2.2 Фактори і методи оцінки залізорудних родовищ

Промислова цінність родовища обумовлена різноманітними факторами, які об'єднуються в основні три групи: соціально економічні, гірничо-геологічні та економіко-географічні.

Соціально-економічні фактори визначають потребу народного господарства в певному виді мінеральної сировини та шляхи її задоволення з урахуванням стану і розвитку продуктивних сил регіону, в якому знаходиться оцінювана родовище. При цьому розглядаються: сучасний рівень виробництва даного виду мінеральної сировини; можливості попутного отримання його з комплексних родовищ або заміни більш економічно і екологічно чистим видом сировини.

Гірничо-геологічні та технологічні чинники обумовлюють кількість і якість мінеральної сировини, можливості його видобутку і переробки з використанням прогресивної техніки і технології. Аналіз стану балансу запасів з урахуванням соціально-економічних факторів дозволяє виділити родовища для першочергового відпрацювання або рекомендувати збільшення виробничої потужності діючих підприємств за рахунок їх реконструкції.

Економіко-географічні фактори визначаються адміністративним і географічним положенням родовища, його кордонами і площею, кліматичними і мерзлотними умовами, особливостями Орогідрографії, сейсмічністю району, транспортними зв'язками, наявністю населених пунктів і сировини для виробництва будівельних матеріалів, забезпеченістю робочою сили, станом енергетичної бази, джерелами господарсько-питного і технічного водопостачання. Ці чинники обумовлюють величину поясних коефіцієнтів на капітальне і житлове будівництво, прокладку транскравців магістралей і т.п.

Оцінка родовища може проводитися на різних технологічних рівнях. Це залежить від видів корисних копалин, способів його видобутку і переробки. Для одних оцінка можлива на рівні видобутку руди, для інших здійснюється оцінка витрат на отримання продуктів збагачення або кінцевих товарних продуктів, придатних для використання в народному господарстві.

Вартісні показники при передпроектній оцінці визначають або по методу аналогії, або методом прямих розрахунків за укрупненими показниками витрат, або за сукупністю цих методів. У першому випадку серед експлуатаційних або тих, що перебувають у стадії проектування об'єктів вибираються аналогічні оцінюваному родовищу по виду корисної копалини, витратам, морфології та умовами залягання рудних тіл, якості руд. Вартісні показники обраного проекту-аналога в цілому по промисловому комплексу або по його частині переносяться на оцінюваний об'єкт з введенням необхідних поправок на географо-економічні умови. Другий метод більш точний, ніж метод аналогії. Однак виконання його в повному обсязі пов'язано з великими витратами праці. Тому ефективно проведення оцінки по обом способам: для однієї частини промислового комплексу підбирається проект-аналог, вартісні показники, а іншій частині визначаються прямим розрахунком. [5]

2.3 Визначення якості надр у зв’язку з геолого-економічною оцінкою залізорудних родовищ

Освоєння родовищ корисних копалин в умовах конкурентної економіки вимагає чіткого визначення поняття якості надр [9-11], проте критерії, за якими встановлюється ця категорія, одноголосно не визначені. Вивчення показників, за якими можна порівнювати “якість родовищ”, є актуальним як для геолого-економічної оцінки запасів так і для визначення диференційованого податку на надра, який сплачують гірничодобувні підприємства України. У поточний час він однаковий, незважаючи на “якість надр”. Проте є очевидним, що одні підприємства мають більш сприятливі гірничо-геологічні умови видобутку і збагачення руд, інші – менш сприятливі. До того ж геологічні чинники значною мірою обумовлюють рентабельність гірничодобувних підприємств і конкурентоздатність їх продукції. [9] Зазначене обумовлює доцільність диференційованого податку на надра. Але для його впровадження необхідно дати кількісну оцінку поняттю “якість надр”. Спроба такої оцінки зроблена автором цієї роботи для залізорудних родовищ, які розробляються гірничо-збагачувальними комбінатами України.

Методика оцінки параметрів родовищ. Для визначення кількісних показників зруденіння розроблені численні математичні моделі, найпоширенішими з яких є статистичні [3], геостатистичні [2], моделі типу стаціонарних випадкових функцій [8], моделі, що засновані на гармонійному аналізі випадкових функцій. [7] При порівняльному аналізі кількісних показників родовищ вибір методу є принциповим, оскільки аналітичні методи розрахунку здатні забезпечити високу надійність результатів тільки у випадку правильного вибору моделей і способів оцінки мінливості показників родовищ.

Для визначення якості надр залізорудних родовищ автор використав методи варіаційної статистики і геостатистичний аналіз.

Співставлення результатів моделювання рудних покладів з використанням в якості міри їх мінливості звичайного і згладженого сплайнметодом коефіцієнтів варіації певних їх показників показує, що значен- ня незгладженого коефіцієнту варіації в переважній більшості випадків значно перевищує значення згладженого. Використання структурних функцій в якості міри мінливості параметрів рудних покладів має деякі особливості. По-перше, структурні функції, що побудовані по окремих розвідувальних профілях навіть одного родовища, різко відрізняються між собою, тому окрема варіограма не може бути надійним критерієм неоднорідності руд. По-друге, усереднена за даними вивчення декількох профілів структурна функція більш надійно характеризує мінливість параметрів рудних покладів, проте внаслідок значних амплітуд коливання значень окремих показників варіограми, розрахунки усередненої кривої є дуже складними.

Загальна мінливість зруденіння (значення варіограми поблизу асимптотичного рівня) досить добре узгоджується із значеннями дисперсії або стандарту, що розраховані за формулами варіаційної статистики. Проте варіограми, усереднені за 10-15 окремими реалізаціями, характеризуються рівнем загальної дисперсії дещо більшим, ніж ті, що розраховані за формулами варіаційної статистики (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1

Рисунок 2.1. Співвідношення показників загальної мінливості рудних покладів деяких родовищ Криворізького басейну. Родовища: 1 – Інгулецьке, 2 – Скелеватське; 3 – Валявкинське, 4 – Інгулецької антикліналі; 5 – Глеєватське, 6 – Петровське, 7 – Артемівське, 8 – Первомайське, 9 – Ганнівське.

Аналіз варіограм свідчить, що в загальній мінливості параметрів рудних покладів домінує випадкова складова. До того ж її частка при зменшенні густоти спостережень (сітки розвідувальних свердловин або інтервалів опробування) різко (у 2-3 рази) зростає і практично сягає рівня загальної мінливості. Для родовищ Криворізького басейну співвідношення закономірної і випадкової складової при розмірі сітки експлуатаційної розвідки приблизно 50×50 м наведено на рисунку 2.2.

Рисунок 2.2

Рис. 2.2 Співвідношення закономірної і випадкової складових мінливості параметрів рудних покладів родовищ залізистих кварцитів Криворізького басейну.

Тому, враховуючи незначну частку закономірної мінливості параметрів рудних покладів, в даній роботі використовувалась, переважно, величина загальної мінливості руд. Для бідних залізних руд родовищ Криворізького басейну були визначені помилки у підрахунку середніх значень загального вмісту заліза (“загального заліза”) і вмісту заліза, яке входить до складу магнетиту (“магнетитового заліза”) при різній густоті розвідувальної сітки і різних розмірах розвідувальних ділянок. В результаті був визначений експериментальний показник складності параметрів рудних покладів. Він розраховується, виходячи з кількості свердловин, що беруть участь у підрахунку середнього значення певного показника (для різної щільності сітки) і фактичної помилки у його визначенні. Експериментальний показник складності параметрів рудних покладів визначається за формулою (формула 2.1):

S = Р ⋅ n, (2.1)

де: S – експериментальний показник складності параметрів рудних покладів, %;

P – фактична помилка у підрахунку середнього значення показника методом моделювання;

n – кількість свердловин, дані яких використані при моделюванні.

Фактичні помилки у підрахунку середнього значення показника знімаються безпосередньо з відповідних графіків, а кількість свердловин (n) визначається, виходячи з площі ділянки розвідки (Sрозв.), щільності розвідувальної сітки (ρ) і коефіцієнту заповнення моделі родовища інформацією (f) (формула 2.2):

n = * f (2.2)

Головні геологічні фактори, що впливають на промислову цінність балансових запасів залізорудних родовищ, наступні:

– складність геологічної структури, від якої залежать розміри, мінливість морфометричних показників рудних покладів і витриманість їх елементів залягання;

– складність внутрішньої будови рудних покладів, яка в свою чергу залежить від кількості, форми, розмірів і просторового розміщення покладів різних за складом і технологічними властивостями різновидів залізистих кварцитів і вміщуючих порід (некондиційних залізистих кварцитів, сланців та інших порід);

– мінливість складу і технологічних властивостей різновидів руд.

Складність геологічної структури родовищ.

Досліджені родовища залізистих кварцитів Криворізького басейну, Кременчуцького і Правобережного залізорудних районів мають різну за складністю структуру. Ступінь складності визначається положенням родовища в загаль- ній структурі району, інтенсивністю складчастих і розривних порушень різного порядку.

Порівняно просту будову мають родовища, що приурочені до моноклінальних структур, які є крилами крупних синклінальних складок (Глеєватське, Ганнівське, Горішні-Плавнинське, Лавриківське). Складчастість високих порядків в межах продуктивних товщ цих родовищ розвинута слабко і не впливає на загальний показник складності структури. Остання повністю обумовлюється розвитком розривних порушень. Там, де вони проявлені слабко (Глеєватське, Горішні-Плавнинське, Лавриківське родовища), залізисті горизонти мають витримані на значній частині родовища кути і напрямки падіння і простягання, витримані контакти з вміщуючими породами. Нечисленні розриви суттєво не порушують суцільності і безперервності рудних покладів. Значно більш складну будову мають родовища, в межах яких інтенсивно розвинуті розривні порушення. Продуктивна товща Ганнівського родовища серією поперечних розривів розбита на тектонічні блоки довжиною 40-100, рідше до 10-160 м, які зміщені один відносно одного в плані. Внаслідок цього контури продуктивної товщі мають східчасту будову.

Досить складну структуру мають родовища, рудні поклади яких приурочені до ядер крупних синклінальних або антиклінальних складок (Скелеватське, Інгулецьке, Інгулецької антикліналі). Характерною їх особливістю є широкий розвиток складчастості високих порядків, що обумовлює високу мінливість елементів залягання залізистих горизонтів, хвилясту будову їх контактів. Лише умовно в межах цих родовищ можуть бути виділені блоки з відносно стійким простяганням і падінням пластів. В їх пришарнірних ділянках довжина таких блоків складає 100- 200 м, у напрямку від замкових частин складок вона збільшується до 300-500 м. Розривні порушення для цих родовищ не є характерними; вони, переважно, мають повздовжній характер і тому суттєво не впли- вають на загальну складність родовищ.

Найбільш складну будову мають родовища, розташовані в зонах поперечних деформацій лінійних структур, сильно ускладнені проявами розривної тектоніки (Первомайське, північна частина Валявкинського і південна частина Ганнівського родовищ). Розривні порушення різних напрямків розбивають продуктивні товщі цих родовищ на окремі тектонічні блоки, зміщені і повернуті один відносно одного, внаслідок чого родовище набуває лускуватоглибової будови. Розмір блоків різний, зокрема, в межах Первомайського родовища переважають блоки довжи- ною до 40 м, рідше до 120 м. Складність будови цих родовищ підвищується ще і внаслідок наявності всередині продуктивних товщ тіл сланцевих порід, які через зміщення по розривах утворюють разом з фрагментами пластів залізистих кварцитів зони зминання.

Не менш складну структуру мають порівняно невеликі родовища високометаморфізованих залізистих кварцитів, тіла яких зустрічаються у вигляді останців серед гнейсів і мігматитів (Петровське, Артемівське та ін.). Такі родовища являють собою ядерні частини відносно невеликих синклінальних складок, які збереглись у процесі епігенетичних перетворень залізорудних і вміщуючих товщ. Окрім складчастості високих порядків, ці родовища ускладнені також великою кількістю розривних порушень, дайками пегматитів, гранодіоритів та інших порід. [9,10]