地质矿产勘查采样手册
山东省第一地质矿产勘查院
二○一一年六月
地质矿产勘查采样手册
质量技术部编写
山东省第一地质矿产勘查院
二○一一年六月
序
多年来,地质行业几经兴衰,造成了目前技术人员青黄不接的严肃局面,许多年轻人一走出校门即成为生产主力,有的甚至担任重要勘查项目负责人。他们满腹理论,但缺乏实践体会,工作中往往第一手资料采集不全或采集不准确,必定阻碍勘查成果质量。在这种背景下,由质量技术部编写的地质工作系列丛书之一──《地质矿产勘查采样手册》印发了,专门快乐。
该书较全面的介绍了金属矿与非金属矿在勘查工作中通常需要采取的样品种类、采样方法及技术要求。内容翔实,可操作性强,它既是老一代地质工作者实践体会的结晶,也是一本有用技术手册,对指导生产、提升地质工作质量具有重要意义。宽敞中青年技术人员要认真研读,并切实应用到勘查工作中去。期望以此为契机,在全院范畴内迅速兴起一个学技术、比技能的良好氛围,专门是中青年同志,要向书本学、向能者学、向老同志学,要带着咨询题学,学以致用,学用结合,使自己尽快成长为一名优秀的科技工作者,为我院的进展做出应有的奉献!
目 录 第一部分 金属矿产采样 .......................... 3 1.岩石薄片样 .................................. 3
1.1要紧用途 ................................. 3 1.2采样、制样要求 ........................... 3 2.矿石光片样 .................................. 4 2.1要紧用途 ................................. 4 2.2采样、制样要求 ........................... 4 3.各类岩矿标本采样 ............................ 4 3.1采样目的 ................................. 4 3.2采样原则和要求 ........................... 5 3.3各类标本的采集 ........................... 5 4.化学分析样 .................................. 7 4.1 采样目的 ................................. 7 4.2 采样原则 ................................. 7 4.3 采样方法 ................................. 8 4.4 采样规格 ................................. 8 4.5 加工缩减 ................................ 10 4.6 差不多分析 .............................. 10 4.7 组合分析 ................................ 12 4.8 化学全分析 .............................. 13 4.9 光谱全分析 .............................. 13 4.10 物相分析 ............................... 15 4.ll 化学分析样品内部和外部检查 ............. 15 5.矿石加工技术试验采样 ....................... 16 5.1 采样目的 ................................ 16 5.2 矿石加工技术试验的种类 .................. 16 5.3 采样要求 ................................ 17 第二部分 非金属矿产采样 ....................... 18 1.化学分析采样 ............................... 18 1.1 采样目的 ................................ 18 1.2 采样原则 ................................ 18 1.3 采样方法 ................................ 19 1.4 样品加工 ................................ 23
1.5 化学分析种类和分析项目 .................. 24 1.6 分析成果的检查 .......................... 30 2.物理性能及工艺性能测试样 ................... 32 2.1 体重 .................................... 32 2.2 湿度 .................................... 36 2.3 矿石的松散系数 .......................... 37 2.4 矿石块度 ................................ 37 2.5 抗压、抗剪、抗拉强度测定 ................ 38 2.6 原状土的采样 ............................ 39 2.7 颗粒分析 ................................ 39 3.矿石加工技术试验样 ......................... 40 3.1 矿产选冶试验程度分类 .................... 41 3.2 不同矿产勘查时期的选冶试验 .............. 41 3.3 某些建材、化工、非金属矿种的选冶试验目的和采样要求 .................................... 43 4.石材的采样 ................................. 47 4.1 标准样 .................................. 48 4.2 差不多样 ................................ 48 4.3 石材的其它采样 .......................... 49 5.煤田采样 ................................... 50 5.1 煤心煤样 ................................ 50 5.2 煤层煤样 ................................ 52 5.3 煤岩煤样 ................................ 53 5.4 可选性试验样 ............................ 55 5.5 体重煤样 ................................ 56 5.6 半工业性试验样 .......................... 57 5.7 风化、氧化带煤样 ........................ 59 5.8 腐植酸煤样 .............................. 60 5.9 瓦斯煤样 ................................ 60 5.10 煤尘煤样 ............................... 62 5.1l 孢粉样 ................................. 62
第一部分 金属矿产采样
1.岩石薄片样
1.1要紧用途
1.1.1 测定造岩矿物的种类及含量,对岩石进行定名、分类。
1.1.2 测定透亮矿物的晶形、粒度、构造、光性等特点,研究矿物的形成环境,并为岩石对比提供信息。 1.1.3 鉴定岩石的结构(包括粒度)、构造特点,研究岩石的成因及形成史。
1.1.4 测定矿物包裹体的相及其温度,了解岩石的形成条件。
1.1.5 鉴定岩石的后期蚀变、交代及矿化,为找矿提供资料。
1.1.6 鉴定化石的种属、特点,研究地层的时代及古生态。 1.1.7 进行岩组分析,研究岩体、岩层的构造。 1.1.8 鉴定岩石的微裂缝及孔隙度,为找油气提供资料。 1.2采样、制样要求
1.2.1 样品一样采手标本大小(5cm×5cm×5cm)即可。粗粒岩石的含量测量样品的手标本要加大至10cm×10cm×5cm。 1.2.2 松散样品应用棉花及小硬盒包装爱护,磨片前用稀释的环氧树脂浸泡固结。
1.2.3 化石薄片样应在标本上圈出化石的位置及切片的位置。
1.2.4 所采样品一样要用白漆在薄片标本的左上角涂一小长方形,待乾后写上编号,与此同时要填写标签,然后用麻皮纸包好。并进行登记。(以下样品同)
1.2.5 必要时送样要附采样地质图或剖面图,写明采样位置。
2.矿石光片样
2.1要紧用途
2.1.1 测定不透亮矿物的种类及含量。
2.1.2 观看不透亮矿物的矿相,了解矿物的形成条件及生成顺序。
2.2采样、制样要求
2.2.1 样品采手标本大小即可。
2.2.2 光片大小一样2cm×3cm,厚0.5cm,表面要抛光。
3.各类岩矿标本采样
3.1采样目的
3.1.1 采集岩矿观看标本及鉴定样品是为研究岩、矿石结构、构造、矿物成份及其共生组合,研究岩石矿物的变质、
蚀变现象,确定岩石、矿物的名称,为研究矿床提供资料。 3.1.2 为配合物相分析,确定矿石氧化程度,划分矿石类型,进行矿床分带。
3.1.3 为配合加工技术试验,提供矿石加工和矿产综合利用方面的鉴定资料。 3.2采样原则和要求
所采集的样品应有充分的代表性。要按照工作需要及岩矿变化系统地采集,对某些具有专门意义的标本亦应注意采集,以利研究其变化规律。
采集标本时要尽量采集新奇的岩、矿石,并做好野外地质观看描述工作。 3.3各类标本的采集 3.3.1 标准标本
矿区开展地质工作的初期,需要采集一套标准标本。包括工作地区内所见到的具有代表性的全部地层、岩石、矿物、矿石标本。以便统一认识、统一名称。标准标本是随工作的进展而逐步充实完善的。 3.3.2 岩石研究标本
在沉积岩、火山沉积岩中应按地层的层序及不同岩性逐层采取,注意岩相的变化以及采集和沉积相有关的标本。对火成岩(侵入岩和熔岩)要从接触带至岩体中心或由内向外,按照岩相变化系统采取,并应注意岩浆分异和火山岩
的特点。对包体的同化以及蚀变现象也应采取必要的标本。对变质岩,要在不同的变质带内采样,并注意标本中应含有划分变质带的标准矿物。注意采集反映构造特点的标本。小标本不能反映岩矿的专门构造时,可按照需要,采取大型标本,如系定向标本需注明产状和方位。 3.3.3 矿石研究标本
