Вопрос 35

Съёмку контуров горных выработок и элементов ситуации в них выполняют полярным или ортогональным способами. Полярный способ заключается в определении координат характерной точки по углу и расстоянию от стороны и пункта съёмочной сети. Ортогональный способ съёмки подробностей (способ перпендикуляров) применяют при определении точек вблизи сторон теодолитного хода. Для этого вдоль и по перпендикулярам к стороне хода измеряют ординаты до элементов ситуации. Так, например, съёмку очистных забоев на пологом и наклонном падении пластов выполняют теодолитом или угломером. Вдоль линии забоя прокладывают съёмочный ход и одновременно с проложением хода относительно его вершин или сторон рулеткой измеряют расстояние (см. Линейные измерения) до линии забоя и участков, заложенных породой, измеряют мощность пласта и т.п. Съёмку контуров горных выработок, в которых невозможно пребывание людей, выполняют специальными методами и приборами, обеспечивающими безопасность съёмочных работ, например безреечными электрооптическими дальномерами, фотограмметрическими и звуколокационными приборами. Съёмку технических, разведочных и специальных буровых скважин осуществляют инклинометрами. Для автоматизированной съёмки шахтных стволов и шахтных рельсовых путей разработана специальная аппаратура — измерительная станция и измерительный комплекс профилирования шахтных путей. Для съёмки земной поверхности и открытых разработок применяют стереофотограмметрический метод в наземном и воздушном вариантах. Маркшейдерская съемка земной поверхности открытых и подземных горных выработок используется для составления оригиналов чертежей горной графической документации (планов, вертикальных проекций, разрезов и профилей), являющихся окончательной продукцией, получаемой в результате съёмки.

Геолого-экономическая оценка месторождений проводится по окончании каждой стадии геологоразведочных работ, но с разной степенью полноты и достоверности.

Правильная оценка месторождения может быть дана при сравнительном анализе показателей оценки: промышленных запасов полезного ископаемого, возможной производительности предприятия по руде и концентрату, себестоимости и цене продукции, прибыли и уровню рентабельности, общих и удельных капитальных вложений, срока окупаемости капитальных затрат, приведенных затрат на получение продукции.

Под запасами полезного ископаемого понимается его количество, содержащееся в недрах. Обычно запасы подсчитывают в тоннах, килограммах (золото), каратах (алмазы) и кубических метрах (строительные материалы). Принято различать запасы руды, концентрата и полезного компонента, т.е. металла. Запасы полезных ископаемых определяют как по месторождению в целом, так и раздельно по каждому подсчетному блоку, участку и рудному телу.

Основная задача подсчета запасов полезных ископаемых— выяснение количества и качества полезного ископаемого в недрах на основании проведенной разведки, а также пространственного распределения запасов в пределах разведуемого месторождения и его частей. Материалы подсчета запасов подлежат утверждению в Государственной комиссии по запасам (ГК3) или в территориальной комиссии по запасам (ТКЗ).

Основные принципы подсчета запасов следующие. 1. Запасы полезного ископаемого подсчитываются и учитываются раздельно для каждого вида минерального сырья. 2. В комплексных рудах, кроме основных компонентов, обязательно должны быть учтены и подсчитаны все сопутствующие компоненты, имеющие промышленную ценность. 3. Запасы полезных ископаемых учитывают и подсчитывают по наличию их в недрах, без вычета потерь при добыче, обогащении и переработке. 4. Свойства и состав полезных ископаемых определяют в их природном состоянии независимо от возможного разубоживания при добыче. Запасы полезного ископаемого Q определяются произведением объема рудного тела V или отдельного участка (блока) этого тела на среднюю плотность руды d, т. е.: Q  =Vd. Запас полезного компонента Р выражается произведением массы полезного ископаемого Q на среднее содержание С в нем подсчитываемого компонента: P = QC. Объем тела или отдельного блока вычисляется как произведение площади S (основания, среднего сечения, проекции на ту или иную плоскость и др.) на среднюю мощность т, т.е. его можно вычислить по формуле: V = Sm.

