矿产勘探学课件第6章矿产质量研究和取样.ppt

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1、第五章 矿产质量研究和取样,主要内容,一、矿产质量研究二、矿产取样概述三、化学取样四、岩矿鉴定取样五、加工技术取样六、开采技术取样七、地球物理取样,一、矿产质量研究,(一)矿产质量的概念及影响矿产质量的因素1、矿产质量的概念矿产质量一般是指决定矿产能够满足社会生产要求的那些性质。也就是决定矿产在国民经济中的工业价值、利用可能性和用途的那些特性的总和。一般是指满足当前采、选加工利用的优劣程度或能力。,一、矿产质量研究,矿产质量的概念具有相对性，表现在：对矿种的需求需求高，而满足需求的可能性低，则低品级的矿产也投入开采；反之，则可能只利用较高品级。技术条件包括矿石的加工工艺和矿产的直接应用条件。随

2、着采、选、冶技术的不断提高，过去不能利用的矿产现在可以利用；目前暂不能利用的矿产，将来也能利用。,一、矿产质量研究,2、影响矿产质量的因素1)矿石的化学成分及其含量评价矿石质量优劣的直接标准。包括有用组分或有用矿物的种类及其含量有害杂质的种类及其含量伴生有益组分和有害杂质的赋存状态常用的评价指标是品位，根据不同矿种有质量百分数(%)、克每吨(g/t)、克每立方米(g/m3)等。,一、矿产质量研究,2)矿石矿物成分和结构构造特征选矿方法的选择取决于矿石的矿物成分及结构；矿石在选矿过程中的粉碎程度取决于有用矿物颗粒及其集合体的大小；取样方法和矿石加工实验方法的选择取决于有用矿产的结构构造特征。3)

3、矿石物理技术工艺特征取决于矿物种类及其晶体质量与物理性质。指标多种多样，包括：晶体或块度大小、硬度、脆性、柔性、弹性、比重、抗压性、导电性、导热性、耐火性等。,一、矿产质量研究,根据影响矿产质量的因素，将固体矿产划分为：(1)利用化学组成的矿产 大部分金属矿产（如黑色、有色、贵、稀有金属）和非金属矿产（盐、萤石、磷灰石等）(2)利用矿物及其性能的矿产 大部分非金属矿产（如金刚石、水晶、云母等）(3)利用化学组成和矿物性能的矿产 某些非金属矿产，如高岭土、耐火粘土滑石等,一、矿产质量研究,(二)矿产质量研究的主要内容1、矿石中有用及有害组分的含量、赋存状态与分布规律2、矿石中矿物组分、含量、共生

4、组合及分布3、矿石结构、构造及矿物嵌布特征4、矿石的技术物理性质5、矿石工艺性质,二、矿产取样概述,(一)概述1、取样的概念2、取样的目的3、取样的分类4、取样的一般程序5、影响取样的有关因素6、取样原则,二、矿产取样概述,1、取样的概念取样又称采样，也即样品采集，是指从矿体或近矿围岩和堆积物中采集一小部分有代表性的样品用以进行各种分析、测试、鉴定与实验，以研究确定矿产质量、物化性质及开采加工技术条件等的专门性工作。取样概念的扩展由于用于确定矿石中化学组分含量的地球物理测量方法的出现和应用，部分机械取样由自然状态直接测定(利用地球物理测量方法测定)所代替。机械取样具不可重复性，自然状态直接测定

5、是可重复的。,二、矿产取样概述,2、取样的目的查明矿石和围岩的质量、矿物成分、化学成分、分带性和内部结构、技术和工艺性质。也就是说取样是为了确定矿石质量和加工技术性能及开采条件。矿石的加工技术性能是指矿石在分选、冶炼方面的性能，如磁铁矿具有磁性，相对赤铁矿来说更容易分选，而离子吸附型稀土矿相对原生稀土矿更容易提炼。砂金可用相对密度大的特性分选，而原生金矿则需要用其他方法分选。,二、矿产取样概述,矿床的开采条件主要取决于岩石的强度、风化程度及破碎程度。如果岩石风化、破碎程度低，强度大则有利于地下开采。矿石质量和加工技术性能、开采条件是客观存在的，我们通过取样来分析和研究这些特性，以便为矿山开采提

