- •Белорусский национальный технический университет
- •Министерство образования республики беларусь
- •Белорусский национальный технический университет
- •Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине «геология и разведка месторождений полезных ископаемых»
- •Список использованных сокращений
- •Оглавление
- •Часть 1.Основы геологии…………………………………………………………………………………...........13
- •Часть 2. Месторождения полезных ископаемых и их разведка……………………………………………167
- •Введение
- •Характеристики рекомендуемых методов и технологий обучения
- •Организация самостоятельной работы студентов
- •Диагностика компетенции студента
- •Примерный тематический план курса
- •Часть 1. Основы геологии
- •Объекты изучения, методы и науки геологического цикла
- •1.2. Общие сведения о Земле
- •1.2.1. Строение Земли
- •1.2.2. Внутренние геосферы
- •1.2.2.1.Методы изучения внутреннего строения и состава Земли
- •1.2.2.2. Сейсмическая модель Земли
- •1.2.2.3.Вещественный состав мантии и ядра Земли
- •1.3. Физические поля и геофизическая характеристика Земли
- •1.3.1.Распределение массы между внутренними геосферами.
- •1.3.2.Тепловое поле Земли. Источники тепловой энергии.
- •1.3.3.Магнетизм Земли
- •1.3.4.Гравитационное поле Земли
- •1.4. Земная кора
- •1.4.1. Строение земной коры
- •1.4.2. Химический состав земной коры
- •1.5. Минералы
- •1.5.1. Общая характеристика минералов
- •1.5.2. Кристаллографические свойства минералов
- •1.5.2.1.Факторы определяющие строение кристаллических структур.
- •1.5.3.Изучение форм природных выделений минералов.
- •1.5.4.Физические и химические свойства минералов.
- •1.5.5 Классификации минералов.
- •Раздел I. Самородные элементы и интерметаллические соединения
- •1.5.5.1.Характеристика минералов по классам
- •1.5.5.2.Методика определения главных породообразующих и рудных минералов.
- •1.6. Горные породы
- •1.6.1.Основные понятия и определения.
- •1.6.2.Возраст горных пород
- •1.6.2.1.Относительная геохронология
- •1.6.2.2.Абсолютная геохронология
- •1.6.2.3.Периодизация геологической истории. Стратиграфическая и геохронологическая шкалы
- •1.6.3.Формы залегания горных пород
- •1.6.3.1.Слой и слоистость
- •1.6.3.2.Первичное и нарушенное залегание слоёв
- •1.6.3.3.Тектоносфера и тектонические дислокации
- •1.6.3.4.Пликативные дислокации горных пород
- •1.6.3.5.Разрывные нарушения (дизъюнктивные дислокации)
- •1.6.3.6.Причины выхода на поверхность коренных пород
- •1.6.3.7.Элементы залегания горных пород и их измерение
- •1.6.3.8. Графическое моделирование участков земной коры
- •1.7. Магматизм. Магматические горные породы
- •1.7.1.Общее представление об эффузивном и интрузивном магматизме
- •1.7.2.Магматические горные породы
- •Лабораторная работа 1.7.2.1.«Изучение и описание отличительных признаков интрузивных пород».
- •Лабораторная работа 1.7.2.2.«Изучение и описание отличительных признаков эффузивных пород».
- •Лабораторная работа 1.7.2.3.«Разделение магматических горных пород на группы по содерержанию оксида кремния».
- •1.7.2.4. Лабораторная работа. «Макроскопическое определение магматических пород».
- •1.8. Метаморфизм. Метаморфические горные породы
- •1.8.1. Факторы метаморфизма
- •1.8.2.Метаморфические реакции
- •1.8.3. Классы метаморфизма
- •1.8.4.Фации метаморфизма
- •1.8.5.Метасоматоз. Метасоматические горные породы
- •1.8.5.1.Систематика метасоматических горных пород
- •1.8.6.Мигматиты и мигматитообразование
- •1.8.7.1. Лабораторная работа «Изучение состава и структурно – текстурных особенностей метаморфических пород»
- •1.8.7.2. Лабораторная работа «Изучение метаморфических горных пород в зависимости от условия их происхождения».
