Методика разведки месторождений полезных ископаемых

  Сыктывкарский государственный университет Физический факультет Кафедра геологии Поиски и методика разведки месторождений полезных ископаемых Часть 2 Методика разведки МПИ Краткий конспект курса лекций Разработан ст. преподавателем Маков В.М. Дополнен доцентом Сокериным М.Ю. г. Сыктывкар, 2008 г.

2 раздел

РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ.

Тема 1. Основные принципы и системы проведения разведочных работ.

Вопросы:

  1.  Основные задачи разведочных работ
  2.  Основные принципы методики разведки месторождений, системы разведочных работ

Тема 2. Технические средства разведки: горные и буровые работы

Вопросы:

  1.  Выбор технических средств и системы разведочных работ
  2.  Технические средства разведочных работ
  3.  Основные типы разведочных горных выработок
  4.  Классификация по способам бурения скважин и их назначению
  5.  Типовая конструкция скважины
  6.  Методы повышения выхода керна при колонковом бурении скважины
  7.  Геологическая документация горных выработок и буровых скважин
  8.  Системы разведочных работ
  9.  Разведочные сети

Тема 3. Опробование полезных ископаемых, обработка проб

Вопросы:

  1.  Неоднородность и изменчивость свойств полезных ископаемых в недрах
  2.  Задачи опробования
  3.  Виды опробования
  4.  Определение погрешности опробования
  5.  Минимальная масса пробы
  6.  Способы опробования
  7.  Контроль проботобора
  8.  Общие принципы обработки проб
  9.  Подготовка проб к анализу, контроль
  10.  Виды лабораторного анализа рудных проб
  11.  Контроль анализов

Тема 4. Подсчет запасов полезных ископаемых

Вопросы:

  1.  Задачи подсчета запасов
  2.  Определение исходных данных для подсчета запасов
  3.  Понятие о кондициях минерального сырья
  4.  Показатели кондиции
  5.  Оконтуривание тел полезных ископаемых
  6.  Способы подсчета запасов

Тема 5. Системы разработки месторождений полезных ископаемых.

Вопросы:

  1.  Подземные и открытые системы разработки
  2.  Геотехнологические методы добычи.

ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ. Общие положения стратегии поисковых и разведочных работ

ВМЕСТО ВВЕДЕНИЯ

(Некоторые моменты из первой части курса)

Полезное ископаемое - это добываемое из недр природное образование, пригодное для использования человеком в виде породы, минерала, извлекаемого химического элемента. Природные скопления полезных ископаемых, извлечение которых из этих скоплений технически и технологически возможно и экономически рентабельно (безубыточно), называются месторождениями полезных ископаемых. Выявляемые неясные по масштабам (размерам), обычно небольшие, скопления полезных ископаемых называют проявлениями полезных ископаемых.

Проведение поисков, оценки и разведки полезных ископаемых подчиняется строгой последовательности по принципу «от общего к частному».

В РФ порядок проведения ГРР ныне определяется “Положением о порядке проведения геологоразведочных работ по этапам и стадиям” для твердых полезных ископаемых это положение разработано Всероссийским научно-исследовательским институтом экономики минерального сырья и недропользования МПР РФ (ВИЭМС) и утверждено распоряжением МПР РФ № 83-р от 05.07.1999 г. Оно соответствует действующим законодательным актам РФ о недропользовании (прежде всего, основополагающему закону РФ «О недрах») и определяет последовательность и полноту геологического изучения недр с целью обеспечения рационального использования, воспроизводства и охраны минерально-сырьевых ресурсов.

Кстати: в записях лекций шире используйте общепринятые сокращения понятий нашей отрасли:

ГРР - геологоразведочные работы

МПР - министерство природных ресурсов

ГСР (РГСР) - геологосъемочные (региональные геологосъемочные) работы;

МСБ - минерально-сырьевая база

МПИ - месторождение полезных ископаемых;

м-ние - месторождение.

Стадийность ГРР предусматривает возможность:

оптимизации содержания и технологического режима ГРР;

унификации работ и постадийно создаваемых конечных результатов;

оперативного учета и анализа геологической изученности для выбора обоснованных направлений поисковых, оценочных и разведочных работ.

Весь процесс геологического изучения недр разделяется ныне на 3 этапа и 5 стадий:

 Этап I. Работы общегеологического назначения.

Этап I включает одну стадию работ:

Стадия 1. Региональное геологическое изучение недр и прогнозирование пол.иск.

 Этап II. Поиски и оценка месторождений.

 Стадия 2. Поисковые работы.

Стадия 3. Оценочные работы.

 

Этап III. Разведка и освоение месторождений.

Стадия 4. Разведка  месторождений.

Стадия 5. Эксплуатационная разведка.

Основы классификации, оценки и учета ресурсов и запасов полезных ископаемых

Тема 1.

РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ.

Основные принципы и системы проведения разведочных работ.

РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ. Основные принципы и системы проведения разведочных работ

Вопросы:

  1.  Основные задачи разведочных работ.
  2.  Основные принципы методики разведки месторождений. Системы разведочных работ.
  3.  Неоднородность и изменчивость свойств полезных ископаемых в недрах.

Тема 2

Технические средства разведки: горные и буровые работы Горноразведочные выработки

 

Подземные горные геологоразведочные выработки

Буровые скважины

Системы разведочных работ:

1. Горными выработками (горнопроходческая или горная система разведки)

2. Буровыми скважинами (буровая система разведки)

3. Комбинированная (горными выработками и буровыми скважинами).

Разведочные сети

Определяются:

  •  морфологическим типом полезного ископаемого (напомнить 3 типа – 1) пласты, залежи, жилы, линзы; 2) трубы, столбы; 3) штокверки, массивы, гнезда, карманы, погреба), предполагаемым по результатам поисков и оценки размерам рудных тел.

