Опробование разведочных и эксплуатационных горных выработок

Способы отбора химических проб в забоях горных выработок

Способы отбора химических проб в забоях горных выработок весьма разнообразны. Выбор того или иного из них зависит от многих геологических и технико-экономических факторов. Наиболее целесообразным является тот способ отбора проб, который обеспечивает наибольшую представительность при одновременно высокой производительности и наименьшей стоимости работ по опробованию.

Штуфная проба представляет собой кусок (штуф) руды весом от 0,5 до 2 кг, отбитый от забоя или от выхода руды, а также взятый из вагонетки или отвала. Такие пробы отбирают, если без специальных работ по опробованию хотят получить приближенную характеристику руды. На штуфных пробах проводят исследования физических свойств горных пород и руд (объемного веса, магнитной проницаемости, электропроводности, радиоактивности, технических свойств стройматериалов). Значительная часть исследований по обогатимости руд также может быть выполнена на штуфных пробах.

Горстьевые пробы широко применяются на рудниках СССР. Отбитую в забое руду покрывают сплетенной из шпагата сеткой с ячейками 0,2X0,2 м. Из каждой клетки берут небольшую порцию (один или несколько мелких обломков) отбитой руды (рис. 38). При встрече крупной глыбы, занимающей две-три клетки, от нее молотком отбивают соответственно два-три обломка, по возможности вкрест видимой в глыбе полосчатости. Порции можно брать с поверхности отбитой руды по квадратам воображаемой сетки, намечаемой пробщиком путем откладывания постоянной длины (0,2 м), нанесенной на рукоятке молотка, в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Количество порций, составляющих одну горстьевую пробу, обычно принимают от 10 до 20, а все одной порции от 50 до 100 г. Отсюда следует, что вес одной горстьевой пробы может варьировать в широких пределах — от 0,5 до 2 кг. При этом для руд с равномерным распределением компонентов в одну пробу можно брать 5—10 порций, а с неравномерным — от 15 до 25 порций. Вес одной пробы имеет подчиненное значение. Решающим фактором служит количество порций, слагающих одну пробу. Можно считать установленным, что лучше составлять горстьевую пробу из большого числа порций малого веса, чем из малого числа порций с большим весом каждой порции [11, 12]. Отбор проб горстьевым способом целесообразно применять в забоях, пройденных по сплошной руде с хорошо развитой трещиноватостью, обеспечивающей при отбойке однородную кусковатость средней и малой крупности.


Бороздовые пробы широко распространены и имеют высокую представительность, особенно для пластовых и жильных месторождений. Борозда постоянного поперечного сечения проводится по пласту (жиле) от лежачего до висячего бока на полную его мощность. Весь материал из борозды составляет пробу. В табл. 32 приведены наиболее типичные размеры борозд и вес проб для руд разного качества.


Перед взятием пробы поверхность забоя подравнивают кайлом или геологическим молотком. Слой пыли и грязи в старых забоях смывают водой с помощью ручного насоса. При отбойке проб киркой или зубилом на поверхности забоя высекают две параллельные канавки (вруба), расстояние между которыми и составляет ширину борозды. Затем косыми ударами зубила и молотка сбивают выступ, образовавшийся между канавками. Отбиваемый из борозды материал падает на брезент или на желоб из листового железа размером 0,5X1,0 м, подставляемый под борозду у стенки забоя. Отбитая проба ссыпается с желоба в пробный мешок. Размеры их различны и зависят от начального веса проб. Изготовляются мешки для проб из плотной и прочной материи. Внутрь мешка вкладывают бирку из фанеры с заранее написанным номером. Бумажные этикетки применять не рекомендуется, они быстро изнашиваются. Мешок с пробой плотно завязывают и к нему прикрепляют еще одну фанерную бирку (с отверстием) с тем же номером пробы.

Борозды в забое ориентируют по направлению наибольшей изменчивости содержания полезного компонента в рудном теле. В разведочных канавах борозды следует высекать по одной из ее вертикальных стенок, но возможности ближе к почве канавы. К результатам опробования канав следует относиться критически, так как руды могут быть загрязнены или выщелочены. В стволах шурфов и шахт геологическую зарисовку и отбор проб необходимо производить до установки крепления. По окончании проходки из отдельных зарисовок составляют полный геологический разрез с нанесением на него результатов опробования (рис. 39).

В квершлагах, штольнях и ортах борозды высекают по одной из боковых стенок. При резной смене типов руды каждый из них должен быть опробован отдельной бороздой соответственно их мощности. В мощных рудных телах крутого падения пробы следует отбирать горизонтальными бороздами. При пологом падении рудных тел с резко выраженным полосчатым строением борозды располагают вкрест полосчатости, ступенчато, без перекрытия и без пропусков отдельных прослойков. В забоях штреков и штолен, заданных по простиранию рудных тел, борозды следует брать по линии мощности вкрест простирания, по возможности через равные интервалы. В забоях штреков со сплошной рудой борозда проводится горизонтально через весь забой на ширину штрека. В выработках, пройденных по мощным рудным жилам и пластам с ясно видимой полосчатой текстурой руды, борозды высекают секциями, соответствующими отдельным слоям или пачкам. Из каждой секции берут отдельную пробу.


В жилах малой и средней мощности, где часть боковой породы поступает в отбиваемую рудную массу, длина борозд должна соответствовать принятой на руднике минимальной выемочной мощности. В штреках по тонким жилам и прожилкам (менее 0,2 м) бороздовую пробу располагают вдоль прожилка по всей его мощности. Крупные включения рудного минерала в забое требуют проведения двух-трех параллельных борозд большого сечения с отбойкой материала в одну пробу.

Увеличение числа борозд и их размеров приводит уже к задирковому способу отбора проб.

Опробование пласта или жилы на участке уже пройденного штрека проводят по кровле (при крутом падении) или по боковой стенке штрека (при пологом падении). В штреках с установленным неполным креплением борозды отбивают с кровли или со стенок в промежутках между креплениями.

При полукруглом сечении штрека (арка) и резко полосчатом строении рудной жилы возникает опасность появления систематической ошибки при отбойке бороздовых проб под острым углом к линии истинной мощности. В этом случае следует предварительно подработать кровлю по жиле и затем отбирать бороздовые пробы по линии истинной мощности жилы.

При восстановлении старых шахт над откаточными штреками часто расположены очистные работы. Опробование рудной залежи в почве штрека является самым неблагоприятным случаем отбора проб. Затраты на подготовку и отбор проб здесь значительны, а результаты опробования могут оказаться ненадежными. Рудную жилу в почве штрека лучше опробовать другими методами (например, подземным колонковым бурением).

