نمونه برداری از تونل ها و ترانشه ها

یکی از اهداف اصلی حفاری های اکتشافی اعم از ترانشه ها ، تونل ها، گمانه ها و… دستیابی مستقیم به ماده معدنی و نمونه برداری از آن می باشد. در مواردی که حفاری اکتشافی ماده معدنی را در یک نقطه (مکان محدود) قطع می کند، محل نمونه برداری تا حدودی مشخص است. اما در تونل های دنباله رو چاهک های عمیق که در امتداد یا داخل ماده معدنی حفر می شوند، باید نمونه برداری را در طول حفاری ها انجام داد.
ویژگی مشترک نمونه برداری از ترانشه، چاهک و تونل اینست که می توان ماده معدنی را مستقیماً قبل از نمنه برداری مشاهده و از آ« نمونه برداری کرد. در اینگونه حفاری ها نمونه برداری به یکی از چهر روش زیر صورت می گیرد :
الف – نمونه برداری شیاری (Channel Sampling)
در این روش شیاری (کانالی) به عرض ۵ تا ۱۲ سانتی متر در سراسر سطحی از ماده معدنی که بعد از حفاری رخنمون پیدا می کند، حفر می شود و مواد حاصل از این شیار به عنوان نمونه از محیط اصلی جدا می گردد. در صورتیکه محیط نمونه برداری از سنگ تشکیل شده باشد، قبل از نمونه برداشت نمونه، ابتدا سطح سنگ باید بطور کامل تمیز شود. ابعاد نمونه گیری نیز بستگی به وضعیت ماده معدنی و ضخامت آ« دارد. مثلاً برای وضعیت کانی سازی بسیار نامنظم و ضخامت بیش از ۲/۵متر ماده معدنی ابعاد کانال ۳ در ۸ سانتی متر و برای ضخامت نیم تا دو نیم متر ابعاد کانال ۳ در ۱۰ سانتی متر انتخاب می شود.
همچنین برای وضعیت کانی سازی منظم و ضخامت بیش از ۲/۵متر ماده معدنی ابعاد کانال ۲ در ۵ سانتی متر و برای ضخامت نیم تا ۲ و نیم متر ابعاد کانال ۲ در ۶ سانتی متر انتخاب می شود. ضمناً حداکثر طولی که از آن به صورت کانالی نمونه برداری می شود حدود ۱/۵متر می باشد.

ب- نمونه برداری لمپری (Lumpry Sampling)
این روش معمولاً زمانی بکار می رود که سنگ خیلی سخت باشد و نمونه برداری کانی به سادگی انجام پذیر نباشد. همچنین در حالتی که ماده معدنی تغییر پذیری خیلی کمی دارد نیز می توان این روش را به کار برد. در حالت اخیر نتایجی که به دست می آید تا حد زیادی مشابه حالت نمونه برداری کانالی خواهد بود. در این روش از هر نقطه از واحد نمونه برداری قطعاتی از ماده معدنی به وزن حدود ۱۰۰ گرم (از جمله پیشروی کار یا از نقاط مختلف یک توده از مواد معدنی) برداشت می شود. برای آنکه نمونه کلی برداشت شده با این روش تا بیشتری معرف واحد نمونه برداری باشد، بهتر است ابتدا یک شبکه مربعی یا لوزی شکل در سطح واحد نمونه برداری رسم و سپس از مرکز هر چهار ضلعی یا رئوس آن شبکه نمونه برداری کرد.
باید توجه داشت که این روش بیشتر برای ارزیابی اولیه خواص واحد نمونه برداری مناسبت دارد و توصیه می شود تا نتایج حاصل از این روش نمونه برداری در محاسبه ذخیره با احتیاط لازم صورت گیرد.

ج – نمونه برداری کلوخه ای (Chip Sampling)
این روش خیلی سریع و آسان انجام می شود. در این روش، پس از هر نوبت آتشباری در تولهای دنباله رو، یک تور را روی ماده معدنی خرد شده پهن کرده و از وسط هر یک از چهارخانه های تور، قطعه ای از ماده معدنی برداشت می شود و مجموعه قطعات این کلوخ ها، نمونه کلی در آن قسمت از تونل را تشکیل می دهند. سرعت نمونه برداری در این روش تقریباً سه برابر روش نمونه برداری قبلی است.

