Контрольные вопросы:

1. Что такое полезное ископаемое?

2. Что такое месторождение?

3. Почему подсчитывают запасы полезных ископаемых?

4. Геологические условия месторождения?

5. Прогнозные ресурсы, для чего их определяют?

6. Условия разработки месторождения?

7. Геологические предпосылки?

8. Что означают термины, балансовые и забалансовые?

9. Что такое прогрессивная технология?

10. Простое геологическое строение?

11. Что такое сложное геологическое строение?

12. Что такое залежи полезных ископаемых?

13. Контуры запасов месторождений?

14. Что такое мощность залежи?

15. Как определяется объём горной массы?

Литературы:

1. Якушева А. Ф. «Общая геология». М. Недра 1988.

2. Мельничук В. И. «Общая геология». М. Недра 1989.

3. Ершов В. В. «Основы геологии». М. Недра 1986.

4. Иванова М. Ф. «Общая геология». М. Недра 1974.

5. Панюков П. Н. «Основы геологии». М. М. Недра 1978.

Лекция № 20

Геолого-промышленная оценка и кондиция месторождения (Кен орындарын геологиялық-өндірістік тұрғада бағалау және олардың кондициялары) План:

1. Геологические критерии оценки месторождения (Кен орнын бағалайтын геологиялық критерилер)

2. Экономические критерии оценки месторождения (Кен орнын бағалайтын экономикалық критерилер)

3. Технические критерии оценки месторождения (Кен орнын бағалайтын техникалық критерилер)

4. Основные параметры кондиций (Кондицияның негізгі параметрлері)

5. Технико-экономические обоснования параметров кондиций. (Кондицияның параметрінің технико-экономикалық қисындары)

Ключевые слова: Параметры кондиции, сырья, капитальные затраты, уровень рентабельности, приведенные затраты, эксплуатационные затраты, коэффициент рентабельности, минимализация затрат, товарный продукт, метод аналогия.

Оценка полезных ископаемых предусматривается на всех стадиях геологоразведочных работ. Как известно, на стадиях, предшествующих разведке, оценивают прогнозные минеральные ресурсы, а по результатам разведочных стадий подсчитывают запасы полезных ископаемых. Такая оценка называется геологической.

Разведанные запасы минерального сырья подлежат сравнительной экономической оценке, определяющей техническую возможность и целесообразность их добычи и переработки.

Таким образом, оценка становится комплексной геолого-экономической. При её проведении руководствуются принципами, позволяющими обеспечить максимальное удовлетворение потребностей народного хозяйства в минеральном сырье с минимальными общественно необходимыми затратами на его производство, и соблюдением законодательных положений об охране недр и природных ресурсов.

Геологические критерии представляют собой рудоконтролирующие факторы, используемые при оценке прогнозных ресурсов, так и при подсчёте запасов. Однако при оценке прогнозных ресурсов они являются определяющими, в то время как на разведочных стадиях важную роль в оценке запасов играют экономические и технологические критерии.

Критерием экономической оценки является мера отличия основных стоимостных показателей от их среднеотраслевых значений. Эти показатели отражают затраты живого и общественного труда на производство. Единицы продукции из сырья оцениваемого месторождения.

Лучшим на данный момент считают месторождения, позволяющие получить продукцию с минимальными затратами такого труда. К числу этих показателей относятся ожидаемая себестоимость продукции, удельные капитальные затраты на единицу годовой мощности предприятия по добычи руды или выпуску конечной продукции, уровень рентабельности к основным производственные фондам и приведённые затраты. Последние служат основным показателем при сравнительной экономической оценке месторождения и определяются по формуле: ,

где Р- общие годовые эксплуатационные затраты,

Ф – основные производственные фонды,

К – отраслевой нормативный коэффициент рентабельности.

А – годовая производственная мощность предприятия по выпуску продукции.

Другими показателями, учитывающимися при сравнительной оценке, служат: запасы руды и полезных компонентов, годовая производительная мощность предприятия по добыче и переработке руды и выпуску продукции, годовая прибыль и сроки окупаемости капитальных затрат. В этих показателях произведённые до исходного момента планирования затраты не принимают во внимание, а учитывают только предстоящие. Такая оценка месторождений проводится по принципу минимизации затрат. Она приводит к обоснованию использования худших месторождений участков, рудных тел и блоков. В этом случае приведённые затраты играют роль замыкающих, т.е. предельно допустимых.

