Лекция 6. Кондиции и оконтуривание

Кондиции на минеральное сырье

Оконтуривание рудных тел

Кондиции – совокупность экономически обоснованных требований к качеству и количеству полезных ископаемых в недрах, к горно-геологическим и другим условиям разработки месторождений.

Кондиции дают возможность оконтурить (выделить границы) промышленно ценные участки месторождений и разделить запасы на балансовые и забалансовые.

Составные части кондиций называются параметрами (показателями) кондиций. Параметры кондиций – это предельные значения показателей качества и количества полезного ископаемого для подсчета запасов. Их количество для разных видов полезных ископаемых может быть различным (достигать 15 и более). Наиболее важными из них являются 4 параметра (являются универсальными).

1. Минимальное промышленное содержание полезного компонента в подсчетном блоке (C_min) – это нижний предел среднего содержания полезного компонента в руде подсчетного блока, при котором промышленное использование этого блока еще экономически целесообразно.

2. Бортовое содержание полезного компонента в пробе (C_борт) – это минимальное содержание в пробе, при котором данная проба еще может быть включена в продуктивный контур (это – нижний предел содержания, обеспечивающий оптимальный вариант оконтуривания и максимальный экономический эффект эксплуатации месторождения). Этот параметр (бортовое содержание) особенно необходим при отсутствии четких геологических границ рудных тел (штокверков, вкрапленных руд и др.), устанавливаемых только по результатам опробования. Бортовое содержание определяет размеры рудных тел. Чем оно ниже, тем крупнее рудное тело, проще его форма и ниже среднее содержание в нем полезного компонента.

Это можно показать на следующем примере:

Дан план опробования скважин, которыми разведана пластовая залежь руд Al (см рис.). Точками обозначены скважины, цифрами – содержание Al в %. Оконтурим промышленный контур залежи в двух вариантах: при C_борт = 10 %, и С_борт = 50 %. При низком бортовом содержании площадь рудного тела в несколько раз больше, а среднее содержание в рудном теле – вдвое меньше, чем при С_борт = 50 % (С_10% = 25 %, С_50% = 55 %).

При оконтуривании рудных тел нередко среди промышленных руд встречаются участки бедных руд или пустых пород. Когда их количество и размеры невелики, они не нарушают сплошности рудного тела, а их разубоживающее влияние учитывается при расчете среднего содержания (С_ср) по рудному телу. Однако при увеличении размеров таких участков их разубоживающее влияние превышает разумные пределы и С_ср по рудному телу оказывается ниже С_min.

Отсюда возникает необходимость исключения безрудных участков из контуров промышленных запасов и даже раздельная (селективная) выемка при отработке месторождения. Для таких случаев предусмотрен третий из наиболее важных параметров кондиций.

3. Максимально допустимая мощность пустых пород, включаемых в контур промышленных запасов (M_max) – это предельная мощность пустых пород, при которых еще не нарушается сплошность залежи полезного ископаемого, а С_ср по ней равно или больше С_min.

В случае наличия двух интервалов руд по выработке с содержанием полезного компонента, превышающим C_борт, разделенным рудным интервалом с содержанием, меньшим C_борт, среднее содержание в целом по блоку, включающему все три интервала, уменьшится, но запасы металла – увеличатся.

4. Минимальная мощность рудного тела (M_min) – это мощность, при которой промышленное использование полезного ископаемого еще экономически целесообразно. При этой мощности рудный интервал еще может быть включен в промышленный контур (подсчетный блок).

Дополнительные параметры кондиций (для самостоятельного ознакомления)

Минимальный коэффициент рудоносности (K_p) – соотношение суммарной длины (площади, объема) рудных тел обычно небольшой мощности (жил, прожилков и др) с общей длиной (площадью, объемом) пород, содержащих руды. Применяется чаще всего при оконтуривании блоков штокверковых месторождений, а также при оценке прогнозных ресурсов отдельных территорий.

Коэффициент рудоносности может быть линейным, площадным или объемным. Рассчитывается по формуле:

K_p = ∑L_p/L = ∑S_p/S = ∑V_p/V,

где ∑L_p, ∑S_p, ∑V_p – сумма всех рудных интервалов (площадей или объемов); L, S, V – длина (площадь,объем) изучаемого (опробуемого) участка.

Предельный коэффициент вскрыши (К_в) – отношение мощности вскрышных пород к мощности вскрываемого рудного тела (обычно – пласта). Служит для определения рентабельности разработки рудного тела, залегающего под перекрывающими отложениями (россыпь, плат угля и др.).

Рассчитывается по формуле:

K_в = М_в/М_рт,

где М_в – мощность вскрышных пород; М_рт – мощность рудного тела.

Переводные коэффициенты для приведения содержаний попутных полезных компонентов к содержанию условного основного компонента.

Максимально допустимое содержание вредной примеси (примесей).

Минимальные запасы в обособленных телах полезных ископаемых.

Параметры кондиций угольных месторождений:

M_min – минимальная мощность пластов угля;

M_max – максимально допустимая мощность породных прослоев, включаемых в пласт угля сложного строения;

З_max – максимальная зольность угля.

Кроме них, могут учитываться специальные требования к качеству углей – влажность, теплота сгорания, содержание серы, спекаемость, выход смол и др.