- •1.8.7.3. Лабораторная работа «Описание и определение метаморфических горных пород»
- •1.9. Экзогенные геологические процессы
- •1.9.1.Гипергенез
- •1.9.1.1.Процессы выветривания
- •1.9.1.2.Коры выветривания.
- •1.9.2. Процессы денудации и денудационные агенты
- •1.9.3.Аккумулятивные процессы
- •1.9.4.Процессы диагенеза
- •1.9.5.Осадочные горные породы
- •1.9.5.1. Диагностические признаки осадочных горных пород.
- •1.9.5.2.Лабораторная работа. «Изучение обломочных горных пород и их классификация».
- •1.9.5.3.Лабораторная работа. «Описание и определение органогенных и хемогенных горных пород».
- •Часть 2. Месторождения полезных ископаемых и их разведка
- •2.1. Общие сведения о месторождениях полезных ископаемых
- •2.1.1.Основные понятия и определения
- •2.1.2.Морфология и условия залегания тел полезных ископаемых
- •2.1.3.Вещественный состав полезных ископаемых
- •2.1.4. Геологические условия образования месторождений полезных ископаемых
- •2.1.4.1.Генетическая классификация месторождений
- •2.1.4.2.Связь месторождений с основными структурными элементами земной коры
- •2.1.4.3.Геологические и физико-химические факторы, определяющие условия образования и размещения месторождений
- •2.2.Система геологического изучения недр.
- •2.3.Классификация запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых
- •2.4. Геологическая съемка и поиски
- •2.5. Методология разведки месторождений полезных ископаемых
- •2.5.1.Задачи разведки
- •2.5.2.Принципы разведки
- •2.5.3. Основные задачи стадий разведки
- •2.5.4. Методы разведки
- •2.5.5. Технические средства разведки
- •2.5.6. Системы разведки
- •2.5.7. Расположение разведочных выработок
- •2.6. Геолого-промышленная оценка месторождения
- •2.6.1. Задачи оценки
- •2.6.2.Понятие о кондициях
- •2.6.3.Подготовленнсть меторождения для промышленного освоения
- •2.6.4. Опробывание
- •2.6.5. Оконтуривание тел полезных ископаемых
- •2.6.6. Подсчет запасов
- •2.7. Геологическая документация
- •2.8.Учебная практика
- •2.8.1. Разведка (учебная) торфяного месторождения
- •2.8.1.1.Методика проведенияполевых работ
- •2.8.1.2.Камеральные работы
- •2.8.1.3. Построение плана торфяного месторождения
- •2.8.2.Изучение месторождения песка
- •2.8.2.1. Полевые работы
- •2.8.2.2. Примеры описания обнажений
- •2.8.2.3.Определение образцов и графические работы
- •Использованная литература
- •Список используемой литературы
2.6.2.Понятие о кондициях
На оглавление
Как правило, промышленное значение имеет не все разведанное месторождение или тело полезного ископаемого, а только та их часть, которая по количеству и качеству минерального сырья, а также условиям отработки пригодна для рентабельной эксплуатации. Оконтуривание и подсчет промышленных запасов с выделением среди них балансовых и забалансовых осуществляются на основе кондиций.
Кондиции на минеральное сырье. Представляют собой совокупность требований к качеству и количеству полезных ископаемых, горно-геологическим и иным условиям их разработки, обеспечивающих экономически выгодную и безопасную эксплуатацию месторождения. Эти требования выражаются параметрами кондиций — лимитными (предельными) значениями некоторых натуральных показателей для оконтуривания и подсчета запасов (бортовое и минимальное промышленное содержание полезного компонента, минимальная мощность тел полезного ископаемого и др.).
