Применение кондиционных показателей

Перечень кондиционных показателей, используемых в условиях традиционного подсчета запасов, различается в зависимости от вида полезного ископаемого, геологических особенностей месторождения и морфологии рудных тел, проектируемых способов отработки и особенностей переработки минерального сырья.

Для месторождений простого строения, обладающими четкими геологическими границами моделирование сводится к построению каркасов рудных тел. Проблемы использования кондиций при блочном моделировании, как правило, не возникают. Руды с различными свойствами (технологические типы, сорта, и другие разновидности) выделяются как отдельные домены.

Для оконтуривания оруденения при отсутствии четких геологических границ используются особые кондиционные показатели. Основными из них являются: бортовое содержание полезного компонента в краевой пробе, включаемой в подсчетный контур, минимальное содержание на краевое пересечение, минимальная мощность рудного тела и максимальная мощность прослоев пустых пород и некондиционных руд, включаемых в контур подсчета запасов. Применение этих показателей особенно актуально для жильно-прожилковых образований, штокверков и штокверкоподобных залежей.

Блочное моделирование на таких объектах осуществляется чаще всего оболочках (каркасах), выделяемых по «природному» борту и охватывающих всю область проявления полезной минерализации. Далее выделение руды происходит с учетом содержаний в ячейках модели. В этих условиях возникает проблема выбора значений кондиционных лимитов, определяющих условия выделения оруденения при блочном моделировании. Чаще всего традиционно применяемые в нашей стране показатели кондиций не могут быть напрямую введены в практику работы с блочными моделями, а некоторые из показателей кондиций при этом фактически не могут соблюдаться.

Понятие «бортовое содержание» относится к краевой пробе, включаемой в рудный интервал (в контур подсчета). При блочном моделировании рассматриваются содержания в элементарных блоках (ячейках). Граничное содержание в ячейке при выделении запасов при экономической оценке обычно обозначается термином cut-off grade.

Пробы и элементарные блоки характеризуются разными размерами (масштабами), что предопределяет различие параметров статистических распределений по ним, в том числе дисперсий и показателей асимметрии; средние содержания по ним в пределах одного каркаса могут быть практически равны. Разделение этих статистических совокупностей на рудную и безрудную части по одинаковой величине граничного содержания в пробах (бортовое) и в ячейках (cut-off grade) приводит к появлению систематического смещения (различия) в оценке средних содержаний в руде для традиционного подсчета и блочной модели. Данное явление получило название масштабный эффект или «support-effect» в зарубежных публикациях.

Величина смещения при одних и тех же исходных условиях будет зависеть от природных особенностей объекта, вида геостатистической модели, ее параметров, уровня бортового лимита, условий выделения «минерализованной зоны» или подсчетного объема, плотности разведочной сети и от других факторов. В целом, использование одинакового лимита для элементарных блоков и проб в условиях «свободных» оболочек всегда приводит к систематической ошибке в оценке содержаний.

Устранение или учет этого смещения возможны различными способами:

- использованием значения cut-off grade, отличающегося от величины бортового содержания (то есть другого предельного содержания);

- изменением контуров оболочек (каркасов);

- использованием процедур, преобразующих распределение содержаний в элементарных блоках, в частности процедур нелинейного кригинга.

Первый прием является самым простым и логически обоснованным. Поправочный коэффициент в этом случае устанавливается на основе сравнения результатов традиционного подсчета и блочного моделирования. Этот прием в ограниченных условиях может применяться для повариантного подсчета запасов при разработке ТЭО.

Следует иметь в виду, что характеристики распределения содержаний в ячейках (элементарных блоках) в значительной степени зависят от условий моделирования и, особенно, от размеров этих ячеек. Таким образом, величина поправки может различаться для моделей, созданных на разных стадиях изучения месторождения. В случае использования для оконтуривания и подсчета запасов предельно плотной сети (сопровождающая эксплуатационная разведка) распределение содержаний по блочной модели и по пробам может и не различатъся. Причиной этого является соответствие длины пробы размерам блока по мощности, а плотности сети – размерам блоков по соответствующим направлениям. В этом случае каждая проба характеризует один блок, хотя виляние окружающих проб также проявляется и учитывается. В этих условиях для оконтуривания оруденения по традиционной методике и по данным блочного моделирования может применяться единый бортовой лимит.

Наиболее полное сходство результатов подсчета запасов традиционным методом и по блочной модели достигается при построении оболочек, совпадающих с контуром рудных тел, построенных по бортовому содержанию (для проб). В этом случае вопрос о применении особого лимита для элементарных блоков не возникает. Вместе с тем этот подход является достаточно трудоемким, что снижает привлекательность использования блочных моделей.

Процедуры нелинейного преобразования распределений по элементарным блокам достаточно эффективны, однако возможности их применения имеют ряд ограничений. Одним из них является требование относительно высокая (не менее 0.7) доля руды (коэффициент рудоносности) в выделенном каркасе. Кроме того, необходимо, чтобы распределения содержаний соответствовали нормальному или логарифмически нормальному закону. Данные процедуры реализованы не во всех программных продуктах.