Главный принцип построения (проектирования) сети – получение геологических разрезов для уточнения морфологии рудного тела и подсчета запасов пол.иск. При проектировании надо стремиться к правильности разв.сети, хотя это не всегда и достижимо.

Разведочные сети могут быть правильными и неправильными (неупорядоченными).

Правильные разведочные сети бывают: квадратными, прямоугольными, ромбическими. При изменении направления рудной залежи направление сети может изменяться.

Сгущение сети:  

  •  уменьшением расстояний между выработками вдвое;
  •  способом конверта;
  •  путем перехода с одного вида сети на другой.

При разведке для облегчения дальнейшего сгущения расстояния между разведочными линиями и выработками на линии обычно привязывается к следующему ряду чисел (в метрах расстояний между скважинами):

  •  3200 – 1600 – 800 – 400 – 200 – 100 – 50 – 25 – 10 (12,5)

либо:  10 – 20 – 40 – 80 – 160 – 320 – 600 – 1200 – 2400,

либо - для крупных и выдержанных месторождений преимущественно пластового типа (минеральных солей, углей): 2000 – 1000 – 500 – 250 – 125.

При удлиненных в одном направлении рудных телах применяются прямоугольные сети соответственно удлинению рудного тела: при соотношении ширины и длины как 1:4 соответственно 800х200, при соотношении 1:8  - 800х 100 и т.п.

Обычно при задании (проектировании) сети  используют Инструктивные требования ГКЗ РФ (Инструкции по применению классификации запасов месторождений меди, свинца, золота (рудного и россыпного), угля и др.). Они разработаны для всех возможных видов минерального сырья и периодически изменяются, уточняются. Сети разработаны для обеспечения той или иной категории запасов полезных ископаемых (А, В, С1, С2) и соответственно сгущаются для достижения следующей, более высокой категории запасов.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК И БУРОВЫХ СКВАЖИН

Топографо-геодезические работы

Виды геологической документации

Содержание геологической документации

Масштабы геологической документации

Масштаб зарисовок, в т.ч. канав и шурфов: 1:20 – 1:50, реже 1:100 (детали 1:10 – 1:5, до натуральной величины), литолого-стратиграфические колонки: 1:200 – 1:1000, реже 1:2000.

Геологическая документация канав

  1.  Определить: «добита» канава до коренных или нет;
  2.  Зачистка дна и стенок;
  3.  Составление плана и разреза контура канавы и определение ее габаритов (длины, глубины, ширины забоя, углов наклона канавы и скоса боковых стенок), азимута простирания с помощью шнура-ориентира (рулетки);
  4.  Предварительный осмотр с целью выбора наиболее информативных участков и расчленения толщи пород;
  5.  Поинтервальное или послойное (при наклонном залегании пород) описание с параллельным отбором образцов;
  6.  Опробование т.ж. лучше проводить параллельно описанию, в крайнем случае необходимо выставить надежные реперы по границам интервалов опробования, необходим контроль за работой пробоотборщика.

При простом разрезе зарисовывают полотно и одну из боковых стенок канавы. В случае сложного разреза – обе боковые и обе торцевые стенки.

На зарисовках отражают: контакты пород, их ориентировку в плоскости изображения, видимые мощности, слоистость, элементы залегания, текстурные особенности, жилы, прожилки, трещиноватость и пр. В начале горного журнала приводят условные обозначения.

В реестр канав, кроме учетных записей, заносят габаритные данные, количество взятых проб, их вес и результаты испытаний и др.

Геологическая документация шурфов

В случае простого строения разреза при горизонтальном залегании пород обычно документируется одна стенка шурфа, ориентированная в северных румбах, и забой. При сложном строении разреза и на крутых склонах – две или все четыре. Забой – при вскрытии полной мощности ПИ и при выходе шурфа через него – через каждый метр или после каждой заходки.

Глубокие шурфы, проходимые с крепью, документируются поинтервально по мере углубки. Мелкие шурфы без крепи – после их полной проходки.

В остальном документация шурфов аналогична документации канав.

Геологическая документация карьеров

Документация выработок карьера вследствие их различного назначения неодинакова. При вскрыше месторождения документируются буровые скважины комплекса эксплуатационной разведки, в заходках – их борта в виде сплошных зарисовок с эпизодическим взятием образцов. Последовательность действий при этом следующая: вначале делают зачистки на стенке заходки через определенные интервалы, затем зарисовывают и описывают зачищенные участки. Далее прослеживают опорные слои и контакты пород между зарисовками очищенных участков и зарисовывают всю стенку. Обычно места зарисовок выбирают в пунктах опробования лент.

Погоризонтные планы получают путем последовательного соединения зарисовок лент-заходок по мере развития карьера.

При ревизионной документации карьера документируются борта и горизонты откатки, в т.ч. и дно карьера. Технология такой работы подобна крупномасштабной геологической съемке.

Вся геологическая документация ведется на маркшейдерской основе.

Геологическая документация подземных горных выработок

Рассмотрим на примере документации рассечки. Последовательность действий:

  1.  предварительный осмотр;
  2.  разбивка точек наблюдения с помощью рулетки с привязкой к маркшейдерской сети;
  3.  зачистка;
  4.  обмер габаритов выработок (после зачистки!);
  5.  замеры геологических параметров (эл. залегания, мощность и др.);
  6.  собственно описание;
  7.  отбор образцов и проб или разметка интервалов опробования;
  8.  зарисовка кровли, стенки или стенок, забоя, мест опробования, фотографирование;
  9.  попутные наблюдения (водоприток, кусковатость руд и др.).

Документация штолен, квершлагов, ортов, гезенков, восстающих – по кровле и одной, реже по двум стенкам, штреков – по кровле и забою после каждой проходки (отпалки), при пологих залеганиях рудных тел (жил) по стенкам. Часто документации подвергаются и забои выработок по мере проходки.