Кондиции разрабатываются и уточняются в процессе геолого-экономической оценки месторождений по материалам их разведки и эксплуатации путем составления специального технико-экономического обоснования с учетом способа добычи и технологии переработки минерального сырья. ТЭО кондиций составляются применительно к отдельным месторождениям самими недропользователями или проектными (научно-исследовательскими) организациями и утверждаются в установленном порядке. В соответствии с этапами изучения и освоения месторождений кондиции разделяются на разведочные (временные и постоянные) и эксплуатационные.
Временные разведочные кондиции разрабатываются по материалам оценки или незавершенной разведки месторождения. Они служат для предварительной оценки масштабов и экономической значимости месторождения, определения целесообразности инвестирования в дальнейшее изучение. Необходимость разработки, содержание и порядок рассмотрения временных разведочных кондиций устанавливаются самими недропользователями или, в соответствующих случаях, органами управления государственным фондом недр.
Постоянные разведочные кондиции разрабатываются по материалам завершенных геологоразведочных работ (детальная разведка, доразведка) и имеют своей целью установление масштабов и промышленной ценности месторождения для определения целесообразности и экономической эффективности его промышленного освоения.
ТЭО разведочных кондиций должно содержать в себе геологическое, горно-техническое, технологическое, экологическое и экономическое обоснования. Для комплексных месторождений в ТЭО необходимо рассмотреть возможность использования как основного полезного ископаемого, так и совместно с ним залегающих полезных ископаемых, а также подземных вод, участвующих в обводнении месторождения (для хозяйственно-питьевого водоснабжения или извлечения из них полезных компонентов). Разведочные кондиции для подсчета запасов вскрышных и вмещающих пород, пригодных для хозяйственного использования, разрабатываются и утверждаются одновременно с кондициями для подсчета запасов основных полезных ископаемых.
В ТЭО кондиций должны быть доказаны возможность сохранности в недрах для последующего извлечения и целесообразность отдельного складирования и сохранения для использования в будущем забалансовых разведанных запасов, а также рассмотрена и обоснована целесообразность подсчета и учета запасов, заключенных в охранных целиках крупных водоемов и водотоков, населенных пунктов, капитальных сооружений и сельскохозяйственных объектов, заповедников, памятников природы, истории и культуры. Вопрос об отнесении запасов в охранных целиках к балансовым или забалансовым решается на основе технико-экономических расчетов, в которых учитываются затраты на перенос сооружений или специальные способы отработки запасов.
Разведочные кондиции разрабатываются, исходя из экономического эффекта освоения месторождения в целом, определенного на основе сложившегося на период составления ТЭО кондиций цен, тарифов и налоговых ставок. В процессе освоения месторождения возникает необходимость корректировки усредненных показателей разведочных кондиций для конкретных геологически или технологически обособленных участков месторождения с учетом актуальной ситуации на рынке товарного продукта, производимого горнодобывающим предприятием. Для реализации такой корректировки существуют эксплуатационные кондиции.
Эксплуатационные кондиции разрабатываются по инициативе недропользователя при необходимости уточнения граничных требований к качеству извлекаемого полезного ископаемого и условий его залегания применительно к конкретным частям месторождения (этажам, подэтажам, эксплуатационным блокам, панелям, выемочным участкам, существенно отличающимся по условиям отработки от средних показателей, принятых при обосновании разведочных кондиций), а также для обеспечения стабильной безубыточной работы предприятия в период резкого изменения рыночной конъюнктуры на минеральное сырье, продукты его переработки и цен на энергетические и другие ресурсы. Параметры эксплуатационных кондиций в отличии от разведочных могут быть дифференцированы по участкам месторождения с учетом уточненных в процессе доразведки и эксплуатации данных об их геологическом строении и условиях отработки полезного ископаемого.
Эксплуатационные кондиции разрабатываются на основе детального геологического изучения месторождения, анализа проектов разработки конкретных блоков, технологических схем переработки минерального сырья с учетом актуальных цен, тарифов и налоговых ставок. ТЭО эксплуатационных кондиций составляется, как правило, на ограниченный срок, соответствующий величине запасов полезного ископаемого, заключенного в намеченных к отработке на этот период технологически обособленных частях месторождения. При этом должна обеспечиваться сохранность запасов, временно не вовлекаемых в промышленное освоение. Таким образом, в процессе разработки месторождения эксплуатационные кондиции могут неоднократно пересматриваться и корректироваться в зависимости от изменения экономических, геологических и горнотехнических факторов.