د – نمونه برداری توده ای یا حجیم (Bulk Sampling)
اگر کانی سازی به صورتی کاملاً نامنظم و پراکنده انجام شده باشد. از این روش نمونه برداری استفاده می شود. وزن کل نمونه (توده ای) ده ها کیلوگرم باشد. روش کار به این صورت است که جزء نمونه های برداشت شده از قسمت های مختلف واحد نمونه برداری با هم مخلوط شده و نمونه توده ای را تشکیل می دهد. عیار متوسط عنصر یا عناصر مورد نظر را می توان برای نمونه های تودهای تعیین کرد و از آن برای محاسبه ذخیره استفاده نمود.
بکار گیری از روش نمونه برداری توده ای در حالت های زیر توصیه می شود :
۱- نمونه برداری در کانسار هایی که در آنها ماده معدنی به صورت رگه و رگچه هایی باریک و کوچک با توضیع نامنظم و یا بسیار نامنظم پراکنده شده است.
۲- نمونه برداری از کارهای معدنی انجام شده برای بهره برداری و همچنین کنترل نمونه برداری های قبلی
۳- نمونه بردارری جهت تهیه نمونه لازم به منظور انجام تست نیمه صنعتی (Pilot Plant)
– نمونه برداری از چاهک ها
چاهک ها معمولاً به روش دستی و با قطری حدود ۰/۷تا ۱ متر و به عمق حدود چندین متر و حداکثر تا ۲۰ متر حفر می شوند. برای نمونه برداری از چاهک ها می توان از روش شیاری (از نوع قائم) یا از روش جمع آوری مواد حاصل از حفاری در اعماق مختلف و برداشت نمونه از آن استفاده کرد.
روش نمونه برداری کانالی از این چاهک ها مشابه روشی است که برای نمونه برداری کانالی از دیواره های قائم ترانشه یا تونل استفاده می شود. ازروش دوم معمولاً هنگامی استفاده می شود که ماه معدنی مورد نظر تقریباً همگن و دارای ارزش پائینی باشد (مانند بوکسیت، سنگ معدن منگنز). برای نمونه برداری از چاهک ها به روش دوم، پس از اینکه خاک ها و مواد روباره (Over Burden) از روی ماده معدنی برداشت شد، مساحتی به شعاع ۵ تا ۶ متر در اطراف محور چاهک را ابتدا تمیز می کنیم سپس به تدریج که چاهک در ماده معدنی حفر می شود، مواد حاصل از حفاری به صورت کپه های مجزا که هر یک مربوط به عمق معینی است را به صورت مارپیچی در اطراف چاه قرار می دهیم. این کپه ها را می توان به وسیله ورقه های مقوایی یا چوبی از هم جدا کرد یا اینکه آنها را در فواصل حدود نیم تا یک متر از هم قرار دارد و در نهایت پس از کم کردن نمونه ها توسط دستگاه های تقسیم کننده نمونه میانگین تهیه می شود.

– نمونه برداری از گمانه ها :
الف – نمونه برداری بدون مغزه گیری
این نمونه برداری در محیط هایی که به علت سستی و عدم استحکام آنها امکان مغزه گیری وجود ندارد انجام می شود. در چنین مواردی معمولاً نمونه برداری در حین حفر گمانه یا چاهک انجام می شود. معمولاً تشکیلات رسی به وسیله نمونه گیری هایی از نوع اوگر (Auger) نمونه برداری می شوند. با اوگرهای موتوری می توان تا عمق ۱۵ متر نمونه برداری نمود.
ب- نمونه برداری با مغزه گیری
در مواردی که راندمان مغزه گیری از ماده معدنی نسبتاً بالا باشد، مغزه حاصله را می توان به عنوان نمونه معرفی برای ماده معدنی در عمق در نظر گرفت و از آن نمونه برداری کرد. در مواردی که مغزه گرفته شده از واحد های سنگی مختلف قابل تفکیک باشد، باید پس از تفکیک آنها برای هر بخش نمونه ای مستقل برداشت شود. معمولاً در مواردی که واحد های سنگی با ضخامت زیاد مورد حفاری قرار گیرند، فاصله نمونه برداری از مغزه حدود ۱ تا ۱/۵متر انتخاب می شود. این فاصله را بسته به شدت تغییر پذیری کانی سازی می توان کمتر یا بیشتر نمود.

