Прослеживание и оконтуривание залежей начинается с получения самых общих представлений о их форме и пространственной ориентировке.

Для определения параметров разведочной сети применяются эмпирические и количественные методы.

Эмпирические методы основаны на использовании практического опыта разведки аналогичных месторождений. Этот опыт, в частности, отражен в «Методических рекомендациях…, 2007) и в настоящее время является основным.

Количественные методы основаны на оценке изменчивости геолого-промышленных параметров с помощью различных математических характеристик (коэффициент вариации, выборочный стандарт, энтропия, максимальный размах относительно среднего, вариограммы, нормированные корреляционные функции, геометрическая автокорреляция и др.). В настоящее время имеют в основном вспомогательный характер или используются на стадии эксплуатационной разведки.

Факторы, определяющие системы разведочных работ:

1) Угол падения. По углу падения для целей разведки залежи полезных ископаемых подразделяются на: пологие (0 – 25⁰), наклонные (25 – 45⁰), крутые (>45⁰). Вскрытие пологих и наклонных залежей ведется вертикальными скважинами, а блокировка запасов изображается на плане. Вскрытие крутых залежей осуществляется наклонными скважинами, при условии что угол встречи скважиной рудного тела не должен превышать 30⁰; блокировка запасов изображается на продольных вертикальных проекциях.

2) Форма тел полезных ископаемых. По форме принято залежи подразделять на: а) изметричные (идеальная модель – шар); б) уплощенные – вытянутые по простиранию и падению (пластовые, жильные, пласто- и жилообразные); в) вытянутые по одной оси (трубообразные). Форма и пространственная ориентировка залежей являются определяющими при выборе формы разведочной сети.

Изометричные залежи разведуются системой вертикальных сечений с проходкой на них как вертикальных (в центральной части), так и наклонных (по периферии) скважин. Форма сети в плане – преимущественно квадратная.

Плоские залежи при пологом и наклонном залегании разведуются системой вертикальных скважин и/или горных выработок, располагаемых по квадратной (для изометричных в плане тел) или прямоугольной сети.

Плоские залежи при крутом залегании разведуются системой наклонных скважин, располагаемых на вертикальных параллельных сечениях.

Трубообразные вертикально залегающие залежи разведуются (аналогично изометричным) системой вертикальных сечений с проходкой на них как вертикальных (в центральной части), так и наклонных (по периферии) скважин. Форма сети в плане – преимущественно квадратная.

3) Размер залежей полезных ископаемых. По длине их разделяют на: крупные (>1000 м), средние (100 – 1000 м), мелкие (<100 м). Крупные залежи обычно разведуются по более редкой сети, нежели средние и мелкие.

4) Изменчивость формы залежей и качества полезного ископаемого. В качестве меры изменчивость в практике разведки широко используется коэффициент вариации. Чем выше изменчивость, тем более плотной должна быть разведочная сеть.

5) Система ранее пройденных разведочных горных выработок и скважин и система разработки месторождения. Система разведки должна учитывать и органически вписываться в систему ранее пройденных выработок и систему разработки.

Рис. 7. Форма разведочной сети в плоскости рудного тела

(Г.С. Поротов, 2004)

а – квадратная, б – прямоугольная, в – ромбическая, г - линейная

В зависимости от геологических особенностей месторождения, а так же от решаемых задач применяются те или иные расстояния между разрезами и выработками, определяющие соответствующую плотность разведочной сети. Плотность разведочной сети - это площадь тела полезного ископаемого, приходящаяся на одну разведочную выработку, пересекающее тело (S_о):

,

где S - площадь тела полезного ископаемого, n - число выработок, пересекающих тело полезного ископаемого.

Плотность сети выражается как величиной площади S_о, так и расстояниями между разведочными выработками. Среди многих вопросов методики разведки важное значение имеет выбор плотности сети разведочных выработок и сети опробования, влекущей большие или меньшие затраты средств.

3.2. Кондиции к подсчету запасов. Виды кондиции. Основные кондиционные требования.

Кондиции – это совокупность экономически обоснованных требований к количеству и качеству полезного ископаемого в недрах конкретного месторождения, к горно-техническим условиям его разработки и переработки. Кондиции – категория временная. Они могут изменяться по мере развития и совершенствования техники, технологии, изменения рыночных цен. Кондиции устанавливаются для всех стадий ГРР, начиная со стадии «Поисковые работы».

Виды кондиций:

1. браковочные кондиции - действуют на стадии «Поисковые работы»;

2. временные кондиции – применяются на стадии «Оценочные работы»;

3. постоянные (включая районные) действуют на стадии «Разведка месторождения»;

4. эксплуатационные – могут быть разработаны и утверждены на определенный срок для действующих горнодобывающих предприятий и использоваться при доразведке и эксплуатационной разведке.

Браковочные кондиции устанавливаются по принципу аналогии; временные, постоянные и эксплуатационные определяются с помощью специальных технико-экономических расчетов, которые оформляются в виде специального документа – ТЭО кондиций. Кондиции не характеризуют оптимальных условий разработки месторождения (т.к. не содержат данных о среднем качестве полезного ископаемого). Они определяют предельные значения важнейших горно-геологических параметров, при которых обеспечивается экономическая целесообразность разработки месторождения. Кондиции могут быть разделены на 4 группы: Минимальное промышленное содержание в подсчетном блоке. Кондиции, определяющие качество и технологические свойства полезного ископаемого. Кондиции, определяющие условия оконтуривания залежей полезных ископаемых. Кондиции, определяющие условия отработки месторождения.

Минимальное промышленное содержание – это предельное содержание ценного компонента в оцениваемом блоке недр, при котором промышленное использование полезного ископаемого еще экономически целесообразно. Расчет минимального промышленного содержания производится по равенству издержек производства на добычу и переработку 1 т полезного ископаемого и стоимости извлекаемых из него ценных компонентов: Себестоимость 1 т продукции = Оптовой рыночной цене 1 т продукции. Являясь предельным, минимальное промышленное содержание гарантирует лишь возврат произведенных затрат, но не обеспечивает получение прибыли (нулевая рентабельность). Получение прибыли возможно лишь при эксплуатации блоков, содержание полезного компонента в которых выше минимального промышленного. Основное назначение минимального промышленного содержания - разделение запасов на балансовые и забалансовые.

Кондиции к качеству и технологическим свойствам полезного ископаемого. Включают в себя: Перечень основных и сопутствующих компонентов. Сопутствующие компоненты учитываются в единицах условного компонента; перевод их содержаний осуществляется с помощью коэффициентов, учитывающих рыночную стоимость каждого из них и плановые коэффициенты извлечения в готовую продукцию. Максимально допустимые содержания вредных примесей. Ограничиваются действующими ГОСТами, ТУ и т.п. Технологические типы и сорта полезного ископаемого, требующие раздельного определения запасов и последующей селективной выемки. Специальные требования к качеству полезного ископаемого, определяемые видом полезного ископаемого и направлением его использования. Регламентируются ГОСТами, ТУ в части требований к маркам, сортам полезного ископаемого. Достаточно специфичны, особенно для нерудных полезных ископаемых.

Кондиции к оконтуриванию залежей ископаемого. Включают в себя: Бортовое содержание полезного компонента для оконтуривания (раздельно) балансовых и забалансовых запасов. Изменяется от минимального промышленного до содержания (теоретически) в отходах производства. Бортовое содержание должно обеспечивать максимальную эффективность разработки месторождения: чем ниже бортовое содержание, тем крупнее и проще модель залежи; снижение бортового содержания приводит к разубоживанию полезного ископаемого – большее его количество должно быть подвергнуто добыче и переработке. Минимальная промышленная (рабочая) мощность. Обеспечивает возможность отработки полезного ископаемого без подрыва вмещающих пород или с их выемкой, но с разубоживанием, обеспечивающим экономическую эффективность разработки. Предельно допустимая мощность пустых пород и некондиционных руд, включаемых в промышленный контур. Минимальный коэффициент рудоносности.

Предельные размеры подсчетных блоков. Принято, чтобы они примерно соответствовали масштабам годовой добычи полезного ископаемого.

Кондиции, определяющие условия отработки месторождения. Включают: Способ и глубину разработки, предельный коэффициент вскрыши. При применении комбинированного способа разведки ведется раздельный подсчет запасов для открытой и подземной разработки. В кондициях указывается предельная глубина открытой разработки, а также коэффициент вскрыши.

Минимальные запасы изолированных залежей. Определяются из расчета окупаемости капитальных вложений на проходку подводящих выработок и проведение очистных работ при их отработке с учетом заложенной в проекте отработки нормы прибыли.

Специальные требования к горно-геологическим условиям отработки (гидрогеологическим, инженерно-геологическим, геокриологическим и др.)

Подсчет запасов

Методы подсчета запасов

Применяется для подсчёта запасов залежей П.И. разведанных по неправильной геометрической сети, т.е. тогда когда построить систему поперечных разрезов достаточно сложно либо невозможно. Также данный метод используется для подсчёта запасов маломощных жил.

