Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Плотность разведочной сети месторождения нерудных полезных ископаемых

Плотность разведочной сети месторождения нерудных полезных ископаемых

26.09.2017

Одним из центральных вопросов методики разведки месторождений полезных ископаемых является обоснование плотности разведочной сети и ее соответствие геологическому строению месторождения.
Надежность определения средней мощности, среднего содержания компонентов и других показателей, характеризующих залежь полезного ископаемого, непосредственно зависит от количества выработок, по которому определяются эти показатели. В свою очередь число выработок, необходимых для этого, обусловливается размерами залежи, сложностью ее формы, характером и степенью изменчивости качества сырья. Таким образом устанавливается тесная зависимость между числом выработок и плотностью разведочной сети.
Наиболее часто применяемые методы обоснования плотности разведочной сети — последовательного разряжения и математической статистики — по существу, и основаны на этой зависимости.
Математические методы, разновидностью которых является и метод последовательного разряжения разведочной сети, основываются на предположении о стационарности и эргодичности геологических процессов, т. е. на предположении об изменчивости признаков между двумя точками по линейному закону, что не всегда соответствует действительности. Если рассматривать геологические тела как системы, поддающиеся моделированию, то очевидно, что мотели эти будут весьма сложными вероятностными системами, для построения которых требуется большой информативный материал, который в процессе геологического изучения месторождения, особенно на стадии предварительной разведки, получить трудно, а в большинстве случаев и невозможно. Это обстоятельство приводит к тому, что по существу методы последовательного разряжения и математической статистики используются не для выбора плотности разведочной сети на стадии предварительной разведки, а для обоснования ее правильности уже после завершения детальной разведки. Учитывая это, критический анализ указанных методов приводится в разделе, характеризующем исходные данные для подсчета запасов.
Практически для выбора плотности разведочной сети как на стадии предварительной, так и на стадии детальной разведки используются расстояния, приведенные в инструкциях Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых при Совете Министров России по применению Классификации запасов к отдельным видам полезных ископаемых. Несмотря на то что в инструкциях ГКЗ России обобщен и отражен огромный опыт разведки и эксплуатации в России различных типов месторождений данного вида полезного ископаемого, механическое их использование не может быть рекомендовано.
После установления аналогии месторождений для вновь разведываемого месторождения принимается та же разведочная сеть, что и при разведке ранее разведанного или эксплуатируемого месторождения-аналога. Нередко вследствие неполной аналогии в разведочную сеть вносятся те или иные поправки. Метод аналогии используется при условии, что принятая на месторождении-аналоге сеть разведочных выработок обеспечивает получение достоверных данных, т. е. правильность принятой на нем сети выработок подтверждена или данными эксплуатации, или опытными работами, проведенными другими методами.
Значительно чаще метод аналогии применяется при разведке разрабатываемых месторождений. Для доказательства возможности применения сети выработок, которая применялась при первоначальной разведке, производится сопоставление данных разведки и эксплуатации.
Для сопоставления разведочных и эксплуатационных данных следует прежде всего принимать эксплуатационные блоки, совпадающие с подсчетными, и при этом такие, по которым есть уверенность, что рудничная геологическая документация и эксплуатационное опробование произведены правильно. Очень важно, чтобы эти блоки характеризовали выемочное пространство большой площади и были отработаны не менее чем наполовину. Сравнение разведочных и эксплуатационных данных должно быть произведено раздельно для залежей различных морфологических типов и оцениваться по результатам сходимости площади распространения полезного ископаемого, его мощности, содержания полезных компонентов и вредных примесей или физико-механических свойств сырья, если они определяют его качество. Необходимо дать оценку подтверждаемости принятой при разведке морфологии тел полезного ископаемого. Если при сопоставлении будут установлены расхождения, то должны быть выяснены их причины и разработаны меры, исключающие возможность повторения при продолжении разведки данного месторождения.
