6.2.Системы разведочных работ

Для успешного проведения разведочных стадий ГРР важную роль приобретает исследование изменчивости полезных ископаемых, связанная с неоднородностью природных скоплений и, соответственно, изменением геолого-промышленных параметров полезного ископаемого.

Рразведочные выработки располагают упорядоченно: по линиям или чаще по сети - квадратной или прямоугольной, как это связано с формой рудных тел. Параметры разведочной сети (расстояние между разведочными линиями и между выработками - в плоскости падения рудных тел) связывается с изменчивостью различиях показателей рудных тел и самих полезных ископаемых.

Разведочная система - комплекс методов, необходимых для успешного решения разведочных задач с минимальными затратами, включающими проходку суровых скважин, горно-разведочных выработок, геофизические и геохимические исследования, геологическую съемку. При выборе системы учитывается вид, глубина, пространственное размещение и последовательность проходки разведочных выработок. При выделении разведочной системы учитывают взаимное расположение разведочных разрезов, разведочных пересечений в разрезе и тип применяемых разведочных выработок. Так, в зависимости от типа выработок выделяют буровые - короткими вертикальными или глубокими, часто наклонными скважинами, горные - шурфами, шахтами, штольнями (в зависимости от рельефа поверхности, глубины залегания рудных тел, изменчивости параметров), а также комбинированные разведочные системы.

3. Опробование месторождений и геологическая документация

Главная задача опробования – изучение качества полезных ископаемых применительно к требованиям промышленности. Выделяют химическое минералогическое, технологическое (исследование степени обогатимости полезных ископаемых) и техническое опробование.

Процесс опробования состоит из отбора, обработки и испытания проб. В зависимости от изменчивости полезного ископаемого, вида разведочных выработок и назначения проб применяют различные способы их отбора - бороздовый, валовый, реже площадной и точечный. Наиболее распространен бороздовый способ отбора линейных проб, при котором вырубают борозды прямоугольного сечения, ориентированные в направлении максимальной изменчивости полезного ископаемого, обычно совпадающей с мощностью залежей. Длина отдельных секций в борозде, а также интервалы опробования по керну разведочных скважин составляют обычно 0,5-5 м и выбираются в соответствии с изменчивостью распределения в пространстве полезного ископаемого; границы секций устанавливают в зависимости от состава и структурно-текстурных особенностей руд. Валовым способом отбирают объемные пробы, при этом в пробу идет вся масса полезного ископаемого, отбитая с заданного интервала в процессе проходки выработки. Важно иметь в виду, что валовое опробование обеспечивает высокую представительность, но отличается значительной себестоимостью, часто используется для отбора технологических проб, достигающих нескольких тонн. Пробы же, предназначенные для рядового химического опробования, составляют от нескольких до десятков килограммов.

Обработка проб заключается в чередовании операций дробления, грохочения (просеивания), перемешивания и сокращения. Содержание компонентов в полученной для проведения анализов навеске должно соответствовать их содержанию в исходной массе пробы. Для сохранения представительности пробы необходимо соблюдение пропорций между размерами частиц и оптимальной массой сокращенной пробы, - что регулируется формулой Ричардса – Чечотта: Q=kd², где k - коэффициент, равный 0,05-0,5, зависящий от степени равномерности распределения полезных минералов в исходной пробе. В результате обработки получают две навески (массой первые сотни граммов): собственно пробу и дубликат, необходимый для составления групповых проб, а также для контроля опробования.

Групповые пробы анализируются на большее число компонентов, чем рядовые. Испытание проб зависит от характера полезного ископаемого и требований промышленности в отношении полезных я вредных компонентов. В ряде случаев разработаны стандарты и технические условия, например, для испытаний ископаемых углей. В результате опробования должны быть соблюдены принципы представительности и экономичности при условии безопасного ведения работ.

Геологическая документация разведочных выработок, предусматривающая, прежде всего, проведение первичных наблюдений и фиксацию их в процессе изучения месторождения состоит из графических изображений и текстовых записей. Она ведется с маркшейдерской привязкой и в крупном масштабе (1:50 - 1:100). В результате увязки данных по различным разведочным выработкам создают сводную документацию, включающую планы, разрезы, проекции и блок-диаграммы масштабов 1:500 - 1:2000. От качества и объективности геологической документации зависит правильность геометризации рудных тел в пространстве и, в конечном итоге - достоверность подсчёта запасов.

Оконтуривание и подсчёт запасов полезных ископаемых

Кондиции - это экономически обоснованные, предельные требования промышленности к качеству и количеству полезного ископаемого в недрах конкретного месторождения, к горно-технологическим условиям его разработки и переработки. Кондиции определяют такие предельные значения геолого-промышленных параметров, при которых обеспечивается экономическая целесообразность разработки месторождения.

Основные параметры кондиций:

• минимальное промышленное содержание полезного компонента (или их комплекса) в подсчетном блоке - содержание при котором обеспечивается возмещение затрат на добычу и переработку полезного ископаемого;

• максимальное содержание вредных примесей;

• бортовое содержание полезного ископаемого для оконтуривания балансовых запасов;

• предельно допустимая мощность пустых пород, включаемых в промышленный контур;

• минимальная мощность тел полезных ископаемых;

• минимальные запасы полезного ископаемого;

• способ и глубина разработки;

• предельный коэффициент вскрышных пород.

При оконтуривании отстраиваются нулевой (контур фактического или предполагаемого выклинивания рудной залежи) и рабочий (заключающий балансовые запасы полезного ископаемого) контуры. Нулевой контур обычно строится интерполяцией на середине расстояния между рудным и безрудным разведочными пересечениями либо экстраполяцией на половину расстояния между ними (от рудного пересечения). Рабочий контур отстраивают на основе кондиционных показателей, обычно интерполяцией между нулевым контуром и разведочными пересечениями, вскрывшими кондиционные руды. В пределах контуров выделяют блоки балансовых и забалансовых руд с оценкой запасов по различным категориям.

Важным вопросом являются категории запасов и прогнозных ресурсов полезных ископаемых. В зависимости от степени разведанности, изученности качества сырья и горно­технических условий разработки запасы разделяют на категории А, В, С₁, представляющие разведанные запасы, и С₂ - предварительно оцененные. Для установления перспектив рудных полей на основе общих геологических представлений определяют прогнозные ресурсы Р₁,Р₂, Р₃. Их главные особенности:

• Категория Р₃ учитывает потенциальную возможность формирования месторождений тех или иных полезных ископаемых на основе благоприятных предпосылок, выявляемых при геологической съемке.

• Категория Р₂ устанавливает возможность обнаружения в районе новых месторождений полезных ископаемых, что основано на положительной оценке выявленных при съемке и поисках рудопроявлений, а также геофизических и геохимических аномалий.

• Категория Р₁ учитывает возможность прироста запасов в пределах известных месторождений за счет расширения тел полезных ископаемых (за контуры подсчета запасов категории С₂) или дополнительного выявления новых тел при оценочных работах, а также на последующих стадиях разведки.

Запасы категории С₂ подсчитываются в контурах благоприятных структур и комплексов горных пород по геологическим, геохимическим и геофизическим данным, подтвержденным единичными разведочными пересечениями (либо по аналогии с примыкающими блоками запасов более высоких категорий). Запасы категории С₁ подсчитываются в блоках, границы которых установлены по разведочным выработкам с широким использованием интерполяции и экстраполяции разведочных данных, либо в неразведанных блоках, примыкающих к блокам с запасами категорий А и В. Отнесение запасов к категории С₁ предполагает выявление в общих чертах условий залегания рудных тел и качества сырья, выделение основных природных типов и сортов руд и общие представления о горно-технических условиях разработки. Запасы категории В подсчитываются в контуре разведочных выработок с необходимой плотностью сети с включением ограниченной зоны экстраполяции, запасы категории А - в контуре, ограниченном разведочными выработками, пройденными с большей плотностью разведочной сети.. Отнесение запасов к категории А предполагает наиболее полное выяснение особенностей залегания, формы и строения рудных тел, детальное изучение качества сырья, включая заводские испытания, выделение и оконтуривание природных типов и промышленных сортов руд, оконтуривание некондиционных и безрудных участков, детальной выяснение горно-технических условий разработки;

По сложности строения все месторождения можно разделить на четыре группы. Месторождение считается подготовленным для промышленного освоения, если соотношение запасов различных категорий на нем удовлетворяет требованиям табл.18. Целесообразная степень изученности месторождений зависит от сложности их геологического строения с учетом затрат на проведение разведки.

Приведенное соотношение разведанных запасов различных категорий имеет рекомендательный характер, так как в положении о порядке проведения ГРР подчеркивается, что количество разведанных запасов и соотношение их по категориям, устанавливается недропользователем с учетом конкретных геологических особенностей месторождения, условий финансирования и строительства горнодобывающего предприятия и принятого уровня предпринимательского риска капиталовложений.

Таблица 18

Группировка месторождений по подготовленности их к промышленному освоению

Категории запасов	Металлические и неметаллические полезные ископаемые				Угли и горючие сланцы
	1 простое)	2 (сложное)	3 (очень сложное)	4 (весьма сложное)	1 (простое)	2 (сложное)	3 (очень сложное)
А+В	30	20	—	—	50	50	—
В том числе А, не менее	10	—	—		20	—	—
С1	70	80	80	50	30	50	100
С2	—	—	20	50 ^х	—	—	—

Исходные данные для подсчета запасов в блоке:

• среднеблоковое содержание полезного компонента С;

• обычно средняя горизонтальная (или вертикальная) мощность залежи m;

• объемная масса полезного ископаемого d;

• площадь залежи на проекции S.

Запасы полезного ископаемого Q и полезного компонента Р подсчитываются по формулам:

V=Sm; Q=Vd; h=QC/100, где V - объем залежи.

Основными способами подсчета запасов являются:

• способ разрезов,

• способ блоков (геологических и эксплуатационных);

• статистический способ.

Способ разрезов применяется для подсчета запасов месторождений, разведанных системами выработок, на основе которых можно построить вертикальные или горизонтальные геологические разрезы. Напротив, способ блоков применяется для подсчета запасов, разведанных по неправильной геометрической сети. Крутопадающие залежи проецируются на вертикальную плоскость, а пологопадающие - на горизонтальную. Блоки выделяются по степени изученности и близким значениям ведущих геолого-промышленных параметров. Статистический способ применяют для подсчета запасов месторождений с крайне неравномерным распределением ценных минералов, например, исландского шпата. При этом определяют среднее количество полезного компонента на единицу площади или объема залежи, характеризующее продуктивность участка. Это значение потом распространяют на всю рудоносную площадь или объем. Оконтуривание и подсчет запасов являются одной из операций геолого-экономической оценки месторождения.