Компонента

Иногда среди отобранных проб одного из сечений встречаются такие, содержание в которых полезного (полезных) компонентов оказывается многократно превышающим содержание в остальных пробах. Такие «выдающиеся» пробы принято называть «ураганными». Если учитывать их наряду с остальными «рядовыми» пробами, то среднее содержание по рудному пересечению или пласту может быть значительно завышено, и, в конечном счете исказит оценку изучаемого месторождения. Поэтому предложено несколько способов учета таких «ураганных» проб». Сводятся они к следующему:

1. Произвести повторное опробование этого интервала. Если при этом будет показано рядовое содержание, то его и принимают в данные по подсчету запасов этого рудного тела. Если же при повторном опробовании подтверждается «ураганное содержание» какого-то химического элемента, надо детально изучить этот участок рудного тела и выяснить, какую часть рудного тела характеризует проба с повышенным содержанием элемента. Если такой участок занимает большую площадь рудного тела и играет большую роль в рудном теле, то полученное значение следует включить в подсчет запасов по этому рудному телу. Если же богатый участок руды представляет собой лишь тонкий прожилок в рудном теле и распространен на небольшое расстояние, не оказывает влияния в целом на все рудное тело, его надо заменить обычной рудой, то есть отобрать рядом нормальную пробу.

2. В случае если отобранную пробу с богатым, «ураганным» содержанием невозможно отобрать повторно, она может быть заменена любой другой средней пробой, вычисленной по выработке с учетом всех проб, в том числе и «ураганной».

Вопрос о выделении «ураганной» пробы не является простым вопросом. Выделение такой пробы зависит от многих причин, главным образом от характера распределения оруденения. Поэтому существует ряд рекомендаций по применению этого метода, в частности, рекомендация В. И. Смирнова. Он рекомендует считать «ураганными» пробы в зависимости от характера распределения полезных компонентов, коэффициента вариации их и типов месторождений. В упрощенном виде она выглядит так (таблица).

Таблица 1. Коэффициенты вариации распределения

полезных компонентов

Группа месторождений	Характер оруденения	Коэф. вариации компонентов	Характер месторождений	Отношение содержания в ураганной пробе к среднему
I	Весьма равномерный	До 20	Большинство осадочных	2-3
II	Равномерный	20-40	Сложные осадочные и метаморфические	4-5
III	Неравномерный	40-100	Большинство цветных металлов	8-10
IV	Весьма неравномерный	Более 100	Редкие металлы и золото	Более 10

3. СПОСОБЫ ПОДСЧЕТА ЗАПАСОВ

Известно более 20 методов подсчета запасов полезных ископаемых. Но из них наиболее употребительными являются следующие: разрезов, геологических блоков, эксплуатационных блоков, многоугольников, треугольников, изогипс и изолиний.

Каждый из названных методов, как правило, имеет свою область применения, то есть применяется при подсчете запасов определенных месторождений. Например, при подсчете запасов металлических полезных ископаемых (свинец, медь, олово и др.) преимущественно применяется метод разрезов (или геологических разрезов), при подсчете запасов неметаллических полезных ископаемых (гипсы, известняки, глины и проч.) – способ геологических блоков или многоугольников, при подсчете запасов на угольных месторождениях предпочитают пользоваться методом эксплуатационных блоков. Но бывают и исключения, вызванные особенностями геологического строения месторождения и условиями его залегания.

Рассмотрим наиболее широко применяемые методы подсчета запасов.

3.1. Метод геологических разрезов. Этот метод применяется в тех случаях, когда разведочные работы на месторождении выполнены равномерно расположенными выработками (горными выработками или буровыми скважинами), находящимися на примерно параллельных разведочных или поисковых линиях.

Подсчет запасов начинается с построения разрезов по разведочным линиям с изображением сечения рудного тела в горизонтальной или вертикальной плоскости. В зависимости от этого различают метод вертикальных и горизонтальных разрезов.

Для подсчёта запасов необходимо выполнить следующие действия:

1.Определить запасы участков, расположенных между двумя выработками на одной линии. При этом ширина участка на линии принимается равной 1 м. Такой участок имеет форму трапецоэдра с объемом V:

V =

где V – объем участка шириной 1 м между двумя скважинами,

m ₁, m ₂ – мощности рудного тела,

а – расстояние между выработками

2. Определить линейные объемные запасы по формуле:

Q = V₁ • d (объемный вес руды)

или:

запасы металла по формуле: P₁ = Q₁ • C₁ (среднее содержание металла).

3. Суммировать запасы всех участков по линии.

4. Определить запасы блоков между линиями по формуле:

Q =, где L – расстояние между линиями.

Приведенные формулы применяются, если запасы на линиях не очень сильно отличаются друг от друга. В противном случае (при резких различиях в запасах по линиям, превышающим 40%) применяется другая формула подсчета запасов:

Q =

Для краевых сечений, опирающихся на разведочную линию, запасы определялись по формуле Q • k (половину расстояния между линиями).

3.2. Метод геологических блоков является самым простым методом подсчета геологических запасов месторождения. В качестве частного случая можно рассмотреть случай, когда все рудное тело рассматривается в качестве одного единого подсчётного блока. Условием применения такого способа является включение в этот блок все рудное тело в пределах контура рудного тела. В таком случае площадь блока замеряется палеткой.

Мощность определяется как среднеарифметическое значение по всем выработкам (скважинам, горным выработкам).

Среднее содержание полезных компонентов по рудной массе также определяется простым среднеарифметическим способом.

При производстве подсчётных операций объем (V) высчитывается как произведение площади рудного тела (S) на его среднюю мощность (m), a запасы руды (Q) – произведением объема (V) на объемный вес руды (d).

Рис. 3. План рудного тела при подсчете

Запасы металла в рудном теле также подсчитываются общепринятым методом, то есть произведением запасов руды (Q) на содержание полезного компонента в руде (с /100) в весовых единицах (тоннах, тысячах или миллионах тонн).

При подсчете содержание металла в россыпях запасы руды (Q) умножаются на весовые содержания полезного минерала в россыпи.

Этот метод получил название метода среднеарифметического.

Если руды в месторождении или рудном теле резко различаются по качеству или другим показателям, то каждый тип руды выделяется в самостоятельный блок с выделением двух внешних контуров: один из них опирается на крайние скважины (выработки), вскрывшие рудное тело. В этом блоке подсчет запасов опирается на данные буровых скважин или горных выработок.

Второй контур прилегает к первому, а запасы его подсчитываются по минимальным данным, принятым для подсчета запасов.

Общие запасы составляются из суммированных запасов всех блоков, входящих в подсчётный контур.

Метод геологических блоков отличается, как видно, простотой и скоростью производства работ по подсчету запасов. Поэтому его часто применяют при производстве предварительного метода для скорейшей оценки месторождения или рудного тела.

Используется этот метод также часто в качестве контрольного при подсчете запасов по месторождениям полезных ископаемых другими, более сложными методами.

3.3. Метод эксплуатационных блоков. Этот метод часто применяется для подсчета запасов жильных и пластовых месторождений в тех случаях, когда геологоразведочные работы проводятся с предварительной нарезкой горных выработок (штолен, штреков), которые будут в дальнейшем использоваться и в качестве эксплуатационных выработок. При этом происходит как бы совмещение системы разведки с системой разработки месторождения. Понятно, что в таких случаях удобнее всего использовать систему подсчета, именуемую системой эксплуатационных блоков.

При этом методе под блоками подразумеваются части рудных тел, оконтуренные с нескольких сторон горными выработками - штреками, штольнями, восстающими.

При подсчете запасов этим методов определяется среднее содержание каждого полезного компонента и средняя мощность рудного тела по каждой выработке, которая оконтуривает этот блок (с двух, трех, четырех сторон) среднеарифметическим способом или средневзвешенным способом, если содержание полезного компонента увеличивается или уменьшается в зависимости от мощности рудного тела. В случае если существенное значение на содержание полезного компонента оказывает объемный вес руды, то производится и среднее взвешивание на объемный вес или на объемный вес и мощность рудного тела.

Средняя мощность определяется по формуле М =

Среднее содержание по блоку определяется по формуле:

С_◦ =

где: L_1, L₂ – длины отрезков выработок, оконтуривающих блок.

Запасы руды Q = S • m₀ • d₀,

где S – площадь блока; m₀ – средняя мощность в пределах блока; d₀ –средний объемный вес руды в блоке.

Запасы металла Р определяется по формуле Р= Q • С₀. При этом если содержание (С) приводится в %%, то результат делится на 100.

Метод эксплуатационных блоков чаще в чистом виде используется при выдержанном оруденении. В случае выделения в пределах блока участков с более высокими содержаниями полезных компонентов они выделяются в самостоятельные блоки.

Метод эксплуатационных блоков является очень удобным при проведении геологоразведочных работ горными выработками (например, в высокогорных районах) и не требует проведения дополнительных выработок для подсчета запасов.

3.4. Метод многоугольников. Метод основан А. К. Болдыревым. При использовании его разведанное (оконтуренное) рудное тело разбивается на участки по числу разведочных выработок, относя к каждой из них ближайший к ней участок разведанного тела. В результате этого к каждой выработке подвешивается свой собственный блок, а все точки этого блока будут более близкими к этой выработке, чем к другим остальным. При подсчете запасов этим методов за исходные данные при подсчете запасов по каждому блоку средняя мощность, объемный вес руды и содержание полезных компонентов для этого блока принимается по той единственной выработке, на которую опирается блок. Каждый из выделенных участков представляет собой по форме геометрическую призму, высота которой является мощностью рудного тела. Объем ее получим при умножении площади основания многоугольника на мощность рудного тела по этой выработке.

Сумма объемов всех выделенных на участке призм даст объем всего рудного тела. Определение средних объемных весов и средних содержаний полезных компонентов производится в зависимости от необходимости среднеарифметическим или средневзвешенным способами, как и при любом другом методе подсчета запасов.

Следует обратить внимание на методику построения многоугольников при применении этого метода подсчета запасов. Для этого надо прямыми линиями соединить каждую разведочную выработку с ближайшими выработками пунктирными линиями. После этого из середины полученных пунктирных линий восстановить перпендикуляры, которые при пересечении друг с другом и образуют многоугольники. При этом любая точка такого многоугольника будет располагаться ближе к этой разведочной выработке, чем к любой другой.

Построение многоугольников можно также осуществить с помощью шаблона или способом засечек, применяемых для точного деления сторон на две равные части.

При использовании шаблона его накладывают на подсчётный план таким образом, чтобы прямая с делениями пересекла те точки, между которыми проводится перпендикуляр. После этого шаблон перемещается между этими точками до такого положения прореза, когда разрез оказывается посередине между этими точками и проводят по нему прямую линию. Она то и является перпендикуляром к середине выбранной прямой. Еще более прост метод засечек, обычно применяемый в геометрии и тригонометрии.

Таким образом, проводится контур залежи по выработкам.

Межконтурная полоса также строится из многоугольников.

3.5. Метод треугольников. Сущность этого метода заключается в том, что вся разведанная площадь месторождения (рудного тела) разбивается на трехгранные косоусеченные призмы. Верхними и нижними основаниями таких призм являются треугольники, вершины которых представляют собой точки входа и выхода разведочных выработок из тела полезного ископаемого, а боковыми ребрами – мощности полезной толщи по соответствующим выработкам (скважинам, шурфам и т. д.).

На плане треугольники строятся соединением точек разведочных выработок прямыми линиями. При этом выработки следует подбирать таким образом, чтобы получались по возможности равносторонние треугольники.

Площадь треугольников определяется измерением оснований и высот их обычным методом. Объем трехгранных призм определяется по формуле:

V =

Запасы руды подсчитываются по каждой призме как произведение ее объема на объемный вес руды, а запас полезного компонента по каждой призме высчитывается по формуле P = q • С, где:

С – среднее содержание компонента, a q – запас руды в призме.

Общие запасы руды и полезного компонента по рудному телу или месторождению получаются путем суммирования запасов по всем призмам.

Применяются также методы изогипс и изолиний.

3.6. Метод изогипс (2) применяется для подсчета запасов пластовых месторождений с изменяющимся углом падения рудного пласта. Объем пласта при этом может быть определен как сумма объемов отдельных его участков, которые сохраняют примерно одинаковый угол падения. Чаще применяют при таком методе построение изогипс как линий равных высот поверхности пласта. Поверхность пласта рассчитывается по формулам или определяется графически. Обычно он применяется при подсчете запасов угольных месторождений.

Для определения площади поверхности пласта, заключённой между двумя изогипсами, А. К. Бауман (2) предложил использовать следующую формулу:

где: К –боковая поверхность цилиндра, равная произведению длины средней линии, проходящей между изогипсами, или длины промежуточной изогипсы на вертикальное расстояние между изогипсами;

Т – площадь, измеренная на плане между двумя изогипсами.

Поверхность пласта может быть измерена также графически, для чего строится прямоугольный треугольник, катеты которого численно равны величинам К и Т.

3.7. Метод изолиний требует построения на плане или на разрезе изолиний равных мощностей рудного тела, изолиний равных произведений мощности на объемный вес руды, изолиний равных произведений мощности на содержание полезного компонента. После этого измеряются площади, ограниченные названными изолиниями и по ним вычисляются запасы, выраженные в объеме, весе руды или весе заключенного в ней компонента.

Изолинии названных величин проводятся методом интерполяции между разведочными горными выработками или буровыми скважинами. При этом считается, что мощность и содержания полезных компонентов в рудном теле от выработки или скважине к другой выработке изменяется постепенно пропорционально расстоянию между ними.

При графическом построении используется трафарет, представляющий собой систему параллельных линий, проведенных через одинаковые расстояния друг от друга.

При построении изолиний интерполяция допускается только между точками, находящимися на одной стороне склона.

Этот метод требует достаточно равномерной разведочной слабой изменчивости мощностей рудного тела и содержаний полезных компонентов.

Надо отметить, что при подсчете запасов многих полезных ископаемых используют несколько методов подсчета для сравнения полученного результата и определения оптимальных значений подсчета. Этим обеспечивается контроль правильности подсчета запасов, что является весьма важным. Если при подсчете запасов разными методами расхождение в запасах незначительно, следовательно, подсчет запасов выполнен достоверно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В методических указаниях рассмотрены некоторые из наиболее часто применяемых для подсчета запасов параметры, способы их определения, а также наиболее распространенные методы подсчета запасов твердых полезных ископаемых.

При этом в указаниях изложены только главные принципы подсчета запасов, основы, на которых они применяются в практической деятельности геологов. Подробнее с каждым методом подсчета запасов можно познакомиться по учебникам и другим материалам, список некоторых их которых приведен в конце этой работы.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Коган, И. Д. Подсчёт запасов и геолого-промышленная оценка рудных месторождений [Текст] / И. Д. Коган. – М.: Недра, 1974. – 304 с.

2. Методы поисков и разведки полезных ископаемых: учебник для геологоразведочных техникумов [Текст] / под общей редакцией Г. Д. Ажгирея, Б. К. Брешенкова, А. П. Прокофьева, Л. А. Русинова. – М.: Государственное научно-техническое из-во литературы по геологии и охране недр, 1954. – 463 с.

3. Подсчёт запасов месторождений полезных ископаемых [Текст] / под общей редакцией В. И. Смирнова, А. П. Прокофьева. – М.: Госгеотехиздат, 1960. – 1960. – 672 с.

4. Смирнов, В. И. Подсчёт запасов минерального сырья [Текст]. – М.:Госгеолиздат, 1950.

Дата добавления: 2015-05-08