книги из ГПНТБ / Погребицкий Е.О. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых

принятыми в геологии графическими методами анализа и постро­ ений, и в частности методом геологического картирования.

В процессе геологической съемки изучается разрез пород, слага­ ющих район, выделяются опорные горизонты и разрезы, устанавли­ вается стратиграфическая последовательность пород, выявляются тела полезного ископаемого, раскрываются тектонические и другие условия залегания пород. При этом анализируются изменяемость

иустойчивость наблюдаемых геологических фактов и явлений.

Вбольшинстве случаев геологическая съемка мелких масштабов (до 1 : 25 000) дает только общую характеристику залежей полез­ ного ископаемого и структуры месторождения. На стадии поисковоразведочных работ составляется геологическая карта более деталь­ ного масштаба (1 : 10 000—1 : 5000). Вместе с разрезами, колонками

идругими приложениями она является графической прогнозной моделью месторождения. Она служит для проектирования предвари­ тельной разведки, в результате которой геологическая карта про­ веряется, уточняется для обоснования технико-экономического до­ клада (ТЭД) и проекта детальной разведки. Геологический отчет уже по детальной разведке вместе с геологической картой и всеми графическими приложениями есть окончательный прогноз о место­ рождении, который закладывается в основу проекта горнорудного предприятия.

Геологическое картирование в настоящее время должно пред­ усматривать обязательное применение геофизических, геохимиче­ ских и гидрогеологических методов исследования месторождений, аэро- и фотометрических наблюдений, которые дают дополнительные основания как для выявления его структуры, так и для изучения изменчивости вещественного состава и свойств полезного ископа­ емого. Графическое изображение геологических данных имеет боль­ шое значение в осмысливании и обобщении геологоразведочных материалов. Оно дает обобщенное наглядное представление об измен­ чивости основных геолого-промышленных параметров в их динамике по характерным линиям, площадям и объему, конкретно на любом участке месторождения залежи.

Вгеологии, разведочном и горном деле наиболее широко распро­ странены следующие виды графических изображений: ^геологи­ ческие, литологические, геохимические карты; 2 ) соответствующие разрезы и стратиграфические колонки; 3) погоризонтные планы рудных залежей; 4) гипсометрические планы и карты подземного рельефа; 5) планы в изолиниях, изображающие поверхность кровли

ипочвы залежи, ее мощность, мощность вскрыши, распределение вещественного состава, содержания компонентов, свойств полезного ископаемого и т. д.; 6 ) разнообразные диаграммы, графики, колонки, изображающие изменчивость залежи по отдельным геолого-промыш­ ленным параметрам и по их комплексу; 7) вещественные модели залежей и месторождений.

При составлении таких материалов не только фиксируется весь первичный геологоразведочный материал по отдельным разведочным

121-

точкам и сечениям, но всегда дается его обобщение, исходя из цель­ ного, объемного представления о месторождении. Проект каждой последующей стадии разведки строится так, чтобы проверить, уточ­ нить, подтвердить или отбросить прогнозный вариант, построенный в результате предыдущей стадии.

Геолого-геометрический метод обработки разведочных данных позволяет выявить характер изменчивости геолого-промышленных параметров и выделить геологические однородные структурные блоки. Последовательное уточнение прогнозных геолого-геометри­ ческих построений в процессе разведки дает материал для оценки обоснованности и достоверности геолого-промышленного прогноза по данным детальной разведки перед проектированием горнорудного предприятия.

Ошибка геологического прогноза может быть настолько велика, что в корне изменит представление о месторождении и его промыш­ ленную оценку. Количественно она может быть оценена лишь после вскрытия и в процессе отработки месторождения. В предпроектный и проектный периоды в оценке месторождения ее нет возможности учесть, так как нет верного эталона для сравнения. У нас в СССР

весь материал геологического отчета по детальной разведке (исходные разведочные данные и обобщение их), словесная и графическая прогнозная модель месторождения рассматриваются в Государствен­ ной комиссии по запасам при Совете Министров СССР (ГКЗ). Реше­ ние ГКЗ дается на основании заключения экспертной комиссии

•с участием авторов отчета, т. е. геологов-разведчиков, знатоков дан­ ного месторождения и месторождений этого типа в определенном районе. Считается, что принятый вариант модели является наиболее вероятным.

Для экспертной оценки геологического прогноза необходимо проверить исходные материалы, и экспертиза должна указать, требуется ли дополнительная разведка и где, с какой целью, для проверки каких вопросов в предложенном варианте модели. Воз­ можно, в доразведке нет необходимости, а требуется лишь дополни­

Основные пути выявления ошибок геологического прогноза — детальный геологический и структурный анализ разведочных данных на площади месторождения и рудного поля района изученного место­ рождения как единого целостного объекта.

Остановившись на определенном прогнозе, можно оценить и ошибки интерполирования, исходя из соответствия разведочной системы геологическим особенностям месторождения.

Оценка ошибок интерполирования

Погрешность интерполирования — это ошибка в определении среднего значения параметра. Оценку ошибки интерполирования следует производить, когда геологи остановились на определенной

122

прогнозной модели месторождения как наиболее обоснованной.. Средние значения параметра и ошибку их определения можно на­ дежно оценить только в пределах однородных структурных блоков. Попытка интерполяции данных между структурно разнородными блоками, например между различными рудными телами или между < различными зонами оруденения в одном и том же теле, между руд­ ными столбами и обедненными зонами, между различными тектони­ ческими блоками (сводовыми и донными частями складок, зонами смятий, брекчирования и блоками ненарушенных пород), всегда ненадежна и чревата большими ошибками. Прогнозная модель должна дать возможность выделить условно однородные геологи­ ческие блоки, в пределах каждого из которых погрешность интер­ полирования определяется отдельно.

Рассмотрению способов оценки ошибок определения среднего' значения параметров (оценки погрешностей их интерполяции) был посвящен целый раздел настоящей главы. Здесь будут даны лишь, некоторые практические рекомендации.

Оценку ошибки интерполирования во всех случаях рекомендуется начинать с выявления закономерностей в изменчивости значений геолого-промышленного параметра, и прежде всего с выделения элементарных блоков структуры изменчивости. Нанеся первичные значения параметра на геологические планы (погоризонтные планы и проекции), а также на геологические профили, визуально следует постараться выделить в пределах однородных структурно-геологи­ ческих блоков элементарные блоки, относительно однородные по изменчивости рассматриваемого параметра. В условиях очень слож­ ной и резкой изменчивости параметра полезно провести сглаживание первичных данных путем скользящего окна или построения планов изменений параметра в изолиниях. Эта обработка во многих случаях позволит разделить все изучаемое геологическое поле на элементар­ ные условно однородные блоки, а также эмпирически установить наличие или отсутствие закономерностей изменчивости параметра или хотя бы тенденций в изменчивости. Величину условно однород­ ных блоков следует определять с таким расчетом, чтобы на выделен­ ный блок приходилось не менее 18—20 первичных значений пара­ метра.

Если в результате предложенной операции будет установлена четкая закономерность в изменчивости параметра и определены градиенты изменчивости в различных блоках, то вопрос об ошибке интерполяции, сколько-нибудь значительной и тем более система­ тической, отпадает.

Если отчетливой закономерности в изменчивости параметров не установлено, следует продолжить исследование степени и харак­ тера изменчивости для оценки ошибки интерполирования, на мате­ риалах отдельных условно однородных блоков. Гистограмма частот значений параметра укажет на закон распределения и соответственно на наиболее рациональный метод расчета ошибки. Одномодальное распределение геологических параметров указывает на генетически

123.

единое образование рудного тела, полимодальное — на сложную историю его генезиса, когда ряд явлений наложился друг на друга. В этом же отношении полезно составление диаграмм корреляции полезных компонентов. Сложность распределения является основа­ нием для выделения этапов и стадий генезиса месторождения, разно­ родных участков и зон в его строении. Так происходит уточнение и геологическое обоснование структуры изменчивости параметров, которая сначала была определена путем визуального рассмотрения общей картины изменчивости.

Единое однородное геологическое поле (в пределах всего рудного тела или отдельных его структурных блоков) служит предпосылкой к применению приемов и формул геостатистики для улучшения средних значений и выявления ошибок их оценки.

Изменчивость геологических параметров (особенно содержания) иногда подчиняется нормальному и логнормальному законам распре­ деления. Тогда статистическая обработка материала дает оценку ошибки определения среднего в пределах каждого условно однород­ ного структурного блока и в целом по всему рудному телу.

Прием первых разностей более применим для выявления измен­ чивости и, следовательно, погрешности оценки средней мощности залежи в пределах блока. Способ вторых разностей рекомендуется для более сложных распределений, главным образом для содержания. Следует заметить, что для тех случаев, когда в распределении зна­ чений параметров явно не выступает пространственная или корре­ ляционная связь, можно пользоваться формулами математической статистики, пренебрегая некоторым преувеличением оценки ошибки вследствие возможного наличия скрытых, необнаруженных связей. Погрешность интерполяции любым из указанных способов может быть оценена при одном непременном условии: разведочная сеть наблюде­ ний должна быть представительной и, следовательно, систематиче­

период выявляется и оценивается только качественно, методом экс­ пертизы, в порядке экспертного заключения. Количественно на стадии разведки могут быть оценены технические погрешности и ошибки интерполирования. Последние только при двух условиях: система разведки отвечает геологическим особенностям месторожде­ ния и интерполирование проводится в пределах однородных струк­ турно-геологических блоков. Борьба за качество разведки заклю­ чается в снижении технических ошибок, построении реальных гео­ лого-промышленных крупномасштабных количественных прогнозов и сведении к минимуму ошибок интерполяции.

Изложенные выше практические приемы выявления и оценки погрешностей разведки основаны на собственных материалах раз­ ведки с привлечением геологической информации, полученной, как упоминалось выше, из разнообразных источников при изучении значительно более обширной площади, чем сам объект разведки.

124

Среди этих источников большое значение имеют геологические данные по действующим предприятиям. Для научного обоснования геолого-промышленных прогнозов по разведочным данным всегда привлекаются закономерности, установленные при изучении одно­ типных месторождений. Важные наблюдения для установления таких закономерностей можно получить в действующих шахтах, рудниках и карьерах.

Во многих случаях однотипные месторождения разрабатывались или разрабатываются в том же рудном районе, где ведется разведка нового месторождения. Иногда такие месторождения относятся к одному и тому же рудному полю. Нередко разведуется участок на месторождении, где разрабатывается или разрабатывался другой участок, часто даже соседний с разведуемым. Конечно, распростра­ нять данные даже с соседнего участка на разведуемый надо осто­ рожно. Как известно, установление аналогий требует существенных и всесторонних доказательств. Чем более отдаленной аналогией мы пользуемся, тем более осторожными должны быть в выводах. Однако богатейшая отечественная и мировая практика разведки и эксплу­ атации месторождений полезных ископаемых убеждает в объективно существующих и выявленных геологических законах и закономерно­ стях, которые по аналогии могут быть перенесены с одного объекта на другой однотипный.

Геологическая и геолого-промышленная типизация месторожде­

иоценке. Справедливо поэтому, что в целях повышения достовер­ ности разведочных данных и прогнозов ГКЗ требует от разведочных организаций сопоставления разведочных и эксплуатационных мате­ риалов. Результаты сопоставления разведочных и эксплуатационных данных по однотипным месторождениям или участкам одного и того же месторождения должны быть в каждом проекте разведки в ка­ честве обоснования принятых систем и технических средств разведки

ив каждом отчете по детальной разведке для обоснования геологи­ ческих прогнозов и оценки степени их достоверности. В настоящее время во всех исследовательских ячейках (центральных комплекс­ ных экспедициях), территориальных геологических управлениях

Министерства геологии СССР и во многих отраслевых проектных и научно-исследовательских геологоразведочных лабораториях и ин­ ститутах, на кафедрах поисков и разведки месторождений полезных ископаемых вузов такая работа ведется, результаты ее публику­ ются и обсуждаются на совещаниях и семинарах геологов-разведчиков.

Каждый геолог-разведчик должен владеть основными практи­ ческими приемами использования данных эксплуатации и сопоста­ вления их с результатами разведки. Первый вопрос здесь: что срав­ нивать? В начале настоящей главы было уже отмечено, что необхо­ димо сравнивать, выявлять ошибки, их природу и количественное значение раздельно по следующим главнейшим геолого-промышлен­ ным параметрам:

125

3)мощности и строению рудного тела;

4)объему рудных тел;

5)тектоническому строению и элементам залегания;

6 ) количеству рудных тел и их взаимоотношению в пространстве; 7) вещественному составу полезного ископаемого, содержанию

полезных, вредных и инертных компонентов; 8 ) техническим и технологическим свойствам его, объемному весу

ивлажности;

9)природным типам и сортам полезного ископаемого, их про­

странственному обособлению и выходу на рудную массу; 1 0 ) запасам полезного ископаемого;

1 1 ) горнотехническим условиям эксплуатации (гидрогеологиче­ ским, газовым и термальным условиям, крепости и устойчивости полезного ископаемого и боковых пород).

Второй вопрос: с чем сравнивать? Ответ на него — с эксплуата­ ционными данными — очень простой, но практически не конкретный, слитком общий. Сравнение средних показателей даже раздельно по геолого-промышленным параметрам, но в целом по разведке

иэксплуатации мало что дает для анализа достоверности разведки

иобоснования геолого-промышленных прогнозов.

Сравнивать надо конкретные показатели в сопряженных или аналогичных местах.

1. Выявление и оценку ошибок разведочного бурения (по отмет­ кам почвы и кровли залежи, ее мощности, строению, точности мине­ ралогического, химического, технического и технологического опробования, объемному весу и влажности полезного ископаемого, элементам залегания, искривлению скважин) необходимо произ­ водить только по скважинам, подработанным горными выработками. При этом следует иметь в виду, что при сложной изменчивости ука­ занных параметров в сечениях, отстоящих на несколько метров, могут быть получены резко расходящиеся или случайно совпадающие показатели. Это же замечание относится к корреляции данных буре­ ния, каротажа и горных работ. Следует также помнить, что только анализ значений параметров по сопряженным сечениям может выявить наличие систематических ошибок и определить возможные попра­ вочные коэффициенты.

2. Обобщенные показатели по тектонической структуре и усло­ виям залегания рудных тел, закономерностям распределения полез­ ного ископаемого, качеству сырья, его природным типам и сортам следует сравнивать в пределах совпадающих подсчетных и эксплу­ атационных блоков. При этом полезно отобрать такие эксплуата­ ционные блоки, по которым можно быть уверенным в геологической рудничной документации и эксплуатационном опробовании. Очень важно, чтобы такие блоки представляли собой сплошные выемочные поля довольно значительной площади по отношению к месторожде­ нию или рудному телу.

126

Эксплуатационное опробование надо сравнить с объективными данными обогатительной фабрики по качеству товарной руды. Обога­ тительная фабрика дает также сведения о выходе и качестве кон­ центрата, извлечении полезного компонента в концентрат и себесто­ имости обогащения. Эти сведения могут служить основанием для оценки достоверности и полноты технологического опробования при разведке. Однако и здесь необходим весьма внимательный анализ как разведочных, так и фабричных данных, чтобы они относились к одним и тем же блокам, чтобы на фабрику не поступала смесь раз­ ных типов руды из разных частей рудного тела или даже место­ рождения, чтобы не происходило сверхпроектного разубоживания или обогащения товарной руды, поступающей на фабрику. Необхо­ димо также учитывать, насколько выдерживается в заданном про­ ектном режиме работа фабрики. Наконец, самые общие данные о месторождении, такие как количество рудных тел, их положение в пространстве, гидрогеологические, газовые и термальные условия могут сравниваться в целом по месторождению по данным разведки и эксплуатации.

Третий вопрос: как сравнивать? Так как ведется сравнение сложной (много сложноизменчивых параметров) прогнозной геологопромышленной модели с другой не менее сложной моделью по дан­ ным эксплуатации, которую мы принимаем за эталон, то следует это сравнение поставить в одинаковые условия.

Разведочная модель месторождения, рудного тела, блока обычно представляется в виде ряда графических изображений, дополняемых и разъясняемых словесными данными (таблицами, пояснениями, координатами и т. д.).

Модель по эксплуатационным данным должна быть аналогичной: те же графические изображения и аналогичное словесное поясне­ ние и добавление.

Графическое изображение сравниваемых моделей обычно дают геологические карты месторождения, вертикальные и горизонталь­ ные разрезы, стратиграфические и литологические колонки, погоризонтные и гипсометрические планы, планы проекций на характерные плоскости, тектонические схемы, планы опробования и подсчета запасов, план разведочных выработок, планы в изолиниях мощности залежи, изменения качества полезного ископаемого, глубины зале­ гания кровли и почвы залежи и т. п. По данным эксплуатации должны быть построены аналогичные графические изображения по тем же линиям и сечениям, на тех же горизонтах и площадях, в тех же проекциях.

Сравнение их и даст основание к оценке надежности геолого­ промышленных прогнозов по данным разведки для однотипных объектов. Сравнение данных разведки и эксплуатации в целях об­ основания достоверных разведочных систем и обобщения разведоч­ ных данных — творческая исследовательская работа, одна из очень важных в науке о поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

127

ОПРЕДЕЛЕНИЕ И НАЗНАЧЕНИЕ КОНДИЦИЙ

Кондиции — это совокупность предельных требований промыш­ ленности к качеству минерального сырья и горно-геологическим параметрам месторождения, при которых обеспечивается экономи­ чески оправданное оконтуривание, подсчет запасов и разработка месторождения. Любое месторождение, как правило, характери­ зуется большой изменчивостью условий и глубины залегания, мощ­ ности рудного тела и вскрышных пород, размеров нерудных прослоев

иих пространственного положения, содержания полезных и вредных компонентов, устойчивости руд и вмещающих пород, водопритоков

ит. д. В связи с этим для промышленности важно определить пре­ дельные значения горно-геологических параметров (кондиции), обеспечивающие экономическую целесообразность разработки место­ рождения и его отдельных частей при современном состоянии тех­ нологии добычи и обогащения руд (балансовые запасы) и с учетом перспектив их изменения в будущем (забалансовые запасы).

Кондиции не отражают средней характеристики месторождения или среднего качества руд, равно как и их изменчивости. Они являются пределами геолого-промышленных параметров, ниже или выше которых добыча руды для промышленности экономически невыгодна. Кондиции могут быть разными для одинаковых по мас­ штабу и качеству руд месторождений и одинаковыми как для богатых,

так и для бедных месторождений в зависимости от условий раз­ работки и обогащения их руд. Кондиции не являются прямой оцен­ кой экономической эффективности эксплуатации месторождения. Они лишь средство и элемент этой оценки.

Известно, что на большинстве месторождений изменение одного из подсчетных параметров (например, минимальной мощности руд­ ного тела, бортового содержания полезного компонента или макси­ мальной мощности вскрыши), приводит к существенному изменению других геолого-промышленных и технико-экономических показате­ лей: запасов руды и металла; среднего качества руд, годовой произ­ водительности предприятия, капиталовложений, себестоимости до­ бычи, обогащения, рентабельности производства и т. п. Поэтому обоснование кондиций представляет собой творческую исследова­ тельскую работу, направленную на выявление закономерных связей различных геолого-промышленных и технико-экономических пара­

128

метров, выбор наиболее оптимального варианта оконтуривания и экс­ плуатация месторождения, обеспечивающих полноту и комплекс­ ность использования недр и наиболее высокий экономический эффект.

Следует подчеркнуть почти всегда строго индивидуализирован­ ный характер обоснования кондиций, обусловленный различием географо-экономических, горнотехнических и в особенности геологи­ ческих условий конкретных месторождений. Разработка кондиций производится в соответствии с едиными принципами подсчета и учета запасов полезных ископаемых и инструкций ГКЗ [18].

Кондиции, как и цены, категория временная. На одно и то же месторождение они составляются неоднократно. Как минимум, они составляются дважды:

1) после предварительной разведки месторождения. Эти кондиции принято называть временными. Они разрабатываются геологиче­ скими организациями либо в ответственных случаях отраслевыми проектными предприятиями совместно с геологическими организа­ циями и утверждаются Центральными комиссиями по запасам (ЦКЗ) соответствующих министерств. Назначение этих кондиций — опе­ ративный подсчет запасов, составление ТЭД и обоснование детальной

материалам детальной разведки головными проектными организа­ циями (Гипроруда, Гипроникель, Гиредмет, Гипроцветмет, ВАМИ, ГипроНИнеметаллоруд и т. д.) совместно с геологическими органи­ зациями, ведущими разведку месторождений. Кондиции утвер­ ждаются ГКЗ при Совете Министров СССР. Постоянные кондиции используются для оконтуривания, подсчета и утверждения в ГКЗ запасов минерального сырья; геологоэкономической оценки подсчи­ танных запасов; ведения дальнейших геологоразведочных работ на месторождении; составления проектов горнодобывающих пред­ приятий; планирования и проведения добычи; контроля выполнения правил по охране недр.

В процессе проектирования горнодобывающих предприятий могут быть уточнены или выявлены новые факторы, влияющие на условия и экономику добычи минерального сырья. В связи с этим возникает необходимость пересмотра кондиций и нового их утверждения в ГКЗ. Основанием для пересмотра кондиций могут служить также изме­ нение цен на продукцию горнодобывающих предприятий, совершен­ ствование технологии и удешевление добычи и переработки минераль­ ного сырья, существенное изменение представлений об условиях залегания, морфологии рудных тел, запасах и качестве минерального сырья при доразведке месторождения.

ОБОСНОВАНИЕ КОНДИЦИЙ

Кондиции должны иметь и геологическое и технико-экономическое обоснование. Геологическим обоснованием служит характеристика масштабов, условий залегания, внутреннего строения, изменчивости