Эксперименты К. Л. Пожарицкого [17], Е. П. Зайцева [6] и многих других геологов убедительно показали, что уменьшение сечения и веса бороздовых проб не снижает их представительности. Высокая представительность шпуровых проб, которые можно рассматривать как борозды малого сечения, указывает на возможность более широкого применения бороздовых проб малого веса.

Отбитые ручным способом бороздовые пробы не являются совершенными. Объем борозды можно рассматривать как сумму объема прямоугольной призмы (полезный объем) и дополнительного объема за пределами призмы (вредный объем). Последний появляется при различии в механических свойствах минералов и их агрегатов, слагающих руду. Хрупкие и непрочные рудные минералы (сульфиды, шеелит и т. п.) выкрашиваются, что увеличивает их содержание в пробе. При выкрашивании непрочных нерудных минералов (серицит, хлорит и т. п.) содержание полезного компонента в пробе снижается. В обоих случаях возникает систематическая погрешность опробования [7].

Пленочные пробы отличаются от обычных бороздовых проб значительно меньшей глубиной отбойки, малым весом на единицу длины и высокой представительностью. Они отбиваются с помощью специального многозубкового молотка (рис. 40); зубки представляют собой вставки из твердых сплавов [16].


Точечная проба представляет собой сумму небольших кусков (порций), отбитых со стенки забоя в строго определенном расположении, например, по узлам квадратной, прямоугольной или ромбической сетки (рис. 41). Точечный способ отбора проб допускает большое разнообразие расположения точек набора пробы с поверхности забоя. Текстура руды является решающим фактором выбора наиболее представительной сети точек при отборе пробы. Анизатропное расположение рудных минералов допускает только одно направление — расположение порций точечной пробы по линии вкрест полосчатости рудных текстур. Количество порций точечной пробы и их вес те же, что и при горстьевом способе отбора проб.

Точечная линейная проба при определенных условиях может быть непрерывной. Расстояние между порциями на поверхности забоя должно быть выбрано таким образом, чтобы площадь целика между порциями S_ц была равна площади порции S_п, рис. 42. При этом условии верхний и нижний ряды порций по существу в совокупности идентичны бороздовой пробе.

Определим необходимое количество порций точечной линейной пробы, соответствующей бороздовой пробе постоянного поперечного сечения. Примем (см. рис. 42):

L — длина точечной линейной пробы, см;


l — расстояние между центрами порций в одном ряду, см;
b — расстояние между порциями в одном ряду, см;
R — радиус точечной пробы, см;
S — площадь порции, см²;
S_ц — площадь целика между порциями, см²;
m — количество порций в пробе.

Площади порции и целика между порциями соответственно равны:


При обязательном условии, что S_п=S_ц получим:


откуда

а расстояние между центрами порций


Обозначив расстояние между центрами порций верхнего и нижнего рядов по горизонтали можно написать равенство


отсюда

Например, при R=2,2 см и L=100 см m=30 порциям, а расстояние между ними в одном ряду равно 7 см.

Разметку пробы в забое удобно делать при помощи трафарета из жести [13].

Рациональное количество порций точечной линейной пробы можно определить способом, основанным на теории сочетаний [2], или способом разряжения.

Механизация отбойки химических проб

В условиях высокой механизации проведения современных горных выработок производственные операции по отбору химических проб в забоях являются наиболее отсталыми. На многих рудниках отбор проб выполняется ручным способом. Поэтому проблема механизации отбойки бороздовых и точечных проб является крайне актуальной.

Всесоюзным институтом техники разведки (ВИТР) разработаны пробоотборные коронки, присоединяемые к отбойному молотку ОМСП-5 при помощи специальных переходников. Коронка для отбора монолитных проб имеет П-образную форму. Каждая щека имеет три цилиндрических вставки из твердого сплава ВК-15. Ширина коронки 75 мм, длина 70 мм, высота 88 мм, вес около 1,5 кг. В верхней части коронки имеется внутренний корпус для переходника, соединяющего ее с буксой отбойного молотка. Специальная поддерживающая рамка обеспечивает прямолинейное движение коронки вдоль борозды [18].

Для отбора бороздовых проб в крепких породах методом резания ВИТР разработал дисковый пробоотборник ДП-1-ВИТР. На шпинделе пробоотборника закрепляется два параллельных мелкоалмазных диска с расстоянием между ними 4—6 см (ширина борозды). Монолитная бороздовая проба откалывается от забоя ударами зубила.

Все предложенные устройства по механической отбойке бороздовых проб способом скалывания и способом резания оказались сложными и громоздкими. Они не получили широкого применения и, как правило, не вышли за пределы экспериментальных работ. Основное препятствие при внедрении механизации отбойки бороздовых проб любого сечения заключается в том, что поверхность забоя не является плоскостью. Она неправильная, неровная и неодинаковая после каждой отвалки. Практика показывает, что на некоторых рудниках в забоях отбираются не сплошные бороздовые пробы постоянного сечения, а кусковые, часто прерывистые, с резко изменяющимся сечением, а в отчетности некоторых предприятий такие пробы называют бороздовыми. При ручной отбойке проб нередко наблюдается избирательное обогащение пробы рудными минералами, что влечет за собой систематические ошибки при оценке качества руд в забое.

По этим причинам геологи на многих рудниках в СССР и за рубежом заменяют бороздовый метод другими способами отбора проб. Например, на медных рудниках Урала бороздовые пробы заменены линейными точечными пробами; практика показала высокую представительность этих проб.

Задачи механизации отбора точечных линейных проб определяются следующими техническими требованиями к разрабатываемым конструкциям.

1. Высокая представительность проб, что зависит от количества порций, составляющих пробу. При увеличении количества порций, составляющих пробу. При увеличении количества порций можно в любом забое получить вполне представительную пробу.

2. Малый вес и простота конструкции пробоотборника. Внедрение в производство пробоотборников может быть успешным только в том случае, если пробщик на любом руднике лично убедится, что пробоотборник уменьшает его физические усилия при отборе проб и одновременно повышает производительность труда.

3. Возможность механического отбора с каждой точки строго определенного объема в породах любой крепости. Конструкции перфораторов с ударно-поворотным устройством дают возможность для выполнения этого условия. При включении в конструкцию ограничителя буровой наконечник будет проникать на определенную и постоянную глубину (например, на 3 или 5 см), благодаря чему объем отбитого материала с каждой точки будет строго одинаков.

При ручном отборе точечных проб молотком и зубилом это условие не выполняется, что всегда вводит в точечные пробы неустранимую погрешность. Только полная механизация отбора точечных проб может гарантировать строго объективное опробование любого забоя.

