Bài giảng Kỹ thuật Thăm dò

Các nhiệm vụ chính sau: Nghiên cứu đặc điểm địa chất mỏ Xác định điều kiện thế nằm của chúng Theo dõi và khoanh ranh giới thân quặng Lấy mẫu quặng Nghiên cứu cấu trúc bên trong của thân quặng và sự phân bố của các thàn phần có ích (hoặc có hại) theo loại và hạng quặng. Nghiên cứu điều tra điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất công trình, điều kiện khai thác mỏ và điều kiện kinh tế mỏ. Tính trữ lượng quặng và kim loại của mỏ

Phần thứ nhất: ĐẠI CƯƠNG MÔN HỌC Chương 1: KHÁI NIỆM CHUNG1.1 Khái quát chung

1.1.1 Mục đích thăm dò

Thăm dò là một quá trình tập hợp những công tác nghiên cứu cần thiết để:

- Xác định giá trị công nghiệp mỏ

- Thu thập các tài liệu địa chất để thành lập các bản vẽ thiết kế khai thác mỏ

1.1.2 Phương tiện kỹ thuật thăm dò

Thăm dò là một quá trình mà phải sử dụng các phương pháp địa chất như: Đo

vẽ địa chất tỉ lệ lớn ở trên mặt và dưới sâu, sử dụng các phương tiện kĩ thuật như các công trình khoan, khai đào, địavâït lí, lấy mẫu khoáng sản, điều tra địa chất thuỷ văn,

đo vẽ địa hình và đo vẽ các công trình

1.1.3 Nhiệm vụ của thăm dò

Các nhiệm vụ chính sau:

- Nghiên cứu đặc điểm địa chất mỏ

- Xác định điều kiện thế nằm của chúng

- Theo dõi và khoanh ranh giới thân quặng

- Lấy mẫu quặng

- Nghiên cứu cấu trúc bên trong của thân quặng và sự phân bố của các thàn phần

có ích (hoặc có hại) theo loại và hạng quặng

- Nghiên cứu điều tra điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất công trình, điều kiện khai thác mỏ và điều kiện kinh tế mỏ

- Tính trữ lượng quặng và kim loại của mỏ

Trong thăm dò cần xác định các biện pháp có hiệu quả kinh tế cao nhất để tìm tòi, phát hiện và nghiên cứu các thân quặng Sự lựa chọn tổ hợp các phương pháp thăm

dò hợp lí xác định khối lượng và phương pháp công tác phụ thuộc vào các điều kiện

tự nhiên (địa chất, địa lí) các điều kiện kinh tế của mỏ khả năng kĩ thuật thăm dò và nhiệm vụ cụ thể của từng giai đoạn thăm do Trong đó quan trọng nhất là mức độ phức tạp và biến đổi của cấu trúc địa chất của mỏ

Nhiệm vụ của thăm dò mỏ được giải quyết theo từng giai đoạn và theo các nguyên tắc thăm dò nhất định

1.2 Các nguyên tắc và phương pháp thăm dò cơ bản

1.2.1 Các nguyên tắc cơ bản của thăm dò mỏ

Các thân quặng thường có mức độ biến đổi khác nhau về hình dạng, phẩm chất,

vị trí trong không gian Do vậy muốn thăm dò chúng có hiệu quả cao, cần dựa vào các nguyên tắc thăm dò cơ bản sau đây:

1/ Nguyên tắc toàn diện:

Nguyên tắc thăm dò toàn diện biểu hiện ở chỗ nghiên cứu tương đối tỉ mỉ về toàn bộ mỏ được thăm dò để tránh những tổn thất khoáng sản do sai lầm trong thăm dò bước sau và lập kế hoạch thiết kế khai thác mỏ

- Khoanh vùng toàn bộ mỏ, nếu gặp mỏ phức tạp thì phải khoanh vùng các thân quặng hợp thành mỏ để có khái niệm bao quát chung về toàn bộ mỏ, dựa vào việc lập bản đồ địa chất trên mặt hay dưới sâu trong quá trình thăm dò địa chất

- Dùng các công trình thăm dò để nắm bắt rõ toàn bộ, thân quặng về chiều dày, thế nằm, tình hình phân bố của các loại và hạng quặng trong phạm vi từng thân quặng

để lập các mặt cắt địa chất, bản đồ địa chất có giá trị làm cơ sở cho việc tính trữ lượng, nghiên cứu địa chất thủy văn, địa chất công trình

- Nghiên cứu toàn diện chất lượng quặng, không những chỉ quặng có phẩm chất tốt, hàm lượng cao rõ ràng có giá trị công nghiệp mà cả những quặng trước mắt chưa thể sử dụng được nhưng tương lai lại có giá trị công nghiệp

2/ Nguyên tắc tuần tự:

Thăm dò theo nguyên tắc tuần tự nhằm làm tăng sự hiểu biết mỏ từ các giai đoạn thăm dò sơ bộ đến tỉ mỉ đến thăm dò khai thác Ở mỗi giai đoạn thăm dò cần sử dụng các phương pháp và trang thiết bị kĩ thuật chuyên môn từ đơn giản đến phức tạp

để nghiên cứu mỏ, đặc điểm biến đổi thân quặng về hình dạng và chất lượng Thăm dò

từ vùng có cấu trúc đơn giản đến vùng phức tạp Bố trí các công trình từ thưa đến dày

….Sử dụng nguyên tắc này có mức độ đầy đủ tương ứng với từng giai đoạn thăm dò

và phải tính đến đặc điểm riêng của từng mỏ mà vận dụng linh hoạt

3 / Nguyên tắc cân đối:

Thăm dò theo nguyên tắc cân đối phải dựa trên đặc điểm biến đổi địa chất của

mỏ, ở các thân quặng , ở các bộ phận khác nhau của mỏ Để hiểu được điều đó phải bố trí tương đối đều đặn các công trình thăm dò, các điểm lấy mẫu trong toàn bộ phạm vi phân bố của mỏ Tuy nhiên không thể cho rằng khoảng cách giữa các công trình thăm

dò là như nhau ở các khu vực có đặc điểm biến đổi địa chất khác nhau Ngoài ra còn phải chọn kĩ thuật thăm dò, các phương pháp nghiên cưú chất lượng sao cho có hiệu quả nhất và có độ chính xác như nhau, để thăm dò ở những vùng khác nhau của mỏ

4/ Nguyên tắc tiết kiệm:

Thực hiện nguyên tắc này nhằm làm giảm những hao phí càng nhiều càng tốt về nguyên liệu, vật liệu, sức lao động và rút ngắn thời gian công tác Trong thăm dò cần nghiên cứu kĩ hoàn cảnh địa chất mỏ để thiết kế với số lượng công trình, số lượng mẫu, số lượng công tác nghiên cứu địa chất ít, nhưng vẫn đảm bảo được yêu cầu của nhiệm vụ Ứng dụng khoa học kĩ thuật, cải tiến kĩ thuật tăng năng suất nhằm làm giảm giá thành thăm dò là nhiệm vụ thường xuyên của quá trình thực hiện công tác

Việc rút ngắn thời gian thăm dò xuất phát từ tình hình có liên quan đến việc đòi hỏi những nguyên liệu khoáng sản mới hay thiếu mà kế hoạch kinh tế đang bức thiết đòi hỏi phải thăm dò gấp rút

Thực hiện các nguyên tắc thăm dò phải có một tổ chức trong công tác thăm dò như xác định thứ tự tiến hành các dạng công tác khác nhau một cách hợp lí với các mối liên quan trong tổ chức

Thăm dò phải tiến hành theo một sơ đồ rõ ràng đúng đắn, được xây dựng bởi những nhà chuyên môn lành nghề và phải chuẩn bị đầy đủ các trang thiết bị phương tiện cần thiết

Thăm dò theo nguyên tắc hao phí thời gian ít nhất, tất nhiên khó mà tránh khỏi những vi phạm ở mức độ nào đó một số ù nguyên tắc nói trên Ví dụ: Vì gấp vội nên thăm dò không thể đảm bảo nghiên cứu toàn diện các thành phần vật chất của thân quặng, cũng có thể công trình thi công chưa tới nơi tới chốn nên gây lãng phí

Tóm lại: Các nguyên tắc thăm dò nói trên có liên quan mật thiết với nhau Mặc

dù mới nhìn qua hình như giữa một số nguyên tắc có mâu thuẫn Nhà địa chất cần phải thấy được trước những mâu thuẫn đó, để liên hệ giữa chúng với nhau sao cho hợp

lí mới có thể tiến hành công tác thăm dò một cách đảm bảo hợp lí nhất Muốn vậy phải

biết căn cứ vào sự phân tích tỉ mỉ các qui luật địa chất tự nhiên mà kết hợp đúng đắn với yêu cầu của các nguyên tắc

1.2.2 Các phương pháp thăm dò mỏ cơ bản

Theo Boriucop thì có thể gọi được là một phương pháp thăm dò một cách hợp lí khi phương pháp đó có thể giải quyết về mặt lí luận có căn cứ các nhiệm vụ chủ yếu của thăm dò:

- Phương pháp này phải bao quát những cái chung áp dựng cho bất kì một giai đoạn thăm dò nào, mà không phải trang bị kĩ thuật phức tạp, đủ loại

- Phương pháp thăm dò mỏ chỉ là phương pháp nghiên cứu mỏ cho ta rút ra kết luận về độ chính xác của khảo sát

Những vấn đề trên là những lí luận mà bất kì một giai đoạn thăm dò nào cũng phải có và là cơ sở của 3 phương pháp thăm dò cơ bản sau

- Thành lập các hệ thống mặt cắt địa chất thăm dò

- Lấy mẫu khoáng sản

- Đánh giá giá trị công nghiệp mỏ

1/ Phương pháp thành lập các hệ thống mặt cắt thăm dò:

Cho đến nay, phương pháp mặt cắt địa chất thăm dò vẫn là phương pháp đáng tin cậy nhất để tìm hiểu hình dạng, cấu tạo bên trong, thế nằm của thân quặng Mặt cắt có thể thẳng đứng , nằm ngang và được xây dựng dựa vào tài liệu địa chất ở các công trình khai đào, lỗ khoan và trong một số trường hợp phải dựa vào kết quả do địa vật lí

2/ Phương pháp lấy mẫu khoáng sản:

Lấy mẫu là một phương pháp hết sức quan trọng của thăm dò mỏ, nhằm nguyên cứu chất lượng của khoáng sản để phục vụ cho mục đích đánh giá công nghiệp mỏ Có nhiều phương pháp lấy mẫu khoáng sản và mẫu được lấy ở các công trình khai đào, lỗ khoan

3/ Phươg pháp đánh giá giá trị công nghiệp mỏ:

Đánh giá công nghiệp mỏ là phương pháp căn cứ vào tài liệu thăm dò để xác định giá trị công nghiệp mỏ về Trữ lượng, chất lượng, điều kiện sử dụng quặng, điều kiện khai thác và vận chuyển Đánh giá là một bộ phận hợp thành không thể thiếu được của công tác thăm dò mỏ Đây là khâu cuối cùng trong quá trình thăm dò địa chất, nhằm khẳng định hay phủ định mỏ có giá trị công nghiệp hay không

1.3 Các giai đoạn thăm dò mỏ.

Qúa trình thăm dò địa chất thường tiến hành tuần tự theo 3 giai đoạn: Thăm dò

sơ bộ, thăm dò tỉ mỉ, thăm dò khai thác Ơû mỗi giai đoạn việc nghiên cứu mỏ không giống nhau về mức độ chính xác, chi tiết phải được nâng cao dần để tìm hiểu mỏ ngày càng chắc chắn hơn

1.3.1 Thăm dò sơ bộ

1/Mục đích: Công tác thăm dò sơ bộ được tiến hành trên các đối tượng đã được

đánh giá có triển vọng do tìm kiếm thăm dò vạch ra Nhiệm vụ chủ yếu của thăm dò sơ

bộ là: xác định được các tài liệu về cấu tạo địa chất, trữ lượng, chất lượng, điều kiện thế nằm và tính chất công nghệ của quặng về điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn, điều kiện kĩ thuật khai thác Để đánh giá đúng giá trị công nghiệp của mỏ một cách có cơ sở

2/ Các công việc được tiến hành:

- Trước hết là làm chính xác và bổ sung những tài liệu đã thu được trong tìm kiếm

- Tiến hành công tác thăm dò sâu trong trường hợp điềøu kiện địa chất thuận lợi hoặc có những số liệu địa vật lí và địa hoá chỉ rỏ khả năng có khoáng sản ở dưới sâu

3/ Các dạng công tác chủ yếu:

- Làm chính xác các bản đồ ĐC tỉ mỉ đã có trên đối tượng thăm dò và lập các bản

đồ địa chất tỉ mỉ hơn cho từng khu vực riêng biệt, tỉ lệ bản đồ 1/ 5.000 – 1/ 1.000 – 1/500

- Khoan thăm dò

- Các công trình khai đào

- Lấy mẫu phân tích hoá, khoáng vật và thí nghiệm công nghệ của quặng

- Nghiên cứu địa chất thuỷ văn, địa chất công trình

- Tính trữ lượng quặng theo trữ lượng quặng cấp C1, C2 nếu mỏ có cấu tạo địa chất đơn giản thì một phần được tính trữ lượng cấp B

Theo kết quả thăm dò sơ bộ lập báo cáo địa chất và tính trữ lượng, đó là cơ sở của báo cáo kinh tế kĩ thuật Kết quả chủ yếu của thăm dò sơ bộ là đánh giá toàn bộ

mỏ một cách gần đúng và đáng tin cậy để có thể xác định được triển vọng sử dụng của

nó và đưa vào báo cáo kinh tế kĩ thuật

1.3.2 Thăm dò tỉ mỉ

1/Mục đích: Thăm dò tỉ mỉ được tiến hành trên những mỏ (hoặc từng khu riêng

biệt của mỏ) mà kết quả thăm dò sơ bộ cho là có giá trị công nghiệp và dự kiến sẽ khai thác trong thời gian sắp tới hoặc trên những mỏ đang khai thác Nhiệm vụ chủ yếu của thăm dò tỉ mỉ là làm chính xác thêm các nhiệm vụ đã được vạch ra trong thăm dò sơ

bộ

2/ Các công việc được tiến hành: Thăm dò tỉ mỉ được tiến hành theo thứ tự bắt

đầu từ những khu hoặc tầng mà có điều kiện địa chất, kĩ thuật khai thác và kinh tế cho phép khai thác trước tiên

