Файл: Альбов М.Н. Рудничная геология.pdf

Радиометрическая контрастность урановых руд определяется диапа­ зоном отношения радиоактивности наиболее богатых рудных штуфов к среднему содержанию урана в рудах:

Для поисково-разведочных работ широко применяют разнообразную радиометрическую аппаратуру. Рассмотрим универсальный гамма-ради­ ометр УР-4М (рис. 80). Прибор состоит из пульта управления, измеритель­

Рис. 80. Общий вид радиометра УР-4М

265

Высокое напряжение на счетчике обеспечивается ламповым генератором и выпрямителем. Генератор высокого напряжения и усилительная часть схемы расположены в гильзе радиометра, а измерительная часть и блок питания — в пульте.

За единицу измерения радиометрами принята единица интенсивности гамма-излучения, равная мощности дозы гамма-лучей в одну миллион­ ную долю рентгена в час (мкр/ч). Один рентген отвечает гамма-излуче­ нию, обеспечивающему образование в 1 см3 воздуха количества ионов каждого знака общим зарядом в одну электростатическую единицу.

Содержание урана в породе и руде С при измерении пробуренного шпура с помощью описанного выше радиометра определяется по формуле [5]

г— У

К• 100 '

таж, т. е. измерения по гамма-лучам естественной радиоактивности гор­ ных пород по оси скважины. Аппаратура гамма-каротажных станций со­ стоит из глубинного прибора (радиометра), лебедки с кабелем и пульта управления с регистрирующим устройством. В результате гамма-каротажа по оси скважины автоматически вычерчивается график-диаграмма. При интерпретации диаграмм гамма-каротажа содержание урана на мощность h ураноносного интервала по оси скважины вычисляется по формуле

где S — площадь контура, ограниченная аномальным участком каротаж­ ной диаграммы;

h — мощность ураноносного интервала по оси скважины, см;

К — коэффициент перевода гамма-радиации в содержании урана, равный 100—120 мкр/ч на 0,01% содержания урана.

Установленное содержание урана в ряде случаев контролируется хи­ мическим анализом.

3. Гамма-гамма-метод

Определение содержания металла в рудах при опробовании гамма- гамма-методом основано на эффекте фотопоглощения гамма-квантов низких энергий («мягких» гамма-лучей) атомами элементов с высокими атомными номерами.

Гамма-гамма-метод успешно применяется для определения сурьмы

[7](атомный номер 51), которая поглощает гамма-кванты пропорционально

еесодержанию в руде. Источниками «мягкого» излучения являются

266

и позволяет получить средний фон рассеянного излучения на порядок выше уровня естественной активности.

Измерительной аппаратурой служат полевые радиометры УР-4М с разрядным вольфрамовым счетчиком и СРП-2 «Кристалл» со сцинтилляционным счетчиком.При опробовании руд в массиве в шпур или в буровую скважину вводится радиоактивный зонд. Снаряд с эксцентричным распо­ ложением источника имеет стальную прижимную пружину, обеспечиваю­ щую хороший контакт с массивом руды. При опробовании отбитой рудной массы применяется специальная приставка «утюг».

Для опробования подготовительных горных выработок проводят каротаж пяти шпуров. Шпуры, подлежащие каротажу, предварительно делят на рудные и безрудные путем прослушивания интенсивности импуль­ сов в наушниках прибора. В безрудных шпурах проводят контрольные замеры через 0,5 м. В рудных шпурах замеры производят в семи точках через 0,2 м. На опробование одного забоя при длине шпуров 1,5 м затрачи­ вается 20—30 мин.

Надежное определение содержания сурьмы гамма-гамма-методом воз­ можно начиная с 0,5—0,7% без разделения на окисленные и сульфидные руды. Последнее обстоятельство вызывает необходимость частичного при­ менения химических анализов.

Наибольшее влияние на качество гамма-гамма-опробования оказы­ вает наличие в рудах сопутствующих тяжелых элементов: бария, свинца, ртути и др. Описанная аппаратура и методика не позволяют производить раздельное определение их содержаний.

На сурьмяных рудниках гамма-гамма-метод дает возможность опера­ тивно решать широкий круг вопросов рудничного опробования и в значи­ тельной мере сокращает трудоемкие процессы отбора и обработки проб [7]. Гамма-гамма-метод успешно применяется на свинцовых рудниках Советского Союза.