6、供资料。为了能全面反映矿石的这些特性，取样时要注意样品的代表性。样品的代表性与样品的数量、空间分布、采样方法、加工方法和分析试验结果的准确性等因素有关。取样工作质量直接影响勘查工作的质量，影响矿床正确评价和利用。,二、矿产取样概述,3、取样的分类(1)根据具体采样位置不同可分为：自然露头、钻探工程、坑探工程及矿石堆、矿车取样等；(2)根据取样目的任务不同可分为：化学取样、岩矿鉴定取样、加工技术取样、开采技术取样和地球物理取样等。4、取样的一般程序(工作环节)样品的采集加工处理分析、测试鉴定、试验等结果的检查与评定。,二、矿产取样概述,5、影响取样的因素1)原地取样和异地取样的不同影响异地取样，

7、即从已采出的矿石中采取样品。异地取样矿体的原始结构已遭到破坏，所以被取样体积可以看作是一些互不相关的单元体积的总体。品位变化性的估值只与体积大小有关，将样品的体积增加n倍，会使样品的品位的方差相应缩小 n倍。原地取样由于相邻样品存在相关性，并且大部分样品结构具各向异性。因此样品的形状、规格及方向都对品位变化性估值产生影响。在整个取样范围内，等距离采集大量小体积样品比采集少量大体积样品更为有利。,二、矿产取样概述,2)样品数量与间距的影响样品的数量越多，其取样代表性越好。取样间距小，能反映出小 尺度的内部结构，随着间距的增大，所反映的变化性的尺度水平也随之加大。,二、矿产取样概述,3)样品体积的

8、影响样品体积对有用组分变化性估值的影响极大。如金刚石只占金伯利岩体体积的千万分之一，为了保证样品中平均能有1个金刚石晶体，样品体积应大于晶体体积的1千万倍。考虑到晶体的大小不一和晶体空间分布的不均匀性，其体积应数倍于此数。样品的临界体积q与一个矿物晶体的平均质量d(单位：毫克)和在矿石中有用矿物的平均含量c(单位：毫克/立方米)有关q=k(d/c)式中：k可靠性系数，一般取1.52。,二、矿产取样概述,4)样品形状和规格的影响在原地取样时，不同形状的同体积样品计算的品位值的方差相差可以很大。如下图，线型的样品比立方体样品的方差小。,立方体取样,线型取样,二、矿产取样概述,5)样品方向的影响样槽

9、的方向与矿脉走向近于垂直时，最有效地反映出矿体的变化性；否则，若与矿脉走向平行，则往往不能有效地反映矿体的质量及其变化性。,二、矿产取样概述,6)矿产自然特性的影响矿体各标志变化的方向性变化大的方向和变化小的方向矿体的内部结构特点结构复杂和结构简单有用组分品位分布的方差(均方差、变化系数),二、矿产取样概述,6、取样原则为了减小误差，保证取样质量的可靠性，取样时一般遵循以下原则：(1)完整性原则，即包括研究各种岩石和矿石。取样时，应当在整个矿体厚度上连续进行，而且必须向围岩中延伸一段距离。对没有明显地质边界的矿体要在整个勘查工程上取样。(2)均匀性原则，即样品应按一定的网度等距取样，且取样网应

10、当始终保持一致。样品应尽量沿矿化变化最大的方向采取，且方向应一致，或是按真厚度，或是按水平的(垂直的)方向。(3)各种自然矿石和矿化岩石应用分段法分别采取。,三、化学取样,定义：化学取样是指通过对采集来的有代表性样品的化学分析，测定矿石及近矿围岩中的化学成分及其含量的工作。化学取样是最基本最经常进行的取样种类，所以，也常被人们称为“普通取样”。意义：其结果用于圈定矿体边界和估算资源储量，确定矿石中主要有用组分、伴生有益组分、有害杂质的种类、含量、分布状态与变化规律，为解决地质、采矿与选矿加工等方面问题提供资料依据。分类，据取样对象为：钻探取样；自然露头取样；坑探工程取样,三、化学取样,(一)样