3/ Các dạng công tác chủ yếu: Những dạng công tác chủ yếu của giai đoạn

thăm dò này cũng giống như trong giai đoạn thăm dò sơ bộ Tỉ lệ đo vẽ địa chất 1/ 2.000 – 1/ 500 Trữ lượng được đánh giá cấp A, B, C1 theo tỉ lệ qui định riêng cho từng loại khoáng sản Báo cáo địa chất được thành lập sau khi thăm dò tỉ mỉ hoàn thành Trong đó cần phải tổng hợp tất cả các tài liệu đã thu được trong suốt quá trình thăm dò trên mỏ đó và bao gồm những số liệu cần thiết cho việc xét duyệt trữ lượng ở

uỷ ban trữ lượng nhà nước và để lập phương án khai thác mỏ

1.3.3 Thăm dò khai thác

1/Mục đích: Nhiệm vụ chủ yếu của thăm dò khai thác là làm chính xác những

chi tiết về hình dạng thân quặng, ranh giới giữa các hạng quặng công nghiệp, đặc điểm chất lượng của từng hạng quặng và những điều kiện khai thác mỏ, nhằm xác định chính xác hơn số trữ lượng công nghiệp đã được tính toán trước đây cho từng khu khai thác

2/ Các công việc được tiến hành: Công tác thăm dò khai thác bắt đầu từ lúc tổ

chức khai thác đến khi kết thúc khai thác mỏ

3/ Các dạng công tác chủ yếu: Những dạng công tác chủ yếu của thăm dò khai

thác là đào những công trình chuẩn bị khai thác, công trình mở vỉa, công trình thăm dò đặc biệt, khoan, lấy mẫu thí nghiệm, theo dõi nghiên cứu địa chất thuỷ văn, địa chất công trình

Trên cơ sơ những kết quả thăm dò, tính trữ lượng một cách định kì để chuẩn bị cho khai thác từng phần mỏ riêng biệt (tầng, khối …) ngoài ra còn phải thống kê thường xuyên số khoáng sản đã khai thác và số còn lại trong lòng đất trong từng khu khai thác theo từng hạng quặng khác nhau Để làm sáng tỏ được các dạng hao hụt quặng và làm nghèo chúng đi

Chương 2: NHỮNG QUI ĐỊNH CHUNG THĂM DÒ MỎ KHOÁNG

SẢN

Các khoáng sản nhìn chung rất khác nhau về nguồn gốc và loại hình, điềøu kiện khai thác, điều kiện tuyển khoáng … Do đó trong thăm dò các qui định chung cần phải tuân theo là: Nguyên cứu những vấn đề cần thiết để xác định phương pháp thăm

dò, mạng lưới công trình hợp lí Những vấn đề đó là : Nguyên cứu địa chất mỏ, địa chất thuỷ văn, địa chất công trình và hoàn cảch kinh tế mỏ

2.1 Nguyên cứu địa chất mỏ và thân quặng

Nguyên cứu địa chất bao gồm nguyên cứu địa chất vùng mỏ và địa chất mỏ Nghiên cứu địa chất chung vùng mỏ để nắm được mối liên quan giữa các yếu tố địa chất với sự thành tạo khoáng sản, phát hiệân một cách đúng đắn và đầy đủ các vùng có khả năng chứa các loại khoáng sản, để vạch ra phương pháp tìm kiếm và thăm dò Nghiêân cứu địa chất mỏ để làm sáng tỏ cấu trúc địa chất mỏ, đặc điểm biến đổi của các thân quặng

2.1.1 Nguyên cứu về đá vây quanh.

Đá vây quanh các thân quặng có thể là đá macma, đá trầm tích hoặc đá biến chất Nghiên cứu đặc điểm đá vây quanh là công tác quan trọng của thăm dò địa chất,

để xây dựng các mặt cắt vàbản đồ địa chất Trong đó đặc điểm ổn định không thay đổi của mặt cắt các đá đóng vai trò hàng đầu Do đó nghiên cứu đá vây quanh thân quặng phải mô tả được qui mô, diện phân bố của từng loại đá, thành phần thạch học, khoáng vật, cấu trúc, và tính mang quặng để phân chia các tầng đá khác nhau, chu ý nghiên cứu tầng chứa quặng về qui mô, diện phân bố, chiều sâu phong hoá, vị trí, cấu trúc và mối liên quan với các tầng đá vây quanh

2.1.2 Nghiên cứu về cấu trúc địa chất

Nghiên cứu cấu trúc địa chất để xác định qui mô, hình dạng và thế nằm của các thân quặng.Trong thăm dò phải xác định mức độ phức tạp của cấu trúc địa chất mỏ để định hướng cho việc tìm ra mạng lưới các công trình thăm dò thích hợp và lựa chọn hợp lí các phương tiện thăm dò Các yếu tố của cấu trúc địa chất mỏ là: Nếp uốn, đứt gãy và hệ thống các khe nứt Chúng phải được mô tả và đo vẽ tỉ mỉ theo mức độ thăm

dò ở các giai đoạn thăm dò khác nhau Nội dung chủ yếu của chúng được nghiên cứu gồm: Đặc điểm hình dạng, kích thước, diện phân bố và các yếu tố riêng của từng loại cấu trúc như : Biên độ dịch chuyễn của đới phá huỷ (cà nát, vò nhàu ) của các đứt gãy; các đường trục, góc dốc của các cánh nếp uốn … Phân loại các yếu tố cấu trúc theo kích thứơc, tuổi (so với tạo quặng)

2.1.3 Nghiên cứu đặc điểm biến đổi thân quặng

Công tác này cần làm sáng tỏ các vấn đề về mức độ biến đổi hình dạng, chiều dày, thế nằm và chất lượng quặng

1/ Nghiên cứu sự biến đổi hình dạng chiều dày của thân quặng: Trong quá trình thăm dò địa chất các hình dạng rất khác nhau của các thân quặng được phát hiện đầy

đủ về đặc điểm cấu trúc và các bộ phận giàu quặng, cũng như sự tay đổi hình dạng, chiều đày của chúng Bộ phận giàu quặng của thân quặng thường có các hình dạng khác nhau: Thấu kính, ổ, ống, vỉa … Những sự thay đổi này được biểu diễn qua các chỉ số thay đổi của chiều dày Chiều dày có thể biến đổi từ từ, liên tục có qui luật theo đường phương, theo đường hướng dốc, như từ mỏng đến trung bình, dày, rất dày, vô

cùng dày hoặc không theo trật tự đó, gây nên mức độ ổn định khác nhau về hình dạng:

ổn định, tương đối ổn định, không ổn định và rất không ổn định

Xác định hệ số ổn định của hình dạng bằng hệ số tạo quặng:

Vq =

S

Si

∑

Si :Diện tích của các phần quặng đạt giá trị công nghiệp

S :Diện tích thân quặng (kể cả phần đạt và không đạt chỉ tiêu công nghiệp)

Nếu : Vq =1 tạo quặng liên tục

Vq = 0.7 – 1 tạo quặng ít bị gián đoạn

Vq = 0.4 – 0.7 tạo quặng gián đoạn

Vq ≤ 0.4 tạo quặng rất gián đoạn

Khi chiều dày thân quặng biến đổi rất đặt trưng thì dùng hệ số biến đổi về chiều dày

δ khi n < 25

n

M mi m

2)(

=

δ khi n > 25

δm: (xich ma) độ lệch trung bình bình phương của chiều dày.

mi : Chiều dày thân quặng tại mỗi điểm đo

n : Số lượng điểm đo

Khi Vm = 5 – 50% chiều dày biến đổi ít

Vm = 30 –80% chiều dày biến đổi trung bình

Vm = 50 –100% chiều dày rất biến đổi

Vm = 80 –150% chiều dày cực kì biến đổi

Trong trường hợp không xác đinh chính xác được diện tích của thân quặng, để

có thể thu được hệ số tạo quặng chính xác thì hệ số tạo quặng có thể tính theo công thức

Vq =

L

li

∑ ∑li : Tổng số chiều dài phần quặng đạt chỉ tiêu công nghiệp theo các công trình;

L : Chiều dài của công trình (công trình đào theo đường phương hoặc đường hướng dốc)

Trong thăm dò phải tìm hiểu những yếu tố ảnh hưởng tới hình dạng, sự biến đổi của thân quặng, sự xuất hiện của các lớp đá kẹp và qui luật phân bố của chúng, ảnh hưởng tới việc tính trữ lượng sau này

2/ Nghiên cứu sự biến đổi thế nằm của thân quặng:

Trong thăm dị cơng tác này cĩ tác dụng bố trí hợp lý các cơng trình thăm dị, vẽ chính xác hình dạng của thân quặng trên bình đồ và mặt cắt địa chất, đảm bảo kết quả tính trữ lượng và chọn hệ thống thăm dị…Cần làm sáng tỏ nguyên nhân gây biến đổi thế nằm thân quặng về gĩc dốc, hướng dốc, cũng như mức độ phức tạp của chúng Chủ yếu là các hoạt động kiến tạo sau tạo quặng gây nên những đứt gãy vị nhàu làm thay đổi thế nằm của thân quặng Thân quặng cĩ thể nằm trong kiến trúc đơn nghiêng, nếp uốn bình thường hoặc nghịch đảo Gĩc dốc cĩ thể cĩ những trị số sau:

0 – 50 thân quặng nằm ngang

5 – 250 thân quặng nằm thoải

25 – 450 thân quặng nằm nghiêng

45 – 600 thân quặng nằm dốc

60 – 900 thân quặng nằm rất dốc

3/ Nghiên cứu sự biến đổi chất lượng quặng:

Trong thăm dị việc đánh giá và xác định chất lượng khống sản là việc cơ bản tương đối phức tạp, chúng được giải quyết bởi một số biện pháp và dùng các phương pháp khác nhau để nghiên cứu Nghiên cứu chất lượng khống sản bao gồm: xác định hàm lượng các thành phần cĩ ích, cĩ hại, các tính chất vật lý kỹ thuật quan trọng để xác định việc sử dụng khống sản cĩ lợi trong cơng nghiệp Mặt khác cũng thấy rằng tính khơng đồng nhất của thân quặng trong sự phân bố các thành phần dẫn tới sự phân biệt các khu vực riêng biệt giàu các thành phần cĩ ích và trong một số trương hợp cĩ

sự biến đổi chất lượng ở hướng vát nhọn của thân quặng theo đường phương, hướng dốc và chiều dày

Chỉ số cơ bản của chất lượng với đa số các khống sản là hàm lượng (%) các thành phần cĩ ích, nĩ được đánh giá cả đặc điểm lẫn mức độ biến đổi Sự biến đổi của hàm lượng các thành phần cĩ ích cĩ đặc điểm khơng liên tục, nhảy vọt thường là biến đổi khơng quy luật hoặêc khơng thứ tự thì mức độ biến đổi chất lượng quặng được biểu diễn bằng hệ số biến thiên hàm lượng:

Vc =

C

c

δ(%)Trong đĩ: C: Hàm lượng trung bình số học

δc: Độ lệch trung bình bình phương của hàm lượng

Nếu Vc ≤ 10% quặng phân bố rất đều

Vc = 20 – 40 % quặng phân bố đều

Vc = 40 – 100 % khơng đều

Vc = 100 – 150% rất khơng đều

Vc >150% đặc biệt khơng đều

2.2 Điều tra các điều kiện địa chất thuỷ văn, địa chất cơng trình và kinh tế mỏ

Những cơng tác này rất cần thiết để cung cấp tài liệu cho sự họat động của xí nghiệp khai thác mỏ

- Điều tra chính xác độ sâu và yếu tố thế nằm của thân quặng để quyết định chọn phương pháp khai thác mỏ

- Các tính chất vật lý của khống sản và đá vây quanh: thể trọng, độ cứng, đợ ổn định , độ ẩm, độ cục, hệ số bở rời, độ chứa bụi, độ chứa khí, độ tro…

- Điều kiện thuỷ địa chất: Độ chứa nước của mỏ và cơng suất tháo nước cần thiết khi khai thác mỏ, nguồn dự trữ nước uống và nước cơng nghiệp

- Khả năng vận chuyển trong nước: các đường giao thông có liên quan đến mỏ.

- Dự trữ năng lượng và nhiên liệu: Khả năng chuẩn bị và khai thác nguyên nhiên liệu tại chỗ hoặc chở từ nơi khác tới

- Các dạng vật liệu xây dựng tại chỗ và khả năng sử dụng nó để xây dựng công nghiệp như gỗ, cát, sạn…

Tóm lại: Từ các vấn đề đã trình bày ở trên ta thấy rằng trong quá trình thăm dò các mỏ khoáng sản phải nghiên cứu kỹ các vấn đề địa chất, kỹ thuật khai thác, công nghệ và kinh tế, sử dụng các biện pháp tổng hợp phức tạp nhằm giải quyết các nhiệm

vụ thực tế và lý thuyết

Chương 3: CÔNG TÁC TIẾN HÀNH THĂM DÒ MỎ

3.1 Nghiên cứu địa chất phần trên mặt của mỏ.

Công tác này được tiến hành chủ yếu trong giai đoạn thăm dò sơ bộ, còn giai đoạn thăm dò tỷ mỉ và thăm dò khai thác được làm kỹ hơn và làm sáng tỏ những tài liệu địa chất mới thu được Công tác này bao gồm: phát hiện, theo dõi để khoanh ranh giới trên mặt của thân quặng và lập bản đồ địa chất chi tiết của khu mỏ

3.1.1 Phát hiện và theo dõi ranh giới trên mặt của thân quặng:

1/ Mục đích: Công tác này nhằm mục đích xác định vị trí và vẽ được ranh giới trên mặt của tất cả các thân quặng có trên mỏ

2/ Cách tiến hành: Tuỳ theo chiều dày lớp đất phủ trên thân quặng mà sử dụng các công trình như sau :

- Khi lớp đất phủ mỏng hơn 8m thì sửa dụng hệ thống công trình hào:

+ Đầu tiên đào các hào chính vuông góc với phương kéo dài của hệ thống các thân quặng, để phát hiện tất cả các thân quặng có trong mỏ Khoảng cách các hào chính dài từ 0.5-0.8 lần chiều dài của thân quặng quan trọng nhất Số lượng hào chính phụ thuộc vào chiều dài khu mỏ

+ Các thân quặng sau khi được phát hiện thì dùng hào phụ ( hào theo dõi ) để theo dõi và vẽ ranh giới Các hào theo dõi có thể đặt song song hoặc vuông góc với hào chính tuỳ thuộc vào chiều dày các thân quặng ( > 1m hoặc < 1m)

