книги из ГПНТБ / Вилесов Г.И. Методика геометризации месторождений
.pdfстей на одном геометрическом графике. При этом получается графическая перегрузка и снижается удо бочитаемость графиков. Поэтому не следует на од ном графике совмещать несколько семейств изоли ний. Только в крайнем случае можно допускать сов мещение двух поверхностей, но при условии, что изо линии должны быть различных цветов. При выпол нении графиков на прозрач«ой основе возможно сов
мещение двух графиков |
в любом нужном сочета |
нии [7]. |
|
§ 4. ГЕОМЕТРИЗАЦИЯ |
РАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК |
И |
Л И Н И Й |
Одним из первоначальных этапов геометризации месторождений является геометрический анализ дан ных разведочных скважин. При этом большое значе ние имеет учет отклонения скважин от заданного направления, так как точность построения форм за легания залежей в значительной степени зависит от учета искривления осей скважин.
Например, на одном месторождении средняя ин
тенсивность |
искривления скважин |
диаметром 36— |
59 мм была |
равна 1,7-г-6° на 20 |
м; при диаметре |
66—76 мм — 1° на 20 м. Крутое падение залежей и смена горных пород по твердости способствуют выполаживанию наклонных скважин по восстанию по род. При одинаковом диаметре алмазное бурение дает меньшие искривления, чем дробовое. С увеличе нием скорости вращения бурения интенсивность ис кривления снижается. Таким образом, на отклонение осей скважин влияет значительное количество факто ров. Так как при геометризации месторождений при ходится изучать данные бурения за длительный про межуток времени, то они оказываются крайне неод нородными. Одни скважины имеют азимутальные и зенитные искривления, другие — только зенитные, а третьи не имеют замеров кривизны. В этом случае требуется изучение их, выявление закономерностей искпивления и построение типовых кривых.
Сглаживание результатов инклинометрических из мерений снижает уровень случайных ошибок. В про стейшем случае (рис. 1) искривление скважин рас-
сматривается в одной плоскости (азимутальных или зенитных отклонений).
Наименьшая погреш ность получается в том слу
чае, когда |
замеры кривизны |
||
от |
точки измерения распро |
||
страняются |
на |
полинтерва |
|
ла |
вверх |
и |
полинтервала |
вниз или по полусумме уг лов. Все вычисления произ водят, по способу разомкну того пространственного по лигона. После сглаживания оси скважины аппроксими руются кривыми двоякой кривизны. При наличии за кономерных искривлений по результатам замеров кривиз ны осей скважин возможно аналитическое определение корреляционной зависимо сти между глубиной 'и их отклонениями, вычисление
Рис. 1. Азимутальное н зенитное искривление осей скважин
уравнений связи для отдельных групп скважин, но только раздельно для азимутальных и зенитных за меров.
В случае применения на месторождении различ ных способов учета искривления осей скважин и на личия закономерных отклонений необходимо руко водствоваться следующим: у скважин, имеющих ази мутальные и зенитные искривления, при геометриче ских построениях они полностью учитываются; у скважин, имеющих только зенитные искривления, учитываются их данные, а азимутальные принимают ся по типовым кривым или уравнению связи. В сква жины, совсем не имеющие замеров искривлений, вво дятся поправки на основании уравнений связи.
На |
паспортах скважин указывают процент вы |
хода |
керна, литологический состав пород, содержа |
ние полезных и вредных компонентов. Выделяются пачки, отвечающие требованиям кондиции, и строится кривая распределения, которая позволяет выявить зональность, взаимосвязь оруденения и состав пород.
11
Геометризация разведочных линий одна из ответ ственнейших частей горно-геометрических построе ний. Для нее нужна наиболее точная пространствен ная основа, учет искривлений скважин, искажений за счет проектирования на плоскость разреза, учет раз рывов сплошности из-за тектонических нарушений и фациальных замещений одних пород другими. Из-за недостаточного количества исходных данных всегда возникает неопределенность, вариантность и субъек тивность в построениях. Во избежание этого прежде всего выявляют и наносят на разрезы маркирующие горизонты, выявляют геометрию отражающих по верхностей при геофизических работах, показывают верхние горизонты, отработанные горными работами. Затем, учитывая соподчиненность пород, постепенно выполняют все последующие построения. Но при этом все время учитывают геологическую обстановку (пале онтологические исследования, споровый анализ
ит. д.).
§5. ПОСТРОЕНИЕ И НАЗНАЧЕНИЕ ГРАФИКОВ ФОРМЫ
ЗАЛЕГАНИЯ
Графики сместителей. Наличие тектонических на рушений осложняет добычу полезных ископаемых. Происходит неправильное изображение залежей, не верные решения при проектировании горных работ, нарушение текущих работ, излишне теряются запасы, возникают пожары из-за невыработанного полезного ископаемого, увеличивается число подготовительных выработок, усиливается приток воды, расход леса, возникают обвалы кровли и т. д. При производстве геологоразведочных работ и геометризации наруше ния затрудняют расшифровку структуры месторож дения. Горные выработки на многих месторождениях находятся в напряженном состоянии из-за недоста точного фронта очистных работ, подготовка которых лимитируется чрезвычайно большим количеством нарушений.
Подробная пространственная геолого-геометриче ская характеристика дизъюнктивных нарушений яв-
.ляется одной из главных задач геолого-маркшейдер ской службы. Наблюдая многообразие дизъюнктив ных форм в природе, различные исследователи стре-
мятся |
систематизировать |
|
||||
эти формы и классифициро- |
~ |
|||||
вать их. Однако классифи- |
S |
|||||
кация |
при |
изучении |
смеще- |
^ |
||
ний и геометризации |
играет |
^ |
||||
второстепенную |
роль. |
|
|
н |
||
В результате |
системати |
|
||||
ческих |
наблюдений |
в |
гор |
|
||
ных выработках |
и |
на по |
|
|||
верхности накапливается до |
|
|||||
статочное |
количество |
дан |
|
|||
ных о нарушениях, которые |
|
|||||
могут |
быть |
систематизиро |
|
|||
ваны и затем геометризова- |
|
|||||
ны. Для этого |
вначале со |
|
||||
ставляется |
каталог |
наблю |
|
|||
дений |
тектонических |
|
нару |
|
||
шений |
(табл. 1). |
|
|
|
|
Однородные по элемен там залегания нарушения можно выделить в особые группы при помощи круго вой ИЛИ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ТО: чечных диаграмм. Пользу ясь этими диаграммами, каждое наблюдаемое смеще ние можно изобразить точ кой. Семейства точек позво лят выделить отдельные группы по геометрическим признакам. Такое деление трещин на группы значи тельно облегчает дальней шее исследование смещений.
Следующим этапом изу-" чения дизъюнктивных нару шений является построение графиков сместителей в изо линиях. Для этого на марк шейдерский план наклады вают восковку и наносят на нее только те точки смести телей, которые попали в
и 'вннэШлчэ
ЕНЛХШПШЕ со
HBuqifBXHOEHQoj
iqtfodou аийкнЕП1эид
/tmnnadx pjuhioiKH CO
-irouEE 'iTEHdaiBw
• HHnhiadx xoBdeoa
ииищгэхиоонхо
11 'кннэТпэмэ Hirtnadx чхэонптоэд
залегания |
Уголпадения, градус |
EXOBIfU |
СО |
|
|
ьинэш |
|
Элемент |
Азимут, градус |
Ч |
CN |
D |
О |
||
|
|
V |
- |
|
|
винэт |
|
|
|
-KdBH |
|
1 |
|
BXOElfU |
|
|
|
|
|
Координаты |
|
N |
О) |
|
ai |
00 |
|
|
|
||
Выработка! |
|
X |
г-» |
|
fimou |
(О |
|
|
|
||
|
эинввонзиивн |
ю |
|
|
|
XHoendoj |
|
|
|
ХОЕ1ГЦ |
со |
|
|
вхх?ш |
CN |
•
1$
Рис. 2. График сместителей
первую группу диаграммы. Пользуясь номерами то чек и данными журнала, на восковке у каждой точки вычерчивают направление нарушения, подписывают углы падения сместителя и отметки. Используя эти данные, можно изображать форму залегания смести теля при помощи изолиний (в карандаше). Затем это изображение корректируется имеющимися геологи ческими данными (рис. 2).
Совершенно аналогично строят и изображают в наглядной форме смещения второй и последующих групп. Совместное рассмотрение изоповерхностей от дельных сместителей на восковках позволяет по строить, наконец, график, на котором изображают в изолиниях все основные сместители и находят линии их пересечения. По этим графикам можно уверенно
делать прогнозы на один, два эксплуатационных го-
14
рнзонта и графическим путем отыскивать потерянные ^части полезного ископаемого.
Большое значение имеет трещиноватость пород. Часто вследствие тектоники и трещиноватости руд ные тела и пласты распадаются на ряд блоков. На многих месторождениях отмечается тесная связь ми нерализации с трещиноватостью: повышенная трещи новатость связана с уменьшением устойчивости по род, она оказывает ослабляющее влияние на устой чивость уступов и бортов карьеров и т. д.
К сожалению, разведочными работами вскрывает ся не более 12% разрывных нарушений. Поэтому изучение трещиноватости способствует решению мно гих горно-геометрических и горных задач, связанных с интерпретацией разрывных нарушений, определе нием устойчивости выработок и проявлением минера лизации.
Полное представление о трещиноватости исследу емого района можно получить, если параллельно изучать крупную разрывную тектонику и трещинова тость. К геометрическим их показателям относят ориентировку, масштаб, амплитуду и др. Чтобы опре делить систему трещиноватости, применяют точечные диаграммы или транспаранты. Для общей изученно
сти трещиноватости |
необходима |
количественная |
оценка объектов на |
основе массовых |
замеров (до |
20 замеров) для каждой системы — трех пересекаю щихся плоскостей [32].
Установить эмпирические зависимости трещинова тости по результатам разведочного бурения можно по формулам
|
U = aBbKbi, |
s = a e B V |
где |
U — интенсивность |
трещиноватости; |
|
е — трещинная емкость; |
|
|
Вьк— выход керна; |
|
а— эмпирический коэффициент, для извер женных пород а = 3000, для осадочных
а=2500;
b и Ь{ — коэффициенты {b — — 1; Ь\= —0,04). Важным сравнительным показателем трещинова-
15
тости и физико-механических свойств пород являет ся коэффициент трещиноватости (интенсивность и трещинная емкость). Если под линейной интенсивно стью понимается суммарное количество трещин раз ных систем, определенных на расстоянии 1 м, то для характеристик их в трех взаимоперпендикулярных направлениях находят количество трещин в 1 м3 породы.
Интенсивность трещиноватости зависит от места горных выработок и времени. Поэтому при изучении трещиноватости могут быть использованы смотровые приборы РВП-457, РВП-461, РВП-464 и др. (при глубине выработки до 2—16 м).
Гипсометрические графики. Рациональная разра ботка месторождений, правильное планирование их и учет запасов в недрах требуют от маркшейдеров и геологов составления графиков с изображением форм залегания: пласта, висячего или лежачего бока за лежи, технологических поверхностей и т. д. При по строении этих графиков прежде всего необходима маркшейдерско-геологическая основа. На лист бума ги и восковку в проекции, принятой на месторожде нии, наносят все данные геолого-маркшейдерской съемки (горные выработки, устья скважин, контуры отработанных участков, линии нарушений и т. д.), а также в условных знаках (в красках со слабыми от тенками) границы распространения вмещающих по род н абсолютные отметки рассматриваемого объекта исследования. Большое внимание должно быть уде лено единству горизонтальных и высотных значений геодезической и маркшейдерской съемок.
Только на основании учета всего съемочного ма териала, детального изучения геологии месторожде ния, тектонических нарушений возможно правильное построение изолиний. С этой целью на графиках пос ле изображения границ литологического состава по род и нанесения всех тектонических линий проводят изолинии. Вначале их проводят только в пределах отдельных структурных блоков и лишь после внима тельного изучения объединяют в единую пространст венную картину.
В маркшейдерских отделах шахт обычно имеются абсолютные отметки не точек висячего или лежачего
1<?
Рис. 3. Определение абсолютной отметки залежи
бока залежи, а отметки маркшейдерских . точек. В этом случае от абсолютных отметок маркшейдер
ских точек следует графически переходить к |
отмет |
кам рассматриваемой поверхности (рис. 3). С |
боль |
шой осторожностью нужно относиться к абсолютным отметкам по данным бурения.
Во избежание субъективных построений гипсомет рических графиков вначале следует проводить инва риантные линии, увязывая их с общими геологически ми представлениями о месторождении, и только пос ле этого вычерчивать изолинии.
Графики изомошностей можно рассматривать как наглядное изображение залежи «осажденной» на вы бранную плоскость проекции.
На горных предприятиях приходится встречаться с различными видами мощностей. При проектирова нии залежи на горизонтальную плоскость все значе ния мощностей перевычисляются в вертикальные; при проектировании на вертикальную плоскость — в
горизонтальные и |
при |
проектировании |
на наклон |
ную — в истинные мощности. |
|
||
Во избежание значительных вычислений по пере |
|||
счету всех мощностей в подготовительных |
и" очистных |
||
выработках возможно |
предварительное |
определение |
|
средних групповых |
значений. |
|
Иногда изомощности определяют путем графиче ского вычитания двух изотопографических поверхно
стей |
(кровли и почвы залежи). |
|
Построение графиков мощност" й |
пр^^з^одят^,.,^ |
|
2-761 |
• |
научно - ть •=:•:. ;^:-:пя |
|
|
|
|
|
|
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
/ |
|
|
|
|
|
|
/ |
f ч |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1 |
^ |
|
|
|
|
|
|
к,\ |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
•7* |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
I |
1 |
|
|
|
|
|
|
Гоу/ш опробования |
|
|
|
V |
\>V |
V |
V |
V |
V |
|
|
|
V |
V/ V |
V |
V |
V V |
' |
|
|
|
Рис. 4. Полигон распределения качественных
/ — плагнограннты; 2 — альбитофиры
14 15
v v v • v v v v V
показателей:
следующей последовательности: на планшет нано сят все горные и разведочные выработки; вычерчи вают линии пересечения сместителей с залежью; с учетом принятой проекции вычисляют значения мощ ностей и наносят их на график; намечают инвариант ные линии; вычисляют статистические средние; опре
деляют величину сечения; |
проводят |
изомощности; |
|
выявляют |
закономерности |
приоткрытий, пережимов |
|
и делают |
прогнозирование. |
|
|
Графики изоглубин, изомощности |
вскрыши и дру |
гие графики форм залегания строят аналогично рас смотренным выше.
§ 6. НАЗНАЧЕНИЕ И |
ПОСТРОЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ |
||||
|
|
|
ГРАФИКОВ |
|
|
К а ч е с т в е н н ы е |
г р а ф и к и, или графики сред |
||||
него содержания полезных и вредных |
компонентов |
||||
служат |
для |
характеристики |
физико-химических |
||
свойств |
залежи. |
По разведочным |
линиям |
или основ |
ным горным выработкам вначале строят полигоны распределения, которые сглаживают и увязывают с геологическими породами, после чего находят сту пенчатые точки и отметки (рис. 4), .которые перено сят на геометрический график.
18
Если среди нормальных проб окажется исключи тельная, то ее необходимо учитывать, так как игно рирование высоких проб приводит к искажению каче ственных особенностей участков и снижению запа сов [10]. Существует много различных способов учета исключительных проб. Однако удовлетворительного решения до настоящего времени не имеется.
Статистический анализ большого фактического ма териала [8] показал, что на месторождениях при общей кажущейся беспорядочности значений содержания существует закон статистического распределения, поэтому учет исключительных проб существенно вли яет на конечные результаты. Например, доля металла на месторождениях золота с содержанием выше среднего значения составляет 70%, а количество проб этой группы равно лишь 17%. При учете исклю чительных проб необходимо решить следующие зада чи: на какие группы делятся все пробы; как опреде лить границы между группами проб; как учитывать пробы отдельных групп?
С учетом геологических особенностей месторож-
|
|
|
Т а б л и ц а |
2 |
||
Группа |
Обозначение |
Формулы для определения |
||||
границ между |
||||||
границ между |
группами |
|||||
|
группами |
|||||
|
|
|
|
|
||
Следы и знаки |
|
На |
основании |
технологи |
||
|
|
ческих исследований |
на |
|||
|
|
месторождении |
|
|||
Нормальные~пробы |
h |
|
kx = х + За |
|
||
Исключительные пробы |
|
fea= |
1 , 7 0 + 1 , 1 0 6 - ^ - - |
|||
|
|
|
|
|
||
Ураганные пробы или са |
|
— 0 , 0 0 0 9 2 6 ^ - J 7 |
|
|||
мородки |
|
|
|
|
|
|
kx — граница между нормальными и исключительными пробами; |
||||||
кг —[граница между исключительными и ураганными |
пробами; |
|||||
а—среднее квадратическое значение |
содержания компонента; |
V — коэффициент вариации;
х — среднее арифметическое значение содержания компонента.
2* |
19 |