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

где Рэ — запасы месторождения по данным эксплуатации; Р — запасы по данным разведки.

Необходимо сразу же сказать, что определение достоверности разведки по запасам принципиально неправильно и может привести к ошибкам и ложным выводам о качестве разведки. Количество запа­ сов месторождения является показателем синтетическим и при расхождении его составляющих может дать точные итоговые совпа­ дения.

В общей форме запасы полезного компонента в рудном теле опре­ деляются по фор.муле

РSmdC,

где S — площадь залежи; т — ее средняя мощность; d — средний объемный вес руды; С —- среднее содержание полезного компонента.

Очевидно, что одно и тоже произведение может быть получено при соответствующих изменениях S, т, d и С. Другими словами, мы можем получить совпадающие величины запасов при больших ошибках в определениях средних значений исходных составляющих для подсчета геолого-промышленных параметров месторождения. Известно также, что для промышленности важны не только средние данные о подсчетных параметрах, по и локальные, частные значения и динамика изменчивости их в пределах месторождения. Кроме того, количество запасов и даже категория их вовсе не указывают на струк­ туру месторождения и рудных тел, характер рудного контура, про­ странственное размещение рудных площадей, природные типы и сор­ та руды, глубины и условия залегания рудных тел и их взаимное положение. Общеизвестно, что указанные сведения очень важны для проектирования рациональных схем вскрытия и систем эксплу­ атации месторождения. Ошибки по этим геолого-промышленным па­ раметрам не могут быть компенсированы точностью подсчета вели­ чины запасов. Наконец, разведка должна дать достаточно точные сведения об инженерно-геологических, гидрогеологических, газо­ вых, термических и других условиях разработки месторождения. Количество запасов месторождения не имеет отношения и к этим природным геолого-промышленным параметрам.

Из сказанного очевидно, что точность разведки месторождения должна определяться в отношении отдельных геолого-промышленных параметров месторождения. Запасы месторождения — это только один из наиболее важных таких параметров. Точность определения запасов имеет, конечно, преобладающее значение, но она не экви­ валентна точности разведки месторождения в целом. Надо иметь в виду, кроме того, что величина запасов (а значит, и точность их определения) зависит не только от разведочных данных, но и от ме­ тодов расчета средних значений, исходных для подсчета данных, и от метода самого подсчета запасов. Оценка точности разведки за­ ключается в определении точности всех геолого-промышленных пара­ метров месторождения (отдельных рудных тел, участков, блоков), нахождение которых ставится в качестве задач разведки.

28

Известно, что существуют коррелятивные связи между отдельными геолого-промышленными параметрами месторождения, их выясне­ ние может значительно облегчить и уточнить разведку. Такие корре­ лятивные связи могут существенно помочь и при экспертизе разведоч­ ных данных, и при оценке точности разведки. Однако оценка точно­ сти разведки должна даваться для отдельных геолого-промышленных параметров, потому что только в этом случае она будет иметь прак­ тическое значение для горного дела.

Допуски в определении отдельных параметров тоже различны. Точность разведки, очевидно, необходимо оценить в зависимости от соответствия допускам, установленным для отдельных парамет­ ров, при этом большая точность разведки в отношении формы за­ лежи не может компенсировать ошибки по химическому составу полезного ископаемого или технологическим свойствам его, и на­ оборот. Разведка хороша, если все параметры установлены с за­ данной точностью, и она дефектна, если хотя бы один из параметров не выявлен или определен ошибочно.

ПРИМЕРЫ ОШИБОК РАЗВЕДКИ

В ежегодных приказах Министерства Геологии СССР и указа­ ниях Государственной комиссии по запасам отмечаются следующие наиболее характерные группы ошибок и упущений при разведках.

1. Неточное оконтуривание месторождений и недооценка их перспектив. Так, например, па Соколовском железорудном место­ рождении из-за ошибок в оценке общих запасов, был запроектирован и начал строиться подземный рудник для отработки руд централь­ ного и северного его участков. Доразведка дала новые данные, и от строительства подземного рудника пришлось отказаться. На Кайрактинском полиметаллическом месторождении из-за слабого изу­ чения структуры рудного поля не подтвердились контуры рудных тел, площади их в плане были завышены в 1,5—2 раза, а отклонение в пространственном положении достигало 10—15 м.

2.Недостаточно детальное и полное изучение площадей, приле­ гающих к месторождению.

Для каждого горнорудного предприятия требуются большие площади для размещения промышленных сооружений, отвалов пу­ стых пород, трасс железных и шоссейных дорог, трубопроводов, ЛЭП, для строительства жилых поселков и городов.

Слабое геологическое изучение прилегающей к месторождению территории приводит к застраиванию рудных площадей или, наобо­ рот, к нерационально удаленному расположению основных цехов или подсобных сооружений, что в конечном итоге приводит к поте­ рям минерального сырья или к увеличению капитальных затрат и се­ бестоимости продукции.

3.Ошибки в определении морфологии рудных тел, сплошности оруденения, ненадежное определение нижних границ зон окисления, опробование не на полную мощность, отбор непредставительных проб,

29

недостаточность исследования вещественного и минерального состава. Например, из-за слабой минералогической изученности Оленегор­ ского железорудного месторождения на первом этапе допускались большие потери железа, связанного с гематитом, который уходил в хвосты. Для его извлечения потребовалась дорогостоящая реконст­ рукция фабрики.

На многих железорудных месторождениях (Коршуновском, Косто­ мукшской, Рудногорском и др.) определялось только содержание железа валового и железа растворимого, что не позволяет проекти­ рующим организациям при разработке технологических схем обо­ гащения руд правильно планировать баланс железа (распределение его в концентратах и хвостах), так как часть железа в силикатах (слюдах, амфиболах, оливинах и т. д.) относится к растворимому. Нужно определение валового железа и баланс распределения его по фазовому составу руд.

4. Недооценка проходки разведочных горных выработок (не­ соответствие систем разведки).

На Кайрактинском свинцово-цинковом месторождении не были установлены границы окисленных руд, а их запасы занижены в 2 раза. В то же время общие запасы, несмотря на высокую плотность скважин (00x60 м) завышены по Главному рудному телу на 18% и по Малому рудному телу на 37% . Площади рудных тел в плане завышены в 1,5—2 раза, отклонения рудных тел в плане достигают 10—15 м.

На Каскайдыр-Акжальском свинцовом месторождении мощности рудных тел в карьере по данным бороздового опробования при экс­ плуатации оказались в 1,5—2 раза выше, чем по данным опробова­ ния керна.

5. Недостатки в изучении тектоники и микротектоники, физи­ ко-механических свойств руд и вмещающих пород.

При изучении Высокогорского месторождения железных руд на Урале не было изучено положение и направление сместителей, а так­ же степень нарушенное«! пород. В результате при проходке шахты «Магнетитовая-бис» на отметке, где намечалось строительство камер больших размеров дробильного комплекса, была встречена зона сильно разрушенных пород. Это вызвало остановку строительства, переделку проекта и, как следствие, бросовые затраты.

На Бакальских железорудных карьерах недостаточная изучен­ ность строения и инженерно-геологических свойств толщи перекры­ вающих и вмещающих пород привели к катастрофическим оползне­ вым явлениям.

Много неприятностей вызывает недостаточная изученность тек­ тоники и физико-механических свойств пород на угольных месторо­ ждениях Кузбасса. Особенно этот вопрос актуален на сложносклад­ чатых месторождениях (Анжерское, Прокопьевское, Киселевское). Ввиду резких изменений положения пласта многие сотни метров капитальных выработок иногда оказываются бросовыми, неодно­ кратно приходится корректировать проекты, задерживать и значи­ тельно удорожать строительство.

30

Наиболее грубые просчеты связаны обычно с формальными приемами увязки разведочных данных, с неправильными представ­ лениями о рудном контроле, генезисе, структуре и изменчивости месторождений. Все это так или иначе связано с недостаточной ква­ лификацией геологов, ведущих разведку месторождений, с небреж­ ностью в документации.

Ниже приводится ряд характерных примеров.

Пример 1. А. И. Голг.дфельд [15] приводит следующие данные но участку Маслянской зоны Зыряновского полиметаллического месторождения по 5-му п 6-му горизонтам. Длина участка 800—900 м, ширина вкрест простирания 200—250 м в западной и 300—350 м в восточной части. Рудные тела полого погру­ жаются на восток, поэтому в западной и центральной частях участка на горизон­ тах 5 и 6 располагаются средние и нижние части рудных тел.

Для сравнения контуров рудных тел и запасов участок разбит на три зоны. I з о и а. В висячем боку ее залегает наиболее крупное рудное тело — Южная линза — длиной 600—700 м, мощностью с примыкающими телами от 20—30 до 50—60 м. В ней сосредоточено более 65% запасов металла и около 45% запасов руды участка. Кроме того, в лежачем боку зоны имеется ряд тел нрожплково-вкрапленных руд длиной 150—200 м, мощностью 5—10 редко 15 м. Последние иногда располагаются кулисообразно. Падение на юг 60—70 0 ме­

стами до 85°. Расстояние между телами от 5—10 до 15 м.

III з о н а. Ряд рудных тел длиной 180—250 м, но общая их длина не более 500—700 м. В зоне сосредоточено 15% металла и 25% руды участка. Падение крутое, близкое к вертикальному, на север. Руды бедные, мощность рудных тел 15—25 м, расстояние между телами от 5—10 до 20—30 м.

II з о II а. Расположена между I и III. Оруденение слабое, запасы всего 5—7% металла и 14% руды. Балансовые руды залегают в виде нескольких тел длиной 100—130 м и мощностью 5—7 м. Падение почти вертикальное, в общем южное. Расстояние между рудными телами в разрезах 15—25 м, а по простира­ нию протяженность безрудных участков свыше 100—200 м.

Сравнивались запасы подсчета Зыряновской ГРП на 1.1 1959 г. и по работам рудника на 1.1 1963 г. по 6-му горизонту. Результаты сравнения следующие.

1.Рудные тела повсеместно смещены от их действительного положения особенно на востоке (рис. 1). Разница в замерах углов падения 30—50°.

2.Фактические мощности рудных тел за счет более крутого падения в 1,5— 2,0 иногда в 3—5 раз меньше. Площади рудных тел в 3—5 раз меньше.

3. Запасы руды щ и разведке были завышены на 47, свинца на 33, содержа­ ние металла на 10—20%.

Причины расхождения: 1) неточные замеры искривления скважин, причем азимутальное искривление вовсе не учитывалось; 2) формальная геологически необоснованная увязка рудных тел (они были приняты согласно падающими с по­ родами, а в действительности оказалось, что рудные тела контролируются круто­ падающими зонами рассланцевания).

Пример 2. М. Б. Борадаевская [15] сообщает, что на Гайском медноколче­ данном месторождении в период его разведки была сначала принята гипотеза вулканогенного происхождения колчеданов. В соответствии с этим считалось, что рудные тела залегают полого, согласно с вмещающими породами в виде нескольких пластообразных тел, расположенных друг над другом в разных гори­ зонтах вулканогенной толщи. В связи с таким представлением месторождение разведывалось вертикальными скважинами по сети 100x100 и 50 X 50 м. Рудные тела в разрезах увязывались между соседними скважинами главным образом чисто геометрически (без учета деталей разреза). При таком построении рудные тела оказались сравнительно выдержанными по падению и значитель­ ными по протяженности. Исходя из этого представления были подсчитаны за­ пасы I I запроектированы вскрытие и отработка месторождения.

Однако уже в период разведки М. Б. Бородаевская на основании более тщательной документации и изучения керна и детального картирования рудного

32

Р и с. 1 . Сравнение контуров рудных тел по данным разведки и эксплуатации на Зыряновском полиметаллическом ме­

сторождении (Маслянская зона).

Контуры рудных тел: 1 — по данным разведки, г — по данным горных эксплуатационных выработок; 3 — границы между зонами.

поля т. е. комплексной увязки всех данных, обосновала вывод, резко отлича­ ющийся от предыдущего: 1) размещение рудных тел контролируется не отдель­ ными горизонтами вулканогенной толщи, а дорудными дизъюнктивными нару­ шениями; 2) рудные тела надают не полого, а весьма круто; 3) разведка на место­ рождении правильной сетью вертикальных скважин не соответствует его гео­ логическим особенностям. Позднее представления М. Б. Бородаевской были под­ тверждены горными работами. Неподтвершдение первоначальной разведочной модели Гайского месторождения горными работами потребовало существенной

ление по вертикали и но площади месторождения изменилось коренным образом.

Пример 3. В той же книге [15] аналогичный пример приводится по Аванскому месторождению каменной соли в Армении. В период разведки считалось, что пластообразные тела соли залегают почти горизонтально (рис. 2). Исходя из этого представления были подсчитаны запасы и заложены эксплуатационные шахты с горизонтальными выработками. По данным эксплуатации оказалось, что рудные тела имеют в действительности крутое почти вертикальное падение (рис. 3). При пересчете запасов оказалось, что они завышены почти вдвое и рас­ пределение их коренным образом отличается от данных в геологоразведочном отчете по месторождению.

Оба последних примера указывают на грубейшие геологические ошибки в разведочных прогнозах. Их причины: 1) слепое следование раз принятой гипотезе о генезисе и структуре месторождения; 2) ошибки в первичной геологи­ ческой документации, которая велась формально, шаблонно и небрежно. Па Гайском месторождении спутали плоскости падения со сланцеватостью пород. Поскольку эта ошибка подтверждала принятое представление о структуре место­ рождения, в дальнейшем не обращали внимания на многочисленные противоре­ чия и неувязки, которые обнаруживались между геологической документацией и построениями. Неправильное представление о структуре месторождения привело к несоответствию системы разведки месторождения истинным особенно­ стям его строения. Непредставительность разведочной сети усугубила ошибку геологической интерпретации.

Пример 4. На Хайдарканском ртутном месторождения [15] в 1964 г. спе­ циальной комиссией было выявлено, что разведанные запасы на две трети выше запасов по данным эксплуатации. Это расхождение объясняется неправильным представлением, которое существовало у разведчиков о факторах, контролиру­ ющих месторождение, и о морфогенезе оруденения. Считалось, что размещение рудных тел в виде неправильной формы гнезд, штокверков и отдельных прожил­ ков контролируется сланцевым экраном и контурами зон дробления вмещающих пород, которые отождествлялись главным образом с так называемыми джаспе-

столщей вмещающих пород и соответственно о формировании рудных залежей

впроцессе складчатых дислокаций. Предполагалось, что особенно интенсивное оруденение приурочено к сводовым частям антиклинальных ст; уктур. Соответ­ ственно разведка бурением велась профилями, перпендикулярными к шарнирам складчатых структур. Подсчет запасов производился на массу рудовмещающего горизонта, за который принимался горизонт джаспероидов.

Изучение материалов эксплуатации показало, что образование рудовмещающпх брекчий как в джаспероидах, так и во вмещающих породах обусловлено не складчатыми структурами, а разрывными дислокациями. Там, где эти дислока­ ции проявляются очень часто, например на разведанных и отработанных в пер­ вую очередь Главном, Южном и Промежуточном полях месторождения, прак­ тически рудная залежь имела пластообразный характер, так как отдельные рудные тела сливались в пределах рудовмещающего горизонта.

Подсчеты запасов по данным разведки на массу рудовмещающего горизонта в целом подтверждались при эксплуатации. Однако на новых участках, где

34

Ф :

П

О

О

я

рудоконтролирующпе дизъюнктивные дислокации располагаются более редко, представление о сплошном пластообразном рудном теле не отвечало действи­ тельности. Оруденение здесь прерывистое, гпездообразное, среди практически

Рис. 4. Структурный план поверхности рудовмещающего горизонта (а) и геоло­

гический разрез (б), построенные по данным буровой разведки участка № 1 Хайдарканского месторождения ртути.

1 — сланцы; 2 — слоистые известняки; 3 — джаспероиды; 4 — массивные известняки; б — разрывные нарушения; 6' — изолинии поверхности рудоямещающсго горизонта на плане; 7 — скважины; 8 — контур балансовых руд и подсчета запасов.

безрудных пород продуктивного горизонта. Методика разведки, которая остава­ лась прежней, не соответствовала уже структуре месторождений, и подсчеты запасов оказались существенно завышенными. Расхождение прогнозных пред­ ставлений по данным разведки и действительности по данным эксплуатации отчетливо видно из сопоставления рис. 4 и 5, характеризующих участок № 1.

36

Кроме того, следствием неправильного представления о структуре место­ рождения и несоответствия расположения буровых скважин истинной структуре его явилось неправильное определение мощностей рудных тел по ряду скважин: в лежачем боку рудовмещающего горизонта часто ечалпсь крутопадающие

Р и с. 5. Структурный план поверхности рудовмещающего горизонта (а) и геоло­ гический разрез (6), построенные по данным подземных эксплуатационных

выработок и подземного бурения участка № 1 Хайдарканского месторождения ртути.

1 — балансовые руды; 2 — рудоносные зоны (ленты на плане). Остальные условные обозначения см. на рие. 4.

рудные прожилки, по которым скважина шла иод очень небольшим углом к их плоскости или же вовсе по падению. В этих случаях определенная по скважинам мощность руды измерялась метрами, а в действительности она достигала всего нескольких сантиметров.

Неоправданным оказался при этом и подсчет запасов укрупненными бло­ ками (в пределах целых структур); довольно высокое содержание по отдельным подсеченным скважинами рудным гнездам распространялось на практически

37