+ Những thân quặng có dạng đẳng thứơc thì có thể dùng hệ thống hào đạt vuông góc nhau để theo dõi và khoanh ranh giới

- Khi chiều dày lớp phủ > 8m thì phải dùng hệ thống giếng để theo dõi và khoanh ranh giới thân quặng:

+ Đầu tiên là đào một tuyến giếng chính đặt vuông góc với phương kéo dài của khu mỏ, để thành lập các mặt cắt địa chất, phát hiện tất cả các thân quặng Sau đó dùng các giếng kết hợp với lò để theo dõi và khoanh ranh giới thân quặng

+ Nếu góc dốc của thân quặng dốc từ 60 - 900 mà thân quặng dày thì dùng giếng và lò xuyên vỉa để vẽ mặt cắt địa chất như hình dưới

Nếu góc dốc các thân quặng < 600 thì trên mặt cắt địa chất đào các giếng qua đá gốc và thân quặng như hình vẽ dưới đây

Nếu các thân quặng nằm thoải và có nhiều lớp quặng hoặc thân quặng nằm song song thì giếng đào sau phải cắt vỉa đã gặp ở giếng trước như hình dưới đây

- Khi chiều dày lớp phủ dày và điều kiện địa chất thăm dò không cho phép sử dụng các giếng đào thì phải sử dụng các lỗ khoan để thăm dò Các lỗ khoan đặt trên tuyến vuông góc với phương kéo dài của các thân quặng hoặc các cấu trúc địa chất khu mỏ, như hình vẽ dưới đây

3.1.2 Lập bản đồ địa chất mỏ.

Bản đồ địa chất mỏ biểu hiện vị trí địa chất của thân quặng trong cấu trúc địa chất mỏ Diện tích của bản đồ bao trùm toàn bộ các thân quặng của mỏ và các yếu tố địa chất chính của khu mỏ Tỷ lệ của bản đồ phụ thuộc vào loại hình nguồn gốc công nghiệp của từng loại khoáng sản, thay đổi từ 1/25.000 - 1/500 Bản đồ biểu diễn trường quặng tỷ lệ 1/25.000 - 1/10.000 biểu diễn khu mỏ thì tỷ lệ 1/ 2.000 - 1/5.000 Biểu diễn thân quặng tỷ lệ 1/500

Ranh giới của bản đồ phụ thuộc vào cấu trúc địa chất chứa thân quặng Các thân quặng sa khoáng nằm trong trầm tích bổ rời thì diện tích bản đồ vẽ theo diện tích của lớp trầm tích đó Các thân quặng nằm trong các đá trước đệ tứ thì bản đồ phải vạch

rõ ranh giới của lớp trầm tích đệ tứ với đá gốc và vẽ theo cấu trúc chứa thân quặng

Số lượng điểm quan sát không qui định, nó phụ thuộc vào mức độ phức tạp của cấu trúc địa chất khu mỏ

Các bản đồ địa chất phải được vẽ với độ chính xác cao Các điểm quan sát, các công trình thăm dò phải được sác định bằng máy trắc địa, lập các mặt cắt địa chất chuẩn để phân biệt các thân quặng

3.2 Nghiên cứu địa chất phần dưới sâu của mỏ

Công tác này được tiến hành chủ yếu trong giai đoạn thăm dò sơ bộ và thăm dò tỉû mỉ Trong giai đoạn thăm dò khai thác thì được làm kĩ hơn và chính xác hoá các tài liệu địa chất

Nghiên cứu địa chất dưới sâu của các mỏ là phát hiện, theo dõi và khoanh ranh giới của các thân quặng trên các mặt cắt địa chất, dựa vào tài liệu địa chất thu được ở các công trình khai đào và các lỗ khoan Các mặt cắt địa chất thường vẽ theo các tuyến thăm dò, nó phản ánh cấu trúc địa chất và hình dạng của thân quặng ở dưới sâu Tuỳ theo độ sâu chôn vùi, thế nằm và mức độ phức tạp của cấu trúc địa chất các thân quặng

mà sử dụng các công trình thăm dò trên mặt cắt như sau:

1/ Đối với các thân quặng có thế nằm ngang, tuỳ thuộc vào độ sâu và giá trị của từng loại khoáng sản mà thăm dò có thể sử dụng toàn bằng hào hoặc toàn bằng giếng, hoặc toàn bằng khoan

2/ Những thân quặng có thế nằm thỏai và nghiêng thì thường kết hợp các công trình sau: Hào - giếng - khoan như hình vẽ dứơi đây:

3/ Những thân quặng nằm dốc và đứng ở những địa hình bằng phẳng thì thường dùng kết hợp giếng mỏ, lò và khoan nghiêng

4/ Những thân quặng nằm trong địa hình phân cắt mạnh thì dùng lò với các loại khoan nghiêng hoặc khoan đứng Thân quặng nằm trong địa hình đặc biệt thì dùng khoan nghiêng…

Đa số phần sâu trên mặt cắt của các thân quặng là được thăm dò bằng các lỗ khoan sâu nghiêng và khoan đứng Các công trình này được dùng để xác định cấu trúc địa chất của thân quặng và vẽ ranh giới thân quặng trên mặt cắt Dù ở trên mặt ( Bản

đồ địa chất) hay ở dưới sâu( Mặt cắt địa chất) thì ranh giới của thân quặng cũng phải đựơc theo dõi liên tục theo đường phương, theo hướng dốc, bằng tài liệu của các công trình thăm dò Nội suy ranh giới giữa các công trình gặp quặng ngoài cùng và công trình không gặp quặng, và ngoại suy ranh giới giả định ở ngoài phạm vi các công trình gặp quặng Các phương pháp này đựơc nghiên cứu kỹ ở phần tính trữ lượng quặng

Do vậy trong thực tế các công trình thăm dò được bố trí theo hai dạng cơ bản là dạng tuyến và dạng hình học.

3.3.2 Bố trí công trình thăm dò theo dạng tuyến

1/ Điều kiện áp dụng: Dạng này được sử dụng để thăm dò các thân quặng dạng vỉa, mạch, thấu kính nằm ngang, thoải, nghiêng có dạng kéo dài

2/ Cách bố trí: Các công trình thăm dò được bố trí trên các tuyến Các tuyến đặt vuông góc với phương kéo dài của thân quặng Tuỳ theo sự ổn định của đường phương

mà các tuyến có thể song song hoặc không song song nhau Xây dựng các mặt cắt địa chất chuẩn ở vùng có cấu trúc khoáng hoá tập trung hay trung tâm của mỏ

Tuyến thăm dò không song song Tuyến thăm dò song song

3.3.3 Bố trí các công trình theo dạng hình học.

1/ Điều kiện áp dụng: Dạng này được dùng để thăm dò các thân quặng nằm ngang hoặc thoải có dạng đẳng thước, diện tích chiếu lên bình đồ lớn Tuỳ theo sự biến đổi của thân quặng mà dạng này có ba kiểu là: Mạng lưới hình vuông; mạng lưới hình chữ nhật; mạng lưới hình thoi

2 /Mạng lưới hình vuông: Dùng mạng lưới này để thăm dò các thân quặng dạng đẳng thước, chất lượng quặng biến đổi đều theo mọi phương Các công trình ở nút mạng ô vuông như hình dưới đây

Mạng lưới thăm dò hình vuông Mạng lưới thăm dò hình chữ nhật Mạng lưới thăm dò hình thoi

3 /Mạng lưới hình chữ nhật: Dùng để thăm dò các thân quặng có mức độ biến đổi chất lượng quặng và hình dạng theo hai phương khác nhau Cạnh dài của hình chữ nhật đặt theo phương ít biến đổi, cạnh ngắn đặt theo phương biển đổi nhiều

4/ Mạng lưới hình thoi: cũng tương tự như mạng lưới hình chữ nhật, nhưng đường chéo dài của hình thoi dặt theo phương ít biến đổi, đường chéo ngắn đặt theo phương biến đổi nhiều của thân quặng Số công trình của mạng hình thoi tiết kiệm hơn mạng hình chữ nhật

3.4 Thứ tự thi công các công trình thăm dò

Có thể tiến hành một trong ba cách sau: tuần tự, song song và vừa song song vừa tuần tự

- Tiến hành tuần tự: Một công trình sau được thi công khi công trình trước đã hoàn thành và cho kết quả tốt Theo cách này thì đảm bảo về yêu cầu tài liệu và tiết kiệm được sự lãng phí công tình, nhưng không tiết kiệm được thời gian

- Tiến hành song song: Tất cả các công trình đều được thi công cùng một lúc, về

ưu điểm là tiết kiệm được thời gian nhưng phải huy động nhiều nhân công và máy móc, không tiết kiệm kinh tế và không đảm bảo chất lượng tài liệu địa chất

- Tiến hành vừa song song vừa tuần tự: Các công trình trên 1 tuyến thăm dò được thi công tuần tự, còn các tuyến thì thi công song song với nhau Như vậy sẽ tận

dụng được ưu điểm và khắc phục được nhược điểm của hai cách trên Cách này rất được phổ biến sử dụng trong địa chất thăm dò khoáng sản.

3.5 Xác định khoảng cách giữa các công trình thăm dò

3.5.1 Khái niệm:

Khoảng cách giữa các công trình thăm dò là khoảng cách từ tâm của công trình này đến tâm của công trình kia Khoảng cách này có thể được tính theo đường dốc của thân quặng trên tuyến hoặc theo đường phương của thân quặng Khoảng cách giữa các công trình thăm dò dài hay ngắn phụ thuộc vào các yếu tố: Mức độ phức tạp của cấu trúc địa chất mỏ, đặc điểm biến đổi của hình dạng thân quặng; chất lượng quặng; loại khoáng sản; giai đoạn thăm dò; loại công trình và diện tích của mỏ được thăm dò

3.5.2 Phương pháp xác định khoảng cách giữa các công trình thăm dò: Để xác

định khoảng cách giữa các công trình có thể sử dụng các phương pháp sau:

1/ Phương pháp tương tự: Đây là phương pháp chủ yếu để xác định khoảng cách giữa các công trình thăm dò Bằng cách so sánh mỏ đang nghiên cứu với mỏ đã được nghiên cứu hoàn thiện mà hội đồng khoa học nhà nước đã tổng kết nêu thành qui phạm, về loại hình, nguồn gốc, loại hình công nghiệp Từ đó rút ra mạng lứơi áp dụng cho mỏ mới Ví dụ mỏ sắt nhóm I

- Mạng lưới thăm dò cấp trữ lượng 111 là100 – 150m; cấp 121 là:200 - 300m; cấp 122 là: 600 – 700m

- Tỷ lệ trữ lượng 111+121 là 35% trong đó 111 là 10% còn cấp 122 là 65%.Trong thực tế để áp dụng phương pháp này thì nhất thiết phải có cơ sở để xếp mỏ vào nhóm mỏ nào đó tức làphải có một số nhận thức nhất định về cấu trúc, qui mô, chất lượng mỏ Vì vậy phương pháp này thường áp dụng cho giai đoạn thăm dò tỷ mỉ.2/ Phương pháp phân tích cấu trúc địa chất: Đây là phương pháp cơ bản để dự kiến các công trình thăm dò, cơ sở của phương pháp này là bản đồ địa chất, các mặt cắt địa chất dự kiến, các bình đồ đồng hàm lượng, chiều dày… Các công trình thăm dò phải đặt ở những vị trí đặc trưng sự biến đổi của các thông số địa chất công nghiệp cơ bản của thân quặng Các cấu trúc địa chất dự đoán phải được hiệu chỉnh thường xuyên dựa vào các tài liệu mới thu được ở các công trình thăm dò như: Lấy mẫu, nghiên cứu địa vật lý, địa hoá, đo vẽ địa chất…

3/ Phương pháp tính toán kinh tế: Phương pháp này được dùng để xác định mạng lưới các công trình thăm dò ở giai đoạn thăm dò khai thác đối với những khối mà trong giai đoạn thăm dò tỷ mỉ cho là không đạt chỉ tiêu công nghiệp về chiều dày, hàm lượng, điều kiện kỹ thuật khai thác… Khoảng cách giữa các công trình thăm dò bổ sung vào các khối này phải đảm bảo: Chi phí thăm dò bổ sung không vượt quá chi phí khai thác bổ sung có như vậy thì mới có lợi về mặt kinh tế

4

1

B P

S D

l :Khoảng cách giữa các lỗ khoan(m)

D: Giá thành của một lỗ khoan

S: Diện tích của toàn khối quặng thăm dò bổ xung (m2)

P 1:Độ ổn định của thân quặng, Tính theo tài liệu củat thăm dò sơ bộ qua phương pháp thống kê các mỏ cùng kiểu như mỏ đang thăm dò

B: Chi phí riêng về cơng tác khai thác bổ sung ở các khối khơng đạt chỉ tiêu.

3.6 Tăng dày mạng lưới thăm dị.

3.6.1 Khái niệm: Tăng dày mạng lưới thăm dị thực hiện khi chuyển từ giai đoạn

thăm dị này sang giai đoạn thăm dị khác, nhằm nghiên cứu tỉû mỉ những đối tượng thăm dị quan trọng, những thân quặng cĩ đặc điểm biến đổi nhiều về thành phần, hình dạng….Vì vậy mạng lưới thăm dị phải hiệu chỉnh cho phù hợp với đặc điểm địa chất của mỗi khối

3.6.2 Cách tiến hành: Việc tăng dày mạng lưới cĩ thể tiến hành theo các cách sau:

- Giảm hai lần khoảng cách giữa các cơng trình thăm dị, cả dạng tuyến cũng như dạng hình học

Cơng trình trăm dị sơ bộ.

Cơng trình thăm dị tỷ mỉ.

- Tăng dày theo hình dạng phong bì

Cơng trình thăm dị sơ bộ.