11、品的采集1、钻探取样1)概念从钻探过程中获得的岩矿心、岩矿粉、岩屑中取样的方法。2)对岩心钻孔的岩(矿)心取样方法对于较大口径者常采用劈半法，即沿岩(矿)心一轴面用手工劈开或用机械劈(锯)开成同样的两部分，一半作为样品，一半留存或作它用(左图)。对小口径(45或59mm)钻孔，尤其是坑内小口径金刚石钻孔，则需将整个岩(矿)心作为样品，以保证有足够的可靠重量。,三、化学取样,岩心取样注意事项：(1)取样时要考虑岩(矿)心采取率的高低。矿心采取率不高或磨损严重时，应采取矿粉作为样品，但井壁易坍塌时，一般不取岩矿粉；采取率相差悬殊的两个回次的岩心不能采作一个样品。(2)取样时要考虑岩(矿)心选择性磨

12、损，常见于含脆性或软弱矿物的钼、锑、汞、钨等矿床。此类 矿石矿物磨损，则品位会降低。(3)岩(矿)心采样时，必须连续取样或连续分段取样。(4)单个样品长度一般应小于可采厚度，一般1-3m。样品长度是指岩(矿)心所代表的厚度，不是岩(矿)心的实际长度。,钻 孔 柱 状 图,三、化学取样,3)冲击钻进取样方法冲击钻勘查砂矿时，要按回次将全部掏出来的物质收集起来作为一个样品。为保证样品的可靠性，一是要将该回次物质收集完全(减少损失)，二是防止孔壁塌落混入其他物质“污染”，故要加套管加固孔壁，严禁超管采样。样品长度要根据矿层厚度和预计的采矿方法确定。4)无心钻进取样方法在无岩心钻进的钻孔中，要对岩屑和

13、粉尘取样，用专门的岩粉采集器收集。,三、化学取样,2、露头及坑探工程中的采样可具体分为下列方法：刻槽法剥层法方格法拣块法打眼法全巷法,三、化学取样,1)刻槽法定义 在矿体或围岩上按一定断面规格和长度刻凿一条长槽(称为样槽)，把从槽中凿下的全部矿(岩)石作为样品的方法。样槽布置原则样槽应沿矿石质量变化最大方向布置，通常是沿矿体厚度方向。含矿围岩和矿石应分段取样。不同类型矿石应分段取样。,三、化学取样,样槽应通过矿体的全部厚度，不漏采，也不重采。当矿石质量变化(矿化均匀性差)较大时应合并取样，以保证其取样的可靠性。如浅井，可将两对壁采取的样品合并，也可四壁合并。,三、化学取样,(2)样槽的具体布置

14、探槽多在槽底取样，也可在槽壁取样 当矿体陡倾斜时，倾角45，在槽底取样；当矿体缓倾斜时，倾角45，可在槽底或槽壁取样；当矿体近似水平(倾角10)，在槽壁作阶梯状取样。,当矿体近似水平(倾角10)，在槽壁作阶梯状取样,12,3456,7,三、化学取样,三、化学取样,浅井、竖井多在井壁取样 当矿化均匀时，在一井壁取样；当矿化不均匀时，在相对两壁或四壁采样后合并为一个样品。,三、化学取样,当矿化均匀时，在一井壁取样,1234,三、化学取样,穿脉坑道多在坑道壁取样 当矿体缓倾斜时，倾角60，样槽沿水平方向布置；当中等倾斜矿体(倾角30、倾角60)，可水平刻槽或垂直刻槽。,三、化学取样,1 2 3 4,

15、当矿体缓倾斜时，样槽沿矿体厚度方向布置,当矿体倾角较陡时，样槽沿水平方向布置,1,2,3,4,三、化学取样,沿脉坑道多在掌子面或顶板取样 当矿体产状较缓时，壁上取样当矿体产状较陡时，顶板取样一般在掌子面上取样倾角60：水平样槽倾角30 60：水平或垂直倾角30：垂直取样当矿体变化很大时，多个样合并，才能保证样品的 代表性,沿脉坑道当矿体产状较缓时，壁上取样,1,2,34,沿脉坑道当矿体产状较陡时，顶板取样,1,2,3,三、化学取样,倾角30 60：水平或垂直,倾角60水平样槽,1 2,倾角30垂直取样,1 2,1 2,1 2,1 2 3,当矿体变化很大时，多个样合并,三、化学取样,三、化学取样