4. Высокая производительность и оперативность отбора. Необходимо добиться, чтобы процесс отбора одной порции с помощью пробоотборника в самых твердых породах не занимал более 1 мин. Оперативность отбора зависит от умелого, целесообразного размещения необходимого минимума порций на площади забоя. Это повышает требования к конструкции механизма.

5. Низкая себестоимость отбора проб и их обработки. Даже при одинаковой себестоимости отбора точечных проб ручным и механическим способами предпочтение следует отдать последнему как строго объективному. Обработка материала пробы при механической отбойке окажется дешевле, чем при ручной, благодаря значительно меньшей крупности частиц, составляющих пробу.

Пробоотборник СГИ-3, разработанный в Свердловском горном институте, предназначен для механического отбора точечных и шпуровых химических проб руд и горных пород в забоях горных выработок. Его рационально применять в породах и рудах высокой и средней крепости [3] (рис. 43).

Методика отбора проб точечным способом при помощи пробоотборника СГИ-3 имеет следующие преимущества перед ручной отбойкой:

• а) порции точечной пробы имеют строго одинаковый объем. Места взятия порций отчетливо видимы, легко контролируются, что существенно уменьшает влияние субъективного фактора на отбор проб;
• б) материал пробы получается в виде буровой муки (класс 0,2 мм составляет 85%), что позволяет исключить применение дробилок и валков для измельчения проб. При отборе не происходит потери материала пробы и избирательного выкрашивания хрупких рудных минералов;
• в) повышается производительность труда пробщика;
• г) возможен также отбор шпуровых проб;
• д) рациональное количество порций точечной пробы для каждого естественного типа руд может быть определено путем математических расчетов.

Пробоотборник может быть применен в комплекте с перфоратором любой марки. Вес пробоотборника 10—12 кг. Производительность в породах IX категории составляет 34 пробы в смену, каждая проба из 10 точек глубиной по 3,5 см.

В Свердловском горном институте разработан вариант пробоотборника СГИ-3 с применением вращательного бурения мелкими алмазными коронками малого диаметра.

Шпуровой способ опробования основан на улавливании буровой муки из шпуров, специально заданных или пройденных для буровзрывных работ. Эта мука и составляет материал пробы для химического анализа. По существу шпуровые пробы являются теми же бороздовыми пробами, взятыми при помощи перфоратора. Поэтому все рекомендации по расположению бороздовых проб в полной мере относятся и к шнуровым пробам.

К достоинствам шпуровых проб следует отнести:

• 1) высокую представительность проб из шпуров, заданных вкрест простирания или полосчатости рудной залежи (в ортах);
• 2) полную механизацию процесса отбора проб;
• 3) постоянное поперечное сечение пробы по длине шпура;
• 4) тонкое измельчение материала пробы при ее взятии;
• 5) попутное обеспыливание воздуха в забое;
• 6) возможность опробования руды в целике впереди забоя.

Недостатками шпуровых проб являются:

• 1) неудовлетворительная представительность проб из шпуров, заданных под острым углом к простиранию или к полосчатости рудной залежи;
• 2) возможность появления систематической ошибки за счет избирательного выкрашивания хрупких минералов (киноварь), расположенных в стенках шпура;
• 3) потери буровой муки или шлама при бурении трещиноватых и пористых пород.

При сухом бурении шпуров полное извлечение буровой пыли получается только при пневматическом отсасывании ее в пылеуловитель. Для шпуровых проб можно применять описанный выше пробоотборник €ГИ-3.

При мокром бурении из шпура с промывочными водами по стенке забоя стекает буровой шлам. Вместо пылеприемника применяют патрубок-тройник, состоящий из отрезка трубы по диаметру шпура с приваренным к ней под углом 45° отрезком более тонкой газовой трубки. Тройник в плоскости симметрии распилен на две половинки. После забурки шпура на 5—10 см обе половинки тройника вставляют в шпур, располагая их вокруг буровой стали, а на газовую трубку надевают короткий резиновый шланг, по которому шлам из шпура стекает в ведро для приема пробы. После сушки и сокращения шлам поступает на химический анализ.

В табл. 33 приведены сравнительные результаты опробования ортов бороздовым и шпуровым способами, полученные автором на одном из медных рудников Урала.


Пониженное содержание металлов в шпуровых пробах по сравнению с бороздовыми объясняется переизмельчением хрупких сульфидов при бурении шпуров с образованием пыли, не улавливаемой ручным способом. Шпуровые пробы удобно применять для оценки качества руды в почве или кровле забоя, а также для вскрытия близко расположенных параллельных рудных тел.

Определение средних показателей при опробовании горных работ

Среднее содержание полезного компонента по забою определяется на основании частных содержании по отдельным пробам. Так, в забое с двумя типами руд и при получении данных анализа двух частных бороздовых проб (рис. 44) среднее содержание полезного компонента может быть определено как среднеарифметическим, так и средневзвешенным (по длинам борозд или по произведению длин борозд на объемные весы типов руд) способами.

При подсчете среднеарифметическим способом среднее содержание определяют по формуле


где ∑c — сумма частных содержаний;
n — число учтенных частных проб.

В данном примере среднее содержание составит:


Однако содержание в рассматриваемом случае определено не точно. С каждого метра горной выработки по объему добывается значительно больше вкрапленной руды, чем массивного колчедана. В то же время 1 м8 массивного колчедана более чем в полтора раза тяжелее 2 м³ вкрапленной руды. Поэтому среднее содержание по забою следует определять взвешенным способом пропорционально произведению длин борозд на объемные веса руд, т. е. по формуле


где m — частные значения длин борозд (мощностей);
d — то же, объемных весов руды.

В нашем примере

Определение средней мощности и среднего содержания металла по штреку, по горизонту постоянно требуется в практике разведки и эксплуатации месторождений различных полезных ископаемых. При этом могут иметь место следующие частные случаи.

1. Расстояния между пробами равны между собой, длины борозд (мощности жилы) и содержание полезного компонента переменные. Среднюю мощность вычисляют по формуле среднего арифметического


Среднее содержание полезного компонента определяют по формуле среднего взвешенного пропорционально длинам борозд (мощностям жилы)


2. Расстояние между пробами, длины борозд (мощности жилы) и содержание полезного компонента переменные. Это наиболее общий случай в практике (рис. 45). Здесь необходимо ввести дополнительное понятие — длину влияния пробы. На плане штрека эту длину определяют графически. Расстояние между пробами делят пополам на участки влияния, прилегающие к отдельным пробам. Затем определяют общую длину смежных участков, прилегающих к данной пробе.

