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[科普中国]-取矿石样

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取矿石样所属现代词,指的是矿石开采前的必要步骤之一,通过对取矿石样的化验,来了解矿石的性质和分配地况,从而实现矿石开采的利益最大化。

概述采样、加工、化验工作是指导找矿勘探,确定矿床工业价值的重要手段。目的是通过试样的分析,确定矿石有用组分及有害杂质的含量,圈定矿石与岩石的界限,掌握矿石质量的资料;同时可了解矿体内部与矿体与围岩间化学成分变化的规律,为总结成矿规律提供资料。正确的采取样品、合理的加工试样、精确的分析样品成分、是完成找矿勘探任务的一项关键性工作。当前在采样加工等工作中,缺乏经验和总结,成熟的成套的经验尚未归纳出来,今后有必要加强这方面实验方法的研究和新技术新方法的探索。1

决定采样方法的因素采样方法,尤其是山地工程中的采样方法,取决于地质因素与经济效果两方面:

1.地质因素方面:

首先要考虑到所含主要有用组份的矿物分布的均匀程度,同时兼顾所含有害组份的矿物分布状态。矿物分布状态一般反映为各种不同的矿(岩)石结构、构造。在有益,有害组份均匀、矿(岩)石结构、构造简单时,可选用连续拣块法;块状、细脉浸岩状矿石可选用小规格刻槽法或其他方法;组份分布不均匀时选用方格法、剥层法或全巷法等取样面积较广的方法;而某些有用矿物颗粒粗大且组分不均匀的矿石只宜用全巷法。其次要考虑矿体的规模、产状,如矽卡岩中白钨矿矿巢,基性岩中的镍矿矿筒、矿囊等,宜用全巷法或剥层法,尤其在此类矿体。厚度小于坑道断面时,剥层法比全巷法更为适宜,避免了围岩掺入试样内引起贫化。

2.经济效果方面:

在地质效果相同的条件下,尽量选择成本低、效率高、劳动强度较轻的简单的采样方法。此外,找矿勘探各阶段中的目的要求和技术装备状况,也是选择采样方法时应予考虑的因素。当前分析技术正由化学分析逐步向器械分析发展,对试料重量,也由多而少,因此如何采用代表性强、采样比较简便的采样方法,是一个需要探索的新课题。1

各种采样方法刻槽法在所需取样的矿体部位,开凿一定规格的槽子,将槽子中凿取下来的全部矿岩作为样品。

应用范围最广泛,但于以下情况时,应用受到限制:(1)矿石物质成分极不均匀的矿床,有用矿物成粗大晶体或团块状集合体的矿床,例如伟品岩矿床及结核状矿石;(2)矿石的矿物组分、软硬、脆韧相差悬殊,或具特殊的构造,采样时,易成较多粉、屑,可能造成选择性贫化或富化者,例如,由较软物质胶结的砾状矿石(含金砾岩等);(3)矿石检验目的,除查明品位外还有别的要求,如还须查明矿物在自然状态下的粒度,或分粒度级别查明。2

拣块法从采下的矿岩石堆上,运矿车、船、皮带上或成品矿堆上按一定网距或点距,拣出大致相等的小块矿石,合并成一个样品。

主要用于矿石类型较简单,品位较均匀的矿床,如石灰石、白云石等,部分金属矿床,实践证明其效果与刻槽法相同,应注意推广。

刻线法在矿岩露头上刻一条或几条连续或规则连续的线形样沟,收集凿下的全部矿岩作为样品。

1.经过试验在石英脉型金矿、矽卡岩型钼矿及热液型铅锌矿中应用,效果与刻槽法同;2.在其他类型的矿床中,可能也能应用,问题在于采用适宜的刻线数、刻线断面及其间距成舒缓波状,但起伏不超过20厘米;3.刻线断面为三角形,底宽及深均为2厘米。

网格法在矿岩露头布置一定形状的绳网或划出网格,在网格交叉点或中心凿取矿岩作为样品。

1.不受品位均匀程度的限制:复脉状、斑点状、团块状等矿石用方格法比刻槽法具更大的代表性;2.除薄矿体以外各种形态的矿体都可使用。3.矿石节理裂隙极发育时,方格法也比刻槽法有更好效果。但矿石中矿物组分软硬,脆韧相差悬殊,采样易成粉屑造成人为的贫化和富化者,此法受到限制。

打眼法用穿孔过程中采集的矿岩作为样品。

1.在矿体厚度大,夹石少,品位较稳定的情况下,经过实验,可作为穿脉坑道主要采样方法。2.在厚度较大的矿体中掘进沿脉坑道时,可作为掌子面采样的辅助手段,向掌子面两侧打眼采样,扩大对矿体厚度的控制。

全巷法把矿体内掘进的一定进尺范围坑道内的全部或部分矿岩作为样品。

1.适用于矿体组分极不均匀的矿床,如含金砾岩、伟晶岩型绿柱石矿床等;其他采样方法没有充分代表性时用全巷法;2.检验其他采样方法的质量;3.试验粉碎加工K值系数;4.采集物性试验样品,加工技术试验样品,及测体重、块度、松散系数等。

剥离法在所需取样的矿岩表面按一定距离凿下一层矿岩作为样品。

1.宜于极不均匀的矿床,如特种金属细脉矿;矿脉方向很乱、密度变化大的细脉状矿体;有粗大晶体的伟晶岩矿床等;2.刻槽样品因矿脉很窄,达不到要求重量时;3.在其他方法不能提供可靠的评价资料时;4.检查其他方法采样(除全巷法外)的正确性。3

钻探法也叫岩芯取样,从钻探获得的岩芯、岩屑、岩粉作为样品。使用于松散的矿堆或炉渣。

布置试样时的技术要求(1)没有素描,不能划分采样段;岩心采样:没有作过深度改正、调正残留岩心、确定换层深度、计算按层采取率及室内编录者,不能划分采样段。

(2)不同品级、不同矿石类型,除小于夹层剔除厚度者外,应分别划分采样段。

(3)采样线要截穿全矿体。此外,紧接矿体的上、下盘围岩至少各采1~2个试样。大于夹石剔除厚度的夹层要单独采样,薄者采其全厚,厚度大的,在其相邻矿体的部分各采1~2个样。小于夹石剔除厚度者,并入矿体连续采样。露采矿床的矿化夹层及矿化上盘围岩(极贫矿)应予连续采样。

(4)确定探矿工程中的采样位置时,应注意使同一矿段的各个样品首尾衔接。

(5)应严格按一定的直线(中心线、一定高度的水平线、垂直矿体的法线及其它规定的直线)布置采样线。避免采样过程中出现人为的富化及贫化。

(6)无论采用何种方法,在一个矿床(矿体)内。其试样布置、样品规格、样品长度的确定原则、沿脉工程的采样间距,均应一致。

(7)一个矿床内,不同工程的所有普通分析采样,应统一编号,其他性质的采样也须分别统一编号。

(8)各工序要紧密衔接,工程告一段落,随即及时编录、划样、采样,避免因槽井崩塌,坑道支护而影响采样。4

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所