1.4. Понятие о месторождениях полезных ископаемых, требования, предъявляемые к месторождениям

Месторождение полезного ископаемого – это участок земной коры, содержащий скопление полезного ископаемого, которое по

количеству,

качеству и

условиям залегания

пригодно для рентабельной разработки.

В англоязычной литературе термину «месторождение полезного ископаемого» соответствуют три: Mineral Deposit; Occurrence; Field.

Факторы промышленной ценности месторождений (требования к месторождениям)

1. Количество полезного ископаемого, сосредоточенного в месторождении, получило название запасы полезного ископаемого. Запасы они оцениваются по результатам геолого-разведочных работ.

В зависимости от вида полезного ископаемого запасы измеряются либо в единицах объема, либо в единицах массы.

1.В единицах объема (Q₁) измеряются

• запасы природного газа,

• полезных ископаемых для производства строительных материалов: естественных строительных камней, песчано-гравийных материалов, кирпичных глин,

• запасы подземных вод,

• запасы нефти за рубежом.

Q₁ = V = s  h (м³), (1.1)

где

V – объем тела полезного ископаемого,

S - площадь тела,

h - мощность (толщина).

s

h

2. В единицах массы полезного ископаемого (руды) (Q₂) измеряются запасы

• руд черных металлов (железа, хрома, марганца),

• угля,

• горючих сланцев,

• торфа,

• нефти.

Для вычисления массы, кроме объема необходимо определить среднюю величину (1.2):

Q₂ = V  d (т). (1.2)

где d, т/м³ - объемная масса тела полезного ископаемого

3. В единицах массы полезного компонента (Q₃) измеряются запасы большинства других видов полезных ископаемых. Это могут быть запасы:

• металла в металлических полезных ископаемых, например, меди, золота и т.п.;

• химического компонента в полезных ископаемых для химической промышленности, например, К₂О, P₂O₅ и т.п.;

• ценного минерала в месторождениях технического сырья, например, алмаза, цитрина и др.

Q₃ = V d  C/100 (т). (1.3)

где C (%) – среднее содержание полезного компонента в контуре подсчитываемых запасов

2. Качество полезного ископаемого – определяется совокупностью его

химических,

технических и

технологических свойств.

Химические свойства отражают содержание в полезном ископаемом полезных и вредных химических элементов. Они имеют первостепенное значение для металлургического и химического сырья.

Требованиями к месторождениям регламентируется минимальное содержание полезных химических элементов и максимально допустимое – вредных, при которых рентабельна добыча и переработка полезного ископаемого.

Например, в железных рудах Высокогорского скарново-магнетитового месторождения минимальное содержание полезного элемента – железа в пробе (бортовое содержание) должно быть больше 20%, а вредного элемента: серы – не более 0,5%;

во флюсовых известняках Гальянского месторождения содержание полезного компонента (окиси кальция) должно быть не менее 49%, а вредных компонентов: окиси магния – не более 3,2%, кремнезема – не более 6%.

Технические свойства включают следующие физико-химические показатели полезных ископаемых:

- объемная масса,

- влажность,

- пористость,

- прочность,

- крепость и др.

Они имеют значение для всех полезных ископаемых, но особую роль приобретают при оценке качества неметаллических.

Например, на месторождениях хризотил-асбеста требованиями регламентируется минимальная длина волокон асбеста при которой возможно его использование, на месторождениях мусковита – минимальный размер кристаллов слюды, на месторождениях пьезокварца и других добываемых минералов – размер, чистота кристаллов и др., на месторождениях строительных камней – минимальная прочность и другие свойства, при которых возможно их отнесение к разряду полезных ископаемых.

Технологическими свойствами определяется способ переработки, а точнее обогащения полезных ископаемых. Этими свойствами определяется возможность рентабельного отделения полезных минералов и компонентов от неполезных и получения концентрата.

Чем сложнее, а, следовательно, дороже технология переработки полезных ископаемых, тем выше требования к их химическим свойствам.

Так, среди железных руд к наиболее легкообогатимым относятся магнетитовые, для которых разработана технология магнитной сепарации. Минимальное содержание железа в таких рудах может опускаться до 14%. Более труднообогатимые гематитовые руды перерабатываются с помощью дорогостоящей гравитационной сепарации и содержание железа в них должно быть не менее 30%. Обогащаемые с применением еще более сложной обжигмагнитной сепарации сидеритовые руды разрабатываются при содержании железа более 40%.

Качество и количество полезного ископаемого залежей тесно взаимосвязаны (рис. 2.1).

С

С ₁

С ₂

Х

Х ₁ Х₄

Х ₂ Х₃

Рис. 2.1. Кривая изменения содержаний полезного компонента (С) поперек участка вкрапленного оруденения. Х₁-Х₄, Х₂-Х₃ – длины тела полезного ископаемого при бортовых содержаниях соответственно С₂ и С₁.

В настоящее время в мировой горной промышленности существует тенденция вовлекать в эксплуатацию месторождения с крупными запасами, эксплуатация которых могла бы продолжаться более 30 лет даже при относительно низком содержании полезного компонента.