3.7 Mức độ thăm dị mỏ.

Để xác định được mức độ thăm dị mỏ đã thi cơng cĩ hợp lý hay khơng phải căn

cứ vào các vấn đề sau:

-Xác định đầy đủ các ranh giới thân quặng, loại quặng, hạng quặng

-Xác định đầy đủ các tham số tính trữ lượng

-Xác định rõ cấu trúc địa chất ảnh hưởng tới thăm dị, khai thác và điều kiện địa chất thuỷ văn

-Chiều sâu thăm dị phải hợp lý, phù hợp với thiết kế khai thác mỏ

-Mức đợ nghiên cứu sử dụng quặng

(Trong thực tế thăm dị mỏ tiến hành ở những mức độ tỉ mỉ khác nhau đối với các

bộ phận khác nhau của mỏ và cả khi đã hịan thành thăm dị tỉ mỉ, đặc biệt ở những mỏ lớn cĩ một bộ phận trữ lượng nào đĩ ở khu vực bên sườn hoặc dưới sâu của mỏ cịn chưa được thăm dị với mức độ chính xác cao thì trữ lượng chỉ cịn ở cấp 122 và 211

Ở những mỏ đơn giản về hình dạng và sự phân bố các thành phần có ích, kết quả thăm dò có trữ lượng cấp cao 111+121 nhiều hơn ở những mỏ phức tạp Đặc biệt ở những mỏ rất phức tạp thì không thể thăm dò đến trước lúc khai thác trữ lượng cấp cao

đó được Do đó khi chuyển giao mỏ cho khai thác thì mức độ thăm dò mỏ và độ chính xác của trữ lượng đã được tính là khác nhau Xuất phát từ hòan cảnh ấy đối với các nhóm mỏ khác nhau, cần xác định hợp lý tỉ lệ giữa các cấp trữ lượng công nghiệp: 111:121:122 để lập dự án chắc chắn và xây dựng các xí nghiệp khai thác PP nghiên cứu để xác lập tỷ lệ này còn chưa được hòan chỉnh Tuy nhiên cơ sở chính của việc xác lập tỉ lệ đó là các yêu cầu của tổ chức thiết kế và các dự kiến kinh tế nhất của thăm

dò tỉ mỉ

Với quan điểm đó, thì khi xác lập tỉ lệ 111+121/111+121+122 cần tính đến trữ lượng chung J0 và năng lực sản xuất trong năm của XN KT Thời hạn tối thiểu tồn tại của XN KT là am thì tỉ lệ đó được tính: ;

122121111

121111

0

J

=++

và S: Diện tích mỏ; Jm: Trữ lượng tối thiểu đảm bảo sự hòan lại vốn chi phí

và đồng thời cũng là trữ lượng cao nhất theo cấp 111+121 Theo công thức trên thì tỉ lệ

đó phụ thuộc vào giới hạn thay đổi của các giá trị J0; Jm; am và 111, đối với các nhóm

mỏ khác nhau Từ đó có thể nêu kết luận định hướng chung về quan hệ giữa các cấp trữ lượng đạt được trong các giai đọan tìm kiếm thăm dò):

Cụ thể là tỷ lệ giữa các cấp trữ lượng công nghiệp 111: 121: 122 đạt được cũng khác nhau:

- Giai đoạn tìm kiếm thăm dò cho phép xác định trữ lượng cấp 211

- Giai đoạn thăm dò sơ bộ cho phép xác định trữ lượng cấp 122+ 211 Nếu mỏ thuộc nhóm I có cấu trúc đơn giản thì một phần tính trữ lượng cấp 121

- Giai đoạn thăm dò tỉ mỉ chủ yếu xác định trữ lượng cấp 111 và 121 và một phần thăm dò cấp 122+ 211

- Giai đoạn thăm dò khai thác chủ yếu trữ lượng cấp 111

Ví dụ : Đối với quặng kim loại màu quý hiếm trữ lượng tối thiểu cấp 111 + 121 được thừa nhận trong phạm vi 5 – 10% Ở những mỏ phức tạp thì chỉ tính trữ lượng cấp 122

Những mỏ kim loại đen và phi kim thừa nhận trữ lượng 111+ 121 từ 20 – 40%.Những số liệu cụ thể về tỷ lệ này cần nghiên cứu trong các bảng hướng dẫn trữ lượng Nhà nước ban hành

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP PHẦN THỨ NHẤT

1/ Các nguyên tắc và phương pháp thăm dò cơ bản

2/ Các giai đoạn thăm dò mỏ

3/ Các phương tiện kĩ thuật cơ bản thăm dò mỏ

4/ Theo dõi và khoanh ranh giới thân quặng ở trên mặt

5/ Bố trí các công trình thăm dò

6/ Khoảng cách giữa các công trình thăm dò: Khái niệm; pp tương tự

PHẦN THỨ HAI: LẤY MẪU KHOÁNG SẢN RẮN

Chương 4: MỘT SỐ KHÁI NIỆM 4.1 Mục đích, yêu cầu của công tác lấy mẫu

1/ Mục đích: Lấy mẫu khoáng sản là một công tác quan trọng của thăm dò khoáng sản, nhằm nghiên cứu chất lượng khoáng sản phù hợp với các yêu cầu công nghiệp đối với các dạng khác nhau của nguyên liệu khoáng chất

Chất lượng khoáng sản được đánh giá về nhiều mặt: Thành phần hóa học, thành phần khoáng vật, thạch học và tính chất vật lý kỹ thuật …Ví dụ chất lượng của quặng kim loại được đánh giá bởi: Hàm lượng kim loại trong quặng, hàm lượng các khoáng vật, hàm lượng các chất có hại làm khó khăn cho việc gia công, luyện quặng hoặc hạ thấp chất lượng quặng và độ cứng của quặng

Các tài liệu mẫu còn cho biết quy luật phân bố của quặng trong không gian, xác định được những khu vực quặng giàu và nghèo, khoanh ranh giới thân quặng, xác định đới nguyên sinh, đới thứ sinh, dự đoán các thân quặng mới để quyết định việc tìm kiếm và thăm dò một cách rõ ràng và để tính trữ lượng

2/ Yêu cầu: Việc lấy mẫu được thực hiện bằng cách chọn một lượng quặng nhỏ tại vị trí lấy mẫu, nhưng nó phải đại diện cho thân quặng tại vị trí đó

4.2 Nguyên tắc lấy mẫu

Để mẫu sau khi lấy đạt được các yêu cầu đề ra, việc lấy mẫu phải thực hiện theo các nguyên tắc sau:

1/ Nguyên tắc đại diện: Mẫu lấy phải đại diện cho thành phần trung bình của phẩm chất quặng Tính đại diện của một mẫu có thể được biểu diễn bằng độ chính xác trong sai số cho phép của hàm lượng quặng ở trong mẫu và nơi lấy mẫu Để thực hiện được nguyên tắc này mẫu lấy phải được phân bố đều trên thân quặng; không lấy quặng xấu ít; quặng tốt nhiều; không lấy mẫu hoàn toàn ở nơi quặng đã hoàn toàn bị phong hoá; không để mẫu lẫn lộn, hoặc để rơi đất, đá ở bên ngoài vào mẫu

2/ Nguyên tắc đầy đủ: Để đảm bảo tính chính xác phản ánh chất lượng quặng thì mẫu lấy phải đủ số lượng; trọng lượng và kích thước Ví dụ trong giai đoạn thăm

dò tỉ mỉ các vỉa than cần lấy 3 – 5 mẫu thể trọng lớn, 30-40 mẫu thể trọng nhỏ Khi thăm dò các vỉa than phải lấy mẫu ở tất cả các công trình để nghiên cứu: độ ẩm; độ tro; nhiệt lượng và độ bốc của than

3/ Nguyên tắc tiết kiệm: Để rút ngắn thời gian lấy mẫu tránh làm chậm quá trình thi công công trình địa chất, giảm chi phí lấy mẫu, vận chuyển và gia công mẫu Tuy nhiên cũng phải đảm bảo tính đại diện của mẫu Do vậy phải chọn các phương pháp lấy mẫu có hiệu quả cao nhất về kĩ thuật và kinh tế Lấy mẫu phải nhanh, rẻ, đảm bảo năng suất cao, không nguy hiểm và kịp thời không làm chậm tiến độ thi công công trình

Tóm lại: Lấy mẫu là một phương pháp thăm dò quan trọng Kết quả của nó là một trong những tài liệu chủ yếu đểû đánh giá mỏ

4.3 Các loại mẫu lấy trong thăm dò

Trong suốt quá trình thăm dò các mỏ khoáng phải lấy 3 loại mẫu cơ bản sau: Mẫu hoá học; mẫu kĩ thuật và mẫu công nghệ

1/ Mẫu hoá học: Lấy mẫu hoá học được tiến hành từ khi tìm kiếm đến khi khai thác xong mỏ, nhằm xác định hàm lượng các nguyên tố tạo quặng, các nguyên tố có lợi, có hại trong quặng; từ đó xác định giá trị công nghiệp từng khu riêng biệt và của toàn bộ mỏ Việc lấy mẫu hoá học gắn liền với việc nghiên cứu khoáng vật và cũng là tài liệu cần thiết để tổ chức lấy mẫu kĩ luyện.

2/ Mẫu kĩ thuật: Lấy mẫu kĩ thuật để nghiên cứu tính chất kĩ thuật của một số nguyên liệu khoáng được sử dụng mà không cần chế biến như độ trong suốt của thạch anh; để tính trữ lượng quặng như thể trọng; nghiên cứu điều kiện kĩ thuật của công trình khai thác mỏ: độ cứng, độ bở rời, để nghiên cứu chất lượng khoáng sản như khả năng toả nhiệt của than, độ cứng của bột mài, độ mài bóng của đá ốp lát

3/ Mẫu công nghệ: Loại mẫu này được lấy để nghiên cứu tính chất công nghệ của khoáng sản khi chế biến như độ cứng, khả năng hấp thụ nhiệt của quặng sắt

Chương 5: LẤY MẪU HOÁ HỌC5.1 Khái niệm

Mẫu hoá học là phần vật liệu tối thiểu cần thiết của đối tượng nghiên cứu Mẫu được lấy theo những phương pháp nhất định, nhằm phản ánh thành phần trung bình của phẩm chất khoáng sản Kết quả phân tích mẫu với độ chính xác cho phép được phổ biến cho toàn bộ đối tường nghiên cứu

5.2 Phương pháp lấy mẫu ở vết lộ và công trình khai đào

5.2.1 Phương pháp lấy mẫu cục

1/ Điều kiện áp dụng:

Lấy mẫu cục nghiên cứu thành phần khoáng vật; kiến trúc; cấu tạo của quặng

và đá Nghiên cứu một số tính chất vật lý của quặng như thể trọng; tỉ trọng; độ ẩm Nghiên cứu thành thần hoá học của đá và quặng như lấy mẫu kim lượng để nghiên cứu vành phân tán nguyên sinh, lấy mẫu để nghiên cứu các biểu hiện quặng

Không dùng phương pháp này để nghiên cứu chất lượng quặng nếu các thân quặng còn ít được nghiên cứu trong giai đoạn tìm kiếm và thăm dò

2/ Cách lấy mẫu: Lấy mẫu cục được tiến hành bằng cách lấy từ 1, 2, 3 cục quặng đặc trưng nhất ở chỗ lấy mẫu Mỗi cục nặng 0.2 – 0.5 kg( đôi khi là 2.0 kg) Nếu thân quặng có cấu tạo phức tạp thì tại tiết diện lấy mẫu phải lấy vài cục cho mỗi loại quặng và hạng quặng khác nhau, phân bố đều trên tiết diện lấy mẫu đó Tính đại diện của mẫu được xác định bằng mắt thường

3/ Ưu và nhược điểm của phương pháp:

Ưu điểm: Phương pháp lấy mẫu đơn giản, nhanh, rẻ, không gây cản trở cho việc thi công công trình

Nhược điểm: Kết quả của phương pháp này cho độ chính xác thấp và khi người lấy mẫu thiếu kinh nghiệm sẽ dẫn đến các sai số trung bình của phẩm chất quặng, nhất

là các thân quặng có độ tạo quặng không đều Kết quả lấy mẫu phụ thuộc nhiều vào chủ quan của người lấy mẫu

5.2.2 Phương pháp lấy mẫu điểm

1/ Điều kiện áp dụng: Phương pháp này dùng để lấy mẫu các thân quặng có chiều dày lớn đến trung bình, có độ tạo quặng và sự phân bố các thành phần đều và tương đối đều Cấu tạo quặng thuận lợi để chọn mẫu là: Xâm tán đều; khối; xâm tán mạch nhỏ; dải mỏng đến lớn và thô Mẫu được lấy ở các công trình khai đào hoặc đống quặng hoặc trên toa xe vận chuyển quặng

Trên gương lò Trên đống quặng Trên toa xe

Sơ đồ bố trí lấy mẫu điểm

Khi đã có thói quen nhất định thì có thể chọn các cục mẫu mà không dùng đến lưới; đo khoảng cách giữa các đường và các điểm bằng thước dây

Lấy mẫu điểm trên gương lò nhờ đục và búa, trên đống quặng cũng dùng búa Thông thường kích thước cục mẫu từ 2-3 cm trọng lượng khoảng 100g, sau đó tập hợp chúng lại thành 1 mẫu

Số điểm chọn cục mẫu: Khi thành phần quặng phân bố đều là 12-15 điểm; hết sức không đều là 50-100 điểm Độ chính xác của mẫu thường tỷ lệ thuận với số điểm lấy các cục mẫu

3/ Ưu và nhược điểm;

Ưu điểm: Lấy mẫu nhanh, rẻ, đơn giản, độ chính xác tương đối, đảm bảo tính khách quan

Nhược điểm: Không dùng kết quả để khoanh ranh giới thân quặng

5.2.3 Phương pháp lấy mẫu múc

1/ Điều kiện áp dụng: Phương pháp này dùng để lấy mẫu ở các đống quặng đã được đào ra, lấy mẫu khi thăm dò mỏ sa khoáng và áp dụng để rút gọn mẫu trong gia công mẫu

2/ Cách lấy mẫu:

Sơ đồ các điểm múc mẫu

Đầu tiên là san bằng đống quặng để giảm bớt độ cao, đặt lưới lên trên đống quặng, từ tâm các ô mạng chọn lấy các mẫu nhỏ có trọng lượng nhất định Các mẫu nhỏ phải lấy từ trên mặt cho tới đáy của đống quặng Sau đó gộp tất cả mẫu nhỏ thành một mẫu

Chú ý phải giữ đúng sự tương quan giữa vật liệu thô và nhỏ, để tránh sai số cho kết quả mẫu Các tảng phải đập vỡ để lấy Số lượng mẫu nhỏ và trọng lượng mẫu thay đổi theo độ tạo quặng Ví dụ khi thăm dò các mỏ kim loại, mẫu múc được lấy như sau:

3/ Ưu và nhược điểm

Ưu điểm: Năng suất lấy mẫu cao, giá thành hạ, không gây cản trở thi công công trình khai đào, độ chính xác đạt yêu cầu

Nhược điểm: Lấy mẫu ở các đống quặng nên không xác định được ranh giới thân quặng, cấu trúc quặng Khi xúc mẫu gặp nhiều khó khăn với quặng tảng và cát

