露天采矿生产地质取样方法改进

苏靖宇，席涌乾，吕喜平，温 乾

（内蒙古太平矿业有限公司，内蒙古 包头 014000）

地质取样工作是矿山生产的基础，取样方法的正确与否，决定了样品的代表性与准确性。快捷高效的取样方式不仅关系到矿山生产成本的付出，也决定了矿山未来的发展规模。

内蒙古浩尧尔忽洞金矿在地质取样方面有其独特的要求，地质工作人员对比分析众多地质取样方法后，以钻孔取样为主的模式逐渐得到了公司的认可，并在日常工作中取得了良好的经济效益。该方法的使用，对露天矿山的大规模开采形成了一定的推进作用，为矿山进一步的扩大发展提供了坚实的基础。

1 矿床地质特征与取样要求

浩尧尔忽洞金矿是位于内蒙古中西部地区，白云鄂博裂谷带西端的超大型露天金矿，属中-低温热液型金矿床。公司成立之初，设计日处理矿石量2万吨，后来由于矿山生产水平不断提高，生产设备逐年更新，日处理矿石量由2万吨增长至4万吨，原有的地质取样方法已经不能适应公司生产的需要，这就要求地质工作人员对现有的方法进行改进，以适应公司要求：由于矿床的容矿围岩与含矿岩层同属浅变质岩类，矿岩界限难以分辨，需要大量的地质样品对矿体进行二次圈定；矿山品位低，但变化较稳定，要求样品有足够的代表性与准确性以控制损失贫化；产量的增加，要求取样方法要足够快捷方便，不能影响日常生产进度。

2 矿山地质取样方法分析与对比

2.1 决定取样方法的因素

首先在矿区构造复杂，大量挤压破碎带和片理化带构成一条横贯整个矿区的剪切带，在剪切带周围，发育有大量次级构造和节理，造成了边坡的危险性。这就需要考虑到现场正常施工时是否能够保证取样工作人员的人身安全；

其次，矿床的结构与产状对取样方法影响重大，所使用取样方法收取的样品是否具有足够的代表性与全面性，是否能够分析该矿床所含主要有用组份的矿物分布的均匀程度，并同时兼顾所含有害组份的矿物分布状态；而通过这些矿物的分布状态是否能够正确地反向分析出该矿床部分矿(岩)石结构与构造，为矿山地质工作提供坚实的依据与基础；

最后就是从公司的角度出发，在兼顾矿山地质取样的目的和目前公司所拥有的技术装备、生产需求等条件下，在地质效果相同的情况下，尽量选择成本低、效率高、劳动强度较轻的简单取样方法。

2.2 取样方法的对比

地质工作人员利用工作之便，将已知的几种矿山地质取样方法一一进行了试验与对比分析，从中确定了不同方法之间的优缺点和适用性，并选出了目前最适合公司生产的一种取样方法。

刻槽法：在需要取样的矿体位置开凿一定大小的凹槽，并将取自于凹槽的所有岩石作为样本，是一种矿山地质中常见的取样方法，几乎适用于所有的固体矿床，也是浩尧尔忽洞金矿早期使用的取样方法。但是刻槽法限制非常明显：在矿石物质成分极不均匀的矿床、有用矿物呈粗大晶体或团块状集合体的矿床、矿石的矿物组分、软硬、脆韧相差悬殊，或具特殊的构造时，刻槽取样易造成较多粉、屑和选择性贫化或富集；工作时劳动强度大、成本高、工效低、粉尘大、对施工质量和取样人员素质都有较高要求等缺点，边坡对工作人员安全性的威胁也限制着该方法在大型露天矿山的使用。

方格法：在矿石内一定面积上取样，适应性强，代表面广，不受品位均匀程度的限制，除薄矿体外都可以使用，尤其当矿石节理裂隙极发育时也有很好的效果，也是露天矿山的优先选择之一。但是在实际操作中发现：网格内块样难以采取，对各块样的块度或重量很难掌握，在矿石组织软硬、脆韧相差悬殊时，方格取样就容易造成粉屑、块样不均匀，从而形成人为的贫化或富集；在地质构造发育地带、危险边坡等地方长时间逗留取样，也很难保证现场取样工作人员的安全情况。

攫取法：攫取法应用于矿石品位分布均匀的矿体或松散的矿堆、矿车上取样，操作简便，有一定代表性，但是精确度很低，一般多用在普查找矿阶段；在生产取样时就需要注意取样间距、样块重量、取样时块样和粉样的比例等，同时还要防止混入围岩而造成样品贫化的问题。除开这些技术层面需要注意的问题以外，还有对现场安全方面的考虑，比如在露天采场爆破后的爆堆上取样，如何确定爆堆下方是否有盲炮、虚方等问题？安全问题是该方法也无法应用于大型露天采场的重要原因之一。

炮眼法：在矿山施工打眼的同时应用集尘装置收集岩粉、岩屑等作为样品，以单个炮眼或一组炮眼为一件样品，这样可以与日常施工相结合进行机械取样，节省人力、效率高、成本低，尤其是安全方面适用于大型露天采场。但是缺点同样明显：打钻收集的岩粉不易分辨，一般矿床很难正确的划分取样段；打出岩粉易受环境影响，随着风雨天气回收不全或完全无法回收；打钻的位置若处于构造产生的裂隙，容易形成空转而无法取得样品等。

全巷法、剥层法等方法由于不适用于露天矿山而未进行试验。在同一采区用上四种方法采取的样品中，以刻槽法和炮眼法试验数据最为接近。

2.3 取样方法的选择

地质工作人员针对以上四种适用于露天采场的地质取样方法进行了对比分析，结合矿区内矿床的地质特点，优先确定了以炮眼法为主要取样方法：主矿带矿体厚大、品位均匀，能够较容易划分取样段；采场边坡较陡，构造与节理发育，跟随钻机工作平台能够保证人员安全；日常生产以潜孔钻钻探、爆破为主，这样就能够节省大量的人力等。

3 取样方法的完善与改进

3.1 炮眼法的初步使用

矿山最初的生产方式是以大钻机为主、小钻机为辅。由于大钻机功率大、岩粉回收效果好，所以取样方法为简单的“十字对角取样法”，即一个孔一个样，以炮孔为中心在炮孔周边的粉堆中划出一个“十”字，将粉堆平均分成四份，然后取其中互不相连的对角岩粉样，再把所取样品经缩分器反复缩分至3公斤～5公斤后作为一个样品取走。

在以小钻机为主的生产模式中，简单粗糙的“十字对角取样法”的缺点慢慢凸显出来：首先，这种取样方法工序比较繁琐，矿山增产后，需要将取样工作人员的数量扩大一倍；其次，小钻机的钻头直径、风压功率都比较小，钻进产生的岩粉样粒级也变小，受天气与地质构造的影响更大，而风压功率变小又使得孔口回收到的岩粉减少，样品回收难度加大。

3.2 炮眼法的改进

地质工作人员对取样方法的初步改进是在钻机施工的孔口加上一个收集罩，避免天气影响，但实际效果并不理想。

随后又按照孔口收集到的粉堆大小制造了两个四分之一大的样品收集器，要求现场取样人员在钻机施工钻进时将样品收集器放在孔口的周围直接接取样品，然后将接到的样品直接进行缩分，这样就减少了一部分工序，节省了一定的人力；同时配合收集岩粉罩使用，也在一定程度上避免了恶劣天气对取样工作产生的影响。

但是这样的改进虽然起到了一定的作用，却又造成生产上的不便，严重影响了钻机的进度，而且这种方法只是一定程度上减少了天气的影响，对小型钻机的岩粉回收能力并没有任何的提高。

3.3 炮眼法的最终确定

后来经公司领导、外籍采矿工程师和地质工作人员反复研究讨论，再次对取样方式进行了改进，要求每台小型钻机上都配备干式除尘设备，在生产钻进时由干式除尘设备对钻进产生的岩粉进行回收，这样就解决了小型钻机功率不足、回收样品能力弱的问题。

在日常生产时，由钻机施工人员用大型取样袋在干式除尘器的排料口处接取样品，钻进完成后，再将接好的样品放在对应的孔口处，由我方取样人员对其进行缩分取样，经由缩分器多次缩分至3公斤～5公斤后作为一件样品装至小型取样袋后进行编号、测量、收取等程序。

经由这次改进，既解决了小型钻机回收岩粉能力不足的问题，也避免了天气对岩粉样品的干扰，而且同时做到钻机施工与地质取样工作互不影响，大大加速了公司生产能力。经过化验，该取样法所取样品代表性较高，完全可以指导生产。

4 结语

综上所述，矿山地质取样是确定矿产质量、性质特点以及矿体边界等地质工作中不可或缺的重要步骤，大型露天采场由于规模大、产量高、生产快速等特点，传统的刻槽法、方格法等很难适应生产要求，这就需要地质人员在工作时有一定的创新能力与研究精神。取样方法的完善是为了更好的辅助生产，虽然经由浩尧尔忽洞金矿改进的取样方法仍有一定的不足与缺陷，但向机械化、快捷化方向发展将是大势所趋，也是矿山地质取样的下一步研究方向，该方法的改进与完善对于大规模、低品位的贵金属露天矿山而言都有一定的借鉴意义。