Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Геолого-разведочные работы на карьере. Опробование и контроль качества

10.12.2019

Разведка и геологическое изучение месторождения является длительным, непрерывным процессом. В результате этих работ должны быть получены достоверные данные о месторождении, достаточные для проектирования открытых горных работ и эксплуатации месторождения.

Основой для проектировния открытой разработки и перспективного планирования в период эксплуатации являются данные детальной разведки. Детальная разведка проводится до эксплуатации месторождения и позволяет получить достаточно достоверные данные о форме и размерах залежи, элементах залегания, химическом и минералогическом составе, природных типах, сортах полезного ископаемого и их распределении в недрах, запасах полезного ископаемого. Детальная разведка осуществляется буровыми скважинами и разведочными горными выработками. Плотность разведочной сети определяется формой и размерами месторождения, выдержанностью элементов залегания, изменчивостью качественных характеристик полезного ископаемого и другими факторами.

В период эксплуатации месторождения повышение достоверности геологических данных достигается при проведении эксплуатационной разведки. Ее данные являются основой для текущего планирования.

Методика эксплуатационной разведки зависит от сложности залегания месторождения и степени изменчивости качественных показателей полезных ископаемых. Обычно плотность разведочной сети эксплуатационной разведки в 2-8 раз больше сети детальной разведки. Информация о качестве полезного ископаемого должна быть достаточно точной и детальной. Только в этом случае возможно эффективное управление качеством полезного ископаемого при добыче. При недостаточных данных на сложноструктурных месторождениях прибегают к дополнительному опробованию взрывных скважин.

Сгущение сетки разведочных выработок влечет за собой увеличение затрат на эксплуатационную разведку, задалживание на этих работах дополнительного оборудования и людей. В то же время при этом существенно повышается достоверность геологических данных, на основе которых можно снизить потери и разубоживание полезного ископаемого, добиться лучшей стабилизации качества продукции карьеров, что в конечном итоге приводит к снижению затрат на переработку минерального сырья и получение конечного продукта.

В результате проведения эксплуатационной разведки должны быть получены данные, достаточные для выделения в каждом взрываемом блоке полезного ископаемого по типам и сортам, определения качественных характеристик полезного ископаемого и степени их изменчивости, расчета потерь и разубоживания, управления выемочно-погрузочными работами.

При проведении разведочных работ и контроле качества минерального сырья производится опробование полезных ископаемых.

Опробование — отбор и анализ проб полезного ископаемого — производится для определения, учета и контроля качества добываемого полезного ископаемого. Результаты опробования в массиве, в потоке и на складах служат основным источником информации о качестве полезного ископаемого в недрах и при его добыче.

Проба — специально отобранная небольшая часть горных пород, которая характеризует всю ее массу. По способу определения состава и качественных свойств проб выделяют: минералогическое опробование, проводимое для изучения минералогического состава и структурных особенностей полезного ископаемого; химическое опробование, которое имеет целью определение содержания полезных компонентов и вредных примесей; техническое опробование, проводимое для выяснения таких характеристик полезного ископаемого, как прочность, крепость, гранулометрический состав и т.д.; технологическое опробование для установления таких технологических свойств, как обогатимость, плавкость и т.п.

На карьерах для опробования в массиве нашли применение следующие способы отбора проб: керновый, шламовый, бороздовый, задирковый.

Бурение разведочных скважин является основным и обязательным методом при проведении эксплуатационной разведки. Отбор проб из скважин производится керновым или шламовым методом. Другие способы опробования могут применяться как дополнительные, уточняющие информацию, полученную при бурении разведочных скважин.

Керновый способ отбора проб наиболее полно характеризует изменение качества полезного ископаемого в каждой точке по глубине скважины. Пробой являются извлеченные из скважины при колонковом разведочном бурении керны. Однако керновый способ наиболее дорог и трудоемок и применяется при разведке ценных руд. Шламовый способ отбора проб из разведочных и взрывных скважин наиболее распространен на карьерах. Интервал отбора шламовых проб, в зависимости от сложности геологического строения обуриваемого блока, составляет на железорудных карьерах в контактных зонах 2-3 м, на карьерах цветной металлургии — 1-2 м, на флюсовых и апатитовых карьерах — 3-5 м. На однородных участках при опробовании взрывных скважин отбирается одна проба из каждой скважины. При проходке скважины станками шарошечного бурения с применением водовоздушной смеси при подъеме шлама происходит классификация материала по крупности при различной плотности рудных и нерудных минералов, что снижает представительность пробы. При бурении скважины без увлажнения мелкие фракции шлама, преимущественно нерудные, относятся на значительное расстояние и не попадают в пробу. Потери составляют до 15% мелких фракций, что значительно влияет на точность опробования. Так на карьерах KMA ошибка при шламовом опробовании составляет 7-12%.

При бороздовом опробовании пробой служит порода, получаемая из канавки (борозды) постоянного поперечного сечения, проводимой вкрест простирания залежи. Борозды проводятся с интервалом 5-25 м на всю ширину взрываемого блока или всю мощность залежи. Ширина борозды 20-30 и глубина 10-20 см. Этим способом достаточно полно устанавливается положение контактов на обнаженных поверхностях, но не выявляются контуры залежи в объеме блока. Бороздовое опробование находит наибольшее применение при разработке пластовых и жильных месторождений при незначительной изменчивости качества руд и элементов залегания по падению залежи.

