают по разработанным схемам до получения конечных проб массой 1—2 кг, а затем направляют в лабораторию на анализ для определения содержания в них основных и попутных компонентов. Анализы контрольных проб необходимо в обязательном порядке проводить до отгрузки технологической пробы к месту испытания. Технологическая проба направляется на испытание, если состав контрольных проб соответствует составу опробованного типа руд. Отбор частных контрольных проб из руды, погруженной в вагонетки, автомашины и контейнеры, допускается ручным способом. При этом отбор частных проб проводится по единой системе, например из рудной массы, находящейся в вагонетках, материал в контрольную пробу отбирают горстевым способом в одних и тех же местах.

В случае транспортировки технологической пробы на площадку накопления с помощью ленточного конвейера, ее опробуют пересечением потока автоматическим пробоотсекающим устройством. При опробовании рудных масс, движущихся по конвейеру, достигается наибольшая представительность контрольной пробы из-за равномерного охвата частными пробами всей опробуемой массы технологической пробы и применения автоматизированных пробоотборников, исключающих ошибки ручного отбора проб. При механизированном пробоотборе пробоотборники устанавливают на перепаде потока руды с ленточного конвейера в штабель накопительной площадки. Пересечение рудного потока осуществляется пробоотсекающим устройством через равные промежутки времени с постоянной скоростью. За одно пересечение оно охватывает все сечения потока рудного материала. При механизированном отборе контрольную пробу накапливают в специальном бункере и затем обрабатывают по обычной схеме и направляют в лабораторию на анализ.

При транспортировании технологических проб от места отбора до места накопления (складирования) и исследования недопустимы потери материала или его разубоживание. Поэтому:

- вагонетки, в которых отбитую технологическую пробу направляют на накопительную площадку, тщательно очищают, промывают и маркируют;

- материал загружают в вагонетки до уровня, исключающего его потери в процессе транспортирования от забоя до мест складирования и разделки;

- тщательно контролируют прохождение маркированных вагонеток до мест накопления и учитывают их число и массу.

После завершения разделки технологические пробы подготавливают для транспортирования к месту исследования. Технологические пробы массой до 10—15 т транспортируют, как правило, в ящиках. Пробы предварительно упаковывают в крафт-мешки, что исключает потери мелочи. Каждый мешок с материалом взвешивают и помещают в отдельный плотный ящик, который маркируют. При этом номер и массу каждого мешка надписывают на мешках и заносят в сопроводительную ведомость. Кроме того, в каждый мешок вкладывают бирку, где обозначают номер мешка и массу рудного материала в нем. Если на месторождении отбирается несколько технологических проб, характеризующих разные типы руд, то перед номером каждого отдельного мешка ставится индекс, присвоенный соответствующей технологической пробе.

В отдельных случаях технологические пробы массой до 10—15 т могут быть транспортированы в плотных ящиках без предварительной упаковки в мешки. При этом доски в ящиках плотно подогнаны и соединены. Ящики обвязываются проволокой (обиваются полосовым железом). Для удобства транспортирования масса каждого ящика с материалом пробы не превышает 80 кг.

Крупнотоннажную технологическую пробу к месту испытаний транспортируют навалом в автосамосвалах, вагонах или в специальных контейнерах в зависимости от расстояния и условий транспортирования. При ее погрузке, транспортировании и выгрузке следует принимать все необходимые меры, исключающие потери материала, его загрязнение и воздействие на него ветра, дождя, снега и т.д.

При отборе проб составляют акты и паспорта проб (рис. 1.5). В акты вносят следующие сведения: наименование и номер пробы, место и время ее отбора, методику отбора, количество частных проб и систему их расположения на опробуемом участке, массу частных и общей проб, химический и минеральный состав частных и общей проб и другие данные, а также фамилии и должности лиц, отобравших пробу. В паспорте приводят химический и минеральный состав общей пробы и составляющих ее частных проб, характеризующих отдельные участки; текстурно-структурную характеристику опробованных участков рудного тела, тип и сорт руды, количественное соотношение в пробе различных природных типов руд и содержание в них полезных и вредных компонентов, объем и характеристику разубоживающих пород, крупность, влажность материала пробы и т.д., а также заключение о представительности пробы. Паспорт пробы сопровождается графическими документами, геологическими зарисовками и описанием мест отбора пробы, схемой отбора и сокращения пробы.

Технологические пробы отбирают согласно техническим условиям, в которых указывают цель и способ опробования; характеристику пробы (вещественный состав, крупность); число частных проб, их массу и массу общей пробы; количественные соотношения природных типов руды; место, схему отбора и сокращения пробы; процент разубоживания и характеристику разубоживающей массы и др.

К техническим условиям прилагают графические документы с указанием разведочных выработок и рудных интервалов, из которых отбирают пробы и другие материалы.