Основные факторы, определяющие выбор методики опробования, способа отбора проб и главнейших их параметров

Ведущая роль в выборе методики опробования, способов отбора проб их параметров на золоторудных месторождениях на стадиях предварительной и детальной разведки принадлежит следующим факт рам: 1) задачам опробования, 2) морфологическому типу рудных тел, 3) наличию или отсутствию в рудных телах четких геологических границ, 4) условиям залегания и мощности рудных тел, 5) внутреннему строению, 6) характеру распределения золотого оруденения, 7) физико-механическим свойствам руд и пород.

Во всех случаях выбранная методика опробования, способ отбора проб и их параметры должны обеспечивать оперативность и надежность пробоотбора, а также представительность результатов опробования. Месторождения должны опробоваться по определенной системе. Бессистемное расположение проб в рудном теле не позволяет правильно установить величину среднего содержания золота в пределах опробованного участка. Поэтому места отбора проб должны быть расположены по оптимальной сети и равномерно охватывать весь оцениваемый участок месторождения. Система опробования характеризуется пространственным расположением отбираемых проб, расстоянием между ними, их количеством, ориентировкой и размерами.

Выбранная система отбора проб позволяет решить следующие задачи: выяснить размер оцениваемых рудных массивов и средние показатели качества руд (содержания), оконтурить промыленное оруденение при разведке рудных залежей с нечеткими геологическими границами Кроме того, с ее помощью определяют внутреннее строение рудных тел с четкими и нечеткими геологическими границами, для чего в границах промышленного оруденения оконтуриваются участки пустых пород, некондиционных руд и руд различных технологических типов.

Распределение золота и сопутствующих компонентов, связанное с особенностями локализации оруденения и строения рудного тела, следует учитывать при выборе способа отбора и параметров проб. При этом одни и те же факторы, свойственные данному рудному телу и определяющие особенности распределения золота, по-разному влияют на надежность проб, отбираемых разными способами. Для одних способов они весьма неблагоприятны, а на другие практически не влияют.

Следовательно, при оценке надежности частых геологических проб надо исходить из того, насколько выбранный способ отбора проб, их расположение (ориентировка) и размеры в конкретном месте рудного тола согласуется с основными, наиболее характерными, геологическими особенностями строения месторождения и распределением золота.

Пространственное расположение (ориентировка) проб в основном определяется морфологическим типом рудных тел, условиями их залегания и анизотропией распределения в них золота. Большинству коренных месторождений золота свойственны вытянутые рудные тела и хорошо выраженная анизотропия распределения золота, обусловленная наличием максимальной и минимальной изменчивости оруденения в определенных направлениях. Обычно направление максимальной изменчивости совпадает с мощностью рудных тел вкрест их простирания. В связи с этим линейные (бороздовые и др.) пробы должны ориентироваться в направления максимальной изменчивости свойств золотого оруденения. Однако строгое соблюдение этого требования сильно затрудняет пробоотбор. В практике разведочных работ на золоторудных месторождениях крутопадающие тела значительной мощности обычно опробуются в разведочных горных выработках горизонтально расположенными бороздами

Главные параметры пробоотбора — поперечные сечения, длина интервалов (секций) линейных проб, расстояние между пробами и оптимальное количество проб в пределах оцениваемого объема. На золоторудных месторождениях опробование по горным выработкам осуществляется преимущественно бороздовым способом вручную сечениями 5X3, lOX3, 10X5 см. При выборе поперечных сечений бороздовых проб необходимо учитывать физико-механические свойства рудных и жильных минералов, текстурно-структурные особенности руд (определяющие возможность избирательного обогащения материала проб), характер распределения золота и других компонентов, а также условия и средства проб (ручной или механизированный). Относительно благоприятные физико-механические свойства и текстурно-структурные особенности исключающие возможность преимущественного (избирательного) выкрашивания рудных или жильных минералов, позволяет применять минимально допустимые поперечные сечения бороздовых проб, масса которых позволяет провести необходимые (основные и контрольные) аналитические работы и оставить достаточные по массе дубликаты