采集矿石研究标本,要按照矿石的自然类型、工业类型、矿物组份、结构和构造、蚀变深浅或变质程度、矿石和围岩的关系等特点进行采集。关于矿石类型复杂,矿物组份变化大的矿床,还应选择有代表性的剖面系统采取,便于研究矿物的变化规律。
在采集加工技术样品的同时,需要采集有代表性的矿石及岩石标本,用以研究不同矿石类型和品级中各种矿物之间的共生关系及其结构、构造。测定矿物粒度和含量,了解矿石与围岩的关系,对研究加工技术和矿石的可选性能提供资料。
有些矿床的氧化矿石与原生矿石的加工技术方法不同,需要由浅而深的采集矿石物相鉴定标本、物相分析样品,从而划分矿床的氧化带、混合带、原生带。 3.3.4 采集标本的规格
以能反映实际情形和满足切制光、薄片及手标本观看的需要为原则。一样陈设标本或标准标本为3×6×9cm。岩矿鉴定标本可适当减小。对矿物晶体及化石标本,视具体情形而定。
3.3.5 样品的登记、包装和送样要求
采集到岩矿标本应在原始资料上注明采样位置和编
号,填写标签和进行登记,并在标本上编号。
标本与标签一起包装,应注意不使标签损坏。关于专门岩矿标本或易磨损的标本,应妥善包装。对易脱水、易潮解或易氧化的某些专门标本应密封包装。装箱时箱内应放入标本清单,箱外须写明标本编号及采样地点。
岩矿鉴定样品应认真填写送样单,并注明岩矿产状、鉴定要求。系统采送的岩矿鉴定样品,应附剖面或柱状图。专门标本(包括化石)还要附素描图。岩矿鉴定样品,一样需留手标本,以便核对鉴定成果.对某些岩石、矿石样品,需要磨制定向、定位光薄片者,应在标本上圈定明显标志,并在采样讲明书(送样单)中加以讲明。(岩矿鉴定光、薄片样要求参阅本书第1、2页)
4.化学分析样
4.1 采样目的
4.1.1 了解矿石中有益、有害元素或组份的种类和含量。 4.1.2 确定矿石质量,确定矿体与夹石、围岩的界线。 4.1.3 研究各组份间的相互消长关系和空间变化规律。 4.1.4 关于某些按物理机械性能确定矿石质量的矿种,采集少量样品,检查其杂质含量和判明矿物种属。 4.2 采样原则
4.2.1 采样应沿矿体厚度方向,即沿物质成份变化最大的方向采样。
4.2.2 采样应按不同矿体区不不同矿石类型和品级,分段采样。
4.2.3 当矿体与夹石、围岩界线不清晰,则需连续采取样品,确定界线。
4.2.4 样品必须有代表性,幸免人为的富化或贫化。 4.3 采样方法
4.3.1 地表和坑道工程中取样,一样用刻槽法、刻线法、剥层法、全巷法和拣块法。
4.3.2 上述方法采样应按地质勘探时期的不同,要求目的不同,方法也有所不同。
4.3.3 坑探工程中刻槽取样,应按不同矿石类型,品级分段连续采取。探槽中样槽布于槽底或其一壁;探井中样槽布于一壁(对壁或四壁,视矿化平均程度而定);沿脉采样是了解矿体沿走向的品位变化情形,间隔视矿化平均程度而定,一样在掌子面或顶、侧壁采取,间隔2~10m。凡穿脉工程,样槽布于一壁,当矿化专门不平均时,则在两壁同时采样,然后合并成一个样。
4.3.4 钻孔矿心采样,通常沿矿心长度连续劈取一半,贵金属矿用金刚石刀具切取,分段长度一样与刻槽样长相同。 4.4 采样规格
4.4.1 按照矿体的厚度及矿石结构、构造、矿化平均程度而定。
4.4.2 刻槽法采样规格,见表1。
4.4.3 刻线法线沟规格1~2cm×1cm,线距5~lOcm,要等距平行刻取3~6条采样线,合成一个样,以保证其代表性。 4.4.4 刻槽刻线取样,均要清除覆盖物后再采样,并注意样面的清洁。防止样品粉屑的散失和外来物质的混入。
表1 要紧金属矿产常用的采样规格参考表 矿种 采样 方法 采样断面规格 采样长宽×深(cm) 度(m) 5×2~10×3 5×2~10×5 5×2~10×3 5×2~10×3 5×2~1O×5 5×3~10×5 5×3~10×5 1~2 备 注 铁矿 刻槽 锰矿 刻槽 铜、刻槽 铅、锌 钼矿 刻槽 铝土刻槽 矿 汞、锑 刻槽 钨、锡 刻槽 矿层厚度大而稳固的矿体,采样长度可适当放长。 锰帽矿床用10×5~20×0.5~1 5cm,堆积残积淋滤矿床20×15~25×25Cm。 细脉浸染大型铜矿床,采样1~2 长度能够适当放长。 1~2 O.5~2 细脉浸染大型矿床,采样长度能够适当放长。 0.3~1 1~2 <2 铍矿 刻槽 10×3~20×5 0.5~2 岩金 刻槽 10×3~20×5
4.4.5 采样长度,决定于矿体厚度大小,矿石类型变化情形和矿化平均程度,以及工业指标所规定的最低可采厚度和夹石剔除厚度。
当矿体厚度不大,或矿石类型变化复杂或矿化分布不
平均的矿床,需要依据化学分析结果圈定矿体与围岩界线时,采样长度不宜过大,一样不大于可采厚度或夹石剔除厚度。
对某些矿种工业利用中承诺的有害杂质要求专门严时,尽管夹石较薄,也必须分不采样。 4.5 加工缩减
4.5.1 加工缩减包括碾碎、过筛、拌匀和缩分四个程序。 4.5.2 样品缩分按Q=kd公式进行。
式中 Q一缩分后样品重量(kg) d一样品最大颗粒直径(mm) k一缩分系数
“注”:k值的大小与矿石物质成分平均程度有关,常用体会数值见表2 4.6 差不多分析 4.6.1 要紧用途
(1)了解矿石中一种或几种要紧有益、有害组份的含量。
(2)查证某种有益、有害组份的工业指标要求及其作为伴生有益组份综合利用的可能性。
(3)划分矿石类型和品级,进行储量运算。
表2 样品缩分系数K值参考表 矿 种 常用K值 备 注 2
铁、锰 铜、铅、锌、锡 汞、锑 钼、钨 0.1~O.2 0.1~O.2 铜矿中含金等贵重组分时,常用K值0.3~0.5 0.2~O.3 0.1~0.5 铌、钽、锆、铪、铍、 O.1~O.2 一样用K值0.2 锂、铷、铯及稀土元素 0.2~0.5 矽(硅)酸镍矿K值常用0.1~镍(硫化镍)、钴 0.2~0.5 0.3 铝土矿(均一的) 0.1~0.2 岩 金 0.2 金颗粒小于0.1mm O.4 金颗粒为0.1~0.6mm O.8~1 金颗粒大于0.6mm
4.6.2 分析要求
包括要紧有益、有害组份,当通过一定数量的差不多分析,证实某种有益组份含量低于工业指标规定,而只能作为伴生有益组份综合利用或有害元素含量低不阻碍矿体圈定时,可不列入差不多分析项目而列入组合分析。 4.6.3 分析项目:见表3
表3 差不多分析项目参考表 矿种 铁矿 锰 冶金用锰 差不多分析项目 备 注 TFe、mFe Mn、Fe、Si02、P TFe全铁,mFe磁性铁 矿 干电池用锰 Mn02、Fe、放电时刻(分) 钛 铜矿 铅锌矿 铝矿 锡矿 钼矿 汞矿 锑矿 金矿 Ti02、V205、TFe Cu Pb、Zn A1203、Si02 Sn Mo Hg、Sb Sb、Hg Au 钛砂矿中应分析鉴定金红石、独居石、锆英石等。 差不多分析若铝硅比合格时,应分析Ti02、Fe203 CaO等及烧失量
4.7 组合分析 4.7.1 要紧用途
(1)了解矿体内具有综合回收利用的有益组份,或阻碍矿产选、冶性能的有害组份的含量。
(2)分析结果可用于伴生有益组份的储量运算。 (3)对矿体中有害组份的分布作全面了解和把握。 4.7.2 分析要求
一样按照光谱全分析和化学全分析的结果并结合地球化学元素共生组合规律确定。一样在差不多分析中做了的项目,不再列入组合分析。只有需要了解伴生组份与要紧组份之间的有关关系的;或需要用组合分析结果来划分矿
石类型的,组合分析才包括差不多分析中的某些项目。 组合分析样品是按照有益有害组份含量变化大小,由几个至十几个或更多的差不多分析的副样组合而成。参与同一个组合分析样品的各个差不多分析样,不得分布在不同储量运算块段,通常是用同一工程或相邻工程构成的同一矿体同一块段、同一类型品级的差不多分析副样组成.组合原则是按照差不多分析样品长度、按比例进行组合。 4.7.3 分析项目:(见表4) 4.8 化学全分析 4.8.1 样品用途
全面了解各种矿石类型中各种元素及组份的含量。 4.8.2 采样要求
可利用组合分析副样或单独采集有代表性的样品,用以全面了解矿床中各类型品级矿石的详细化学成分和研究矿床物质成分,大致每种矿石类型可作1~2个。 4.9 光谱全分析 4.9.1 样品用途
表4 组合分析项目参考表
矿 种 组合分析项目 铁 矿 Fe203, FeO、C02、 Cr203、Cu、Pb、Zn、As、Co、Mgo、Cao、A1203、Ti02、V205、Ni、Mo、Sn、Ga、Ge、Mn、U,铂族元素 锰 冶金用锰 S、As、CaO、Mg、A1203、Co、Ni、Pb、Zn 矿 干电池用锰 Cu、Ni、Co、As、 钛 钒矿 铜矿 铅锌矿 铝 矿 锡、矿 钼 矿 锑 矿 金 矿 银矿 MO、Pb TFe、S、U、P205、Ti02、Mo Pb、Zn、Co、Sb、Au、Ag、As、S、Mo、W03、Ga、Bi、In、Cd、Se、Te、Re Cu、Au、Ag、Ge、Cd、S、Bi、Sb、In、Ga、CO、MO、As、Se、Tl MgO、CaO、C02、Ti02、P205、S、Fe203、Ga、V205、Ce Cu、Pb、Zn、W03、Bi、Mo、Ag、Sb、S、As及稀散元索 W03、Sb、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Bi、BeO、Li20、Re、S Au、As、Pb、Zn、Bi、Ag、Cu、Ni As、Cu、Pb、Zn、Bi、Ag、Mo、Y、Pd、Te Cu、Pb、Zn、Au、Ni
了解矿石和围岩内部有那些元素,专门是有那些有益、有害元素和它的大致含量。 4.9.2 采样要求
可采自同一矿体的不同空间部位和不同矿石类型,也可利用有代表性地段的差不多分析副样或组合分析副样进行,是提供确定组合分析及化学全分析项目的依据。
4.10 物相分析 4.10.1 要紧用途
(1)研究某些矿床的自然分带。 (2)确定某些矿床的矿石自然类型。 4.10.2 采样要求
先以肉眼和镜下鉴定,大致了解各自然类型的分带情形,然后按一定间距采集物相分析样品,圈出各带的界线。样品可在差不多分析样品中抽选或专门采集。当利用差不多分析副样作为物相分析样品时,必须及时进行,以免副样变质阻碍质量。
4.ll 化学分析样品内部和外部检查 4.11.1 内部检查
检查差不多分析的偶然误差,一样由原实验室进行检查。如工作单位对某些分析质量有疑咨询时,可指定一定数量的样品重新检查。 4.11.2 外部检查
了解差不多分析单位工作中有无系统误差。检查数量一样为差不多分析样品总数的3~5%,对小型矿床外部检查样品许多于30个,由送样单位分期分批指定外部检查号码。当外部检查结果证实与差不多分析结果有系统误差时,经双方协商,各自认真检查缘故,若无法解决,则报主管部门批准进行仲裁分析。如经仲裁分析证实其差不多分析部分是错误的,则应详细研究其缘故,如无补救方法应予