Параметры кондиций, которые необходимы для геолого-экономической оценки данного месторождения, устанавливаются в зависимости от вида полезного ископаемого и наличия попутных полезных ископаемых и компонентов, геологического строения месторождения, горно-геологических условий его отработки, обоснованного ТЭО способа добычи и переработки полезного ископаемого, требований промышленности к качеству минерального сырья. Для оконтуривания и подсчета запасов большинства месторождений руд и нерудного сырья достаточно следующих основных параметров кондиций.
Бортовое содержание - наименьшее содержание полезного компонента (для комплексных руд - суммы содержаний компонентов, приведенных к содержанию условного основного компонента, имеющего максимальную извлекаемую ценность) в пробах, включаемых в подсчет запасов при оконтуривании тела полезного ископаемого по мощности (пересечению разведочной выработкой) в случае отсутствия его четких геологических границ. Бортовое содержание устанавливается на уровне, обеспечивающем максимальную экономическую эффективность использования запасов. Оно определяется на основе повариантных технико-экономических расчетов. Как правило, выполняется не менее трех (обычно четыре-пять) вариантов с расчетными значениями бортового содержания выше и ниже оптимального.
Минимальное содержание компонента в краевой выработке устанавливается кондициями для месторождений, представленных относительно маломощными телами полезного ископаемого, имеющими четкие геологические границы и характеризующимися закономерным снижением содержания полезных компонентов, что обычно наблюдается в краевых частях тел, но иногда может быть и внутри них. Расчет минимального содержания компонента в краевой (оконтуривающей) выработке выполняется аналогично расчету бортового содержания повариантным способом.Минимальное промышленное содержание полезного компонента (или приведенное к содержанию условного компонента) в подсчетном блоке - содержание, при котором извлекаемая ценность минерального сырья обеспечивает возмещение эксплуатационных затрат на получение товарной продукции при нулевой рентабельности производства.
Минимальная мощность тел полезного ископаемого - устанавливается, исходя из применения оптимальных для данного месторождения способа и систем разработки, а также оборудования для механизации добычных работ. Оконтуривание маломощных тел с повышенным содержанием полезных компонентов производится по метропроценту (метрограмму), исходя из установленных кондициями минимальной мощности тела полезного ископаемого и бортового содержания, а при геологических границах тела - по минимальному содержанию в краевой выработке.
Максимально допустимая мощность прослоев пустых пород и некондиционных полезных ископаемых, включаемых в подсчет запасов, зависит от горно-геологических условий месторождения, определяющих системы разработки и применяемое оборудование, и от технологии переработки минерального сырья.
Максимально допустимые содержания вредных примесей в подсчетном блоке, в выработке или пробе устанавливаются в соответствии с требованиями действующих стандартов и технических условий к качеству товарной продукции горнодобывающего предприятия.
Требования к выделению при подсчете запасов типов и сортов полезного ископаемого устанавливаются при наличии на месторождении нескольких природных разновидностей полезного ископаемого, отличающихся по технологическим свойствам и требующих раздельной добычи и переработки (либо строго дозированной шихтовки). В этом случае в ТЭО кондиций должны быть определены бортовое содержание и другие параметры, необходимые для подсчета запасов полезных ископаемых по типам и сортам.
Максимальная глубина подсчета запасов определяется экономически обоснованными контурами их разработки. В случае открытой разработки месторождений с субгоризонтально залегающими телами полезных ископаемых и ограниченной мощностью вскрышных пород максимальная глубина подсчета запасов обусловливается предельно допустимым коэффициентом вскрыши, относящимся к каждому подсчетному блоку.
