Вычисление средних значений геологоразведочных параметров

В соответствии с формулой исходными геологоразведоч­ными параметрами для подсчета запасов являются: объем (V) про­дуктивной залежи или залежи и объемная масса полезного иско­паемого (d),содержание полезного компонента (с) и поправочные коэффициенты (k).Для оценки запасов вычисляются средние значе­ния каждого из параметров в подсчетном блоке. Для месторожде­ний полезных ископаемых со слабой и умеренной изменчивостью геологоразведочных параметров удовлетворительные результаты получаются при вычислении их среднеблочных значений простей­шими статистическими способами. Однако для месторождений со значительной изменчивостью свойств вычисленные статистические средние могут заметно отличаться от истинных средних, так как при распространении исходных данных по разведочным пересече­ниям на примыкающие к ним объемы недр возрастают погрешно­сти их распространения (погрешности аналогий). Они зависят от характера изменчивости и анизотропии строения полезного иско­паемого, а также от геометрии разведочной сети. Чем резче анизо­тропия, сложнее строение полезного ископаемого и реже сеть раз­ведочных пересечений, тем значительнее погрешности распространения исходных геологоразведочных параметров на оцениваемый объем подсчетного блока.

Мощности продуктивных зон или залежей (т)определяются по данным маркшейдерских замеров в горных выработках или сква­жинах. В обнаженных стенках горных выработок мощности заме­ряются непосредственно с помощью рулетки, что обеспечивает вы­сокую точность замеров. В буровых скважинах положение кровли и почвы залежей определяется по керну, техническим показателям бурения и по каротажу, вследствие чего точность замеров заметно ниже, а погрешности могут иметь систематический характер. По­этому определения мощностей по данным бурения должны контро­лироваться результатами горно-разведочных и эксплуатационных работ.

В зависимости от расположения разведочных пересечений по отношению к элементам залегания тел полезных ископаемых, на­блюдаемые мощности могут заметно отличаться от истинных. За­меры мощностей в горных выработках производятся, как прави­ло, в горизонтальном или вертикальном направлениях, в соответ­ствии с чем наблюдаемые мощности называются соответственно горизонтальными m_гор или вертикальными (m_вер). Стволовые мощ­ности в скважинах (m_ств) измеряются по произвольному (косому) направлению, которое зависит от элементов залегания тела полез­ного ископаемого, угла наклона и азимутального искривления скважины (рис. 9).

 

 

Для пересчета наблюдаемых мощностей в истинные (ориенти­рованные нормально от кровли до почвы залежи) используются тригонометрические формулы:

m=m_ropsin α; m=m_вepcos α; m=m_ствcos (α - β).

где α — угол падения залежи;

β - зенитный угол наклона скважины в месте пересечения за­лежи.

При проектировании продуктивных зон или залежей на верти­кальную и горизонтальную плоскость мощности вычисляются как горизонтальные и вертикальные. Поправки за неперпендикуляр­ность осей скважин к линиям простирания залежей рассчитывают­ся по формуле:

где γ— угол между азимутом скважины и азимутом падения за­лежи.

Введение этих поправок имеет практический смысл при значе­ниях угла γболее 50°.

Вычисление средних мощностей производится только при под­счете запасов способом блоков. Если в отдельной скважине мощ­ность залежи окажется аномально высокой, необходимо устано­вить причину резкого ее повышения, а в случае необходимости пробурить в непосредственной близости от этой скважины еще несколько контрольных скважин.

Резкое повышение мощности мо­жет быть связано с местным изменением элементов залегания (рис. 10) или каким-либо другим локальным отклонением условий залегания, формы или строения залежи. Тогда завышающее влия­ние этой скважины при выводе среднеблочной мощности должно быть исключено. Если пробуренные вблизи контрольные скважины подтвердят тенденцию к заметному завышению мощностей, это должно быть учтено при вычислении среднеблочной мощности.

Рис. 10. Схема резкого изменения мощности залежи в связи с местным изменением элемен­тов залегания

Площади поперечных сечений продуктивных зон или залежей вычисляются при подсчете запасов способом разрезов с помощью компьютерных программ в которых строились разрезы.

Объемные массы полезных ископаемых (d)определяются лабораторными методами по образцам и в естественном залегании — маркшейдерским способом в целиках и радиометрическим спосо­бом (по ослаблению гамма-излучения искусственного источника радиоактивности). Для большинства полезных ископаемых все пе­речисленные способы обеспечивают получение близких результа­тов, за исключением сильно трещиноватых и кавернозных руд, длякоторых достоверны только определения объемных масс в естест­венном залегании.

Из всех подсчетных геологоразведочных параметров значения объемных масс полезных ископаемых отличаются наименьшими ха­рактеристиками изменчивости. Поэтому значения объемных масс определяются не вкаждом разведочном пересечении, а выборочно для полезных ископаемых каждого природного типа и сорта, а также для полезных ископаемых, залегающих в породах различ­ного состава. Объемные массы полезных ископаемых функциональ­но связаны с содержанием в них тяжелых компонентов (тяжелых металлов, сульфидов, барита и др.), а объемные массы углей — с их зольностью, степенью метаморфизма и другими свойствами. Для выявления этих связей по результатам испытаний и анализов представительного числа проб, составляются графики зависимо­сти объемных масс от содержаний тяжелых компонентов (рис.11), по которым определяются среднеблочные объемные массы. Эти за­висимости также могут быть выражены уравнениями регрессии или рассчитаны аналитически.

