Геометризація масиву гірських порід.

3.1)Види та методи геометризація родовищ корисних копалин

Геометризація родовищ корисних копалин – це сукупність спостережень, вимірювань, обчислювальних і графічних робіт з метою створення геометричного вираження форми, властивостей корисних копалин, умов їх залягання і процесів, які протікають в надрах.[7]

В процесі геологічних і маркшейдерських робіт, починаючи з розвідки родовища до його розкриття і експлуатації, накопичується багато фактичного матеріалу, який характеризує ті чи інші кількісні або якісні властивості корисної копалини і вміщуючих порід в окремих точках.

Геометризувати родовище – це зібрати, систематизувати, методами статистики опрацювати, встановити генетичні зв’язки між окремими властивостями родовища та наочно графічно зобразити фактичний геолого-маркшейдерський матеріал.[5]

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

Рис. 21. Об’ємна геометризація зони[19]

Існує геометризація форми і геометризація якісних властивостей родовища. Геометризація форми галузь науки, що вивчає структурно-морфологічні особливості родовищ, умови їх залягання і тектоніку. Геометризація властивостей – займається вивченням якісних властивостей корисних копалин (вміст корисних і шкідливих компонентів та вміщуючих порід), а також їх просторовим розподілом. Обидві геометризації пов’язані між собою і окремо одна від одної не виконуються.

Результати вивчення і геометризація наближено відображають показники родовища корисної копалини і є його моделлю, яка може бути представлена в геометричній або математичній (аналітичній або цифровій) формі.

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

Кожний з наведених методів застосовують самостійно або найчастіше спільно з іншими.

Рис. 22. Використання графічних редакторів для наочної геометризація пласта

Залежно від того, яку сторону надр переважно вивчають, розрізняють наступні види геометризації надр:

– геометризацію форми покладів корисних копалин і умов їх залягання;

– геометризацію розміщення фізико-хімічних і технологічних властивостей покладів і вміщуючих порід;

– геометризацію процесів, які відбувалися і відбуваються в надрах

Рис. 23. Визначення ізоліній вмісту корисного компоненту

Залежно від реальних умов, етапу вивчення родовища, характеру вихідної геолого-маркшейдерської інформації і конкретних задач, які висуває промисловість, геометризація поділяється на: регіональну, детально-розвідувальну і експлуатаційну.

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

[6]

Регіональна геометризація виконується з метою складання структурно-геометричних карт окремого регіону в масштабах 1:50 000-¸1:500 000 для виявлення загальних питань структури цього регіону. Структурно-геометричні карти дають можливість робити широкі узагальнення, будувати наукові гіпотези, визначати райони, перспективні для подальшого розвідування родовищ, виділяти в регіоні структури, сприятливі для деталізації пошуків і розвідки.

Детально-розвідувальну геометризацію проводять в масштабах від 1:5000 до 1:50000 на основі даних детальної розвідки, геологічної, структурно-геологічної і геофізичної зйомок. На цій стадії складають різні гірничо-геометричні графіки форми, умов залягання покладу, розміщення в ньому компонентів тощо. Матеріали геометризації використовують для оцінки родовища, підрахунку запасів, проектування гірничих підприємств.

Експлуатаційна геометризація є основою для правильного проведення підготовчих і видобувних робіт з метою ефективної дорозвідки і відпрацювання родовища корисної копалини. Цей вид геометризації проводиться безпосередньо при розкритті, підготовці і відпрацюванні його. Вихідними даними для експлуатаційної геометризації є обширна геолого-маркшейдерська інформація, одержана при розвідці, підготовці і відпрацюванні родовища.

Показником геометризації будь-яку фізичну, хімічну, геологічну, геометричну та іншу властивість покладу або вміщуючої породи, яку можна безпосередньо або непрямо виміряти, визначити і виразити числом. Наприклад: потужність, об’ємна маса, процентний вміст корисних і шкідливих компонентів, елементи залягання, глибина, вологість, пористість, тріщинуватість тощо.[5]

Поняття і умовності геометризації,характер розміщення показників.

Практично всі геологічні показники покладу мають свою функцію просторового розміщення. Ми ж вивчаємо просторове розміщення показників за окремими випадковими значеннями, тобто в розвідувальних точках чи точках зйомки.[2]

Значення функції розміщення показника між точками вимірювання, зазвичай, нам невідомі. Це зумовило в процесі проведення геометризації керуватися такими припущеннями:

– зміну показника між сусідніми точками вимірювання вважають прямолінійною;

– значення показника, визначеного лише в одній із суміжних точок, поширюється на середину відстані між точками вимірювання (рис. 24.)

 

 

Рис. 24. Спотворення дійсної форми рудного тіла внаслідок лінійного поширення показників

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

При такому припущенні, крім технічних похибок визначення показників, ми допустили також так звану похибку аналогії. Вона є наслідком поширення значень виміряних величин показника на неосвітлену розвідкою частину покладу, яка знаходиться між точками вимірювання.

 

 

Гіпсометричний план [10]

Форму покладу корисної копалини в надрах визначають поверхні відділення корисної копалини від вміщуючих бокових гірських порід її – поверхні лежачого і висячого боків, поверхні тектонічних розривів або поверхні з мінімальним промисловим вмістом компонентів для випадків, коли корисна копалина поступово переходить в безрудні бокові породи.

Рис. 25. Гіпсометричний план покрівлі пласта[17]

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

В загальному випадку ці поверхні є поверхнями топографічного виду. Тому поверхню покладу або геологічної структури можна зобразити як топографічну поверхню за допомогою ліній однакових відміток, які називають ізолініями (ізогіпсами для вугільного пласта). План поверхні покладу вугільного пласта в ізогіпсах називають гіпсометричним планом. При цьому, якщо потужність пласта витримана, то будують гіпсометричний план висячого чи лежачого боку покладу. Якщо ж потужність змінюється, то будують ізогіпси як висячого боку (покрівлі), так і лежачого (підошви).

Побудову гіпсометричних планів покрівлі або підошви пласта за даними розвідки виконують безпосереднім чи непрямим способом.

Безпосереднім способом гіпсометричні плани складають за висотними відмітками окремих точок пласта. В цьому випадку роботи проводяться в такій послідовності:[13]

– на план за координатами наносять устя свердловин, точки зустрічі свердловини з покрівлею пласта або точки виходу свердловини з підошви пласта, а також всі інші точки, в яких були визначені відмітки покрівлі чи підошви пласта;

– біля всіх таких точок виписують абсолютні відмітки підошви або покрівлі пласта;

– проводять аналіз густоти розвідувальної мережі за геометричним критерієм;

– задавшись величиною перерізу ізогіпс, проводять інтерполяцію відміток, тобто знаходять відмітки, кратні вибраному перерізу;

– однойменні відмітки з’єднують плавними кривими і одержують ізогіпси покрівлі або підошви покладу.

Вибираючи висоту перерізу ізогіпс, необхідно враховувати характер і умови залягання покладів, масштаб креслення, ступінь змінності показника, величину відміток тощо.

Якщо родовище розвідують буровими свердловинами, розташованими по розвідувальних лініях, то по цих лініях будують вертикальні геологічні розрізи в масштабі плану (рис. 26). Для побудови гіпсометричного плану можна використати вертикальні розрізи.[13]

 

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

 

Рис. 26. Побудова гіпсометричного плану (а) за вертикальними розрізами (б) [13]

 

Глибина залягання покладу – відстань по вертикалі від земної поверхні до покрівлі покладу.

В різних точках земної поверхні корисна копалина залягає на різних глибинах.

Геометричне місце точок на земній поверхні з однаковими відмітками значень глибин називають ізоглибиною, а сам графік – планом ізоглибин. [5]

Ізоглибини залягання покладу можна вважати ізопотужностями товщі порід, які покривають поклад. Тому визначення і способи побудови ізоглибин аналогічні побудові ізопотужностей.

 

 

 

Рис. 27. Побудова ізоглибин залягання пласта (за В. О. Букринським):[1]

а – профіль пласта і профіль поверхні;

б – план ізоглибин залягання пласта

 

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

 

 

Розділ IV

Запаси корисних копалин

Загальні відомості [7]

Поняття “запаси корисної копалини” в даному родовищі включає масову або об’ємну кількість корисної копалини та її компонентів, характеристику її форми, умов залягання, розміщення властивостей, технологію переробки і використання, а також ступінь вивченості та підготовленості до видобування і умови проведення гірничих робіт.

Підрахунком запасів називають визначення кількості мінеральної сировини в надрах в межах всього родовища або його частини.

Підрахунок запасів корисної копалини є важливою і відповідальною операцією, яка завершує всебічне вивчення родовища і визначає його промислову цінність. Підрахунок запасів підпорядкований основній вимозі – строгому обліку багатств надр, раціональному і комплексному їх використанню.

Всі розвідані запаси копалин в надрах, котрі служать чи можуть служити сировинною базою для всіх підприємств, які проектуються, діють або реконструюються, підлягають обов’язковій державній експертизі і затвердженню Державною Комісією України по запасах (ДКУЗ).

Комісія по запасах є вищим державним органом з перевірки, визначення (підрахунку) і затвердження запасів всіх видів корисних копалин. Її рішення є обов’язковими для всіх установ, організацій і підприємств, які проводять гірничодобувні та геологорозвідувальні роботи незалежно від їх галузевого підпорядкування.[18]

Підрахунок запасів здійснюють на кожній стадії розвідки і розробки родовища. Він є заключним етапом проведення геологорозвідувальних робіт.

Підрахунок запасів проводять з метою:

– оцінки родовища і обґрунтування проекту підприємства;

– обґрунтування експлуатаційних кошторисів, виробничих і капітальних затрат;

– обліку руху запасів і планування видобутку;

– проведення практичних розрахунків при експлуатації родовища.

Основні завдання підрахунку запасів полягають у визначенні:

– кількості корисної копалини в надрах з поділом її за сортами і категоріями розвіданності;

– якості корисної копалини;

– технологічних властивостей корисної копалини;

– геологічних і гірничотехнічних умов залягання, які визначають правильний вибір способу і послідовність його відпрацювання;

– ступеня достовірності параметрів, які характеризують кількість і якість корисної копалини і її промислову цінність.

Запаси корисних копалин підраховують за наявністю їх в надрах без врахування втрат в процесі видобування, збагачення та перероблення. Склад і властивості корисної копалини визначають в її природному стані. Запаси супутніх

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

корисних компонентів також підлягають обліку незалежно від видобування і подальшого перероблення.

4.1) Класифікація

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

[7]

§ За промисловим значенням запаси корисних копалин поділяються на балансові, умовно балансові і забалансові запаси родовища.

За господарським значенням 3.к.к. поділяють на: балансові — запаси, видобування і використання яких економічно доцільне і які повинні задовольняти кондиціям, встановленим для підрахунку запасів у надрах; забалансові — запаси, добування яких при досягнутому технічному рівні економічно недоцільне (внаслідок малої кількості, малої потужності покладу, низького вмісту корисних компонентів, особливої складності експлуатації або необхідності застосування дуже складних процесів переробки), але які надалі можуть бути об'єктом промислового освоєння; промислові — частина балансових запасів, що повинна бути вийнята з надр згідно з проектом або планом розвитку гірничих робіт; визначаються виключенням з балансових запасів проектних втрат і запасів, недоцільних до відробки.

До балансових запасів родовища належать запаси, які на момент оцінки згідно з техніко-економічними розрахунками можна економічно ефективно видобути і використати при сучаснійтехніці і технології видобутку та переробки мінеральної сировини, що забезпечують дотримання вимог раціонального, комплексного використання корисних копалин і охорони природи.

До умовно балансових запасів належать запаси, ефективність видобування і використання яких на момент оцінки не може бути однозначно визначена, а також запаси, що відповідають вимогам до балансових запасів, але з різних причин не можуть бути використані на момент оцінки.

До забалансових запасів родовища належать запаси, видобування і використання яких на момент оцінки є економічно недоцільним, але в майбутньому вони можуть стати об'єктом промислового значення. Якщо проектом доведена економічна доцільність відробки позабалансових запасів (або їхньої частини), то ці запаси повинні бути в установленому порядку переведені в балансові запаси.

§ За ступенем розвіданості, вивченості якості корисної копалини і гірничо-геологічних умов розробки запаси підрозділяють на чотири категорії — А, В, C1 і С2. Достовірність визначення знижується послідовно від категорії А до С2.[5]

Категорія А — запаси, які розвідано детально, що забезпечує повне виявлення умов залягання, форми і будови тіл корисної копалини, а також її якості і технологічних властивостей.

Категорія В — запаси, розвідані і вивчені детально, що забезпечує з'ясування основних особливостей умов залягання, форми і характеру будови тіл корисної копалини, а також її якості й основних технологічних властивостей.

Категорія C1 — запаси, розвідані і вивчені детально, що забезпечує з'ясування загальних умов залягання, форми і будови тіл корисної копалини, а також його якості і технологічних властивостей.

Категорія С2 — запаси, попередньо оцінені; кількість корисної копалини визначено за одиничними пробами і зразками.

Крім запасів категорій А, В, C1 і С2 для оцінки потенційних можливостей рудних зон, полів, басейнів і районів на основі загальних геологічних уявлень визначаються прогнозні ресурси корисних копалин.

§ За ступенем підготовленості до видобування запаси корисних копалин поділяються на розкриті, підготовлені та готові до виймання. В основу класифікації запасів корисних копалин за ступенем підготовленості до видобування покладено виконання певних видів гірничих робіт і проведення необхідних гірничих виробок.[1]

Розкриті -

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

1. При розробці родовищ підземним способом — це частина промислових запасів, для розробки яких не потрібні додаткові проведення капітальних гірничих розкривних виробок (шахтних стволів, штолень, капітальних квершлаґів, капітальних похилів і т.ін.).

2. При розробці родовищ відкритим способом — частина промислових запасів, для розробки яких виконано всі необхідні роботи з розкриття родовища або його ділянки, проведено дренажні виробки, нарізано уступи для укладання транспортних шляхів, пройдено траншеї і з'їзди і т.ін.

Із загальної кількості розкритих запасів за ступенем їх підготовленості до видобутку виділяють запаси підготовлені і готові до виїмки.

Підготовлені -

1. При розробці родовищ підземним способом — частина розкритих запасів, яку підсічено основними підготовчими виробками (штреками, або підняттєвими) і які не вимагають для подальшої підготовки до очисної виїмки проведення додаткових підготовчих виробок.

2. При розробці родовищ відкритим способом — частина розкритих запасів, не зачищених від породи, що залишилася після екскавації при розкривних роботах.

Готові до виїмки -

1. При розробці родовищ підземним способом — частина підготовлених запасів, для виїмки яких проведені всі підготовчі і нарізні виробки і закінчені роботи по підготовці очисних вибоїв.

2. При розробці родовищ відкритим способом — запаси, цілком зачищені, виїмка яких можлива без порушення правил технічній експлуатації і безпеки (збереження встановлених проектом ширини берм, повноти виїмки і т.ін.).

4.2) Оконтурювання родовищ корисних копалин

Контурами можуть бути:[3]

- природні межі тіл корисних копалин;

- лінія з нульовим вмістом корисного компонента;

- лінія з бортовим вмістом корисного компонента;

- лінія з мінімальною промисловою потужністю;

- лінії різних типів і сортів мінеральної сировини;

- лінії, які обмежують блоки тіла корисної копалини із запасами різних категорій;

- межі ділянок з різними гірничоексплуатаційними умовами розкриття і розробки родовища.

Установлення перелічених контурів на планах і розрізах за даними геологорозвідувальних і гірничих робіт називають оконтурюванням родовища.

Найчастіше родовища оконтурюють за бортовим вмістом корисного компонента або за мінімальною промисловою потужністю корисної копалини.

Під бортовим вмістом корисного компонента розуміють гранично низький промисловий вміст його в пробах, за яким оконтурюється родовище.

Мінімальний промисловий вміст корисної копалини - це така його величина в оконтуреному блоці або всьому родовищі, при якій дана сировина є промисловопридатною. Промисловий вміст вищий бортового.

Під мінімальною промисловою потужністю розуміють таку потужність, при меншій за яку розробка родовища практично недоцільна.

Розрізняють внутрішній і зовнішній контури (рис. 28.).

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

Рис.28. Побудова контурів покладу

 

Внутрішній контур - це лінія, яка з’єднує крайні розвідувальні виробки, які зустріли корисну копалину промислової кондиції за вмістом і потужністю.[4]

Зовнішній контур - це контур, який проходить через точки природної межі поширення корисної копалини. Часто - це лінія, де потужність дорівнює нулю. Тому її ще називають нульовим контуром.

Площу між внутрішнім і зовнішнім контурами називають між-контурною смугою.

 

 

4.3) Методи підрахунку площ

Основним параметром підрахунку запасів в об’ємній або масовій мірі є площа поширення покладу чи окремих його частин. Тому визначення площі є постійною операцією при підрахунку запасів будь-яким способом.[7]

Поверхні, площі яких підлягають визначенню, можуть бути плоскими і топографічними. Контури площ, які визначають, можуть бути ламаними або кривими лініями. Очевидно, що спосіб визначення площі зумовлюється характером поверхні покладу, формою обмежуючого контуру і способом підрахунку запасів.

Площу плоского контуру можна визначити одним із таких способів: аналітичним, геометричним - за формулами геометрично правильних фігур, планіметром, курвіметром і палеткою з паралельними лініями, палеткою точковою або квадратною.

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

Аналітичний спосіб[2]. Аналітично площу визначають за координатами х, у кутових точок контуру. На рис. 29 - це вершини 1-4 чотирикутника. Площа цієї фігури дорівнює алгебраїчній сумі площ трапецій, основами яких є ординати точок, а висотами - різниці абсцис. Площа трапеції дорівнює добутку півсуми основ на висоту. Враховуючи це, маємо:

 

Рис. 29. Аналітичний спосіб визначення площ

 

Геометрично площу визначають за формулами геометрично правильних фігур - трикутника, квадрата, прямокутника, трапеції тощо, на які розбивають шукану площу. Додаючи площі останніх і враховуючи масштаб креслення, одержують площу всієї фігури.

Великі площі криволінійних ділянок вимірюють за допомогою приладу - планіметра (Рис. 30.).[17]

Обчислюють площу, виміряну планіметром, за формулами:

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

S = c (N2-N1), якщо полюс знаходиться поза контуром фігури,

де N1 - показання лічильника планіметра до обведення контуру;

N2 - показання лічильника після обведення контуру шпилем планіметра;

с - ціна поділки планіметра або його коефіцієнт, який визначається шляхом вимірювання заздалегідь відомої площі в масштабі плану при певній довжині обвідного важеля планіметра і ділення цієї площі на різницю відліків до і після обведення контуру. Ціна поділки планіметра залежить від довжини обвідного важеля і масштабу плану;

Рис. 30. Планімер

 

При визначенні площ курвіметром(Рис. 31,а) і палеткою з паралельними лініями(Рис. 31,б), відстань між останніми мають дорівнювати 0,5; 1,0 або 2,0 см залежно від розмірів вимірюваної площі.[18]

Визначаючи площу цим способом палетку накладають так, щоб деякі дві її лінії дотикалися контуру в двох точках. Відрізки ліній палетки, які знаходяться в межах контуру послідовно прокочують (вимірюють) курвіметром. Їхні довжини цим приладом автоматично додаються і одержують площу контуру на плані в см2, якщо відстань між лініями палетки дорівнює 1 см. Після цього площу згідно з масштабом переводять в м².

 

а) б)

Рис.31 Вимірювання площі за допомогою курвіметра і палетки[16]

 

Часто для вимірювання площ використовують точкову або квадратну палетку (рис.32).[7]

Палетку накреслюють на прозорому папері. Відстань між точками приймають 0,5; 1,0 або 2,0 см залежно від розміру ділянки. Для невеликих площ - 3-4 дм² використовують сантиметрову палетку, в інших випадках - двосантиметрову. Бажано, щоб всередині контуру, площа якого визначається, було не менше 50 точок палетки.

а) б)

 

Рис. 32. Палетки для визначення площі:

а - точкова; б - квадратна

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

Для вимірювання площі палетку довільно накладають на контур плану і підраховують кількість точок чи квадратів всередині контуру (n) і кількість точок, що знаходяться на самому контурі (k). Площа, обмежена контуром, дорівнює Дійсну площу обчислюють за формулою:

,

де а – сторона квадрата в масштабі плану.

Площу, зазвичай, визначають двічі, по-різному орієнтуючи палетку, відносно контуру, і знаходять середнє арифметичне цих трьох визначень. Його й приймають за шукану площу.[3]

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

4.4) Способи підрахунку запасів корисних копалин

Багато які задачі, пов’язані з підрахунком запасів, розв’язують маркшейдерська і геологічна служби гірничих підприємств.[7]

Проекти розробки шахтного поля або поля розрізу ґрунтуються на балансових запасах, затверджених ДКУЗ і підрахованих за результатами детальної розвідки родовища. Указані балансові запаси шахти (розрізу) є вихідними для керування запасами на гірничому підприємстві. Оцінка їх надійності має ґрунтуватися на знанні матеріалів розвідки і застосованих способів підрахунку.

В практиці підрахунку запасів родовищ твердих корисних копалин застосовують більше 20 способів. Із них найпоширенішими є такі: середнього арифметичного, геологічних блоків, експлуатаційних блоків, розрізів (вертикальних і горизонтальних), багатокутників, трикутників, ізоліній, ізогіпс, середнього кута падіння, ділянок однакових кутів падіння. [1]

Слід відзначити, що названі способи не вичерпують всіх можливих способів підрахунку запасів. Тому в практиці підрахунку запасів не виключена можливість застосування поряд з названими інших способів або їх комбінацій.

Більшість покладів корисних копалин обмежена складними поверхнями. Точне відтворення і визначення їх за даними розвідки неможливо. Тому всі способи підрахунку запасів, які спираються на матеріали розвідки, ґрунтуються на принципі трансформації складних тіл в простіші, в межах яких і проводиться підрахунок запасів.

Способи підрахунку

1. При підрахунку запасів способом середнього арифметичного рудне тіло, обмежене складними поверхнями прирівнюють до покладу з постійною середньою потужністю (рис. 33.).

Запаси корисної копалини в об’ємній і масовій мірах, корисного компонента у масовій мірі підраховують за формулами:

Підрахунок запасів внутрішнього контуру

V_вк=S_ср.вк·m_ср, м³

V_вк - об’єм корисної копалини в межах внутрішнього контуру;

S_ср.вк - середня площа корисної копалини в межах внутрішнього контуру;

m_ср – середнє значення потужності;

m_ср=()/n

Q_вк=V_вк·γ, т

Q_вк – маса корисної копалини в межах внутрішнього контуру;

γ – об’ємна вага;

P_вк= т

P_вк – маса корисного компонента в межах внутрішнього контуру;

– середнє значення вмісту корисного компоненту;

=(с₁+ с₂+с₃+…+с_n)÷n

Підрахунок запасів міжконтурної смуги

V_мк=S_мк·m´_ср, м³

m´_ср=()/2n

Q_мк=V_мк·γ, т

P_мк= т

=(с₁+ с₂+с₃+…+с_n)÷2n

 

 

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

Рис. 33. Підрахунок запасів способом

середнього арифметичного

 

2. Спосіб геологічних блоків є різновидом способу середнього арифметичного і відрізняється від нього тим, що середні значення потужності і вмісту обчислюють не для всього родовища в цілому, а для окремих частин, які називають геологічними блоками[7]. При цьому способі поклад корисної копалини розчленяють на окремі геологічні блоки і підраховують запаси в межах кожного з них способом середнього арифметичного. Загальний запас за категоріями знаходять додаванням запасів окремих блоків. Тіло корисної копалини в даному випадку ніби перетворюється в сукупність зімкнених рівновеликих фігур, висота яких дорівнює середній потужності кожного блока (рис.34.).

Виділення контурів геологічних блоків виконують за такими ознаками:[3]

– оконтурюють блоки, обмежені диз’юнктивними порушеннями, розмивами корисної копалини та іншими природними межами;

– оконтурюють площі різних сортів корисної копалини;

– оконтурюють площі запасів з різним ступенем розвіданості;

–оконтурюють площі, які підлягають відпрацюванню як окремі експлуатаційні одиниці або призначені до відпрацювання в певній послідовності.

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

Рис.34. Розбиття тіла корисної копалини на геологічні блоки

 

3. Способом експлуатаційних блоків підраховують запаси руди і металу багатьох родовищ. При цьому тіло розчленовують розвідувальними і підготовчими гірничими виробками на окремі блоки і підраховують запаси по окремих блоках. Загальний запас ділянки або покладу знаходять як суму запасів окремих блоків(Рис. 35.)[2]

Рис. 35. Підрахунок запасів блока

 

Для визначення запасу металу, що знаходиться в даному блоці, необхідно знайти дійсну площу блока, його середню потужність, середню густину руди і середній вміст металу. Дійсну площу визначають з врахуванням кута падіння покладу. Потім обчислюють середню потужність по кожному перерізу блока. Знаючи середні потужності по перерізах, обчислюють середню потужність блока як середнє зважене по довжинах виробок.[7]

Аналогічно визначають середній вміст, тобто спочатку знаходять середній вміст по перерізах, а потім середній вміст по блоку.

4. При підрахунку запасів способом трикутників всі розвідувальні виробки на плані в межах підраховуваного контуру з’єднують прямими. Причому ці лінії мають не перетинатися. Внаслідок цього одержують сітку зімкнених трикутників (рис. 36, а). Якщо уявно через сторони цих трикутників перпендикулярно до площини проекції провести площини, то увесь поклад розіб’ється на сукупність зімкнених прямих косозрізаних трикутних призм, (рис. 36, б) загальний об’єм яких рівновеликий об’єму тіла корисної копалини. Довжини ребер цих призм визначаються потужністю покладу, зафіксованою у відповідних виробках.[1]

а) б)

 

Рис. 36. Схема підрахунку запасів способом трикутників

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

5.

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

Спосіб багатокутників називають також способом найближчих районів або способом А. К. Болдирьова за ім’ям професора Петроградського гірничого інституту, який в 1914 р. запропонував його для підрахунку запасів. Суть цього способу полягає у виділенні навколо кожної точки перетину корисної копалини розвідувальною виробкою ділянки, всі точки якої ближчі до цієї виробки, ніж до будь-якої іншої.(Рис. 37.)[5]

V=S·

 

Рис. 37. Побудова способу наближених районів

 

Способи підрахунку запасів пластових родовищ

1. Спосіб середнього кута падіння.При підрахунку запасів пластових родовищ, переважно вугільних, кількість корисної копалини установлюють у масовій мірі.

За умови, коли падіння пласта зберігає приблизно свою величину по всій площі підрахунку, то вона являє собою прямокутник, в межах якого спостереженнями установлюють: середній кут падіння d _ср пласта, середню нормальну потужність m _ср його і густину g _ср корисної копалини (рис. 38.)

При цьому запас корисної копалини в об’ємній мірі знаходять за формулою:

V= ср

де S _діл – площа блока в площині пласта, яку в свою чергу визначають за формулою

тут В – площа виділеного блока (ділянки на плані).

С – площа виділеного блока на вертикальній проекції.

 

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

 

Рис.38. Гіпсометричний план з витриманим кутом

падіння пласта[2]

У масовій мірі запаси корисної копалини знаходять за відомою формулою:

Q = Vg _cp, т.

Розглянутий спосіб дістав назву спосіб середнього кута падіння.

 

 

Розділ V

Втрати корисних копалин

5.1) Загальна характеристика

Незважаючи на високу забезпеченість нашої держави мінеральною сировиною, слід завжди мати на увазі, що вона невідтворна, а тому раціональне її використання без допущення невиправдано високих втрат набуває великої актуальності.

Перед тим, як розглянути визначення, облік втрат і збіднювання корисної копалини в процесі її видобування, попередньо необхідно мати уявлення про класифікацію втрат. Класифікація втрат твердих корисних копалин при розробці родовищ, особливості і деталі її подаються в галузевих інструкціях.[5]

Класифікацію втрат твердих корисних копалин проводять з метою:

– однакового обліку втрат корисних копалин за класами, групами і видами в процесі розробки родовищ;

– контролю за повнотою і якістю видобування корисної копалини з надр на різних стадіях технологічного процесу видобування;

– розв’язування практичних задач з раціонального і економного використання надр: порівняння рівня і аналізу видів втрат на різних підприємствах і за різних гірничо-геологічних умов розробки, виявлення економічних наслідків, зумовлених втратами, встановлення нормативів втрат тощо.

Втрати корисних копалин – це частина балансових запасів корисних копалин невидобута з надр при розробці родовища, видобута і відправлена в породні відвали, залишена в місцях навантаження, складування і транспортування.[4]

5.2 Класифікація втрат

В процесі видобування і переробки корисних копалин мають місце такі втрати:[7]

– втрати і збіднювання при видобуванні;

– втрати корисної копалини при її збагаченні;

– втрати при металургійній переробці.

 

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

Загальні втрати – сума втрат, зумовлених всіма причинами.

Проектні втрати – втрати, передбачені проектом розробки родовища або його частини. Ці втрати поділяють на нормативні – норми втрат, розраховані і затверджені в установленому порядку по басейнах, районах, родовищах тощо для застосовуваних систем розробки і їх різновидів, і на планові – передбачені календарним (річним чи квартальним) планом розвитку гірничих робіт відповідно до уточнених геологічних і гірничотехнічних умов експлуатації родовища згідно з нормативами втрат.

Фактичні – втрати, зумовлені процесом розробки родовища.[4]

Втрати і збіднювання корисних копалин при видобуванні поділяють на два класи:[5]

– загальнорудні (загальношахтні) – втрати в запобіжних ціликах, які залишають біля капітальних гірничих виробок різного призначення, під наземними і підземними будинками і спорудами, водоймами, в ціликах біля бурових свердловин і великих тектонічних порушень, в бар’єрних ціликах між шахтними полями, біля меж безпечного проведення гірничих робіт;

– експлуатаційні втрати і збіднювання. За фізичним станом їх поділяють на дві групи: втрати корисної копалини у масиві і втрати відбитої корисної копалини. Збіднювання поділяють теж на дві групи – первинне, яке відбувається в процесі відокремлення корисної копалини від масиву, і вторинне, утворюване при випуску і транспортуванні корисної копалини з блоку, при екскавації, навантажуванні і складуванні.

За джерелами виникнення розрізняють наступні види експлуатаційних втрат і збіднювання:[7]

– при підземній розробці – втрати по площі в ціликах біля підготовчих виробок (міжблокових, надштрекових, підштрекових) і в опорних ціликах всередині виїмкових ділянок; у виклинених частинах або апофізах рудних тіл; по потужності – в пачках корисної копалини, залишених в підошві чи покрівлі, між шарами при шаровій або селективній розробці; відбитої корисної копалини у виробленому просторі і в закладці, а також вивезеного разом з породою у відвали; збіднювання внаслідок прирізки бокових порід для створення необхідної ширини очисного простору; через включення в контур відпрацьовуваного блока прошарків порід, не віднесених до запасів блока; при випуску руди на контакті її з обваленими породами відпрацьованих блоків (секцій); спільна поява втрат і збіднювання при розробці тектонічно порушених ділянок покладів (пластів) і рудних тіл (вугільних пластів) складної конфігурації; через складність контакту корисної копалини під обваленими і налягаючими породами;

– при відкритій розробці – втрати при екскавації, навантаженні і транспортуванні; спільна поява втрат і збіднювання при видобуванні в приконтурних

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

зонах; на контактах корисної копалини з породними прошарками, які не включені у підраховані запаси; при підривних роботах.

Всі перераховані вище види втрат і збіднювання підлягають визначенню, нормуванню, плануванню та обліку.[18]

Втрати і збіднювання визначають за допомогою графоаналітичного аналізу розміщення корисних копалин в надрах за даними експлуатаційної розвідки чи даними опробування буропідривних свердловин, виходячи з параметрів технічно можливих варіантів відпрацювання запасів блока (ділянки). Підрахунки втрат і збіднювання виконують в блокових картах чи в книгах оперативного обліку, за якими двічі на рік складають звіти.

 

Змін.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

КМ.13.КР.00.01

 

Розділ VІ