Основные методы подсчёта запасов месторождений полезных ископаемых

Запасы месторождений твердых полезных ископаемых подсчитывают в основном методом геологических и эксплуатационных блоков или методом разрезов. Другие методы подсчета оказались не адекватными применяемым системам разведки, характеризуются громоздкими геометрическими построениями и повышенной дисперсией средних подсчетных параметров, усложняют обоснование и применение кондиций.

Метод геологических блоков является универсальным для подсчета запасов плоских тел полезных ископаемых, разведанных как по геометрически правильной, так и неправильной сети. При этом методе выделяются равновеликие блоки, различные по степени разведанности, мощности, содержанию полезных основных и попутных компонентов, природным типам и сортам руд, технологическим свойствам, гидрогеологическим и горнотехническим условиям залегания.

Метод эксплуатационных блоков применяется для подсчета запасов плоских тел, разведанных и расчлененных горными выработками и скважинами на части, эквивалентные по форме и размерам эксплуатационным блокам. Обычно на разведочных стадиях наряду с эксплуатационными блоками объектами первоочередной отработки оконтуривать геологические блоки. Для крутопадающих тел такие блоки находятся на нижних горизонтах.

Оконтуривание и подсчет запасов проводится по каждому блоку, аналогично методу геологических блоков. Подсчет запасов методом эксплуатационных блоков повышает эффективность проектирования и отработки запасов, позволяет на примере этих блоков проводить сравнения данных разведки и эксплуатации.

Метод разрезов применяется для подсчета запасов изометричных, трубообразных и сложных по форме тел полезных ископаемых, преимущественно разведанных буровыми или горно-буровыми системами, дающими возможность построить разрезы они могут быть вертикальными или горизонтальными.

Эта часть тела может рассматриваться в качестве одного блока или разделяться на несколько блоков, отличных друг от друга вещественным составом руд, степенью разведанности и т. п. Объем крайних блоков, каждый из которых опирается на один разрез, в зависимости от формы выклинивания тела определяется по формулам клина или пирамиды. При непараллельных разрезах вносятся соответствующие поправки к подсчету объемов. Среднее содержание полезного компонента определяют вначале для каждого разреза в блоке, ограниченном двумя разрезами, оно вычисляется как среднеарифметическое или средневзвешенное на площади сечений.

При подсчете запасов россыпных месторождений применяют линейный способ, являющийся разновидностью метода разрезов. Вначале определяют запасы полезных ископаемых и ценных компонентов в лентах шириной 1 м по разведочным линиям, а затем на всю длину между ними.

При крайне дискретном орудинении подсчет запасов проводят статистическим методом. Это относится в основном к месторождениям 4-й группы, когда совмещаются разведочные и эксплуатационные работы. По результатам этих работ оценивается средняя продуктивность исследуемого участка и распространяется на менее изученную потенциально рудоносную часть месторождения.

Подсчет запасов нефти и газа осуществляется в основном объемным методом. Вспомогательными методами являются: для нефти — статический и материального баланса, для газа — по падению давления.

Объемный метод — применяется на месторождениях различной степени изученности (опоискованности) и разведанности, при проявлении большинства режимов нефтегазоносных пластов.

Подсчет запасов газа по падению давления применяется при отсутствии водонапорного режима газоносных залежей.

Применение ЭВМ при подсчете запасов. Электронно-вычислительные машины используются при оценке прогнозных минеральных ресурсов и подсчете запасов. Оценка прогнозных ресурсов с применением ЭВМ осуществляется по различным программам.

Одна из них — программа «Космос», позволяет количественно оценить роль рудоконтролирующих признаков на основе их многофакторной корреляции.

Методика оценки разработана в Институте литосферы РФ О. Г. Шереметом и др. На Камчатке по этой методике с использованием космогеологических критериев прогнозирования Н. К. Андросовой выделены рудоперспективные территории. Вначале определяют оптимальный размер осредняющий квадратной палетки, сторона которой обычно составляет 1 см. Затем исследуемую территорию разбивают на квадраты и формализуют признаки по группам, учитывающим долю распространения геологических и рудных формаций, параметры структурных элементов, число их пересечений и другие факторы. С помощью алгоритмов аппарата кластерного анализа на ЭВМ осуществлялись поиск информативных признаков и их количественная оценка.

ЭВМ при подсчете запасов может выполнять двоякую функцию: либо на основе типовых алгоритмов и программ производить расчетные операции по известным методам подсчета, либо на основе многофакторного корреляционного анализа исходной геологоразведочной информации произвести количественную и качественную оценку запасов.

В первом случае эта оценка не должна существенно отличаться от оценки, полученной при подсчете без применения ЭВМ. Здесь ЭВМ облегчает и ускоряет выполнение вычислительных операций, особенно при большом массиве цифровых данных на стадии эксплуатационной разведки. Варианты подсчета запасов с использованием ЭВМ могут выполнять функции контроля подсчета обычными методами.

