заочники ГИ 2011 / РКК ОГПГ / Разведка-2

Практические способы подсчета запасов и условия их применения

В литературе описано более 20 способов подсчета запасов, из которых в практике геологоразведочных работ широким применением пользуются только три: разрезов, блоков и статистические. Запасы почти всех разведанных месторождений могут быть надежно подсчитаны способом разрезов либо способом блоков. Оба способа позволяют использовать для оконтуривания подсчетных блоков всю совокупность выявленных разведкой геологических данных и не искажают представлений о природных морфологических особенностях залежей полезных ископаемых. Статистический способ подсчета запасов применяется только в исключительных случаях, когда крайне сложное прерывистое строение полезных ископаемых препятствует геометризации рудных скоплений вследствие непредставительности обычных методов опробования.

Для подсчета запасов способом разрезов используются поперечные геологоразведочные разрезы, образующие систему разведочных работ. Контуры рудных залежей или зон отстраиваются в плоскостях геологических разрезов, а границы подсчетных блоков совпадают с плоскостями разрезов (рис. 48). Запасы подсчитываются раздельно в каждом блоке, а затем суммируются.

Способ разрезов обеспечивает наиболее правдоподобное преобразование объемов залежей, а совмещение подсчетных и геологических разрезов в одной плоскости способствует полному учету геологических особенностей месторождения при проведении контуров промышленной минерализации. В зависимости от ориентировки разведочных разрезов различают способы подсчета запасов: вертикальными и горизонтальными, параллельными и непараллельными разрезами. В последнем случае в подсчет объемов вносятся поправки за непараллельность разрезов.

Для вычисления объемов блоков между разрезами, расположенными друг от друга на расстоянии l, в зависимости от форм и соотношения площадей продуктивных залежей S₁ S₂ применяются формулы:

1) призмы (если площади обоих сечений примерно равновелики)

2) усеченной пирамиды (если площади смежных сечений имеют подобные и близкие к изометрическим формы, но различаются по величине более чем на 40 % ) «обелиска» (если формы смежных площадей не подобны друг другу и характеризуются размерами соответственно а₁, в₁, и а₂, в₂ по двум взаимно-перпендикулярным направлениям

Объемы блоков можно рассчитать также по универсальной формуле Фейгина которые обладают сглаживающим свойством, учитывая влиянии смежных разрезов.

в которой коэффициент К определяется по специальной номограмме в зависимости от соотношения S₁'.S₂ или по формулам, предложенным Матероном:

Площади залежей в контурах промышленной минерализации измеряются непосредственно на разрезах с помощью планиметра или палетки.

Способ разрезов позволяет наиболее полно учесть и отразит геологические особенности строения месторождений и залежей полезных ископаемых. Применение этого способа особенно эффективно при подсчете запасов в залежах сложной формы и большого мощности. Наиболее существенный недостаток способа разрезов — ограниченность его применения только для случаев разведки системами поперечных разрезов. Данные по разведочным пересечениям, расположенным не в плоскостях поперечных разведочных разрезов, не могут быть использованы для вычисления основных подсчетных параметров. В таких случаях разведанные запасы подсчитываются способом блоков.

Способ блоков применяется для подсчета запасов залежей полезных ископаемых, разведанных по неправильной геометрической сети, когда построить систему поперечных разведочных разрезов не удается, а также для подсчета запасов маломощных пласто– и жилоподобных залежей.

При подсчете запасов способом блоков площадь залежи разделяется на отдельные участки-блоки. Объем залежи при этом преобразуется в ряд сомкнутых фигур с высотами, равными средним мощностям подсчетных блоков. Крутопадающие залежи проектируются на вертикальную плоскость, а пологопадающие — на горизонтальную. Неизбежные искажения площадей на вертикальных или горизонтальных проекциях компенсируются тем, что в подсчетах используются не истинные, а горизонтальные или вертикальные мощности, значения которых вычисляются для каждого рудного пересечения по тригонометрическим формулам.