Минимальный коэффициент рудоносности в подсчетном блоке регламентируется кондициями для месторождений с прерывистым распределением полезных компонентов, когда промышленные руды по горно-геологическим критериям не могут быть оконтурены и подсчет запасов производится в контурах рудоносной зоны (залежи, тела) статистически. Минимальный коэффициент рудоносности устанавливается на основе прямых расчетов путем сопоставления эксплуатационных затрат на отработку блока с извлекаемой при этом стоимостью конечной товарной продукции.
Минимальные геологические запасы изолированных тел (участков) полезных ископаемых определяются при наличии на месторождениях, подлежащих подземной разработке, изолированных тел (участков), отстоящих на значительном расстоянии от основных тел полезного ископаемого и требующих проходки дополнительных вскрывающих выработок. Рассматриваемый параметр кондиций устанавливается на основе прямого технико-экономического расчета исходя из принципа безубыточной добычи запасов изолированных тел (участков) полезного ископаемого.
Наряду с указанными параметрами кондиций для подсчета запасов отдельных видов минерального сырья, в том числе разрабатываемых нетрадиционными способами, могут применяться и другие параметры кондиций. В частности, для угольных месторождений кондициями регламентируются максимальная зольность углей, требования к их качеству по направлениям использования промышленностью и ряд других параметров. Применительно к месторождениям, разрабатываемым способом подземного выщелачивания, одними из основных параметров кондиций являются минимальный коэффициент фильтрации по блоку (залежи) и предельная глубина залегания подземных вод. Для месторождений облицовочного камня кондициями устанавливается минимальный выход облицовочных плит или блоков.
Технико-экономическое обоснование (ТЭО) и расчеты параметров разведочных кондиций. Осуществляются на основе анализа и оценки всех основных факторов, определяющих условия реализации проекта освоения месторождения (экономико-географическое положение, горно-геологические, гидрогеологические и другие природные условия, качественная и количественная характеристики запасов полезных ископаемых результаты испытаний технологических проб, наиболее приемлемые способы и системы разработки, предполагаемая схема переработки минерального сырья, номенклатура товарной продукции и схема ее реализации на рынке, экологические последствия разработки месторождения и мероприятия, необходимые для их предотвращения или минимизации).
Экономическая оценка проекта разработки месторождения выполняется на основе моделирования потоков продукции, ресурсов и денежных средств в пределах срока отработки месторождения или его части. Основным показателем, который используется при технико-экономическом обосновании разведочных кондиций, является чистый дисконтированный доход (ЧДД). Дисконтирование - это приведение денежных потоков к единому моменту времени (началу освоения месторождения) с учетом величины банковской ставки. Таким образом, ЧДД есть чистая прибыль предпринимателя, уменьшенная на величину дохода, который он мог бы получить, не вкладывая деньги в проект разработки местрождения, а просто храня их в банке.
Геолого-экономическая оценка месторождения в ТЭО разведочных кондиций выполняется в двух вариантах - базовом, на основе которого определяются общие геологические (потенциальные) запасы месторождения, и коммерческом, устанавливающем ту часть запасов, которая в данный момент может быть отработана с приемлемым экономическим эффектом (балансовые запасы).
Базовый вариант предполагает, что в состав затратных показателей проекта не включаются установленные законодательством на момент разработки ТЭО налоговые и иные, относимые на себестоимость продукции платежи, а также платежи по кредитам банков. Расчетная ставка дисконта принимается равной 10 %. Коммерческий вариант включает в себя все указанные затраты, не учитываемые в базовом варианте. В этом случае ставка дисконта составляет обычно не ниже 15 %.
Технико-экономические показатели эксплуатационных кондиций разрабатываются также на основе анализа дисконтированных потоков денежной наличности с учетом существующих на данный момент цен на производимую продукцию, энергоресурсы, систем и ставок налогообложения, таможенных тарифов, льгот и условий привлечения заемного капитала. Они рассчитываются применительно к конкретной части месторождения, планируемой к отработке в рамках технического проекта в ближайшие несколько лет. Срок действия эксплуатационных кондиций обосновывается в ТЭО и окончательно устанавливается в процессе его государственной экспертизы с учетом реальной экономической обстановки и геологических особенностей эксплуатируемого месторождения.