Технологические критерии оценок определяют техническую возможность отработки разведанных запасов минерального сырья и его переработки наиболее эффективными способами. Технологическими показателями отработки месторождений являются параметры и пространственное положение рудных тел, их качественная характеристика, горнотехнические, инженерно-геологические и способ и системы разработки, предельная глубина карьера и коэффициент вскрыши, величины потерь и т.п. Показателями технологической оценки переработки минерального сырья служит степень извлечения основных и сопутствующих полезных компонентов, качественный состав концентратов и конечный продуктов, охрана окружающей среды и т.д.

Промышленная ценность месторождения обусловлена разнообразными факторами, которые объединяются в основные три группы: 1) экономические; 2) горно-геологические; 3) экономико-географические.

Экономические факторы определяют потребность народного хозяйства в определённом виде минерального сырья и пути её удовлетворения с учётом состояния и развития производительных сил региона, в котором находится оцениваемое месторождение. При этом рассматриваются: 1. Современный уровень производства данного вида минерального сырья; 2. возможности попутного получения из его комплексных месторождений или замены более экономичным и экологически чистым видом сырья.

Горно-геологические и технологические факторы обуславливают количество и качество минерального сырья, возможности его добычи и переработки с использованием прогрессивной технологии и техники. Анализ состояния баланса запасов с учётом экономических факторов позволяет выделить месторождение для первоочерёдной отработки или рекомендовать увеличение производственной мощности действующих предприятий за счёт реконструкций.

Экономико-географические факторы влияют на административное и географическое положение месторождения, его границы и площадь, климатические и мерзлотные условия, особенности орогидрографии, сейсмичности района, транспортные связи, наличие населённых пунктов и сырья для производства строительных материалов, обеспеченность рабочей силой, состояние энергетической базы, источники хозяйственно-питьевого т технического водоснабжения. Эти факторы определяют величину поясных коэффициентов к заработной плате, удорожающих коэффициентов на капитальное жилищное строительство, прокладку транспортных магистралей и т.п. Оценка месторождений может проводиться на различных технологических уровнях. Это зависит от видов полезного ископаемого, способов его добычи и переработки. Для одних оценка возможна на уровне добычи руды, для других осуществляется оценка затрат на получение продуктов обогащения или конечных товарных продуктов, пригодных для использования в народном хозяйстве.

Стоимостные показатели при предпроектной оценке определяют либо по методу аналогии, либо методом прямых расчётов по укреплённым показателям затрат, либо по совокупности этих методов. В первом случае среди эксплуатируемых или находящихся в стадии проектирования объектов выбираются аналогичные оцениваемому месторождению по виду полезного ископаемого, размером, морфологии и условиям залегания рудных тел, качеству руд. Стоимостные показатели выбранного проекта–аналога в целом по промышленному комплексу или по его части переносится на оцениваемый объект, с введением необходимых поправок на географо-экономические условия. Второй метод более точен, чем метод аналогии. Однако выполнение его в полном объёме сопряжено с большими затратами труда. Поэтому эффективно проведение оценки по обоим способам: для одной части промышленного комплекса подбирается проект–аналог, стоимостные показатели другой части определяются прямым расчётом.

Кондиции – это технико-экономические требования к количеству и качеству минерального сырья, его горно-геологическим, гидрогеологическим и другим природным условиям, при соблюдении которых с учётом использования прогрессивных методов техники и технологии добычи и переработки можно подсчитать балансовые запасы полезных ископаемых. Для подсчёта забалансовых запасов также устанавливают кондиции, но с более низкими требованиями.

Кондиции на минеральное сырьё устанавливаются для подсчёта запасов полезных ископаемых и определения их промышленной ценности. Они могут быть оценочными (сарапшылық) или промышленными. Оценочные кондиции разрабатывают по результатам оценки месторождений, постоянные - по результатам разведки, для эксплуатируемых месторождений - по результатам эксплуатационной разведки.

Синтезирующим экономическим параметром из этой группы служит минимальное промышленное содержание полезного компонента С_м. Запасы с таким содержанием имеют извлекательную промышленную ценность Ц _пр., зависящую от оптовой цены за единицу полезного компонента в товарной продукции – Ц, единого (сквозного) коэффициента его извлечения при добыче, обогащении и металлургическом переделе Ки и коэффициента разубоживания К _р. Таким образом,:

Величина промышленной ценности, заключённая в 1 т руды, должна обеспечить полное возмещение эксплуатационных расходов Р на её добычу Р_д и переработку Р_п при нулевой рентабельности, а также погашение затрат на геологоразведочные работы, т.е. Ц _пр ≥ Р. Заменив в формуле Ц _пр на Р и выполнив преобразования _, получим:

Для полиметаллических руд рассчитывают См условного полезного компонента, используя соответствующие переводные коэффициенты. Минимальное промышленное содержание служит не только для выделения балансовых запасов. Его величину используют и для их оконтуривания по простиранию (длине) и на глубину (по ширине). При высокой дискретности оруденения или нахождении месторождения в трудных географо-экономических условиях для оконтуривания запасов используют величину минимального содержания полезного компонента по пересечению рудного тела выработкой.

Технико-экономические обоснования (ТЭО) кондиций составляют с учётом особенностей экономико-географического положения месторождения, горнотехнических гидрогеологических и других природных условий месторождения, качественной и количественной характеристики разведанных запасов полезных ископаемых, содержащихся в них полезных компонентов и других.

При этом, согласно инструкции, необходимо обосновать:

1. оптимальную производственную мощность будущего предприятия, его структуру и технологический режим работы;

2. Наиболее рациональный способ вскрытия и разработки месторождения (участка).

3. Принятую прогрессивную оптимальную технологию добычи полезного ископаемого и комплексную переработку данного вида минерального сырья – технологическую возможность и экономическую целесообразность промышленного извлечения полезных попутных ископаемых и компонентов, а также отходов рудосортировки и обогащения.

4. Оптимальные размеры потерь разубоживания, показателей качества добываемого сырья и продуктов обогащения;

5. Принятую систему осушения месторождения, возможности использования водослива;

6. Мероприятие по охране недр, предотвращению загрязнения окружающей среды и рекультивация земель.

При подвариантных расчётах и обосновании кондиций технико-экономические показатели определяются по каждому из вариантов за год и за весь период эксплуатации. Принимается вариант, обеспечивающий максимальное использование разведанных запасов при принятом уровне рентабельности.

В основу ТЭО кондиций принимают балансовые запасы руды Q и полезного компонента М, последовательно переходящие в процессе технологического проектирования и отработки в промышленные и эксплуатационные. Промышленными являются такие запасы, которые попадают в контуры отработки. Эксплуатационные запасы руды – Qэ и полезного компонента Мэ, кроме того, определяются полнотой извлечения полезного компонента Кн и коэффициентом разубоживания Кр.

Определение потерь и разубоживания может быть расчётным, конструктивным и статистическим. Преимуществом пользуется расчётный метод, осуществляемый по вариантам отработки с учётом геологического строения, горнотехнических условий, технологии и экономики отработки. Эксплуатационные запасы и содержание в них полезного компонента С_э определяются по формулам:

; ;

Трансформация геологических запасов в эксплуатационные происходит скачкообразно по технологическим стадиям по мере проведения горнопроходческих и добычных работ.

Минимальное эксплуатационное содержание Ci бл. для различных стадий целесообразно рассчитывать с учётом только предстоящих затрат. Его можно вычислить по формуле исключив из общей суммы затрат Р производственные эксплуатационные затраты в пересчёте на 1т руды по следующим стадиям: вскрытие запасов, подготовка, нарезка, отбойка, нагрузка и транспортировка. При →О C_iбл →С_м, а при =Р_д*Р=Р_п. Следовательно, для попутной руды, получаемой при проходке разведочных выработок, минимальное эксплуатационное содержание определится как

Контрольные вопросы:

1. Расскажите о геологических критериях месторождений?

2. Инженерно-геологические и гидрогеологические критерии месторождения?

Литературы:

1. Якушева А. Ф. «Общая геология». М. Недра 1988.

2. Мельничук В. И. «Общая геология». М. Недра 1989.

3. Ершов В. В. «Основы геологии». М. Недра 1986.

4. Иванова М. Ф. «Общая геология». М. Недра 1974.

5. Панюков П. Н. «Основы геологии». М. М. Недра 1978.

Лекция № 21

Промышленные типы месторождений цветных металлов (Түсті металл кен орындарының өндірістік типтері)

План:

1. Группировка месторождений по запасам (Кен орындарын қорларына қарай топтандыру)

2. Экономическая ценность минерального сырья (Минералдық шикізаттың экономикалық бәсі)

3. Месторождения меди (Мыстың кен орындары)

4. Месторождения свинца (Қорғасынның кен орындары)

Ключевые слова: уникальные, крупные, средние, богатые, бедные, медные концентраты, рафинирование, ликвационные, кристаллизационные, магматические, карбонатные, скарновые, плутоногенные, вулканогенные, гидротермальные, стратиформные, изоморфные.

По запасам полезных ископаемых (п/и) месторождения подразделяются: уникальные, крупные, средние и мелкие (табл. 1)

Уникальные месторождения (многих п/и) легирующих и цветных металлов по составу полезных компонентов относятся к комплексным. Они часто представлены штокверковыми или пластовыми рудными залежами. Вместе с крупными месторождениями они формируют сырьевую базу цветной металлургии, химической отрасли.

По содержанию полезных основных компонентов месторождения подразделяют на богатые, средние и бедные (табл.2)

Группировка месторождений по запасам (табл. 1)

Полезные ископаемые	Группы месторождений
	Уникальные	Крупные	Средние	Мелкие
Никель	>5*105	(2.5-5)* 105	(1-2.5)* 105	-105
Оксид вольфрама	>2.5*105	(1-2.5)* 105	(1.5-10)*104	<1.5*104
Молибден	>3*105	5*104-5*105	(2.5-5)* 104	<2.5*104
Олово	>105	(2.5-10)* 104	5*103-2.5*104	<5*103
Медь	>5*106	7*105-5*106	(2-7)* 105	<2*105
Ртуть	>106	104-105	(3-10)* 103	<3*103

Богатые месторождения характеризуются высокими содержаниями полезных компонентов. К ним относятся большая часть уникальных и мелких месторождений. Мелкие месторождения с богатыми рудами отличаются высокой дисперсией содержаний полезных компонентов. Рядовые и бедные руды типичны для крупных и средних месторождений. Тенденция к снижению концентрации полезного компонента в рудах, главным образом, свойственна крупным месторождениям. Для них значения минимального промышленного и бортового содержаний полезных компонентов сближаются. Они характеризуются низкими значениями дисперсий содержаний полезных компонентов (п/к).

Группировка месторождений по содержанию полезных компонентов (табл.2)

Полезные ископаемые	Содержание полезных компонентов, %
	Высокое (богатые руды)	Средние (рядовые руды)	Низкое (бедные руды)
Никель: в сульфидных рудах	>1	0,5-1	0,1-0,5
В силикатных рудах	>2	1,3-2	1-1,3
Оксид вольфрама	>1	0,3-1	0,1-0,3
Олово	>1	0,4-1	0,1-0,4
Молибден	>0,5	0,2-0,5	0,08-0,2
Медь	>2,5	1-2,5	0,3-1,0
Свинец	>5	2-5	<2
Ртуть	>1	0,1-1	<0,1

Экономическая ценность месторождения зависит от вида минерального сырья, её запасов, качественной характеристики, технологии добычи и переработки. При этом учитываются необходимые затраты на добычу и переработку при нормативном уровне рентабельности. Для каждого вида продукции, получаемой за счёт эксплуатации месторождений на определённом временном интервале, действуют оптовые цены, представляющие собой сумму полной среднеотраслевой себестоимости и нормативной прибыли (ВНП). Прибыль определяется в размере 9-15% от среднегодовой величины производственных фондов.

По запасам добычи, производству и использованию в различных отраслях народного хозяйства в группе цветных металлов медь (Cu) одно из ведущих мест месторождения меди при своём генетическом разнообразий широко распространены и характеризуются комплексным составом руд. Это объясняется тем, что он, как типичный халькофил, обладает большим родством с серой, образуя сульфидные и сульфатные соединения, и может выходить в состав карбонатных, силикатных и оксидных образований или находится в самородном состоянии.

Наибольшую промышленную значимость имеют сульфидные минералы: халькопирит, борнит, халькозин и кубанит. Общая доля этих минералов в запасах меди составляет около 90%.

В медных рудах часто присутствуют минералы железа, молибдена, вольфрама, свинца, цинка, кобальта и мышьяка. В значительных количествах содержится золото и серебро, иногда ванадий и апатит.

В виде изоморфных примесей в рудных минералах в промышленных концентрациях могут присутствовать различные халькофильные редкие металлы. Медь часто является сопутствующим полезным компонентом в комплексных рудах никеля, кобальта, свинца, цинка, олова, вольфрама, висмута и золота.

По содержанию оксидов меди, руды подразделяют на сульфидные, оксидные и смешанные.

В сульфидных рудах концентрации меди в оксидной форме не превышает 10%, реже – 30%; в оксидных рудах – 50-70%.

На технологию переработки руд важное влияние оказывает их фазовый состав. Сульфидные руды обогащают флотационными способами, оксидные и смешанные перерабатывают путём сульфидизации оксидов меди с последующей их флотацией, а также гидрометаллическим способом.

Медные концентраты и богатые руды содержанием меди более 3-5 % подвергают пирометаллургической переработки, в результате которой получается черновая медь. Электролитическим рафинированием её доводят до высокой чистоты. Отходящие газы металлургического процесса целесообразно использовать для производства серной кислоты или элементной серы. Из пыли извлекают висмут, кадмий, германий, и другие металлы, из электролитных шламов – редкие и благородные металлы. Более 80% мировых запасов и производства приходится на Чили, США, Канада, Перу, Замбию, Заир и Филлипины. Содержание меди в руде изменяется от 0,3 до 12%.

Потребление меди распределяется следующим образом (%):

1. электротехническая промышленность более 50%,

2. машиностроение – 28%;

3. строительство – 15%;

4. потребительские товары – 7%.

Промышленные месторождения меди относятся к следующим генетическом типам: ликвационному и кристаллизационному, магматическим, карбанатитному, скарновому, плутоногенному и вулканогенному гидротермальным и стратиформному.

За рубежом запасы медно-порфировых руд оцениваются в 62,6%, медистых песчаников и сланцев – в 21,5%. К медно-порфировому типу относятся как самые крупные, так и самые бедные месторождения.

Медно-порфировые месторождения связаны с порфировыми разностями магматических пород, слагающими разновозрастные вулканно-плутонические сооружения.

В рудных эндогенных и стратиформных месторождений минералы свинца и цинка - галенит и сфалерит являются главнейшими источниками добычи свинцово-цинковых руд, иногда традиционно называемых полиметаллическими. В экзогенных условиях эти минералы окисляются. При этом образуются церуссит, англезит, смитсонит, каламин и другие минералы с различной миграционной способностью.

В сфалерите из сульфидных руд в виде изоморфной примеси присутствуют кадмий, серебро и золото. В оксидных рудах кадмий встречается в гриноксиде, а серебро – в самородном виде.

Свинцово-цинковые руды обогащаются преимущественно флотационным, реже гравитационным способом в тяжёлых суспензиях. Флотация может быть прямой селективной и коллективной с последующим разделением концентратов. При флотации оксидных полиметаллических руд производят предварительную сульфидизацию оксидных минералов.

Свинцовых и часть цинковых концентратов перерабатывают пирометаллургическим, а большую часть цинковых гидрометаллургическими способами. Кадмий получают из медно-цинковых кеков, а последние – при выщелачивании обожженных цинковых концентратов. Серебро и золото извлекают при металлургической переработке свинцовых концентратов.

В свинцовых концентратах различных марок свинца должно быть не менее 30-70%, цинка не более 2,5-12% и меди 1,5-4%; в цинковых концентратах – цинка не менее 40-53%, железа не более 7-16%.

Основной сферой потребления свинца и цинка служит автомобильная промышленность. В США 55% общего использования свинца приходится на аккумуляторные батареи и 18% - на добавки к бензину, 37% цинка используется для изготовления цинковых отливок под давлением и 36% - для оцинковывания стальных изделий.

Минимальное промышленное содержание в рудах суммы обоих металлов для месторождений, отрабатываемых карьерами, снижается до 0,5-0,18%, а для месторождений с подземной добычей составляет 1,-2%.

Промышленные типы месторождений свинца и цинка относятся в основном к постмагматическим, стратиформным и метаморфизованным образованиям.

Стратиформные месторождения свинца и цинка имеют важное значение в балансе запасов и добыче свинца. Первоначально они формировались как сингенетические.

Контрольные вопросы:

1. Для чего производится группировка месторождений?

2. Качественная характеристика месторождения полезного ископаемого?

3. Какие минералы содержатся в рудах месторождения Акжал?

4.Месторождения Акжал какому генетическому типу относится?

5. По генезису как подразделяются магматические породы?

Литературы:

1. Якушева А. Ф. «Общая геология». М. Недра 1988.

2. Мельничук В. И. «Общая геология». М. Недра 1989.

3. Ершов В. В. «Основы геологии». М. Недра 1986.

4. Иванова М. Ф. «Общая геология». М. Недра 1974.

5. Панюков П. Н. «Основы геологии». М. М. Недра 1978.

Лекция № 22

Гидрогеологические условия месторождения полезных ископаемых (Пайдалы казбалар кен орындарының жағлайлары).

План: