Лабораторные исследования при разведке месторождений полезных ископаемых
Лабораторный этап является ключевым для подтверждения качества и промышленной пригодности месторождения. Он позволяет не только оценить физико-механические свойства грунтов, но и определить их соответствие нормативным требованиям, что необходимо для подготовки запасов, лицензирования и последующего освоения.
1. Гранулометрический состав
Определяется методом ситового и ареометрического анализа (ГОСТ 12536, ГОСТ Р 5180).
- Позволяет выделить фракции:
- Гравийная (>2 мм)
- Песчаная (0,05–2 мм)
- Пылеватая (0,005–0,05 мм)
- Глинистая (<0,005 мм)
- Важен для классификации грунта (по ГОСТ 25100–2023) и оценки пригодности в качестве строительного материала.
- Для песков — определяет его тип (мелкий, средний, крупный), модуль крупности, процент пылевато-глинистых примесей.
2. Плотность, пористость, влажность
Эти показатели характеризуют физическое состояние грунта и его поведение под нагрузкой.
- Плотность скелета грунта (ГОСТ 5180) — масса сухого грунта в единице объема. Важна для расчётов уплотнения и несущей способности.
- Естественная влажность — отношение массы воды к массе сухого грунта. Критична при оценке устойчивости откосов и траншей.
- Коэффициент пористости — показывает, какую долю объёма занимает поровое пространство. Чем выше пористость, тем ниже прочность и несущая способность.
- Эти данные используются при проектировании карьеров, расчёте объёмов добычи и транспортировки.
3. Наличие примесей (глина, органика, камни)
Анализ проводится визуально и лабораторно:
- Содержание глинистых частиц и пыли — определяется промывкой (ГОСТ 8735). Высокое содержание снижает качество песка для бетона.
- Органические включения — оцениваются по цвету раствора при встряхивании с NaOH (проба на органику). Допустимый уровень — до 0,5% по ГОСТ 8736–2022.
- Камни и валуны — учитываются при подсчёте запасов полезного компонента (например, песка), так как снижают выход товарной продукции.
4. Фильтрационные свойства
Измеряются коэффициент фильтрации (k<sub>ф</sub>) методом стационарного или нестационарного потока (ГОСТ 23262).
- Определяет способность грунта пропускать воду.
- Важно для:
- Проектирования дренажа карьера,
- Оценки водопритока при разработке месторождения,
- Экологического обоснования (риски загрязнения грунтовых вод).
- Например, у песков k<sub>ф</sub> = 0,1–10 м/сут, у глин — 10<sup>-6</sup>–10<sup>-8</sup> м/сут.
5. Соответствие требованиям ГОСТ
Лабораторные данные сравниваются с нормативами для подтверждения пригодности сырья к использованию:
-
ГОСТ 8736–2022 "Песок для строительных работ"
Устанавливает требования к зерновому составу, содержанию пылевато-глинистых частиц (не более 5% для бетонов), органических примесей, прочности и морозостойкости. -
ГОСТ 25100–2023 "Грунты. Классификация"
Используется для систематизации грунтов по составу и состоянию, что необходимо при составлении отчётной документации по изысканиям и подсчёту запасов. -
ГОСТ 8267–2022 (для щебня/гравия), ГОСТ 8269.0 (прочность, истираемость) — если месторождение включает скальные породы.
-
ГОСТ 22783–2021 — для оценки просадочных свойств, если есть риски подтопления.
Практическое применение результатов
- Подготовка технического отчёта по инженерно-геологическим изысканиям.
- Обоснование промышленной категории запасов (C1, C2).
- Разработка проекта разработки месторождения общераспространённых полезных ископаемых.
- Подача комплекта документов в Минприроды (Министерство природных ресурсов и экологии Ростовской области) для получения лицензии.
- Обеспечение соответствия при экспертизе Ростехнадзора и экологической оценке.