В практике геологоразведочных работ применяются три наиболее распространенных разновидности рассматриваемого способа: среднего арифметического, геологических блоков и эксплуатационных блоков.

Способ среднего арифметического применяется на ранних стадиях геологоразведочных работ для ориентировочных оценок предварительно оцененных запасов. С этой целью вся залежь полезного ископаемого приравнивается к равновеликой фигуре — диску с высотой, равной средней мощности залежи, и с периметром или палеткой, а средняя мощность вычисляется по совокупности всех разведочных пересечений, вошедших в контур. Запасы подсчитываются по формулам

V = Sm; Q=Vd;

где V — объем залежи; S — площадь залежи на проекщш; т — средняя горизонтальная (или вертикальная) мощность залежи; Q — запасы полезного ископаемого; d — объемная масса полезного компонента; С — среднее содержание полезного компонента в объеме залежи.

Способ геологических блоков отличается от способа среднего арифметического тем, что в общем контуре по совокупности геологических признаков выделяется ряд самостоятельных подсчетных блоков. Подсчет запасов производится раздельно по каждому из выделенных блоков. Кроме геологических признаков при выделении самостоятельных блоков учитываются степень их разведанности и горно-технологические свойства полезного ископаемого.

В случаях геометризации неправильной разведочной сети способ геологических блоков является единственным рациональным способом подсчета запасов. Этот способ неприменим для подсчета запасов складчатых и других сложно построенных залежей, формы которых резко искажаются при проектировании на плоскость.

Способ эксплуатационных блоков применяется для подсчета запасов маломощных залежей полезных ископаемых, разведанных системами продольных разрезов с помощью горных выработок. Под эксплуатационными блоками подразумеваются отдельные участки залежей, оконтуренные горными выработками с двух, трех или с четырех сторон.

Графические построения сводятся к составлению продольных проекций залежей. Запасы полезного ископаемого по каждому эксплуатационному блоку определяются как произведение его площади на среднюю горизонтальную (или вертикальную) мощность и на среднюю объемную массу полезного ископаемого, а запасы полезного компонента — как произведение запасов полезного ископаемого на среднеблочное содержание полезного компонента. Достоинствами способа является простота графических построений и возможность подсчета запасов в контурах отрабатываемых горноэксплуатационных участков.

Статистический способ применяется для подсчета запасов месторождений с крайне неравномерным, гнездовым распределением скоплений ценных минералов, если обычные способы опробования не обеспечивают получения представительных данных. К ним относятся месторождения слюд, пьезокварца, драгоценных камней, исландского шпата, желваковых фосфоритов, янтаря и некоторых других полезных ископаемых.

Сущность способа заключается в том, что по результатам разведочно-эксплуатационных работ определяется среднее количество («выход») полезного компонента, приходящееся на единицу площади или объема залежи. Выход полезного компонента характеризует «продуктивность» изученного участка.

При подсчете статистическим способом определяются не геологические, а извлекаемые запасы полезного компонента, что не соответствует принципам учета и подсчета запасов в недрах. Для того чтобы оценить запасы по их состоянию в недрах, к извлекаемыми запасам нужно прибавить запасы, заключенные во всех видах потерь, которые определяются экспериментальным путем.

Статистический способ подсчета запасов применяется как вынужденный прием, когда другие методы подсчета не обеспечивают надежных данных вследствие весьма малых размеров скоплений ценных минералов, которые изолированы друг от друга и рассеяны в массе вмещающих пород. В таких условиях зоны влияния отдельных проб практически ничтожны, а числа проб всегда недостаточно для получения уверенных средних оценок содержаний.

Способ подсчета запасов по средней продуктивности используется для подсчета запасов отдельных сортов и типов руд.

Подсчетом запасов называется определение количества промышленно пригодного минерального сырья в недрах.

Как уже отмечалось, количество балансовых запасов месторождения является одним из главных факторов его промышленной оценки и поэтому подсчету запасов придается серьезное значение. Запас руды должен быть обоснован правильным представлением о геологическом строении месторождения, полной качественной характеристикой руд и другими факторами.

Весовой запас руды (Q, Т) выражается произведением объема всего рудного тела или его участка (V, м³), а объемный bеc руды (d т/м³), т. е.

Q = Vd.

Запас ценного компонента (Р) в этом объеме руды определяется произведением весового запаса руды на среднее содержание ценного компонента в руде (С_ср, г/т, %):

Подставляя значения Q, получим

Совершентю очевидно, что объем рудного тела или его части определится произведением площади рудного тела в пределах границ подсчета (площади контура подсчета запасов — S, м²) на среднюю мощность рудного тела (тер, м):

Taким образом, для подсчета запасов промышленных руд и ценного компонента необходимо оконтурить рудное тело по данным разведочных выработок, подсчитать величину полученной площади контура, определить по имеющимся данным средние параметры подсчета P_ср и С_ср, а также среднее значение объемного веса руды.

Определение основных параметров для подсчета запасов

Мощность рудных тел может быть замерена: 1) непосредственно в горных выработках, что обычно и делается в местах взятия проб; 2) по буровым скважинам; 3) может быть определена по геофизическим данным (по данным каротажа). При замерах мощности всегда стремятся определить не видимую, а истинную мощность (рис. 106).

В случае невозможности замерить истинную мощность рудного тела замеряется видимая мощность, а истинная мощность определяется по формуле

где т' — видимая мощность,

cos α — угол падения рудного тела.

Аналогично определяется истинная мощность рудного тела по буровой скважине, если она пересекла рудное тело по линии, перпендикулярной его простиранию, только здесь еще учитывается зенитный угол скважины (р) и истинная мощность тела определяется по формуле

где l— мощность тела пo замерам в скважине.

Мощность рудных тел, не имеющих четких границ (вкрапленные и прожилково-вкрапленные руды), обычно определяется по данным опробования и химических анализов с учетом положения борозды, по которой произведено секционное опробование, и угла падения рудного тела.

Для подсчета запасов определяется средняя мощность рудного тела в пределах блока подсчитываемых запасов. Если пункты замеров мощностей по блоку находятся на примерно одинаковом расстоянии друг от друга, то средняя мощность определяется как среднее арифметическое из всех замеров.

При неравномерном распределении пунктов средняя мощность рудного тела также может определяться как среднее арифметическое частных значений замеров т.

Однако во многих случаях, особенно при устойчивом и закономерном изменении мощности, следует учесть не только частные значения замеров т\, т_2> , т„, но и так называемые линии их влияний 1₁, 1₂, ..., 1_п, a среднюю мощность вычислять по формуле

Среднее содержание ценного компонента определяется как среднее арифметическое из частных содержаний по отдельным пробам. При опробовании невыдержанных рудных тел определение среднего содержания производится путем уравновешавания частных содержаний на мощность рудного тела, если между последней и содержанием имеется закономерная связь (корреляция), a также на линии влияния борозды, если пробы (борозды) располагаются через разные интервалы друг от друга. В этом наиболее сложном случае подсчет произ1водится no формуле

где C_ср среднее содержание металла в руде; С₁, С₂, С₃ - частные содержания металла по отдельным пробам; m₁, m₂, m³ - мощность рудного тела в пункте опробования; l₁, l₂, l₃ - длина влияния каждой пробы.

Так определяется среднее содержание по одной выработке либо в одном сечении рудного тела. Подсчет среднего содержания по блоку между двумя сечениями производится путем уравновешивания на площадь каждого сечения:

где C₁ и С₂ — частные средние содержания по разведочным сечениям;

S₁ и S₂ — площади рудных тел в этих сечениях.

При оконтуривании промышленных руд важное значение имеют понятия о бортовом и минимально-промышленном содержании металла.

Бортовое содержание металла — это минимальное содержание, нижний предел, ограничивающий контур рудного тела. Применяется в том случае, когда контуры рудного тела устанавливаются только по данным опробования. Бортовое содержание определяется с таким расчетом, чтобы включаемые в подсчет убогие запасы пограничных участков месторождения вместе с более богатыми внутренними рудами в среднем представляли вполне промышленную руду.