Файл: Погребицкий Е.О. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых.pdf

Такие неявные, иногда глубоко скрытые закономерные тенденции в изменении геологических параметров также очень важны для разведки, для эксплуатации и соответственно для оценки ошибок разведки. Их надо всегда стремиться вскрыть.

На практике нередки настолько хаотические изменения геоло­ гических свойств, что какие-либо закономерности такого изменения даже в виде общих тенденций не обнаруживаются. Такую изменчи­ вость можно назвать крайне сложной или случайной.

Степень изменчивости — это размах колебаний исследуемого признака. Его можно количественно оценить амплитудой крайних значений или отклонениями признака от его среднего значения.

Известно, что тело полезного ископаемого обладает некоторой структурой. Опыт показывает, что в нем могут быть выделены и окон­ турены зоны и участки (блоки), которые отличаются по своей вну­ тренней геологической однородности от других участков или зон того же тела. Например, в рудном теле могут быть установлены: зоны различных сингенетичных и эпигенетичных изменений, вер­ тикальной и горизонтальной зональности, метасоматоза и тектони­ ческих изменений, участки и блоки различного вещественного состава полезного ископаемого, сложенные различными природными типами и промышленными сортами сырья, обогащенные рудные столбы среди бедных и убогих руд, безрудные и некондиционные окна в залежи промышленных руд, раздувы и уменьшения мощности, разнообраз­ ные изменения строения залежи, тектонические блоки с различными условиями залегания и т. д. Такие зоны и участки в теле полезного ископаемого можно назвать геологическими блоками.

Геологические блоки внутренне более однородны, чем сложенное из них все рудное тело. Геологические блоки, их отличия, характер, взаимоотношения, размеры, контуры слагают и характеризуют структуру рудного тела. Структура рудного тела есть результат процессов рудообразования, становления и развития месторождений полезных ископаемых и отдельных залежей.

Выделение и оконтуривание геологических блоков в теле полез­ ного ископаемого может быть иногда обосновано и в известной мере прогнозировано путем использования конкретных геологоразведоч­ ных данных, исходя из закономерностей образования и размещения месторождений полезных ископаемых, на основе учения о структуре рудных полей, месторождений и рудных тел.

Одна из главных задач разведки заключается в выявлении и оконтуривании геологически однородных блоков, слагающих рудное тело. Современные механизированные способы разработки месторождения требуют известной однородности горно-геологических условий, или хотя бы знания, как эти условия будут меняться от одного участка рудного тела к другому. Эффективное обогащение, заводская пере­

64

работка и использование минерального сырья требуют однородного стандартного по своему качеству и свойствам сырья или возможности планомерно получать из него однородные стандартные смеси. Эти требования промышленности нельзя обеспечить, если во время разведки не будут выявлены и оконтурены геологические блоки, где горно-геологические условия, качество и свойства сырья более однородны и устойчивы. Таким образом, вопрос о разделении тела полезного ископаемого на геологические блоки и раздельной харак­ теристике их — одна из важнейших задач с точки зрения точности разведки.

Изменчивость отдельных геолого-промышленных параметров в пределах геологических блоков, естественно, отличается от измен­ чивости в других блоках и во всем рудном теле, как по степени, так и характеру. Соответственно, исследуя изменчивость параметра по всему рудному телу, следует выделять структурную его изменчи­ вость, т. е. особенности изменчивости в отдельных геологических блоках.

Менаду структурой рудного тела и структурой изменчивости геолого-промышленных параметров существует прямая связь. Часто именно по структуре изменчивости некоторых геолого-промышлен­ ных параметров эмпирически намечаются границы отдельных геоло­ гических блоков и вся структура рудного тела. Например, по изме­ нению мощности залежи или содержания полезного компонента только в определенном интервале, по преобладающему типу и сорту сырья, по единству тектонических элементов и однообразным усло­ виям залегания, по составу и свойствам вмещающих пород могут быть выделены структурные элементы рудного тела и месторождения. Таким образом, выявление структуры изменчивости геолого-про­ мышленных параметров не только имеет прямое практическое зна­ чение, но и служит обобщению фактических геологоразведочных наблюдений, выяснению геологических закономерностей.

Особенности изучения изменчивости некоторых геолого-промышленных параметров•

•При разведке необходимо установить общий рабочий контур залежи, т. е. ограничить площади с кондиционной мощностью. Вну­ три рабочего контура в отдельных точках, блоках и участках залежь также может иметь нерабочую мощность. Если нерабочая мощность или полное выклинивание залежи установлены внутри рабочего контура только в отдельных точках или таких точек совсем не обна­ ружено, говорят о непрерывном залегании тела. Если внутри рабо­ чего контура имеются некондиционные блоки заметной площади, говорят, что залежь прерывистая. В практике разведочного тела иногда пользуются понятием устойчивой мощности или устойчи­ вости залежи. Это понятие обратное прерывистости, в него должна входить величина площади, на которой сохраняется рабочая мощ-

ность. Условно выделяют по этому признаку залежи устойчивые, относительно устойчивые, неустойчивые и крайне неустойчивые.

1.Устойчивые залежи непрерывно протягиваются с сохранением рабочей мощности в пределах месторождения или шахтного (рудного) поля.

2.Относительно устойчивые залежи по устойчивости аналогичны

предыдущим, но в пределах рабочего контура залежи встречаются отдельные точки и даже небольшие блоки с нерабочей мощностью.

3.Неустойчивые залежи прерывистые. Внутри общего рабочего контура встречаются блоки с нерабочей мощностью (блоки пустых пород), занимающие до 50% площади рабочего контура.

4.Крайне неустойчивые залежи представляют собой блоки рабо­

чей мощности, каждый относительно небольшой площади, споради­ чески вкрапленные среди пустых пород или участков с нерабочей мощностью. В крайне неустойчивых залежах суммарная площадь рабочих блоков менее 50% площади залежи.

Иногда крайне прерывистая по мощности залежь представлена рядом небольших тел, четкообразно, кулисообразно или беспоря­ дочно залегающих в пределах одного горизонта или зоны. Оконтуривание и разработка в отдельности каждого из таких тел ввиду незна­ чительной площади их нерациональны. В этих случаях приходится решать вопрос о кондиционности всего горизонта или зоны по коэф­ фициенту рудоносности. Такие залежи иногда являются промыш­ ленно весьма перспективными. Они могут обладать весьма большими запасами полезного ископаемого, хотя качество добываемой руды резко снижается за счет разубоживания пустой породы, которую приходится отрабатывать.

Устойчивость такой залежи следует определить по устойчивости продуктивного горизонта (зоны), а не отдельных рудных тел.

Залежь с непрерывным рабочим контуром (горизонт, зона) может быть разобщена на отдельные блоки в результате эпигенетических пострудных процессов, которые деформируют, прерывают ее сплош­ ность, иногда перемещают блоки в пространстве. Таково действие, например, пострудных тектонических движений, внедрений магма­ тических пород, эрозии и т. д. Сингенетическая прерывистость залежи, как правило, постепенная, плавная, эпигенетическая пре­ рывистость резкая, скачкообразная.

Исследуя устойчивость и прерывистость залежи, следует всегда рассматривать вопрос о геологической (генетической) основе измен­ чивости залежи по мощности.

Кроме степени и характера устойчивости рабочей мощности залежи для промышленности важен, конечно, размах и характер колебания мощности залежи в пределах рабочей. Как известно, колебание мощности залежи влечет изменения в производительности горных работ. Особенно важно знать и оконтурить блоки, где откло­ нения мощности залежи приводят к изменению в технологии про­ ходки подготовительных выработок и в системах разработки. С этой точки зрения в горном деле устанавливается обычно пять классов

66

мощности залежи (первые цифры для крутого, вторые для пологого падения):

а) тонкие, менее 1,0—1,5 м б) средние, от 1,0—1,5 до 3,0—4,0 м

в) мощные, от 3—4 до 8—10 м г) весьма мощные, 10—50 м д) сверхмощные, более 50 м.

Одновременно с изменчивостью мощности залежи изучается и из­ менчивость ее строения. Мощность прослоев пустых пород и их соотношение с мощностью прослоев полезного ископаемого в соот­ ветствии с вещественным составом тех и других часто определяются в кондициях. В первую очередь важны изменения строения залежи, выводящие за пределы кондиций, а также изменения в пределах кондиций, но приводящие залежь к расщеплению на две или более самостоятельные в горнотехническом отношении.

Когда мы говорим о непрерывном или прерывистом залегании полезного ископаемого, следует одновременно учитывать соответ­ ствие залежи кондиции как по мощности, так и по качеству.

Кондиционный состав и свойства полезного ископаемого служат основанием для проведения рабочего контура залежи полезного ископаемого: они определяют ее форму, в том числе и мощность. Пласт угля может иметь непрерывное залегание с кондиционной мощностью на значительной площади, но в пределах этого контура в отдельных блоках его зольность выше кондиционной, и эти блоки надлежит исключить из промышленно пригодных контуров. В целом такой пласт имеет прерывистое залегание. Пласты золото­ носных конгломератов Витватерсранд непрерывно протягиваются на площади в несколько тысяч квадратных километров, но блоки с промышленным содержанием золота залегают в них прерывисто, телами с площадью 1—3 км2.

Как известно, качество полезного ископаемого определяется его химическим и минеральным составом (содержание полезных, вред­ ных, попутных и инертных компонентов), а также техническими

стности содержание полезных компонентов. Именно их содержание определяет в первую очередь ценность руды, и поэтому оно часто рассматривается как синоним качества. Это распространенное пред­ ставление справедливо далеко не всегда: обогатимость руды, а иногда и извлекаемость полезных компонентов в металлургическом переделе часто вносят существенные коррективы в качество руды, оцененное по содержанию полезных компонентов. Поэтому в вопросе об измен­ чивости качества руд надо иметь в виду изменчивость не только их химического состава, но и количественных соотношений природ­ ных типов и промышленных сортов руд. Для месторождений горно­

рудной массы. Качество угля характеризуется его маркой и сортом. Промышленный сорт, марка полезного ископаемого, определяются соответствующим ГОСТ. Природные типы полезных ископаемых определяются по их вещественному составу, особенностям текстуры и структуры.

Во многих случаях промышленные сорта различных полезных ископаемых совпадают с природными их типами, которые могут быть выделены и оконтурены при разведке. Иногда природные типы полезных ископаемых устанавливаются при разведке по отдельным пробам, а их количественное взаимоотношение определяется стати­ стически. Соответственно следует требовать, чтобы при эксплуата­ ции были подтверждены выделенные сорта и марки полезного иско­ паемого, их запасы, состав и свойства и положение в пространстве

как некондиционные окна, и запасы в них отнесены к забалансовым. Понятие средней минимальной мощности не имеет практического смысла. Например, если кондициями минимальная промышленная мощность установлена 1,0 м, то это значит, что в балансовые запасы (в рабочий контур) могут быть включены площади с мощностью 1,0 м и более. Блок с распределением мощностей, как это показано на рис. 18, а, не может быть включен в рабочий контур, хотя сред­ няя мощность по пяти точкам в нем 1,04 м, т. е. больше кондицион­ ной. Если такой блок обнаружен внутри рабочего контура залежи, это — некондиционное окно. Даже если распределение мощностей будет в соответствии с рис. 18, б, блок вокруг точки с мощностью 0,80 м нельзя включать в балансовые запасы, хотя средняя мощность по всему блоку 1,1 м. Другими словами, допустимая рабочая мощ­ ность оценивается по каждой отдельно взятой разведочной точке, а при интерполяции разведочных данных к балансовым запасам (рабочему контуру) относятся только площади, где во всех точках расчетная мощность не менее кондиционной. Исключением являются случаи (при соответственном содержании), когда мощность и содер­

жание оцениваются по метро-проценту.

Очень важно при этом уловить структуру изменчивости мощности, чтобы, таким образом, выделить блоки, которые не подлежат вклю­

68