При постановке разведочных работ на еще не разрабатываемых месторождениях необходимо произвести сравнение данных разведки и эксплуатации соседнего однотипного эксплуатируемого месторождения и, исходя из результатов сопоставления, определить оптимальную плотность разведочной сети, проверив правильность ее другими методами.
Полезно также произвести сравнение данных детальной и эксплуатационной разведки, эксплуатационной разведки и эксплуатации, что позволит более полно и правильно судить о правильности применяемой сети выработок. При таком сопоставлении может быть установлено, что основной причиной расхождения между данными детальной и эксплуатационной разведки с одной стороны и данными эксплуатации — с другой являются не дефекты разведки, а дефекты эксплуатации: большие потери при добыче и обогащении, сверхнормативное разубоживание, и т. д. В этом случае необходимо разработать рекомендации по улучшению работы горнодобывающего предприятия. Опыт разработки месторождений нерудных полезных ископаемых показывает, что имеются случаи существенных расхождений данных эксплуатации с разведочными Данными. Это приводит к необходимости производить доразведку месторождения, менять проектное решение по вскрытию и подготовке его, вносить коррективам в систему разработки. Все это влечет за собой потерю времени на освоение месторождения и приводит к бросовым затратам на проходку горных выработок, к увеличению капитальных вложений по сравнению с предусмотренными первоначальным проектом. Однако, говоря о неподтверждении разведочных данных эксплуатацией, необходимо иметь в виду, что данные разведки не могут абсолютно совпадать с теми, которые действительно устанавливаются при эксплуатации. Они должны подтверждаться в основных, главных чертах и с определенными допусками, не влияющими на технико-экономические показатели разработки месторождения. Уточнение деталей строения полезной толщи, мощности полезного ископаемого и содержания в нем полезных компонентов и вредных примесей в пределах отдельных эксплуатационных блоков является задачей не детальной, а эксплуатационной разведки. При сопоставлении данных разведки и эксплуатации за достоверные данные обычно принимаются данные эксплуатации. Однако при этом не всегда учитывается, что самые точные маркшейдерские планы выработанного пространства не всегда правильно отражают объем и форму отработанного тела полезного ископаемого. В процессе эксплуатации неизбежны потери полезного ископаемого и его разубоживание. Вследствие этого, вынутая из недр масса полезного ископаемого ни по объему, ни по массе, ни по качеству не отвечает фактически существующей в недрах. Еще менее достоверны данные эксплуатации в отношении характеристики строения тела полезного ископаемого, так как очистные и горноподготовительные выработки, как правило, не пересекают полностью зоны дизъюнктивных нарушений, участки пустых пород, дайки, жилы, зоны интенсивного карстования, размывов и т. д. Поэтому точное положение ряда структурных элементов и их взаимоотношения с телом полезного ископаемого при эксплуатации месторождения не устанавливаются.
Потери и разубоживание, а также неточный учет типов и сортов полезного ископаемого искажают качественную характеристику его. Допускаемые проектные ошибки разработки месторождений и переработки сырья еще более снижают достоверность данных эксплуатации. Все это говорит о том, что прежде чем принимать за эталон данные эксплуатации, их необходимо тщательно проанализировать. В отдельных случаях целесообразно работникам геологоразведочной организации провести контроль за полнотой выемки, правильностью разработки месторождения и переработки минерального сырья, соответствия технологической схемы, по которой работает предприятие, принятой при технологическом изучении сырья на стадии детальной разведки. Известны случаи, когда технология переработки сырья, по которой построено предприятие, даже в принципе отличается от технологии, разработанной на стадии детальной разведки и для которой были утверждены запасы. Так, ряд предприятий по переработке калийных солей построен исходя из метода флотации, тогда как на стадии детальной разведки сырье оценивалось исходя из галургического способа его переработки. Это привело к трудностям технологического передела солей с повышенным содержанием нерастворимого остатка, каких не возникло бы при галургическом методе. При проектировании технологических схем проектные организации иногда исходят из среднего содержания вредных примесей в сырье, не учитывая значительные их отклонения в отдельных подсчетных блоках и не предусматривают усреднение сырья путем направленной добычи или на усреднительных складах, что также осложняет работу перерабатывающих сырье предприятий.
При существенных расхождениях в содержаниях полезного ископаемого необходимо проанализировать работу обогатительных фабрик, установить соответствие коэффициента извлечения полезного ископаемого из руд, достигнутого на фабрике и полученного при технологических испытаниях сырья на стадии детальной разведки. В отдельных случаях следует определить содержание полезного компонента в хвостах обогащения.
К сожалению, в практике предприятий, перерабатывающих нерудное минеральное сырье, часто содержание полезного компонента в хвостах обогащения и закладированной руде не определяется. Так, например, на Актовракском месторождении большое количество рядовой руды вследствие сложившихся обстоятельств было закладировано без учета действительного в них содержания хризотил-асбеста. Впоследствии для составления материального баланса и оценки качества этих руд, переработка которых в настоящее время стала возможной, было проведено их опробование. Однако судить по этому опробованию о содержании в рудах волокна асбеста в момент складирования нельзя, т. е. каким оно было в недрах установить невозможно, так как руды за время многолетнего нахождения в специальных отвалах дезинтегрировались и под воздействием атмосферных факторов часть волокна из них была вынесена.
При сопоставлении разведочных данных с данными эксплуатации нельзя ограничиваться лишь сопоставлением запасов, средней мощности и среднего содержания полезных компонентов или качества сырья. Необходимо сравнивать установленные на основе разведки представления о форме и строении залежей, их тектонической нарушенности и закарстованности с данными эксплуатации.
При определении плотности разведочной сети необходимо учитывать намечаемую систему разработки месторождения. Как правило, плотность сети выработок на месторождениях, предназначенных к валовой отработке, для которой достаточно охарактеризовать средние показатели минерального сырья на отдельных участках или блоках, может быть меньшей, чем при разведке того же месторождения для селективной разработки.
Расстояния между разведочными выработками на разрабатываемом или освоенном промышленностью типе месторождений могут быть большими, чем на новом месторождении, опыта промышленной разработки которого не имеется. Объясняется это тем, что основные закономерности строения месторождения, изменения состава и качества полезного ископаемого уже достаточно изучены, и задача сводится к получению сведений, подтверждающих аналогию разведываемого месторождения с промышленно освоенным.
При определении плотности разведочной сети необходимо учитывать также соотношение качества сырья и мощности тела полезного ископаемого месторождения с установленными кондициями. Если качество сырья и мощность тела полезного ископаемого значительно превышают установленные кондициями, и в результате предварительной разведки установлено отсутствие в пределах контура разведочных работ некондиционных выработок, то расстояния между разведочными выработками должны приниматься максимальными. Наоборот, для месторождений, блоков, пластов и горизонтов, находящихся на грани кондиционных или при наличии внутри контура разведочных работ некондиционных выработок, разведочная сеть должна быть наиболее плотной.
Существенно разрежена разведочная сеть может быть и на хорошо обнаженных месторождениях, а также на месторождениях, в разрезе которых имеются маркирующие горизонты, контролирующие оруденение.
Немаловажное значение при выборе плотности разведочной сети имеют и затраты, требуемые на проведение разведочных работ. Стремление разведать месторождение с максимальной детальностью иногда приводит к чрезмерно большим капиталовложениям по сравнению с требуемыми на его освоение. Так, на одном месторождении борных руд затраты на разведку составили более 40 % от требуемых на его освоение капитальных затрат. Имеются случаи, когда затраты на разведку превышают стоимость содержащегося на месторождении минерального сырья. Естественно, что такая разведка экономически не оправдана. В.С. Огарков на примере разведки месторождений бурого угля Подмосковного и других бассейнов разработал метод определения плотности разведочной сети, названный им методом экономических расчетов. При этом методе в залежи полезного ископаемого выделяются блоки, характеризующиеся средними и аномальными показателями, в которых показатели (мощности, качества) выходят за пределы требований кондиций. Если такие блоки не будут выявлены при разведке, то при эксплуатации придется вести бросовые работы по проходке ненужных подготовительных выработок. Чем гуще разведочная сеть, тем, естественно, меньшими будут размеры аномальных блоков. В. С. Огарков считает экономически выгодным сгущение разведочной сети до такой степени, при которой расходы на разведку не превышают бросовые эксплуатационные затраты.
Затраты на разведку месторождения при заданной плотности разведочной сети определяются по формуле
Плотность разведочной сети месторождения нерудных полезных ископаемых

