Определение исходных данных к подсчету запасов

Основными параметрами при подсчете запасов твердых полезных ископаемых являются площадь (5) и мощность (т) рудных тел, средняя плотность руды ((/), содержание в ней полезных компонентов © и поправочные коэффициенты.

Площади возникают в результате оконтуривания рудных тел в целом или их отдельных частей (блоков) на топографических и маркшейдерских планах, вертикальных или горизонтальных проекциях. Проекция рудных тел па горизонтальную плоскость осуществляется при их пологом залегании, а на вертикальную — при крутом падении.

Измерение площадей требует повышенного внимания исполнителей, обычно маркшейдеров. Площади со сложными очертаниями замеряются планиметром либо курвиметром, либо палеткой. Простые по конфигурации площади измеряются как геометрические фигуры. С целью избежания грубых ошибок измерение одних и тех же площадей выполняется двумя исполнителями, каждый из которых для большей точности производит несколько повторных измерений. При вычислении средних значений частные замеры с отклонением более чем на 3—5% не учитываются.

Мощность рудных тел или рудонродуктивных залежей определяется по материалам опробования и геологической документации горных выработок и скважин, а также данными их каротажа. При пологом залегании рекомендуется замерять вертикальную мощность (т_к), а при крутом падении — горизонтальную (w_r). По керну или каротажу скважин мощность рудопродуктивной залежи (т_скв) определяется длиной интервала ее подсечения. Эти так называемые наблюдаемые мощности отличаются от истинных мощностей (т_и) и приводятся к ним по следующим тригонометрическим формулам:

где, а — угол падения залежи; р — зенитный угол наклона скважины в месте пересечения залежи; у — угол между азимутальным направлением скважины и азимутом падения залежи (рис. 5.1). Средняя мощность залежи определяется как среднее арифметическое значение частных замеров мощностей по сквозным сечениям залежи, если точки замеров распределены равномерно. При неравномерном распределении она может определяться как средневзвешенное на площади или па длину влияния частных замеров.

Средняя плотность руды определяется в ненарушенном залегании, непосредственно на месте, путем выемки определенного объема горной массы и последующего ее взвешивания, а также по результатам испытаний лабораторных проб. При этом вводится поправка на естественную влажность. Каждая проба представляет собой штуф (образец) руды с естественной влажностью, пористостью, кавернозностью и трещиноватостью. Такие пробы отбираются по различным минеральным типам и сортам руд в количестве, исключающем возможность погрешности в десятых долях г/см³.

Средняя плотность (d) штуфа вычисляется как отношение его массы в воздухе к разности масс в воздухе и воде. Пористые трещиноватые штуфы предварительно опускают в расплавленный парафин.

Рис. 5.1. Параметры крутопадающего рудного тела в плане (а) и разрезе скважины (б):

1 — рудное тело; 2 — устье скважины и горизонтальная проекция ее ствола; 3 — ствол скважины; т_скв — длина пересеченного скважиной рудного интервала; т_г — горизонтальная мощность рудного тела; /тг_и — истинная мощность рудного тела; а — угол падения залежи; р — зенитный угол наклона скважины на участке пересечения рудного тела; у — угол между азимутальным направлением скважины и азимутом падения рудного тела; т — угол «встречи» (подсечения) скважины с рудным телом Естественная влажность (со, %) определяется как отношение потери массы образца в результате высушивания к массе влажного образца. И тогда средняя плотность образца с учетом поправки на влажность определяется по формуле

Такой пересчет необходим в связи с тем, что аналитические исследования проводятся с предварительно высушенными навесками и содержание полезного компонента дается на воздушно-сухую массу.

Содержание полезных компонентов (С) является качественной характеристикой, позволяющей определить их запасы или только промышленную ценность полезных ископаемых без подсчета запасов ценных компонентов. Последнее относится, например к железным, марганцевым, хромитовым рудам, бокситам, углю, известнякам, глинам.

Содержание полезных компонентов может приводиться по химическим элементам (Аи, Си, Ni и т. д.) или оксидам элементов (WO.j, ТЮ₂, Сг₂0₂ и т. п.) в процентах и массовых единицах (миллиграммах, каратах, граммах, килограммах) на 1 т или 1 м³ руды или песков.

Среднее содержание определяется как среднеарифметическое или средневзвешенное последовательно по опробуемому сечению, горной выработке или скважине, горизонту, блоку, участку и, наконец месторождению. Выбор зависит от величины дисперсии содержаний и наличия их корреляции с мощностью, плотностью, площадью или длиной влияния пробы. Лучшим считается способ, дающий наименьшую дисперсию средних содержаний. Чаще всего содержание взвешивают только на мощность по формуле.

где С₍ — содержание в частных пробах; п — число проб; m_j — мощность (длина) частных проб.

Высокая дисперсия средних содержаний обусловлена наличием так называемых «ураганных» проб с выдающимся содержанием полезных компонентов, нуждающихся в ограничении зоны их влияния. С учетом морфологии рудных тел, текстур руд, закономерностей распределения полезных компонентов и технологии отработки, эмпирически определены различные приемы выявления и замены ураганных проб.

Наибольшее распространение получил прием, основанный па выделении проб, повышающих средние содержания по разведочному пересечению более чем на 20%, а по подсчетному блоку — на 10% и более. Значения таких проб рекомендуется заменять ближайшими к ним по величине содержаниями в рядовых пробах, расположенных в одних и тех же разведочных пересечениях или в смежных по простиранию.

Поправочные коэффициенты, учитываемые при подсчете, могут существенно изменить наши представления о количественной и качественной характеристиках запасов и повлиять на технологию их отработки. К уменьшению запасов полезных компонентов приводят поправки на дискретность оруденения (рудоносность), наличие безрудных даек или ксенолитов вмещающих пород, валунистость, закарстованность, льдистость. Увеличение запасов может быть связано с введением коэффициентов, учитывающих избирательное истирание керна или намыв ценных компонентов при разработке россыпей. Кроме того, может возникнуть необходимость введения поправок на систематические погрешности химических анализов проб, замеров мощностей в буровых скважинах, на расхождение их данных с горными выработками.

Наиболее практически важной является поправка на дискретность оруденения или рудоносность. Чтобы оценить рудоносность, необходимо определить характер дискретности и количественно оценить ее степень. Характер дискретности зависит от соотношения размеров и количества рудных и безрудных интервалов. При очень сложном характере дискретности оруденения селективная выемка может стать практически неосуществимой. В то же время валовая отработка привела бы к резкому снижению качественных показателей товарной руды. Степень дискретности (Д) выражается через стандарт, коэффициенты вариации и рудоносности (г). Последний устанавливают как отношение суммы длин рудных интервалов (или площадей, объемов, масс), несущих промышленную минерализацию, к общей длине (или площади, объему, массе) рудной зоны. Чтобы при разработке месторождений избежать негативных явлений, вызываемых крайне дискретным характером оруденения, следует минимальные значения коэффициента рудоносности обосновать проектом, сравнивая варианты селективной и валовой разработки. При максимальной степени дискретности (D_|nax) г —> 0; при минимальной степени дискретности (?>_min) г-4Л.

На разведочных стадиях обычно определяют линейный коэффициент рудоносности.

где I. — длина частных рудных интервалов; L — суммарная длина пересечений рудной зоны, включая рудные и безрудные прослои. По мере сгущения разведочноэксплуатационной сети скважин и горных выработок, как правило, проявляется скрытая дискретность (обнаружение безрудных участков больших размеров, чем допустимы кондициями). С учетом скрытой дискретности эмпирическая формула определения фактического коэффициента рудоносности примет вид.