– نمونه برداری از رخنمون های سنگی
این نمونه برداری معمولاً در مراحل پیجوئی و اکتشاف مقدماتی بیشتر استفاده می شود. نمونه تهیه شده باید از سطوح تازه شکسته بوده و معرف باشد. فواصل شبکه نمونه برداری در هر امتدادی باید به نسبت عکس پراش تغییرات یا عیار ماده معدنی در همان امتداد طراحی گردد. معمولاً در امتداد روند های خطی از قبیل امتداد کنتاکت های دگرگونی، گسل ها، دایک ها، رگه ها و لایه ها که تغییر پذیری کمتر است و مقدار پراش پائین تر است.، می توان چگالی شبکه نمونه برداری را کمتر انتخاب نمود. بر عکس در امتداد عمود بر روند خطی که تغییر پذیری شدید تر و در نتیجه پراش عیار ماده معدنی بیشتر است می توان فواصل نمونه برداری را کمتر انتخاب کرد.

– نمونه برداری از رسوبات رودخانه ای و آبراهه ای برای مطالعات کانی های سنگین
برای مطالعه فراوانی کانی های سنگین می توان از بستر آبراهه ها و یا کناره رودخانه های فعال و یا حتی از تراس ها نمونه برداری کرد. فاصله برداشت نمونه ها در مراحل اکتشافی مقدماتی معمولاً یک کیلومتر است ولی گاهی بسته به وسعت عملیات تا ۷۵۰ و یا ۵۰۰ متر نیز کاهش می یابد. این نقاط باید قبل از شروع عملیات پیجوئی و اکتشاف مقدماتی براساس وضعیت زمین شناسی ناحیه، مشخص شوند. طرز برداشت نمونه ها به این صورت است که در هر ایستگاه نمونه برداری، دو جزء نمونه به فواصل ۱۰ تا ۲۰ متر از محل هایی که در آنجا :
۱- عیار کانی سنگین بهینه باشد.
۲- رسوبات شن و ماسه ای به حد کافی ضخیم باشد.
۳- مقدار گل رسوبات حداقل باشد.
برداشت می کنیم. این نمونه های باید از عمق بین ۱۰ تا ۳۰ سانتی متری برداشت شوند.
نمونه برداشت شده را ابتدا روی سرندی با دهانه پنج میلی متری که در زیر آن طشتکی قرار داده شده می ریزند. عمل سرند کردن رسوب آنقدر ادامه می یابد تا در نهایت حدود پنج میلی لیتر ماسه به دست می آید. قطعات و ذرات روی سرند را با چند حرکت عمودی سرند از نظر دانه بندی بطور تقریبی تقسیم بندی می کنیم و آن را روی زمین ریخته و وجود احتمالی قطعاتی با آثار کانی سازی را در آنها جستجو می کنیم. اکنون پنج لیتر ماسه به دست آمده در هر یک از دو طرف زیر سرند را باید شست تا در نهایت کانی های سنگینی که بخش عمده نمونه را تشکیل می دهند باقی بماند و فقط مقدار قابل قبولی از کانی های با وزن مخصوص متوسط به عنوان ناخالصی در آن یافت شود. سپس این بخش تغلیظ یافته از هر ظرف را با هم مخلوط کرده و درون یک کیسه نمونه ریخته و برچسبی به آن زده و جهت مطالعه به آزمایشگاه های مربوطه ارسال می کنیم. این نمونه ها معمولاً از قسمت های مقعر کناره رودخانه یا آبراهه در دیواره های پرشیب آن برداشت می شوند.