 

Рис 11. График зависимости объемных масс железных руд от содержания в них железа (по М. Н. Альбову и А. М. Быбочкину) 1 - магнетнтовые руды, 2 - полумартитовые руды, 3 - мартитовые руды

Оценки объемных масс являются важнейшими параметрами подсчета запасов. Ошибка в определении объемной массы приво­дит к такой же погрешности подсчета запасов, как и ошибка в оп­ределении мощности или содержания. Поэтому число лабораторных проб для определения объемных масс по каждому типу и сорту полезного ископаемого должно быть достаточно большим (по крайней мере десятки определений), а достоверность вычисленных оценок должна подтверждаться контрольными данными по опреде­лениям объемных масс на месте залегания.

Кроме того, в значения объемных масс обязательно вводится поправка за естественную влажность полезного ископаемого, ко­торая рассчитывается по формуле:

где ω — естественная влажность полезного ископаемого, %.

Специальным указанием ГКЗ СССР значение влажности пред­лагается рассчитывать как отношение потери массы образца к массе влажного (а не сухого) образца по формуле:

где P₁— масса образца во влажном состоянии, P₂— масса сухого образца.

Поправка за влажность предупреждает возникновение систе­матической погрешности оценки содержаний полезных компонен­тов, которые определяются в лабораториях на воздушно-сухую массу полезного ископаемого, в то время как его объемная масса определяется при естественной влажности

Содержания полезных компонентов(с) по разведочным пере­сечениям определяются по результатам анализов проб или ядерно-физическими методами непосредственно в коренном залегании. В подсчете запасов используются содержания, проконтролирован­ные на стадиях отбора, обработки и анализов проб методами внутреннего и внешнего контроля

Содержания по маломощным разведочным пересечениям, оп­робованным сплошной бороздой, определяются непосредственно результатами анализов проб. Если же опробование проводилось секционно, то вычисление содержания по разведочному пересе­чению производится путем взвешивания содержаний в каждой секции на их длины:

где с — содержание полезного компонента по разведочному пересечению;

с₁; с₂; ...; с_n—содержание полезного компонента в отдельных сек­циях бороздовых (или керновых) проб;

l₁; l₂;… l_n — фактические длины опробованных секций.

Поправочные коэффициенты к подсчету запасов(k) разделя­ются на две группы: связанные с недостатком геологоразведочных данных и связанные с низким качеством геологоразведочных ра­бот.

К поправочным коэффициентам, связанным с недостатком геологоразведочных данных, отно­сятся:

коэффициент рудоносности;

коэффициент на безрудные дайки;

коэффициент на закарстованность;

коэффициент на льдистость;

коэффициент на валунистость или каменистость.

Необходимость введения этих поправочных коэффициентов воз­никает в связи с тем, что те или иные заведомо безрудные участ­ки обладают меньшими размерами по сравнению с размером ячей­ки разведочной сети. Поэтому в процессе разведочных работ вы­являются лишь некоторые из них, а суммарное влияние безрудных участков на количество и запасы полезного ископаемого может быть оценено только статистически. Все перечисленные коэффици­енты уменьшают запасы полезного ископаемого, так как объемы нерудных или некондиционных участков, безрудных даек, карсто­вых полостей, ископаемого льда, безрудных валунов или камней исключаются из общего объема полезного ископаемого в промыш­ленном контуре. Применение этих коэффициентов оправдано толь­ко в тех случаях, если при последующей эксплуатации месторож­дения, безрудные участки могут быть оставлены в недрах, отрабо­таны селективно или отделены от полезного ископаемого в процес­се рудоразборки.

Значения поправочных коэффициентов должны быть надежно обоснованы по достаточно большому числу наблюдений, а их до­стоверность подтверждена статистическими расчетами. Поправоч­ные коэффициенты на безрудные дайки, закарстованность и льдистость так же, как и коэффициент рудоносности, оцениваются по соотношениям суммарных мощностей безрудных интервалов к сум­марной мощности продуктивной зоны или залежи.

Коэффициенты валунистости или каменистости определяются по крупным валовым пробам россыпных месторождений и рассчи­тываются по формуле

где V₀ — объем валовой пробы;

V_K — объем безрудных валунов (или камней) в пробе/

К поправочным коэффициентам, связанным с низким качеством геолого разведочных работ, относятся коэффициенты, исправляющие систематические погрешности замеров мощностей в буровых скважинах вследствие неполного выхода керна, неучтенного искривления скважин и других причин; коэффициенты, исправляющие содержание полезных компонен­тов вследствие избирательного выкрашивания проб, избиратель­ного истирания керна или систематических погрешностей анали­зов проб,

коэффициенты, исправляющие средние значения геологоразве­дочных параметров, запасы полезных ископаемых и полезных ком­понентов в связи с систематическими расхождениями данных бу­ровых и гарных работ, результатов разведки и эксплуатационно-разведочных работ, данных рудников и обогатительных фабрик; коэффициент на намыв в связи с тем, что при разработке рос­сыпей извлечение полезного минерала оказывается систематически выше, чем его подсчитанные запасы.

Потребность в ведении перечисленных коэффициентов появ­ляется в связи с ненадежностью исходных геологоразведочных данных, что свидетельствует об упущениях, в методике или техни­ке разведочных работ. Введение поправок, связанных с дефекта­ми геологоразведочных работ, крайне нежелательно, так как они вызывают недоверие к результатам подсчета запасов. Для повы­шения достоверности подсчета допущенные дефекты должны свое­временно выявляться и устраняться. Как исключение, коэффициен­ты, отражающие дефекты геологоразведочных работ, вводятся в подсчеты запасов лишь по специальным решениям ГКЗ РК после бесспорного выявления причин систематических погрешностей и исчерпывающе достоверного обоснования значений поправочных коэффициентов.