矿产勘探学课件 第6章 矿产质量研究和取样.ppt

六、开采技术取样 定义：技术取样又称物理取样，或矿床开采技术取样。指为了研究矿石和近矿围岩的物理力学性质而进行的取样工作。 对一般矿产技术取样的具体任务主要是测定矿石和围岩的物理机械性能，如矿石的体重、湿度、块度、孔隙度，矿石与顶底板围岩的松散系数、稳定性、抗压、抗剪、抗张强度、硬度、安息角、沙性及粘性土的土工试验，为矿产储量计算和矿山设计提供必要的参数资料。 六、开采技术取样 对一部分借助化学取样还不足以确定质量的矿产，主要是测定与矿产用途有关的物理和技术性质，例如石棉的含棉率、纤维长度、抗张强度和耐热性等；建筑石材的孔隙率、吸水率、抗压强度、抗冻性、耐磨性等；宝石的晶体大小、晶形、颜色等；耐火粘土的耐火度等。 研究目的： 确定矿石和近矿围岩的物理性质，为储量计算和矿山开采设计提供技术资料； 确定某些非金属矿产(如云母、水晶、石棉等)加工工艺特性； 主要研究项目： 矿石的体重、湿度和孔隙度； 矿石及近矿围岩的硬度、强度、松散系数、块度等。 六、开采技术取样 1、矿石体重测定 矿石体重又称矿石容重，是矿石储量计算的重要参数之一。指自然状态下单位体积矿石的重量，以矿石重量与其体积之比表示。按测定方法，可分为小体重和大体重。 1)小体重测定 小体重是按阿基米德原理，以小块(60-120cm3)矿石用封蜡排水法测定，其体重计算公式为： D=W/(V1-V2) V2=(W1-W)/0.93 式中，D—矿石体重；W—矿石重量； V１—矿石封蜡后的体积，即封蜡矿石放入水中所排水之体积；V２—矿石上所封蜡的体积； W１—矿石封蜡后的重量；0.93—蜡的比重(g/cm3)。 六、开采技术取样 小体重需按类型或品级矿石取30-50块标本在空间分布上应有代表性；应在野外封蜡，进行测定，然后取其平均值。因其取样与测定简单方便，故仍是基本方法。 但由于小块矿石中不包括矿体中所存在的一些较大裂隙和孔隙(洞)，故测定结果往往比实际的矿石体重值要大，可视为矿石密度，往往需用大体重来检查或校正。 六、开采技术取样 2)大体重测定 大体重测定就是在野外直接测定矿石体重。由于小块标本不包含较大的孔隙和裂隙，而测定的体重往往偏大，因此要测定大体重。 测定方法将取出的样品直接称重量(W)，再细致地测定其体积(V)。矿石体重d为： d = W /V (t/m3) 可以在矿体中掘进坑道时，用全巷法采集样品；也可以在坑道中或在地表露头上进行专门大体重量测定。一般样品体积为1-10 m3。 六、开采技术取样 2、矿石湿度测定 矿石湿度指自然状态下，单位重量矿石中所含的水分，以含水量与湿矿石的重量百分比表示。 测定目的：化学分析得到的矿石品位是干矿石的品位，而矿石体重是自然状态下测定，具有一定湿度。因此在储量计算时需要用测定体重时的矿石湿度加以校正。 湿度测定：湿矿石及烘干矿石重量分别为W1和W2，湿度B为： B =(W1 - W2)/W1×100% 矿石品位校正：已知烘干矿石品位为C2，则湿矿石C1为： C1 = C2(1-B) 湿度的大小主要决定于矿石孔隙度、裂隙度、地下水面与取样深度等。一般每类型矿石湿度测定样品不少于15~20个。 六、开采技术取样 3、矿石及围岩强度测定 测定的强度主要有抗压强度和抗剪强度。其目的是为开采设计提供依据，一般在专门实验室进行。 样品采集：通常是在围岩及矿层顶底板采取，或按不同硬度的矿石及围岩采取，每种采2-3个，规格为5×5×5cm3或7×7×7cm3，也可以取钻孔岩心或矿心。每个样取2块(如要做抗剪强度则取4块)分别进行平行层面和垂直层面的试验。样品采集多采用打块法。 六、开采技术取样 4、松散系数的测定 松散系数又称碎胀系数，是指爆破后呈松散状态下矿石的体积与爆破前的矿石自然状态下原有体积之比。 测定的目的是为矿山开采设计和确定矿车、吊车、矿仓等的容积提供资料。其计算公式为： K=V２/V1 式中: K——松散系数； V２——爆破后矿石的体积； V１—爆破前矿石的体积。 七、地球物理取样 地球物理取样是指根据矿石与围岩、夹石间的物性差异，利用合适的方法和仪器设备，在露头和工程中现场测定有关的数据资料，用以研究与确定矿产质量的采样方法。 通过地球物理取样，目前可以确定一定种类矿石的物质成分、含量、密度(体重)、含水量、孔隙度等物性，所得资料多用于研究矿化程度的差异，用于补充推断钻孔、坑道工程间矿体界线的连结与圈定，验证与提高地质取样资料的可靠性，以及勘探工程所在剖面的含矿性评价，并可以及时指导勘查工程施工作业。 三、化学取样 确定最小可靠重量的公式： 最小可靠重量Q是样品最大颗粒直径d的函数。 魏津公式 ：