Отмеченные обстоятельства показывают, что применение единого уровня бортового лимита в качестве кондиционного показателя, как для традиционного подсчета, так и для блочного моделирования для адекватного учета запасов на всех стадиях геологоразведочных работ оказывается почти невозможным. Решение этой задачи состоит в определении уровня допустимого cut-off grade при моделировании в каждом конкретном случае. Изменение условий моделирования должно приводить и к корректировке данного показателя. Критерием в этом случае является соответствие результатов блочного моделирования результатам традиционного подсчета запасов по выбранному варианту кондиций.

Реализация такого кондиционного показателя, как минимальное содержание на краевое пересечение, непосредственно в рамках блочной модели практически невозможно. Его можно учесть только в случае предварительного построения каркасов рудных тел, исключающих из подсчета такие пересечения.

Минимальная мощность рудного тела и максимальная мощность прослоев пустых пород и некондиционных руд в традиционном подсчете выбираются с учетом возможностей отработки открытым или подземным способом, а также с учетом геологических особенностей объекта. Зачастую эти показатели выбираются различными по величине. Например, для подземной отработки минимальная мощность рудного тела может составлять 1м, а максимальная мощность прослоев пустых пород и некондиционных руд может приниматься равной 3 м.

В рамках блочного моделирования теоретически считается, что величина этих показателей кондиций может регулироваться размерами элементарных блоков. В действительности в этом случае можно установить только один размер блока (по мощности), например – 1м. Это обстоятельство создает определенные сложности в применении кондиции на максимальную мощность пустых прослоев, так как моделированием будут выделяться «пустые» блоки общей мощностью 1-2 м в пределах рудных интервалов, выделенных по установленным кондициям. В результате среднее содержание по блочной модели окажется несколько завышенным (в сравнении с результатами традиционного подсчета).

Трудности возникают также с учетом такого показателя кондиций, как минимальный метропроцент (метрограмм). При наличии маломощных интервалов с относительно высокими содержаниями они включаются в подсчет по традиционному методу при условии достаточной величины метропроцента (метрограмма). При этом учитывается их исходная заниженная мощность, например 0.2-0.3м. При блочном моделировании содержания будут автоматически пересчитаны на установленную мощность (например, на 1м) и фактически будут разубожены в сравнении с традиционным подходом. Разный учет таких пересечений создает различие в результатах подсчета запасов. Особенно это явление характерно для подсчета запасов жильных месторождений, где средняя мощность рудных тел и минимальная мощность, установленная кондициями, часто оказываются сопоставимыми.

На особенности применения кондиционных показателей и на различие результатов оценки запасов различными методами существенное влияние оказывает прием композитирования проб, характерный для блочного моделирования. Он состоит в предварительном пересчете содержаний полезного компонента на интервалы фиксированной длины. Выбор длины композитов обычно осуществляется на основе статистического анализа длины проб, отобранных на месторождении. Оптимальной для композитов считается длина, равная средней длине проб.

При использовании горно-буровой системы разведки нередко наблюдается различие в длине проб по горным выработкам и по скважинам. В этом случае композитирование должно осуществляться по данным опробования в пересчете на истинную мощность.

В результате композитирования в той или иной степени происходит «сглаживание» исходных данных. Особенно сильно оно проявляется в тех случаях, когда этот прием осуществляется без каких-либо ограничений или при выборе длины композитов, значительно большей, чем средняя длина проб. Выделение рудных интервалов по композитированным или не композитированным пробам с учетом установленных кондиций даст разные результаты. Все это повлияет и на результаты блочного моделирования.

В условиях традиционного подсчета запасов рудных тел, предназначенных для подземной отработки, для разделения их по балансовой принадлежности используется понятие «минимального промышленного содержания» которое устанавливается применительно к подсчетному блоку. В стандартах CRIRSCO, и в том числе в стандарте JORC разделение запасов на балансовые и забалансовые не предусматривается. Применение этого кондиционного показателя в условиях блочного моделирования требует особых процедур по определению контуров выемочных единиц и оценки параметров в них, или выделения границ подсчетных блоков геологом-специалистом «вручную».

Проведенный анализ условий оконтуривания оруденения при разных подходах к оценке запасов позволяет сделать следующие выводы:

- при подсчете запасов месторождений с четкими геологическими границами (кимберлитовые алмазные месторождения, минерализованные дайки, пластовые и пластообразные тела бокситов, каолинов, строительных материалов, фосфоритов, калийных солей и т.п.) кондиционные показатели в большинстве случаев определяют только границы открытых и горных работ. В этих случаях традиционный подсчет и блочное моделирование дают сходные результаты и разработка особых кондиций для блочного моделирования не требуется;

- для месторождений, где оконтуривание при традиционном подсчете производится с использованием набора кондиционных показателей – бортового содержания, минимальная мощность рудного тела и т.п., их полноценный учет в рамках БМ практически невозможен; можно лишь говорит об их условном соответствии друг другу. В этом случае достичь сходства параметров запасов оказывается достаточно трудно.

Выход из создавшейся ситуации возможен на основе приоритета кондиционных показателей, установленных для традиционных методов подсчета. Построение каркасов сплошных рудных тел с использованием кондиций позволяет получить сходные результаты подсчета тем и другим методом.

10 Требования к представлению блочных моделей при технико-экономическом обосновании кондиций (анализ корректности изменения параметров по вариантам, описание условий их применения при оптимизации горных работ, в том числе карьеров)