Параметры подсчета запасов

Подсчет запасов полезных ископаемых в общем случае осуществляется по следующей схеме:

1)определяется объем залежи V как произведение площади S на среднюю мощность М: V=SM;

2)определяется запас руды Q как произведение объема V на объемную массу D: Q=VD, при этом обязательно учитывается естественная влажность руд;

3)определяется запас металла Р как произведение запаса руды Q на среднее содержание металла С: P=QCх10^-2, если содержание выражено в %, или P=QCх10^-6, если в г/т.

Для одних полезных ископаемых (многие виды строительных материалов, природный газ, а в западных странах и нефть), как уже отмечалось, подсчет запасов останавливается на вычислении объема. Количество других видов сырья (железные руды, хромиты) подсчитываются в виде запасов руды. Для большинства рудных элементов требуется расчет запасов металла.

Из приведенной схемы видно, что основными параметрами, необходимыми для подсчета запасов, являются площадь, средняя мощность, объемная масса руды и среднее содержание в ней полезных компонентов. Кроме того, могут использоваться различные поправочные коэффициенты.

Площадь устанавливается в результате оконтуривания рудных тел на планах и проекциях. Простые по конфигурации площади измеряются как геометрические фигуры, сложные – с помощью палетки, планиметра или курвиметра.

При наклонном залегании тела полезного ископаемого необходимо привести полученный замер площади к истинному значению, для чего вводят поправку на угол падения залежи b для замеров на плане по формуле:

Sист.=Sизм./cosb,

для замеров на вертикальной проекции по формуле:

Sист.=Sизм./sinb.

Мощность тела полезного ископаемого в пределах контура подсчета запасов определяется по данным горных и буровых работ, а также каротажа скважин. Если рудные тела имеют четкие геологические границы с вмещающими породами, их мощность устанавливается непосредственно с помощью замеров. Если четких геологических контуров нет, мощность рассчитывают по результатам секционного опробования по бортовому или минимальному промышленному содержанию полезного компонента.

В горных выработках мощность определяют замером расстояния от кровли до подошвы залежи при их документации и опробовании. Мощность рудных тел по данным бурения устанавливают прямыми или косвенными способами. Прямой способ это расчет мощности по керну при колонковом бурении и по данным опробования шлама при ударном бурении, косвенные – по данным каротажа скважин или по наблюдениям в процессе бурения за изменением скорости углубки скважин, за цветом или составом шлама.

Разведочные выработки часто пересекают тело полезного ископаемого не по истинной мощности, а под некоторым углом. При пологом залегании замеряется вертикальная мощность Мв, при крутом падении – горизонтальная Мг. По керну или геофизическим данным мощность определяется длиной рудного интервала Мскв. Эти так называемые наблюдаемые мощности отличаются от истинной мощности Мист. и приводятся к ней по геометрическим формулам:

Мист.=МгSina,

Мист.=МвCosa;

Мист.=Мскв.Cos(a-b)Cosc,

где a - угол падения залежи, b - зенитный угол наклона скважины в месте пересечения залежи; c - угол между азимутальным направлением скважины и азимутом падения залежи.

Среднее значение мощности определяется среднеарифметическим или средневзвешенным способом. Метод среднего арифметического применяют при более или менее равномерном распределении пунктов замера мощностей. В этом случае средняя мощность М определяется по формуле:

М=∑m/n,

где n – количество замеров мощности.

Способ средневзвешенного применяется при резко неравномерном распределении точек замера и установленном направлении закономерностей изменчивости мощности. Средневзвешенная мощность рассчитывается по формуле:

М=∑ml/Σl,

где l – расстояние, на которое распространяется влияние значения данного замера мощности.

Объемная масса руды должна быть установлена с учетом естественной пористости, трещиноватости и кавернозности полезного ископаемого. Она определяется лабораторным или полевым способами. При применении лабораторного способа объемная масса определяется путем взвешивания образцов, покрытых пленкой парафина, в воздухе и в воде или взвешиванием и определением их объема в мерном сосуде. При полевом способе проходится горная выработка и вся добытая горная масса взвешивается, а пройденное пространство замеряется. Соотношение массы полезного ископаемого и объема даст объемную массу. Считается, что для определения объемной массы этим способом достаточно 10 м³ полезного ископаемого. Этот способ более точный.

Объемная масса должна определяться для каждого сорта и типа полезного ископаемого, запасы которых учитываются самостоятельно. Количество определений объемной массы должно быть достаточным для надежного обоснования средних величин. Считается, что для однообразных по сложению полезных ископаемых достаточно 10-20, а для более сложных 20-30 определений объемной массы типичного материала для каждого сорта полезного ископаемого.

При этом обязательно учитывается естественная влажность руды, которая может достигать у отдельных полезных ископаемых 30-40% и более. Учет естественной влажности необходим в связи с тем, что анализы проводятся с сухими навесками, после просушивания проб при 105-110^о, и содержания полезных компонентов определяются для воздушно-сухой массы. Поэтому необходима поправка в содержание на влажность руды по формуле:

Свл.=Ссух.(100-В)/100,

где Свл. – содержание полезного компонента по влажной руды, % или г/т;

Ссух. – то же в сухой руде;

В – влажность, при которой определена объемная масса, %.

Чаще пересчитывают не содержание на сырую руду, а объемную массу сырой руды Dвл. на сухую Dсух. по формуле:

Dсух.=Dвл.(100-В)/100.

Естественная влажность определяется как отношение потери массы штуфа в результате высушивания к массе влажного образца и вычисляется путем сравнения массы проб влажного минерального сырья Qвл. с массой тех же проб, просушенных до постоянной массы при 105-110^о Qсух., по формуле:

В=100(1-Qсух./Qвл.).

Необходимо учитывать, что влажность не является величиной постоянной и изменяется в зависимости от глубины залегания полезного ископаемого, времени года, уровня грунтовых вод и др.

Среднее содержание определяется как среднеарифметическое или средневзвешенное по скважине, выработке, горизонту, блоку, участку и месторождению в целом. Чаще всего применяют среднее содержание, взвешенное на длину проб, то есть на их мощность.

Поправочные коэффициенты вводятся для уменьшения запасов при прерывистом (дискретном) оруденении, разобщенности рудных тел, наличии безрудных даек, участков пустых пород, валунов и т.п. Коэффициенты для увеличения запасов применяются при избирательном выкрашивании рудных компонентов из керна, при намыве ценных компонентов в разработке россыпей. Могут вводиться поправочные коэффициенты на систематические погрешности химанализов, замеров мощностей в скважинах и др.