Способы взятия проб

Проба – минимально необходимоеколичество материала изучаемого объекта, взятое по установленным правилам. Результаты исследования проб можно распространятьна весьобъект, т.е. они в достаточной степени правильнопредставляюткачество объекта. Отсюда возникает понятие опредставительностипробы. Последующие операции опробования (дробление, деление и др.) должны сохранять представительность пробы.

Обычно отдельно взятой пробой нельзя обеспечить достаточную представительность исследуемой части объекта, поэтому берется серия проб по определенной системе. В зависимости от задач опробования существуют точечные, линейные, площадные и объемные способы взятия проб.

Точечные способы взятия проб

К точечным способам опробования относятся штуфной, точечный, горстьевой и объемный.

Штуфной способ.В пробу берется один или несколько кусков весом 0,2 – 2,0 кг каждый из наиболее типичных пород и руд. Используется для изучения минералого-петрографических, физических, химических свойств сырья и др. Не рекомендуется при слабой изученности МПИ. Достоинства метода: оперативность и высокая производительность.

Точечный способ.Материал одной пробы составляется из кусочков (частичных проб) 1,5 ‑ 2 до 3 см размером и весом 10 – 20 г, реже 30 –50 г из целика (коренных пород), взятых по определенной системе – квадратной, прямоугольной или ромбической в зависимости от формы изучаемого объекта. Точечный способ, как и задирковый (см. ниже), является площадным, т.к. частичные пробы расположены по всей площади тела ПИ.

Представительность пробы зависит от числа частичных проб.

Благоприятными текстурами для точечного проботбора являются: массивные, вкрапленные, прожилково-вкрапленные, тонкополосчатые и грубопятнистые. Проботбор трещиноватых руд с хрупкими рудными минералами, а т.ж. руд, сложенных минералами различной вязкости, может привести к систематическим ошибкам.

Горстьевой способ.Это вариант точечного опробования отбитой руды или рудной массы с поверхности навалов, отвалов, руды в вагонетках, вагонах, самосвалах и пр. Число частичных проб – 10 – 50, объем отдельной частичной пробы – 20 – 200 см³, а вес 50 – 600 г. Отбираются по квадратной и прямоугольной сети размером 1,5 × 2 м со стороной ячейки 20 – 50 см для квадратной и 20 × 40 или 50 × 100 см.

Основное условие – сохранение в пробе того же соотношения материала различного качества, что и в рудной массе. Необходимо т.ж. учитывать неравномерность содержания руды в самой рудной массе, например, преобладание пустой породы над рудой в основании навала или наоборот. Это существенно ограничивает применение данного метода.

Способ навала.При этом способе пробы берутся не с поверхности навала, а со всей его глубины, что позволяет избегать систематических ошибок, характерных для предыдущего метода. Проботбор ведется желонкой, специальными пробоотборниками, с помощью трубы или щупа.

Линейные способы взятия проб

К этим способам относятся бороздовое, шпуровое опробование и отбор проб из скважин. Применяются при максимальной изменчивости содержаний ПИ по мощности рудных тел с самыми различными текстурами кроме грубопятнистых и подобных им.

Борозда правильного сечения.Обычно имеет прямоугольное, реже квадратное и треугольное сечение. В обнажениях располагается обычно по линии максимальной изменчивости руды. Пробоотбор состоит из следующих опреаций:

• подготовка плоскости и разметка борозды;

• зарубка борозды;

• скалывание ПИ между зарубками;

• сбор материала с брезента (железного желоба) в мешочки, этикетирование.

Сечение борозды выбирают в зависимости от степени изменчивости ПИ, крупности обособлений полезных минералов, содержания компонентов, крепости руд и их мощности. Наиболее широко применяемые сечения приведены в таблице (в см).

Распределение компонентов	Мощность тел ПИ
	> 2,5 м	от 2,5 до 0,5	< 0,5
Крепкие ПИ
Весьма равномерное и равномерное	2 × 5	2 × 6	2 × 10
Неравномерное	2,5 × 8	2,5 × 9	2,5 × 10
Весьма неравномерное	3 × 8	3 × 10	3 × 12
Мягкие ПИ (без учета мощности тел ПИ)
Весьма равномерное и равномерное	(2 – 5) × (5 – 10)
Неравномерное и весьма неравномерное	(5 – 10) × (10 – 20)

Бороздовое опробование имеет два существенных недостатка: высокая трудоемкость и возникновение систематических ошибок при отборе трещиноватых и отличающихся по физическим свойствам (твердость, хрупкость) руд в следствие выкрашивания. Последнего удается избегать при механизации пробоотбора с помощью специальных пневматических отбойных молотков или зарубкой с двумя алмазными пилами.

Пунктирная (комовая) борозда.Материал в пробу отбирается из отдельных точек, расположенных по линии по мощности рудного тела аналогично борозде на расстоянии 2 – 3 см друг от друга. Диаметр кусочков частичной пробы 1 – 2 см, реже 3 см, вес материала с 1 погонного метра 0,2 – 2 кг, обычно 1 – 1,5 кг. При опробовании канав и обнажений пунктирная борозда берется в безрудных интервалах и во вмещающих породах по обеим сторонам бороздовых проб.

О тенденции к снижению веса начальных проб, повышению производительности и механизации отбора.

Технология: отбор – обработка – анализ.

ФОТО схемы

Средняя погрешность опробования (определения среднего содержания металла):

вероятная погрешность среднего

Р ср.= ΣР /√n (в %),

где Р – погрешность частной пробы,

n– количество проб.

n= 25 Р ср. = ± 100/√ 25 = ± 20 %

n= 100 Р ср. = ± 100/√100 = ± 10 %

Главные факторы, определяющие минимально надежную массу пробы:

• сложение (текстура) руды;

• крупность зерен рудного минерала;

• количество зерен рудного минерала в пробе;

• различие в плотности рудных и нерудных минералов;

• порядок содержания металла в пробе;

• соотношение среднего содержания полезного компонента (металла) в рудном минерале (Сср.-мин.) к среднему содержанию металла в руде (Сср.-руд.);

• требуемая точность химического анализа (определения содержания хим.элемента).

Минимальная масса пробы:

Для ее определения используется формула Ричардса-Чечотта. Англичанин Ричардс теоретически обозначил ее в 1909 г. («Масса проб изменяется прямо пропорционально квадратам диаметров максимальных кусков в пробе»), а профессор Ленинградского горного института О.Чечотт вывел ее в виде формулы в 1934 г.:

q=kd²

где q- масса пробы, кг;

d– диаметр максимальных кусков руды или породы в пробе, мм;

k– коэффициент неравномерности руды.

Типичные коэффициенты неравномерности руды k:

Равномерные руды – 0,02

Неравномерные руды – 0,1

Весьма неравномерные руды – 0,2 – 0,5

Крайне неравномерные руды – 0,5 – 1,0

Способы опробования (по технике выполнения):

• штуфной (одним куском – штуфом весом до 1-2 кг);

• горстьевой (вычерпыванием из навала, кучи);

• точечный (взятие серии мелких штуфов по определенной сетке);

• пунктирно-бороздовый (точечный по линии – направлению наибольшей изменчивости);

• бороздовый (вырубание сплошной борозды сечением от 3х5 см до 10х20 см пео направлению наибольшей изменчивости);

• задирковый (задирка поверхности рудного тела на полную мощность на определенной площади на глубину 2-10 см);

• валовый (включение в пробу всего объема части рудного тела, вскрытой горной выработкой; вес валовой пробы от десятков кг до 100 и более тонн);

- керновый (при колонковом бурении скважин).

Контроль опробования (пробоотбора) осуществляется разными способами:

пробоотбора – более совершенным способом = борозды бороздами большего сечения или задирками; кернового – бороздовым по стенкам контрольных горных выработок.Анализируется по средним содержаниям компонентов для партий проб (40-50 шт.);

1) контрольная проба берется таким же способом и такого же сечения, что и контролируемая (основная) проба; при этом контролируется правильность технологии взятия пробы пробоотборщиком;

2) контрольная проба берется более точным (более совершенным) способом, чем основная (например, пунктирно-бороздовая проба контролируется бороздовым способом; бороздовая проба – задирковым или валовым методом; керновая проба дублируется бороздовым большего сечения по стенке контрольной горной выработки, пройденной вдоль скважины);

3) контрольная проба берется бóльшим сечением, чем основная (например, основная бороздовая проба сечением 3х5 см, а контрольная 5х10 см).