При сложном строении разреза для наглядного отображения связи зарисовок составляют развертку.

Геологическая документация колонковых буровых скважин

Первичная документация скважин заключается в составлении журналов: бурового (должен вестись буровиками с дополнениями геолога), коллекторского, инклинометрических замеров, акты заложения, закрытии и ликвидации скважины, контрольного замера глубины, гидрогеологических, каротажных и прочих работ, отборе керна, шлама, буровой мути. При камеральной обработке материалов составляют чистовой буровой журнал, колонку пород по скважине, журналы каротажных работ, геологический разрез по скважине. Вся эта информация сводится в паспорте и деле скважины. Данные по скважине заносятся в различные реестры. различные реестры.

Пару слов о зависимости диаметра керна и представительности проб.

Последовательность действий:

  1.  составления проекта скважины, в котором указываются проектная глубина, глубина пересечения с рудным телом (пара слов о пересечении жил «вдогонку»), рисуется предполагаемая геологическая колонка;
  2.  установка скважины и выставление азимутального и зенитного углов скважины;
  3.  в ходе бурения необходим контроль за укладкой керна в керновые ящики: керн укладывается в порядке поступления из скважины и в той же ориентировке (указывается стрелками на ящике и самом керне), сопровождается отметками глубин начала и конца соответствующего рейса на дранке, отдельные столбики керна лучше последовательно нумеровать. Шлам и муть укладываются в мешочки, к которым привязываются бирки с указанием глубин рейсов.
  4.  описание керна и фиксация оперативного пробоотбора ведутся в коллекторском журнале.
  5.  После описания и пробоотбора керновые ящики заколачиваются и маркируются. Указываются название участка работ, № скважины, порядковый номер скважины, интервал глубины, дата. Далее ящики увозятся на керносклад.
  6.  Каротажные работы, гидрогеологические наблюдения, инклинометрические замеры проводятся или в ходе бурения (при обсадке скважины) или после его окончания.
  7.  После окончания бурения на месте скважины выставляется штага (вешка) с указанием номера скважины, ее глубины, даты бурения и названия организации. Все надписи, особенно на керновых ящиках, должны быть выполнены таким образом, чтобы их можно было прочитать через несколько лет.
  8.  Далее в камеральных условиях обрабатывают материалы каротажа, инклинометрии, гидрогеологических наблюдений, заносят результаты в журналы-реестры и на колонку по скважине. На основании всех этих документов в заключение составляется паспорт скважины (конструкция скважины, ее номер и координаты, границы каждого рейса и соответствующие им выходы керна, результаты инклинометрии, каротажа, интервалы отбора различных проб и рез-ты их анализов) и формируется дело скважины, подлежащее длительному (иногда постоянному) хранению.
  9.  Керн после окончательного опробования и изучения сокращают (или ликвидируют), оставляя наиболее представительные интервалы вмещающих пород, керн рудных интервалов, оставшийся после опробования, сохраняется полностью. В конце составляется акт сокращения или ликвидации керна.

Описание в коллекторском журнале кроме геологического описания керна должно содержать:

  •  учетные данные;
    •  глубины рейсов;
    •  абсолютный (в метрах) выход керна по каждому рейсу и относительный (в %) после окончания бурения;
    •  глубины контактов выделенных разностей пород;
    •  литолого-петрографические названия и описания каждой выделенной разности породы и разновидности ПИ;
    •  видимые их мощности;
    •  текстурно-структурную характеристику;
    •  физические свойства;
    •  углы падения пород, жил, прожилков;
    •  записи об опробовании;
    •  углы замеров искривления скважины;
    •  конструкция скважины (диаметры по глубинам), способы углубки и промывки; фиксируются т.ж. случаи провалов бурового снаряда и другие нарушения режима бурения, марка бурового станка.

Тема 3.

ОПРОБОВАНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ. ОБРАБОТКА ПРОБ.

«Обыск камней без пробы скучен и сомнителен»

(Ломоносов. О слоях земных.1763 г.)

Качество полезных ископаемых

Виды опробования

Способы взятия проб

Проба – минимально необходимое количество материала изучаемого объекта, взятое по установленным правилам. Результаты исследования проб можно распространять на весь объект, т.е. они в достаточной степени правильно представляют качество объекта. Отсюда возникает понятие о представительности пробы. Последующие операции опробования (дробление, деление и др.) должны сохранять представительность пробы.

Обычно отдельно взятой пробой нельзя обеспечить достаточную представительность исследуемой части объекта, поэтому берется серия проб по определенной системе. В зависимости от задач опробования существуют точечные, линейные, площадные и объемные способы взятия проб.

Точечные способы взятия проб

К точечным способам опробования относятся штуфной, точечный, горстьевой и объемный.

Штуфной способ. В пробу берется один или несколько кусков весом 0,2 – 2,0 кг каждый из наиболее типичных пород и руд. Используется для изучения минералого-петрографических, физических, химических свойств сырья и др. Не рекомендуется при слабой изученности МПИ. Достоинства метода: оперативность и высокая производительность.

Точечный способ. Материал одной пробы составляется из кусочков (частичных проб) 1,5  2 до 3 см размером и весом 10 – 20 г, реже 30 –50 г из целика (коренных пород), взятых по определенной системе – квадратной, прямоугольной или ромбической в зависимости от формы изучаемого объекта. Точечный способ, как и задирковый (см. ниже), является площадным, т.к. частичные пробы расположены по всей площади тела ПИ.

Представительность пробы зависит от числа частичных проб.

Благоприятными текстурами для точечного проботбора являются: массивные, вкрапленные, прожилково-вкрапленные, тонкополосчатые и грубопятнистые. Проботбор трещиноватых руд с хрупкими рудными минералами, а т.ж. руд, сложенных минералами различной вязкости, может привести к систематическим ошибкам.

Горстьевой способ. Это вариант точечного опробования отбитой руды или рудной массы с поверхности навалов, отвалов, руды в вагонетках, вагонах, самосвалах и пр. Число частичных проб – 10 – 50, объем отдельной частичной пробы – 20 – 200 см3, а вес 50 – 600 г. Отбираются по квадратной и прямоугольной сети размером 1,5 × 2 м со стороной ячейки 20 – 50 см для квадратной и 20 × 40 или 50 × 100 см.

Основное условие – сохранение в пробе того же соотношения материала различного качества, что и в рудной массе. Необходимо т.ж. учитывать неравномерность содержания руды в самой рудной массе, например, преобладание пустой породы над рудой в основании навала или наоборот. Это существенно ограничивает применение данного метода.

Способ навала. При этом способе пробы берутся не с поверхности навала, а со всей его глубины, что позволяет избегать систематических ошибок, характерных для предыдущего метода. Проботбор ведется желонкой, специальными пробоотборниками, с помощью трубы или щупа.

Линейные способы взятия проб

К этим способам относятся бороздовое, шпуровое опробование и отбор проб из скважин. Применяются при максимальной изменчивости содержаний ПИ по мощности рудных тел с самыми различными текстурами кроме грубопятнистых и подобных им.

Борозда правильного сечения. Обычно имеет прямоугольное, реже квадратное и треугольное сечение. В обнажениях располагается обычно по линии максимальной изменчивости руды. Пробоотбор состоит из следующих опреаций:

  •  подготовка плоскости и разметка борозды;
  •  зарубка борозды;
  •  скалывание ПИ между зарубками;
  •  сбор материала с брезента (железного желоба) в мешочки, этикетирование.

Сечение борозды выбирают в зависимости от степени изменчивости ПИ, крупности обособлений полезных минералов, содержания компонентов, крепости руд и их мощности. Наиболее широко применяемые сечения приведены в таблице (в см).

Распределение компонентовМощность тел ПИ> 2,5 мот 2,5 до 0,5< 0,5Крепкие ПИВесьма равномерное и равномерное2 × 52 × 62 × 10Неравномерное2,5 × 82,5 × 92,5 × 10Весьма неравномерное3 × 83 × 103 × 12Мягкие ПИ(без учета мощности тел ПИ)Весьма равномерное и равномерное(2 – 5) × (5 – 10)Неравномерное и весьма неравномерное(5 – 10) × (10 – 20)

Бороздовое опробование имеет два существенных недостатка: высокая трудоемкость и возникновение систематических ошибок при отборе трещиноватых и отличающихся по физическим свойствам (твердость, хрупкость) руд в следствие выкрашивания. Последнего удается избегать при механизации пробоотбора с помощью специальных пневматических отбойных молотков или зарубкой с двумя алмазными пилами.

Пунктирная (комовая) борозда. Материал в пробу отбирается из отдельных точек, расположенных по линии по мощности рудного тела аналогично борозде на расстоянии 2 – 3 см друг от друга. Диаметр кусочков частичной пробы 1 – 2 см, реже 3 см, вес материала с 1 погонного метра 0,2 – 2 кг, обычно 1 – 1,5 кг. При опробовании канав и обнажений пунктирная борозда берется в безрудных интервалах и во вмещающих породах по обеим сторонам бороздовых проб.

О тенденции к снижению веса начальных проб, повышению производительности и механизации отбора.

Технология: отбор – обработка – анализ.

ФОТО схемы

Средняя погрешность опробования (определения среднего содержания металла):

вероятная погрешность среднего

Р ср.= ΣР /√n (в %),

где  Р – погрешность частной пробы,

 n – количество проб.

 n = 25   Р ср. = ± 100/√ 25 = ± 20 %

 n = 100  Р ср. = ± 100/√100 = ± 10 %

 Главные факторы, определяющие минимально надежную массу пробы:

  •  сложение (текстура) руды;
  •  крупность зерен рудного минерала;
  •  количество зерен рудного минерала в пробе;
  •  различие в плотности рудных и нерудных минералов;
  •  порядок содержания металла в пробе;
  •  соотношение среднего содержания полезного компонента (металла) в рудном минерале (Сср.-мин.) к среднему содержанию металла в руде (Сср.-руд.);
  •  требуемая точность химического анализа (определения содержания хим.элемента).

Минимальная масса пробы:

Для ее определения используется формула Ричардса-Чечотта. Англичанин Ричардс теоретически обозначил ее в 1909 г. («Масса проб изменяется прямо пропорционально квадратам диаметров максимальных кусков в пробе»), а профессор Ленинградского горного института О.Чечотт вывел ее в виде формулы в 1934 г.:

q = kd2

где  q -  масса пробы, кг;

 d – диаметр максимальных кусков руды или породы в пробе, мм;

 k – коэффициент неравномерности руды.

Типичные коэффициенты неравномерности руды k:

 Равномерные руды     – 0,02

 Неравномерные руды    – 0,1

 Весьма неравномерные руды   – 0,2 – 0,5

 Крайне неравномерные руды   – 0,5 – 1,0

Способы опробования (по технике выполнения):

  •  штуфной (одним куском – штуфом весом до 1-2 кг);
  •  горстьевой (вычерпыванием из навала, кучи);
  •  точечный (взятие серии мелких штуфов по определенной сетке);
  •  пунктирно-бороздовый (точечный по линии – направлению наибольшей изменчивости);
  •  бороздовый (вырубание сплошной борозды сечением от 3х5 см до 10х20 см пео направлению наибольшей изменчивости);
  •  задирковый (задирка поверхности рудного тела на полную мощность на определенной площади на глубину 2-10 см);
  •  валовый (включение в пробу всего объема части рудного тела, вскрытой горной выработкой; вес валовой пробы от десятков кг до 100 и более тонн);

-      керновый (при колонковом бурении скважин).

Контроль опробования (пробоотбора) осуществляется разными способами:

пробоотбора – более совершенным способом = борозды бороздами большего сечения или задирками; кернового – бороздовым по стенкам контрольных горных выработок. Анализируется по средним содержаниям компонентов для партий проб (40-50 шт.);

1) контрольная проба берется таким же способом и такого же сечения, что и контролируемая (основная) проба; при этом контролируется правильность технологии взятия пробы пробоотборщиком;

2) контрольная проба берется более точным (более совершенным) способом, чем основная (например, пунктирно-бороздовая проба контролируется бороздовым способом; бороздовая проба – задирковым или валовым методом; керновая проба дублируется бороздовым большего сечения по стенке контрольной горной выработки, пройденной вдоль скважины);

3) контрольная проба берется бóльшим сечением, чем основная (например, основная бороздовая проба сечением 3х5 см, а контрольная 5х10 см).

ОБРАБОТКА ПРОБ

АНАЛИЗ ПРОБ (СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЙ ПОЛЕЗНЫХ И ВРЕДНЫХ КОМПОНЕНТОВ)

 

Тема 4.

ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Общие приемы (правила) учета ураганных проб:

  1.  замена ураганного содержания в пробе ближайшим по величине неураганным содержанием в массиве проб (этот способ проф. Е.О. Погребицким признается оптимальным);
  2.  замена ураганного содержания средним по массиву проб с учетом ураганного содержания;
  3.  замена ураганного содержания средним по массиву проб без учета ураганного содержания;
  4.  замена ураганного содержания удвоенным средним по массиву проб без учета ураганного содержания.

Все другие приемы учета ураганных проб являются вариациями описанных.

Кондиции

Кондиции – это совокупность предельных требований промышленности к качеству минерального сырья и горно-геологическим параметрам месторождения, соблюдение которых обеспечивает экономически оправданное оконтуривание, подсчет запасов и разработку месторождения при современном состоянии технологии добычи и обогащения руд (балансовые запасы) или с учетом перспектив их изменения в будущем (забалансовые запасы).

При обосновании кондиций на минеральное сырье учитываются:

1) потребности народного хозяйства и перспективы их роста в данном виде минерального сырья по стране и конкретному экономическому району;

2) количественная и качественная характеристика месторождений, стоящих на Государственном балансе РФ, выявленных и вновь разведанных месторождений;

3) степень удовлетворения потребности страны и действующих горнодобывающих предприятий в сырье и перспективы развития предприятий для достижения выпуска готовой продукции в необходимых количествах;

4) горно-геологические особенности месторождения, географическое положение, выявленные запасы и возможность их расширения;

5) уровень развития техники и технологии;

6) себестоимость продукции;

7) объем капиталовложений.

Кондиции – средство и элемент оценки экономической эффективности эксплуатации месторождения.

Кондиции бывают:

- районные (оценочные) – принимаемые по аналогии с разведанным в данном районе или за его пределами месторождением такого же типа; используются в процессе оценочных и при начале разведочных работ в качестве грубого ориентира;

- временные (после предварительной разведки или по завершению оценки месторождения) – используются для оперативного подсчета запасов полезного ископаемого в данном месторождении и утверждаются обычно ЦКЗ - Центральной комиссией по запасам министерства (геологического или добывающего);

- постоянные (по результатам детальной разведки, при ее завершении и передаче месторождения в эксплуатацию) – утверждаются ГКЗ – Государственной комиссией по запасам полезных ископаемых РФ перед утверждением запасов либо одновременно с их утверждением;

- эксплуатационные – разрабатываются при проектировании горнодобывающего предприятия или уже в процессе добычи полезного ископаемого.

Утвержденные ранее кондиции могут пересчитываться и переутверждаться при существенном изменении условий добычи, цены на сырье и т.п. Разработкой кондиций, на основании подготавливаемых геологоразведчиками исходных геологических материалов (по модели строения тел полезного ископаемого, подтвержденной разведочными данными,  содержаниям полезного компонента в руде или иным качественным показателям полезного ископаемого и другим  данным), обычно занимаются специализированные научно-исследовательские проектные институты отрасли (ГИПРОШАХТ, ВАМИ и др.).

Показатели кондиций:

1. Минимально-промышленное содержание полезного компонента (металла) в подсчетном блоке (Смин-пром).

2. Бортовое (минимально приемлемое) содержание в краевых пробах, по которым оконтуриваются балансовые запасы (Сборт-баланс).

3. Бортовое содержание в краевых пробах для забалансовых запасов (Сборт-забаланс).

4. Минимальная мощность тел полезных ископаемых для балансовых и забалансовых руд.

5. Минимальный метро-процент (метро-грамм).

6. Минимальный коэффициент рудоносности.

7. Минимальные запасы минерального сырья в рудном теле (в подсчетном блоке).

8. Перечень попутных компонентов, запасы которых подлежат подсчету, и их минимальное содержание в подсчетном блоке.

9. Максимальная глубина отработки месторождения (для открытого и подземного способа отработки).

10. Способ разработки месторождения и максимальный коэффициент вскрыши для открытых работ.

11. Максимальная мощность пустых пород и некондиционных руд, включаемых в подсчет запасов.

12. Максимальное содержание вредных компонентов в подсчетном блоке или в пробе при оконтуривании запасов.

13. Типы и сорта минерального сырья, требующие раздельного оконтуривания и подсчета запасов.

14. Требования к физико-механическим свойствам полезного ископаемого (огнеупорность, сопротивление разрыву и сжатию, гранулометрический состав, кусковатость руды и т.д.).

Для каждого вида полезных ископаемых могут применяться часть вышеуказанных либо еще дополнительные кондиции.

Например, кондиции для месторождений каменного угля включают:

- допустимое соотношение суммарной мощности угля и породных прослоев, селективная добыча которых невозможна;

- предельную зольность, спекаемость, содержание серы, выход первичной смолы и др.

Необходимое качество многих видов минерального сырья нормируется (лимитируется) Государственными стандартами (ГОСТами) или техническими условиями (ТУ), и кондиции для месторождений этих ископаемых должны соответствовать (быть не хуже) нормативов ГОСТ или ТУ.

 Минимально-промышленное содержание полезного компонента в блоке – это такое содержание, при котором извлекаемая ценность сырья обеспечит возврат всех затрат на добычу и переработку сырья, включая капитальные вложения на строительство горнодобывающего предприятия.

                    (Σ возмещения затрат на ГРР, расчетной себестоимости добычи, обогащения и                                            металлург.передела, руб.) х  содержание металла в конечном продукте в %

С мин.пром. = -----------------------------------------------------------------------------------------------

                         Произведение коэффициентов (в %) извлечения при добыче (минус разубоживание), извлечения при обогащении, извлечения при переработке, извлечения при металлургическом переделе, умноженное на цену металла (конечного концентрата) в руб.

Бортовое содержание – минимальное содержание полезного компонента в пробе, при котором данная проба может быть включена в подсчетный контур. От бортового содержания зависит размер и строение продуктивных залежей и среднее содержание в них полезного компонента: чем ниже бортовое содержание («борт»), тем крупнее и проще по форме рудная залежь и ниже среднее содержание металла в ней.

Бортовое содержание определяется методом вариантов путем последовательного оконтуривания рудных тел (балансовых запасов) при различных значениях бортового содержания. При этом первым вариантом рассматривается:

С борт. = С мин-пром.

Для простых рудных тел с плавными переходами во вмещающие породы уменьшение бортового содержания от минимально-промышленного плавно же увеличивает размер рудной залежи, с общим сохранением ее формы; при этом в общем происходит разубоживание ценных руд.

В залежах сложного строения, обычно характерных для прожилково-вкрапленного типа руд, с неравномерными переходами во вмещающие породы, при С борт. = С мин-пром. рудная залежь распадается на группу малообъемных незакономерно расположенных богатых рудных тел, селективная отработка которых технологически неудобна. В этих случаях обычно принимается С борт. < С мин-пром. для более простой геометризации рудной залежи.

В качестве бортового содержания для забалансовых запасов принимается обычно наиболее низкое из значений С борт., при котором еще возможно извлечение полезных компонентов из добытого сырья. За «борт» для забалансовых запасов часто принимается среднее содержание полезного компонента в отходах (отвалах выработок, хвостах обогатительных фабрик, кеках производства при гидрометаллургии или в шлаках металлургических переделов).

 Минимальная (рабочая) мощность рудных тел по разведочному сечению зависит от устойчивости, формы, степени выдержанности залежи, характера контактов. Например, выдержанные по мощности крутопадающие пласты каменных углей отрабатываются при мощности 0,7-1 м, при пологом залегании пластов угля  минимальная рабочая мощность может увеличиваться до 1,5 – 2 м. Рассчитывается экономически, с учетом систем и технических средств отработки месторождения.

 Минимальный метропроцент (для золота – метрограмм) = произведению минимальной (рабочей) мощности на С мин-пром.  

Использование при подсчете запасов и оконтуривании рудных тел минимального метропроцента (метрограмма) позволяет включать в контур рудного тела маломощные участки с высокими содержаниями полезного компонента, при выдерживании соотношения:

М фактич. (малая) * С факт. (большое) > М мин-рабоч. * С ин-пром.

 

 Коэффициент рудоносности (предельный) используется для оконтуривания и подсчета запасов рудных тел со сложным, прерывистым строением, когда участки пустых пород внутри общего контура рудной залежи невозможно оконтурить. Различают коэффициенты рудоносности, определяемые по объему ( = отношению кондиционной продуктивной части залежи к общему объему всей горной массы в промышленном контуре), по площади, а чаще по мощностям:

К р. = Σ Vруды / Σ Vобщ. (общей в пределах подсчетного контура)

К р. = Σ m руды / Σ Mобщ. (общей в пределах подсчетного контура)

 Коэффициент вскрыши:

                                                                 Д п (стоимость добычи 1 т руды – Д о (открытым

                                                                          подземным способом)                     способом)

   К вскр. = -----------------------------------------------------------------

     Зв (стоимость добычи 1 м3 вскрышных пород)

Другие показатели кондиций особого пояснения не требуют – в целом ясны из названия.

Оконтуривание тел полезных ископаемых.

Площади рудных залежей по разрезам или погоризонтным планам месторождения определяются с помощью измерений, с приведением форм залежи к простым геометрическим фигурам, либо специальным инструментом - планиметром.   Оконтуривание тел полезных ископаемых может производиться с использованием в качестве краевых (угловых) точек контура местоположения горных выработок (скважин), вскрывших рудное тело (рудных пересечений, удовлетворяющих кондициям) или на половину расстояния между продуктивными и пустыми выработками, с учетом геологических особенностей.

Так обычно проводится контур запасов более высоких категорий (так называемый внутренний контур).

При проведении контура рудной залежи между горными выработками используется принцип простой геометризации – интерполяция [интер – между].

 Для проведения контуров рудной залежи за пределами горных выработок (скважин) – внешний контур - применяется экстраполяция[экстра – вне, за]:

  •  треугольником на ½ расстояния между выработками (разведочными линиями) в контуре разведки;
  •  прямоугольником на ¼ расстояния между выработками (разведочными линиями) в контуре разведки.

Способы подсчета запасов.

При подсчете запасов предпочтительнее использовать графические и приближенные аналитические способы, чем точные аналитические. Выбор способа подсчета определяется особенностями месторождения и примененной системой разведки.

Точность оценки запасов в меньшей мере зависит от способа подсчета, чем от дефектов документации и неправильных геологических представлений при интерполяции и экстраполяции. Использование двух способов подсчета запасов дает, при условии доброкачественных геологических материалов и интерпретации, близкие результаты (при незначительных расхождениях) и приобретает значение самоконтроля.

 Способ среднего арифметического. Применяется в тех случаях, когда месторождение разведано скважинами или горными выработками, пересекающими рудное тело по мощности. Оконтуривание рудной залежи при этом производится обычными способами, средняя мощность и среднее содержание полезного компонента определяется как среднее арифметическое из всех выработок по внутреннему контуру (то есть, по контуру рудного тела, проведенному через крайние скважины, вскрывшие кондиционную руду). Площадь рудной залежи измеряется планиметром, по сеточным палеткам или преобразованием в простейшие геометрические фигуры. Суть способа: преобразование рудной залежи в равновеликую фигуру (пластину) площадью S с мощностью mср. Способ точен для равномерной разведочной сети. Недостаток: невозможность получения данных о распределении сортов полезного ископаемого в пространстве рудной залежи и подсчета запасов отдельно по участкам и блокам.

 

 Способы блоков (геологических и эксплуатационных) обладают наибольшей возможностью учета и отражения геологических особенностей месторождения.

При использовании способа геологических блоков общая площадь месторождения расчленяется на части (участки, блоки) из различий в вещественном составе руд, условиях залегания, в степени разведанности отдельных участков месторождения по категориям. При этом, как правило, один геологический блок ограничивается двумя соседними или не соседними разведочными линиями и опирается на средние данные по всем этим разведочным линиям и выработкам. При проведении интерполяционных контуров между соседними разведочными линиями максимально используются геологические данные по структуре рудного участка.

Подсчет запасов способом эксплуатационных блоков основан на выделении подсчетных блоков в соответствии с проектом (планом) их отработки, в остальном не отличается от способа геологических блоков.

 Способ геологических разрезов (линейный). Применяется часто при неравномерной сети выработок, при разведке системой геологических разрезов (параллельных или непараллельных).

Подсчет запасов этим способом осуществляется последовательным суммированием запасов от мельчайших участков тела пол.иск., расположенных между выработками по разведочной линии, до общего учета запасов на площадях, расположенных между линиями:

  1.  определяются запасы между двумя выработками на линии при ширине этих участков (вкрест линии разреза) в 1 м;
  2.  суммируются запасы указанных в п. 1) участков, что дает запасы по разведочному сечению в ленте шириной 1 м;
  3.  запасы в лентах распространяются на участки, прилегающие к каждому сечению;
  4.  суммируются запасы отдельных участков, что дает запасы всего месторождения.

Определение запасов участков между двумя выработками на разведочной линии выполняется на геологических разрезах. Такой участок в общем виде представляет собой трапецоэдр. Его объем определяется по формуле:

m1+m2                           m1+m2

V1 = ---------- *  a *1 = ----------- a

  1.  2

где V1 – объем уч-ка между двумя выработками при его ширине в 1 м; m1 и m2 – мощности тела пол.иск. по выработкам; а – расстояние между выработками в разведочной линии.

Запас руды и металла по выработке q1 = V1*d*           p1 = V1*d*c1

Запас руды и металла в развед. линии: QI = Σqi                   PI = Σpi

Запас между линиями:

Первый способ: Q = (QI + QII) L , где L – расстояние между линиями.

Если запасы по соседним линиям отличаются более чем на 40 %, то подсчет запасов по площади между сечениями производится по формуле «усеченного конуса» или «усеченной пирамиды»:

               [QI + QII + √(QI + QII)]

      Q =  ----------------------------   L

                          3

Второй способ: Q = QI k, где Q- запас на площади, прилегающей к разведочной линии,

QI – запас в ленте шириной 1 м по разведочной линии,

k – ширина влияния разведочной линии, равная полусумме расстояний между разведочными линиями.

Это классический метод разрезов. Но проще площади рудной залежи (S) по вертикальным или горизонтальным разрезам замеряются, определяются планиметром или палеткой высчитываются средние содержания (Cср.) по выработкам и по разрезам в целом, и эти данные распространяются на половину расстояния между разведочными линиями (в обе стороны от данного разреза), либо на расстояниемежду разрезами (сечениями (как описано ранее)

Для непараллельных разрезов вводится поправка за их непараллельность

               (QI + QII) (HI + HII)

      Q =  ----------------------------  α /sin α

                          4

где Н1 и Н2 – перпендикуляры из центров тяжести сечений I и II на противоположные разведочные линии,   α – угол между разведочными линиями (менее 10 градусов, поправка на α в эту формулу не вводится.

Формуляр подсчет запасов методом разрезов включает графы:

- номер линии и выработки

- мощность

- объемный вес

- произведение мощности на объемный вес

- расстояние между выработками

- запасы руды в ленте 1 м между выработками

- содержание металла

- запасы металла.

Запасы руды и металла между выработками по линии суммируются, а затем по формуле Q = (QI + QII) L рассчитываются запасы между линиями, суммирование которых дает запасы рудного тела или месторождения в целом.

При непараллельных разрезах иногда зона влияния оценивается не на расстояния между линиями, а на прилегающие площади рудного тела.

Редко используемые и формальные методы:

- многоугольников,

- треугольников,

- изолиний

- изогипс

-статистический (для горного хрусталя) и др.

Подсчет запасов методом многоугольников

Метод многоугольников, устаревший уже 50 лет назад и ныне нигде не применяемый, предусматривал построение многоугольников вокруг каждой одиночной выработки (скважины).

Это делалось так:

  1.  Все выработки (скважины) соединялись прямыми линиями со всеми соседними выработками;
  2.  Полученные соединяющие линии делились ровно пополам;
  3.  Через эти средние точки между скважинами проводились линии, в результате вокруг каждой выработки получался многоугольник (четырехугольник, пятиугольник, треугольник…);
  4.  Тем или иным способом вычисляется площадь этого многоугольника (по сетке, делением на треугольники и т.п.);
  5.  Мощность рудного тела по многоугольнику принималась соответствующей мощности тела по выработке;
  6.  Далее в таблице производились вычисления.

Форма таблицы:

№ многоугольника (выработки)Площадь в м2Мощность в мОбъем в м3Объемный вес в т/м3Запасы руды в тСодержание полезного компонента (металла) в %Запасы полезного ископаемого (металла) , тСуммахххххххххххххх

 

Метод формальный, основная ошибка в подсчете площадей многоугольников, морфология залежи необычайно искажается, метод неестественный, негеологический (В.И. Смирнов, 1954).

Наряду с подсчетом запасов по методу осреднения по соседним выработкам, близкому методам «треугольников» и «геологических блоков соседней увязки», более геологичным и более точным!) можно рассчитывать запасы и этим методом,  (многоугольниками по зонам влияния выработок).

Наиболее применимы в практике способы геологических разрезов и геологических блоков.

Тема 5.

Системы разработки месторождений полезных ископаемых. Подземные и открытые работы. Геотехнологические методы добычи

.

Системы подземной разработки рудных месторождений

.

Системы разработки с открытым очистным пространством.

Системы разработки с магазинированием отбитой руды

.

Системы разработки с закладкой выработанного пространства

.

  

Системы разработки с креплением выработанного пространства

.

Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых

.

ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Общие положения стратегии поисковых и разведочных работ

  1.  Перед началом полевых работ максимально полно изучить материалы предшественников, аэрофото- и космофотоматериалы, геофизику, геохимию, картографические материалы.
  2.  К материалам предшественников на всех этапах относиться критически («Не доверяй! Не верь!»), но в то же время нельзя считать предыдущих исследователей неграмотнее и неопытнее себя (если к этому нет серьезных оснований).
  3.  Разработка стратегии поисков – программы (проекта) работ – задача важнейшая:
  •  использование самых эффективных методов и технологий;
  •  стремление к минимизации и удешевлению работ;
  •  не забывать о комплексности изучения площади (ища золото, не забывать и не отбрасывать полиметаллы, W, Mo, Sn …);
  1.  Работы должны быть нацелены на результат. Если нет веры в объект, отрабатывание «номера» бесполезно и вредно.
  2.  Все, что видишь, должно быть задокументировано. То, что осталось в голове – пропало!
  3.  Наблюдаемое (фактический материал) в документации (дневниках, журналах) должно быть отделено в записях (документации) от выводов и предположений.
  4.  Сомнения – доказательства предположений, обоснование выводов – осторожность в оценках.
  5.  Особое внимание – опробованию и его результатам. Не верить сходу – контроль и проверка более эффективными (крупнообъемными) методами.
  6.  Следование инструкциям ГКЗ. Любые отклонения от инструкций – предварительно апробировать в ГКЗ (отраслевых институтах).

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Файл

Лекции по разведке Сокерин.doc

Лекции по разведке Сокерин.doc
Размер: 353 Кб

.

Пожаловаться на материал

Кафедра геологии Поиски и методика разведки месторождений полезных ископаемых Краткий конспект курса лекций Методика разведки МПИ

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

К данному материалу относятся разделы:

Основы классификации, оценки и учета ресурсов и запасов полезных ископаемых

РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ. Основные принципы и системы проведения разведочных работ

Технические средства разведки: горные и буровые работы Горноразведочные выработки

Подземные горные геологоразведочные выработки

Буровые скважины

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК И БУРОВЫХ СКВАЖИН

Топографо-геодезические работы

Виды геологической документации

Содержание геологической документации

ОПРОБОВАНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ. ОБРАБОТКА ПРОБ.

Качество полезных ископаемых

Виды опробования

ОБРАБОТКА ПРОБ

АНАЛИЗ ПРОБ (СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЙ ПОЛЕЗНЫХ И ВРЕДНЫХ КОМПОНЕНТОВ)

ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Системы разработки месторождений полезных ископаемых. Подземные и открытые работы. Геотехнологические методы добычи

Системы подземной разработки рудных месторождений

Системы разработки с открытым очистным пространством.

Системы разработки с магазинированием отбитой руды

Системы разработки с закладкой выработанного пространства

Системы разработки с креплением выработанного пространства

Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых

Похожие материалы:

Неотложная эндокринология. Задачи с ответами

Ответы на задачи по неотложной эндокринологии. Поставьте предварительный диагноз. Составьте план обследования. Укажите основные принципы лечения. Предварительный диагноз. План обследования и лечение.

Соціально-психологічна характеристика особистості

Соціально зумовлені характеристики особистості Поняття про характер. Типологія характерів Акцентуації характеру Поняття про мотивацію та її місце в структурі психіки Теорії мотивації

Административное право. С 31 билета. Ответы

Административное регулирование. Общая характеристика производства по делам об административных правонарушениях. Управление внутренними делами. Административное право в РФ - Российской Федерации. Федеральный закон. Федеральные органы государственной безопасности

Социальная работа в России

Социальный работник в России. Социальные проблемы современного российского обществ. Деонтология социального работника. Понятия «внутриролевой конфликт» и «межролевой конфликт». Формирование Российского профессионально-этического кодекса. Регулирование принципов поведения специалистов социальной сферы.

Испытания как технологический процесс. Определение испытания.

Порядок проведения испытаний средств измерений на соответствие утвержденному типу Объект испытания. Уровень испытаний, средства испытаний.

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok