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

по каждому сечению рекомендуется вычислять среднеинтегралыюе содержание.

Часто необходимо подсчетные блоки расчленить на более мелкие, например по категориям запасов, сортам и типам сырья. Для этого соответствующие частные блоки оконтуривают по разведочным дан­ ным на еечениях, а объемы их вычисляют по указанным выше фор­ мулам. Необходимо проверить, чтобы не было расхождения между объемом общего блока и суммой объемов частных блоков.

Хотя метод разрезов на практике применяется очень широко (до 50°о всех рудных и нерудных месторождений) и многими счи­ тается незаменимым для месторождений сложной формы, необходимо ясно представлять себе его преимущества и недостатки, чтобы оце­ нить целесообразность его использования в каждом отдельном случае. Основное его преимущество заключается в том, что он опирается на геологические разрезы или погоризонтные планы, т. е. на гео­ логически обоснованные элементы строения месторождения и залежи.

Разрезы (вертикальные и горизонтальные) строятся по всей сумме разведочных данных, увязываются между собой и с геологической картой месторождения. Однако в определении объема блока данные о контуре тела между сечениями не принимаются во внимание, не учитываются и результаты опробования между сечениями. Объем блока между двумя сечениями приравнивается призме или цилиндру с площадью основания, равной среднеарифметической из площадей сечений, другими словами, предполагается, что площадь сечения изменяется от одного сечения к другому по прямой.

Второй вариант разбивки на блоки — распространение неизме­ няемого сечения на середину расстояния между сечениями — еще более формален. Чем сложнее форма тела в плане и распределение ценного компонента, тем более отрицательное значение приобретают ука­ занные принципиальные недостатки рассмотренного метода.

При относительно больших расстояниях между сечениями и слож­ ной пострудной тектонике применение метода разрезов вовсе нельзя рекомендовать. Это является, в частности, основной причиной того, что он не получил распространения при подсчете запасов тектони­ чески сложных угольных месторождений.

Для очень сложных рудных и нерудных месторождений, которые в основном разведываются системой штреков, рассечек, ортов п вы­ работок по восстанию и падению, целесообразнее всего применять комбинированный метод горизонтальных сечений и эксплуатаци­ онных блоков, горизонтальных сечений и геологических блоков, т. е. оконтуривать блоки с четырех и трех сторон.

При сложной форме рудных тел в плане и по вертикальным разрезам можно рекомендовать подсчет запасов по методу геологи­ ческих блоков с использованием площади сечений для определения средней мощности залежи по формуле

где I — ширина рудного тела по линии сечения S.

261

М етод изолиний

Для определения объема тела полезного ископаемого методом изолиний необходимо построить его план в изолиниях мощности. Это построение делают методом прямой интерполяции данных гео­ логической съемки и разведочных выработок, используя, где это можно, данные геофизических исследований. Рудное тело, ограничен­ ное со стороны висячего и лежачего бока сложными поверхностями, преобразуется в равновеликое по объему тело, ограниченное с одной стороны плоскостью, а с другой — сложной поверхностью. Как говорят, тело осаждают на плоскость (рис. 94).

Объем тела можно определить по формуле объема усеченного

где h — цена сечений (вертикальное расстояние между изолиниями);

V - ' S ' Z h ,

где S — площадь квадрата палетки в масштабе карты; ЪЬ, — сумма мощностей тела по всем квадратам палетки.

Объем тела рекомендуется определять минимум при двух поло­ жениях палетки и при допустимых расхождениях (1—2%) брать среднее значение. Переход от объема к весу полезного ископаемого и весу компонентов производится, как обычно, умножением его на средний объемный вес и среднее содержание.

262

Можно изолинии строить не для мощностей, а для произведений мощности и объемного веса или мощности, объемного веса и содер­ жания и сразу получать данные в весовом выражении руды или цен­ ного компонента.

На практике методом изолиний при подсчете запасов пользуются редко. В одних руководствах (И. Н. Ушаков, В. М. Крейтер) дается положительная оценка этому методу, в других (В. И. Смирнов) — скорее отрицательная.

Отрицательные стороны метода: 1) трудоемкость и громоздкость, особенно при подсчете запасов в многокомпонентных полезных ис­ копаемых; 2) невозможность применения на месторождениях с пост­ рудными нарушениями сплошности тела, так как он основан на пря­ мой интерполяции разведочных данных; 3) затрудненное выделение большого числа дробных блоков по степени разведанности и сортам сырья.

Преимущество метода состоит в том, что он дает наглядную (хотя и преобразованную) картину изменения мощности залежи и качества (содержания) полезного ископаемого. Последнее очень важно для проектирования открытых разработок, когда кроме плана залежи в изолиниях ее мощности необходим еще план в изолиниях коэффи­ циента вскрыши и гипсометрические планы кровли и почвы залежи. Метод изолиний следует рекомендовать более широко применять для подсчета запасов однокомпонентного сырья, залегающего линзо­ образно, например для некоторых типов месторождений песчано­ гравийного материала, бурых углей, железных руд, бокситов, рос­ сыпей и других ископаемых, особенно разрабатываемых открытым способом.

Статистический метод

По разведочным или эксплуатационным выработкам определяют выход сырья на единицу площади или объема рудного тела. Полу­ ченные показатели продуктивности распространяют на установлен­ ную или предполагаемую площадь оруденения. Продуктивность определяется на всю мощность оруденения или на 1 м углубки. При выводе средней продуктивности для блоков месторождения или района по геологическим соображениям иногда вводятся поправочные коэффициенты. Таким образом, сущность метода — определение продуктивности оруденения и площади, на которую ее следует рас­ пространить. Количество сырья в подсчетном блоке определяется но формуле Р = Sp, где S — площадь блока в метрах, р — продук­ тивность оруденения в килограммах или тоннах на 1 м2.

Статистический метод применяется для подсчета запасов сырья с неравномерным распределением по площади и мощности залежи: пьезокварца, исландского шпата, некоторых типов месторождений слюды, валунного строительного материала, валунных железных руд, желваковых фосфоритов и т. д. Метод подсчета запасов по про­ дуктивности широко применяется при подсчете прогнозных запасов

263

ископаемых углей для целых угленосных районов и бассейнов. Его можно использовать для подсчета прогнозных запасов металлических и неметаллических полезных ископаемых по рудному полю и району.

ПОПРАВОЧНЫЕ КОЭФФИЦПЕ НТЫ ПРИ ПОДСЧЕТЕ ЗАПАСОВ

При подсчете запасов нередко используют разнообразные попра­ вочные коэффициенты. Все они могут быть разделены на две группы: отражающие особенности геологического строения месторождения и отражающие дефекты геологоразведочных работ и опробования.

Учет особенностей геологического строения месторождений

К отражающим особенности геологического строения относятся поправочные коэффициенты на рудоноспость, валунистость, камени­ стость, закарстованность, льдистость и безрудные дайки. Необхо­ димость использования этих коэффициентов обычно не вызывает сомнений. При известных осложнениях геологического строения месторождений они неизбежны. Важно только, чтобы эти коэффи­ циенты были надежно обоснованы, выведены на представительном количестве измерений для каждого подсчетного блока.

Все эти коэффициенты учитывают необходимость уменьшения запасов руды и полезного компонента из-за наличия в рудном теле нерудных прослоев, валунов или камней, карста, ископаемого льда или безрудных даек. Все эти коэффициенты всегда меньше единицы. Следует не забывать, что использование их оправданно только в том случае, если возможно селективное оставление в целиках безрудных прослоев или даек при добыче или возможность отборки их, а также валунов, камней и ископаемого льда перед обогатительным про­ цессом.

В противном случае использование этих поправочных коэффи­ циентов ни в коем случае недопустимо. Например, многие месторо­ ждения содержат безрудные дайки и часто мощность их столь незна­ чительна, что отсортировка их невозможна либо нецелесообразна. Такие дайки, разубоживая руду, вместе с ней поступают на обога­ тительные фабрики. Ясно, что в этих условиях уменьшать запасы руды не следует. Разубоживапие ими руды должно быть учтено при определении среднего содержания полезного компонента.

К о э ф ф и ц и е н т р у д о н о с н о с т и используется наи­ более часто. Условия его применения и методика расчета приведены в разделе «Кондиции».

К о э ф ф и ц и е н т в а л у н и с т о с т и и к а м е н и с т о ­ с т и применяется обычно при подсчете запасов россыпных место­ рождений it определяется по формуле

264

где V0 — общий объем пробы, м23; Ѵк—объем валунов или камней в пробе, не подвергающихся промывке, м3.

Этот коэффициент определяется путем отбора крупных валовых проб из шурфов, выборки из горной массы валунов и камней и за­ мера объемов пробы и валунов.

Среднее содержание полезного компонента в целике (в недрах) определяется по формуле

Сс? = К кСп,

где Сп — среднее содержание полезного компонента по данным про­ мывки в рыхлом остатке после удаления крупных валунов и камней.

К о э ф ф и ц и е н т з а к а р с т о в а н п о с т и применяется при подсчете запасов закарстованных месторождений известняков, бокситов и др. На практике нередко коэффициент закарстованности определяют площадным методом как отношение незакарстованной площади месторождения к общей. Часто выявленные в процессе разведки карстовые полости оконтуривают и исключают из контуров подсчета запасов. В. М. Борзунов [6] справедливо отмечает, что оба эти приема учета карста, как правило, ненадежны и приводят к за­ вышению запасов минерального сырья. Это объясняется тем, что при любой плотности разведочной сети остаются невыявленные карстопроявления и, следовательно, объем карста при подсчете запасов путем учета только оконтуренных карстовых воронок занижается.

Чтобы исключить ошибки, коэффициент закарстованности сле­ дует определять статистически линейным способом, т. е. точно так же, как и коэффициент рудоносности. Формулу для определения коэффициента закарстованности можно представить следующим образом:

2т0-2гак

карст— S n l o .

где 2 т0— суммарная мощность продуктивной толщи по всем выра­ боткам в пределах подсчетного блока (включая и мощности закарсто­

россыпных месторождениях в условиях многолетней мерзлоты, когда среди рыхлых отложений в существенных объемах содержатся про­

зуется довольно широко в тех случаях, когда возможно и целесооб­ разно удаление из товарной руды пород даек при добыче или первич­ ной рудоразборке. Оба эти коэффициента определяются и учиты­ ваются так же, как и коэффициенты рудоносности и закарстованно­ сти. Общую формулу их определения можно записать в виде

2т ° - 2 т д

А= ------------------$

265

где К — коэффициент льдиетости или безрудных даек; Е т0 — сум­ марная мощность интервалов по всем выработкам в пределах подсчетного блока; Етед — суммарная общая мощность ископаемого льда или безрудных даек по всем выработкам в пределах подсчет­ ного блока.

Учет дефектов геологоразведочных работ и опробования

Использование поправочных коэффициентов на дефекты геолого­ разведочных работ в отличие от рассмотренных выше всегда нежела­ тельно и спорно. Их применение свидетельствует об упущениях в разведке и недостаточной надежности исходных данных для под­ счета запасов. Поэтому, эти поправочные коэффициенты требуют серьезного обоснования, строго продуманного и заранее предусмот­ ренного проектом разведочных работ контроля. Поправочные коэф­ фициенты этого рода используются для уточнения мощности, со­ держания полезного компонента и объемного веса руды. Наиболее

п о л е з н о г о и с к о п а е м о г о , определенной по данным буре­ ния, применяется, как правило, из-за неполного выхода керна, в ре­ зультате чего мощность полезного ископаемого по документации скважин существенно занижается. Так, например, на угольных ме­ сторождениях мощность пластов иногда занижается вдвое. Известны случаи полного пропуска угольных пластов или маломощных руд­ ных тел.

Для обоснования этого коэффициента необходима проходка конт­ рольных горных выработок, совмещенных с ранее пройденными скважинами. Как правило, поправочный коэффициент больше еди­ ницы. В ряде случаев он может быть установлен по данным каротажа.

Следует учитывать, что возможны случаи завышения мощности по скважинам. Такие случаи возможны при существенных искривле­ ниях скважин в теле полезного ископаемого, особенно на месторо­ ждениях разведуемых глубоким бурением.

П о п р а в о ч н ы й к о э ф ф и ц и е н т к с о д е р ж а н и ю п о л е з н о г о к о м п о н е н т а , определяемого по данным буре­ ния, приходится вводить в связи с избирательным истиранием керна. В одних случаях керновое опробование занижает содержание по­ лезного компонента, в других, наоборот, завышает. Определение поправочного коэффициента к содержанию по керну, так же как и к мощности, производится по контрольным горным выработкам.

Учитывая огромное значение поправочных коэффициентов при оценке месторождения, необходимо тщательно продумывать систему проходки контрольных выработок и методику их опробования. Контрольные выработки следует закладывать на месте пройденных скважин, глубина их должна обеспечивать вскрытие полезного ис­ копаемого на всю мощность, интервалы их опробования должны совпадать с интервалами опробования скважин, валовые пробы

266

должны обрабатываться полностью, без сокращения. Недопустимо выборочное расположение контрольных горных выработок. Они должны располагаться равномерно на всей площади месторождения, с одинаковой степенью детальности освещать все типы, сорта и марки полезного ископаемого.

Нарушение указанных элементарных требований нередко пол­ ностью обесценивает контроль, делает бессмысленным большие за­ траты, связанные с проходкой контрольных выработок п их опро­ бованием. Известны, например, случаи, когда предлагаемые геоло­ гами поправочные коэффициенты к содержанию по керну экспертами отклонялись как необоснованные. Причиной такого заключения служило недостаточное количество контрольных горных выработок, выборочное их расположение только по скважинам, показавшим низкое содержание полезного компонента, проходка горных выра­ боток не на всю мощность полезного ископаемого, произвольное сокращение валовой пробы (двадцатая вагонетка, десятая ендбвка, сороковая лопата), использование контрольных выработок не только по балансовым, но также и по забалансовым запасам и т. д.

Количество контрольных выработок прежде всего зависит от сложности месторождения, изменчивости оруденения. На выдержан­ ных устойчивых месторождениях бывает достаточным пройти 10— 15, на весьма изменчивых требуется иногда "несколько десятков контрольных горных выработок.

Большую роль при определении количества контрольных выра­ боток играет порядок отклонений частных значений поправочных коэффициентов (по отдельным выработкам) от его среднего значения. Если эти отклонения не превышают 10—20% , то уже по 10—15 конт­ рольным выработкам можно достаточно надежно определить средний поправочный коэффициент. Другое дело, если поправочные коэффи­ циенты по отдельным выработкам варьируют в широких пределах (бывает, что они изменяются от 0,5 до 2). В этих условиях необхо­ дим анализ изменчивости поправочных коэффициентов по узким классам содержаний полезного компонента и, возможно, использо­ вание не одного, а нескольких поправочных коэффициентов приме­ нительно к каждому классу. Вполне понятно, что для каждого класса в этих условиях также требуется минимум 10—15 контроль­ ных выработок.

Поправочные коэффициенты к содержанию, определенному по скважинам, следует увязывать с данными эксплуатации, опытной добычи, обработки крупных технологических проб.

Определение поправочных коэффициентов к данным бурения необходимо вести по отдельным периодам проходки разведочных вы­ работок, так как характер и степень избирательного истирания в боль­ шой степени зависит от используемого оборудования, принятого режима работы, квалификации и требовательности технического персонала и рабочих. Известны многочисленные случаи, когда по­ правочные коэффициенты к данным бурения существенно изменя­ ются по стадиям разведки и даже по Отдельным годам в процессе

267

предварительной или детальной разведки. Так, например, разведка Сокольско-Ситовского .месторождения известняков в 1956 г. произ­ водилась колонковыми скважинами без промывки водой. В резуль­ тате было установлено, что известняки без обогащения непригодны как флюсы для металлургической промышленности из-за высокого содержания нерастворимого остатка, равного 3,8% . По данным же колонкового бурения с промывкой в 1959—1960 гг. среднее содержа­ ние нерастворимого остатка составило всего 1,08% , что уже соот­ ветствовало требованиям к флюсам для металлургической промы­ шленности. Нет сомнений в том, что при промывке часть глинистого материала удалялась и качество сырья искусственно завышалось.

Поправочные коэффициенты (средний для месторождения, либо средний для типа руды, либо средний для определенного класса содержаний) определяется по формуле

Кс = 2_Ск

2 ср

где А'с — поправочный коэффициент к содержанию, определяемому по данным бурения; ЕСК— сумма содержаний полезного компонента

по контрольным пробам из горных выработок; 2СР — сумма со­ держаний полезного компонента по керновым пробам, сопряженным с контрольными пробами из горных выработок.

Поправочные коэффициенты используются в целом для подсчет­ ного блока. Применять их к каждой пробе пли выработке в отдель­ ности не следует, так как степень избирательного истирания по от­ дельным пробам и выработкам колеблется в широких пределах. Применение среднего значения поправочного коэффициента к от­ дельной пробе или выработке приведет лишь к искажению действи­

хрупких рудных минералов при отбойке руды бороздой (особенно небольшого сечения), что ведет к обогащению пробы рудным мине­ ралом. Так, например, на Тырныаузском месторождении воль­ фрамо-молибденовых руд установлено, что бороздовые пробы завы­ шают содержание молибдена в среднем на 25% . На Водинском ме­ сторождении из-за избирательного выкрашивания хрупкой серы, бороздовые пробы завышали содержание ее на 15,2% .

В таких случаях требуется контроль бороздового способа отбора проб задирковым или валовым. Объем и содержание контрольного опробования, а также определение поправочных коэффициентов ведется методически так же, как и контроль данных бурения.

П о п р а в о ч н ы й к о э ф ф и ц и е н т н а с и с т е м а ­ т и ч е с к у ю п о г р е ш н о с т ь х и м и ч е с к о г о а н а л и ­ за, как известно, определяется на основе внешнего контроля работы основной лаборатории. На внешний контроль систематически напра­

268

вляется от 3 до 5—10% дубликатов основных проб, при этом необ­ ходимо, чтобы контрольные пробы равномерно освещали весь объем различных типов и сортов полезного ископаемого. Инструкцией ГКЗ предусматривается, чтобы количество контрольных анализов было не меньше 30.

Систематическую погрешность следует выявлять раздельно по периодам производства работ и по классам содержания полезного компонента в пробах. Методика определения систематической по­

нием для расчета и применения поправочного коэффициента к данным основных анализов, так как нет уверенности, какая лаборатория (основная или контрольная) допускает брак в своей работе. Наличие систематической погрешности должно быть проверено анализами тех же проб, по которым имеются основные и контрольные опре­ деления, арбитражной лабораторией. Такие арбитражные лабора­ тории, специализированные по видам минерального сырья и терри­ ториальным геологическим управлениям, установлены специальными приказами Министерства геологии СССР. Бывает, что арбитражная лаборатория подтверждает данные основной лаборатории, и тогда вопрос о поправочном коэффициенте отпадает.

В случае подтверждения систематической погрешности анализов основной лаборатории к ним устанавливается поправочный коэффи­

полезного компонента по соответствующим (сопряженным с конт­ рольными) основным пробам.

Следует иметь в виду, что поправочные коэффициенты к данным химических анализов крайне нежелательны. Поэтому уже на первых этапах производства анализов необходимо выявить и устранить все дефекты работы основной лаборатории. Соблюдение жесткого кален­ дарного плана выполнения основных и контрольных анализов, их своевременная обработка, оперативное вмешательство в работу лабораторий — вот те факторы, которые позволяют резко снизить либо полностью устранить дефекты аналитических работ.

П о п р а в о ч н ы й к о э ф ф и ц и е н т н а м ы в а приме­ няется довольно часто на россыпных месторождениях золота, касси­ терита и некоторых других ископаемых. Применение этого коэффи­ циента основано на том, что при обогащении извлекают металла больше, чем его ожидают по данным разведки. Причина этого, видимо, связана с дефектами применяемых типов разведочных

269

выработок и особенно качества и методов опробования, а возможно, и способов расчета средних содержаний и учета «ураганных» проб.

Необходимо в каждом конкретном случае разобраться в причи­ нах такого явления. В частности, на россыпных месторождениях золота нелогично, с одной стороны, резко ограничивать роль «ура­ ганных» проб, а с другой — вводить поправочный коэффициент намыва, достигающий иногда 1,5—2. Ясно, что действуя таким об­ разом, мы идем на искажение природных особенностей распределе­ ния металла.

ОШИБКИ ПРИ ПОДСЧЕТЕ ЗАПАСОВ

В разделе «Достоверность разведки» было показано, что наиболее грубые ошибки при подсчете запасов связаны с неправильной интер­ претацией разведочных данных, с неправильным пониманием и, следовательно, искажением структуры месторождения, условий за­ легания, морфологии, внутреннего строения рудных тел, закономер­ ностей распределения оруденения, с (погрешностями выделения типов и сортов полезного ископаемого, недостаточным изучением качества сырья. Эти ошибки иногда столь значительны, что требуют нового проведения разведочных работ, нового проектирования и строительства горнорудных предприятий либо существенной рекон­ струкции построенных предприятий по добыче и обогащению.

Однако наряду с такими погрешностями разведки и интерпрета­ ции разведочных данных в практике подсчета запасов еще нередки методические ошибки по оконтуриванию, выбору способа подсчета запасов и т. п. В основе таких погрешностей лежит непонимание основного назначения подсчета запасов. Нельзя забывать, что под­ счет запасов служит основой проектирования, строительства и функционирования горнорудного предприятия. Следовательно, он должен не только содержать надежные данные по количеству и ка­ честву запасов, но и показывать точное их пространственное положе­ ние, морфологию и условия залегания рудных тел, тектонику и ха­ рактер смещений, изменчивость мощности рудного тела и качества руды в пространстве и т. д.

Любое искажение или схематизация условий залегания, прост­ ранственного положения рудных тел или отдельных промышленных типов руд в них приводит на практике к тому, что горная промы­ шленность (принимающая, как правило, за истину все построения геологов) сталкивается с целым рядом «сюрпризов» (рудные тела оказываются не там, где пройдены выработки, мощность их больше или меньше ожидаемой, качество руды резко отклоняется от техно­ логически обоснованного, разубоживание резко увеличивается и т. п.). Все эти «сюрпризы» служат причиной неоправданных затрат (иногда столь значительных, что вместо ожидаемой прибыли пред­ приятие несет систематические убытки), нарушения ритма работы предприятия, систематического невыполнения планов добычи, рез­ кого повышения потерь минерального сырья при добыче и обога­ щении.

270