где n — число выработок; D — стоимость проходки одной выработки.
Общее число выработок вычисляется по формуле

где S — площадь месторождения, м2; l — расстояние между выработками, м.
Если площадь аномального блока, близкого к изометричному по форме, выразить через его поперечник (L), то расстояния между скважинами (l), при которых надежно устанавливаются аномальные блоки, можно определить по формуле

Тогда затраты на разведку будут равны

Затраты на подготовительные горные работы по аномальным блокам определяются по формуле

где Б — бросовые затраты, руб; В — удельные затраты на горные работы в связи с аномальными блоками, руб/м3; Р1 — показатель устойчивости месторождения, равный S1/S, в котором: S1 — суммарная площадь аномальных блоков, м2; S — общая площадь залежи, м2; L — поперечник аномальных блоков, не обнаруживаемых разведкой, м.
Исходя из принципа экономической целесообразности разведки, устанавливается следующая зависимость:

Расстояния между выработками определяются по приближенной формуле

Метод экономической целесообразности не может служить основным способом определения плотности разведочной сети, поскольку он не дает ответа на вопрос, при каком числе выработок могут быть надежно определены основные параметры месторождения. Этот метод может быть использован как вспомогательный для решения частной задачи о целесообразности выявления при разведке безрудных окон.
Приведенный анализ показывает, что надежного метода теоретического обоснования плотности разведочной сета не существует.
Расстояния между выработками в рациональной разведочной системе зависят от стадии разведочных работ, размера тела полезного ископаемого, степени сложности его формы, внутреннего строения, выдержанности качества сырья.
На стадии предварительной разведки плотность сети выработок может быть ориентировочно принята, согласно рекомендациям соответствующих инструкций ГКЗ России или по аналогии с другим разведанным (а еще лучше — разрабатываемым месторождением).
При получении необходимого количества наблюдений соответствие принятой разведочной сети геологическому строению месторождения должно быть подтверждено тщательным анализом полученных результатов. Для этого необходимо строить геологические разрезы и планы и после проходки каждой новой выработки изучать влияние их на первоначальные представления. В целом разведочная сеть должна проектироваться и развиваться по принципу максимального ее соответствия геологическим особенностям месторождения. Для подтверждения правильности выбранной основной сети выработок могут использоваться методы математической статистики или последовательного разряжения. Однако следует иметь в виду, что основная сеть выработок должна обеспечить получение лишь необходимых данных для расчета средних значений мощности, содержания и других показателей, характеризующих месторождение, но часто не может дать информации о деталях строения отдельных частей месторождения, что и обусловливает необходимость проходки дополнительных выработок, не укладывающихся в основную сеть.
Во всех случаях принятая сеть разведочных выработок должна обеспечить вскрытие и пересечение всех слоев полезного ископаемого. Получение перекрытого разреза достигается путем правильного определения расстояний между разведочными выработками с учетом углов падения слоев, их мощности и глубины разведки (рис. 3). Уменьшению объема разведочных работ способствует применение наклонных скважин, однако при этом следует иметь в виду возможность усложнения технологии бурения и снижение его качества.
При разведке месторождений для открытой разработки большое значение имеет надежное установление кровли полезного ископаемого, мощности и качества вскрышных пород. В ряде случаев применяемая для разведки основная сеть выработок, особенно на месторождениях сильно закарстованных, с резкой изменчивостью кровли полезного ископаемого, оказывается недостаточной. Расчет сети вскрышных выработок должен в этих случаях производиться самостоятельно, исходя из сложности рельефа кровли полезного ископаемого, размеров и формы карстовых воронок, характера границы зоны выветрелых и свежих пород и т. д. Поскольку глубина вскрышных выработок небольшая и затраты на их проходку незначительные, сеть вскрышных выработок должна быть достаточно густой.
Во многих случаях более густая сеть выработок требуется для изучения полезного ископаемого на выходах его на поверхность или под четвертичные отложения.