5.2.4 Phương pháp lấy mẫu rãnh

1/ Điều kiện áp dụng: Dùng lấy mẫu cho hầu hết các loại khoáng sản rắn có cấu tạo khác nhau Trừ một số trường hợp như mạch quặng đơn độc rất mỏng của kim loại quy,ù hiếm; các mỏ cuội kết chứa vàng, mỏ có cấu tạo dăm kết, xâm tán dòn như thần

sa trong cát kết

2/ Cách lấy mẫu: Lấy mẫu rãnh có thể được tiến hành bằng cách đục rãnh liên tục hoặc đứt đoạn Khi đục rãnh liên tục người ta đục một rãnh hẹp thẳng có tiết diện thường là hình chữ nhật và bố trí theo chiều dày thân quặng Phần vật liệu lấy được của mỗi rãnh được góp lại thành một mẫu Khi lấy mẫu rãnh cần chú ý kích thước của rãnh; quá trình đục rãnh; bố trí rãnh lấy mẫu và số lượng rãnh trong một mẫu

2.1/ Kích thước của rãnh lấy mẫu: Bao gồm chiều dài và tiết diện của rãnh.a/ Chiều dài của rãnh lấy mẫu: Phải hợp lý nhằm thoả mãn 2 điều kiện:

- Phản ánh đúng chất lượng quặng

- Số lượng mẫu ít nhất

Trong quá trình thăm dò cần thí nghiệm nghiên cứu các chiều dài mẫu khác nhau, dựa vào các kết quả phân tích để chọn ra chiều dài mẫu hợp lý nhất (cho đối tượng nghiên cứu) Chiều dài mẫu rãnh theo nhiều nhà nghiên cứu nó phụ thuộc vào các yếu tố sau: Chiều dày, cấu trúc của thân quặng; độ tạo quặng; chất lượng quặng và chỉ tiêu tính trữ lượng

Khi lấy mẫu rãnh ở thân quặng có chiều dày lớn; độ tạo quặng đều; chất lượng quặng ít thay đổi thì chiều dài mẫu có thể từ 2-3 m

Thân quặng có cấu tạo phức tạp như trường hợp có nhiều lớp kẹp; phẩm chất quặng biến đổi phức tạp thì chiều dài mẫu ngắn và lấy theo từng đoạn quặng

Ngoài ra chiều dài của mẫu còn phụ thuộc vào loại hình nguồn gốc của Mỏ Ví

dụ ở các mỏ nhiệt dịch biến chất trao đổi thì chiều dài mẫu phần ngoài rìa lấy ngắn hơn ở giữa để xác định ranh giới thân quặng được chính xác

b/ Tiết diện của rãnh: Thường có dạng hình chữ nhật đôi khi có dạng hình tam giác hoặc hình vuông Rãnh có tiết diện hình chữ nhật thì chiều rộng lớn hơn chiều sâu Tiết diện của rãnh phụ thuộc chủ yếu vào chiều dày của thân quặng; độ cứng của quặng và độ tạo quặng Thông số định hướng cho công tác nghiên cứu lấy mẫu rãnh của một số loại khoáng sản

Tính chất tạo quặng Chiều dày của thân quặng (m)

> 2.5 0.5 – 2.5 < 2.5Quặng cứng

(cm)

Quặng mềm (không kể chiều dày thân quặng)Rất đều và đều 2.5 x (5 – 10) (cm)

Không và rất không đều (5 – 10) x (10 – 20)(cm)

c/ Đục rãnh: Qúa trình đục rãnh lấy mẫu phải thực hiện theo thứ tự sau:

Dọn sạch, san bằng bề mặt lấy mẫu và đánh dấu vị trí kích thước rãnh bằng phấn hoặc bằng mực Lót vải bạt hoặc tấm nilong ở đáy công trình để hứng lấy vật liệu mẫu Tiến hành đục rãnh theo thứ tự:

+ Đục rãnh hẹp trên rộng 7 – 8 mm

+ Đục rãnh hẹp dưới rộng 7 – 8 mm

+ Phá vỡ quặng ở giữa 2 rãnh hẹp

Đánh dấu rãnh lấy mẫu Đục rãnh hẹp trên

Đục rãnh hẹp dưới Phá vỡ quặng ở giữa 2 rãnh hẹp

Đục rãnh lấy mẫu là công tác khó khăn và lâu nhất Thời gian đục chiếm trên dưới 50% khối lượng lấy mẫu

Dụng cụ đục mẫu là búa và đục sắt Khi đục mẫu phải giữ đúng kích thước quy định trong phần cứng cũng như phần mềm của quặng và phải giữ không làm rơi vật liệu xung quanh vào mẫu và không làm mất vật liệu mẫu

Vật liệu mẫu thu được sau khi đục đựng vào trong các túi đựng mẫu có phiếu êteket mô tả rõ ràng

2.2/ Bố trí rãnh lấy mẫu: Khi bố trí rãnh lấy mẫu ở các công trình khai đào và vết lộ cần nghiên cứu hình dạng của thân quặng và hướng biến đổi nhiều nhất của chất lượng quặng Những thân quặng dẹp có hướng kéo dài rõ rệt và có đặc điểm tạo quặng thay đổi mạnh theo chiều dày, công trình khai đào hoặc vết lộ cắt vuông góc với đường phương thân quặng, có thể bố trí rãnh lấy mẫu như sau:

- Rãnh đặt theo chiều dày ( chiều biến đổi chất lượng nhiều nhất) của thân quặng

- Rãnh bố trí theo góc dốc của thân quặng:

b/ Ở giếng vàcác loại lò thì rãnh lấy mẫu thường bố trí ở 2 tường đối diện nhau

Bố trí rãnh ở 4 tường của giếng khi thân quặng có sự quặng hoá vô cùng không đều

c/ Ở các lò bố trí rãnh lấy mẫu ở trần hoặc đáy lò đối với quặng bở rời và công trình đã được chống hoàn toàn trước khi lấy mẫu

Trường hợp công trình đào theo đường phương của thân quặng thì rãnh lấy mẫu

có thể bố trí trên tường Khi thân quặng nằm thoải hoặc có hình dạng đẳng thước thì

bố trí rãnh ở đáy công trình Khi thân quặng nằm dốc ở các lò theo vỉa thì bố trí rãnh ở tường hoặc ở trần hoặc ở gương lò Những thân quặng nằm ngang hoặc thoải thì bố trí rãnh ở 2 tường đối diện nhau và rãnh đặt đối xứng nhau để tiện cho việc xác định phẩm chất quặng và tính trữ lượng quặng theo hình dưới

Lấy mẫu rãnh ở trần lò có ưu điểm là không ảnh hưởng đến việc đào lò, cho kết quả phân tích khách quan, vì đường rãnh cắt thân quặng chọn theo quy định chung Tuy nhiên lấy mẫu rãnh ở trần lò có tốc độ chậm, ít an toàn và rãnh phải đục theo đường cong của trần lò.

Lấy mẫu rãnh ở gương lò đặt rãnh cũng giống như ở tường của các công trình đào vuông góc với đường phương của thân quặng, độ cao của rãnh cần thuận tiện cho việc đục rãnh Những thân quặng dày có diện tích lớn hơn gương lò thì bố trí 2 rãnh vuông góc nhau như hình sau:

Những thân quặng có hình dạng đặc biệt như hình ống có cấu tạo phân đới Rãnh lấy mẫu được bố trí trong các tiết diện cắt ngang

theo 2 đường kính cắt vuông góc

hoặc gần vuông góc như hình bên

Những thân quặng cấu tạo dạng mạng mạch thì bố trí rãnh theo chiều có độ tạo quặng ít đồng nhất là khó khăn, do vậy phải xác định hướng kéo dài của các mạch hay đới quặng chiếm ưu thế để bố trí rãnh vuông góc với hướng đó

2.3/ Số lượng rãnh trong một mẫu: Phụ thuộc vào độ tạo quặng và chiều dày của thân quặng

Lấy 1 rãnh làm Lấy 2 rãnh làm Lấy 3 rãnh làm

1 mẫu 1 mẫu 1 mẫu

Mỏ có độ tạo quặng đều đến không đều thì lấy 1 rãnh làm 1 mẫu Nếu độ tạo quặng rất không đều thân quặng dày trung bình thì lấy 2 rãnh làm 1 mẫu Những thân quặng mỏng lấy 3 rãnh làm 1 mẫu Các rãnh này cần bố trí cân đối trên tiết diện lấy mẫu.

Trong trường hợp lấy mẫu ở 2 hay 4 tường đối diện nhau từng đôi một thì có thể trộn 2 mẫu rãnh ở 2 vị trí đối nhau của 2 tường đối diện nhau làm một mẫu nếu chúng có cùng một loại quặng

2.4/ Lấy mẫu rãnh đoạn

Mẫu rãnh đoạn chỉ được lấy trong một thời kỳ nào đó của thăm do,ø cho đến khi đã xác định được thành phần của các loại quặng khác nhau và hàm lượng của chúng để nghiên cứu quy luật phân bố của hàm lượng quặng trong phần đó, các đoạn quặng mà chúng có ảnh hưởng đến cách khai thác ở từng phần riêng của thân quặng

Những thân quặng cấu tạo dải lớp hay đới, mỗi phần có cấu trúc khác nhau phải lấy mẫu theo từng đoạn quặng Ví dụ khi lấy mẫu ở thân quặng đặc xít, xâm tán hạt và xâm tán mạch

Sơ đồ lấy mẫu rãnh đoạn: a Phần quặng đặc xít

b Phần quặng xâm tán mạch

c Phần quặng xâm tán hạt

Trước khi lấy mẫu phải xác định được ranh giới thân quặng hoặc các đoạn quặng, khi không có ranh giới rõ ràng như từ quặng xâm tán đều ra đá vây quanh thì chiều dài mẫu phải ngắn để xác định ranh giới thân quặng chính xác

Nếu chiều dày thân quặng bao gồm cả phần chứa ít quặng mà không vượt quá chiều dày tối thiểu quy định cho khai thác công nghiệp( VD: 0.6 m), thì rãnh lấy mẫu

có chiều dài bao gồm cả phần chứa ít quặng

Nếu chiều dày của đới quặng lớn và có thể khai thác từng phần, thì theo kết quả thí nghiệm mẫu rãnh đoạn quy định phần nào của thân quặng khai thác được thì lấy mẫu riêng, phần nào quặng nghèo thì cho vào đá vây quanh

Số lượng mẫu rãnh đoạn thay đổi theo độ tạo quặng Mỏ có độ tạo quặng đều lấy 20-30 mẫu; không đều lấy 30-50 mẫu; hết sức không đều lấy 50-100 mẫu

3/ Ưu và nhược điểm

Ưu điểm: Lấy mẫu rãnh được dùng cho hầu hết các loại mỏ khoáng sản rắn vì

có tính khách quan và độ chính xác cao

Nhược điểm: Có năng suất thấp, đặc biệt khi đục rãnh trong quặng cứng, khó giữ đúng kích thước quy định, làm chậm tiến độ thi công công trình

5.2.5 Phương pháp lấy mẫu lỗ mìn nhỏ

1/ Điều kiện áp dụng: Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong GĐ thăm

dò tỉ mỉ, thăm dò khai thác, đặc biệt có hiệu quả ở các thân quặng có chiều dày lớn, độ tạo quặng đều

2/ Cách lấy mẫu: Khi lấy mẫu theo phương pháp lỗ mìn nhỏ thì hướng của lỗ mìn đặt theo chiều dày của thân quặng, chiều sâu lỗ mìn thường đạt 7-8 m, vật liệu mẫu ở dạng bột, bụi mịn thu được làm thành mẫu theo các trường hợp sau:

Nếu thân quặng có độ tạo quặng đều, đồng nhất, cấu trúc đều đặn thì tất cả vật liệu mẫu thu được làm một mẫu

Nếu thân quặng có cấu trúc dải gồm nhiều lớp quặng giàu nghèo khác nhau thì lấy mẫu đoạn Chiều dài mẫu từ 1-2 m đôi khi tới 3 m Trong trường hợp ranh giới giữa quặng và đá vây quanh không và không xác định được theo sự rung của mũi khoan hoặc màu sắc của mùn khoan, thì chiều dài mẫu có thể giảm xuống 0.5 m để xác định chính xác ranh giới quặng hóa Việc lấy mẫu lỗ mìn có thể thực hiện ở tất cả các lỗ mìn trên gương của lò hoặc ở một số lỗ mìn đặt theo đường cắt thân quặng

Lấy mẫu lỗ mìn ở thân Lấy mẫu lỗ mìn ở thân quặng có cấu tạo phân lớp quặng nằm ngoài công trình

+ Lỗ mìn lấy mẫu

- Lỗ mìn không lấy mẫu

3/ Ưu và nhược điểm

Ưu điểm: Lấy mẫu cùng một lúc với việc khoan lỗ mìn trên gương nên việc lấy mẫu không làm châm việc đào công trình Cơ khí hoá quá trình lấy mẫu nên có năng suất cao Tiết diện mẫu đều theo chiều dài lỗ mìn Lấy mẫu liên tục trong tập hợp các

lỗ mìn tiến hành đào công trình theo thân quặng Vật liệu mẫu nhỏ mịn < 2 mm, nên gia công mẫu dễ dàng Thu có hệ thống vật liệu mẫu làm cho gương lò ít bụi Có thể lấy mẫu ở ngoài giới hạn công trình hoặc thân quặng dày không lộ hoàn toàn trong công trình khai đào

Nhược điểm: Khi khoan lỗ mìn trong quặng nứt vỡ thường bị mất vật liệu mẫu Không lấy được mẫu ở những thân quặng mỏng Không lấy mẫu đoạn được chính xác

để xác định ranh giới những thân quặng có cấu trúc phức tạp Không tiến hành đo vẽ địa chất được dọc theo lỗ mìn Không thể hướng lỗ mìn hướng biến đổi nhiều nhất của thân quặng

Do vậy cùng với việc lấy mẫu lỗ mìn nhỏ cần phải bổ sung thêm các loại mẫu khác như: Lỗ mìn + Rãnh; Lỗ mìn + Tấm

5.2.6 Phương pháp lấy mẫu tấm

1/ Điều kiện áp dụng: Phương pháp này được dùng lấy mẫu trong các trường hợp sau:

- Thăm dò những thân quặng có sự phân bố các thành phần rất và hết sức không đều theo chiều dày và hướng dốc hoặc theo chiều dày và đường phương Thăm dò các thân quặng mỏng có chiều dày 15-20 cm của các kim loại quý; hiếm; phóng xạ

- Kiểm tra các mẫu lấy theo phương pháp rãnh; lỗ mìn

2/ Cách lấy mẫu:

Trước khi lấy mẫu cần san bằng kỹ bề mặt lấy mẫu, sau đó đục một lớp quặng bằng phẳng của phần thân quặng lộ ở nơi quy định lấy mẫu Độ sâu đục mẫu không được thay đổi, chiều sâu của mẫu tấm từ 3-10 cm Thân quặng mỏng chiều sâu đục mẫu từ 15-20 cm Chiều dài mẫu thay đổi phụ thuộc vào chiều dày, cấu trúc của thân quặng; độ tạo quặng; chất lượng quặng và chỉ tiêu tính trữ lượng.