全部返工。
5.矿石加工技术试验采样
5.1 采样目的
研究矿石的选矿(冶炼)性能、选矿方法、矿石矿物的物理机械性能、加工方法和步骤,以便提出矿床的经济评判和社会效益。
5.2 矿石加工技术试验的种类
5.2.1 可选(冶)性试验,通常是在实验室规模条件下,采纳当前具有工业意义的选冶方法和常规的流程,用物理的或化学的方法研究探究,以获得目的产品反映的技术指标,为判不试验对象是否可作为工业原料提供依据。 5.2.2 实验室流程试验,在可选(冶)性试验的基础上,利用实验室规模的设备,为进一步深入研究在什么样的流程条件下,获得较好的选冶技术指标而进行的流程结构及其条件的方案比较试验。
5.2.3 实验室扩大连续试验,对实验室流程试验举荐出来的一个或数个流程,串组为连续性的、类似生产状态的操作条件下进行的试验,试验因素和指标差不多上在动态平稳中反应出来。一样讲来,已具有一定的工业模拟度,其成果是可靠的。
5.2.4 半工业试验,在专门的试验车间或实验工厂进行矿产选冶的工业模拟试验,以验证实验室扩大连续试验结果,
工业模拟度较强,成果更为可靠。
5.2.5 工业试验,建厂前的一项预备工作,借助工业生产装置的一部分,一个或数个系列性能相近,处理量相当的设备,进行局部或全流程的试验,实质上具试生产的性质。 5.3 采样要求
5.3.1 样品要有充分的代表性,如矿石矿物组分、品位、结构、构造、含泥量等,均应与样品所代表的品级、类型差不多一致。
5.3.2 对不同矿石类型应单独采样。为了了解不同矿石类型混合处理的可能性和选治方法流程,要对矿区各种类型或某几种类型的矿石采取混合试样,但必须按各种矿石类型所占储量比例组合成一个样品。
5.3.3 当矿体中存在有可供利用的伴生组分(矿物)时,采样应考虑其含量和分布情形,以便试验时研究其赋存状态、及综合回收试验工作。
5.3.4 采样重量,按照矿床规模,社会经济效益,选冶难易程度、方法、流程等因素具体情形确定。
第二部分 非金属矿产采样
1.化学分析采样
1.1 采样目的
1.1.1 通过对矿样的化学分析,了解矿石中有益、有害组分的种类和含量,以确定矿石的质量、类型和品级,用来划分矿石与夹石、围岩的界线。
1.1.2 对某些按物理机械性能来确定矿石质量的矿种,也需采集少量具有代表性的化学分析样,以了解其化学组分的含量、杂质成分,以便确定种属,并使其某些物性特点得到化学的讲明。 1.2 采样原则
1.2.1 应尽可能沿矿体(层)厚度方向,即沿物质成分变化最大的方向采取。采样时,应按不同的矿石类型、品级,分段分不采取,系统、连续布样,做到不重、不漏。 1.2.2 矿体(矿层)与夹石、围岩界线不明显时,取样应取到无矿化为止,以其分析结果和品位要求来圈定矿与非矿的分界线。
1.2.3 探槽、浅井和坑道内采样,布样位置应注意其代表性,反映客观实际,切忌人为偏差(取富集或取贫化的矿石)。同一地段,不同帮、壁矿化差不专门大(专门不平均)时,分不平行(对应部位、同等样长和规格)采取。然后取
其成果的平均值作为该段矿化的数据,或是将两个样品合并为一个样品。 1.3 采样方法
1.3.1 在槽、井、坑工程及岩石露头上,按照矿石的结构构造、矿化的平均程度和地质工作的相应时期,采纳如下采样方法:
(1)拣块、连续拣块法
适用于矿点(区)踏勘、找矿时期、采样作差不多分析,得到对矿石质量的概略了解。
连续拣块,确实是在一定距离(样长、样厚)内,按相同的间距,一样为10~20cm,连续敲取同等大小的矿石组成一个样品。它适用于矿化平均、品位稳固的矿石,如石灰岩、白云岩等。 (2)刻槽法
沿矿体(矿层)厚度方向,按一定的规格连续刻取。此方法使用广泛,适合于地质工作的各个时期和绝大部分的矿种。
采样应做到不重、不漏、规格均一,专门一件样品内规格大小应一致、均称。刻取的碎屑、粉末应防止散失,并全部收集归入样品中。同时要防止泥土、杂物和非矿样内的岩屑、碎块的混入。
刻槽的断面规格、样段长度,按照矿石的结构构造和矿化平均程度而采纳不同大小的规格,断面从5cm×3~20cm×lOcm不等,样段的长度取决于矿体(层)的厚度大小、
矿石类型、矿化平均程度以及确定的工业指标中规定的最低可采厚度和夹石剔除厚度。一样样长l~2m,不得超过可采厚度和剔除厚度。矿体(层)厚度小、类型复杂、矿化不均,变化大时,样段大于可采厚度或夹石剔除厚度的一半时,即应单独采样。当一些矿种对有害杂质含量有严格操纵 时,夹石即是较薄,也必须单独划样另取。反之,矿体(层)厚度大、矿化平均时,可适当放长,如巨厚层、质纯的石灰岩、白云岩等,样长可放宽到4m。
要紧建材、非金属矿种采样断面规格和样长,见表1。 这些断面规格、样长仅作参考,要紧应视矿床的实际情形,合理地确定,但一样不宜超过规定的上限,样段过长往往混入不合格,应予剔除的夹石,也可能发生因有害组分特高的夹石混入,使整个样段不合格,矿层被不合理地抛弃。如此,均未能真实地反映矿层的特点,因而研究及操纵程度受到阻碍。因此,样段长度的确定和划分一定要合理,幸免发生失误。 (3)刻线法
刻槽法的简化,即小断面规格的刻槽.一样断面2cm×1~3cm×2cm。适用条件同连续拣块法。另外,在勘探时期,矿床规模大,地表采样工作量大,当矿层(体)厚度大、矿石均一,品位稳固时,也可部分采纳此法。但要有验证,一样应慎用。
(4)全巷法、剥层法
适用于矿化不平均和专门的矿种,如磷、硫、硼、菱镁矿、萤石和云母等。
表1 要紧建材非金属矿种采样规格和样长
矿 种 磷 断面规格 宽×深(cm) 1O×5~ 15×1 0~5 样长 (m) 备 注 结核、团块、松散状不平均的矿1~2 体,用剥层、全巷法。10~100×50~100。 硫铁矿 5×3~10×5 1~2 巨厚,矿化平均时,样段可适当放长;复杂时或结核状黄铁矿用硫 自然硫 8×3~10×5 0.5~1 剥层、全巷法。5~100×10~100。 3×2~10×5 2~4 明显夹石>0.5m者,应单独取石 水泥 常用5×3 样。 灰 电石、熔5×2~7×3 1~2 明显夹石>0.5m者,应单独取样。 岩 剂和其它 常用5×3 5×2~7×3 白云岩 1~2 明显夹石>0.5m者,应单独取样。 常用5×3 O.5~2 层状矿 砂矿用剥层、全巷法。重晶石 5×3~1O×5 O.5~1 脉状矿 50~100×20-50。 粘土、黄土、 5×3~7×3 1~2 明显夹石>0.5m者,应单独取样。 页岩类 若有明显铁质污染时,可手选,高岭土类 10×3~10×5 1~2 运算各占比例,分不化验。 石英砂 5×3~10×5 0.5~2 石英岩 蛇纹岩 1O×5 2~4 石墨 5×3 1~2 复杂时,用剥层、全巷法;需统萤石 5×3~10×3 O.7~1 计含矿率时,应刻槽。 长石 10×3 0.5~2 伟晶岩型用剥层、全巷法 复杂时,用剥层、全巷法;50~滑石 5×5~10×3 0.7~1 100×20~50。需统计含矿率时,应刻槽。 样品均需经手选出矿石、脉石,硅灰岩 5×3 1~2 求其含矿系数、化验矿石。 薄层石膏、夹石互层时,样品经石膏 3×2~10×5 0.5~2 选择分不化验,结果取加权平均值。 0.5~耐火粘土 7×3~10×5 1.5 全巷法:在划定的体积内,全部矿石(含矿岩石)为一
件样品,将其初步破裂,据确定的K值,按切乔特公式进行缩分;或从中拣出有用的矿物,如云母原矿。其断面的大小,往往确实是工程(坑道)断面的规格,矿体厚度不大时,确实是整个水平厚度(长度1~2m)。在硐探工程中,沿脉按一定间距采样,穿脉中则连续采取。
剥层法:用在地表工程,其规格(宽、深)50~100cm×10~50cm,长1~2m或矿脉(体)的厚度.此法用于团块状、结核状或松散状不平均的矿体,但不常用。爆破时,应防止样品碎块的飞失。湖盐矿采样面积0.01~lm。 1.3.2 岩心钻探中矿心的采样
(1)视矿心直径的大小,用劈分法取其1/2(孔径91mm以下)或1/4(1 lOmm以上)矿心作为试样。另一部分作为副样,整理储存。小口径钻探所取得的矿心直径甚小,也可采纳劈分法,取其1/2作为试样。但对某些矿种来讲,不宜也不易再劈分,否则阻碍其样品的代表性,这时一样是在每个样段内保留一节(10~20cm)代表性的岩性(矿心),其它全部作为样品,进行加工、化验或测定含矿量。如矿化不均、含量甚微(品位甚低)的石棉、蓝晶石等。 (2)矿心劈分时,应沿矿心中可见及的矿脉、片理的倾斜方向劈开,同时注意观看有用矿物的分布,以免两部分矿心的矿化差不过大。对敲下来的粉末、碎块也应均分加入试样或保留在副样内,两部分矿心尽可能地相等。 (3)划分样段应考虑的因素,同刻槽取样。此外,①相邻回次矿心采取率差不过大的,不能归在一个样段内,应单独取样。采取率一样相差不宜大于15~20%,专门不能把矿心采取率不合格的矿段并入采取率合格或高的矿段
2
内,以免掩盖真实情形,造成采样失真。②不同直径的矿心,不应组成在一个样内。取样前,应将矿心进一步擦洗洁净、剥去矿心上的泥皮,防止泥土、杂物的混入,但属于矿层中夹有的,则不能洗去。
(4)矿心样段的长度,一样同地表刻槽样的长度。当轴夹角小,样长所代表的矿层(矿体)的厚度较小时,可适当放长,但不应超过一倍,如地表样长(厚)2m,矿心不得大于4m。 1.4 样品加工
化学分析原样少则几公斤,多则十几至几十公斤,均应进行加工、缩减,通过碾碎、过筛、拌匀和缩分四个工序,取得符合送化验的粉末样品。
为使样品不失其代表性,加工过程又尽可能地节约工作量,缩分应遵循切乔特公式进行。 Q=kd
式中:Q一缩分后样品应有的重量(单位公斤、kg) d一样品最大的颗粒直径(单位毫米、mm) k一缩分系数
其取值大小与矿石物质成分、矿化平均程度有关。简单、平均时,取值小,反之,取值应大。各矿种不同,按体会数值,一样是取0.1,矿化平均、矿石较纯时,用0.05,不平均、复杂时,取0.2或0.2以上(详见表2)。
表2 样品缩分系数K值参考表
2
矿 种 石灰岩、自云岩 硼、石墨、自然硫 常用K值 0.05~0.1 0.05~O.3 一样0.1 矿 种 磷 常用K值 0.1~O.2 结核状0.2~0.3 重晶石 O.1~O.5 盐类 0.1~O.2 矿化不平均时0.5 硫铁矿、砷、石英岩、菱镁矿、高岭土类、粘0.1~0.2 土类:耐火粘土、滑石、一样0.1 蛇绞岩、萤石、石膏、硅灰石、绢英岩… 明矾石、 0.2 长石
样品加工,一样由化验室所属的加工车间进行。送原样时,应指明K值取值和讲明专门的加工要求。若样品数量大、交通运输不便,样品加工由实验室派出加工组或工地成立加工组进行实地加工。地质组对加工工作的质量应进行检查。
1.5 化学分析种类和分析项目