Среднюю мощность жилы рассчитывают по формуле среднего взвешенного пропорционально длинам влияния отдельных проб по оси штрека


где l — среднее влияние частной пробы по оси штрека.

Среднее содержание полезного компонента также рассчитывают по формуле среднего взвешенного пропорционально длинам борозд (мощностям жилы) и длинам влияния проб по оси штрека


Все вычисления заносят в журнал (табл. 34).


Исходя из данных, приведенных в табл. 34,


При перерывах (пережимах) маломощной рудной жилы по штреку в приведенные выше формулы определения мощности необходимо вводить в качестве множителя линейный коэффициент рудоносности К, представляющий собой отношение суммы для участков непрерывного протяжения рудной жилы к общему протяжению штрека L₀, включая пережимы:


При этом средняя уравненная мощность жилы (по всей длине штрека) будет равна


а среднее уравненное содержание полезного компонента (также по всей длине штрека) составит:


В формулах М и С являются средними значениями мощности и содержания полезного компонента по отдельным участкам непрерывного протяжения жилы, выведенными по ряду частных проб.

В рудной жиле большой мощности, вскрытой несколькими ортами ив одного штрека, среднюю мощность определяют как средневзвешенное ив частных значений мощности по отдельным ортам пропорционально площадям влияния этих ортов на плане. Для вычисления среднего содержания полезного компонента в этом случае нельзя принимать во внимание только пробы по штреку или все пробы по штреку и по всем ортам. Штрек может быть пройден по богатой или бедной металлом части жилы. Поэтому среднее содержание полезного компонента по нему может существенно отличаться от действительного.

Для решения поставленной задачи необходимо определить содержание полезного компонента по каждому орту в отдельности, включая и пробы по штреку в сечении данного орта, а затем вычислить среднее содержание по горизонту как средневзвешенное из содержаний по ортам пропорционально мощности жилы и длинам их влияния.

Все перечисленные способы определения средних показателей по штрекам и горизонтам маломощных жил при большом количестве проб дают практически тот же результат, что и более простой широко известный способ арифметической середины.

Средневзвешенный способ определения средних показателей по штрекам следует принимать при малом количестве проб со значительными колебаниями содержаний при ясно выраженной прямой или обратной корреляционной зависимости между мощностью и содержанием. В большинстве случаев на практике средние величины можно определять среднеарифметическим способом.

Учет проб с исключительно высоким содержанием металла

При разведке и эксплуатации рудных и россыпных месторождений золота, платины и редких металлов отдельные пробы содержат весьма высокий процент металла, превышающий в несколько раз его среднее содержание в руде или песках. Такие пробы принято называть выдающимися. Оставление или исключение выдающихся проб из подсчета среднего содержания металла существенно отражается на последнем. Поэтому такие пробы требуют особых приемов при определении среднего содержания. Установление наличия выдающихся проб возможно только при значительном количестве проанализированных проб в процессе детальной разведки или эксплуатации.

В специальной литературе по учету выдающихся проб предлагалось много различных рекомендаций. Наиболее основательно этот вопрос разработан П. Л. Каллистовым [10], основные предложения которого изложены ниже.

Всю совокупность проб месторождения или отдельного блока можно разбить по мере увеличения содержания на область нормальных яро б и на очень небольшое (единицы) количество высоких проб. Величина верхнего предела содержания нормальной пробы находится в прямой зависимости от следующих факторов:

• 1) объема выборки (количества проб), по которому определяется среднее содержание металла;
• 2) уровня среднего содержания металла в рудах (песках) опробованного участка;
• 3) степени неравномерности (величины дисперсии) содержания металла в рудах (песках).

Пробы месторождения (участка) разбивают на классы по содержанию металла, возрастающие в геометрической прогрессии, со знаменателем прогрессии, равным 2 (табл. 35).


Основная масса проб располагается в нескольких классах, образуя непрерывный ряд с максимумом в одном из средних классов. Единичные пробы с выдающимся содержанием золота иногда располагаются в классах, отделенных пустыми классами от основной массы проб. Такие пробы следует относить к выдающимся, и ограничивать их при вычислении среднего содержания.

Рекомендации по выявлению и учету выдающихся проб:

• 1. К числу выдающихся следует относить пробу, содержание в которой более чем в два раза превышает содержание ближайших к ней по величине" (но не по местоположению в блоке) пробы.
• 2. При вычислении среднего содержания показание выдающейся пробы заменяется удвоенным содержанием в ближайшей меньшей пробе или удвоенным средним содержанием металла в том классе, к которому принадлежит эта ближайшая меньшая проба.
• 3. Две пробы могут считаться выдающимися, если они не отделены пустыми классами от остальных проб, но значительно отличаются от последних по содержанию металла.
• 4. Если внутри блока определяется участок, отличающийся от остальной части блока очень высоким содержанием металла, то такой участок следует выделить и вопрос о выдающихся пробах решить для него отдельно.
• 5. В пределах одного блока к числу выдающихся проб, подлежащих ограничению, не следует относить более двух проб.
• 6. Если в блоке имеется всего две или три пробы, ни одна из них не должна относиться к числу выдающихся.
• 7. Если в блоке имеется только три пробы и одна из них показывает содержание металла, во много раз превышающее показания двух других проб, то для такого блока содержание следует принимать по смежным блокам и запасы этого блока относить не выше чем к категории С₁ [10].

В примере первом (табл. 36, рис. 46) выдающихся проб нет. В этом случае все пробы должны быть включены в расчет среднего содержания без ограничения.

Во втором примере содержание золота в пробе 375, составляющее 310,2 г/т, более чем в два раза превышает показание следующей меньшей пробы 116 — 88,4 г/т. Таким образом, проба 375 выдающаяся и подлежит ограничению. Проба 116 принадлежит к классу 64—128, для которого среднее содержание равно 96 г/т. Содержание 88,4 г/т меньше 96 г/т. Поэтому пробу 375 заменяют удвоенным содержанием пробы 116, т, е. 88,4X2=176,8 г/т.

Опробование по естественным типам руд

На каждом месторождении можно выделить два-три (иногда пять-шесть) естественных типов руд. Они легко определяются визуально в забое, в отвале. Каждый из естественных типов руд отличается более или менее определенным минеральным и химическим составом и устойчивыми физическими свойствами, каждому из них свойственно более или менее устойчивое содержание полезного компонента, колеблющееся в сравнительно узких пределах.

Минералогическое опробование по естественным типам руд основано на использовании геологической документации забоев по этим типам руду и устойчивого среднего содержания полезного компонента по каждому типу. Этот метод был разработан Н. В. Ивановым и рекомендован к внедрению на горных предприятиях [8].