При ярко выраженных различиях в свойствах рудных и нерудных минералов, входящих в состав руд, в процессе опробования может возникнуть избирательное выкрашивание. Это приводит к возникновению систематических погрешностей опробования. В данных случаях при отборе линейных проб (при ручном пробоотборе) для уменьшения выкрашивания целесообразно увеличить сечение бороздовых проб или исключить возможность возникновения систематических погрешностей, Последнее может быть достигнуто путем применения проотборника конструкции ЦНИГРИ — ИП 6401, предназначенного для вырезания щелевой борозды (26).

При ручном способе отбора, весьма неблагоприятных физико-механических свойствах руд и неравномерном распределении оруденения (речное сечение проб выбирается экспериментальным путем на каждом конкретном месторождении. Следует, однако, учитывать, что значительное увеличение сечения борозды затрудняет оперативную оценку месторождения в связи с низкой производительностью работ и значительной трудоемкостью отбора и обработки проб большого сечения.

При механизированном щелевом пробоотборе сечение не оказывает определяющего влияния на надежность проб ввиду устранения объективных и субъективных факторов, вызывающих погрешности: неровная поверхность борозды сводится до минимума (менее 20%), сохраняется постоянное сечение борозды, устраняется разлет материала и т. д. Практика геологоразведочных работ, исследования и большой объем экспериментального опробования, в том числе ЦНИГРИ, проведенная на коренных месторождениях золота различных морфологических типов, потверждают представительность опробования бороздами малых сечений. Результаты экспериментальных работ показали, что уменьшение проб до 3x4 и 5x3 см, как правило, не приводит к систематическим расхождениям средних содержаний по выборкам проб малого сечения при опробовании коренных месторождений золота.

В случае благоприятных физико-механических свойств и текстурно-структурных особенностей руд, тщательного контроля качества отбора бороздовых проб вручную или отбора щелевых проб механизированным способом, поперечное сечение проб не влияет заметно на их надежность. Позволяет применять для линейных (бороздовых, щелевых) проб минимальные сечения (см): 5x3, 3x4, 3x5. Исследования также показали, что дисперсия содержаний по пробам малых сечений на одних месторождениях сопоставима с дисперсией содержаний по пробам большого сечения, и случайная погрешность в определении среднего содержания по пробам малого и большого сечения практически одинакова. На других месторождениях расхождения в дисперсиях содержаний по пробам малого и большого сечения были весьма значимы, а случайные погрешности по пробам меньшего сечения выше.

Такие результаты в значительной мере связаны с изменчивостью оруденения на каждом конкретном золоторудном месторождении, определяемой неравномерным природным распределением золота, различной крупностью его зерен, относительно низким содержанием металла в рудах и т. д. Известно, что каждой частной пробе свойственна неповторимость замера содержания. Следовательно, каждая проба строго неповторима, как единичный замер изучаемого свойства (содержания) рули Даже при полном сопряжении проб (равного сечения и равной длимы секции), возможном в процессе специального контрольного опробовании они отбираются из двух смежных пунктов рудного тела, в пробы поступает различный материал, и поэтому определение содержания полезных компонентов по ним представляет собой не двукратное измерение одной и той же величины, а два самостоятельных измерения двух пространственно сопряженных, но различных величин содержания. Расхождения в результатах ряда попарно сопряженных проб различного сечем ни связаны прежде всего с неустранимой разницей между истинными содержаниями компонентов в руде (в объеме эти проб), вызванной изменчивостью содержаний на малых расстояниях и в меньшей мере сечением проб.

Величина случайных погрешностей по выборкам проб малого сечения может быть весьма значительной, однако ее во всех случаях можно уменьшить за счет увеличения числа проб. Обычно запасы по блоку подсчитываются на основании 40—50 проб, иногда более. Причем суммарные случайные погрешности среднего содержания по пробам большого и малого объемов отличаются незначительно. Поэтому при массовом геологическом опробовании, особенно на месторождениях с относительно мощными рудными телами, случайная ошибка опробовании за счет уменьшения сечения (объема) пробы практически не влияет на точность подсчета запасов как по месторождению в целом, так и по отдельным его блокам.