建材、化工、非金属矿种的化学分析种类。要紧有差不多分析、组合分析和多元素分析等.分析项目是按照矿种、矿床类型、矿物组分、矿石中有益、有害组分和工业用途而定。同一矿种,工业用途、要求不同,分析项目也不同。
1.5.1 差不多分析
按照工业用途的要求,了解矿石中一项或几项要紧有益、有害组分的含量,其成果是圈定矿体(层)、划分矿石类型、品级,进行储量运算的要紧依据。
要紧建材、化工、非金属矿种差不多分析项目(详见表3)。
表3 建材、化工,非金属矿种差不多分析,组合分析项目参考表
矿 种 差不多分析 项 目 组合分析项目 备 注 硫 硫铁矿 矿 自然硫 水泥 S S CaO,MgO Pb,Zn,As,F,内生硫铁矿,分析一Au,Ag,Cu,Se,定数量的硫化物的Te,CO,Ti,Ni,硫和硫酸盐的硫,以煤系硫铁矿增加了解两者比例和后C。 者含量。 一样不作组合分析,选取代表性样作多元素分析。 -fSi02,R203,S03,C1有害组分超限时,加平板玻CaO,Fe203,Ti02 MgO 璃 CaO,MgO,Si02,Fe203,A1203,Si02,制碱 CaC03,MgO A1203,Fe203,烧失或酸不溶物 石 量。 MgO,Si02,R203, S,电石 CaO 灰 勘探中,针对矿区P 岩 制磷肥 实际按照不同用R203 CaO,MgO 制氮 CaC03,MgO 途、要求,商定增R203,S,P 减若干项目。 黑色冶金S,P,铝氧,熔剂 CaO,MgO,Si02 Fe203 制糖 CaC03,MgC03 R203,CaS04,R20,Si02 造纸 CaO,MgO,Si02 R203,白度
续表3 矿 种 陶瓷 熔剂 白 耐火 云 材料 岩 平板 玻璃 陶瓷 玻璃 原料 石 电瓷 英 陶瓷 砂 、 熔剂 石 英 光学 ︵ 玻璃 砂 ︶ 硅砖 岩 等 型砂 蛇 纹 岩 、 橄 榄 差不多分析 项 目 CaO,MgO 组合分析项目 备 注 Si02,Fe203,Ti02电陶S03 CaO,Mgo,Si02,A1203,Fe203,S,P,有害组分烧失量。 超限时,加入差MgO,CaO,Si02 勘探中,针对矿区实际,按不多分析(下照不同用途、要求,商定增同) MgO,CaO,Si02,S,P 减若干项目。 酸不溶物 MgO,CaO,Fe203,A1203,MnO,Si02 Ti02 MgO,CaO,Fe203 Si02,A1203 Si02,A1203,Fe203,Ti02,Si02,A1203,Fe203 Cr203 Si02,A1203,Fe203,Ti02,Si02,A1203,Fe203 包括:石英岩,MgO,CaO,K20,Na20,烧失石英砂岩,脉石量 2,Si0A1203,Fe203,CaO,MgO,英,石英砂,含Si02,A1203,Fe203 P,S 粘土石英砂含Si02,A1203,Si02,A1203,Fe203,长石石英砂等。 Fe203,Ti02,Cr203 Ti02,Cr203,S,CaO,MgO,用作金属硫化K0,NaSi02,A1203,Si0A10 Fe203,CaO,耐物熔剂时可不2,203,Fe203,CaO,耐火度、Ti02,MgO,K20,Na20,分析S。 火度 S,P Si02,A1203,Fe203,CaO,MgO,Si02 S03,Na20,K20,TiO2烧失量,含泥量测定 耐火 Si02,MgO,CaO,Si02,MgO,CaO,耐火度A1203, 材料 耐火度 Fe203,S03烧失量 制肥料 镁盐 晶质 MgO 注意Cr,Ni,PtMgO,Si02,Fe203,A1203,Ti02,等回收综合评CaO,烧失量 判 固定碳,可能综合利用的有石墨精矿分析:用组分 Si02,A1203, 固定碳,灰分,挥发分,水Fe203,CaO,MgO,分,S,F0203,及其它有用,S等 有害组分 石 墨 隐晶质 (土状) 固定碳 (C) 续表3
矿 种 高岭土 耐火 粘土 粘 陶瓷 土 粘土 水泥配-Si02,A1203,Fe203,CaO,当K20,Na20和C1含量低A1203,Fe203,矿 料粘土, MgO,烧失量,K20,Na20时选代表性的作组合分黄土,页 Si02 和C1- 析 岩 Si02, Fe203,S,P,CaC03,矿石复杂变化大时,据不BaS04,Pb,Zn,MgO,Al203,同用途要求,Si02,S,P,萤石 CaF2 As等需要时加稀土,据实Fe0,BaS04,CaCO3,列际增减,列入差不多分析23入差不多分析 的,不再作组合分析 Ca0,MgO,Na20,Si02, 长 钾肥 K20 A1203,Fe203,烧失量,据石 要求增加As,F 矿 研磨 K20 Si02,A1203,Fe203,Na20,CaO A1203,Si02, 长 石 玻陶 Fe203,K20,CaO,MgO,Ti02,烧失量 Na20 矿 +SO3,H20白MgO,Fe203,A1203,H20,SrO,不同用途不同要求,限量如云石与方解酸不溶物,烧失量。有其下:纸面石膏板,K+,Na+,Cl-石膏矿 石含 他盐类伴生时,增加K20,;制硫酸MgO;医用,食品+++--量<1%时,Na20,Cl As,S,Se,Cr,F,Cl,MgCl2+CaO,H20 放射性,建筑:放射性 差不多分析 组合分析项目 备 注 项 目 Si02,MgO,CaO,K 20,Ti02<0.3%,且分布稳固Na20,TSO3(含硫矸),烧时,列为组合分析,S03,A1203,失量据矿床实际可适当K20,Na20,CaO,MgO,FeO,Fe203,Ti02 增减,已差不多分析的一含量高;Si02与A1203,不样可不作组合分析,含量呈明显负消长关系时,列低时,作少量代表性的 为差不多分析 TiO2含量低时,可不列入差不多分析;高铝粘土,A1203,Ti02,应增CaO,耐火度选代表Fe203 性样品作,软质半软质粘±,应增加可塑性测定; A1203,Si02,CaO,MgO,K20,Na20,SO3 Fe203,Ti02,烧失量 差不多分析项目,在矿床进行勘探时,按照矿床实际
特点和工业要求,决定增减。一样讲,某项要紧有害组分超限或在承诺值上、下波动时,往往列入差不多分析内;反之,某个非要紧项目,原先虽列入差不多分析,但据矿床实际,其含量甚少,一样均低于承诺值,则可不全作差不多分析,部分改在组合分析中进行,以减少化验工作量。例如,作为水泥配料的粘土、黄土和页岩,若是干法生产,当某矿层、类型及品级的矿石中K20、Na2O和C1含量在承诺值上、下波动时,差不多分析中应加入或部分加入这三项。又如作电石原料的石灰岩,其MgO、SiO2、R203含量在承诺值上、下波动时,应列入差不多分析,否则只需在组合分析中进行分析。 1.5.2 组合分析
为了解和全面把握矿体内具有综合回收利用价值的有益组分和工业利用的要求,或影向矿产选冶性能的有害组分的含量。也据此决定组合项目,同时按照光谱、化学全(多)分析成果增减组合分析项目。有些矿种要求组合项目中包括已作差不多分析的项目,而不用差不多分析成果加权运算求得;有的则承诺在组合分析中不再作已有差不多分析成果的项目。
要紧建材、化工、非金属矿种组合分析项目,见上述表3。
组合分析结果可用于伴生有益组分的储量运算。 组合样段由同一工程相邻的,且同一矿石类型、品级的几个差不多分析样段或同一工程以及相邻工程(矿体厚度小、变化不大时)组成。一样由4~5个单样(单样样长已放长的只能2~3个单样)组成,组合样长不大于开采台段。
-
组合样品由差不多分析化验副样按样长(厚)的比例摄取组成,重量一样为100~200g。由地质人员填写送样单,化验室组配。 1.5.3 多元素分析
为全面了解矿床中各类型、品级矿石的详细化学成分和物质组分,以及用化学成分来确定矿物的种属而作多元素分析。选取矿区内各具代表性的单样、组合样和单工程矿样作多元素分析,样品由化验副样中摄取。一样采自不同的工程和位置,分布上尽可能全面,每种矿石类型、品级各1~2件,小型矿床5~10件,大、中型矿床10~30件。
部分非金属、建材矿种的多元素分析项目(见表4)。各不同确种分析项目不同,一样包括差不多分析,组合分析的各项目,并按照光谱分析成果增加某些项目。 1.5.4 光谱分析
对建材、化工、非金属矿种,要紧是选择有代表性的样品,分析矿石中是否存在其它有益组分,可供综合回收利用,以及是否存在有害的组分。其成果中有专门的项目,应在多元素以至组合分析中予以增加。光谱分析样品从化验副样中摄取,样品选取原则类同多元素分析样。样品重量5~lOg。
表4 建材、非金属某些矿种多元素分析项目
矿 种 多元素分析项目 备 注 CaO,MgO,Si02,A1203,Fe203,据不同用途要求增加P,石灰岩 K20,Na20,烧失量,s03,P205,S,C02,MnO和某些项目 -Ti02,Mn304,C1 CaO,MgO,Si02,A1203,Fe203, 水泥配料(粘土、K20,Na20,烧失量,S03,P205,黄土,页岩) -Ti02,Mn304,CI +-H20,H20,S03,CaO,MgO, 石 膏 Si02,A1203,Fe203,FeO,K20,-Na20,SrO,C02,C1等 Si02,A1203,Fe203,Ti02,Cr203, 玻璃硅质原料 CaO,MgO,K20,Na20,烧失量 A1203,Fe203,FeO,Ti02,Si02,高岭土 S03,K20,Na20,CaO,MgO,原矿,淘洗精矿以及尾砂 烧失量等 A1203,Ti02,Fe203,Si02,CaO,2耐火粘土 MgO,SO3,K20,Na0,P205, 烧失量等 自然硫 S,沥青、砷、硒,石膏 Si02,MgO,CaO,A1203,K20,系全分析,每种矿石类型Na20,Fe203,FeO,Cr203,MgO,或品级 +Ti02,P205,Ni,Co,H20,1~2件。 -H20,C02 滑 石 As,Cd,Hg,Pb,P,U205等 系微量元素定量分析,查有害元素,数量同全分析。
1.6 分析成果的检查
差不多、组合分析成果均应进行质量检查。
1.6.1 内部检查
一样内部检查样品数量占全部样品的10%。样品数量多时,分批、分期及时送交,数量少时,可一次送交,但总数许多于30件。内检样由送样单位从化验副样中摄取,取自有代表性的各不同含量值、专门值,编密码送交化验。某些矿种承诺由化验室在化验过程中组织检查,如平行作业等。但应提供内检情形和质量成果。对化验成果中与肉眼观测有较大矛盾的,以及数值不合理的样,要及时检查处理、加以排除。 1.6.2 外部检查
外部检查,少量样品送上一级有权威性的化验机构进行化验,验证承担化验单位的质量,证实差不多、组合分析中是否存在系统误差。据此作出相应的处理方法(质量可靠,成果能够使用;或采取返工、部分返工等补救措施,或送更权威单位作仲裁化验等)。样品由承担化验的化验室选送,数量应占样品总数的5%,并许多于30件。