4. Фотонейтронные методы опробования бериллиевых руд

Фотонейтронный метод исследования основан на реакции отщепле­ ния нейтронов от ядер атомов гамма-квантами — фотонейтронном эф­ фекте. Эта реакция у ядер бериллия протекает при значительно мень­ ших энергиях гамма-квантов, чем у ядер других элементов. Поэтому гамма-

лия [4].

Для фотонейтронного каротажа буровых скважин, пройденных на ме­ сторождении бериллиевых руд, может быть использован а каротажная стан­ ция со специальными фотонейтронными буровыми снарядами. Первичный каротаж скважин с целью выделения интервалов с бериллиевым оруденением ведется со скоростью 100—120 м/ч. Аномальные интервалы подверга­ ются повторному количественному каротажу со скоростью 20 м/ч.

267

и отвалам может быть осуществлена исполнительным механизмом, ко­ торым управляет запоминающее устройство [8].

5. Определение содержания меди и других элементов методом искусственной радиоактивности

Вопросом использования метода искусственной радиоактивности (МИР) при опробовании руд занимается Свердловский горный институт. Этот метод позволяет определить содержание меди с относительной погреш­ ностью в 10%.

Для определения содержания меди в руде, вскрытой буровой скважи­ ной, используется «долгоживущий» изотоп Си6 4 . Количественное распре­ деление Na, A I , Fe и S, связанной с последним, определяется с помощью искусственных радиоактивных продуктов Na2 4 , A l 2 8 , Мп5 в . Измерения про­ водятся каротажной станцией, приспособленной для регистрации электри­ ческих и радиоактивных полей.

Положение рудного тела по отношению к оси скважины определяется по кривой естественного электрического поля (ПС) с помощью свободной жилы кабеля, несущего глубинный снаряд. В каждой из точек, подлежа­ щих активации, определяется натуральный фон при двух положениях снаряда. С точкой активации совмещается центр счетчика с экраном, за­ тем центр счетчика без экрана. Расстояние между счетчиками 0,4 м. Затем глубинный снаряд поднимается на поверхность и к нему крепится при­ ставка с источником нейтронов активностью около 6 кюри на расстояние 2,6 м от центра ближайшего счетчика. Снаряд с приставкой снова опуска-

268

ется в скважину на ту же глубину для активации продолжительностью 1,5—2 ч. Далее источник нейтронов вместе со снарядом опускается для активации следующей точки на 3 м глубже. Таким образом центр наэлек­ тризованного счетчика совмещается с центром облученного интервала (снятие с облучения).

Через 40—50 мин после снятия с облучения все «короткоживущие» изотопы распадаются. После их распада в массиве руды остается наве­ денный эффект, связанный с изотопами Мп 5 6 и Си6 4 , а во вкрапленных

1. Задачи технологического опробования руд

Обязательным условием отнесения запасов к промышленным катего­ риям является изучение технологических свойств руд и способов их обо­ гащения. С этой целью отбирают специальные технологические пробы руд, которые затем подвергают лабораторным, полупромышленным и про­ мышленным испытаниям. Вес пробы может меняться в широких пределах — от 50 до 1000 кг и более при лабораторных исследованиях и до несколь­ ких сотен тонн при промышленных испытаниях. Лабораторные и полу­ промышленные испытания обычно выполняются специальными институ­ тами или лабораториями. На крупных горных предприятиях целесообразно иметь специальную лабораторию для текущих технологических испыта­ ний руд. Промышленные испытания проводят на опытных или действу­ ющих промышленных обогатительных фабриках, а также на рудоиспытательных станциях.

Конечной задачей технологического исследования руд является уста­ новление наиболее целесообразной схемы их обработки, обеспечивающей максимальное и комплексное извлечение полезных ископаемых при поло­ жительном экономическом эффекте.

2. Влияние текстур и структур руд на методы их обогащения

Решающее значение в выборе способов обогащения имеют крупность зерен рудных минералов, характер их выделения, а также текстура и струк­ тура руд. В табл. 54 приведены процессы обогащения, применяемые в зависимости от крупности зерен рудных минералов.

269