При значительной изменчивости орудения расхождения содержании в результате попарного сопряжения проб могут достигать больших не величин. В связи с этим на месторождениях с особо сильной изменчивостью оруденения, небольшой мощностью и протяженностью рудных тел (сложные жильные месторождения) и очень крупным золотом необходимо более осторожно подходить к вопросу опробования с помощью проб малого сечения. В начальный период предварительной разведки следует провести экспериментальные работы (заверка проб малого сечения эталонными пробами большого объема) с целью оценки влияния результатов опробования пробами разного сечения на суммарную погрешность вывода среднего содержания по сечению, блоку, месторождению. Это позволяет выбрать оптимальные параметры проб (сечение борозд, их количество) или решить вопрос о выборе другого способа отбора.

После взятия проб качество пробоотбора проверяется путем сопоставления фактической массы отобранной пробы с ее теоретической (расчетной) величиной. Отклонение между данными параметрами не должно превышать 15—20 %. Начальная теоретическая масса материала, отбираемого с 1 м борозды различного сечения, приведена ниже (объемная масса руды 2,6 г/см3).

Масса пробы, кг Сечение борозды, см

Ручная отбойка

3,9 5*3

7,8 10*3

13,0 10*5

Механизированная вырезка щелевых проб

2,6 2X5

3,9 3X5

4,6 3x6

При использовании данных опробования не только для определении средних содержаний в рудах, но и для оконтуривания рудных тел, выделения промышленных руд и безрудных участков, помимо сечения проб, устанавливается также длина секций (интервала), на которые делится сквозная проба. Длина секций линейных проб зависит от мощности рудного тела, характера его геологических границ, литологических разновидностей пород, типа руд и элементов структуры. Вне зависимости от принятой при опробовании длины секций все разновидности руд, а также зальбанды рудных тел опробуются отдельно. Для выбора длины секции, помимо природных факторов, следует учитывать и параметры предельно допустимой мощности промышленных руд и максимальной мощности безрудных Слоев пород, установленных кондициями.

При разведке мощных тел без четких естественных (геологических) границ по данным опробования определяется общий контур промышленных рудных тел, оконтуриваются участки пустых пород, некондиционных руд и т. п. Последняя из указанных задач решается также при опробовании мощных рудных тел с четкими геологическими границами, но при их сложном внутреннем строении. Для опробования рудных тел четких геологических границ, которые оконтуриваются только по результатам опробования, отбираются линейные равносекционные пробы длинной (1—3 м), полностью пересекающие рудоносные породы. В случае опробования мощных рудных тел (свыше 10 м) с четкими геологическим границами, характеризующихся однородным внутренним строением, отбираются также равно интервальные секции линейных проб, длина которых меняется от 1 до 3 м. Из зальбандов таких рудных тел отбираются пробы, длина секций которых не должна превышать 0,5—1 м. Рудные тела с четкими границами при мощности до 1 м (вписываются в сечение горной выработки) опробуются от висячего до лежачего бока по линии наибольшей изменчивости оруденения путем отбора сквозных линейных проб, длина которых определяется мощностью рудного тела|. В том случае, когда мощность рудных тел превышает 1 м или их ценнее строение сложное, применяется секционный принцип опробования, и длина секций обусловливается прослоями руд, литологическими разностями пород и т. д., При опробовании маломощных рудных тел с четкими геологическими границами иногда необходимо включение призальбандовых участков рудных тел в контур промышленных руд и выделение отдельно в границах рудных тел прослоев более богатых руд для их селективной отработки. В указанных случаях также следует выяснить длину отдельных секций (интервалов) сквозных проб, подлежащих раздельному низу.

Для качественной и количественной характеристики рудных тел, блоков или участков месторождения ведущее значение имеет определение минимально необходимого количества проб. Уже в начальный период разведочных работ должно быть установлено минимальное количество частых проб для получения представительных данных о среднем содержании золота. Требуемое количество проб можно узнать, применив аналогии, на основе экспериментального опробования или методами математического анализа данных опробования наиболее типичных участках месторождения.

Минимально необходимое число проб во многом зависит от сложности геологического строения месторождения, а также изменчивости орудения и характера распределения золота в рудной теле. Примерно рассчитать минимально необходимое количество проб для ограниченного объема (участка или блока рудного тела) можно методами математической статистики с вероятностью, гарантирующей представительное определение среднего содержания с заданной погрешностью лишь при условии независимого, случайного характера проб и равномерного их распределения в пределах оцениваемого объема. С этой целью используется формула n=(t*V/p)², где n — количество проб, обеспечивающее погрешность оценки среднего содержания не более ±р при доверительной вероятности, определяемой коэффициентом t; V — коэффициент вариации.

Следует, однако, отметить, что аналитические приемы расчета минимально необходимого количества проб (сечений) ввиду природной изменчивости оруденения и особенностей распределения золота несовершенны

Для определения оптимального расстояния между пробами следует принимать во внимание лишь те пробы, которые полностью пересекает рудное тело от висячего до лежачего бока (т. е. сквозные пробы). К сквозным будут относиться пробы, разделенные на несколько секций (интервалов). Те и другие сквозные линейные пробы равноценны при определении среднего содержания золота в рудных телах или отдельных его участках. По сквозной пробе, разделенной на секции, среднее содержание устанавливается на основании данных во всех ее секциях, расположенных внутри контура промышленных руд (рудного тела).

При выборе минимально необходимого расстояния между пробами следует различать маломощные рудные тела, вскрываемые при разведке прослеживающими горными выработками, и относительно мощные рудные тела, вскрываемые секущими выработками.

В том случае, когда простые по внутреннему строению маломощные (до 1 м) жильные или линзообразные рудные тела с четкими геологическими границами полностью вписываются в поперечное сечение проси­живающих их разведочных горных выработок (штреков, восстающих) главными параметрами пробоотбора, которые влияют на надежность проб и представительность опробования и которые необходимо, определим,, являются лишь оптимальное количество проб на подсчетный участок (блок) рудного тела и их рациональное сечение. Это объясняется тем, что оконтуривание рудного тела и определение его мощности в данном случае осуществляются на основе геологического опробования. В связи с этим длина отбираемых в забоях бороздовых проб равняется мощной и рудного тела.

Количество проб, которое необходимо отобрать в оцениваемом рудном теле или участке (блоке) при простом внутреннем строении, зависит от неравномерности распределения содержания золота и необходимой представительности его среднего содержания, определяемого по данным опробования (системы проб). В этом случае расстояние между пробами (шаг опробования) зависит от количества проб, размещенных в пределах оцениваемого рудного тела (отдельного участка, блока) в продольной плоскости, размера блока или длины разведочных выработок. Ориентировочное расстояние между пробами в зависимости от распределении полезного компонента приведено ниже V — коэффициент вариации)

Распределение Расстояние между пробами, м

Неравномерное, У<100% 4,0-2,5

Весьма неравномерное, V = 100—200 % 2,5-1,5

Крайне неравномерное, К>200 % 1,5-1,0

Когда маломощные рудные тела (жилы), вписывающие в сечение прослеживающих их горных выработок, имеют четкие геологические границы и сложное внутреннее строение (наличие изолированных рудных столбов или обособленных обогащенных участков), расстояние между пробами определяется морфологическими особенностями и размерами рудных столбов и безрудных участков, а также характером их чередования в продольной плоскости разведуемых рудных тел. При разведке относительно мощных, линейно вытянутых рудных тел, осуществляемой секущими выработками, расстояние между линейными (сквозными) пробами и их количество определяются плотностью разведочной сети, принятой с учетом морфологического типа месторождения, группы сложности его строения (по классификации ГКЗ СССР) и стадии разведки.