各矿种,各元素分析误差承诺值见各矿种规范中的规定和要求。据有关规定,检查合格率大于90%者,确认原分析结果正确,质量可靠,按照需要和要求,更正个不不合格的样品;合格率达60~90%者,应重新补检超差部分的样品;合格率小于60%者,全部返工,原分析不能使用。外检合格率小于80%时,应查找缘故,提出处理意见,评判原成果和决定是否使用。存在系统误差时,更应慎重,严格按化验室有关规定处理。
2.物理性能及工艺性能测试样
岩、矿石物理力学性能测试样的采取;是为测定岩石、矿石和矿体顶、底板围岩的物理力学性能,为储量运算和研目矿床开采技术条件提供必要的资料。
测定的项目,与岩矿石的状态(坚硬:半坚硬、砂性、粘性、土状)、开采方式(露采、硐采)、不同矿种和用途等有关,应从矿床实际动身,与设计、开采部门协商确定。有的项目是不论那种状态和矿种均应测定,有的则是仅针对某类矿石测试。
某些建材、化工、非金属矿种物理性能及工艺性能测试项目(见表5)。 2.1 体重
矿石单位体积的重量。除矿石外,开采涉及的近矿围岩、夹石(层)也应测定。矿石按不同类型、品级,并照管空间分布的代表性分不采取。
体重测定样,分小体重和大体重两种。
对建材、化工、非金属矿种,小体重测试简易,采集方便,多数矿种采纳。只有必要时,才采集大体重样,对小体重测定成果加以检验和校正。
表5 某些建材、化工、非金属矿种 物理及工艺性能测试项目一览表 矿 种 物理及工艺性能测试项目 备 注 水泥灰岩 小体重,湿度,抗压、抗剪强度,块度,松小体重每类型及配料页 散系数,安息角等。 5~10件,抗压岩 2~3组 3水泥配料 组。 体重,湿度,筛分析,颗粒分析,土工试验,之粘土,黄粘土矿物测定,筛余物岩矿鉴定等。 土 冶金、化工 体重,湿度,块度,孔隙度,松散系数,抗 灰岩、白云 压强度等,热裂性能(电石),白度(造纸)。 岩 石 墨 体重、湿度,硬度、块度、松散系数,安息小体重每类型角、抗压、抗剪强度、以及据需要时测弹性20~30件,大体模量和波桑比,晶质片度大小及其含量。 重1~2件。 体重、比重,湿度、硬度,块度、松散系数、安息角、抗压、抗剪强度;粘土矿物研目(x射线衍射分析,电子显微镜鉴定);砂质高岭土的淘洗试验。粒度(<76/μm,<43μm,<10μm,<5μm,<2μm粒级的百分含量)。物性样每类型白度(自然、烧成)。可塑性、干燥收缩率和2~3件,测试样耐火度等。不同用途对项目要求不同: 品不得加工,样陶瓷用:粒度组成:<76μm(-200且)<43μm,量10kg,制瓷,<2μm粒级的百分含量:成型性能,可塑性。纸张涂布数十高岭土矿 结合能力;干燥性能,干燥收缩率,抗折强至数百千克,矿度: 物测定样1~2高温性能:耐火度、烧结温度范畴。烧成白件;小体重≮20度,体积密度,收缩率,显气孔率,吸水率。 件,大体重1~3造纸用:粒度组成(<76/μm,<43/μm,件至3~5件。 <20μm,<10μm,<5μm,<2μm粒级的百分含量),自然白度;矿物鉴定(粘土矿物的种类,大致比例,晶形,晶体尺寸和片状晶体的宽厚比);粘度,pH值。 续表5 矿 种 物理及工艺性能测试项目 备 注 高岭土矿 橡胶用:粒度组成(<76/μm,<43 /μm,<5μm,<2μm粒级的百分含量);自然白度;沉降体积:pH值;二苯胍(DPG)吸着率。 搪瓷用:粒度组成(<76/μm ,<43μm,<2μm粒级的百分含量);烧成白度,悬浮度。 白水泥用:粒度组成(<76μm,<43μm,<2μm粒级的百分含量,烧成白度。 小体重≮20~30件,大体重1~2体重,湿度,块度,松散系数,安息萤 石 件,测体重时应同角,抗压,抗剪强度和放射性检查 时测湿度和CaF2品位 玻璃硅质原小体重,湿度,抗压强度。砂类矿测小体重每类20~料 松散系数;大体重,颗粒度测定(0.1mm,30件,抗压样2~30.1~0.3mm,0.3~0.5mm,0.5~O.8mm组 和>O.8mm) 石膏、硬石膏 小体重,湿度,抗压,抗剪强度,块小体重每类型度。松散系数,硬度,安息角,放射性20~30件 检查等。松散层中石膏矿测大体重 白度,磨损(耗)度,吸油量,疏水性,造纸 比表面积。 滑 白度,烧成白度,耐火度,可塑性, 陶瓷 结合力,干燥收缩, 白度在组合样烧成收缩,烧成温度和范畴。 中测定,样品细 涂料 白度,吸油量。 度>200目。 橡胶,电石 白度,电绝缘性,磁性铁含量 榄,塑料 化妆,医 白度,硬度,润滑性 药,食品
小体重样的数量,依矿床规模大小、每一类型矿石在储量中所占的比例决定,一样每一类型采取5~10件至20~
30件。矿石类型单一,规模小的矿床至少也应有20~30件;矿石类型复杂、矿床规模大的,则相应增加。矿石体重与品级、有益组分含量有关者,则应略加多取,对每个试样要作化学分析,并进行化验和测试成果数理统计(有关分析),求得体重与组分含量的有关系数。使储量运算更趋近客观实际。
小体重样采自槽、井、坑工程、露头和矿心,试样体积大小60~120cm。常用蜡封排水法在野外现场直截了当测定,或蜡封后送实验室测定。 小体重运算公式: D3
P1
P2P1Vd 式中:P1—干燥矿石重量 P2—蜡封后矿石重量 V—蜡封后矿石体积 d一蜡的比重 D一矿石体重
大体重样在槽、井、坑和露头上采取。采样前,应先将矿体表面铲平,尽可能凿取规则(正方形、长方形)的体积,准确测定其体积和称重。体积大小,一样lm左右,小者不应小于0.125m。 大体重运算公式: D3
3
P V P—取下的矿石重量 V—凿取的体积
若需用大体重校正小体重时,应多取,一样每一类型、品级矿石中有1~2件,多至3~5件。
体重是储量运算的要紧参数,对储量运算结果阻碍重大,应力争采样方法、
数量及空间分布具有代表性,其结果数据准确无误,符合矿床实际。 2.2 湿度
粘性土、半坚硬、多孔隙的岩土、矿石是必测的项目;砂性土可作部分代表性样品,而致密块状、裂隙不发育的坚硬状、吸水性差的岩石、测定矿石湿度意义不大。 湿度测定一样与体重测定同时进行。矿产储量运算用的是干体重,有一定湿度时,才进行湿度校正。 干体重运算公式: D1D(100W)
100P1P2100 P1W 式中:P1—湿样品重量 P2—烘干(恒重)样品重量 W一矿石的湿度 D一湿矿石体重
D1一校正后矿石体量
水泥配料的黄土,有它的专门性,储量运算用的干体重。应采纳土工试验中常用的公式: dr 1W 式中:γd—干体重 R—湿体重 W一湿度 2.3 矿石的松散系数
一样是在采取加工技术试验样或掘进坑探工程时进行测定,并同时记录爆破技术条件。建材、非金属矿种不采加工技术试验样或无硐探工程时,可在试采、开采掌子面进行测定。
矿石松散系数用下列公式求得: KV2 V1 式中:V1一样品采空体积 V2一矿石松散后体积 K一矿石松散系数 2.4 矿石块度
一样与松散系数测定同时进行。块度的测定和大小等级的划分,应按照矿种、矿石的不同用途、工艺、设备等,
与设计,工业部门具体商定。 一样块度直径分为七个级不,见下表。 级不 I Ⅱ Ⅲ Ⅳ V Ⅵ Ⅶ 直径 5~10~ <5 25~50 5O~100 100~200 >200 (mm) 10 25
测定方法:从爆破后的全部矿石碎块中,将大于50mm的碎石手选出来,并进行分级,对小于50mm的碎石用各级筛子分选。然后对所分的各级矿石分不称重,求得各级块度的重量占总重量的百分比。
矿石安息角的测定,需要时也同时进行。 2.5 抗压、抗剪、抗拉强度测定
样品在地表工程、露头上凿取或岩矿心中截取,应能满足切制试验要求的规格的试样.采样后赶忙标明方向、产状(层状、火成岩的构造)。测定一项,一个方向的样品应取2~3块,保证切制二块,测得1~2个数据(有二个可用的数据时,酌情取其算术平均值)。一样多是测定二个不同方向。故每组应取4~6块试样。
样品大小规格,一样为保证能切制5cm×5cm×5cm、7cm×7cm×7cm和10cm×10cm×10cm的立方体即可。原样块要通过修边、敲打、排除含隐藏裂纹的可能,保证样品可切制成功。岩矿心尚难切制上述规格时,可选取完整的岩矿心,长度略大于直径,以便截取成高度等于直径的圆柱状试块,进行测定。
2.6 原状土的采样
在地表工程和露头上,选好凿取的位置,按取样筒直径的大小和形状(一样圆形、直径8~10cm),将其四周掏空(应注意不能破坏样品的原始状态,一旦破裂,就告失败,应重新掏取),切平欲取样品的上部,用筒壁(管)试套, 削去突出的部分(试样略小于筒径)。扣紧上筒盖,铲去根部,取出样品。并对筒内间隙部分用碎土充填满,使样品在筒内固定,运送过程中不致因摇动而碎裂。随后,赶忙用纱布和矿蜡进行密封,标明上下方向,贴上标签,并进行登记。
原状土全项土工测试项目有:天然含水量、容量(天然状态、干燥状态)、比重、天然孔隙比、孔隙度、饱和度、液限、塑限、塑性指数、液性指数、湿陷系数、压缩模量、压缩系数(1~2、2~3、1~3cm/kg)、粘聚力、内摩擦角、自由膨胀率、膨胀试验(0.5kg/cm压力下膨胀率、含水量,试前、试后)、线收缩率等等.按照需要增减某些项目。 2.7 颗粒分析
不同矿种对颗粒组成的测定,要求的分级大小不同。 2.7.1 水泥配料的黄土、粘土
一样是作筛分析,要求分出0.08~0.2mm、0.2~3mm和>3 mm三级筛余物含量。
设计、工业生产部门为生产工艺过程的需要,要求测定矿石(黄土、粘土)的颗粒组成,选取代表性样品测定
22
<0.005、O.005 ~0.01、O.01~0.05、0.05~0.1和0.1~0.25(mm)粒级的百分含量。
2.7.2 生产平板玻璃的石英砂岩、石英砂。
要求测定:<0.1、0.1~0.3、0.3~0.5、0.5~0.8和>0.8(mm)各粒级的百分含量。 2.7.3 高岭土类矿物
颗粒测定要求分为:<76、<43、<20、<10、<5和<2(μm)等粒级的百分含量。按照需要不同,可合并某些粒级。并往往要求对粘土矿物作X射线衍射测定,电子显微测试、差热分析来确定矿物的结构。
颗粒分析样应采自未加工的原矿石(黄土、粘土、石英砂岩、石英砂等),采样方法同差不多分析样.刻槽或劈分矿心。样长视情形而定,与差不多分析样等样长或相邻几个样段合为一个样,要保证一个样品内各个粒级有一定的数量。样重一样1~数公斤。高岭土砂矿,可采取原矿和通过掏洗的分不测定。
3.矿石加工技术试验样
为研究矿石的选矿(冶炼)性能、选矿方法,矿石矿物的物理机械性能、加工的方法和步骤,提供矿床技术经济评判的必须资料,确保矿产的合理开采利用和提升矿山建设的经济和社会效益,从而提升矿产勘查工作的质量和成效.
