Файл: Григорович, М. Б. Минеральное сырье для промышленности строительных материалов и его оценка при геологоразведочных работах.pdf

их запасов в Г1£3 или ТКЗ становятся балансовыми, и снятие их в отвал вызывает возражения со стороны органов горного надзора. Некоторые общие рекомендации по комплексной оценке сырья при­ ведены в табл. 7.

Известный интерес в отношении комплексной оценки представ­ ляют некоторые пески и песчано-гравийные смеси, содержащие ильменит, циркон и рутил. По данным В. С. Горшкова и В. С. Свет­ лова (1962), содержание в песках этих ценных для промышленно^

0,009—0,086.

При проведении геологоразведочных работ на месторождениях песков и песчано-гравийных смесей следует производить определе­ ние содержания указанных выше и других примесей минералов. Эти определения не требуют значительных расходов, а могут при­ вести к практически интересным результатам.

ВИДЫ ОПРОБОВАНИЯ, ПРИМЕНЯЕМОГО ПРИ РАЗВЕДКЕ МЕСТОРОЖДЕНИИ

При проведении геологоразведочных работ на месторождениях строительных материалов применяются различные виды опробо-' вания, выбор которых зависит как от строения самого полезного ископаемого, так и от намечаемого его использования. Основным требованием к пробе, предъявляемым при разведке всех полезных ископаемых, является ее представительность, причем она может иметь разную степень. Проба может характеризовать все место­ рождение в целом, что возможно только при очень однородном его строении. Такого рода пробы иногда отбираются для производства полузаводских испытаний кирпичных глин, карбонатных пород и других полезных ископаемых. Отбор полузаводской пробы произ­ водится на конечной стадии геологоразведочных работ, когда изу­ чением рядовых проб установлена однородность геологического строения и качественных показателей тела полезного ископаемого или выделены слои (пачки), подлежащие отдельному опробованию.

Рядовые пробы, отбираемые, как правило, по небольшим ин­ тервалам, характеризуют или отдельные пласты (слои, горизонты), отличные по литологическим признакам, или весь геологический разрез даже при внешне однородном его строении.

бетона и строительных растворов, гравий); 3) определение хими­ ческого состава и технологических свойств (карбонатные породы для цементного производства, гипс), а также и гранулометриче­ ского' состава (глины огнеупорные, тугоплавкие, легкоплавкие);

4) определение физико-механических показателей (камень облицо­ вочный, строительный, стеновой).

Опробование полезного ископаемого для определения химиче­ ского и гранулометрического состава производится в разведочных выработках, в обнажениях и карьерах методом борозды, и по керну скважин. Опробование для этих целей производится как правило сплошное, без разрыва, по литологическим разностям, слоям, горизонтам или — при однородном строении полезной толщи — секционное по одинаковым интервалам.

При опробовании месторождений облицовочного и стенового камня, при котором необходимо определить качество породы в пер­ воначальном состоянии, из разведочных выработок, карьеров, об­ нажений отбираются монолиты, а также выпиливаются кубики или цилиндры из керна. Опробование при этом производится пре­ рывистое, так как при большой мощности полезной толщи сплош­ ной отбор монолитов являлся бы слишком дорогим.

Монолиты при разведке пластового месторождения отбираются по пластам или при их малой мощности по пачкам пластов. При разведке месторождения изверженных пород отбор проб ведется через одинаковые интервалы (1—3 м) или при наличии каких-либо изменений в строении полезной толщи — с их учетом. Наряду с бо­ роздовым и штуфным опробованием применяется и валовое, кото­ рое заключается в том, что вся масса полезного ископаемого (или часть ее), добываемая при продвижении забоя выработки, посту­ пает в пробу. Валовые пробы отбираются для производства полузаводскпх испытаний. Иногда это опробование применяют также для отбора рядовых проб при разведке песчано-гравийных место­ рождений.

Бороздовое опробование заключается в выемке некоторого ко­ личества полезного ископаемого из вскрытого выработкой пласта. Проба отбирается из борозды шириной 5—10—15 см и глубиной 5—10 см. Направление борозды должно быть перпендикулярно напластованию. Перед отбором пробы опробуемая поверхность должна быть тщательно зачищена до свежен невыветрелой по­ роды и зарисована. Контур борозды и интервалы опробования следует наметить на обнажении каким-либо острым предметом. Полученная при проходке борозды проба собирается на подсти­ лаемый брезент, складывается в отдельный мешок и снабжается этикеткой. Длина борозды, в пределах которой отбирается одна проба, определяется мощностью слоев, но обычно не превышает 1—2 м. При большой мощности слоя отбираются секционные пробы той же длины.

Отбор проб на химический анализ из керна буровых скважин производится путем его раскола по вертикали на две половины, из которых одна поступает на дробление, а вторая остается в каче­ стве дубликата. Раскол производится вручную или с помощью керноколов. При большом объеме опробовательских работ приме­ няют гидравлический кернокол.

20

Если из керна необходимо получить пробы на физико-механи­ ческие испытания и химические анализы, то их отбирают выруба­ нием борозды небольшого сечения, расположенной вдоль длинной оси керна. При отборе на химический анализ пробы подвергаются сокращению. Первоначальный вес пробы составляет килограммы или даже десятки килограмм, а для химического анализа требу­ ется навеска в несколько десятков грамм при диаметре частиц. 0,2—0,1 мм.

Для получения необходимого веса конечной пробы, материал подвергается следующей обработке: 1) дробление (до 10 мм) и из­ мельчение (10—1 мм); 2) грохочение или рассеивание; 3) переме­ шивание; 4) сокращение.

Дробление производится либо вручную, или с помощью механиз­

механического истирания применяют шаровые мельницы, дисковые и вибрационные истиратели. Для разделения измельченной пробы на фракции ее подвергают грохочению или рассеиванию на ручных или механических грохотах. Для получения равномерного состава пробы ее перемешивают способом кольца и конуса или перелопа­ чивают. Следующей операцией является сокращение пробы, кото­ рое производится способом квартования; материал пробы разме­ щают на ровной поверхности, разравнивают в виде круга, а затем при помощи рейки или доски делят на четыре сектора. Материал двух секторов, расположенных друг против друга, удаляют, а два других или отбирают в пробу или подвергают дальнейшему сокра­ щению таким же способом.

Обработка пробы должна производится по заранее выработан­ ной схеме, при составлении которой учитываются данные о началь­ ных и конечных размерах и весе пробы, а также степени неравно­ мерности распределения полезных и вредных компонентов. При этом необходимо учитывать связь веса пробы с крупностью ее зе­ рен, которые выражены широко известной формулой Г. О. Чечотта

Q = K d \

где Q — масса пробы, К — коэффициент, определяющийся степенью равномерности распределения полезных или вредных компонентов, d — наибольший диаметр частиц пробы (мм). Для полезных иско­ паемых, используемых промышленностью строительных материа­ лов, значение коэффициента К обычно составляет 0,05—0,2 (Бор­ зунов, 1969).

Схема обработки химических проб показана на рис. 1.

При разведке месторождений глин пробы для химических анализов предварительно высушиваются, дробятся до размера частиц 1—3 мм, перемешиваются до получения . однородного со­ става и сокращаются. Пробы глин для гранулометрических ана­ лизов и керамических испытаний дроблению не подвергаются.

21

При опробовании месторождений песков и песчано-гравийиого материала операция измельчения естественно отпадает, и пробы подвергаются сушке, рассеиванию и сокращению.

В. М. Борзунов (1969) рекомендует с целью повышения каче­ ства проверять правильность бороздового опробования путем про­ ходки борозд разного сечения и глубины или отбором проб спосо­ бом задирки или валовым.

22

Контролировать опробование по керну скважин рекомендуется по сопряженным горным выработкам, пройденным в достаточном количестве. На точность результатов опробования влияет диаметр керна, так как при малом диаметре может происходить выкраши­ вание породы. Существенное значение имеет и способ обработки проб. Например, при измельчении стекольного сырья или полево­ шпатовых пород недопустимо применять железные ступы или песты, что может привести к засорению пробы железом.

При разведке месторождения глин или песков нужно прини­ мать меры против попадания в полезную толщу вышележащих пород. Наиболее трудоемким и дорогим видом опробования, при­ меняемого при разведке месторождений облицовочного камня, является определение выхода из горной массы блоков путем про­ ходки опытного карьера.

ЛАБОРАТОРНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПРОБ И ПОЛУЗАВОДСКИЕ ИСПЫТАНИЯ

Качество многих видов минерального сырья, применяемого в промышленности строительных материалов, ГОСТ или ТУ не лимитируется, и его окончательная оценка производится по резуль­ татам испытаний конечной продукции. Объясняется это тем, что влияние тех или иных показателей качества сырья на качество ко­ нечной продукции окончательно не установлено и, кроме того, ка­ чество сырья может быть улучшено путем введения соответствую­

к сырью осложняет производство геологоразведочных работ, обус­ ловливая необходимость проведения большого объема различных технологических испытаний, в том числе и полузаводских, суммар­ ная стоимость которых может достигать 50% и более от общей стоимости геологоразведочных работ по данному объекту.

Анализы и испытания, проводимые при геологоразведочных работах на строительные материалы, следующие: 1) химические анализы; 2) минералого-петрографические определения; 3) опре­ деления гранулометрического состава; 4) физико-механические испытания; 5) определение керамических свойств; 6) определение обогатимости; 7) определение объемной массы; 8) лабораторные технологические испытания.

Химические анализы в том или ином объеме производятся при геологоразведочных работах на все виды минерального сырья для строительных материалов. Однако значение их для оценки каче­ ства сырья очень различно. По этому признаку можно выделить три группы сырья (пород).

К первой группе относится сырье, для которого химические ана­ лизы являются единственным показателем оценки качества. Эта группа включает немногие виды сырья: полевошпатовые породы,

23