Что такое горизонтальная мощность полезного ископаемого

Кроме площади распространения полезного ископаемого, которая устанавливается при оконтуривании, для подсчета запасов требуется знание значения средней мощности тела полезного ископаемого, среднего содержания полезных и вредных компонентов и других показателей, характеризующих качество сырья.

Как уже было указано выше, мощность тела полезного ископаемого устанавливается по данным разведочных и эксплуатационных выработок, а также естественных обнажений. В ряде случаев мощность тела полезного ископаемого определяется косвенными методами — расчетом, интерполяцией или экстраполяцией.

Для подсчета запасов, в зависимости от выбранной плоскости проекции тела, полезного ископаемого, мощности определяются: истинные, если тело проектируется на плоскость падения залежи, вертикальные — при подсчете запасов на горизонтальной проекции и горизонтальные — при подсчете запасов на вертикальной проекции.

При определении мощности тела полезного ископаемого по данным бурения вскрытая мощность устанавливается по интервалу проходки по полезной толщи, без учета величины выхода керна. Для проектирования разработки месторождения требуется знание истинной мощности тела полезного ископаемого, поэтому во всех случаях в отчете должны проводиться данные о его истинной мощности.

При разведке наклонными буровыми скважинами крутопадающих толщ скважина часто проходит не по какому-либо из трех названных направлении, а пересекает пласт по некоторому другому направлению.

Для перевода одного вида мощности в другой следует пользоваться следующими зависимостями.

При переходе к горизонтальной мощности:

При переходе к вертикальной мощности:

При переходе к истинной мощности:

где mг — горизонтальная мощность; mв — вертикальная мощность; mк — вскрытая мощность (по произвольному направлению); m — истинная или нормальная мощность; а — зенитный угол наклона скважины при подсечении тела полезного ископаемого; в — угол падения тела полезного ископаемого.

И.Н. Ушаков для перехода от вскрытой мощности к истинной предлагает обобщенную формулу

где у — угол наклона между осью секущей выработки и нормалью к напластованию.

Определение средних значений мощности тела полезного ископаемого в пределах отдельных подсчетных блоков при подсчете запасов минерального сырья, используемого металлургической промышленностью, чаще всего производится методом среднего арифметического по формуле:

где m — средняя мощность тела полезного ископаемого по под-счетному блоку; m1, m2, m3, …, mn — мощность в отдельных сечениях, находящихся в контуре блока; n — количество сечений, участвующих в вычислении средней мощности.

Метод среднего арифметического для использования средней мощности может быть применен во всех случаях, за исключением тех, когда изменение мощности тела полезного ископаемого происходит закономерно (например, постепенное выклинивание залежи по простиранию или падению), а выработки распределены неравномерно.

Однако при незакономерном изменении мощности тела полезного ископаемого в случаях очень больших колебаний в расстояниях между пунктами замеров мощностей применение метода среднего арифметического для вычисления средней мощности требует осторожного подхода. Возможно, что густая сеть выработок пройдена в местах раздува или пережима тела полезного ископаемого, и поскольку количество замеров мощности в этой части больше, удельный вес этих замеров будет непропорционально большим, а средняя мощность — искажена. В этом случае отрезок, на котором сгущена разведочная сеть, следует приравнивать к тому или иному количеству единичных замеров в зависимости от длины участков, характеризующихся отклонением мощности и принятой нормальной сети замеров на остальной части блока.

Средневзвешенный метод определения средней мощности применяется также при закономерном изменении мощности тела полезного ископаемого. Вычисление производят по формуле:

где m — средняя мощность тела полезного ископаемого в подсчетном блоке; m1, m2, m3, …, mn — мощность в отдельных пересечениях, находящихся в контуре блока; l1, l2, l3, …, ln — расстояние, на которое распространяется влияние данного замера мощности.

Определение средних содержаний полезных и вредных компонентов также производится методом среднего арифметического и среднего взвешенного.

Средние содержания полезных и вредных компонентов в пределах одного сечения всегда, за исключением случая, когда опробование производилось равными интервалами, должны определяться методом взвешивания на длину интервала опробования по формуле

где Cср — среднее содержание компонента в сечении; с1, с2, с3, …, сn— содержание компонента в отдельных пробах, участвующих в вычислении среднего; l1, l2, l3, …, ln — длина соответствующего интервала пробы.

Способ определения среднего содержания по подсчетному блоку обуславливается характером распределения компонентов в теле полезного ископаемого и расположением разведочных выработок. Работами И.В. Володомонова, В.И. Смирнова и других доказано, что применение метода среднего взвешенного для определения среднего содержания компонентов правильно лишь при наличии прямой или обратной корреляции между содержанием данного компонента и каким-либо другим параметром (мощностью, направлением по падению или простиранию и т. д.) при неравномерной сети выработок. Во всех остальных случаях среднее содержание компонентов следует вычислять способом среднего арифметического.

Л.Р. Залата и А.А. Петров рекомендуют вычисление среднего содержания производить методом среднего арифметического. К противоположному выводу приходят А.В. Карпов и Я.В. Краснов. По их мнению, определение среднего содержания компонента в блоке при наличии зависимости между мощностью и содержанием должно производиться методом среднего взвешенного.

Произведенный В.М. Борзуновым анализ причин различных выводов Л.Ф. Залаты и А.А. Петрова с одной стороны,

А.В. Карпова и Я.В. Краснова — с другой показывает, что при выборе способа вычисления среднего содержания следует учитывать не только наличие корреляционной связи между содержанием и мощностью, но и характер этой связи. Позднее эту мысль развили Е.О. Погребицкий и В.И. Терновой. Проведенные ими теоретические исследования на ряде моделей изменчивости содержания показали, что кроме общепринятых среднеарифметического и средневзвешенного значения показателей весьма важным при подсчете запасов является интегральное среднее содержание. Целесообразность использования того или иного способа вычисления среднего содержания зависит не только от величины изменчивости, но и от ее структуры. Применение метода среднеарифметического, по мнению Е.О. Погребицкого и В.И. Тернового, целесообразно при большом числе проб и незначительных расстояниях между ними. Во всех остальных случаях способ определения средних содержаний должен быть обоснован представлениями об изменчивости оруденения, причем авторы предпочитают среднеинтегральный способ вычисления среднего содержания и считают, что использование широко распространенного метода средневзвешенного весьма опасно при больших расстояниях между сечениями. По их мнению, погрешность определения среднего содержания может выходить в этом случае за пределы 20—40%.

Интегральное среднее всегда по величине является промежуточным между среднеарифметическим и средневзвешенным содержаниями и приближается то к одному, то к другому. Предложенная Е.О. Погребицким и В.И. Терновым формула вычисления среднеинтегрального содержания чрезвычайно громоздка и ее использование для вычисления среднего содержания компонентов на месторождениях нерудного металлургического сырья, характеризующихся невысокой степенью изменчивости, рекомендовано быть не может.

Как показывает опыт, применение традиционных способов вычисления среднего содержания на месторождениях нерудного металлургического сырья себя оправдывает.

При этом если изменение содержания не зависит от мощности или зависимость выражается уравнением прямой, вычисление среднего содержания следует производить методом среднего арифметического. При зависимости, выражающейся гиперболической кривой, вычисление среднего содержания должно производиться методом среднего взвешенного.

Вычисление среднего содержания компонента в блоке методом среднего арифметического производится по формуле

где Cср — среднее содержание компонента в блоке; с1, с2, с3, …, Cn — содержание компонента в отдельных пересечениях пласта; n — число пересечений, участвующих в выводе среднего.

Для определения среднего содержания в блоке методом среднего взвешенного применяются следующие формулы:

где m1, m2, m3,…, mn — мощность тела полезного ископаемого в отдельных опробованных сечениях; l1, l2, l3, …, ln — длина влияния соответствующего сечения по падению или простиранию; s1, s2, s3, … sn — площадь влияния соответствующего сечения, остальные обозначения те же.

Источник

Требования по рациональному использованию полезных ископаемых, охраны недр и окружающей среды предъявляют большие требования к изучению формы залежи и условий ее пространственного расположения в недрах. Под залежью полезного ископаемого -это пространственное тело в массиве горных пород, которое в качественном, количественном и экономическом отношении рентабельно для разработки.

С горно-геометрической точки зрения залежь представляет собой некоторую геометрическую форму (правильную или неправильную), ограниченную поверхностями раздела полезного ископаемого от вмещающих его горных пород. Поверхности раздела могут быть действительными и условными.