Оконтуривание тел полезных ископаемых

Оконтуривание – определение границ промышленного контура месторождения или его части в плане, на разрезах или вертикальных проекциях. Оно состоит из двух последовательных процедур:

1) установление опорных точек промышленного контура;

2) соединение этих точек линиями, образующими контур подсчетного блока.

Выбор проекции определяется условиями залегания и формой тел полезного ископаемого. Например, плитообразные тела при горизонтальном или пологом залегании оконтуриваются на планах или проекциях на горизонтальную плоскость; при крутом залегании – в проекции на вертикальную плоскость. Изометричные тела оконтуриваются, как правило, на проекциях на горизонтальную плоскость (поверхность).

В порядке снижения точности различают три способа оконтуривания:

1) непрерывного прослеживания горными выработками;

2) интерполяции;

3) экстраполяции.

Непрерывное прослеживание контактов рудных тел с вмещающими породами выполняется с помощью подземных и поверхностных горных выработок. Самый достоверный и самый дорогой способ.

Метод интерполяции заключается в проведении контура тела между двумя соседними пересечениями полезного ископаемого.

В том случае, когда одна из двух выработок пересекает некондиционные руды, то расстояние от некондиционной выработки до точки выклинивания контура определяется по формуле:

,

где C_k, C_n, C_min - содержание полезного компонента соответственно в кондиционной, некондиционной выработках и минимальное промышленное; L – расстояние между выработками.

Метод экстраполяции заключается в проведении контура тела полезного ископаемого за пределами последней выработки, вскрывшей полезное ископаемое. Различают ограниченную и неограниченную экстраполяцию.

Ограниченная экстраполяция – это проведение контура между выработками, одна из которых пересекает полезное ископаемое, а другая – нет.

Неограниченная экстраполяция – проведение контура за пределами последней выработки, подсекшей тело полезного ископаемого (см рис.). При экстраполяции положение точки выклинивания определяется либо формальным способом (обычно берется половина расстояния между соседними выработками), либо по углу естественного выклинивания тела полезного ископаемого.

При оконтуривании тел полезных ископаемых принято различать нулевой и промышленный контуры.

Нулевой контур характеризует полное выклинивание тел полезного ископаемого.

Промышленный контур может быть внутренним и внешним. Внутренний контур проводится через крайние выработки, встретившие полезное ископаемое, внешний контур – через точки предполагаемых границ распространения тела полезного ископаемого, т. е. с использованием способа ограниченной экстраполяции (см рис.).

При оконтуривании тел полезного ископаемого на глубину (при отсутствии данных бурения) внешний контур зависит от линейных размеров тел полезного ископаемого и проводится в виде прямоугольника или треугольника с высотой, равной соответственно ¼ или ½ его длины.

Оконтуривание проводится чаще всего по C_борт или C_min, реже используют M_min, K_руд и K_вскр, метропроцент (), и др.

Правила оконтуривания тел полезных ископаемых в скважинах и горных выработках:

1) граница контура подсчетного блока проводится по C_борт;

2) рудный интервал включается в контур подсчетного блока лишь в том случае, если C_сред по нему больше или равно C_min;

3) интервал пустых или слабоминерализованных пород включается в контур подсчетного блока лишь в том случае, если мощность этого интервала равна или меньше M_max;

4) рудный интервал с высоким содержанием (больше C_min) включается в контур подсчетного блока лишь в том случае, если его мощность больше или равна M_min;

5) из контура подсчетного блока разрешается исключать крайние пробы с содержанием, равным бортовому, с целью поднятия C_сред по блоку.

Примеры оконтуривания тел полезных ископаемых

Пример 1. Оконтуривание полезного ископаемого в скважине (см. рис.). Скважина опробована на всю глубину через 0,5 м (длина проб, соответственно – 0,5 м). Цифры справа от скважины – содержание золота в г/т. С_борт = 3 г/т; С_min = 4 г/т; M_min = 1м; M_max = 1 м.

Порядок работы:

1) выделяем все кондиционные интервалы по C_борт;

2) сопоставляем выделенные интервалы с остальными параметрами кондиций. Из выделенных по C_борт трех рудных интервалов только один отвечает всем требованиям и является промышленным.

Пример 2. Оконтуривание рудной жилы по минимальной мощности в проекции на вертикальную плоскость (см рис.). Необходимо отметить, что контур проведен с использованием методов интерполяции (сбоку) и неограниченной экстраполяции (снизу)

Пример 3. Оконтуривание пластового тела на месторождении меди в проекции на горизонтальную плоскость.

Условные обозначения к рисункам: 1) сланцы, 2) алевролиты, 3) пласт медистых песчаников (руда), 4) известняки, 5) сероцветные песчаники, 6) скважины с кондиционными рудами.

Даны геолого-разведочный план (а) и поперечные разрезы по разведочным линиям (б, показан только один разрез). Требуется оконтурить промышленный контур рудного тела.

Из плана и разреза следует, что рудное тело, представленное пластом медистых песчаников, имеет относительно пологое падение. Соответственно, оконтуривание выполняется в проекции на горизонтальную плоскость. Точки выклинивания промышленного контура на каждом из разрезов проектируются на дневную поверхность, и переносятся на план, где также показываются все скважины и выход рудного тела на поверхность. Соединив указанные точки, получаем промышленный контур (рис, в).