На Экибастузском бассейне при эксплуатационной разведке основная информация по структуре и качеству угля в пластах получается при бороздовом опробовании. Отбор проб производится механизированным способом с применением уступного пробоотборника У П-2М или вручную. Для отбора проб поверхность тщательно зачищается. Пробы отбираются из борозды сечением не менее 10x10 см по всей длине сечения по каждой угольной пачке и породному прослою мощностью более 0,5 м. Расстояние между бороздами по пластам 1 и 2 не более 200 м, а по пласту 3 — 100 м. В результате получается информация о количестве, сочетании, взаимном расположении, мощности, крепости, угле падения угольных и породных прослоек, развитии тектоники, содержании золы в угольных и породных прослойках.

Задирковое опробование производят экскаватором или вручную. При использовании экскаватора снимается слой с откоса уступа толщиной 10-20 см и шириной 20-30 см одним из крайних зубьев ковша. Пробы отбирают по указанию геолога на всю высоту уступа через 4-12 м по длине уступа. Задирковое опробование используют при маломощных рудных телах, когда бороздовые пробы не обеспечивают необходимых результатов. Задирковое опробование используется как вспомогательный способ.

Точечный способ используют при опробовании отбитого полезного ископаемого в развале, на складах, в транспортных сосудах. Он применяется для уточнения показателей при управлении качеством и при контроле качества полезных ископаемых. Пробы отбирают по определенной сетке из навала горных пород или транспортного сосуда. Число точек отбора проб обусловливается неравномерностью распространения контролируемого качественного признака, а также гранулометрическим составом полезного ископаемого. Представительность пробы зависит от числа точек отбора. Для точечного отбора проб со складов полезного ископаемого и из транспортных сосудов разработаны специальные пробоотборники, позволяющие значительно уменьшить трудоемкость опробования.

После отбора проб указанными выше способами осуществляют их последующий лабораторный анализ с целью установления качественных характеристик полезного ископаемого.

Рассмотренные способы опробования имеют недостатки, связанные со снижением достоверности информации из-за разделения операций отбора и анализа проб, большой трудоемкостью и отсутствием оперативности. Физико-технические методы опробования позволяют без отбора и лабораторных анализов проб определить качество полезного ископаемого непосредственно в местах его залегания и в этом отношении лишены отмеченных недостатков. К физико-техническим методам опробования относятся каротаж магнитной восприимчивости, радиоактивный каротаж, гамма-гамма методы, рентгено-радиометрический, нейтронные методы, спектрофотометрический, флуорометрический, масс-спектральный и др. Применение этих методов позволяет повысить точность и оперативность опробования, повысить производительность труда на бурении на 15%, в 10 раз сократить объемы опробования, снизить потери и разубоживание руды на 5 %. Однако физико-технические методы разработаны только для отдельных типов руд. Широкое распространение физико-технические методы опробования получают на железорудных месторождениях, На Тейском руднике применяют гамма-гамма метод и определение магнитной восприимчивости для уточнения контуров рудных тел, выделения сортов и типов руд, оперативного контроля качества руды при подготовке блоков и отработке, контроля качества руды в развале и т.д. На Сарбайском карьере оперативное планирование ведется по данным геофизического опробования взрывных скважин.

На железорудных месторождениях KMA для производства экспресс-анализов используются приборы РСР-3 и РСР-2. Время производства анализа не превышает 5 мин. Точность получаемых данных вполне достаточна.

Для оперативного управления качеством продукции на карьерах проводится опробование полезного ископаемого в забоях, в потоке и на складах. Отбор проб из добычных забоев производится по схемам, составленным геологической службой. Машинист экскаватора в указанных местах забоя производит ковшом выемку пород и разгружает ковш в безопасном месте. Пробы отбираются из высыпок точечным методом. На карьерах СевГОКа производится ежесменный отбор проб в забое каждого работающего экскаватора. Масса отбираемых проб из забоя составляет 4-5 кг.

На некоторых рудных карьерах опробование прикарьерных складов полезного ископаемого производится путем разгрузки каждой 10-15-ой автомашины на специальной площадке. Отбор проб производится из каждой разгруженной машины точечным способом и сменная проба сокращается до массы 5-6 кг.

Опробование качества полезного ископаемого в потоке производится путем отбора проб из транспортных сосудов или с ленты конвейера. Такие пробы могут отбираться вручную или с использованием специальных пробоотборников.

На ПО «Экибастузуголь» контроль за качеством товарного угля осуществляет управление технического контроля качества угля и стандартов. Качество угля в забоях определяется в соответствии с картой забоя и распространяется на все составы, подаваемые в забой. Приемка по качеству каждого состава производится путем наружного осмотра как на углесборочной станции, так и в забое. В случаях сомнения в качестве угля в составе, из него отбирают контрольные пробы. Отбор проб угля из железнодорожных вагонов осуществляется самоходным пробоотборником на железнодорожном ходу. Такой порядок контроля качества позволил отказаться от отбора проб из каждого состава, и простои железнодорожных составов под опробованием уменьшились на 2 часа.

На Кимперсайском РУ комбината Южуралникель руду из-под каждого экскаватора опробуют отдельно по хвостовой и головной части партии. Каждый четырехосный полувагон опробуется в 16 точках.

На Тейском руднике контроль за качеством сырой руды, поступающей на обогатительную фабрику, осуществляет контролер ОТК. Опробуется каждая пятая машина от каждого экскаватора. При изменении качества руды, заметном визуально, переходят на контрольное опробование каждой второй автомашины.

Система опробования качества полезного ископаемого на карьере должна обеспечивать достоверную информацию для планирования добычных работ в режиме усреднения и оперативного управления качеством продукции карьера. Большое значение имеет повышение оперативности опробования. Осуществить это возможно за счет внедрения новых, более производительных средств и способов опробования, в частности, внедрения физико-технических методов, позволяющих повысить оперативность информации и снизить затраты на этот вид работ. Эффективность управления качеством минерального сырья на карьерах во многом определяется достоверностью исходной информации и своевременностью ее получения.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: