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

Сравнение разведочных и эксплуатационных данных по мусковнтоносным пегматитам Карелии и Кольского полуострова

безрудные или некондиционные участки, доводило весь блок до кондиции. Все это и определило завышение запасов более чем на 2/з против определенных

при эксплуатации.

Как и в предыдущих примерах, здесь допущена ошибка в определении фак­ торов, контролирующих размещение руды, и соответственно в представлении о структуре месторождения. Разведочная сеть не отвечает истинным особенно­ стям геологического строения месторождения.

Пример 5. На одном из участков Норильского медно-никелевого месторож­ дения сравнивались запасы руды и мощности рудных тел по данным разведки (18 скважин) и отработки (по 98 эксплуатационным блокам) [53].

Установлено, что расхождения по отдельным блокам имеют отрицательное и положительное значения п достигают по запасам руды +40% . В то же время средняя мощность рудных тел и запасы в целом по отработанному участку хорошо совпадают (расхождения в средних мощностях 4%, а в запасах 7%).

Погрешность подсчета запасов и определения мощности рудного тела в рас­ сматриваемом примере имеет явно случайный характер. Такое положение часто наблюдается и на других весьма изменчивых месторождениях, например муско­ вита, рудного золота п т. п. Давно и неоднократно отмечалось, что для таких месторождений расхождения между данными разведки и эксплуатации по за­ пасам, содержанию и мощности для отдельных блоков и рудных тел достигают иногда 100—200% и даже более. Для месторождений в целом ошибки суще­ ственно меньше, а для рудных районов наблюдается достаточная сходимость результатов.

Такую закономерность можно объяснить тем, что по отдельным блокам и рудным телам разведочные данные не дают достаточно полной характеристики изменчивости содержания и формы рудного тела (разведка непредставительна), и поэтому средние значения параметров определяются ошибочно. Погрешность эта имеет случайный характер, так как разведочная система и сеть пе отражают особенностей весьма сложных рудных тел. По большому же числу блоков и руд­ ных тел, а тем более по ряду месторождений случайные ошибки уравновеши­ ваются и средняя ошибка имеет небольшую величину.

Пример 6. Исследование точности разведки на Джезказганском медно­ полиметаллическом месторождении [56] иллюстрирует ту же проблему с другой стороны. Сравнивались запасы медных руд и металла по отработанным участкам и площади рудных тел в разрезах по тем же участкам пяти шахтных полей. Месторождение было разведано по сети 75 X 75 (категория запасов А), 150 X 150 (В) и 300 X 300 м (С + Оказалось, что по отдельным эксплуатационным бло­ кам (которые по размерам меньше сети 75 X 75) колебания в запасах были зна­ чительны, так как на каждый блок приходилось не более 1—2 скважин. По всей площади сходимость запасов хорошая и практически одинаковая для всех кате­ горий запасов (для категории А — 10, категоріи В — 6 и категории Сх — 9%). Другими словами, для всего месторождения сеть 300 X 300 м и достаточна, чтобы отразить изменчивость контуров, мощности залежей и содержания металла. Структура Джезказгана достаточно изучена, и поэтому грубых ошибок геологи­ ческого прогноза при разведке нет.

Пример 7. Сравнение данных разведки и эксплуатации по мусковитонос­ ным пегматитам Карелии и Кольского полуострова, проведенное геологами СЗТГУ (В. И. Атаманов, К. К. Судиславлев, В. П. Псарев) и доцентом кафедры разведочного дела ЛГИ В. И. Терновым, также показывает, что по отдельным подсчетным блокам и жилам в целом расхождения в определении площади жил, их мощности, содержания слюды н ее запасов достигают 200% и более (табл. 5). При этом знаки расхождений разные, только мощность жил по разведке опре­ деляется, как правило, преуменьшенная. В целом для месторождений эти расхо­ ждения несколько сглаживаются (до 50—60%). Основные причины расхожде­ ний — недостаточное количество разведочных пересечений, неполное окон­ туриванію жил, распространение основных подсчетных параметров (мощность жил и содержание слюды), определенных по единичным пересечениям или гори­ зонтам без учета данных бурения на все рудное тело. Экстраполяция запасов по одному горизонту либо по отдельным пересечениям в большинстве случаев производится формально, шаблонно на высоту эксплуатационного этажа без

40

1 — контуры жил; 2 — неправильно построенные контуры подсчета запасов путем подвески к горизонту горных работ; з — мощность жилы (в числителе, м) и содержание слюды (в знаменателе, кг/м3); 4 — валовые пробы; 5 — керновые пробы; 6 — без­ рудные скважины.

41

учета индивидуальных особенностей жил, изменчивости залежи по падению и восстанию и закономерностей распределения в ней слюды.

Характерен пример разведки жилы 154 месторождения Малиновая Барака. Жила была вскрыта на двух горизонтах горными выработками (на поверхности и на горизонте —23 м). Но данным валового опробования среднее содержание составило 150 кг/м®. Скважинами слюдоносный пегматит был прослежен до

горизонта — 110 м.

При подсчете было выделено два блока: один между поверхностью и горизон­ том —23 м; второй ниже горизонта —23 м, оконтуренный по скважинам (рис. б) до горизонта—95 м. Для первого блока среднее содержание слюды взято как среднеарифметическое между содержаниями на поверхности и на горизонте —23 м, для второго взято содержание на горизонте —23 м без учета данных по керновому опробованию.

При этом было допущено две грубые ошибки.

1. Не было учтено, что ниже—40 м продуктивный горизонт гнейсов сме­ няется непродуктивным, хотя для района давно установлена четкая закономер­ ность: как только слюдоносная жила переходит в непродуктивный горизонт, содержание слюды резко снижается и нередко становится непромышленным.

2. Со ссылкой па недостоверность опробования по керну полностью игнори­ ровался тот факт, что содержание слюды почти по всем скважинам, пересека­ ющим жилу ниже горизонта —40 м, либо было ничтожно низким, либо нулевым. Пройденные впоследствии эксплуатационные выработки на горизонте —72 м показали, что ниже горизонта —40 м мы имеем дело уже с другой жилой (154а),

.характеризующейся значительно более низким содержанием слюды и локальным

еераспределением.

Врезультате формальной экстраполяции данных на подсчетпый блок ниже горизонта —23 м, запасы слюды по жиле 154 были завышены почти в 2 раза.

Значительные погрешности при разведке месторождений возни­ кают из-за технического несовершенства колонкового бурения, сла­ бых еще возможностей управления скважинами, невозможности получения по ним необходимого выхода керна и т. п. Об этом также свидетельствуют следующие характерные примеры.

Пример 8. На Высокогорском железорудном месторождении выделяется два рудных пояса: Восточный и Западный. Залежи Восточного пояса имеют пластовую форму, мощность их от 3 до 36 м, залежи западного пояса сложной формы, невыдержанны по простиранию и падению, мощность их 10—160 м. Внутреннее строение залежей неоднородное, характерна частая перемежаемость магнетитовых руд с рудными н безрудными скарнами; контакты с вмещающими породами нечеткие. Для месторождения характерна сложная блоковая структура и ноелерудные сбросо-сдвнгн с амплитудами от метров до 150—300 м. Падение пород на северо-восток 45—78°.

Месторождение разведано вертикальными и наклонными скважинами глуби­ ной до 1620 м. Из 279 скважин, использованных в подсчете запасов, глубиной более 200 м азимутальное искривление замерено в 30 скважинах. Горными ра­ ботами подсечено 16 скважин. При глубине подсечения 60—180 м они имеют большие отклонения от заданных направлений (до 24° по азимуту). При глубине

более 500 м скважины практически нельзя использовать для построения про­ филей.

Запасы утверждены ГКЗ в 1964 г. Блок 21 содержит более 80% запасов месторождения. Он разведан скважинами глубиной 300—1600 м до горизонта —370 м но сети 120 X (120 -ъ 140) м, а ниже — единичными скважинами. Категории соответственно Сх и С2.

Что получилось ори сравнении с данными эксплуатации?

До горизонта + 30 м по Западному поясу запасы подтвердились на 96,9 по Восточному — на 80,1, в целом — на 93,6%; не подтверждено 3,938 тыс. т.

42

Пластово-дпфференцналыіые пробы но керну дают зольность на 2—4% (реже до 8%) выше, чем по пробам из горных выработок. Сернистость отличается от +0,27 до —0,10%, выход летучих от +0,40 до —0,29%; толщина пластиче­ ского слоя обычно на 2—3 мм ниже. Как правило, эти отклонения не отражаются

ливо выявленную блоковую (зональную) структуру, отвечающую действительной структуре изменчивости мощности, не уловленной при данной густоте разведоч­ ной сети (125 X 25Ü м). Следует отметить, что средняя мощность угольных пла­ стов по бурению в целом по шахтному полю может быть весьма близкой к полу­ ченной по эксплуатационным данным. Соответственно и запасы угля по разведке определяются с достаточной степенью точности, в то время как некондиционные окна в пласте или детали тектонической структуры остаются невыяснен­ ными.

44

В рассмотренном случае прогнозная общая структура месторождения не вы­ зывает сомнения вследствие простой тектоники его.

Геологические прогнозы по данным разведки в более сложных тектониче­ ских районах менее надежны и требуют весьма внимательного отношения.

В качестве примера ошибок геологического прогноза приведем из цитиро­ ванной работы структурную карту пласта XXI шахты «Березовекая-1» в Куз­ бассе (рис. 8).

На шахтном поле размером по простиранию 9,2 км была пройдена 81 разве­ дочная скважина (густота сети 1,6 скважин на 1 км2). Положение угольных пла­ стов фиксировалось недостаточно детально. Падение пород 15—38°, вся структура

Рис. 9. Варианты геологического разреза поля шахты «Тентек-

ская-1-2 вертикальная» (Караганда).

а — после детальной разведки; 6 — после доразведки; в — проектный разрез

с рекомендуемыми дополнительными скважинами.

поля по результатам разведки определена как простая, моноклинальная, дей­ ствительная же оказалась моноклинальной, но существенно осложненной дизъ­ юнктивными нарушениями. Кроме 18 взбросов с амплитудой от 20—30 до 60 м горными работами было встречено значительное количество нарушений с ам­ плитудой от 1 до 7 м.

Пример 10. И. С. Гарбер и 3. Д. Ннзгурецкий [10] для шахтных полей Донбасса и Кузбасса приводят следующие данные о фактических погрешностях в определении ряда геологических показателей по разведочным данным в срав­ нении с эксплуатацией.

Но степени сложности структуры исследованные шахтные ноля были разбиты на три группы. К первой группе (простые структуры) отнесены шахтные поля Чистяково-Снежнянского и Центрального районов Донбасса. Ко второй (слож­ ные структуры) отнесены Буденовский и Кадиевский комплексы в Донбассе

ик третьей (очень сложные структуры) участки шахты «Коксовая» в Кузбассе

ишахты № 4 в Лутугинском районе Донбасса.

Средняя ошибка в определении угла падения равна 0—35° для полей первой группы; 1,5—7° для второй; 4—13° для третьей (шахта «Коксовая») п достигает 30® (шахта № 4 Лутугинская). Природа ошибок авторами не анализируется.

45

Частично погрешности в определении угла падения при разведке шахтных полей сложной структуры относятся к техническим и связаны с ненадежным определением искривления скважин. Значительно большую долю ошибок не­ обходимо отнести за счет неточного построения геологических разрезов в связи с ошибочными представлениями у геологов о деталях прогнозной модели место­ рождения. Точность определения мощности угольных пластов по буровым еква-

L_"Js

Рис. 10. Изменение представлений о морфологии залежей по разрезу I.

а — по данным детальной разведки; б — после сгущения сети в период эксплуатационной разведши

1 — известняк; 2 — песчаник; 3 — глина; 4 — боксит; S — четвертичные отложения.

жинам колеблется от 0,10 м для пологого и горизонтального залегания (Чпстя- ково-Снежнянский район) до 0,15 м (Буденовский комплекс с изменчивыми угла­ ми падения). Относительная погрешность определения мощности соответственно составляет 11 и 16%. При этом наблюдается систематическая ошибка —6% для первого района и —7% для второго.

Интересны данные по определению ошибки аналогии, по терминологии авторов, для мощностей угольных пластов. Она определялась следующим обра­ зом: в пределах отработанного пространства намечались три точки примерно на равных расстояниях друг от друга. Среднее значение мощности по двум край­ ним точкам сравнивалось с фактической мощностью в третьей точке. Такие опре­ деления, сделанные по ряду районов Донбасса для отдельных пластов, показали,

46

вертичные отложения.

Рис. 12. Изменение представлений о характере оруденения на разных этапах

изучения одного из месторождений (по данным В. Я. Замалинои).

47

что геологическая ошибка в среднем по пластам колеблется от 0,04 до 0,16 м, величина же средней относительной погрешности колеблется от 7 до 15%. Надо сказать, что для исследования взяты наиболее устойчивые по мощности

пласты в соответствующих районах.

Средние ошибки положения пластов в пространстве для шахт первой группы в’плане колеблются от 4 до 35 м и по вертикали в пределах 7—8 м, для второй группы соответственно 52—54 и 10—25 м, для шахты № 4 — 300 и 100 м.

Очень крупные погрешности нередко вызваны неправильными представле­ ниями об изменчивости месторождений и, следовательно, ошибочным выбором плотности и характера разведочной сети.

Пример 11. На рис. 9 показаны три последовательных варианта разрезов по одной и топ же разведочной линии.

Ш Ш з E Z J 4

Рис. 13. Изменение представлений о характере оруденения и контурах подсчета

запасов на одном из месторождений ртути в процессе детальной и совмещенной с ней эксплуатационной разведки.

о — после проведения штрека и скважин подземного бурения; б — после проведения ортов из штрека; в — после подготовки и нарезки очистных блоков.

Рудные джаспероиды с содержанием металла, %: 1 — 2,2 — 1,3 — 0,3; 4 — безрудные джаспероиды; 5 — сланцы; 6 — контур подсчета запасов.

Структура от простой по данным детальной разведки изменилась до весьма сложной в результате доразведки (2-й вариант). Кстати сказать, он тоже требует еще проверки в ряде точек. Как здесь количественно оценить ошибку геологиче­ ского прогноза? Можно только сказать, что 3-й вариант более надежен, если подтвердится проектный разрез в намеченных сечениях. Надо всегда, оценивая достоверность разведки, иметь в виду, что очень важны не общее сгущение скважин в разрезе, а результаты отдельных скважин в критических характерных сечениях.

Пример 12. На рис. 10 и 11 показаны разрезы по разведочной линии на Аркалыкском месторождении бокситов в Тургайском прогибе [данные Североказахстанского геологического управления (Л. В. Веньков)]. Из этих разрезов видно, что сгущение выработок принципиально меняет представление о месторождении.

Нередко существенное изменение представлений о рудном теле происходит даже на этапе эксплуатационной разведки и эксплуатации месторождения (рис. 12, 13).

Из анализа приведенных примеров видно, что ошибки разведки возникают в основном , по следующим причинам: из-за общего низ­ кого качества организации производства и неквалифицированного руководства разведкой, недостатков применяемой техники, небреж­ ности и промахов в геологической документации, несоответствия

48