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地質(zhì)勘查刻槽法

 雨塵書屋 2023-09-23

    在礦體上按一定的規(guī)格刻鑿一條長槽,收集從中下鑿的全部礦石作為樣品,這樣一種采樣方法叫作刻槽法。

    樣槽的布置原則是樣槽的延伸方向要與礦體的厚度方向或礦產(chǎn)質(zhì)量變化的最大方向相一致,同時,要穿過礦體的全部厚度。

    樣槽斷面的形狀有長方形和三角形兩種。三角形斷面因刻鑿時不易準確掌握其鑿壁角度,影響斷面的規(guī)格,所以不常使用。長方形則被廣泛應(yīng)用。

    樣槽斷面的規(guī)格是指樣槽橫斷面的寬度和深度,一般表示方法為寬度×深度,如10厘米×3厘米。

    影響樣槽斷面大小的因素有:

    1、礦化均勻程度。礦化愈均勻,樣槽斷面愈?。环粗?,愈大。

    2、礦體厚度。礦體厚度大且礦化均勻時,斷面可小些,因為小斷面也可保證樣品具有足夠重量。

    3、當有用礦物顆粒過大,礦物脆性較大,礦石過于疏松時,需適當加大樣槽斷面。

    這幾個因素要全面考慮,綜合分析,不能根據(jù)一個因素而決定斷面大小。一般認為起主要作用的因素是礦化均勻程度和礦體厚度。

    確定這樣槽斷面的方法有兩種:類比法和試驗法。

    一、類比法

    本方法認為當兩個礦床的地質(zhì)特征相類似時,則它們的樣槽斷面規(guī)格也可以相類似。因此,一般作法是選定一個已經(jīng)勘探的礦床,其取樣方法證實是合理的,其地質(zhì)特征與等待勘探的礦床的地質(zhì)特征是相似的,則待勘探礦床也可以采用同樣的取樣方法和樣槽斷面規(guī)格。為了工作方便,按不同礦種總結(jié)出了一套適用的斷面規(guī)格的范圍,現(xiàn)列表如下。

圖片

    以上所舉經(jīng)驗數(shù)據(jù),應(yīng)用時要根據(jù)礦床的具體地址特征,結(jié)合任務(wù)要求,具體確定規(guī)格大小。

    二、試驗法

    本方法是在礦區(qū)內(nèi),選擇礦體地質(zhì)有代表性的地段布置不同斷面規(guī)格的樣槽,分別采樣化驗,對比化驗結(jié)果,以最大斷面為對比標準,在允許的相對誤差條件下,選用最小規(guī)格的斷面,作為將要采用的正式樣槽斷面。這種試驗樣槽的布置方法有重疊刻槽法和并列刻槽法兩種。

    (一)重疊刻槽法(共槽法)

    在選定的代表性地段,采十個樣品(此數(shù)字不是絕對的,可以變動)。在每個采樣點實際上采取一組不同斷面的樣品,其斷面規(guī)格包括7×3,10×3,10×5,15×5四種,樣槽的重疊方式見圖1。具體刻取步驟是:1、先刻7×3規(guī)格的樣槽,采取樣品進行加工,一部分送交化驗,一部分保留。2、把樣槽寬度擴大三厘米,采下這部分樣品進行加工。然后與7×3規(guī)格的樣品的保留部分按斷面面積比例合并,于是構(gòu)成10×3規(guī)格的樣品。取一部分送交化驗,其余保留。3、把上一規(guī)格的樣槽在深度上加深到五厘米,用同樣的按比例合并的方法得到10×5規(guī)格的樣品。余同上。4、把10×5規(guī)格的斷面在寬度上擴大五厘米,用同樣方法得到15×5規(guī)格的樣品。余同上。

         圖片

圖1  重疊刻槽示意

1-7×3;1+2~10×3;1+2+3~10×5;1+2+3+4~15×5(單位:cm)

    把同一斷面規(guī)格的樣品分析結(jié)果求出平均值,再把不同斷面規(guī)格的樣品平均值進行對比,對比時以最大斷面規(guī)格樣品的分析結(jié)果為標準。在允許誤差范圍內(nèi),取最小規(guī)格的斷面作為生產(chǎn)所需的正式斷面規(guī)格。

    (二)并列刻槽法(分槽法)

    本法與上述重疊刻槽法的差別在于樣槽的布置是相互并列的,見圖2。把各種規(guī)格樣槽內(nèi)所采樣品進行加工和化驗,求出同規(guī)格樣品化驗結(jié)果的平均值。以最大規(guī)格的樣品分析結(jié)果為標準,進行對比。在允許誤差范圍內(nèi),選取最小規(guī)格的斷面為生產(chǎn)樣槽的斷面。

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圖2  并列刻槽法示意

1~15×5;2~10×5;3~10×3;4~7×3

    上述二種方法,由于共槽法的樣品在空間位置上是重疊包含的,可以減少礦體品位變化造成的影響,結(jié)果比較可靠,所以廣為采用。對礦化極不均勻的礦床共槽法試驗段斷面規(guī)格的情況,見表2:

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    從上表所列結(jié)果可以看出,標準斷面規(guī)格15×5與10×5,10×3規(guī)格的樣品化驗結(jié)果的差別很微小,均未超過允許誤差5%~11%;而7×3規(guī)格的誤差則超過允許誤差,所以應(yīng)采用10×3為礦區(qū)系統(tǒng)采樣的樣槽斷面規(guī)格。

樣品長度又稱采樣長度,是指單個樣品槽子的長度。在礦體上樣槽貫通礦體厚度,當?shù)V體厚度大時,樣槽連接可以相當長,但樣品長度是對單個樣品而言。樣品長度取決于礦體厚度大小,礦石類型變化情況和礦化均勻程度,最小可采厚度和夾石剔除厚度等因素。當?shù)V體厚度不大,或礦石類型變化復(fù)雜,或礦化分布不均勻時,當需要根據(jù)化驗結(jié)果圈定礦體與圍巖的界線時,樣品長度不宜過大,一般以不大于最小可采厚度或夾石剔除厚度為適宜。當工業(yè)利用上對有害雜質(zhì)的允許含量要求及嚴時,雖然夾石較薄,也必須分別取樣,這時長度就以夾石厚度為準。當?shù)V體界線清楚,礦體厚度較大,礦石類型簡單,礦化均勻時,則樣品長度可以相應(yīng)延長。

確定樣品長度的方法有類比法和試驗法兩種。

類比法的依據(jù),即前面所述的類比原理,根據(jù)礦床地質(zhì)特征的相似性確定所需取樣長度。我國通過幾十年勘探實踐,總結(jié)出了一套樣品長度數(shù)據(jù)。下面例舉這些數(shù)據(jù)(表3),以供類比參考。        

 3  常用樣品長度

礦種

樣品長度(米)

備注

    鐵,鉻

    錳

    銅,鉛,鋅,鉬

    鋁土礦

    銻,汞

    鎢

    脈金

    鈹

    鈮,鉭

    磷

    硫鐵礦

    高嶺土

    石膏

    石鹽

    石灰?guī)r

1~2

0.5~1

1~2

0.5~2

0.3~1

1~2

<2

0.5~2

1~2

1~2

1~2

0.5~1

0.5~2

0.5~0.3

2~5

     鐵礦層厚度大而穩(wěn)定的礦體,可適當放長

     細脈浸染大型銅鉬礦可適當放長

     當厚度巨大,礦化均勻,可適當放長

     當厚度大,成分均一,可放大到2~5米

試驗法確定取樣長度是:在代表性地段,按最小的樣品長度,假定為0.5米,連續(xù)取樣,把樣品加工,并按比例組合成長度不等的一組樣品,如0.5米,1米,1.5米和2米等,對比化驗結(jié)果,以最短的樣品長度為標準,在滿足反應(yīng)礦石質(zhì)量變化,利于劃分礦石類型,經(jīng)濟原則等要求的條件下,選用最長的樣品長度為生產(chǎn)所用的樣長。利用最短樣長為檢驗標準是因為樣品愈短愈能充分反映樣品布置方向上的質(zhì)量變化特征。

樣槽的斷面大小和長短,一方面影響樣品的代表性,另一方面也影響樣品的重量、數(shù)目和費用。樣品斷面大,長度達,重量大,樣品數(shù)目少增加采樣工作量,但減少化驗工作量。樣品長度短,斷面小,數(shù)目就多,采樣工作量不變,但增加加工化驗費用。因此需要全面考慮。

樣槽在各坑道中的布置也是一個相當重要的問題。

在探槽中,樣品大多布置在探槽底部。在垂直礦體走向的探槽中,當?shù)V體陡時在槽底取樣,當?shù)V體緩傾斜時在槽底或槽壁取樣,當?shù)V體近似水平時在槽壁做階梯狀取樣(圖3)

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圖3  探槽中階梯狀刻槽去取樣

1-浮土;2-圍巖;3-礦體;4-樣槽

在淺井及豎井等垂直坑道中,一般在井壁上取樣。當?shù)V化均勻時,一壁取樣即可(圖4)。當?shù)V化不均勻,兩壁礦化情況相差較大時,則可以在相對兩壁上同時取樣,甚至在四壁同時取樣,然后把相應(yīng)位置的樣品合并為一個樣品進行化驗。

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圖4  淺井-壁上取樣

1-礦體;2-圍巖;3-樣品及編號

在穿脈坑道中,一般在坑壁上取樣。礦體傾角較緩時,樣槽沿礦體厚度方向布置,礦體傾角較陡時,則可沿水平方向布置(圖5、6)。如礦體厚度大時,則連續(xù)分段取樣,這時水平刻槽更為有利,因為工作條件方便,可以提高工作效率。

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圖5  穿脈壁上的水平刻槽

1-礦體;2-頁巖;3-灰?guī)r;4-樣槽

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圖6  穿脈壁上沿礦體厚度方向刻槽

1-砂巖;2-礦體;3-灰?guī)r;4-樣槽

在沿脈坑道中,可以在坑壁、頂板,或掌子面上取樣。當?shù)V體產(chǎn)狀較緩時,在坑壁上取樣(圖7)。當?shù)V體產(chǎn)狀較陡時,可在頂板上取樣(圖9、8),但在頂板刻槽時,須進行頂板的修正工作,否則影響代表性。在掌子面上取樣時,若礦體傾角大于60度,就刻水平樣槽(圖9a);如礦體傾角小于30度,可刻垂直樣槽(圖9b);如果礦體傾角在60~30度之間,可刻水平樣槽,也可刻沿厚度方向的樣槽(圖10),對于變化很大的礦脈,為了保證樣品具有足夠的代表性,常根據(jù)具體情況刻2~3個樣槽,再合并為一個樣品進行化驗(圖11)。在掌子面上刻槽往往影響掘進工作的進行速度,最好能在坑壁上取樣。

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圖7  沿脈壁上的刻槽位置

1-致密狀礦石;2-浸染狀礦石;3-圍巖;4-樣槽及編號

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圖8  沿脈坑道頂板刻槽位置

1-圍巖;2-富礦;3-貧礦;4-樣槽

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圖9  a、陡傾斜礦體的水平刻槽取樣;

b、緩傾斜礦體的垂直刻槽取樣

1-礦體;2-圍巖;3-樣槽

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圖10  中等傾斜礦體的水平刻槽和沿厚度方向刻槽取樣

1-礦體;2-圍巖;3-樣品

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圖11  礦脈變化很大時的掌子面上刻槽取樣

1-圍巖;2-礦脈;3-樣槽及編號

在已停止生產(chǎn)的老銅中取樣時,或者因為年久而表面風(fēng)化,失去代表性,或者由于過去手工挖掘常挑選富礦部分而剩下貧礦部分,也失去代表性,因此需要爆破到一定深度再進行取樣,以保證樣品的代表性。一般爆破深度為0.5~0.5米。

連續(xù)刻槽分段取樣是在礦體很厚,而所定樣品長度小于厚度甚多的情況下的一種采樣方法(圖12)。當最后一段樣槽長度達不到取樣長度時,若此段長度大于1/2樣品長度,組作為單獨樣品刻取,若此段長度小于1/2樣品長度時,則合并到前一個樣品中區(qū)。當?shù)V體比較薄時,一個樣品就能截穿礦體,即使礦體厚度與取樣長度還有一些出入,也就略而不計,把礦體厚度就作為采樣長度了。另外,當?shù)V體帶狀構(gòu)造,每一帶的礦化特點不同,又需分別了解各帶的礦石質(zhì)量和變化情況,此時也須進行刻槽分段取樣(圖13)。每一帶的樣品要單獨進行化驗分析。如果每帶的厚度過小,刻槽所得樣品重量不足,則可以考慮不分段或用剝層法取樣。當?shù)V體與圍巖界線不清時,也用連續(xù)刻槽分段取樣,根據(jù)各段化驗結(jié)果圈定礦體邊界。

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圖12  坑道壁上連續(xù)刻槽分段取樣

1-圍巖;2-礦體;3-樣槽

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圖13  礦體具有帶狀構(gòu)造時的連續(xù)分段刻槽取樣

1-圍巖;2-浸染狀礦石;3-稠密浸染狀礦石;4-致密狀礦石;5-樣槽

刻槽法主要用于化學(xué)取樣,適用于各種類型的固體礦產(chǎn),在找礦勘探各個階段獲得廣泛應(yīng)用。刻槽法的優(yōu)點是所采樣品的代表性較強,缺點是人工刻槽效率低,今后應(yīng)積極研究刻槽取樣的機械化。  

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