3/ Ưu và nhược điểm

Ưu điểm: Kết quả cho độ chính xác cao đạt yêu cầu quy định

Nhược điểm: Tốn thời gian tốn sức lao động Khi đục mẫu ảnh hưởng nhiều đến thi công công trình

5.2.7 Phương pháp lấy mẫu khối

Theo N.V Ivanốp thì coi phương pháp lấy mẫu khối là một biến dạng của phương pháp lấy mẫu tấm khi tăng chiều dày của tấm lên Sự phân bố các thành phần rất không đều ở ba hướng: chiều dày; đường phương và hướng dốc

1/ Điều kiện áp dụng: Phương pháp này không được dùng để lấy mẫu hoá học nếu như nhiệm vụ của lấy mẫu chỉ xác định hàm lượng các thành phần có ích và có hại, vì khối lượng mẫu lớn, lấy mẫu chậm, giá thành cao, gia công nhiều, do đó nó chỉ được sử dụng khi:

- Thăm dò những thân quặng có kích thước nhỏ, có độ quặng hoá rất và vô cùng không đều của các mỏ kim loại quý; hiếm; phóng xạ ; các thân quặng có cấu tạo dăm cuội

- Thăm dò các mỏ sa khoáng

- Lấy mẫu kỹ thuật để xác định thể trọng; độ ẩm; độ hạt

- Lấy mẫu công nghệ để nghiên cứu khả năng làm giàu và lập sơ đồ tuyển luyện quặng

2/ Cách lấy mẫu:

Có thể thực hiện lấy mẫu khối theo các cách sau:

- Lấy tất cả vật liệu quặng có được khi đào công trình cắt qua thân quặng mỏng, thân quặng đơn độc như quặng mica; đá quý; mỏ kim loại quý, hiếm

- Lấy tất cả vật liệu quặng có được trong từng đoạn công trình đào theo thân quặng Chiều dài của mỗi mẫu phụ thuộc vào điều kiện gia công mẫu; các yêu cầu phân tích; đặc điểm quặng hoá nhưng thường không nhỏ hơn 4-5 m

- Lấy một phần vật liệu quặng trong khi bốc lên phương tiện chuyên chở theo tỉ

lệ 1/2; 1/3; 1/4 1/n xẻng xúc quặng hay số thùng hay số giường chứa quặng Để đảm bảo kết quả lấy mẫu thì dùng xẻng là tốt hơn cả Nếu lấy bằng xẻng thì đống quặng phải được trộn đều, nếu lấy bằng thùng thì không nên chọn thùng đầu hoặc thùng cuối, vì các thùng đó có nhiều bột hoặc cục thô so với toàn đống quặng

- Lấy tất cả vật liệu quặng đào được trong 1 kíp, 1 ngày hay 1 vài lượt đào.Trọng lượng mẫu khối càng lớn khi các tinh thể khoáng vật có giá trị, kích thước các khoáng vật đơn khoáng càng to; hàm lượng quặng càng nhỏ; sự phân bố các thành phần rất không đều; nhiệm vụ nghiên cứu Trọng lượng mẫu khối có thể từ hàng trăm kg đến hàng trăm tấn

Số lượng mẫu khối thay đổi theo đặc điểm quặng hoá và tuỳ thuộc vào yêu cầu nghiên cứu Ví dụ: Để nghiên cứu các thành phần nhất định có trong quặng ở mỏ quặng hoá đều lấy từ 6-8 mẫu, quặng hoá không đều lấy từ 15-20 mẫu; và hết sức không đều lấy từ 30-40 mẫu

3/ Ưu và nhược điểm

Ưu điểm: Kết quả lấy mẫu nghiên cứu chính xác, chọn mẫu không ảnh hưởng đến việc đào công trình và đôi khi được cơ khí hoá.

Nhược điểm: Cần phải lấy, chuyên chở và gia công một lượng vật liệu lớn, cồng kềnh và đắt tiền

5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn khoảng cách giữa các mẫu.

-Khi lấy mẫu để xác định đúng đắn phẩm chất của quặng và có hiệu quả kinh tế cần nghiên cứu đưa ra khoảng cách lấy mẫu hợp lý

-Ở các công trình đào vuông góc với đường phương của thân quặng các mẫu được lấy liên tục theo chiều dày của thân quặng

-Những công trình đào theo đường phương hoặc theo hướng dốc của thân quặng khoảng cách lấy mẫu phụ thuộc vào mức độ và đặc điểm biến đổi các thành phần theo hướng đó; vào hàm lượng các thành phần có ích, kích thước thân quặng; sự biến đổi chiều dày thân quặng; nhiệm vụ nghiên cứu ở các giai đoạn thăm dò mỏ

-Sự phân bố các thành phần đồng đều, hàm lượng cao cho phép khoảng cách lấy mẫu lớn hơn khi quặng phân bố không và rất không đều, hàm lượng quặng nhỏ đặc biệt là khi chúng có trị số xấp xỉ với chỉ tiêu công nghiệp quy định

Trong các chỉ dẫn về khoảng cách lấy mẫu thì nó phụ thuộc vào 2 yếu tố: Sự phân bố các thành phần và hệ số biến đổi như sau:

Sự phân bố

các thành

phần

Hệsố biến đổi ( V%)

đều > 150 Mỏ nhiệt dịch và khí thành của : Au; Pt; kim loại hiếm 1-1.5

Các khoảng cách nêu trên được sử dụng để lấy mẫu rãnh tiết diện đều

5.4 Các yếu tố chính ảnh hưởng đến việc xác định trọng lượng mẫu.

Xác định trọng lượng mẫu là vấn đề quan trọng để đảm bảo tính đại diện của hàm lượng các thành phần trong thân quặng và mức độ chi phí trong quá trình vận chuyển, gia công, bảo quản mẫu Do vậy chọn trọng lượng mẫu phải căn cứ vào các yếu tố sau đây:

- Cấu tạo quặng: Quặng có cấu tạo khối dải thì trọng lượng mẫu nhỏ hơn quặng

có cấu tạo lốm đốm; xâm tán; dăm kết; cuội kết

- Độ lớn của hạt khoáng vật quặng càng lớn thì trọng lượng mẫu ban đầu càng lớn Ví dụ: Lấy mẫu ở các mạch thạch anh – vonframit có đường kính hạt đến 100

5.5 Chọn phương pháp lấy mẫu

Theo nhiều nhà nghiên cứu về công tác lấy mẫu thì việc chọn phương pháp lấy mẫu phụ thuộc vào các yếu tố sau: Các yếu tố địa chất và các yếu tố kinh tế

5.5.1 Các yếu tố địa chất

Những yếu tố địa chất chủ yếu ảnh hưởng đến việc chọn phương pháp lấy mẫu gồm có cấu trúc thân quặng, chiều dày thân quặng và độ cứng của quặng Tính chất phân bố các thành phần trong thân quặng ảnh hưởng đến chọn kích thước của mẫu và khoảng cách giữa các mẫu

- Về cấu trúc của thân quặng có thể áp dụng các PP lấy mẫu hoánhư sau:

Về chiều dày thân quặng có thể áp dụng các PP lấy mẫu hoá theo bảng sau:

Chiều dày thân

quặng Cục Điểm Phương pháp lấy mẫu Múc Rãnh L.mìn Tấm Khối

Trong thăm dò mỏ phải chọn PP lấy mẫu nào có năng suất và rẻ tiền nhất Có thể sắp xếp các PP lấy mẫu theo mức độ tiêu tốn lao động và giá thành như sau: Cục; điểm; múc; LMN; rãnh; tấm và khối

- Về nhiệm vụ lấy mẫu cần phân biệt: Lấy mẫu có hệ thống tiến hành thường xuyên để phát hiện các thành phần và đặc điểm của KS, lấy mẫu từng thời kỳ để giải quyết một số nhiệm vụ riêng như mẫu kiểm tra, mẫu công nghệ, mẫu nghiên cứu khoa học mà chọn PP lấy mẫu hợp lý

- Trường hợp khối lượng công tác lớn cần chọn PP lấy mẫu đơn giản, rẻ nhanh

và đảm bảo kết quả lấy mẫu đáng tin cậy

5.6 Phương pháp lấy mẫu ở các lỗ khoan

Lấy mẫu ở các LK thường cho kết quả ít chính xác hơn ở các CT khai đào vì mạng lưới thăm dò các LK thưa, LK ít cắt qua thân quặng theo chiều dày, mẫu nhỏ hay bị vụn nát, mất mẫu, khó lấy mẫu đoạn, không quan sát được trực tiếp thân quặng

ở từng LK

PP chọn mẫu khi khoan ở các PP khoan khác nhau không giống nhau, do vật liệu mẫu được lấy lên, vì vậy có các cách lấy mẫu khi khoan như sau:

5.6.1 Lấy mẫu trong khoan xoay ống mẫu

Hiện nay khoan xoay ống mẫu chiếm > 80% khối lượng khoan thăm dò quặng Vật liệu mẫu lấy lên gồm phần lõi khoan và bùn khoan

1) Lấy mẫu lõi

Lõi khoan là phần quan trọng nhất khi khoan lấy mẫu Tỷ lệ lấy mẫu lõi càng cao thì đo chiều dày thân quặng càng chính xác và xác định hàm lượng các thành phần càng đúng đắn, do đó phải nâng cao tỷ lệ lấy mẫu lõi, Tỷ lệ mẫu lõi được xác định theo công thức sau:

100

L

l

Trong đó: L: Chiều dài của một hiệp khoan (m)

l: Chiều lõi lấy được trong một hiệp khoan (m)Khi lõi khoan bị vỡ vụn thì dùng công thức:

K =

P

P1 100; %

Trong đó: P1: Trọng lượng mẫu lấy được trong một hiệp khoan (kg)

P: Trọng lượng mẫu lý thuyết trong 1 hiệp khoan (kg)

P = V x D = )

2

(d )2(d π L D; ( kg )Trong đó: d: Đường kính của ống mẫu; m

L: Chiều dài 1 hiệp khoan; m D: Thể trọng của mẫu; kg/m3Lõi khoan được lấy lên khỏi LK nhờ ống mẫu Sau khi lấy mẫu ra khỏi ống mẫu cần rửa sạch và đặt vào thùng mẫu theo thứ tự của lõi từ nông đến sâu từ trái qua phải Nếu lõi là quặng thì chia lõi ra thành từng đoạn mẫu riêng tương ứng với từng loại quặng, đặc đỉêm phẩm chất của quặng và cấu trúc của thân quặng Chiều dài của mẫu thường từ 1 – 1,5 m, khi quặng phân bố rất đều, thân quặng dày thì chiều dài mẫu 2-3 m, khi quặng phân bố không đều, thân quặng dày trung bình thì chiều dài mẫu < 1 m

Lõi khoan được chẻ bằng tay hoặc bằng máy cắt dọc theo trục của lõi Một nửa lõi làm mẫu lưu, một nửa mẫu làm mẫu phân tích hoá hoặc khoáng vật Phần vụn tạo thành do chẻ hoặc cưa lõi được trộn đều và chia làm 2 phần, mỗi phần nhập vào các loại mẫu đã nói trên Trong trường hợp khối lượng công tác khoan nhiều, đường kính

lỗ khoan lớn, để nghiên cứu đặc tính kỹ luyện quặng ở dưới sâu, khi đó tuỳ yêu cầu trọng lượng mẫu có thể lấy ¼ vật liệu mẫu phân tích hoá hoặc khoáng vật, ½ vật liệu mẫu làm mẫu kỹ luyện còn ¼ vật liệu mẫu để lưu

Cưa mẫu lõi dọc trục có nhiều ưu điểm như lõi không bị vỡ vụn, bảo đảm lượng mẫu khi khoan ở mỗi đơn vị chiều dài, nghiên cứu cấu tạo kiến trúc quặng và chuẩn đoán khoáng vật quặng sau khi nhúng hơi ướt vào glyxerin được thuận lợi Tuy nhiên cần chú ý sự nhầm lẫn vật liệu quặng do một bộ phận của dao cắt rơi vào trong mẫu

Máng lấy mẫu bùn Mũi tên chỉ hướng nước chảy

Mẫu bùn khoan chỉ có thể lấy theo từng đợt khi khoan xong 1 lượt qua thân quặng Không nên lấy mẫu bùn khoan khi khoan qua những thân quặng dạng mạch nhỏ và bùn của những phần có lẫn quặng với đá vây quanh vì chúng có thể bị làm nghèo đi Việc đối chiếu kết quả phân tích mẫu lõi và bùn chỉ thực hiện được khi các đoạn lấy mẫu có tương ứng nhau trong cùng một độ dài và độ sâu lấy mẫu, khi khoan

qua thân quặng dày có độ tạo quặng đều Những trường hợp khác có thể đối chiếu tổng

số KQ phân tích mẫu lõi và bùn trong suốt đoạn có quặng hoặc trong một phần đáng

kể qua thân quặng Khi đối chiếu KQ phân tích mẫu lõi và bùn cần phải chú ý đến hiện tượng chậm trễ do nước rửa kéo phần tử quặng nặng chậm hơn những phần tử không quặng và chúng rơi sau mẫu gây nên, làm thay đổi giới hạn đoạn quặng, theo KQ lấy mẫu bùn thường thấp hơn trong lỗ khoan so với giới hạn thật của thân quặng xác định theo lõi Thực tế cho thấy rằng độ thấp hơn có từ 1-2-3 m tuỳ theo độ sâu của LK Thường sử dụng bùn khi chọn mẫu không cho KQ tốt ở khoan lấy mẫu lõi, do đó nên cần tìm mọi cách tăng tỷ lệ lấy mẫu lõi