Применению этого прогрессивного метода должна предшествовать предварительная подготовка. По внешним признакам на месторождении выделяют естественные типы руд и по этим типам подбирают эталонные коллекции. На типичных штуфах устанавливают процентное соотношение главнейших рудных и нерудных минералов. Затем для каждого естественного типа руд подбирают 30—50 зарисовок забоев с результатом химического опробования. Определяют среднее арифметическое содержание полезных компонентов и вредных примесей отдельно для каждого типа руд. Параллельно определяют средний объемный вес руды для каждого типа, если он существенно различен. После этого составляют табличку, в которой для каждого естественного типа руд записывают средние содержания полезных компонентов и вредных примесей, а также объемные веса.

Процесс опробования сводится к детальной геологической документации забоев с выделением на зарисовках типов руд и границ между ними.

Среднее содержание полезного компонента вычисляется по зарисовке забоя как средневзвешенное:


Первая формула рекомендуется для рудных тел с более или менее прямолинейными границами между типами руд, вторая — с криволинейными. В обоих случаях необходимо также учитывать удельные веса руд по типам, если они существенно различны.

Метод опробования по типам руд отличается простотой и высокой производительностью. При этом методе нет необходимости отбивать в забое материал для пробы, обрабатывать его и подвергать анализу. Метод опробования по типам руд в условиях действующего рудника позволяет сократить количество химических анализов (особенно в очистных забоях), непосредственно в забое выделить промышленную руду и уточнить направление подготовительных и очистных работ (рис. 47).

На одном из редкометальных месторождений магматического генезиса Н. В, Ивановым [8] был применен метод минералогического опробования по типам разрезов. Рудные залежи здесь образовались в результате дифференциации магматического расплава, имеют форму правильного пласта залегают согласно с вмещающими породами. Слои всех пород и рудные пласты имеют пологое падение к центру плутона. Размеры пластов большие, а мощность их не превышает 1 м.

Для рудных пластов характерны очень плавные изменения содержания полезных компонентов по простиранию и падению. По мощности пластов наблюдается хорошо выдержанное переслаивание богатых и бедных руд с рудами средними по качеству (переходные руды). Это позволило установить на месторождении типы разрезов и разновидности этих типов. В каждом из типов разрезов или разновидностей типов химическим или минералогическим анализом устанавливалось содержание ценных компонентов.

Опробование сводится к детальной геологической документации отдельных пересечений рудных пластов и определению типа разрезов, в также к установлению характерных для них содержаний ценных компонентов. Для контроля с каждого пятого или десятого пересечения рудного пласта берутся пробы для химического или минералогического анализов.

Метод опробования по типам разрезов можно применять на пластовых месторождениях осадочного и гидротермально-мегасоматического генезиса, для которых характерно плавное изменение содержания полезного компонента по простиранию и падению рудных пластов. При небольшом числе сечений этот метод позволяет произвести перспективную оценку рудного пласта.

Использование экскаваторов для опробования бортов карьеров

Широкое развитие механизации в карьерах определяет новые специльные методы опробования. Основным механизмом для опробования может служить экскаватор. При достаточно мягкой или рыхлой руде, не требующей применения буровзрывных работ, машинист экскаватора по указанию геолога отбирает из забоя от одной до пяти проб, производя ковшом узкую вертикальную задирку по всей высоте уступа. Для уменьшения начального веса породы задирковую пробу можно отделять от забоя одним из крайних угловых зубьев ковша экскаватора. Можно также на зубья ковша надевать специальный козырек, позволяющий отбирать вертикальную борозду шириной 0,2—0,3 м. После отбора пробы машинист поворачивает стрелу на 180° и выгружает пробу на свободную площадку, несколько разравнивая ковшом. От такой пробы пробщик точечным способом отбирает химическую пробу.

Если в забое карьера руда переслаивается с пустой породой или представлена двумя или более естественными типами руд, необходимо по возможности отбирать от каждого типа руд отдельные пробы.

В карьерах с применением буровзрывных работ для предварительного разрыхления крепких руд перед экскавацией опробованию подлежит отбитая взрывом рудная масса. В карьерах Джезказганских медных рудников пробу отбирают ковшом экскаватора из трех или пяти вертикальных задирок по отбитой рудной массе и выгружает на площадку (рис. 48). Пробы от негабаритных глыб отбирают точечным методом вкрест видимой в глыбе полосчатости руды. Отбитые порции присоединяют к точечной пробе от рудной массы.

Сравнение забойных проб с соответствующими пробами из буровзрывных скважин, взятых с одного и того же забоя Джезказганских рудников, показало их хорошую сходимость (отклонение в содержании меди составило не более 5% в сторону увеличения).

На свинцовых рудниках в ковш экскаватора можно установить датчик гамма-гамма-метода, при помощи которого оперативно определяется содержание свинца в ковше, наполненном рудой. Это позволит существенно-понизить разубоживание руды при добыче.

Опробование горных выработок при разведке и эксплуатации россыпей
Разведка россыпей шурфами производится в безводных наносах или в мерзлых грунтах. В водоносных отложениях шурфы проходят только при небольшом притоке воды, которую можно удалить передвижными насосами.

Сечение шурфа при разведке россыпей составляет 1,0—1,4X1,8 мг иногда меньше; длинная сторона располагается поперек россыпи. Шурфы в талых и рыхлых породах проходят со сплошным креплением. При проходке шурфов выдавать породу следует отдельно с каждой проходки (0,2—0,5 м в зависимости от мощности золотоносного пласта), располагая выкиды отдельными кучами вокруг устья шурфа по ходу часовой стрелки. На деревянных кольях (бирках) наносятся порядковые номера проб с указанием глубины выемки. Заведомо пустые породы («торфа»), покрывающие металлоносные пески, при дальнейшей разведке можно выдавать в общий отвал (рис. 49).

Наиболее ответственной операцией всей разведки является промывка проб из разведочных шурфов. Предварительную промывку следует проводить из всех выкидов породы. С каждого выкида пробу берут бороздой в объеме 2—5 ендовок, Ендовка (мерный ящик) изготовляется из кровельного железа или сухих досок и имеет точно определенные внутренние размеры и объем; например, дно 40X20 см, верхнее основание 50X30 м, высота 22 см (рис. 50). С учетом разрыхления в такую ендовку входит 0,02 м8 (1/50 м³) не-разрыхленной породы. Породу насыпают с верхом, затем двумя-тремя ударами о землю ее уплотняют, а верх выравнивают доской под плоскость верхнего основания ендовки. Пробу из ендовки промывают в лотке или в ковше, по возможности на месте разведки. При наличии «весового» золота (или касситерита и др.) проходку промывают всю, Чтобы получить более надежные данные о содержании.