Истинная мощность наклонно залегающего тела т равна ти=тв cos а=тг sin a, где та  и m.г — мощности, измеренные соответственно по вертикали и горизонтали; а — угол падения (наклона) тела полезного ископаемого. Аналогичным образом определяют вертикальную или горизонтальную площадь (Sв, SГ) наклонно залегающего тела полезного ископаемого: Sв = Sиsina; SГ = Su• cos а. Необходимое для расчетов значение объема рудных тел устанавливается по формуле: V = SИmи = SВmг = SГmа. Чаще всего среднюю плотность определяют в лаборатории путем последовательного взвешивания штуфа породы на воздухе и в воде. При необходимости анализируют образцы на пористость и влажность.

Содержание и оформление материалов по подсчету запасов полезных ископаемых, представляемых для утверждения в ГКЗ, регламентируется специальными инструкциями. Материалы по подсчету запасов должны представляться в таком виде, чтобы их можно было легко проверить, а при необходимости произвести пересчет запасов без участия авторов.

Для подсчета запасов и определения подсчетных площадей применяются соответствующие графические материалы — планы и разрезы, на которых изображаются контуры тел полезных ископаемых. Полого- и горизонтальнозалегающие тела изображают на планах, а крутопадающие—на разрезах, продольных по отношению к среднему простиранию залежи. При оконтуривании могут быть выделены следующие контуры:

1) «нулевой»—контур полного выклиниваяия (окончания) рудного тела; строится по точкам, в которых содержание полезного компонента или мощность рудного тела достигает нулевого значения; 2) «рабочие» - минимальной промышленной мощности и содержания, отделяющих промышленные участки от непромышленных; проводятся через точки с соответствующими показателями; 3) сортовой—разделяющий промышленные участки по сортам полезного ископаемого; 4) внутренний—проводится через крайние разведочные или эксплуатационные выработки, расположенные на площади подсчета; 5) внешний—проводится за пределами крайних выработок или проб, расположенных на периферии подсчетной площади (рис.7).

Рис. 7. Оконтуривание крутопадающего рудного тела для подсчета запасов на вертикальном продольном разрезе. По В. И. Смирнову: I, 2 — скважины: I — пересекающие рудное тело, 2 — безрудные; 3 — внутренний контур интерполяции; 4, 5 — внешний контур экстраполяции 4 — ограниченной, 5 — неограниченной, 6 — наносы, вскрытые канавами; 7 — горные выработки.

 

При оконтуривании рудных тел или залежей пользуются различными приемами. Например, для проведения контура между двумя разведочными пересечениями, вскрывшим и невскрывшим полезное ископаемое, пользуются методом интерполяции (определение значений между точками наблюдений) или ограниченной экстраполяции (экстраполируют данные о мощности тела полезного ископаемого и содержании компонентов на пространство ограниченное законтурными выработками). Один из приемов ограниченной экстраполяции — проведение внешнего контура на половине расстояния между рудными и нерудными выработками (рис.8).

Рис. 8. Оконтуривание на плане и в разрезе рудной залежи способами ограниченной и неограниченной экстраполяции. По М. Н. Альбову и А. М. Быбочкину. 1, 2—скважины: 1—пересекшие рудную залежь, 2 — не обнаружившие руду; 3 — внутренний контур разведанной залежи; 4, 5 — внешний контур рудной залежи, установленный экстраполяцией; 4 — ограниченной, 5—неограниченной; 6 — межконтурная зона; 7—площадь запасов категорий C1 и С2

 

По иному проводится внешний контур, когда за внутренним контуром нет выработок, показывающих отсутствие рудного тела. Здесь используют метод неограниченной экстраполяции, наиболее распространенный прием которого — изображение внешнего контура на основе тщательного изучения геологического строения месторождения.