5.6.2 Lấy mẫu trong khoan xoay bằng lưỡi khoan xoắn ruột gà

Các lớp đá và quặng mềm như kaolin, sét lấy mẫu bằng lưỡi khoan xoắn ruột

gà ( khoan tay) và lưỡi khoan xoắn ốc ( khoan máy) Mẫu lấy từ vật liệu ở 1 lượt khoan bám ở các vòng xoắn của lưỡi khoan được bóc ra và cần giữ nguyên cấu trúc của quặng, phần bẩn bên ngoài được gọt sạch Sau đó đặt trong thùng mẫu theo thứ tự

từ nông đến sâu từ trái sang phải của thùng mẫu Mỗi lượt khoan sâu từ 30-40 cm( khoan xoắn ruột gà) và 1,3-1,5 m(khoan xoắn ốc) Dựa vào vật liệu mẫu này để lấy mẫu, mỗi mẫu dài 0,5-2 m hoặc hơn Vật liệu mẫu đựng trong túi có thẻ mẫu Trong khi lấy mẫu cần quan sát sự biến nghèo quặng hoặc mất vật liệu mẫu Tùy lượng vật liệu mẫu có được mà người ta có thể lấy ½ số vật liệu mẫu để gia công còn

½ để lưu

5.6.3 Lấy mẫu khi khoan xoay nhờ lưỡi khoan hình trụ

Trong các đá và quặng bở rời không ổn định, nhất là lấy mẫu ở các mỏ sa khoáng Vật liệu mẫu ở dạng bở rời, sau khi đưa lên đổ vào thùng có ngăn theo thứ tự

độ sâu Tỷ lệ lấy mẫu được tính theo công thức:

2

)(

2 (

=

d: Đường kính trong của ống mẫu mm

L: Chiều dài một lần khoan m

Chiều dài của mẫu phụ thuộc vào giai đoạn thăm dò, loại khoáng sản, kỹ thuật khai thác Ví dụ thăm dò sơ bộ lấy mẫu sa khoáng vàng chiều dài mẫu 0,2 m, với SK caxiterrit, vonframit, inmenit: 0,5-1 m; ở gđ thăm dò tỷ mỷ: SK vàng: 0,5 m, với SK caxiterrit, vonframit, inmenit: > 1 m

Chiều dài mẫu ở các đoạn ranh giới của lớp quặng và lớp đá nằm trên cũng lấy ngắn hơn khoảng 0,2-0,5 m Vật liệu mẫu ở mỗi mẫu được đãi, sấy khô và lập tài liệu lấy mẫu

Lấy mẫu SK ở các LK thường xuất hiện các sai số rõ rệt mà đặc trưng nhất là

hạ thấp có hệ thống hàm lượng các khoáng vật Để thu được kết quả lấy mẫu tốt cần:

Vlt Vtt

- Chống cẩn thận LK, nếu có thể đóng ống chống qua đáy LK một ít trước khi khoan.

- Gĩư cố định, chính xác sự di chuyển của ống và cột nham thạch trong ống khi khoan

- Đo cẩn thận thể tích mẫu

- Khoan LK có đường kính lớn

- Kiểm tra lấy mẫu ở LK bằng các giếng đào trùng với LK Ví dụ thăm dò SK vàng số giếng KT từ 10-20% số lượng LK

5.6.4 Lấy mẫu trong khoan đập cáp

Khoan đập dùng thăm dò các thân quặng lớn kiểu bướu của thiếc, vonfram; xâm tán mạch của đồng-molipden, molipden-xcacno đặc biệt là manhetit Vật liệu mẫu

là bùn khoan Mẫu bùn chọn trong khoan đập có thể bị bẩn vì đá rơi hoặc do sợi dây cáp cà vào phần trên quặng ở LK Để tránh các sai số do lẫy mẫu, trước khi khoan qua thân quặng cũng như khoan các phần thân quặng có hàm lượng kim loại khác nhau cần phải chống và rửa sạch LK

Chọn mẫu có kết quả khi lấy vật liệu mẫu đầy đủ ở mỗi 1 lần khoan, do đó cần kiểm tra có hệ thống thể tích vật liệu đưa lên bằng cách so sánh với thể tích lý thuyết

Chiều dài lấy mẫu thường 1-1,5 m tăng lên đến 2-3 m(ít khi 5 m) khi cấu trúc thân quặng đồng nhất, quặng hoá đều đặn và sau khi đã có đủ tài liệu lấy mẫu Khi có nhiều loại quặng áp dụng cách lấy mẫu đoạn, chiều dài mẫu tối thiểu 0,2-0,3 m Sau khi lập tài liệu địa chất, kỹ thuật viên tiến hành lấy mẫu nhờ các dụng cụ lấy mẫu như chậu thu bùn và ống lấy mẫu (HV)

Chậu thu bùn Sơ đồ bố trí lấy mẫu bùn theo kiểu hình phong bì

Kích thước chậu thu bùn: dài:80-60 cm; cao: 50 cm Ống lấy mẫu có đường kính 4-10 cm, dài 10-15 cm, dưới đáy có đĩa phẳng nối bằng bản lề với ống, đĩa có thể

di chuyển lên xuống và gạt ra bên để làm cho đáy hở Khi cho ống vào lấy mẫu, gạt đĩa ra bên cạnh để bùn chui vào ống sau đó đóng đĩa lại và rút ống ra khỏi chậu Cứ mỗi chậu lấy 5 mẫu bùn đặt theo hình phong bì, gộp lại, sau đó sấy khô trên lửa nhẹ hoặc phơi nắng và gói thành mẫu

Chiều dày của quặng và đá xác định theo bùn được kiểm tra khi lập tài liệu địa chất ở các giếng kiểm tra Khi khoan đập khó khăn nhất là chọn mẫu đoạn để biểu diễn được kiến trúc của thân quặng Để giải quyết nhiệm vụ này, cần sử dụng tổng hợp KQ

đo carota LK với các dấu hiệu trực tiếp khác như tốc độ của khoan thay đổi theo độ cứng khác nhau của quặng hoặc đá, mầu sắc của bùn khoan

5.7 Mẫu đơn và mẫu nhóm

Khi lấy mẫu hoá học để xác định thành phần hoá học của quặng thường sử dụng các loại mẫu đơn và mẫu nhóm

của chúng trong TQ; trong các loại và hạng công nghiệp của quặng Kết quả lấy mẫu đơn để xác định chiều dày thân quặng KQ phân tích mẫu đơn dùng xác định quy luật phân bố các thành phần theo chiều dày, đường phương và hướng dốc của TQ

Sơ đồ minh hoạ lấy mẫu đơn ở vách hào

2) Tập hợp mẫu nhóm: Có thể tiến hành theo các cách sau:

- Tập hợp vật liệu mẫu trước khi gia công: Lấy một phần vật liệu mẫu của các mẫu đơn trộn lại với nhau làm thành một mẫu nhóm Nếu mẫu đơn là mẫu rãnh thì các rãnh phải có cùng tiết diện; là mẫu điểm thì các mẫu phải có cùng mật độ phân bố Cách tập hợp này được áp dụng khi trọng lượng đơn nhỏ

- Tập hợp mẫu sau khi gia công: Lấy một phần mẫu lưu theo những tỷ lệ nhất định, sau gia công của các mẫu đơn trộn lại với nhau làm thành một mẫu nhóm Tỷ lệ trọng lượng mẫu nhóm xác định theo kích thước hoặc theo trọng lượng của mẫu đơn

Ví dụ: Chọn trọng lượng mẫu nhóm theo tỷ lệ 1/3 trọng lượng mẫu lưu:

Số hiệu mẫu

Trọng lượng mẫu đơn ban đầu(kg)

Trọng lượng mẫu lưu (kg)

Trọng lượng mẫu được chọn (kg)

Đối tượng sử dụng mẫu nhóm là các mỏ có độ tạo quặng không đều Theo

N V Barisev thì việc tập hợp mẫu thực hiện trong giai đọan thăm dò khai thác của các

mỏ đa kim, kim lọai quý, hiếm, màu, phóng xạ Ông đã đưa ra định mức sau

giữa các mẫu(m)

Số lượng mẫu tập hợp

IIIIVV

Không đềuRất không đềuHết sức không đều

4 -2,52,5 -1,51,5 -1

2

2 -3

3 -4

Tập hợp mẫu không có thể thực hiện trong tất cả các trường hợp Nó có thể dùng trong khi chọn mẫu bình thường với bất cứ một phương pháp nào trong các công trình theo phương hay theo hướng dốc thân quặng, khi lấy mẫu đoạn khó khăn.

Tập hợp mẫu không nên tiến hành trong giai đoạn đầu của thăm dò, khi số mẫu còn ít, khi lấy mẫu ở công trình đào vuông góc với phương và khi mỗi một mẫu

có thể dùng để phân biệt phần công nghiệp và không công nghiệp của mỏ và khi phân tích mẫu đơn giản, nhanh và rẻ

3/ Nguyên tắc tập hợp mẫu nhóm: Theo B.I Gankin có thể tiến hành theo hai nguyên tắc:

- Nguyên tắc địa phương: Tập hợp các mẫu nằm kề nhau

- Nguyên tắc tương quan : Tập hợp các mẫu theo từng loại quặng thiên nhiên, hoặc theo từng hạng quặng để xác định tương quan của hàm lượng nguyên tố đi kèm với hàm lượng nguyên tố chính, chọn mẫu theo nguyên tắc tương quan có thể tiến hành trên 1 công trình , theo một mặt cắt theo phương hoặc theo hướng dốc , theo 1 tầng (gồm mặt cắt theo phương và theo hướng dốc )

4/ Ưu và nhược điểm của tập hợp mẫu là

* Ưu:

- Giảm bớt sự thay đổi của hàm lượng đồng thời nâng cao độ tin cậy của việc xác định hàm lượng trung bình

- Giảm số lượng mẫu phân tích và do đó tiết kiệm được chi phí kĩ thuật

- Có được kịp thời các kết quả phân tích mẫu

- Giảm bớt sự tính toán các số lượng trung bình

* Nhược: Không phân biệt được ranh giới hạng quặng, lọai quặng và ranh giới thân quặng

Chương 6: GIA CÔNG MẪU

Các mẫu lấy trực tiếp từ các công trình, đống quặng thường có trọng lượng lớn, kích thước hạt lớn nhỏ không đều, còn trọng lượng mẫu phân tích thì nhỏ hơn nhiều lần, các hạt mịn có đường kính nhất định và khi phân tích mẫu vẫn cho ra hàm lượng các thành phầøn đại diện cho mẫu ban đầu và cho thân quặng Để thu được kết quả như vậy cần tiến hành gia công mẫu Việc này cần các động tác nghiền (giã); sàng(rây); trộn đều và rút gọn theo một chu kì phù hợp với công thức lập sơ đồ gia công

6.1 Công thức thường dùng để lập sơ đồ gia công mẫu

Vấn đề quan trọng khi gia công mẫu là phải làm thế nào cho số lượng hạt chứa quặng phải giống nhau ở các phần được chia có trọng lượng bằng nhau, để giữ trong mẫu đã rút gọn hàm lượng các thành phần bằng hàm lượng của chúng ở mẫu ban đầu Thường trọng lượng của mỗi phần rút gọn phải tỷ lệ với kích thước hạt vật liệu mẫu và mức độ không đồng đều của tạo quặng Để đạt được điều đó, năm 1932 G.O.Sêsôt và Risa đề nghị liên hệ trọng lượng mẫu với kích thước các hạt lớn nhất để xác định các hạt trong mẫu theo công thức :

Q = k d2 Q: Trọng lượng mẫu (kg)

d: Đường kính hạt lớn nhất của mẫu (mm)

k: Hệ số xác định tính chất tạo quặng theo mức độ không đều đặn và được xác định như sau:

- Tạo quặng rất đều và đều: k = 0.05

- Tạo quặng không đều : k = 0.10

6.2 Kĩ thuật gia công mẫu

Gia công mẫu gồm nghiền (đập giã); sàng (rây) trộn đều và rút gọn Tất cả các công việc đó có thể làm bằng tay hoặc máy

Nghiền hạt thô bằng tay dùng búa con đập mẫu trên các tấm sắt trải trên nền bằng phẳng Trọng lượng búa 4 – 6kg; nghiền hạt trung bình có thể dùng vòng sắt có cán hoặc chầy đầu tròn giã trong các cối gang, chầy nặêng trung bình 3kg, nghiền hạt nhỏ bằng chầy nặng trung bình 2kg giã trong các cối, hạt mịn bằng mài các vật liệu mẫu Mức độ nghiền tính theo công thức :

Sn =

c

d d d

dđ : đường kính hạt lớn nhất trước khi nghiền (mm)

dc :đường kính hạt lớn nhất sau khi nghiền (mm)

Theo kinh nghiệm đối với nghiền thô Sn = 2 - 4

Cỡ trung bình và nhỏ Sn = 4 – 6

Cỡ hạt mịn Sn = 10 – 25

Trong sơ đồ gia công mẫu, nghiền mẫu được kí hiệu như sau :

Nghiền bằng tay, đập giã bằng búa

Nghiền bằng máy nghiền mịn

Nghiền bằng máy nghiền trục

Nghiền băng máy nghiền đĩa:

6.2.2 Sàng và rây

Để sàng số lượng lớn các vật liệu hạt thô thường dùng sàng bằng các tấm lươi sắt hoặc tấm sắt mỏng đục lỗ có khung ngoài bằng gỗ Khi sàng các vật liệu hạt trung bình dùng các sàng dạng rây

Khi dùng tấm lưới sắt, người ta đặt nó lên các giá nghiêng dưới một góc nhất định 400 -500 để sàng hạt thô, 18 -250 để sàng hạt trung bình

Đôi khi sàng được thực hiện bằng cách để vật liệu mẫu trên một tấm lưới có cáng

ở hai đầu, hai công nhân cầm cáng lắc đi lắc lại Khi trọng lượng mẫu không lớn, lưới căng ở đáy thùng 20 x 20 x 10cm hoặc 30x30x15cm và dùng một công nhân sàng Sàng các vật liệu nhỏ mịn nhờ các rầy tiêu chuẩn do nhà nước quy định, nhờ kích thước của mắt rây tiêu chuẩn có thể xác định bằng chiều rộng của lỗ (mm) hoặc số lỗ trong 1 cm2

Trong sơ đồ gia công mẫu, sàng và rây dùng kí hiệu như sau:

6.2.3 Trộn mẫu

Trộn mẫu nhằm mục đích làm giảm phân bố không đều các vật liệu mẫu trước khi rút gọn Cần chú ý rằng trong quá trình trộn mẫu có thễ xẩy ra sự phân bố không đều các hạt vật liệu mẫu khi đổ tạo thành hình nón: ở đáy thường nằm các hạt lớn và nặng, ở đỉnh hạt mịn và nhẹ Ngoài ra sự phân bố không đều còn do mật độ, hình dạng của các mảnh vụn và độ dính khác nhau Do đó vật liệu mẫu phải được trộn thật đều

và tiến hành bằng các cách sau:

1/ Trộn mẫu bằng xẻng

Khi trọng lượng mẫu lớn 2-3 tấn, vật liệu mẫu được trộn bằng xẻng, trộn vòng quanh đống vật liệu mẫu và di chuyển các vật liệu ở những chỗ khác nhau của đồng đến chỗ khác để tạo thành đống mới Công việc được lặp lại vài ba lần cho đến khi vật liệu quặng phân bố đều

2/ Trộn mẫu theo phương pháp vòng và hình nón

Phương pháp này được dùng để trộn mẫu có trọng lượng trung bình hàng kg đến hàng trăm kg Trộn mẫu được thực hiện trên 1 bàn có trải tấm sắt bằng phẳng hoặc mặt kính (khi trọng lượng mẫu nhỏ ) Dùng tấm kim loại phẳng hoặc xẻng nhỏ để xúc các vật liệu quanh đống và trong đống đổ lên đỉnh giữa đống hình nón, sau đó san bằng thành hình vòng và lại chuyển từ hình vòng sang hình nón (H.73) làm vài lần cho đến khi vật liệu phân bố đều Cách trộn này trong thực tế được áp dụng rộng rãi vì nó cho kết quả tốt

2/ Trộn mẫu theo phương pháp cuộn

Vật liệu mẫu đổ trên tấm vải hoặc ni lông và cầm các góc đối nhau theo đường chéo của tấm nâng lên hạ xuống liên tiếp Phương pháp này áp dụng khi trọng lượng mẫu khoảng 3 -5 kg, các vật liệu đã nghiền mịn và chúng đồng nhất vể độ lớn, tỷ trọng

4/ Trộn mẫu bằng phương pháp sàng

Dùng các sàng (rây) có đường kính lỗ lớn gấp 2 lần đường kính hạt lớn nhất và sàng 2 -3 lần vật liệu mẫu Cách trộn này cho ta kết quả tốt và vật liệu được trộn rất đều

Rút gọn mẫu trong sơ đồ gia công được kí hiệu :

Trong mỗi chu kì gia công, rút gọn các vật liệu mẫu đã nghiền và trộn đều đến trọng lượng nhất định đựơc kiểm tra bằng công thức Q = k d2 ; để các mẫu không bị mất tính đại diện của nó, trọng lượng mẫu sau mỗi chu kì gia công không nên nhỏ hơn trọng lượng tính theo công thức đã nêu với đường kính rây tương ứng của chu kì đó V

í dụ mẫu đã nghiền và trộn đều có trọng lượng 40kg chỉ rút gọn một lần đến 20kg khi đường kính hạt lớn nhất 6mm và hệ số k = 0,5 Vì Q = k d2 = 0.5 62 = 18 kg < 40 Rút gọn mẫu thực hiện bằng các cách sau:

1/ Rút gọn bằng xẻng

Các mẫu có trọng lượng 2 -3 tấn được rút gọn bằng xẻng Ở đồng mẫu đã được trộn đều, dùng xẻng chia vật liệu của đống ban đầu thành hai, ba hay nhiều đống mới tuỳ theo trọng lượng mẫu cần lâý so với trọng lượng mẫu ban đầu Một trong số các đống mơí được giữ lại làm mẫu Cách rút gọn này có độ chính xác cao vì vật liệu mẫu được trộn đều trong các đống

2/ Rút gọn bằng cách múc

Vật liệu mẫu đã được trộn đều, san bằng thành hình chữ nhật hoặc vuông, múc vật liệu mẫu cho đến đáy của đống mẫu, ở các điểm nút của mạng lưới lấy mẫu và tập hợp chúng lại tạo thành mẫu

Cách rút gọn này có năng xuất cao và độ chính xác đạt yêu cầu nhưng khó múc vật liệu mẫu như nhau ở phần trên mặt và phần đáy của mẫu Do đó cần phải dùng những công nhân hay kĩ thuật có kinh nghiệm

3/ Rút gọn bằng cách chia tư

Cách rút gọn này cũng áp dụng đối với các mẫu có trọng lượng nhỏ Sau khi mẫu được trộn đều bằng phương pháp vòng và hình nón, từ hình nón vật liệu được

giàn ra thành hình đĩa tròn có mặt bằng phẳng và chiều cao không lớn, dùng chạc chữ thập hay tấm kim loại mỏng chia đĩa tròn ra bốn phần bằng nhau (theo hai đường kính vuông góc nhau ) Lấy vật liệu ở hai quạt đối diện tập hợp lại thành mẫu Nếu trong một chu kì gia công mẫu được rút gọn vài lần thì sau mỗi lần rút gọn, khi quặng phân

bố không đều cần trộn đều lại rồi lại tiếp tục rút gọn

Khác với các cách rút gọn trên, ở cách này sau mỗi lần rót gọn trọng lượng mẫu chỉ giảm xuống một nửa nên có hiệu suất thấp, và sự lặp lại nhiều lần của chia tư

có thể tích luỹ các sai số của rút gọn

Ngoài các phương pháp nêu trên người ta còn tiến hành rút gọn mẫu bằng các máy chia tự động Khi rút gọn ở chu kì cuối cùng của gia công,1 phần giữ làm lưu còn phần kia gửi đi phân tích

6.3 Lập sơ đồ gia công mẫu

Việc tiến hành gia công mẫu ở các phòng thí nghiệm cần phù hợp với các chỉ dẫn có kèm theo các sơ đồ (H 74) các chi dẫn và sơ đồ được thành lập cho từng mỏ do các nhà địa chất, với sự tính toán đặc điểm riêng của quặng, nhiệm vụ nghiên cứu nó, các dạng mẫu khác nhau cần thành lập một vài chỉ dẫn và sơ đồ Tuy nhiên, cần nên tránh nhiều dạng sơ đồ bởi vì quy trình gia công mẫu sẽ phức tạp thêm và trở thành không tiêu chuẩn, mất nhiều thờøi gian làm thay đổi nó

Khi thành lập sơ đồ gia công mẫu cần xuất phát từ trọng lượng mẫu tối đa nhất, một vài mẫu có trọng lượng nhỏ có thể gia công theo sơ đồ đó

Để lập sơ đồ gia công cần xác định các yếu tố sau :

6.3.1 Kiểm tra trọng lượng mẫu thực tế (So sánh trọng lượng mẫu thực tế với trọng

lượng mẫu lí thuyết)

Nếu trọng lượng mẫu thực tế so với trọng lượng mẫu lí thuyết quá chênh lệch nhau thì cần phải lấy laị mẫu

Trọng lượng mẫu lí thuyết tính theo công thức (khi lấy mẫu rãnh )

Qlt = S m DS: tiết diện mẫu rãnh tính bằng dm2

m: chiều dài mẫu rãnh tính bằng dm

D : Thể trọng quặng

Q: Trọng lượng mẫu tính bằng kg

6.3.2 Xác định khả năng rút gọn mẫu trước khi nghiền.

Nếu trọng lượng thực tế Qtt ≥ 2 kd2 thì có thể bắt đầu rút gọn mẩu trước khi nghiền

Ví dụ : Nếu có Qtt = 18 kg k = 0,2 d = 30 mm

Từ đó ta có : 2 kd2 = 2 0,2 302 = 360 kg

Qtt = 18 kg < 2 kd2= 360 kg; nên ta không cần rút gọn mẫu trước khi nghiền

6.3.3 Xác định số chu kì gia công

Để tính được số chu kì gia công, người ta có thể tiến hành theo các cách sau:a/ Tính mức độ nghiền Sn =

c

d d

d

; Từ công thức Qc = k.dc2 ta tính được

d c = Q k c

Với Qc: Trọng lượng cuối cùng của mẫu theo yêu cầu gửi đi phân tích

dc :Đường kính lớn nhất của hạt vật liệu mẫu sau khi gia công

dd :Đường kính lớn nhất của hạt vật liệu mẫu ban đầu

Sau khi tính đươc Sn theo múc độ nghiền đã biết trong các loại nghiền thô, trung bình nhỏ, mịn ta phân tích và tìm ra số chu kỳ

2.0

= 1mm

Gỉa sử dd = 30mm ta sẽ có Sn =

c

d d

d

= 30 / 1 = 30 Thực nghiệm cho biết theo mức độ nghiền nhỏ Sn = 4-6 như vậy Sn = 5 x 6 từ sự phân tích này ta có 2 chu kì gia công:

Chu kì 1 có S1 =

c

d d

Nếu Q1 = Q/2 thì d1 =

k

Q

.2

Nếu Q 2 = Q1/2 thì d2 =

k

Q

.21

Nếu Q3 = Q2/2 thì d3 =

k

Q

.22

So sánh các đường kính hạt có được với bộ rây tiêu chuẩn ta chọn ra các rây có đường kính phù hợp và điều đó cũng tương ứng với số chu kì gia công

6.3.4 Tính số lần rút gọn

Để tính số lần rút gọn cần phải tính mức độ rút gọn Sr =

c

d Q

Q

; và sau đó tính

số lần rút gọn m =

2lg

lg Sr

; Qd; Qc là trọng lượng đầu và cuối của mẫu sau 1 chu kỳ gia công

6.3.5 Tính trọng lượng giới hạn của mẫu sau mỗi chu kì gia công

Theo công thức Q tt ≥ 2 k dc2 ; dc: Đường kính cuối của chu kỳ

6.3.6 Thành lập sơ đồ gia công mẫu

Dựa vào các số liệu đã tính được tiến thành lập sơ đồ Dạng tổng quát của sơ đồ

đó như sau:

Sơ đồ gia công theo công thức Q = k d 2

Chương 7: LẤY MẪU KĨ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ

-( Mẫu kĩ Lấy mẫu kĩ thuật và mẫu công nghệ rât cần thiết để nghiên cứu các tính chất vật

luyện)-lý kĩ thuật và tính chất công nghiệp quặng Các mẫu này thường lấy theo phương pháp lấy mẫu khối và lấy mẫu cục Tuỳ loại khoáng sản khác nhau mà có những yêu cầu nghiên cứu về các tính chất vật lí kĩ thuật và công nghiệp khác nhau Ở đây chỉ giới thiệu những mẫu kĩ thuật phổ biến mà trong bất kì công tác thăm dò mỏ nào cũng được chú ý đến

7.1 Lấy mẫu kĩ thuật và xác định các tính chất vật lí kĩ thuật của khoáng sản (quặng)

Mẫu kĩ thuật thường dùng để xác định thể trọng, độ ẩm, hệ số bở rời, độ hạt của quặng Các mẫu này đựơc lấy chủ yếu theo phương pháp lấy mẫu khối, gồm các lọai mẫu sau:

7.1.1 Lấy mẫu thể trọng và xác định thể trọng của quặng

7.1.1.1 Lấy mẫu thể trọng của quặng

Trong các tính chất vật lí của quặng cần xác định thì thể trọng quặng có ý nghĩa quan trọng nhất Đối với phần lớn khoáng sản, thể trọng được xác định để tính trữ lượng, còn đối với một số vật liệu xây dụng, thể trọng là một trong những chỉ số nêu lên chất lượng của nguyên liệu

Thể trọng quặng biến đổi phụ thuộc vào thành phần hoá học và KV của nguyên liệu, vào độ ẩm, đặc biệt với quặng có nhiều lỗ hổng và quặng phong hoá Do đó cần đồng thời xác định thể trọng với độ ẩm và phải lấy mẫu riêng cho từng loại tự nhiên của quặng trong cùng một thân quặng Để xác định thể trọng thường dùng 2 loại mẫu: Mẫu thể trọng lớn và mẫu thể trọng nhỏ

1/ Mẫu thể trọng lớn:

Mẫu này được lấy bằng cách đục ở công trình khai đào Mẫu đại diện cho từng lọai quặng tự nhiên, kích thước của mẫu từ 0.5-1 m3, có hình khối chữ nhật Cạnh dài của khối đặt theo chiều dày của thân quặng Cân toàn bộ khối mẫu được đục ra, để tính thể trọng quặng tại hiện trường Các tường được đục bằng phẳng và các cạnh được đo cẩn thận bằng thước dây Mẫu phải phân bố đều trong

thân quặng, ở các loại quặng và lấy theo Sơ đồ bố trí lấy mẫu

mùa mưa, khô Mỗi l;oại quặng lấy từ 5-10 mẫu thể trọng lớn ở vách hào

Đi đôi với lấy mẫu thể trọng lớn cần lấy 3-5 mẫu phân tích hoá học, 3-5 mẫu thể trọng nhỏ và mẫu độ ẩm để xác định trong phòng thí nghiệm

Lấy mẫu thể trọng lớn chủ yếu đối với quặng rời, nhiều hang hốc, lỗ hổng khe nứt Ngoài ra mẫu còn để kiểm tra việc lấy mẫu thể trọng nhỏ, kiểm tra thể trọng những mẫu có hàm lượng gần giống nhau nhưng thể trọng chênh lệch nhau nhiều Thể trọng trong cùng 1 loại quặng không được chênh lệch nhau quá 5%

2/ Lấy mẫu thể trọng nhỏ

Mẫu thể trọng nhỏ được lấy đồng thời với việc lấy mẫu thể trọng lớn theo PP lấy mẫu cục và cũng được lấy khi thăm dò các thân quặng nằm sâu bằng lõi khoan Các cục mẫu có kích thước 5 x 3 x 5 cm hoặc 5 x 6 x 10 cm đội khi tới 20 x 20 x 20

cm và đặc trưng cho từng loại quặng Số lượng mẫu: Thành phần quặng phân bố tương đối đều: 10-20 mẫu; phân bố phức tạp: 20-30 mẫu cho mỗi loại quặng

7.1.1.2 Xác định thể trọng quặng

Thể trọng quặng là trọng lượng của một đơn vị thể tích quặng ở dạng tự nhiên

kể cả các lỗ hổng vốn có của nó, tỉ trọng là trọng lượng của một đơn vị thể tích quặng được nghiền ở dạng bột mịn không kể các lỗ hổng Do đó thể trọng nhỏ hơn tỉ trọng

001.0

D Dk

+

=W: Độ ẩm; %

qk

qk qa

Trong đó qa: Trọng lượng mẫu ẩm tự nhiên; g

qk: Trọng lượng mẫu khô; g

7.1.3 Lấy mẫu xác định hệ số bở rời

Lấy mẫu xác định hệ số bở rời đặc biệt quan trọng với mỏ sa khoáng, cát sỏi, fotforit kết hạch Lấy mẫu theo PP lấy mẫu khối Mỗi thân quặng có thể lấy từ 3-5 mẫu Hệ số bở rời được tính theo công thức: