Опробование при бурении разведочных скважин В процессе геологоразведочных работ необходимо опробовать все пробуренные скважины в пределах пересекаемых ими золоторудных тел и измененных вмещающих пород. При отсутствии у рудного тела четких геологических границ опробуется вся скважина или интервал распространения пород, которые возможно, вмещают золотое орудениение.
Скважины колонкового бурения (алмазного, твердосплавного, пневмоударного и т. д.) опробуются по керну и шламу. При линейном выходе керна по рудному интервалу свыше 70 % опробоваться может только керн. Керновые пробы отбираются с учетом длины рейса. В пробу не может входить керн из нескольких рейсов, независимо от выхода керна. При высоком выходе керна с одного рейса он может быть разделен на несколько проб (секций) с учетом внутреннего строения рудных тел и их зальбандов.
Керн, извлекаемый при бурении, укладывается в подготовленные ящики и тщательно документируется. На основании результатов документации керна определяют интервалы его опробования. Выход керна оценивается линейным способом (отношение длины вытянутого керна к длине пробуренного интервала) или массовым (отношение фактической массы поднятого керна к расчетной его массе в пределах пробуренного интервала).
Начальная масса проб, отбираемых из скважин, зависит от диаметра, способа бурения и объемной массы руды.
Скважины опробуются с учетом внутреннего строения рудных тел и мешающих их пород. Для мощных рудных тел, характеризующихся сплошным вкрапленным или прожилково-вкрапленным золотым opvденением (типа минерализованных или прожилково-вкрапленных зон), могут быть приняты одинаковые интервалы (секции проб керна длиной 1-2м). При наличии в рудных телах типов руд, существенно различающихся по строению, минеральному составу или содержанию золота, скважины опробуются секционно в соответствии с мощностью пересекаемых типов руд (так же как и в горных выработках). Отдельно необходимо секционно опробовать вмещающие породы со стороны висячего и лежачего боков рудных тел (зальбанды). При мощности рудных тел менее 0,5м длина интервала (секции) опробования по вмещающим слабоизмененным породам с обеих сторон рудных тел должна быть не менее мощности рудного тела.
При разведке золоторудных месторождений скважинами представительность опробования определяется правильным выбором количества пересечений рудных тел, высоким выходом керна при хорошей его сохранности, устранением его избирательного истирания. В связи с этим при приближении скважины к месту проектного пересечения рудных тел и при бурении по самим рудным телам следует принимать все необходимые меры, обеспечивающие получение надежных данных.
При бурении скважин коронками с наружным диаметром 75 мм и более в пробу отбирают половину керна, расколотого керноколом разрезанного с помощью камнерезного станка пр его длинной оси. Для разрезания керна сконструированы специальные камнерезные станки (станок УКС-2 конструкции СГИ, станок конструкции А. А. Боровских и т.д.). В том случае, когда диаметр бурения меньше или руды характеризуются весьма неравномерным распределением оруденения, в пробу отбирается или весь керн (за исключением небольшого образца, не превышающего 10 % объема керна), или надежность опробования подтверждается данными раздельного опробования обеих половинок керна. При выходе керна менее 70 % в пробу отбирают керн и шлам с одного же интервала опробования. В этом случае отдельно определяется масса керна и масса шлама. Вопрос о наличии или отсутствии избирательного истирания решается путем сопоставления результатов опробовании керна при высоком и низком его выходе и экспериментальными работами.
В случае избирательного истирания керна надежность геологических проб может оказаться неудовлетворительной при любом, даже высоким выходе керна. Возможность использования результатов опробовании скважин при выходе керна ниже 70 % и трудностях точной приписки собранного шлама к определенному интервалу бурения (или невозможности вообще собрать шлам) необходимо доказать специальными экспериментальными работами.
Для повышения выхода керна, обеспечивающего более высокую надежность опробования, в зависимости от геологических особенностей месторождений, необходимо использовать ряд технических средств: снаряды с обратной промывкой (эжекторные, эрлифтные и др.); различные конструкции двойных и тройных колонковых труб; съемные керноприемники и т. п. Результаты опробования скважин можно улучшить за счет использования шлама. При разведке золоторудных месторождений бурением в ряде случаев целесообразно проводить опробование только по шламу, так как по своей надежности оно иногда превосходит опробование по керну. Наиболее целесообразно отбирать шлам на забое при помощи шламовых труб различных конструкций. Основной недостаток этого способа отбора шлама — плохое улавливание мелких (менее 0,1 мм) частиц. При отсутствии сильного поглощения промывочном жидкости в стволе скважин можно отбирать шлам на ее устье, что достаточно эффективно при оценке мощных золоторудных тел. В этом случае может быть применен шламоотборник ПВЦ-10, разработанный в САИГИМСе, улавливающий частицы шлама до 40 мкм. Улавливающая способность этого прибора 90—98 %. Для жильных золоторудных месторождений, особенно маломощных, отбор шлама на устье скважины не эффективен, так как весьма сложно осуществить точную привязку шлама к рудным интервалам.
В том случае, когда наблюдается избирательное истирание керна наиболее надежны керношламовые пробы, значение которых возрастает в связи с тенденцией уменьшения диаметров бурения. Шлам при бурении колонковых скважин можно собирать способами отсадки (сепарации или фильтрации). При этом способе у устья скважины шлам собирают с помощью желобов, ловушек, гидроциклонов (бурение с промывкои раствором) или с помощью пневмоциклонов (бурение с продувкой воздухом). На забое шлам собирается при помощи шламоулавливаюших труб различных конструкций, устанавливаемых непосредственно над колонковыми трубами. Шлам собирается после каждого рейса. Значительные трудности при этом также представляет отнесение шлама к соответствующему интервалу опробования по скважине.
Скважины бескернового бурения (алмазные, шарошечными долотами) опробуются по шламу или пыли (бурение с продувкой воздухом). В этом случае для сбора материала применяются циклоны специальной конструкции. Для отбора шламовых проб употребляют специальные шламоотборники-делители, позволяющие автоматически отсекать в пробу соответствующую (1/20) часть шлама. При ударно-канатном бурении, которое применяется главным образом для разведки горизонтально залегающих рудных тел, разрушенная порода извлекается с помощью желонок или пробоотборников соответствующих конструкции. Весь материал, извлеченный с определенного интервала скважины собирается в отстойник. После полного осаждения материала из отстойника осторожно удаляется вода, осадок высушивается и поступает в пробу; для обезвоживания поднимаемого материала могут использоваться гидроциклоны.
Обработка проб
Обработка геологических проб, представляющая собой совокупность и по измельчению, просеиванию, перемешиванию и сокращению их материала, проводится строго по схемам, разработанным с учетом особенностей руд разведываемого месторождения. Пробы обрабатываются с целью получения из исходной пробы такого количества измельченного и перемешанного материала, которое удовлетворяло бы требованиям лаборатории, проводящей анализ, и наиболее надежно отражало состав риала и содержание золота в исходной пробе.
Конечная масса проб, направляемых на пробирный анализ, обычно составляет 0,5—1 кг, на химический анализ — несколько сотен граммов и спектральный — от нескольких до десятков граммов. Во всех случаях максимальный размер частиц материала конечных проб не должен превышать 75 мкм.
Лабораторную (конечную) пробу при обработке геологических можно получить двумя способами.
1. Весь материал исходных проб измельчается до требуемой крупности отбирается соответствующая навеска для анализа. Измельчение исходного материала пробы без просеивания и сокращения — наиболее надежный способ, исключающий возможные потери материала и погрешности при его просеивании, перемешивании и сокращении, допускаемые обработке проб по стадиям.
2. Материал исходной геологической пробы подвергается последовательному (по стадиям) дроблению (измельчению) и сокращению. При соответствие содержания полезного компонента в исходной и сокращенной пробе на каждой стадии обработки обусловливается крупностью частиц и неравномерностью распределения полезного компонента в руде.
Наиболее трудоемкой операцией при обработке геологических проб является измельчение отобранного материала. В связи с этим их обработка обычно проводится в несколько последовательных стадий дробления и сокращения. Каждая из операций имеет свое назначение: дробление обеспечивает увеличение количества частиц рудного материала пробы; перемешивание—более равномерное распределение материала по составу Крупности частиц, сокращение — уменьшение количества материала, взятого в пробу, до конечной (лабораторной) ее массы, т. е. отбор из исходной лабораторной пробы.
При обработке геологических проб в несколько стадий их материал подвергается наиболее крупному, но наименее трудоемкому дроблению, лишь в первую стадию, после чего основная его часть удаляется из обработки В дальнейшем для более мелкого дробления от стадии к стадии все меньше и меньше материала, и, наконец, наиболее мелкому дроблению (измельчению) подвергается только незначительная его часть. Необходимое условие надежной и правильной обработки материала геологических проб — непременное просеивание и тщательное перемешивание его после каждой стадии дробления, а также соблюдение мер, не допускающих смешивание материала различных фракций крупности. На золоторудных месторождениях сокращение материала проб при их обработке обычно осуществляется по формуле: Q=K*dа, где Q-предельно допустимая масса пробы на данной стадии ее сокращения; К - коэффициент, зависящий от степени неравномерности распределения золота в руде (обычно он принимается равным от 0,2 до 1,0); d — максимальный диаметр частиц руды; а — показатель степени приближения зерен (частиц) руды к шаровидной форме (обычно принимается равным двум при обработке проб массой 5—12 кг). Когда обрабатываются пробы большой массы (валовые и т. п.), материал которых состоит из кусков руды большого размера, показатель степени а принимается равным 1,8.
Для обоснования параметра К при разведке крупных месторождении (большой объем опробования и аналитических работ) рекомендуется проводить экспериментальные работы, в процессе которых отбирается исходная проба, измельченная до соответствующего размера частиц (например, —10 мм). Она тщательно перемешивается и из нее отбираются частные пробы. Масса частных проб рассчитывается при различных значениях К (например, от 0,2 до 1), но при постоянном значении степени а, равном обычно 2. Для получения более надежных данных дли каждого значения К отбираются 8— 10 частых проб. Оптимальное значение искомой величины определяется графическим путем, как точка перегиба кривой содержания золота, построенной при разных значениях К
При сопоставлении схем обработки рядовых геологических проб необходимо учитывать, что масса лабораторных проб должна был. достаточной не только для основных и контрольных определений, ни и для составления групповых проб. Следует также принимать во внимание, что должны оставляться дубликаты проб для длительного хранении с целью повторного анализа некоторых их них.
Значения коэффициента К в уравнении Q—К*dа при обработке рядовых геологических проб, отобранных из руд, характеризующихся различными равномерностью распределения и крупностью золота, приведены ниже.
Распределение Коэффициент К
Неравномерное; золото мелкое — в основном до 0,1 мм 0,2
Весьма неравномерное; золото средней крупности — не более 0,6 мм 0,4
Крайне неравномерное; золото крупное — основная его масса>0,6 мм 0,8-1
Для снижения стоимости обработки проб и оперативного получения результатов анализов необходимо иметь на месте разведки механизированную проборазделочную лабораторию. При дроблении геологических проб используются щековые и валовые дробилки, дисковые и вибрационные истиратели, позволяющие последовательно доводим, материал обрабатываемой геологической пробы до лабораторных навесок с величиной частиц 0,07 мм.
Каждую технологическую линию для обработки материала бороздовых и керновых проб, включающего куски руды размером более 70 мм, целесообразно комплектовать из щековых (ДЩ 150*100, ДЩ 150*80, ДЩ 100*60) и валковых (СП—165 А, ДВ 200Х 125) дробилок, а также различного вида истирателей (2—ДР, 46—ДР-250, 38—ДР, ЛДИ—60 м И БДМ). Это обеспечивает дробление материла проб соответственно до крупности минус 30, 20 10 и 1 мм, а также позволяет доводить (истирать) материал проб до крупности частиц мним 0,2 и 0,074 мм.
При обработке проб могут применяться и различного типа вибрационные стаканчиковые истиратели, позволяющие получать материал с крупностью частиц до 50 мкм. Возможно также использование лабораторных шаровых и стержневых мельниц. Дробленый материал пропускается через специальные грохоты и сита с отверстиями от нескольких сантиметров до 0,07 мм. Материал обрабатываемых проб обычно перемешивается вручную, а сокращается вручную или с помощью специальных делителей.
Для обработки геологических проб массой от 0,5 до 20 кг при крупности материала до 100 мм ВИТР разработал специальную установку УОГП, обеспечивающую автоматическое дробление, перемешивание и сокращение материала при сохранении непрерывности процесса Производительность установок до 200 кг/ч, что достаточно для обработки проб в процессе разведки. Масса лабораторной пробы после обработки 50—150 г, крупность частиц материала обработанных проб 0,1—0,074 мм. В последнее время разработаны и серийно выпускаются агргат АП (разработка ВИТР) и установка Кемеровского (УКОРП) комплексной обработки проб (керновых, бороздовых, задирковых и др), исключающие ручные операции перемешивания, грохочения и ращения рудного материала.
Агрегат АП позволяет обрабатывать пробы массой 1—50 кг при начальной крупности их материала не более 70 мм и получать после конечного дробления материал с частицами размером не более 0,074 мм. Производительность агрегата АП зависит от массы проб и крепости ОД и составляет 30—70 проб в смену.
Установка Комаровского может использоваться как в полевых, и в стационарных условиях. Максимальный размер кусков рудного материала проб, поступающих на обработку, не должен превышать 90 мм. Гранулометрический состав измельченного на установке материала проб —2 + 0 мм (не менее 95%). Производительность установки при обработке проб, отобранных по породам средних категорий крепости, достигает 0,3 м3/ч.
Из конечной пробы с крупностью материала до 1 мм выделяют рядовую пробу (для выполнения рядовых и контрольных анализов) и дубликат. Масса и степень измельчения рядовой пробы для аналитических работ зависят от вида полезного ископаемого и метода анализа. Рядовые пробы обрабатываются в лаборатории в соответствии с методическими рекомендациями НСАМ о порядке приема и оформления в лабораториях Мингео СССР проб, направляемых на количественный анализ.
Для выполнения внутреннего и внешнего геологического контроля, внешнего лабораторного и арбитражного контроля из аналитической пробы отбирается дубликат, масса которого равна половине массы аналитической пробы. Дубликаты геологических (разведочных) и аналитических проб подлежат хранению в соответствии с инструкцией по учету и хранению геологических коллекционных материалов в учреждениях и организациях системы Мингео СССР. До окончания разведки месторождения и выяснения его промышленной ценности дубликаты проб хранятся в организации, осуществляющей его разведку.
|