Достаточная представительность опробования зависит от крупности частиц самородного золота и от равномерности их распределения в россыпи. Мелкий металл в россыпи распределен весьма равномерно, металл средней крупности — равномерно, крупный металл — неравномерно. В табл. 37 показан объем пробы в ендовках [9].


Практика разведочных работ показала, что в ряде случаев участки россыпи с крупным золотом не были выявлены из-за недостаточных объемов опробования.

Валовые пробы металлоносных песков промывают на вашгерде или на специальной обогатительной установке. В настоящее время широко применяется обогатительная установка для промывки золотоносных песков из разведочных шурфов. На рис. 51 показана схема обогащения проб, а на рис. 52 — схема размещения оборудования. Золотоносные пески из шурфов с каждой углубки доставляют на установку трактором или другим видом транспорта. Во избежание потерь песков при перевозке желательно предусмотреть определенные емкости (тару), в которые следует насыпать пески из шурфа, и в них доставлять пески на промывку. Концентрат со шлюза и из осадочных машин поступает вместе с ртутью в амальгаматор и доводится на лотке. Подача воды в бункер, на грохот и осадочные машины обеспечивается центробежным насосом производительностью 15—30 м³/ч [19].

Для опробования рыхлых горных пород древней коры выветривания и легко промывистых россыпей с малым содержанием глинистого материала на разведочных работах можно применять винтовые сепараторы. Разработаны два типа винтовых сепараторов: поисковый (ПВС) и развод очный (РВС), отличающиеся размерами и конструктивным исполнением отдельных деталей.

Поисковый винтовой сепаратор (ПВС) состоит из алюминиевого желоба, закрепляемого на алюминиевой пустотелой трубе, которая одновременно являются станиной и пульпопроводом для концентрата (рис. 53). В верхней части трубы желоб прикреплен к скользящей муфте, позволяющей изменять угол наклона желоба от 14 до 18°. Над желобом находится приемный бункер, на который равномерно подается пульпа. К нижней части трубы прикреплена трехвожная стойка, служащая опорной частью станины. В средней части и в конце желоба установлены отсекатели для отделения концентрата. Для удобства перевозок сепаратор помещен в цилиндрический бак; во время работы бак с водой устанавливается над сепаратором [15]. Производительность ЛВС составляет 20—100 кг исходного материала в час, расход воды от 0,35 до 0,9 м³/ч вес 8 кг [5].

Для опробования россыпей с мелким золотом применим винтовой шлюз [13].

При разработке россыпей подземным способом опробование забоев имеет решающее значение для установления направления горных работ, определения промышленной мощности пласта, высоты очистного забоя и пр. Пробы по металлоносному пласту следует брать широкой вертикальной бороздой от почвы до кровли забоя, подразделяя эту борозду по высоте на три или четыре секционные пробы (рис. 54). Для отбойки бороздовых проб в мягких породах можно пользоваться обычным кайлом. В мерзлых песках применяют пневматический отбойный молоток.

Первую пробу берут с плотика (почвы) россыпи на глубину его задирки при эксплуатации. Материал пробы поступает в ендовку для замера точного объема. Борозду по пескам делят на три неравные части: нижнюю, среднюю и верхнюю. Отбивать материал из борозды следует только снизу вверх. Нижнюю пробу берут от плотика россыпи на высоту 0,4—0,5 м; средняя захватывает всю среднюю часть забоя длиной 1,1—1,4 м. Верхняя длиной 0,3—0,4 м освещает прилегающую к кровле выработки часть забоя. Каждую пробу снабжают биркой с номером, который записывают в полевую книжку.

Деление забоя по высоте на отдельные части дает возможность изучить металлоносность россыпи в отдельных ее горизонтах. Если имеются валуны, определяют их количество, каменистость (в процентах) по площади забоя (или по объему) путем глазомерной оценки. При отборе проб одновременно составляется геологическая зарисовка забоя в масштабе 1:50. Пробы на промывку доставляются в ендовках в специальное отапливаемое помещение (иногда в палатку с железной печкой) около шахты. Мерзлые пески оттаивают горячей водой. Иногда на шахтах промывку проб организуют под землей, в специальной камере возле штрека. Камера должна иметь яркое освещение.

Пробы промывает на специальной механической установке ПОУ или обычным деревянным лотком опытный рабочий в присутствии техника по опробованию. Собранный шлих сушат, после чего от него отделяют золото, или касситерит, киповарь и некоторые другие минералы, взвешивают, ссыпают в бумажный капсюль и данные записывают в журнал. Для вычисления содержания металла в пробе в граммах на 1 м³ вес шлихового золота умножают на 50 (объем ендовки равен 1/50 м³. Среднее содержание золота по забою вычисляют как средневзвешенное пропорционально длинам борозд отдельных проб. При полной отработке россыпи в пробах задирки плотика остаются лишь «знаки» золота иди оно отсутствует совсем. Наличие крупных золотин — обычное явление при разработке многих россыпей. Поэтому вес крупных золотин нередко вводят в подсчет среднего содержания по россыпи в целом и по забою.

Содержание других ценных минералов в россыпи определяют следующим путем. Шлих после сушки взвешивают и определяют его выход в граммах или килограммах на 1 м³ промытого песка. Из шлиха выделяют магнитную фракцию (магнетит). Остальной шлях делят на классы по крупности с помощью сиг. Класс +2 мм легко разбирается на отдельные минералы. Шлих — 1+2 мм рассыпают на стекле с подклеенной под ним белой бумагой, разделенной на квадратные сантиметры. От шлиха отделяют пробную полоску длиной 10—12 см и шириной по возможности в одно зерно и под бинокулярной лупой иглой выделяют из полоски зерна ценного минерала. Отношение длины полоски, сложенной только ценным минералом, к общей длине начальной полоски дает примерное содержание ценного минерала в объемных процентах. При существенной разнице в удельных весах объемные проценты лучше переводить в весовые проценты. Суммарный вес ценного минерала во всех классах, деленный на объем пробы, дает содержание его в песках. В табл. 38 приведен пример вычисления окиси вольфрама в элювиальной россыпи¹.

Опробование дражных забоев и техногенных россыпей

Правильное опробование дражных забоев имеет важное практическое значение. По данным опробования определяют среднее содержание металла в 1 м³ добываемой горной массы, устанавливают контур дражного полигона и контролируют чистоту задирки плотика россыпи.