Залежи полезных ископаемых бывают простые и сложные:

– простые залежи– это залежи которые имеют правильную геометрическую форму(или близкое к нему форму залегания. Простые формы характерны для большинства угольных и жильных месторождений.

– сложные залежи– это залежи, которые имеют сложную криволинейную форму поверхности залегания. Примером сложных залежей являются штокверки, трубки, сложные в геоморфологическом отношении линзы.

Основной задачей геолого-маркшейдерской службы горнорудного предприятия, является определение формы и условий залегания залежи полезного ископаемого и правильное отображении их на планах и разрезах. Построение планов и разрезов производится по данным геологической разведки или маркшейдерских съемок и по ним определяют параметры залежи, которые называются элементами залегания.

К элементам залегания залежи относятся:

1) координаты х, у, z на контактах залежи с вмещающими породами;

2) линии простирания и падения поверхности (контакта) залежи;

3) дирекционный угол и угол падения залежи;

4) мощность залежи полезного ископаемого;

5) глубина залегания залежи.

Координаты точек наблюдения х,у,zна поверхности и в подземных горных выработках определяют по результатам маркшейдерских измерений.

Положение залежи в пространстве определяется двумя направлениями—линиями простирания и падения, относимыми к определенной точке висячего или лежачего бока залежи.

Линией простирания называют любую горизонтальную линию, принадлежащую поверхности лежачего или висячего бока залежи.

Линией падения залежи называют линию наибольшего ската плоскости лежачего или висячего бока залежи. Линия простирания и линия падения, исходящие из одной фиксированной точки, определяются ориентирующими углами от северного конца истинного, осевого или магнитного меридианов.

Дирекционным углом (α) линии простирания называют угол, отсчитываемый от положительного направления оси х, осевого меридиана по ходу часовой стрелки до направления линии простирания. Дирекционный угол изменяется от 0 до 360 градусов.

Углом падения залежи (δ) называется между линией падения залежи и горизонтальной плоскостью. На рис. 26,а показан угол падения δ. Здесь Н—H—след горизонтальной плоскости. Угол δ изменяется от 0 до 90°.

На рис. 23 а,б показан угольный пласт К иэлементы залегания пласта α,δ. Здесь аа — линия простирания пласта, bc — линия падения пласта и замерены дирекционный угол (α) линии простирания пласта и угол линии падения пласта (δ).

Мощностью залежи (т)называется расстояние между поверхностями висячего и лежачего боков залежи. В зависимости от направления мощности делятся на горизонтальную, вертикальную, наклонную и видимую.

Глубиной залегания залежи (h)называется расстояние по отвесной линии от точки на земной поверхности до точки, принадлежащей висячему боку залежи.

Рис. 23. Элементы залегания пласта:

а —общий вид; б — простирание пласта в плане

В практике разработки месторождений полезных ископаемых существуют два способа определения элементов залегания залежи: непосредственный и косвенный. Если возможность замерить элементы залегания в натуре, то такой способ определения элементов залегания называется непосредственным. Часто при разведке и разработке залежи не всегда удается измерить все элементы залегания в натуре. В таком случае элементы залегания залежи определяют графически или аналитически, который называется косвенным способом.

Рассмотрим методику определения элементов залегания залежи: 1.Выработка проходит по залежи и вскрывает висячий или лежачий бок последней (рис.24 а,б,в). Штрек проходит по залежи и полностью вскрывает висячий или лежачий бок. Для определения элементов залегания на стенке горной выработки выбирают участок, где четко видны почва и кровля залежи. Намечают точки А и В и между ними натягивают горизонтально шнур, буссоль Б-2 и по северному концу стрелки берут отсчет, который будет магнитным азимутом линии простирания.

Рис. 24. Определение элементов залегания пласта висячими элементами:

а—в штреке; б—в квершлаге; в—в квершлаге с помощью перекрещивающихся шнуров.

Для определения угла падения δ выбирают на поверхности кровли или почвы пласта точки С и D, между ними натягивают шнур. Подвешивают на него подвесной полукруг и непосредственным отсчетом по отвесу полукруга определяют δ пласта.

Требуется определить истинное простирание пласта α и истинный угол падения пласта δ,например аналитическим способом(рис.25). Опуская промежуточные выводы, можно написать:

(2)

(3)

(4)

Рис. 25. Графическое определение элементов залегания пласта по двум видимым падениям:

а-зарисовка стенок шурфа; б-план; в — вспомогательный разрез.

В горной практике существуют графические способы определения элементов залегания залежи. Например, на рис.26 по планам геологической разведки (рис, 26,а) и плану горных работ (рис,26,б) видно определении элементов залегания залежи.

Рис. 26. Определение простирания и угла падения залежи:

а — по прямой и точке вне прямой; б — по координатам трех скважин

Модуль 2.

Лекция 5. Геометризация формы залежи и положение залежи в недрах. Геометризация мощности залежи. Геометризация глубины залегания залежи полезного ископаемого, методы их построения и практическое значение.

Мощность залежи полезного ископаемого в разных точках различна. При определении мощности ее значение относят к точкам висячего бока залежи. Мощность залежи на гипсометрических планах отображают в изолиниях мощности, которое называется изомощностями. Изомощность—это геометрическое место точек с одинаковыми значениями мощности по нормали к плоскости проекции.

Система изомощностей на плоскости проекции представляет изображение поверхности топографического вида. Эта поверхность реально в природе не существует. Геометрически она представляет топографическую поверхность залежи (рис.27).

Рис. 27 –Гипсометрический планмощности залежи: а – вертикальный разрез; б – залежь, осажденная на горизонтальную плоскость; в – изомощности залежи: 1 – поверхность кровли; 2 – залежь; 3 – поверхность почвы; 4 – поверхность осажденной залежи

Сущность этого способа заключается в том, что форму залежи на разрезе строят в виде «осажденной поверхности» и далее строят топографическую поверхность изомощностей.

На рис.28представлен другой пример из практики как строят гипсометрический план изомощностей.

Глубина залегания залежи – расстояние по вертикали от земной поверхности до кровли залежи. В разных точках земной поверхности полезное ископаемое залегает на разных глубинах. Геометрическое место точек на земной поверхности с одинаковыми отметками значений глубин называют изоглубиной. Изоглубины залегания — изомощности толщи вмещающих пород над залежью. Поэтому определения и способы построения изоглубин аналогичны построениям изомощностей. Гипсометрический план изоглубин можно поострить путем вычитания гипсомктрических планов из поверхностей рельефа и кровли залежи.

По изоглубинам, как по изомощностям вскрыши (покрывающей толщи пород), определяют с помощью объемной палетки П.К. Соболевского объемы вскрышных работ при открытых разработках. Изоглубины строят для определения коэффициентов вскрыши путем деления изоглубин залегания на изомощности залежи.

Изоглубина с отметкой ноль — это линия выхода висячего бока залежи на земную поверхность. На плане линию выхода определяют как линию пересечения одноименных горизонталей земной поверхности и висячего бока залежи.

Если на участке месторождения имеются наносы с определенной средней глубиной, то изоглубина залегания полезного ископаемого с отметкой, равной средней глубине наносов, есть линия выхода висячего бока залежи под наносы. Знать эту линию необходимо при задании разведочных шурфов или скважин для уточнения выхода залежи под наносы..

Рис. 28. Гипсометрический план изомощностей: а – план; б –разрез по II—II; в, г – возможные планы изомощностей; д – план поверхности кровли; е – план поверхности почвы залежи

Геометризация формы залежи и положение залежи в недрах. На плане поверхностей топографического вида изображают изогипсами или горизонталями. Геометрические графики называют гипсометрическими или структурными планами (картами).

Построение гипсометрических планов по данным разведки проводят непосредственным и косвенным способами.

Пример построения гипсометрического плана показан на рис. 29.

Рис. 29.Профиль и гипсометрический план залежи: а — разрез по линии I— I’; б — план поверхности кровли и почвы залежи

Гипсометрические планы, построенные с учетом данных горных работ и элементов залегания, более точно отображают поверхность залежи, чем планы, построенные по данным разведки. Их используют при прогнозировании показателей залежи и решении текущих задач при разработке соседних участков месторождения.

Рис. 30.Разрезы (а) и план в изогипсах (б) поверхности почвы и кровли залежи с одинаковым средним значением содержания компонента

На рис.30 изображен гипсометрический план в изогипсах. Построение изогипс выполнено с помощью градуирования профилей на разрезах.

Дата добавления: 2016-11-18; просмотров: 4324 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов