Лекция 5. Методы разведки. Оценка изменчивости свойств полезных ископаемых

Главными задачами разведки являются определение количества, качества и условий залегания полезных ископаемых, что позволяет оценить промышленную значимость разведуемого месторождения.

Однако для окончательной промышленной оценки месторождения еще необходимо знать общие природные и экономические условия, в которых оно находится.

Целью всякой разведки является выявление вышеназванных характеристик месторождений.

Методами же всякой стадии разведочных работ являются: разведочные разрезы, опробование, оценочные сопоставления. С помощью разведочных разрезов выясняются: форма рудных тел, их размеры, т.е. решается одна из основных задач разведки – определение количества полезного ископаемого. Разведочные разрезы также позволяют выяснить внутреннее строение и условия залегания тел полезных компонентов. В зависимости от природы месторождения и применяемых технических средств разведки, разрезы могут быть вертикальными, горизонтальными, комбинированными.

Вторая задача разведочных работ – определение качества полезного ископаемого, решается методом опробования, под которым понимается весь комплекс исследований, связанных с определением качественного показателя полезного ископаемого. Это различного рода анализы: химические, спектральные, технологические, минералогические, петрографические и др., которые дают возможность определить, исследовать и оценить качественные показатели полезного ископаемого. Немаловажное значение имеет при разведочном опробовании применение различных геофизических средств (гамма-гамма-каротаж, радиометрия, магнитометрия) и люминесценции с целью определения качества полезного ископаемого непосредственно на месте его залегания.

Третья задача разведки – оценка месторождения, решается методами оценочных сопоставлений, которые сопутствуют непрерывно всему процессу разведки. В связи с тем, что каждая новая разведочная выработка дает новые сведения о размерах, качестве полезного ископаемого, которые подвергаются оценке, а также сравниваются с данными ранее пройденных выработок, то такие оценочные сопоставления дают возможность выявить промышленные границы залежи, наметить сорта руд и т.д. Данные оценочных сопоставлений сравниваются с данными другого месторождения этого типа, что дает возможность оценить необходимость промышленного освоения объекта.

Большинство месторождений имеет неоднородное строение, обусловленное различными природными факторами. Формы и размеры тел полезных ископаемых, элементы их залегания, качественная характеристика и другие показатели в различных частях месторождений, могут принимать различные значения, обусловленные теми или иными геологическими причинами. Эти различия в показателях характеризуют природную изменчивость (неоднородность) месторождения или отдельного участка.

Изучение геологических особенностей месторождений, например зональности, позволяет выяснить причины изменчивости мощности залежи и содержания полезного ископаемого. И, наоборот, выяснив характер и интенсивность изменений какого-либо свойства месторождения, легче разобраться в геолого-структурной обстановке месторождения, наметить определенные закономерности концентрации полезных минералов.

В понятии изменчивость (неоднородность) следует различать ее характер и степень (интенсивность).

Под характером изменчивости понимается общая тенденция изменений (возрастание, убывание, волнообразность и т.д.).

Степень изменчивости обычно характеризуется размахом колебаний.

Изменчивость мощности, содержания металла, объемной массы руды влияет на достоверность определения средних их значений по месторождению или его части. Действительно, если изменения (мощности, содержания) происходят закономерно, то многих наблюдений не требуется .

Достаточно иметь наблюдения по двум точкам (а, в) и, соединив их прямой, получить значения (x, y) в любой интересующей нас точке между ними.

При усложнении кривой изменчивости появляется необходимость в дополнительных точках, освещающих промежуточные криволинейные интервалы.

Таким образом, чем больше изменчивость и чем на меньших интервалах она проявлена, тем больше и чаще необходимо иметь точек наблюдения, чтобы получить правильное представление о характере изменчивости и среднем значении изменяющегося признака (мощности).

Следовательно, изменчивость основных свойств (мощность содержание) месторождения предопределяет количество необходимых точек наблюдения и расстояния между ними.

Различают два вида изменчивости: закономерную и случайную.

Если изменения от точки к точке наблюдений происходят плавно (мощность пластовых тел), то можно говорить о наличии закономерной изменчивости, которая предопределяет величину прямолинейной интерполяции и экстраполяции разведочных данных.

Если изменения от точки к точке носят характер беспорядочных колебаний, часто со значительным размахом на коротких расстояниях , то следует говорить о случайной изменчивости, при которой для вычисления среднего значения показателя признака (мощности) необходимо большое число точек наблюдения. Величина случайной изменчивости характеризуется размахом колебаний показателя признака относительно его среднего значения. Эти колебания (вариации) определяют степень изменчивости. Одним из показателей случайной изменчивости является коэффициент вариации (V), отражающий отклонения отдельных частных измерений показателя признака от его среднего значения. Он является основным средством количественного выражения изменчивости свойств тел полезных ископаемых:

где: V - коэффициент вариации (в %);

σ - среднее квадратическое отклонение;

C_ср. - среднее содержание (в %)

где: С_i - содержание в каждой точке (i)

n - число измерений (проб)

∆ - отклонение от среднего

∆ = С_i - C_cр.

При оценке месторождений степень изменчивости качества полезного ископаемого значительно важнее, чем изменчивость формы, однако, на всех стадиях геологоразведочных работ проводится оценка морфологии рудных тел, качества полезного ископаемого, запасов с различной степенью достоверности. Оценка проводится методом простых аналогий (на ранних стадиях) и методом технико-экономических расчетов (на поздних стадиях). Наиболее полная оценка месторождений производится по окончании его разведки, после проведения всех технологических испытаний и выяснения горнотехнических условий эксплуатации. Все это отражается в техническом проекте эксплуатации месторождения, который является высшей формой его промышленной оценки. В технико-экономических расчетах оценка выражается, с одной стороны, в технических и технологических показателях, определяющих техническую возможность добычи и использования полезного ископаемого, а с другой – в экономических показателях, определяющих целесообразность разработки месторождения.

При оценке на ранних стадиях могут быть использованы два важнейших показателя: ориентировочная годовая производительность горного предприятия и величина капиталовложений, необходимых для промышленного освоения месторождения.

Основная литература: 1 [15-21]; 2 [43-54]

Дополнительная литература: 4, 5, 7.

Контрольные вопросы

1. Что собой представляют оценочные сопоставления?

2. Чем характеризуется изменчивость свойств полезного ископаемого?

3. Случайная изменчивость.

4. Методы оценки месторождений.