Контур дражного полигона совпадает с линией бортового содержания металла. На местности этот контур отмечают вешками, в пределах которых и ведут драгирование россыпи. Известны, однако, случаи, когда фактический контур драгирования не полностью совпадает с разведанным контуром. В разведанном контуре, по данным эксплуатационного опробования, может оказаться участок с некондиционным содержанием металла. Запасы такого участка должны быть списаны по акту как забалансовые, некондиционные. С другой стороны, здесь может оказаться участок с промышленным содержанием, но не отработанный по горнотехническим причинам. Учитывая эти случаи, необходимо систематически проводить опробование бортов забоя в процессе работы драги.

Строго наблюдая за распределением металла в плане, иногда мало обращают внимания на изменение содержания в вертикальном разрезе россыпи. Опробование по вертикали может выявить наличие глинистых пропластков с повышенным над ними содержанием металла («ложный плотик») и качества задира плотика при драгировании.

Опробование на драгах имеет следующие особенности: забой и плотик россыпи находятся под водой и поэтому недоступны для осмотра; пробы берутся из движущихся черпаков во время работы драги; места отбора проб должны быстро регистрироваться как в плане, так и по вертикале ввиду непрерывного движения драги вдоль забоя.

При эксплуатации россыпей золота дражным способом на предприятиях Северо-Востока СССР принята следующая методика и техника опробования. Опробование забоев и бортов дражных разрезов заключается в отборе «бороздовых» проб из толщи рыхлых отложений. Опробование плотика россыпи состоит в отборе проб из элювия пород, его слагающих. «Бороздовая» проба отбирается не в виде сплошной задирки, а из движущихся ковшей. Она больше напоминает пунктирную или точечную борозду. При быстрой работе пробщика можно отбирать материал в ендовку из каждого третьего проходящего ковша. Полная ендовка набирается из пяти ковшей.

За время отбора пробы черпаковая рама перемещается в плане на 5—6 м. Поэтому отбор пробы начинается за 2—3 м до подхода рамы к точке опробования и заканчивается после того, как рама переместится за точку опробования на 2—3 м. В пробу отбирается только порода, находящаяся на козырьке дражного ковша (рис. 55). Каждая борозда по высоте забоя делится на секции. Длина секции отвечает величине опускания черпаковой рамы по вертикали (до торфам 1 м, по золотоносному пласту и по задирке плотика 0,2—0,5 м).

Точки отбора проб располагают по шахматной сетке через 30 м по длине и через 20 м по ширине выдержанных россыпей (рис. 56). На невыдержанных россыпях следует применять сетку 30X15 м. Точки отбора проб выносятся маркшейдером на площадь полигона и закрепляются номерами. Нумерация проб ведется по каждому ряду, начиная с цифры 1. Каждой пробе присваивается номер, первая цифра которого отвечает номеру ряда, а вторая — номеру пикета. Так, проба 23 находится во втором ряду и на третьем пикете (см. рис. 56). Бортовым пробам присваивается номер, первые две цифры которого отвечают номерам ближайших рядов, а третья — номеру ближайшего пикета. Сеть опробования наносится на маркшейдерский план в масштабе 1:500 и 1:2000 и привязывается к опорным пунктам топографической съемки.

Опробование плотика россыпи начинается с момента появления в ковшах элювия коренных пород и прекращается после получения отрицательных результатов, указывающих на отсутствие металла в почве забоя. Положение точек отбора по вертикали определяется глубиной черпания и вычисляется по формуле


где Н — глубина черпания относительно дневной поверхности забоя, м;
Н₁ — высота надводного борта, м;
H₂ — высота подводного борта, м.

Высота надводного борта Н₁ измеряется с помощью специальной деревянной рейки длиной 4,5 м (рис. 57). На одном конце рейки укреплен свободно вращающийся ролик, а на другом — катушка с ручкой. Рейка между катушкой и роликом разделена на интервалы по 5 см, отмеченные черной и белой краской. Нулевое деление совпадает с осью катушки, которую намотан шнур. На свободном конце шнура крепится поплавок. Шнур имеет метки: красную в 4 м от поплавка, синюю в 5 м и зеленую в 6 м. Перед замером рейка укладывается на дневной поверхности так, чтобы ее конец с роликом был выдвинут от бровки разреза на 0,5 м. Красную метку шнура устанавливают против нуля на рейке. После этого раскручивают катушку до момента прикосновения поплавка к горизонту воды в разрезе и делают отсчет по рейке.

Высоту подводного борта определяют по формуле


где L — длина черпаковой рамы, м;
α — угол наклона рамы (от вертикали);
h₁ — высота оси верхнего барабана черпаковой рамы над палубой понтона драги, м;
h₂ — высота надводной части понтона драги, м;
r — радиус, описываемый козырьками черпаков нижнего черпакового барабана.

На каждую драгу составляется расчетная таблица величины подводного борта для различных углов наклона рамы.

Промывка проб производится на палубе драги, в носовой ее части. Пробы промывают на приборе для опробования песков. Хвосты от промывки за каждую смену подвергаются доводке с применением ртути. Полученный из хвостов металл распределяется пропорционально содержаниям по опробованным интервалам. Шлихи и металл после сушки ссыпают в капсюли с указанием на них адреса проб и визуального результата опробования («золото», «знаки», «пусто»). Капсюли со шлихом и с золотом вкладывают в специальную металлическую банку. Банка с пробами, отобранными за сутки, передается геологу драги для обработки и вычисления содержания металла.

Метал от шлиха отделяется путем отдувки, которую можно заменить обработкой шлиха на доводочном центробежном сепараторе (ДЦС) конструкции ЦНИГРИ. Взвешивание чистого металла производится с точностью до 1 мг. Среднее содержание золота по борозде определяется средневзвешенным способом пропорционально длинам секций. Оно рассчитывается по двум вариантам; на дражную массу без учета проб плотика и на массу до полной глубины отработки с учетом задирки почвы россыпи.

На драгах новейшей конструкции отбор пробы из забоя производят в завалочном люке с помощью специального пневматического опрокидного устройства, позволяющего отсечь необходимое количество песков от общего потока, направляемого в промывную бочку. Отсеченную пробу подвергают грохочению, при этом гальку сбрасывают в отвал. Нижний продукт подают на вибрационный грохот и на стол-концентратор. Концентрат затем подвергают доводке на борту драги.

В общем виде процесс отбора проб из забоя показан на рис. 58. При первом затягивании про бы отбирают по всей ширине забоя в трех-четырех местах, причем пробы торфов, речников и песков обрабатываются раздельно. При втором затягивании пробы берут с правого борта в отдельности по торфам, речникам и пескам. При третьем зашагивании так же берут пробы с левого борта. Затем весь цикл повторяется. За тройное затягивание получается полная картина распределения золота в частях полигона. Результаты опробования заносятся в журнал и заверяются подписями геолога драги и промывальщика проб. По каждой опробованной точке ведется зарисовка (профиль). Образцы породы из плотика россыпи передаются в геологический отдел прииска. По этим образцам уточняется геологический план плотика и устанавливаются возможные рудопроявления, послужившие источником россыпного золота.

При гидравлической разработке россыпей опробованию подлежат борта и плотик разведанной площади. Борта карьера опробуют вертикальными бороздами через 10 м. Отбойку бороздовой пробы ведут снизу вверх по метровым интервалам. Почву не зачищенного плотика опробуют шурфами по квадратной сети 10X10 м. На зачищенном плотике пробы берут из закопушек по сети 5x5 м. Особое внимание следует уделять геологической документации коренных горных пород, слагающих плотик. В плотике могут быть обнаружены коренные месторождения золота или горные породы с явными признаками околорудных изменений.

В золотоносных районах широко применяется повторная переработка галечных и торфяных отвалов ранее отработанных россыпей, а также бортовых н предохранительных целиков. Такие россыпи получили название техногенных. Опыт показал, что в техногенных россыпях содержатся значительные запасы ценного металла. В торфяных и галечных отвалах рыхлые отложения уже подвергались ручной и механической переработке. Поэтому площади ранее отработанных россыпей требуют нового подхода к их промышленной оценке. Наиболее рациональным методом опробования отвалов является валовое опробование. Оптимальный объем валовых проб при разведке отвалов на приисках Северо-Востока СССР составляет: для торфяных отвалов — 15—20 м³, галечных — 30—40 м³ и эфельных — 2—3 м³ [4].

Определение содержания свободной двуокиси кремния в горных выработках

Широкое применение буровзрывных работ в подземных выработках на многих рудниках вызывает у горняков профессиональное заболевание — силикоз. По действующему законодательству горные породы и руды с содержанием свободной двуокиси кремния более 10% относятся к силикозоотасности. Решение вопроса об отнесении рудника к категории силикозоопасных производится путем соответствующего опробования забоев с анализом взятых проб на содержание свободной двуокиси кремния.

Породообразующим минералом свободной двуокиси кремния является кварц всех разновидностей и в меньшей степени халцедон и опал. Излишне определять содержание кварца в породах, которые по своему минеральному составу содержат его заведомо больше 10%. К таким породам относятся кварциты, кварцевые песчаники, роговики, яшмовые породы, халцедоны, кварцевые кератофиры, апдитовые граниты, грейзены, липариты, граниты, пегматиты, кварцевые трахиты, тантеллериты, кварцевые порфиры, кварцевые диориты, кварцевые сиениты, гранодиориты.

В рудных месторождениях большой и средней мощности опробованию должна быть подвергнута вся толща пород, вскрываемых горными выработками. При этом каждая литологическая пачка должна быть охарактеризована достаточным количеством проб. Опробованию подлежат все горные выработки, проходимые но силикозоопасным породам.

Отбор проб производится точечным методом с отбойкой в каждой точке кусков породы диаметром 2—3 см. Расстояние между точками принимают 20—50 см в зависимости от степени однородности породы. Общий вес одной пробы должен составить 1—2 кг. Опробование можно производить по керну разведочных скважин.

Расстояние между линиями опробования по простиранию обычно 50—100 м; в случае если породы хорошо выдержаны по простиранию, его можно увеличить до 200—300 м. В рудных жилах точечным способом отбирают шесть проб; из них две по рудной жиле и по две по вскрываемым породам висячего и лежачего боков. Отбор проб сопровождается зарисовкой забоя в масштабе 1:100 с указанием места взятия пробы.

Обязательному опробованию на взвешенную пыль должен быть подвергнут рудничный воздух при бурении шпуров, при производстве закладочных и погрузочных работ, в помещении по измельчению проб. Проба может быть получена за счет естественного оседания пыли на горизонтально поставленном экране площадью в 1 м² (лист фанеры, покрытый листом плотной бумаги). Вес пробы при этом должен составлять 0,2—0,3 кг. Содержание взвешенной к воздухе минеральной пыли в граммах на 1 м³ можно определить при помощи портативного электрического пылемера. При отборе проб пыли записывают характеристику технических условий пылеобразования. Взятые пробы смешивают и сокращают в соответствии с принятой на руднике инструкцией.

Методика определения содержания свободной двуокиси кремния зависит от преобладающего размера зерен кварца в изучаемой породе (в табл. 39).


Петрографический метод анализа с подсчетом числа зерен в шлифе под микроскопом применим только для горных пород и руд весьма равномерного и однородного минерального состава с крупностью зерен не менее 0,01 мм. Более надежен подсчет числа зерен кварца в измельченной пробе под бинокулярной лупой (шлиховой метод) или под микроскопом (иммерсионный метод).

Наибольшую трудность вызывает анализ тонкодисперсных горных пород и руд с зернами кварца менее 0,01 мм. В этом случае после тонкого измельчения горную породу или руду разделяют по возможности на моно-минеральные фракции методом центрифугирования или с применением тяжелых жидкостей, с последующим спектральным, химическим, термическим, рентгеноструктурным анализами выделенных минералов. При более или менее известном минеральном составе пород или руд можно применить полный количественный химический анализ с пересчетом на минеральный состав и вычислением избытка SiO₂, принимаемого за свободную двуокись кремния.

Для карбонатных пород и руд изучается минеральный состав нерастворимого остатка после обработки их соляной кислотой. Разработаны специальные методы химического анализа, позволяющие определять содержание свободной двуокиси кремния. Можно применять метод количественного термического анализа, описанный А. И. Цветковым [20].

В каждом конкретном случае рудничный геолог должен выбрать метод анализа, наиболее отвечающий исследуемым горным породам и рудам.

Содержание кварца определяют в объемных процентах. Для перехода к весовым процентам необходимо знать плотность породы и произвести пересчет по формуле


Плотность большинства породообразующих минералов колеблется в определенных пределах, поэтому содержание кварца в весовых процентах практически равно его содержанию в объемных процентах.

Примечания

1. При разведке золотоносных, оловянных и вольфрамовых россыпей обычно в качестве первичного определения в промытой породе содержания золота, касситерита или вольфрамита в практике широко применяется метод «отдувки» шлиха на специальном плоском металлическом или картонном ковшике-совке. Оставшийся золотой, касситеритовый или вольфрамитовый материал взвешивают на аптекарских весах и подсчитывают среднее содержание.