Во втором случае автоматизированная обработка позволяет использовать весь банк исходной геологоразведочной информации, чем достигается более высокая достоверность подсчета запасов. При этом применяют специальные способы подсчета запасов, основанные на методах множественной корреляции, сглаживания или нелинейной аппроксимации полученных параметров. Использование ЭВМ дает возможность по координатам точек пересечения скважинамилежачих и висячих боков залежи определить ее объем; расчет средних содержаний провести с помощью уравнений множественной регрессии. Эффективно применение ЭВМ при многовариантных подсчетах запасов по различным значениям кондиционных показателей. Многие вопросы, связанные с автоматизированными системами подсчета запасов, находятся в стадии разработки и совершенствуются.

При подсчете запасов с использованием ЭВМ необходимо обосновать применяемые алгоритмы и программы, дать их описание, а также привести данные, обеспечивающие возможность проверки промежуточных и окончательных результатов с помощью обычных методов подсчета запасов.

Оценка точности подсчета запасов. Формы учета их движения. Управление качеством руды.

Оценка точности подсчета запасов зависит от того, насколько построенная по результатам разведки геологическая модель месторождения близка к его реальному выражению (параметрам). Наибольшее подобие модели объекту и наименьшая погрешность оценки запасов на определенной стадии разведки будет для месторождений с простым геологическим строением (1-ая группа). Подобие моделей месторождения сложного (2-ая группа), очень сложного (3-я группа) и весьма сложного (4-я группа) геологического строения последовательно снижается, а погрешность увеличивается. Величина погрешности зависит также от степени соответствия формы, ориентировки и плотности разведочной сети, геолого-статистической неоднородности месторождения.

При подготовке исходных материалов к подсчету запасов невозможно избежать технических погрешностей, а при создании самих моделей месторождения, участка и отдельных рудных тел неизбежны погрешности их геометризации (ошибки аналогии), оценки дискретности и среднего содержания полезных компонентов. Технические погрешности, связанные с проведением геологической документации и опробования горных выработок и скважин, как и последующим нанесением полученных данных на планы и разрезы, могут взаимно компенсироваться. Систематические погрешности данных бурения и химических анализов корректируются введением поправочных коэффициентов к подсчету запасов.

Погрешности геометризации связаны с геологической неоднородностью изучаемого объекта, которая характеризуется анизотропией и зональностью. Эти свойства, определяющие неслучайную изменчивость, становятся известными с достаточной полнотой лишь на завершающих стадиях разведки и в процессе эксплуатации месторождения. Погрешности геометризации запасов могут быть самыми различными по абсолютному значению. Они, как правило, отклоняются в сторону отрицательных величин и достигают кратности целых чисел.

Средние их значения в месторождениях различных рудных формаций в зависимости от сложности морфологии продуктивных залежей и их внутреннего строения изменяются от 10−15 до 50%. Погрешности геометризации находятся в прямой зависимости от дискретности оруденения.

Существенное расхождение величин фактических и подсчитанных запасов может привести к соответствующим изменениям производственной мощности предприятия или срока его существования.

Погрешности оценки среднего содержания полезных компонентов более опасны, чем ошибки подсчета количества запасов, так как непосредственно отражаются на технологии производственного процесса и в конечном итоге на себестоимости продукции с момента эксплуатации месторождения.

Запасы полезных ископаемых подлежат государственному и текущему учету. Государственным учетом предусматривается составление их ежегодных балансов, используемых при перспективном планировании. Отчетность предприятий и организаций предварительно проходит проверку и анализ в ЦКЗ соответствующих департаментах добывающих министерств. Порядок ведения ежегодного учета движения разведанных запасов, их погашения, списания не подтвердившихся запасов, потерь и разубоживания определяется формами — 5-ГР и 5-ГР (уголь), разработанными Госкомстатом РФ. Их заполнение обязательно для геологоразведочных организаций и горнодобывающих предприятий и производится на основе текущего учета.

Под движением запасов понимается изменение их количества в результате добычи, разведки или переоценки за определенный период. Текущий, или так называемый геолого-маркшейдерский, учет состояния и движения разведанных запасов эксплуатируемых месторождений заключается в подготовке исходных материалов для текущего и оперативного планирования горнопроходческих и добычных работ. Он составляется по данным доразведки и эксплуатационной разведки, месячных замеров выполненных горных работ, эксплуатационного и товарного опробования, технологических и товарного балансов.

Сопоставление баланса запасов, погашенных в недрах, с учетом потерь и разубоживания, к товарному балансу запасов служит контролем за ведением горных работ. Показатели полноты и качества выемки руд предусматриваются в перспективных, текущих и оперативных планах объема добычи минерального сырья. При перспективном планировании по данным детальной разведки определяют объемы добычи сырья с заданными качественными показателями по годам. Оперативное планирование позволяет непосредственно влиять на ведение горных работ в течение декады, суток и смены. Оно базируется на эксплуатационной разведке.

Оперативно используя данные эксплуатационного опробования, можно систематически снижать уровень потерь и разубоживания, эффективно управлять качеством товарной руды, повышать достоверность учета ее добычи, движения и списания запасов.