Геометризация свойств полезных ископаемых

Для оценки месторождения, а также рационального планирования и ведения горных работ наряду с выявлением формы и условий залегания залежи полезного ископаемого необходимо изучить и ее качественные характеристики. К качественным характеристикам полезного ископаемого относятся химические, физические и геомеханические свойства, а также количественное размещение в нем полезных и вредных компонентов.

Качество руды в основном характеризуется содержанием в ней металла и других полезных компонентов, а также ее технологическими свойствами.

Качество ископаемых углей определяется содержанием в них углерода и летучих веществ, а также вредных компонентов (сера, фосфор).

Совокупность работ, связанных с выяснением качественных особенностей и их количественной характеристики, а также с графическим изображением закономерностей их распределения, называется геометризацией качественных свойств месторождения. Эти работы могут производиться по отдельным выработкам или скважинам, по отдельным горизонтам (слоям залежи) или по всему месторождению в целом.

Характер изменения данного показателя в заданном направлении (по оси разведочной скважины) может быть наглядно изображен с помощью полигональной кривой.

Для построения полигональной (или эмпирической) кривой (рис. 5.12), по оси абсцисс последовательно откладывают точки взятия проб. Из каждой точки восставляют перпендикуляры длиной, соответствующей содержанию меди в каждой пробе. Соединив концы прямыми линиями, получим полигональную кривую изменения содержания меди в руде по глубине скважины.

Скачкообразное изменение этой кривой обусловлено не только резким изменением содержания меди по глубине скважины, но и ограниченностью числа проб, погрешностями химического анализа и другими причинами.

Рисунок 5.12. Полигональная и сглаженная кривые содержания меди в руде по скважине

В действительности содержание меди в руде по глубине скважины меняется плавно. Для устранения скачкообразности производят сглаживание кривой (на рис. 5.12 пунктирная линия между точками G и Н).

При помощи сглаженной кривой можно определить среднее содержание металла в руде на любом участке опробования. Например, на данном участке скважины EF среднее содержание меди в руде равно

c_cp = S/l, где S - площадь фигуры EFHG, ограниченной сглаженной кривой и осью абсцисс; l = EF - длина заданного отрезка скважины

Аналогичным образом можно определить среднее содержание металла по данной скважине на всю мощность залежи или для ее любого слоя, а также содержание меди в любой точке оси скважины.

Для построения плана изолиний качественных свойств для всего месторождения поступают следующим образом. На план наносят все точки наблюдений. Если разведочные скважины вертикальны, то их наносят на план по координатам х, у их устьев. При наклонных скважинах на план наносят средние точки между входом и выходом скважины из залежи. Возле всех точек наблюдений выписывают средние значения содержания металла в руде на всю мощность залежи. Далее, производят геометрический анализ числовых отметок (в данном случае средних содержаний металла в руде), намечают инвариантные линии и линейным интерполированием находят точки со ступенчатыми отметками, кратными заданному сечению изолиний.

Соединив плавными линиями точки с одноименными отметками, получим изолинии средних на всю мощность залежи содержаний металла в руде.

На таком плане можно произвести оконтуривание залежи по заданному среднему или минимальному бортовому содержанию, а также наметить участки с малым содержанием металла в руде для оставления их в качестве целиков.

Если месторождение разрабатывается отдельными слоями или горизонтами, то план изолиний содержания металла в руде строится не на всю мощность залежи, а для каждого отдельного слоя или горизонта.

6. ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ [1: §43-47; 3: §7]

6.1 Общие сведения

Изучение месторождений полезных ископаемых завершается их оценкой. Один из её главных элементов – подсчет запасов, в результате которого устанавливается:

1) количество полезных ископаемых в недрах и их распределение по сортам; 2) качество полезных ископаемых; 3) технологические свойства полезных ископаемых и рекомендации по их промышленному использованию; 4) геологические и горнотехнические условия для правильного выбора способа вскрытия и системы разработки; 5) степень надежности результатов подсчета.

Запасом называется весовое или объемное количество полезного ископаемого, находящегося в месторождении (т, м³, кг).

Различают генеральный и оперативный подсчеты запасов. Генеральным называется подсчет вновь разведанных месторождений или после их доразведки. Его результаты утверждаются Государственным комитетом по запасам, который является высшим государственным органом по проверке подсчетов и их утверждению.

Оперативный подсчет производится для текущего учета запасов в процессе эксплуатации месторождений.

Запасы полезных ископаемых учитываются без вычета потерь при их добыче и переработке.

6.2 Классификация запасов:

по степени пригодности для промышленного освоения запасы ПИ делятся на балансовые и забалансовые.

К балансовым относят разведанные запасы, пригодные для использования в народном хозяйстве при существующем уровне техники и экономики.

К забалансовым относят запасы, использование которых в данное время экономически нецелесообразно вследствие малого количества, низкого содержания ценных компонентов, особо сложных условий эксплуатации и т.д., но которые в дальнейшем могут быть объектом добычи.

по степени разведанности и изученности запасы делятся на категории А, В, С₁ и С₂.

К категории А относят детально разведанные и изученные запасы с полным выяснением условий залегания, формы и строения залежей, качества и сортов полезных ископаемых, выделением некондиционных участков; контуры запасов категории А определены скважинами или выработками.

Категория В – запасы, разведанные с детальностью, обеспечивающей выяснение основных особенностей условий залегания, формы и строения залежей, качества и свойств полезных ископаемых. Контуры определены по данным разведочных выработок.

С₁ – запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей выяснение в общих чертах условий залегания, формы, качества и т.д. Контуры определены по данным разведочных выработок и экстраполяции по геологическим и геофизическим данным.

С₂– запасы, примыкающие к более высоким категориям или предполагаемые на основании геологических и геофизических данных, подтвержденных в отдельных скважинах.

Составление проектов и выделение капиталовложений на строительство и реконструкцию горнодобывающих предприятий разрешается при наличии запасов в определенных соотношениях. Например, для месторождений простого строения с выдержанной мощностью залежи требуются следующие соотношения:

(А + В > 30 %), в том числе А > 10 %.

Классификация промышленных запасов по степени готовности к выемке:

Промышленными запасами называется та часть балансовых, которая должна быть извлечена из недр. Q_ПР = Q_Б - ΣП.

Потери – часть балансовых запасов, безвозвратно оставляемая в недрах.

Вскрытые – часть промышленных запасов, для разработки которых не требуется проведения вскрывающих выработок (стволов, штолен, квершлагов, уклонов и т.д.).

Подготовленные – часть вскрытых, для разработки которых пройдены все подготовительные выработки.

Готовые к выемке – запасы выемочных участков, где пройдены подготовительные и нарезные выработки и оборудованы очистные забои (действующие и резервные лавы).