Лекция 9. Способы определения плотности полезного ископаемого. Способы определение мощности залежи. Определение содержания полезного компонента.

Определение плотности полезных ископаемых в массиве. Под плотностью горной породы понимают отношение массы горной породы к ее полному объему, т.е.:

(15)

где Q -масса пробы полезного ископаемого,т; V - объем пространства, из которого добыта проба, м³.

Существуют три способа определения плотности полезных ископаемых в массиве – пробной вырубки, лабораторный и лабораторно-аналитический.

Способ пробной вырубки. Данный способ применяют при определении плотности сравнительно слабых пород, трещиноватых, пористых или сильно обогащенных посторонними включениями. В горной выработке или на уступе (при открытой разработке) тщательно выравнивают поверхность забоя или уступа и проводят вырубку полезного ископаемого 2-5 м³ без применения ВВ. Всю добытую массу полезного ископаемого несколько раз взвешивают, а объем тщательно замеряют маркшейдерским способами. По формуле (15) определяем плотность полезного ископаемого.

Для получения надежных значений пробные вырубки повторяют несколько раз при одних и тех же условиях. Ошибка единичного определения плотности не должна превышать 2—3 % в благоприятных условиях и 4—5 % в неблагоприятных условиях.

Лабораторный способ. При лабораторном способе определения плотности твердых полезных ископаемых заключается во взвешивании:

- образца в воздухе;

- образца и определения в мерном сосуде его объема;

- в воде раздробленного в порошок образца.

Сосуд с водой до высыпания в него порошка также взвешивают. Эти две массы позволяют определить плотность полезного ископаемого.

Плотность можно определить методом гидростатического взвешивания. Для определения γ отбирают образцы (куски) полезного ископаемого массой 250—300 г. Если образцы пористые, не размокающие в воде, то определение ведут в следующей последовательности. Очищают образец от мелких осколков и пыли, и взвешивают на технических весах дважды с точностью до 0,1 г и определяют его среднюю массу (до насыщения водой) P₁ (г).

Плотность образца

(16)

Плотность сильно пористых и размокающих в воде пород определяют с парафинированием образцов по формуле

 

(17)

где P₁ и P₂ – массы образца до и после парафинирования; P₃ – масса погруженного в воду запарафинированного образца; Δ – плотность парафина.

Плотность полезного ископаемого в залежи сложного строения

 

(18)

 

где – плотность отдельных разновидностей полезного ископаемого; P_i – вес, в качестве которого принимают мощности прослоев отдельных пород полезного ископаемого. Для получения более точных значений γ следует брать большее число образцов.

Лабораторно-аналитический способ основан на вычислении плотности в зависимости от содержания компонентов или примесей, оказывающих большое влияние на нее. Лабораторно-аналитический способ определения γ выполняется в специальных лабораториях на предприятиях или в научно-исследовательских организациях.

Способы определение мощности залежи. При равномерном распределении точек, в которых измерены численные значения мощности

(19)

При неравномерном распределении точек необходимо установить средневзвешенную мощность по формулам

 

или (20)

где m _i – мощность в различных точках замера; S_i – площади «ближайших районов», тяготеющих к точкам замера; l_i – интервалы, тяготеющие к точкам замера.

Определение содержания полезного компонента.. При определении среднего содержания полезного компонента возможно несколько случаев, из которых рассмотрим только часто встречающиеся.

При равномерном распределении точек, в которых устанавливают содержание, и незначительном колебании мощности m

(21)

При равномерном распределении точек, в которых устанавливают содержания, и значительном колебании мощности

 

(22)

 

При неравномерном распределении точек и незначительном колебании мощности m по площади

 

(23)

 

При опробовании залежи полезного ископаемого бороздовыми пробами разной длины

(24)

 

При неравномерном колебании точек, в которых определяются содержания, и значительном колебании мощности m

(25)

При вычислении средних по сечениям и выработкам

 

(26)

 

При неравномерном распределении точек опробования и значительных колебаниях γ и m

(27)

или

(28)

 

где c_i – численные значения содержания в различных точках; F_i – площади «ближайших районов», тяготеющие к точкам; l_i – интервалы, тяготеющие к различным точкам (при вычислении по сечению); l_i’ – длина борозды при бороздовом опробовании.

При определении среднего содержания полезного компонента на некоторых месторождениях встречаются одна или две пробы с высоким содержанием, которые называются «ураганные пробы». Ураганные пробы могут оказать влияние на точность определения среднего содержания полезного компонента. В литературе есть много специальных методов их определения, необходимых для исключения погрешностей.

 

Лекция.10.Подсчет запасов полезных ископаемых и их практическое значение. Параметры подсчета запасов. Подсчет запасов полезных ископаемых имеет очень большое практическое значение при освоении месторождения. Оценку запасов выполняют раздельно по геологической изученности, экономической целесообразности, технологичности запасов и экономической эффективности их разработки.

Подсчитанные запасы обозначают, например угля, семизначным кодовым числом, в котором:

- первая цифра указывает на группу запасов по экономической эффективности разработки, а именно: 1- эффективные, 2- малоэффективные и 3- не эффективные;

- вторая цифра указывает технологическую группу запасов: 1- высокотехнологичные,2- технологичные, 3- ограниченно технологичные, 4- нетехнологичные;

-третья цифрахарактеризует направления использования углей: 1- для коксования, 2- для энергетики, 3- другие направления использования (получения жидкого топлива, горного воска и др.);

- четвертая, пятая, шестая, седьмая цифры характеризуют запасы по степени изученности: 1- категория А, 2- категория В, 3- категория С, 4- категория Д.

Отсутствие запасов одной из категорий обозначают нулем. Например, код 1210230 означает, что подсчитаны эффективные, технологические запасы коксующихся углей по категориям В и С.

Параметры подсчета запасов. Материалы, необходимые для подсчета запасов на каждой стадии освоения месторождений и другие требования определяет ГКЗ. Они состоят из текстовой, цифровой и графической частей. Для каждого предприятия определены пакет необходимых графических материалов, масштабы и другие условия. Маркшейдерские графические материалы должны быть масштаба 1:500 - 1: 10000. Результаты документации и опробования по разведочным и горным выработкам, маркшейдерские съемки должны быть отражены на планах и разрезах. На планах и разрезах с учетом степени изученности месторождения производят построение контуров участков (блоков) по категориям запасов.

Основными параметрами подсчета запасов являются площадь S, мощность m, плотность , содержание c.

Объем залежи

(29)

Запасы руды (или полезного ископаемого)

(30)

Запасы полезного компонента (или металла)

, (31)

 

где S– площадь залежи или его части, м²; m- мощность залежи, м; c - среднее содержание полезного компонента, %; - плотность полезного ископаемого в массиве, т/м³.