16、,(3)样槽形状断面规格及其影响因素样槽断面形状有矩形和三角形两种，以 前者为主。样槽断面规格：指样槽横断面的宽度、深度的总和，一般表示为宽深(cm2)，如73cm2、105cm2。断面规格影响因素：矿化均匀程度；矿体厚度大小；矿石矿物的颗粒大小；矿石硬度。,三、化学取样,(4)确定样槽断面规格方法(a)经验类比法是根据同类矿床取样的经验数据，可以在有关的规范上查到。下面所列表格就是确定金属矿床刻槽取样样槽规格的参考表之一。,三、化学取样,也可按照矿种确定样槽断面：,三、化学取样,(b)试验法试验法是在同一取样点用不同规格采样，对比结果，在保证可靠性的前提下，选择最小的断面规格。试验方法之一是

17、重叠刻取(又称共槽法)，即不同规格的样槽互相套叠，分别刻取各样槽的矿石，然后按面积比合并成不同规格的样品。,三、化学取样,试验方法之二是分槽法，又称并列刻槽法，即各样槽的布置是相互并列的，独立刻取，不需合并。,共槽法的样品在空间上是重叠包含，可减少矿体品位变化的影响，结果相对比较可靠，使用广泛。但操作较为复杂。,三、化学取样,(5)样品长度是指单个样品沿取样线的长度。样品长度取决于矿体厚度、矿石类型和矿化均匀程度、最小可采厚度和夹石剔除厚度等因素。样长过短会增加样品数量。样品过长，会影响不同矿石类型和品级的划分。样品长度的确定方法也有类比法和试验法两种：类比法可参照下表。,三、化学取样,试验法

18、是按最小样长连续采样，并按比例组合成长度不等的一组样品，分别化验，对比结果。以最短的样长为标准，在误差允许范围内，并有利于矿石类型划分和经济的原则等条件下，取长度最长的样品长度为合理的样品长度。,三、化学取样,(6)取样间距的确定沿矿体厚度方向采用连续取样；但沿矿体走向(沿脉坑道)或倾斜方向(上、下山坑道)中采样时，则常采用间隔取样，便出现取样间距确定的问题。影响取样间距的因素：有用组分分布均匀程度；矿体厚度的变化程度；取样目的要求；矿体规模大小。取样间距的确定方法有经验类比法、统计分析法、稀空法等。,三、化学取样,(a)确定取样间距的方法统计分析法常用 的计算公式为l=LP2/(t2V2)式

19、中：l取样间距；L取样范围的总长；P给定的精度要求；V品位的变化系数；t概率系数。此外，用半变异函数的变程、自相关函数的影响范围、趋势函数的半波长等均可作为确定取样间距的参数。,三、化学取样,(b)确定取样间距的方法经验类比法类比法就是参考同一类型矿床取样的经验数据或参考规范的标准选择取样间距。可以根据矿种来选择(如下表)：,三、化学取样,也可根据有用组分均匀程度来选择(下表)，因为在一定条件下，品位变化系数可以反映有用组分分布的均匀程度。,三、化学取样,(c)确定取样间距的方法稀空法此法的实质是用试验来确定间距。如例，以相对误差10%为允许界限，在A地段采样间距2m是可行的；C地段可采用3

20、m；B、D地段1 m。,三、化学取样,(7)刻槽法施工过程中应遵循的准则 当矿体厚度大时，应连续刻槽采样，若最后一段样槽长度达不到样长，但1/2样长，单独刻取；1/2样长，与前一个样品合并。当矿体很薄时，矿体厚度作为样长。当矿体成带状构造分布时，连续刻槽分段取样，每一带单独取样分析。当矿体与围岩界线不清时，连续刻槽分段取样，据化学分析结果圈定矿体。此外，在刻取时，不崩散矿石，不混入杂土，保证可靠性；必须在新鲜矿石上刻取。,当矿体厚度大时，连续刻槽采样,1 2 3 4 5 6 7,当矿体成带状构造分布时，连续刻槽分段取样,1 2 3 4 5 6,三、化学取样,三、化学取样,2)剥层法定义：是在矿

21、体上连续或间隔地均匀剥下一薄层矿石作为样品的采样方法。规格宽度：2050cm，深度515cm，长度与矿体厚度一样大。一般只用于矿化极不均匀，有用矿物颗粒粗大，用其他采样方法(如刻槽法)不能获得可靠结果的矿床；或用其他采样方法不能得到足够重量样品的薄矿体；以及用于检查其他采样方法的可靠程度时采用。剥层深度一般5-15cm。样品可沿矿体按一定间距进行，也可连续采样。,三、化学取样,3)方格法定义：是在矿体出露部分依一定网格，在网格的交叉点上采取大小大致相同的小块矿石(份样)合并为一个为样品的方法。网格的形状可为正方形、长方形或菱形，边长10-25cm。每个样品由15-50个碎块组成，总重2-5kg

22、。方格法适用于矿化均匀、矿体厚度较大的情况。,三、化学取样,4)全巷法定义：全巷法是把在矿体内掘进的坑道所采出的全部矿石作 为样品的方法。采样的长度一般为2m。可在掘进方向上连续采，也可间隔采取。全巷法主要用于如下目的：测定矿石的某些物理性质和选冶性能；检查其他取样方法的取样效果；对某些特种非金属(如云母、水晶、金刚石等)、分布极不均匀的贵金属及稀有金属(如金、铂等)确定其有用组分的含量和品级。特点：精确度高，样品重量大；采样方法复杂，搬运量大，成本高,三、化学取样,1,2,3,4,取样方法：全巷法,三、化学取样,5)拣块法定义：是用用做好的绳网铺在矿石堆上，从每个网格中取出大致相等的小块矿石

23、(份样)合并在一起作为一个样品的方法。每个样品重量数公斤至数十公斤不等，视矿化均匀程度而定。采样应注意：防止被围岩贫化；防止人为偏富或偏贫。,三、化学取样,6)打眼法定义：是在坑道掘进过程中收集岩泥及岩粉合并起来作为样品的方法。优点是：取样和坑道掘进同时进行，不另费工时；能对尚未被坑道揭露的某些部分进行采样。缺点是：不易分段取样。,矿体,坑道,炮眼,三、化学取样,7)各种取样方法的比较方法优劣的标准：方法的可靠性和取样的费用。从方法可靠性出发的比较：全巷法最可靠，其次是剥层法。对刻槽法、拣块法、方格法及打眼法的评价不一，有人认为刻槽法可靠程度较高。在矿化均匀的情况下，拣块法和方格有较高的可靠程

24、度。对于薄层的脉状矿体，用全巷法采样，其效果不一定好。从方法取样费用出发的比较：拣块成本最低，打眼法也比较经济，最费工费时的是剥层法和全巷法。,三、化学取样,(二)样品的加工1、样品加工的任务任务：化学分析样原始重量数公斤至数十公斤，颗粒直径大；化验室样品要求：重量约200g，粒度160-200目。样品加工的任务是如何在保证样品具有一定可靠性的前提下，以最经济的方法得到化验室所要求的样品。最小可靠重量：是指将样品破碎到一定粒级时，在不超过允许误差的条件下所必需的最小重量，即经缩减后的重量。影响样品加工的主要因素(金属矿物)：分布均匀程度；颗粒最大直径；样品中颗粒数；破碎后粒度。,三、化学取样,

25、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：Q=Kd3(1)里恰尔茨-切乔特公式：Q=Kd2(2)杰蒙德和哈尔费尔达尔公式：Q=Kd(3)式中：3，变化于1.5-2.7。(1)式和(2)式可以看作是(3)式的特例。这3个公式中，以(2)式应用最广。在应用公式时，K值的选择很重要。K值决定于矿石性质及其中有用组份的均匀程度。品位变化大，K值应取大一些，反之小一些。有表格可供选择时参考。,三、化学取样,三、化学取样,2、样品加工的方法要求：样品加工全过程总损失率不大于5%，样品缩分误差不大于3%。两种方法：(1)机械联动线加工法：一次破碎、缩分，直接达到要求的粒度和

26、质量。一般实验室无此条件，应用较少。(2)分步缩分加工法：按规定加工流程破碎、分段缩减加工。具体流程如下：,三、化学取样,样品加工程序为：破碎、过筛、拌匀、缩减破碎是为了减小样品直径，以便减小最小可靠重量，分粗碎(颚式破碎机)、中碎(轧辊机)和细碎(盘式细碎机)。缩减是将样品缩减到最小可靠重量，每次缩减1/2。缩减前后的样品重量分别为Q1和Q2缩减的次数n可用下式计算：Q12nQ2 n(logQ1-logQ2)/log2完成了上述4个程序为一个阶段。进一步破碎则要进行下一阶段加工。完成所有阶段的加工，形成样品加工流程。,三、化学取样,3、样品的合并样品在送化验室前将若干个样合并成一个样，合并后

27、的样品常称之为组合样品。组合样应用于下列情况：分析矿石中的伴生有益组份及其他杂质元素；矿石质量已详细研究，为减少测试、分析工作量；多矿物样或技术加工样等专门试验。样品合并原则：必须按样品的原始重量成比例地组合；矿石类型、品级相同才能组合；原始样品的采样方法相同才能组合。,三、化学取样,(三)样品的分析1、基本分析又叫普通分析、单项分析、主元素分析。分析目的：查明矿石中主要有用组分的含量及其变化情况，作为圈定矿体，计算储量之用。分析项目：分析项目因矿种和矿石类型而异。分析全部化学分析样品，分析工作系统进行。,三、化学取样,2光谱分析又称多元素分析，一般在普查时采用。在矿体及围岩不同部位采取有代表

28、性的少量样品，以确定矿石及围岩中可能存在的伴生元素及有害元素含量，为组合分析提供依据的化学分析。如石英脉型钨矿床中除分析W03的含量外，还常分析Be、F、Bi、Mo、As、Zn、Cu、Ag、Au等伴生元素的含量。,三、化学取样,3、组合分析分析目的：了解矿石中的伴生有益组分和有害杂质的含量。分析项目：一般根据全分析的结果或多元素分析的结果确定。分析样品：可由普通分析样品的副样组合而成。一般由8-12个副样组合成一个组合样。当有益及有害元素分布规律比较清楚后可用20-30个，甚至50个付样合并成。样品合并必须遵循前述的样品合并原则。,三、化学取样,4、物相分析又叫合理分析。分析目的：查明有用组分

29、在矿石中的赋存状态，以便于划分不同矿石类型。分析项目：根据不同物相的矿石的化学成分特点确定。例如铜矿，分析CuO和CuS。铁矿则分析FeO和Fe2O3。分析样品：在两类矿石的分界处附近采取，样品数量可根据需要确定，一般为5-20个。也可用基本分析样品的付样或组合样进行分析。,三、化学取样,5、化学全分析分析目的：了解矿石中所含的全部化学成分。分析项目：所有元素含量之和接近100%。光谱分析的除痕迹元素外的所有元素都应分析。分析应在勘探初期进行，以便于指导勘探工作。分析样品：必须采集有代表性的样品或组合样品。一个矿区其总量一般不超过20个。,三、化学取样,(四)取样检查与质量评定化学取样检查是为

30、了评定取样结果的可靠程度，而对取样工作的三个基本环节，即采样、样品加工及分析所进行的检查工作。其目的是要发现上述过程中可能产生的误差，查明误差的性质和产生误差的原因，以便及时采取措施，保证取样结果的质量能符合规定的允许误差要求。取样误差的种类可分为随机的偶然性误差和系统误差。,三、化学取样,随机的偶然性误差是由许多偶然因素引起的，其符号有正有负，通常其值不大，不超过一定的范围，在样品数量较大的情况下，可以接近于相互抵消，对平均品位的计算影响不大。但若将具体的误差值过大的单个样品用于具体圈定矿体，将可能大大地歪曲矿体的局部形态及其平均品位。必须注意避免这种错误的发生。,三、化学取样,系统误差是指

31、观测结果系统地偏向某一方向，误差具有一定的符号优势。这种误差的产生，常常有某种固定的因素在起作用，如方法不完善，试剂与仪器设备不好，测量者个人的某种不良习惯(如读数时习惯性的偏高或偏低)等。系统误差对测量结果的精度有很大的影响，应予及时检查，在储量计算时，必须加以校正。取样精度(或误差)是勘探精度(或误差)的重要组成部分。,三、化学取样,1、取样可靠性的评价取样可靠性的定义：单个样品测定的正确程度称为样品的可靠性。其数量表示是样品的技术误差(或测定误差)，即样品的测定值与该样品实际值之差。影响取样可靠性的因素采样、加工、分析的方法是否正确；设备条件；操作人员技术的熟练程度和工作态度。,三、化学

32、取样,1)取样技术误差的检查技术误差是取样可靠性的数量表征，它包括随机误差和系统误差。随机误差(偶然误差)，是由许多考虑不到的因素引起。应对其误差范围加以估计，误差太大的资料不能使用。随机误差具有如下特点：服从正态分布；误差值一般比较小。系统误差，是指观测结果系统地偏向某一方向，误差具有符号优势。误差的产生常常有某种固定的因素起作用。在储量计算时系统误差应予以校正。,三、化学取样,2)取样技术误差的查明取样技术误差，包括样品采集、加工、分析所产生的误差。取样技术误差的查明方法是检查测量，如：用共轭样品来检查岩心取样的精度；用全巷法或剥层法检查小规格样品精度；用加工时的残留样品检查加工精度等。化

33、验分析结果的检查内部检查分析：从基本分析样中抽取部少于10%副样在同一化验室化验，以检查分析中的偶然误差。外部检查分析：送35%(小型矿床不少于30个)的副样到具较高水平的另一化验室检查，以检查系统误差。仲裁分析：外检结果相差太大，在权威的第三化验室作化验。,三、化学取样,3)偶然误差的评价化学分析内部检查评价有n个样品，其基本分析和检查分析的结果分别为 xi和 yi(i=1,2,n)，则绝对误差zi和相对误差i为zi=xi-yii=(zi/xi)100%根据给定的误差标准可以判定每个样品是否超差。在此基础上可计算超差样品占全部样品的比率超差率。超差率大于30%分析结果不合格。计算平均绝对误差

34、和平均相对误差以及基本分析的平均值。根据基本分析平均值查误差标准所允许的误差值，计算的误差小于允许误差则合格，否则不合格。,三、化学取样,4)系统误差的评价化学分析外部检查评价常用student-t检验，检查基本分析与检查分析的均值有无显著差异。式中：x，y为基本分析和检查分析的平均品位；x，y为基本分析和检查分析的标准差；n 为样品对数；为相关系数=xy/(xy)当t2时，没有系统误差。而当t 2时则存在系统误差，基本分析值要用校正系数f来校正f=y/x,三、化学取样,2、取样代表性的评价定义：样品的代表性是指所取样品或样本代表被取样的地点或矿体单元(总体)的程度。它在数量上的表示是类比误差

35、或代表性误差。样品代表性的分类：总体代表性，是指样本的平均值与总体数学期望值的符合程度。分级代表性，是指样本的频率分布与总体概率分布的符合程度，即各级品位的比例与实际比例的符合程度。个体代表性，是指每个具体样品能否代表取样地点的实际情况。,三、化学取样,影响取样代表性的因素除矿石质量本身的变化性以外，从采样工作的角度分析，则样品的数量、样品间距、样品的几何特征是其主要的影响因素，同时，明显受供采样的探矿工程制约：样品数量：对同一矿体(矿段)采集样品的数量越多，其取样代表性越好，反之，其代表性越差。样品间距：样品间距越密，则取样数量越多，其代表性越好。在品位的变化为随机性变化时，成立；在品位变化

36、为方向性变化时，也成立，且此时用较稀疏取样工程，内插与外推也能取得较好的代表性。,三、化学取样,样品几何特征：是指样品布置的方向、规模、规格、形状等对取样结果的影响。从理论和实践可知，一般情况下，单个样品总是沿着矿体的厚度方向布置；样品的体积越大，取样结果的离散程度越小，也即观测变化性越小。随着样品的规格(几何尺寸)的变小，观测变化性将变大，反之，样品的规格越大，变化越均匀。,三、化学取样,1)总体代表性的评价总体代表性是样本平均值和总体平均值的符合程度，一般可以用平均值的标准差来度量。如果用表示平均值的绝对误差，用表示相对误差，用max表示最大误差。而为品位平均值，t为概率系数。则对于随机变

37、量，平均值的绝对误差是品位观测值的标准差与观测次数n的函数，即平均值的绝对误差=/n相对误差=/100%、最大误差max=t平均值置信区间为：t t,三、化学取样,2)分级代表性及个体代表性的评价分级代表性的评价可以建立各级品位频率的置信区间。如果已知矿床品位的分布律，也可进行分布律的检验。个体代表性的评价可用单个样品影响范围内的加密取样，或利用更可靠(如规格更大)的相同或不同取样方法进行误差评定。,四、岩矿鉴定取样,定义：指系统或有选择地采集岩、矿石标本以供直接或镜下观察矿产质量及进行有关地质研究的采样工作。其包括了一般的岩石、矿石取样和砂矿取样。矿床勘查阶段的岩矿鉴定取样，更注重对矿石的质

38、量及其加工技术性能的研究。首先，根据需要系统地分类型、品级采集矿石标本；然后，运用矿物学、矿相学及岩石学的方法，目前仍以显微镜下光片、薄片的研究为主，辅以电子探针、化学分析等各种测试手段进行研究。研究内容有：,四、岩矿鉴定取样,1、研究矿石的矿物成分与共生组合，矿石结构构造、矿物次生变化及其含量等，配合以物相分析，用以确定矿石氧化程度，划分矿石类型，掌握其分布规律；编制矿床或矿体的矿物及矿石类型分布图；2、确定矿石中各矿物组分种类与含量，除了较粗略的目估法外，可用较精确的点、线、面统计法，已知标准比较法较快地求出该矿物含量。而且某种情况下，如矿石矿物简单到只有一种(如黄铜矿)，则可通过换算即有

39、一定可靠性地求出Cu含量或黄铜矿含量。3、结合测定矿物的晶形、粒度、硬度、磁性、导电性等物理性质，解决有关矿石选矿加工方法流程和合理技术指针等问题，为提高选矿回收率和矿石的综合利用提供较可靠的资料依据。,五、加工技术取样,定义：矿石加工技术取样又称工艺取样。指为查明矿石的选冶性质,进而确定其选矿、冶炼或其它加工方法、生产过程和合理的技术经济指标，为矿山开发可行性提供可靠资料而进行的取样工作。不同种类或用途的矿石，其加工技术取样的任务和研究内容也不同。对绝大多数金属矿产和部分非金属矿产，主要是确定矿石的可选性及选矿方法和工艺流程，其中一部分矿石还需要研究冶炼性能和其它加工性能。对于绝大多数非金属

40、矿产，则必须采用各种专门的取样试验方法或测试手段，查明与其工业用途有关的技术和物理性能。对加工技术取样的样品主要通过矿石选冶实验以查明矿石的选冶性质。,五、加工技术取样,1、矿石选冶性质研究的重要性及其目的矿石选冶性质是指矿石的可选性和可冶炼性能。研究重要性：矿石选冶性质是矿床技术评价的重要因素，特别是新类型及“贫、细、难”矿石；是制定矿床工业指标的重要基础；是综合利用矿产资源、开发矿产资源新品种的重要依据。研究目的：评定矿石是否可作为工业原料、是否具有工业价值，确定合理工艺流程，为矿山开发可行性提供依据。,五、加工技术取样,2、矿石选冶性质的研究的内容除了进行矿石物质组分、结构、构造、赋存状

41、态的研究外，还要进行5个层次的选冶试验：可选(冶)性试验是为了确定试验对象是否可以作为工业原料，是在对矿石组成的初步研究基础上，用物理或化学方法获得的技术指标。样品质量100-200kg。,五、加工技术取样,实验室流程试验是进一步深入研究矿石在什么样的流程条件下能充分地合理回收。是以获得较好的技术指标要求而进行流程结构及条件的多方案比较试验。试验以实验室小型的非连续的试验设备来实现。样品质量300-500kg。实验室扩大连续试验是对实验室流程试验所推荐的流程串组为连续性的类似生产状态的操作条件下的试验。样品质量300-2000kg。,五、加工技术取样,半工业试验是在专门的试验车间或实验工厂进行

42、的矿石选冶工业的模拟试验。是在生产型的设备上，按“生产操作状态”所作的试验。样品质量5-25t。工业试验是建厂前的一项准备工作。这种试验由生产部门和设计部门合作进行。样品质量极大，一般几十吨至几百吨。,五、加工技术取样,试样采集：按不同矿石类型分别采取。矿石类型划分的标志有：矿石致密程度、有用组分的种类及含量、结构构造和氧化程度。样品的采样方法取决于矿石物质成分的复杂程度、矿化均匀程度和试验单位所需要的重量。实验室试验样品一般可用刻槽法和岩芯钻探采样法，而半工业试验及工业试验由于样品数量较多而采用剥层法和全巷法。矿石特征的分类：易选矿石：组分简单，工业利用成熟的矿石；一般矿石：可用组分多，工业

43、利用尚成熟的矿石；难选矿石：组分杂、矿物细、在国内外存在着技术难题。,五、加工技术取样,矿产各勘查阶段矿石选冶试验程度表,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

44、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(60-120

45、cm3)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；V矿石封蜡后的体积，即封蜡矿石放入水中所排水之体积；V矿石上所封蜡的体积；W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

46、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

47、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)/W1100%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1520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555cm3或777cm3，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

48、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=V/V1 式中:K松散系数；V爆破后矿石的体积；V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。,