При подсчёте запасов способом блоков, площадь залежи разделяется на отдельные участки блоки. Объём залежи преобразуется в ряд сомкнутых фигур с высокими равными средними мощностями подсчётных блоков.

При этом методе точно также крутопадающие залежи проектируются на вертикальную плоскость, а пологопадающие на горизонтальную.

Подсчет запасов методом многоугольников. Метод многоугольников заключается в выделении на площади залежи многоугольников вокруг скважин с кондиционными содержаниями компонента и промышленными мощностями залежи. Внешний контур проводится методом интерполяции по опорным точкам (скважинам), в случае их отсутствия – методом неограниченной экстраполяции. Внутренний контур проводится по крайним выработкам с кондиционным содержанием и промышленной мощностью. Затем ближайшие скважины соединяют между собой до получения треугольников. В полученных треугольниках из середин сторон восстанавливают перпендикуляры до пересечения между собой. От сторон внутреннего контура перпендикуляры продолжают до внешнего контура. Внутренний контур далее не учитывается. Проводится только внешний контур. Т.о. возникает сеть многоугольников. Многоугольники нумеруются.

Для подсчёта запасов руды необходимо сначала найти площади всех многоугольников, для этого их разбивают на более простые фигуры, замеряют их площадь и суммируют.

Средняя мощность залежи () находится по формуле:

  

где n – общее число кондиционных скважин.

Затем находят объём рудного тела по формуле:

,

где S – площадь многоугольника, м²; m – мощность залежи по скважине, вокруг которой образован многоугольник, м.

Запасы руды определяем для каждого многоугольника по формуле:

,

где d – объёмная масса руды. Затем необходимо суммировать все запасы.

Среднее содержание марганца () находится по формуле:

Запасы полезного компонента рассчитаем по формуле для каждого многоугольника: 

 (т).

Затем суммированием находим общие запасы.

Подсчет запасов методом треугольников. Метод треугольников заключается в выделении на площади залежи треугольников вокруг скважин с кондиционными содержаниями меди и промышленными мощностями залежи. Внешний контур проводится методом интерполяции по опорным точкам (скважинам), в случае их отсутствия – методом неограниченной экстраполяции. Внутренний контур проводится по крайним выработкам с кондиционным содержанием и промышленной мощностью. Затем ближайшие скважины соединяют между собой до получения треугольников. В полученных треугольниках по внутреннему контуру из середин сторон восстанавливают перпендикуляры к внешнему контуру. Соединяют линиями кондиционные скважины с точкой на внешнем контуре. Таким образом, возникает сеть треугольников. Треугольники нумеруются.

Для подсчёта запасов руды необходимо сначала найти площади всех треугольников и затем их суммируют.

Средняя мощность залежи () находится по формуле:

где n – общее число кондиционных скважин.

Затем находят объём рудного тела по формуле: 

где S – площадь треугольника, м²; m_ср – мощность залежи по скважинам, которыми образован треугольник, м.

Запасы руды определяем для каждого треугольника по формуле:

,

где d – объёмная масса руды.

Среднее содержание меди () находится по формуле: 

Запасы полезного компонента рассчитаем по формуле для каждого треугольника: 

 (т).

Затем суммированием находим общие запасы.

Способ среднего арифметического. Залежь приравнивают к равновеликой фигуре-диску с высотой равной средней мощности и периметром соответствующему внешнему контуру. Площадь измеряют планиметром, а среднюю мощность вычисляют по совокупности всех разведочных пересечений.

 

 

 

 

Рис. 8. а – план рудного тела; б – разрез по линии АБ; в – аксонометрическая проекция преобразованного рудного тела.

Запасы подсчитываются по формулам:

; ; ,

где V – объём залежи, S – площадь залежи на проекции, m – средняя мощность., Q – запасы руды, d – объемная масса, p – запасы металла, C – среднее содержание полезного компонента в объёме залежи.

Способ геологических блоков отличается от способа среднего арифметического тем, что в общем контуре по совокупности геологических признаков выделяется ряд самостоятельных геологических блоков.

Подсчёт запасов ведется раздельно по каждому геологическому блоку. Этот способ единственно правильный при неправильной разведочной сети. Обычно применяется при подсчёте запасов складчатых и других сложно построенных залежей.

 

Рис. 9. Преобразование тела полезного ископаемого в группу сомкнутых, разновеликих фигур при подсчете запасов по способу геологических блоков.