概念:开采技术取样又称技术取样,或物理取样。指为了研究矿石和近矿围岩的物理力学性质而进行的取样工作。任务:
- 测定矿石和围岩的物理机械性能,如矿石的体重、湿度、块度、孔隙度,矿石与顶底板围岩的松散系数、稳定性、抗压、抗剪、抗张强度、硬度、安息角、沙性及粘性土的土工试验,为矿产储量计算和矿山设计提供必要的参数资料;
- 对一部分借助化学取样还不足以确定质量的矿产,主要是测定与矿产用途有关的物理和技术性质,例如石棉的含棉率、纤维长度、抗张强度和耐热性等;建筑石材的孔隙率、吸水率、抗压强度、抗冻性、耐磨性等;宝石的晶体大小、晶形、颜色等;耐火粘土的耐火度等,
- 从而为矿床评价、确定矿石质量和工业用途提供资料依据。
1矿石体重的测定概念:矿石体重又称矿石容重,矿石储量计算重要参数。指自然状态下单位体积矿石的重量,以矿石重量与其体积之比表示。按测定方法,可分为小体重和大体重。小体重是按阿基米德原理,以小块(60-120cm3)矿石用封蜡排水法测定,其体重计算公式为:
式中D—矿石体重; W—矿石重量; V1—矿石封蜡后的体积,即封蜡矿石放入水中所排水之体积; V2—矿石上所封蜡的体积; W1—矿石封蜡后的重量; 0.93—蜡的比重(g/cm3)。小体重需按类型或品级矿石取30~50块标本在空间分布上应有代表性;应在野外封蜡,进行测定,然后取其平均值。由于小块矿石中不包括矿体中所存在的一些较大裂隙和孔隙(洞),故测定结果往往比实际的矿石体重值要大,可视为矿石比重,往往需用大体重来检查或校正。大体重是在野外用全巷法取大样品,称其重量为W,再细致地测其体积为V,则体重为D=W/V。其体积可以用塑料或砂子充填的办法测得,不少于0.125m3。虽然大体重样品体积大,工作量大,成本高,但对疏松或多裂隙孔洞的矿石(如氧化矿石、风化壳型
镍矿石等),每类型或品级矿石还需测大体重样2—5个。因大体重样品基本代表矿体自然状态,故其可靠性与代表性高,可用于校正小体重或直接用于储量计算。测定矿石体重的同时,要测定它的主元素品位、湿度和孔隙度(氧化矿石)。可以在矿体中掘进坑道时,用全巷法采集样品;也可以在坑道中或在地表露头上进行专门大体重量测定。一般样品体积为1-10m3。2矿石湿度的测定 概念:矿石湿度指自然状态下,单位重量矿石中所含的水分,以含水量与湿矿石的重量百分比表示。测定目的:因为化学分析的品位是干矿石的品位,而矿石体重是在自然状态下测定的,计算储量时,应使两者统一,所以必须用矿石湿度加以校正。湿度测定:湿矿石及烘干矿石重量分别为W1和W2,湿度B为:
矿石品位校正:已知烘干矿石品位为C2,则湿矿石C1为: C1 = C2(1-B) 湿度的大小主要决定于矿石孔隙度、裂隙度、地
下水面与取样深度等。一般每类型矿石湿度测定样品不少于15~20个。3矿石及近矿围岩抗压强度的测定 测定抗压强度是为开采设计提供依据,一般是在专门的实验室进行。测定抗压强度所需的样品通常是在矿层及顶、底板围岩中采取,或按不同硬度的矿石及围岩采取,每种采2—3个,规格为5×5×5cm3,每个样取两块,分别进行平行层面及垂直层面的施压试验。4松散系数的测定 概念:松散系数又称碎胀系数,是指
爆破后呈松散状态矿石的体积与爆破前的矿石自然状态下原有体积之比。测定的目的是为矿山开采设计和确定矿车、吊车、矿仓等的容积提供资料。其计算公式为: K=V2/V1 式中: K——松散系数 V2—爆破后矿石的体积; V1—爆破前矿石的体积。