Исходными данными для подсчета запасов служат усредненные значения геолого-промышленных параметров, характеризующих размеры залежи, а в необходимых случаях и содержание в ней полезных компонентов. Такими параметрами являются площадь залежи в проекции на какую-либо плоскость или сечения залежи; мощность по нормали к этой плоскости или расстояние между сечениями; объемная масса полезного ископаемого; содержание полезных компонентов.

Большинство тел полезных ископаемых представляет собой сложные по форме тела, определить истинный объем которых практически невозможно. Поэтому при подсчете запасов твердых полезных ископаемых прибегают к приему трансформации сложных по форме природных тел в равновеликие им по объему простые фигуры и определению объема, а следовательно, и запасов минерального сырья в пределах упрощенного по форме тела. В этом случае все тело полезного ископаемого или целиком преобразуется в простую и удобную для определения объема фигуру, или же предварительно расчленяется на части, каждая из которых затем трансформируется в простые фигуры.

Все известные методы подсчета запасов отличаются друг от друга способом геометризации тел полезных ископаемых и способом определения исходных данных для подсчета. Всего существует более 20 способов подсчета запасов, которые можно объединить в 4 основных методы: метод геологических блоков; метод эксплуатационный блоков; метод сечений (разрезов); статистические методы с использованием ЭВМ.

Рассмотрим способ геологических блоков. Это широко применяемый, один из наиболее простых и наименее трудоемких способов подсчета запасов. В данном случае для подсчета запасов площадь всего тела полезного ископаемого разделяется на отдельные подсчетные блоки; конфигурация тела полезного ископаемого значительно упрощается и ;как бы преобразуется в ряд сомкнутых фигур, высота которых равняется средней мощности каждого блока (рис.9).

Рис. 9. Выделение подсчетных блоков для подсчета запасов методом геологических блоков. По В. И. Смирнову.

Сами по себе графические построения при этом способе подсчета запасов сравнительно просты и сводятся к общему оконтуриванию тела полезного ископаемого одним из существующих способов и разделению его на блоки в пределах площади, охваченной общим контуром. Оконтуривание подсчетных блоков может производиться по следующим признакам: 1) сортам полезных ископаемых, 2) степени разведанности с целью подсчета запасов по разным категориям, 3) горнотехническим условиям разработки, при этом учитывается последовательность освоения месторождения.

Общие запасы полезного ископаемого по месторождению получаются в результате суммирования запасов по отдельным блокам. В табл. 4 приведен специальный формуляр для подсчета запасов.

 

Таблица 4 Формуляр подсчета запасов руды и металла по способу геологических блоков

Номер блока	Площадь, S, м'	Средняя мощность, т, м	Объем рудного тела V, м	Объемная масса d, т/м	Запасы руды Q, т	Среднее содержание металла С, г/т	Запасы металла Р, кг
4	2450	0.62	1519	2,8	4253	47,4	201,6

Запасы полезных ископаемых, по их пригодности для использования в народном хозяйстве разделяются на балансовые и забалансовые.

К балансовым принадлежат такие запасы полезных ископаемых, которые целесообразно разрабатывать при современном уровне техники и экономики; к забалансовым относятся запасы полезных ископаемых, которые из-за их малого количества, низкого качества, сложных условий эксплуатации или переработки ныне не используются, но в дальнейшем могут явиться объектом промышленного освоения. Для определения показателей балансовых запасов полезных ископаемых производят специальные расчёты, характеризующие промышленные кондиции минерального сырья (минимальную мощность тел полезных ископаемых, минимальное промышленное содержание ценных компонентов в полезных ископаемых и максимально допустимые включения горных пород); когда залежь полезного ископаемого постепенно сливается с окружающими её горными породами, рассчитывают т. н. бортовое содержание, то есть содержание ценного компонента, по которому проводится граница между телом полезного ископаемого и вмещающими его горными породами. В СССР утверждение кондиций для подсчёта запасов, проверка правильности подсчёта запасов, распределения их по балансовой и забалансовой группам, а также утверждение запасов и определение подготовленности месторождения для промышленного освоения по категориям возложено на Государственную комиссию по запасам полезных ископаемых СССР.