3.1 矿产选冶试验程度分类
3.1.1 可选(冶)性试验(初步可选性试验),确定矿石是否可作为工业原料。
3.1.2 实验室流程试验(详细可选性试验,扩大试验),确定对比选不流程、指标和结构。
3.1.3 实验室扩大连续试验(实验室规模的扩大试验),连续的,类似生产状态的试验,具有一定工业模拟度,成果可靠。
3.1.4 半工业试验,工业模拟试验,成果更加可靠。 3.1.5 工业试验,实为工业试生产。
前三类一样由勘查单位负责进行,第四类,由勘探单位与工业部门配合进行;第五类由工业部门负责进行。 试样必须具有与勘查时期相应的代表性,采样前要与有关单位研目,编制设计讲明书。 3.2 不同矿产勘查时期的选冶试验
需要作选冶试验的矿产,应加大矿产物质组成和工艺矿物学的研目,并按矿产勘查的不同时期分不进行试验。 3.2.1 普查时期
工业利用已成熟的、尚成熟的易选的一样矿产能够进行类比而不作选冶试验;对组分复杂、矿物颗粒细、工业利用尚无成熟体会的矿产应进行第一类或第二类试验。 3.2.2 详查时期
矿山邻近有类比条件的易选矿产,可进行类比评判而
不作选冶试验,否则,应进行试验,一样作第一类或第二类试验。国家急需的难选矿产应作第三类试验。 3.2.3 勘探时期
一样矿产作第二类或第三类试验。矿山邻近有类比条件的易选矿产作第一类或第二类试验。难选矿产应作第四类试验。对大型矿山必要时,还要作第五类试验。 总之,在勘查时期,对工业利用已成熟,尚成熟的、有类比条件的易选矿产,能够不作或地勘初期不作选冶试验,反之,矿石组分复杂、矿物颗粒细、工业利用尚无成熟体会的,难选的以及新类型矿产,必须及时进行选冶试验。一样在上一时期的矿产选冶试验成果达不到相应要求时,不能转入下一时期的勘查工作。
勘探时期提交的矿产选冶试验成果,应该是在我国目前条件下,技术可行、经济合理,能为工业开发利用的。对具工业价值的伴生组分或共生矿产也必须进行综合勘查和选冶试验。
矿石加工技术试验采样,应注意其代表性,如矿石组分(包括有益、有害)、品级、结构、构造、含泥情形等,均应与样品所代表的品级、类型(自然、工业)差不多一致。对不同类型的矿石应单独采样;需要混合样时,应按各种类型矿石所占的储量比例采取组成。为满足试验要求和达到预期成效,地勘部门采样前应与设计、试验单位共同商定采样的重量、原则及要求,并负责编制采样设计,指导、配合采样。
3.3 某些建材、化工、非金属矿种的选冶试验目的和采样要求
3.3.1 水泥灰岩及粘土配料
灰岩矿石质纯、粘土配料简单和邻近有矿山和资料类比时,可不作试验或不作某些项目的试验.试验的项目和对样品的要求,由设计、试验单位按照矿床具体情形提出。 采样一样按类型(自然、工业)、品级采取。对开采时 可能混入的夹层也要按比例采样,使样品具代表性。 一样作煅烧、易磨、淘泥、沉降、成球等试验。所需样品重量,石灰质原料1~2吨,粘土质原料0.5~1吨。 3.3.2 冶金、化工用途的石灰岩、白云岩
(1)耐磨、耐压试验作为冶炼的熔剂,一样应作耐磨、耐压试验,它阻碍炼炉的透气性和熔剂效益。试样规格5×5×5cm。
(2)煅烧试验 电石工艺要求合格的块度,取决于石灰的热裂性能。在半工业试验中进行,已有类似数据时,可类比论述。
(3)成型试验 白云岩用于生产耐火材料白云石砖时,应作成型试验,它与矿石的有害杂质(Fe2O3、RO2)和烧失量有关。通过试验收集直截了当阻碍矿石成型性能的数据,耐火度、一般收缩和残余收缩、瞬时耐压强度、高温荷重、软化点等。此项试验通常采纳实验室规模。
(4)吸附试验制糖利用灰岩的滤清性能,清除杂质,应作此试验。
(5)熔融试验利用白云岩作熔剂。用以降低玻璃的烧成
温度,需作此试验。
(6)水洗试验在缺少优质灰岩、白云岩地区,清除含泥率较高的矿石中的有害杂质而作水洗试验。对洗矿方法、设备和成效应进行广泛的研究。 3.3.3 石墨矿
对鳞片石墨的选矿试验尤显重要,在研究、把握矿石类型、品级及其空间分布、变化规律的基础上,采取代表性样品。地勘时期应作如下试验:
(1)可选性试验初步解决矿石工业利用的可能性和正目(+l00)以上各级石墨片的含量,作为能否进行勘探的论证和制定工业指标的依据。探究石墨大鳞片的爱护措施及综台利用的可能性。
这一试验一样在详查时期进行。样重需要300~500kg。 (2)实验室流程试验 目的是提出石墨浮选的合理工艺流程和技术指标,评判石墨矿的工业价值,提供伴生有用组分的综合回收利用的途径,有害杂质的脱除方法,脱除程度、为矿山建设设计提供参考依据。
这一试验一样在勘探时期进行.样重500~1000kg(或商定)。
(3)对尚无生产实践的新型石墨矿床或组分比较复杂,难选的石墨矿石,必要时应作实验室规模的扩大试验。 在各时期选矿试验中,始终应重视爱护大鳞片正目(+l00)石墨及提升其产率的研究。 3.3.4 高岭土矿
通过选矿试验,清除杂质、富集有益组分,满足不同工业部门对高岭土的要求。研究矿石中有害杂质(如砂质、
铁钛杂质、黄铁矿、明矾石等)的可选性和有益伴生组分综合回收的可能性。
一样需对高岭土矿石进行人工手选或机械(干法、湿法)选矿。
高岭土用途广泛,各种用途对矿石的要求不同。 (1)初步可选性试验一样应在勘探前完成,以便设计部门逑行初步技术经济评判,拟订产品方案和工业指标。样重按照测试项目不同,数十公斤至数百公斤。
(2)实验室流程试验(或加工)一样要求在勘探时期进行,提出合理的选矿(或加工)工艺流程和要紧技术经济指标(包括选矿比、精矿产率、回收率、要紧有益、有害化学成分的含量,动力及要紧材料消耗等)。样重几百公斤至一吨。
当矿床与已开采的同类型、同用途矿床可类比或已被利用时,选矿试验可少作或不作。
(3)对有害杂质含量高又不易选不的矿床和用作造纸原料的矿床,一样应作实验室规模的扩大连续试验或半工业试验(包括选矿或加工)。其采样,试验由工业部门负责,地勘部门协同配合。样重需数吨。
作造纸原料的高岭土矿还应研目矿石的分级方案。 作陶瓷原料的要作实验室规模的制陶样品的试验。 3.3.5 耐火粘土
选矿试验是耐火粘土全面评判必不可少的,地勘单位应完成实验室试验,作为可行性研目及矿山建设初步设计的依据。试验室设备条件下,对耐火粘土的制砖工艺、制品的理化性能作一样了解(大致内容见物理、工艺性能部
分)。按照原料的品级、特点,确定制品牌号、配方,混炼的调配方法,加料顺序,确定成型的水分、方法、压力和一般型砖的制成、干烧砖坯烧成的方法。依据国家、煤炭部颁标准检验制品理化指标,最后论述制成产品是否符合标准,工艺及其它咨询题.样重O.2~0.3吨。
有害组分超限时,应作半工业制砖试验,由工业部门负责,地勘单位协同配合。
为提升矿石质量,一样可用水洗、人工拣选,以至浮选、磁选、重选,化学选矿等方法,富集有益组分,除去有害杂质。 3.3.6 萤石矿
地勘时期应对矿石进行手选和实验室选矿加工试验,要紧是确定矿石加工分选成块精矿(CaF2含量>65%、块度6~350mm)和粉精矿(CaF2含量>93%、100~200目)的可能性。
块矿的手选试验,要求确定块精矿产率、精矿和尾矿的CaF2品位,要紧有害组分含量及其变化范畴-精矿质量应能满足冶金、陶瓷、水泥用料的要求。试验一样在勘探现场进行,或托付有沫验的选矿厂进行。
手选尾矿和自然贫矿的浮选试验,要求研目和确定选矿回收率、精矿品位、杂质含量以及脱除杂质的有效途径。对方解石、重晶石含量较高,成分较复杂的难选矿石,在转入勘探前应取得可选性试验资料。
萤石碎屑矿可用淘洗、跳汰或重介质选矿方法去回收,勘探时期对其应进行选矿试验研目。
对邻近已有类似的勘探或开采矿山的选矿资料可作类
比的,能够少作或不作选矿试验。
对设计建设矿山的小型矿床、应采集有代表性的样品进行手选和浮选试验。
手选样重需数百公斤至2~3吨.实验室选矿试样100~500kg。
3.3.7 平板玻璃硅质原料
按照矿石特点及工业部门的要求,一样对不同类型,品级的矿石分不采取1~2个样品作实验室可选性试验,研究矿石物质成分、赋存状态、结构、构造和可选性,确定精矿品级、产率等。
工业部门需要进行半工业、工业试验时,地勘部门给予协同配合。 3.3.8石膏、硬石膏
按具体情形,与设计、试验部门商定试验的种类、数量。对已有生产实践体会的可供类比的矿石类型,一样不进行试验,但需在类比的基础上作出评判。对新类型的矿石,应进行实验室可选性试验,并作出评判。
工业部门需作半工业.工业试验时,地勘部门协同配合。
4.石材的采样
饰面石材具备装饰性和耐用性而作为建筑材料。原始矿石应具备中意的色泽,能获得一定比例的合格的荒料,还应具备能被锯、磨、抛光、切等性能,并具有一定的板材率、光泽度。故饰面石材的采样测试要求有不于其它矿
种,要紧是对岩石的物性作一系列测定和研究。 4.1 标准样
石材的品种、亚品种,应由工业部门确认。其标准样的采集按矿体(层),每一品种许多于一件,应具代表性。规格一样不小于30cm×30cm×2cm。通过加工、抛光,显示其颜色、花纹,作为品种、亚品种的标准。单色块状构造的品种
的标准样,可为10cm×8cm×2cm,若颜色,花纹各向异性时,则应按不同方向,各取同等数量和规格的样品。 4.2 差不多样
用来与标准样相对比,划分矿石的品种、亚品种的样品,看起来类似一样的“差不多分析样”。按工程、分矿体(层),每一品种、亚品种采取许多于1~3件。其规格为10cm×8cm×2cm。
当品种、亚品种厚度较大时,则每间隔5~lOm采取一件,操纵其变化。
采取了标准样的,应同时采取差不多样,以便对比。一样情形下,岩石通过水湿后,其颜色、花纹较为清晰,差不多显示加工后的特点,即可与标准样进行对比,故差不多样不必全部加工,但应选取10%具代表性样品进行加工、抛光、与标准样对比。
4.3 石材的其它采样
包括其它各种物性测试样,岩矿鉴定样、化学分析样及放射性测定样等。 4.3.1 体重、吸水率样
分矿体(层),每一品种(亚品种),各许多于5件。规格、要求和测定方法与一样矿石相同。
当不同矿体(层)某一品种(亚品种)能够相互类比时,则这一品种(亚品样)可不分矿体,各采取5件以上,其总数许多于10件。
4.3.2 抗压、抗折强度和耐磨样
分矿体,每一品种许多于三组,样品保证能切制下列规格:
抗压强度样100mm×100mm×lOOmm立方体;
抗折强度样120mm×40mm×20mm柱体; 耐磨率样φ25mm×60mm圆柱体。
当不同矿体(层)某一品种(亚品种)能够相互类比时,则这品种(亚品种)可不必分矿体,各采取三组以上,但总数应许多予5组。
其它物性测试项目的采样,视需要而定,其测试要求同一样矿石。 4.3.3 岩矿鉴定样
按矿体(层),每一品种、亚品种采取代表性的岩矿样3件以上,进行切片镜下鉴定。要求同一样岩矿鉴定。 4.3.4 化学分析样
按矿体(层),每一品种、亚品种采取代表性样品3件
以上进行化学分析,了解其化学组分及含量,作一样了解和综合利用的依据。
(1)大理石分析:CaO、MgO、Si02、A1203、Fe203和烧失量。
(2)花岗石分析:一样作Si02、TiO2、MnO、Fe203、FeO、A1203、CaO、MgO、K20、Na20等以及按照实际需要和光谱分析成果中有专门的元素。 4.3.5 光谱分析
选取代表性矿石作光谱分析,作一样了解,确定石材中是否有可综合利用和专门的、更有价值的元素。若有专门,则另行考虑。 4.3.6 放射性测量
对石材,专门是花岗石,应作r测量,提交r值等值图(比例尺同矿区地势地质图)。这针对勘探矿区和有专门时而言,对一样大理石石材、小型矿床及工作程度不深的,先作一样检查了解即可。
5.煤田采样
5.1 煤心煤样
煤心煤样又称“钻孔煤样”,是从钻孔煤心中采取的煤层煤样。 5.1.1 要紧用途
(1)了解煤的各项质量指标及其在研究区中的变化情形。
(2)确定煤的牌号和工艺性能,研究煤的合理利用方向。
(3)了解煤中有益有害元素的含量,判定其可利用程度或对环境的污染程度。 5.1.2 采样要求
(1)以独立煤层为单位,一样应采取全层样。 (2)厚煤层可分层采样,分层厚度一样不大予3m,并尽量使各采样点的分层相一致。
(3)煤层结构及煤岩类型有明显差异的煤层,应按照储量运算煤层厚度的分合原则和不同煤岩类型分层采样。 (4)煤层有炭质岩石的伪顶或伪底时,应与煤心煤样同时采样;煤层的伪顶、伪底为非炭质岩石时,可各采取0.1m的样品。
(5)煤心为完整柱状时,应选出lOmm以上的夹石;煤心为碎块或粉状时,应选出全部可见夹石。所选出的夹石,应按岩性分不送验,测定水分、灰分,挥发分、硫分和比重。煤矸石还应增测发热量。
(6)煤心中的黄铁矿结核(或夹层)数量较多时,应单独采样,准确称重,测定其水分、灰分、全硫和比重。 (7)煤心煤样一样不缩分,应全部送验。送样重量每米一样许多于0.8kg(小孔径钻孔许多于0.4kg)。
(8)煤心煤样必须保证清洁,不污染,不磨烧或混有外来杂质。煤心采取率过低,或污染、磨烧变质严峻时,均不得采取煤心煤样。
(9)煤心煤样一样要求采样后即密封包装(用密闭和体积适宜的防锈筒,以胶布缠口蜡封或焊封)。
5.2 煤层煤样 5.2.1 煤层煤样及种类
在生产矿井、小窑或勘探巷道中,由煤层顶部到底部采取的煤样,称煤层煤样。煤层煤样按照分层的方式还可分为全层煤样、(自然)分层煤样、人工分层煤样和可采煤样等。
(1)全层煤样:从煤层顶板到底板(包括lOmm以下的夹石层)采取的整个煤层的样品。
(2)分层煤样:又称自然分层煤样。是指煤层中因有夹石而被分隔成若干煤分层。从煤和夹石的每一自然分层分不采取的煤样。
(3)人工分层煤样:关于厚煤层,按照煤层中煤岩类型的变化或开采时一样采煤高度的需要而人为分层采取的煤样。
(4)可采煤样:关于复杂结构煤层,在采煤时应开采的煤分层及其夹石层中采取的样品。 5.2.2 要紧用途
(1)研究全煤层或各煤分层的煤质及其开采利用价值; (2)具有煤心煤样的用途,必要时二者可进行分析对比。
5.2.3 采样安求及方法
(1)煤层煤样一样在生产矿井,小窑及勘探巷道中煤质有代表性的地段采取,煤层厚度要接近或犬予最低可采厚度。
(2)可采煤样与分层煤样一样要同时采取。
(3)分层煤样应从煤和夹石的每一自然分层分不采取。当煤层厚度小于1m时,厚度小于20mm的夹石层可归入相邻的煤分层中;当煤层厚度大予或等于1m时,厚度小于30mm的夹石层可归入相邻的煤分层中,不必单独采取。 (4)可采煤样的采取范畴包括实际开采煤层的全部煤分层和夹石层。关于分层开采的厚煤层,则按分层开采厚度采取人工分层样。
(5)煤层煤样的采取使用刻槽法。先将采样点煤层表面铲平,底板清扫洁净。然后在平坦的煤壁上,垂直煤层层理,由顶到底划四条直线。当煤层厚度在1m或1m以上时,线距为lOOmm;当煤层厚度在l五以下时,线距为150mm。若煤层松软时,第二、三条线之间的距离能够适当放宽。在第一、二条线间采取分层煤样,在第三、四条线间采取可采煤样。掏槽深度均为50mm。刻槽前,先在底板上铺好油布,以便刻下的煤样全部落在油布上。分层煤样要先划分出各分层,量出分层厚度及总厚度,再从上到下,一个样刻完后,全部装入样袋,油布清理洁净,填好标签,接着刻下一个样。
(6)煤层煤样一样不缩分,全部送验。 (7)煤层煤样采样后要求赶忙密封包装。 5.3 煤岩煤样 5.3.1 种类及用途
煤岩煤样是供作煤岩鉴定用的煤样,一样可分为: (1)混合煤岩样:用以研究煤的差不多性质和工艺性
能。
(2)柱状煤岩样:用以研究煤的成因和地质规律。柱状煤心也可作柱状煤岩样。
(3)块状煤岩样:煤质坚硬时,可用连续块状煤样代替柱状煤岩样。块状煤心也可作块状煤岩样。
(4)煤岩类型样:沿煤层用肉眼划分宏观煤岩类型,然后按煤岩类型用拣块法取样。 5.3.2 采样要求
(1)采样点除专门需要外,一样应躲开断裂带、风化带、岩浆岩侵入体和煤层突变地点。煤岩煤样能够在氧化带内采取,但作反射率和显微硬度测定的样品,必须在氧化带以下采取。
(2)采样时,要对采样点煤层的物理性质和邻近的煤层、构造、顶底板进行详细描述。
(3)混合煤岩样可利用煤心煤样或煤层煤样缩制,一样不专门采取。
(4)柱状煤岩样一样在巷道里采取。采样时,先清理煤壁使之平坦,从顶板到底板画两条间隔lOcm左右的垂线,挖掉两条垂线外侧的煤,深5~lOcm,使之成为具有三个自由面的煤柱体,套上三面木箱,将煤柱体打下,钉好木 箱,标明上下方向和编号。煤层厚度大时可分段采取。煤样中可包括厚度小于lOcm的夹石。大于lOcm的夹石应进行描述,必要时单独采取标本。
(5)块状煤样也要在巷道中采取。煤块的规格一样应大于10cm×5cm×5cm,各块均应注明上下方向并依次编号。在通过详细的宏观鉴定后,也可分段采取不连续块状煤样,
块数按照煤岩类型和制片需要确定。
(6)煤岩样一样采纳木箱包装。包装时须保持原有的层位次序,不得颠倒纷乱。 5.4 可选性试验样 5.4.1 种类及用途
可选性试验样是研究煤的可选性的煤样。可分为: (1)筛分、浮沉试验煤样:是用作进行筛分试验和浮沉试验的煤样。一样多在巷道内采取,用来确定煤的粒度及不同粒度煤的可选性。
(2)简选煤样:是用作简易可选性试验的煤样,可在钻孔煤心或坑道中采取。
(3)煤岩可选性煤样:是通过煤岩学的方法来估量煤的可选性的煤样。可在煤层煤样,煤心煤样中缩取。 5.4.2 采样要求
(1)筛分、浮沉煤样在生产矿井或勘探坑道中采取。采样点应布置在氧化带以下及煤层厚度、结构、煤质正常的地段。在煤层和煤质没有明显变化的情形下,一个筛分、浮沉煤样最好在不同地点按一定比例采取。煤样中应包括开采的夹石层、伪顶和伪底。除厚煤层或煤质有专门差异外,均应采取全层样。
(2)厚度较大的煤层,若煤质比较均一,能够不分层采取;若煤质有明显变化,需要分层采取,但分层厚度亦不宜小于2m。
(3)煤样的重量,按照大块煤率和筛分、浮沉流程多少
决定,一样6~12吨。块煤率高仅做一次筛分浮沉试验的,煤样的重量6吨即可;块煤率低而又需作三次筛分浮沉试验的,煤样重量不能少于10吨。
(4)采取筛分浮沉样时,最好按今后正式生产时所用的采煤方法采取,使煤样破裂接近正式生产时的粒度。做不到时,使用打眼放炮法。
(5)煤样在运输和存放过程中,应注意幸免不正常的破裂、缺失和混入杂质。煤样应储存在不受日光照耀和风雨阻碍的地点。从采样到试验终止不得超过20天。 (6)简选煤样,从钻孔中采取时,样重要求许多于5kg,最好在13kg以上。在坑道中采取时,要求煤样重量30kg以上。粒度为-13mm。样品的采取和包装要求可参照煤心煤样和煤层煤样。
(7)煤岩可选性煤样,从煤心煤样中制取时,要求粒度-6mm,重量1kg以上;从煤层煤样中制取时,要求粒度-6mm,重量6kg以上;从筛分、浮沉煤样的各粒级中制取时,粒度和重量按国家标准(GB474--77)要求,由测试单 位制取。 5.5 体重煤样 5.5.1 用途和种类
为确定煤的体重而采集的煤样叫体重煤样。体重是储量运算的差不多参数之一,测定体重要紧是为了运算储量。体重煤样一样分为小体重煤样和大体重煤样两类。 5.5.2 制样、采样要求及方法
小体重煤样能够从煤层煤样或煤心煤样中缩取6~8mm的煤粒200g,将其分作两份,一份测定容重,另一份测定水分、灰分、全硫、硫化物硫等项目。钻孔中用拣块法采取体重样,每米至少采取5块,块度不宜小于25mm。 大体重样在生声井或勘撂巷道中采取,采样方法: (1)选择煤层厚度和结构有代表性的地点,将工作面平坦。清扫洁净,铺上较大的防水布。
(2)从煤层顶板到底板刻取1m左右的体积。样槽宽度不得大于深度的两倍,样槽各壁必须平坦并互相垂直。厚煤层可按煤的自然分层或人工分层分不采取,分层厚度一样不大于3.5m。
(3)在样槽邻近。按宏观煤岩类型采取小块体重样。 (4)厚度5cm以上的夹矸一律剔除,准确称重。 (5)准确丈量样槽的十二个边长,运算其体积。用同一方法算出厚度大于5cm的夹矸的体积。如夹矸层形状不规则时,可将夹矸浸入水中,测出体积。
(6)准确称量空气于燥状态的全部煤样,并缩取一份煤样,测定水分、灰分、比重、全硫、硫化物硫等项目。 (7)同一地点的两份体重样的容重值,其差值不得大于O.05。
5.6 半工业性试验样 5.6.1 要紧用途
在接近工业生产规模的条件下,对煤进行各种工艺性能研究。
3
5.6.2 种类及采样要求
(1)炼焦半工业性试验样(旧称铁箱煤样、箱试煤样):用以研究煤炼焦的工艺性质。 炼焦半工业性试验样采样要求:
①炼焦半工业性试验样一样从坑道内用刻槽法采取,刻槽规格按照煤层厚度和送样重量确定;也可从可选性煤样中缩取。
无坑道时,能够采纳大孔径孔或群孔合并采取一个煤样;也可用钻孔采取煤心后用校正器刮取煤样。用校正器刮煤时,应注意从煤层的各部分割取大体相等的煤样。 ②夹石处理方法同煤层煤样。
③煤样重量按照试验方法确定。进行200kg焦炉试验,需精煤250kg,或相当予250kg精煤的原煤。
④采样时应同时采取煤层煤样或煤心煤样,以便测定一样项目。
(2)气化半工业性试验样:是用以研究煤的机械强度、热稳固性、气化活性等方面工艺性能的煤样。 采样要求:
①机械强度试验样:按照煤层结构和煤岩类型,按比例从工作面上采取约50块,块度60~lOOmm,重量许多于25kg。
②热稳固性试验样:可从坑道或钻孔中按照煤层结构和煤岩类型按比例采取.厚煤层可按采高或不同煤岩类型分不采取。煤样粒度和重量按照测定方法确定:如以13~25mm级块煤箨试验的溉定法,应保证13~25mm粒度级的煤样3kg以上;如以16~13mm级块煤作试验的测定法,应保
证6~13mm粒度级的煤样2kg以上。
③活性测定样:是用以测定煤对气化剂的反应能力的样品。可利用煤层煤样或煤心煤样制取,煤样粒度3~5mm(褐煤4~6mm)重量许多于1.2kg。
④结渣性试验样:可从煤层煤样或煤心煤样中制取,粒度3~6mm,重量许多于6kg。
(3)小型煤气发生炉 (固定层发生炉)半工业性试验样:采样方法与可选性试验样相同。一样样重20~60吨,粒度25~75 mm。也可与试验单位联系确定。
(4)燃烧半工业性试验煤样:是研究煤的燃烧性能用的煤样。专门是对石煤及各种低热值煤,需要采取这种样品。采样方法与煤层煤样相同,重量一样许多于lOOkg。不破裂,不缩分。
(5)低温干馏半工业性试验样:采样方法与煤层煤样相同,但煤样的分层应按照含油率的变化确定.重量许多于lOOkg。
(6)煤砖(成型)试验样:采样方法同煤层煤样。重量一样许多于40kg。 5.7 风化、氧化带煤样 5.7.1 要紧用途
在煤层出露带上,从地表向地下按一定间距系统采取煤样。来研究圈定层的风化带和氧化带。 5.7.2 采样要求
(1)风化煤的宏观物理性质与正常煤有明显差不,一样
不需专门采样。
(2)氧化煤的化学性质和工艺性质与正常煤有差不,但宏观物理性质无明显差不。氧化带与正常煤之间有一个过渡带,其煤质与正常煤有轻微的差不。但不阻碍炼焦等工业利用。运算储量能够过渡带上界为准,取样则以过渡带下界为准。
(3)氧化带煤样能够利用浅部钻孔的煤心煤样,也能够在坑道采取,系统采样时,在过渡带邻近的采样点距应适当缩小,利用坑道采取时,不宜超过2m。在钻孔中采取氧化带煤样的采样方法与煤心煤样相同。在坑道内采取氧化带煤样,可参照煤层煤样的采取方法,选一段固定的层位采取.
(4)氧化带煤样必须及时送验,以免造成人为氧化。 5.8 腐植酸煤样
目的是研究泥煤、褐煤和其它煤种的风化煤中的腐植酸含量。
采样方法与煤层煤样和煤心煤样相同,从露头和坑道中采取时,煤样重量为1~3kg。风化煤采样点的布景,应从露头开始,每隔一定距离采一个点,依次向深部,直至含少量腐植酸为止。 5.9 瓦斯煤样 5.9.1 要紧用途
瓦斯煤样是用于测定煤层中的瓦斯成分和含量,以便估量煤层开采时矿井瓦斯的涌出量和瓦斯成份。它又可分为瓦斯成分煤样和瓦斯含量煤样。
(1)采样方法及要求:
①瓦斯成分煤样可利用刚提钻取出的煤心或在坑道中用真空罐采取。从钻孔中采取时,应用煤心采取器采取煤心;从坑道采取时可在刚爆破后的新奇工作面采取。煤样要尽快装入真空罐并密封。
取样前,应对真空罐进行气密性检查,罐内要擦洗洁净。采样时采取柱状或较大块的煤心,其长度应与真空罐长度相适应;采取粉状煤心时,应尽量装满塞紧。煤样装入罐内后应充满冷开水(粉煤不充水),然后在煤的顶部放一块脱脂棉,防止排气孔堵塞,将真空罐压盖拧紧(勿将胶垫拧碎)。拧时不准将罐倒置,以防罐内水流出。密封后将真空罐浸入水中,进行气密性检查。一样在两分钟后无漏气现象,即填写瓦斯取样讲明书,尽快送化验室脱气分析。气密性不行时不准送验。
②瓦斯含量煤样一样用集气式采取器采取。 取样前采取器各部件要擦洗洁净,组装好后要严格检查气密性。下口用油浸硬纸垫堵好并套一层胶套,注满清水,先在地面试验,如不漏水,方准下井。孔内要洁净,遇有掉块、翻孔等情形,不准取样,必要时应更换泥浆。
采样厚度一样O.3~0.4m,提钻前干钻0.05m,操作要迅速,防止夹钻。
采取器提出井口时,集气室一端要保持一定高度,方可拧卸采取器。当采取器试验部分取出后,用干布擦干,
迅速用橡胶布及黑胶布将丝扣部分密封,进行气密性检查,填写瓦斯煤样讲明书。从采样至脱气一样不应超过24小时。
③在钻进过程中发觉钻孔中有气体逸出时,应进行详细观测并用取气瓶采取气体样。采取方法可采纳漏斗法或其它方法。 5.10 煤尘煤样
煤尘煤样是为测定煤尘爆炸性而采集的煤样。 煤尘煤样一样可和用煤层煤样或煤心煤样来制取。在区内或邻近有生产矿井时,可在井下工作面扫集煤尘作为煤尘煤样,样重要求lkg。 5.1l 孢粉样 5.11.1 要紧用途
(1)确定含煤地层时代; (2)进行煤、岩层对比; (3)了解成煤原始物质的植物组成。 5.11.2 样品要求
(1)确定地质时代的孢粉煤样,可利用煤层煤样、煤心煤样,或在煤层露头处(深lm以下)取的煤样。
如采取岩石孢粉样时,应在炭质页岩、含植物化石碎片的细砂岩、粉砂岩、泥岩或灰黑色、深棕色的砂质或泥质岩石中,垂直层理采取块段样。其采样间距,当层厚小于1m时,间隔20~50cm采1块;层厚1~5m时,间隔O.5m
采1块;层厚5m以上时,每隔lm采1块。
(2)对比煤层的孢粉样,要在煤层的直截了当顶底板1m处再采一块样。为了操纵煤层的分岔、合并、尖灭等变化情形,煤层本身也要采取块段样,采样间距同上。若煤层松软呈粉状,可采取全层或分层混合样,即从煤心煤样或煤层煤样中缩取1/5~1/3送验。
对比煤层的孢粉样,采取时应绘1:200或1:500的煤层柱状图。
(3)孢粉样要自上而下严格注意编号;要严密包装,防止不同层位的煤末、岩粉及现代花粉混入。
(4)平均煤样(粉煤)重量许多于500g;块段煤样在坑道采取时,其规格为5cm×5cm×5cm,钻孔中取样垂直层理厚度为5cm,煤样重量一样许多于200g。岩石孢粉样在坑道取样的样槽规格为10cm×10cm×lOcm;钻孔取样垂直层理厚度为10cm。
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