Оконтуривание и блокировка запасов полезных ископаемых

Оконтуривание запасов. Запасы полезных ископаемых подсчитываются в установленных контурах. При построении подсчетных контуров максимально учитываются геологические данные, определяющие закономерности пространственного размещения полезных ископаемых в структурах земной коры, и требования горной технологии, обеспечивающие рациональное использование недр и высокую экономическую эффективность разработки месторождения.

Оконтуривание запасов в недрах сводится к проведению общего промышленного контура, которым запасы полезного ископаемого ограничиваются от вмещающих их пород. В пределах общего контура выделяются участки и блоки, различные по строению, морфологии, степени разведанности или составу полезного ископаемого. Эта операция называется блокировкой запасов.

Оконтуривание запасов по результатам геологоразведочных работ производится последовательно – сначала по разведочным пересечениям, затем по разведочным разрезам и после этого – в продольных плоскостях продуктивных залежей.

Оконтуривание запасов по разведочному пересечению производится по данным геологической документации и сплошного опробования разведочных скважин или горных выработок в соответствии с утвержденными кондициями к подсчету запасов. Если продуктивные интервалы полезного ископаемого выделяются макроскопически, по данным геолого-геофизической документации, в задачу оконтурива- ния входит только проверка их соответствия установленным кондициям. Кондиционными считаются интервалы с содержанием полезных компонентов не ниже установленного минимального промышленного и с содержанием вредных примесей нс более установленного предела при мощностях нс ниже рабочей мощности (или соответствующего метропроцента). Интервалы вмещающих пород (и некондиционных полезных ископаемых) мощностью менее допустимой максимальной мощности пустых прослоев включаются в продуктивный интервал с учетом их разубоживающего влияния, а участки с большими мощностями остаются за пределами продуктивных интервалов.

Если продуктивные интервалы не поддаются выделению, по данным геологогеофизической документации, они выявляются по результатам опробования. Детальность оконтуривания продуктивных интервалов зависит в этих случаях от размеров интервальных проб. Чем меньше их размеры, тем детальнее выявляются особенности строения продуктивных участков и тем точнее проводятся их контуры. Выделение продуктивных интервалов производится по заданному минимальному промышленному или бортовому содержанию полезного компонента. В последнем случае необходимо, чтобы среднее содержание но выделенному продуктивному интервалу было бы не ниже минимального промышленного. Как и в первом случае, выделение рудных интервалов и разделяющих их участков вмещающих пород производится на основе кондиций (рабочей мощности, максимальной мощности пустого прослоя и требований к подсчету коэффициента рудоносности, а выделение общей продуктивности зоны – с учетом геолого-структурных особенностей разреза рудовмещающих пород.

При оконтуривании полезных ископаемых, опробованных по двум стенкам разведочных горных выработок, данные опробования каждого интервала осредня- югея, а продуктивные интервалы и участки пустых пород выделяются по средним значениям обеих проб. При нарушении этого требования контуры тел полезных ископаемых приобретают несвойственную им зигзагообразность, природа которых связана только с недостатком эмпирических данных.

При оконтуривании запасов в плоскостях разведочных разрезов и в продольных плоскостях продуктивных залежей или зон данные по разведочным пересечениям распространяются на прилегающие к ним минерализованные участки недр. Оконтуривание производится сначала в плоскостях поперечных геологических (разведочных) разрезов, а затем на вертикальных или горизонтальных проекциях продуктивных залежей или зон. Контуры продуктивных площадей проводятся методом интерполяции данных между двумя смежными разведочными пересечениями или путем их экстраполяции за пределы разведочных пересечений. Если в смежном пересечении полезная минерализация не выявлена, экстраполяция называется ограниченной; если же данное разведочное пересечение является крайним, то экстраполяция называется неограниченной. В соответствии с этим различают вну тренние контуры, проведенные методом интерполяции через разведочные пересечения, вскрывшие кондиционные участки полезных ископаемых, и внешние контуры, проведенные методами ограниченной или неограниченной экстраполяции за пределами кондиционных разведочных пересечений.

При построении разведочных разрезов геолог не располагает сведениями о геологическом строении участков и свойствах полезного ископаемого между смежными разведочными пересечениями и тем более за их пределами. Поэтому задача оконтуривания запасов по разведочным разрезам в отличие от оконтуривания их по разведочным пересечениям всегда в большей или в меньшей степени неопределенна.

При обобщении фактических данных допускается, что контуры запасов между смежными пересечениями изменяются по закону прямой. Если в соседнем пересечении рудный интервал нс обнаруживается, то экстраполяция контура ограничивается серединой расстояния между обеими выработками. При неограниченной экстраполяции задача оконтуривания решается еще более приближенно. В то же время заведомо известно, что контуры запасов изменяются не по линейным, а по более сложным законам, участки же выклинивания залежей или зон не зависят от расположения выработок разведочной сети.

Оконтуриванию запасов по разведочным разрезам предшествует обобщение геологических данных, построение и взаимоувязка поперечных и продольных геологических разрезов, поскольку рудовмещающие геологические структуры значительно лучше выдерживаются по различным направлениям и обладают более крупными размерами, чем приуроченные к ним тела полезных ископаемых. После обобщения геологических данных на разрезы выносятся толщи «благоприятных» пород, зоны их гидротермального изменения, аномальные геофизические и геохимические поля и другие элементы геологического строения, определяющие возможные пределы пространственного размещения потенциально рудоносных образований. В контурах потенциально рудоносных образований отдельные рудные интервалы и группы сближенных рудных интервалов увязываются в продуктивные залежи, а при наличии достаточных фактических данных и в более мелкие скопления полезных ископаемых.

Для уверенной взаимной увязки всех интервалов с кондиционным содержанием полезных компонентов необходимо располагать исчерпывающими полными данными о геологическом строении полезного ископаемого, количестве последовательных структурных уровней, масштабах и морфологических особенностях скоплений полезного ископаемого на разных структурных уровнях. Для того чтобы объединить в едином контуре два рудных интервала по смежным разведочным пересечениям, нужно быть уверенным в том, что оба они принадлежат к одному и тому же скоплению полезного ископаемого. Если же по совокупности геологических данных такой уверенности нет, то в едином контуре должны объединяться геологически однородные группы сближенных рудных интервалов. В практике геологоразведочных работ это требование нередко нарушается. Иногда в единые рудные тела объединяются маломощные рудные интервалы или рудные пересечения, расположенные в литологически различных породах или в разных тектонических блоках.

Фактические данные, обосновывающие представления о внутреннем строении полезных ископаемых, морфологии и условиях залегания отдельных рудных скоплений, могут быть получены только путем детального геологического изучения и опробования участков горно-эксплуатационных работ или детализационных разведочных участков, на которых выборочная сеть наблюдений сгущена до экономически допустимого предела. При оконтуривании полезных ископаемых прерывистого строения эти наблюдения по аналогии переносятся на смежные участки сходного геологического строения. Таким образом, важнейшая задача оконтуривания запасов в разведочных разрезах сводится к установлению того уровня в строении полезного ископаемого, для которого при данной густоте разведочной сети допустима геометризация его практически сплошных кондиционных скоплений. Нарушение этого требования приводит к крупным ошибкам оконтуривания (рис. 4.3.1), искажениям представлений о строении и качестве полезного ископаемого.

Рис. 4.3.1. Пример оконтуривания рудной залежи по данным опробования обеих стенок орта:

• 1 – места отбора проб (черный цвет – с кондиционным, белый – с некондиционным содержаниями); 2 – контур, проведенный по средним значениям, выведенным по двум противоположным пробам;
• 3 – контур, проведенный по содержаниям проб в каждой стенке без их усреднения:

Рис. 4.3.2. Пример необоснованного оконтуривания мелких линзоподобных тел по недостаточным разведочным данным:

1 – истинные контуры скоплений; 2 – рудные скважины; 3 – пустые скважины; 4 – необоснованно проведенные контуры; 5 – правильный вариант оконтуривания залежи с учетом пустых участков с помощью коэффициента рудоносности (~0,48)

На рис. 4.3.2 приведен пример необоснованного оконтуривания пустых участков и мелких линзоподобных рудных скоплений при разведке пластовой залежи прерывистого строения сетью буровых скважин. Редкая сеть разведочных пересечений не выявляет даже самых основных закономерностей размещения пустых участков и рудных линз в общем промышленном контуре. По совокупности приведенных разведочных данных можно в лучшем случае провести только общий промышленный контур, а степень рудонасыщенности пластовой залежи оценить с помощью коэффи циента рудш ioci юс ги.

Из рассмотрения схемы видно, что редкая есть буровых скважин нс позволяет выявить даже самые основные закономерности размещения пустых участков в контуре промышленного оруденения прерывистой залежи. Поэтому оконтуривание отдельных безрудных блоков с применением формальных геометрических приемов геологически необоснованно. Оно приводит к представлениям о наличии нескольких субпараллсльных рудных линз с технологически сплошным внутренним строс-

нием. Очевидно, что при сгущении сети эти представления не подтвердятся, поскольку в проведенных контурах промышленного оруденения выявятся многочисленные безрудные участки, а за их пределами – не учтенные ранее рудные линзы или их участки. В подобных случаях уверенно можно провести только общий контур всей рудной залежи, а влияние пустых «окон» учесть с помощью коэффициента рудоносности.

Оконтуривание участков залежей, расположенных за пределами разведочных выработок, производится с максимальным использованием геологических данных, полученных в результате разведки месторождения. Установленные таким путем запасы относятся в большинстве случаев к категории С2.

Поскольку запасы категории С2 определяют промышленные перспективы месторождений и служат основанием для проектирования дальнейших геологоразведочных работ, экстраполяция внешних, контуров должна отличаться известной смелостью, но лишь в пределах перспективных рудовмещающих структур, достаточно обоснованных с геологической точки зрения. Так, например, для оконтуривания рудных залежей инфильтрационного происхождения могут быть использованы данные о положении межпластовых зон окисления и о распространении литологически благоприятных горизонтов вмещающих пород (рис. 4.3.3), а для проведения внешних контуров – данные о связи оруденения с благоприятными рудовмещающими структурами или элементы склонения рудных тел (рис. 4.3.4).

Рис. 4.3.3. Схема проведения внешнего контура с использованием геологических критериев контроля оруденения на инфильтрационном месторождении:

I – блоки рудной залежи, разведанные по категории С/ (внутренний контур);

• 2 – блоки категории С2, оконтуренные с помощью геологических приемов экстраполяции;
• 3 – площадь распространения песчаников, благоприятных для локализации оруденения;
• 4 – контуры линз песчаников; 5 – границы зоны межпластового окисления; б – внешний контур залежи; 7 – рудные скважины; 8 – пустые скважины

Формальные геометрически приемы проведения внешних контуров рудных тел за пределами разведочных выработок могут применяться только в тех случаях, когда возможности всех остальных полностью исчерпаны или когда для применения геологических приемов недостает фактических данных.

При возможностях многовариантной увязки разведочных данных необходимо выяснить геологические причины локализации скоплений полезных ископаемых. Так, например, формальная увязка контуров рудных тел между тремя разведочными ортами возможна несколькими способами, однако с учетом рудоконтролирующей роли дайки и пострудного нарушения единственно верным является вариант, показанный на рис. 4.3.5.

Рис. 4.3.4. Проведение внешнего контура рудной залежи по элементам ее склонения: 1 – экранирующая дайка; часть рудной залежи; 2 – разведанная часть рудной залежи;

3 – штреки и орты; 4 – внешний контур

Рис. 4.3.5. Примеры многовариантной увязки смежных рудных интервалов (а, 6, в) и единственно верный вариант увязки (г), учитывающий влияние геологической обстановки

При проведении контура между двумя разведочными пересечениями, из которых одно вскрывает интервал с кондиционным содержанием полезного компонента, а другое с некондиционным, из-за недостатка фактических данных обычно применяются формально-геометрические приемы оконтуривания:

• а) по крайним кондиционным выработкам;
• б) на половине, трети или четверти расстояния между разведочными пересечениями с выклиниванием на точку или без выклинивания в зависимости от геологических представлений о характере выклинивания залежей и от близости геологоразведочных параметров по рудному пересечению.

Ограничение контура крайними разведочными пересечениями, вскрывшими кондиционные содержания полезных компонентов, производится обычно при подсчете разведанных запасов по категориям А и В. При подсчетах запасов категории

Ci чаще допускается ограниченная экстраполяция данных и контур проводится между кондиционным и пустым разведочными пересечениями.

Повышению достоверности оконтуривания запасов способствует детальное изучение естественных форм выклинивания, тел полезных ископаемых. Они могут быть связаны с затуханием процесса минерализации, изменениями фациального состава вмещающих пород, с дорудными экранирующими структурами или с пострудными тектоническими нарушениями. В зависимости от этого экстраполяцию их внешних и внутренних контуров следует проводить с учетом конкретных геологических данных.

Максимальный учет геолого-структурной позиции залежей полезных ископаемых особенно важен при проведении внешних контуров методами неограниченной экстраполяции промышленных запасов категории С;. Поскольку эти запасы определяют промышленные перспективы месторождения и служат основой для проектирования детальных геологоразведочных работ, экстраполяция внешних контуров должна базироваться на солидных геологических прогнозах, но в то же время отличаться смелостью в пределах благоприятных геологических структур.

После оконтуривания запасов по каждому поперечному разрезу их контуры увязываются друг с другом в продольном направлении и выносятся на продольные проекции продуктивных залежей или зон. При этом также учитываются все выявленные связи полезной минерализации с рудовмешающими структурами, геологические элементы, определяющие склонения залежей, изменения литологического или фациального состава вмещающих пород, экранирующие структуры и др.

Формальные геометрические приемы проведения контуров применяются только в тех случаях, когда возможности использования геологической информации полностью исчерпаны. При этом выбор расстояния между внешним и внутренним контурами зависит от представлений о степени изменчивости морфологии продуктивной залежи или зоны (от двойной и более до одинарной или половинной длины между смежными разведочными пересечениями). Иногда нижний внешний контур сводится в одну точку, расположенную на некоторой глубине.

Блокировка запасов. Кроме обобщающих контуров продуктивных зон, залежей и скоплений полезных ископаемых при подсчете запасов проводятся внутренние сортовые и блоковые контуры (рис. 4.3.6).

Рис. 4.3.6. Пример блокировки запасов рудного месторождения:

• 1 – рудные штреки и восстающие; 2 – безрудные штреки и восстающие;
• 5 -рудные канавы; 3 – безрудные канавы; 5 – рудные скважины; 6 – безрудные скважины

Сортовыми контурами ограничиваются зоны окисленных или регенерированных руд и участки, сложенные различными технологическими типами или сортом полезного ископаемого. При этом учитываются особенности гипергенной минералогической зональности и геологического строения участка месторождения – положение современного и древних уровней подземных вод, степень трещиноватости и водопроницаемости вмещающих пород, наличие тектонических нарушений и др. Выявление и оконтуривание природных типов и сорта полезных ископаемых имеет практический смысл только в тех случаях, если предполагается их селективная добыча и переработка. Поэтому сортовыми контурами разделяются нс столько природные, сколько технологические типы и сорт полезных ископаемых.

Сортовыми контурами разделяются также обогащенные и обедненные участки полезных ископаемых, в частности, концентрационные рудные столбы и разделяющие их участки убогих руд.

Блоковыми контурами ограничиваются отдельные подсчстные блоки, которые должны отвечать требованиям геологической и технологической однородности, находиться в одинаковых горнотехнических условиях и не превышать по запасам установленных кондициями пределов. Нельзя объединять в контурах одного блока участки, различные по составу, качеству и строению полезного ископаемого, участки, резко различающиеся по мощности или по условиям залегания.

Рис. 4.3.7. Продольная проекция на горизонтальную плоскость блоков различной продуктивность месторождения Количикан-2 Хиагдинского рудного поля (по Е.А. Митрофанову)

Для обеспечения единства горнотехнических условий в пределах подсчетных блоков должны сохраняться основные физические свойства полезного ископаемого (устойчивость, крепость, сыпучесть), примерно одинаковый характер изменчивости важнейших геологоразведочных параметров, их приуроченность к горизонтам и этажам горных работ и расположение относительно горнокапитальных и горноподготовительных выработок. Для месторождений III группы (со сложной морфологией тел полезных ископаемых и большой изменчивостью содержаний полезных компонентов), запасы отдельных блоков не должны превышать годовой добычи проектируемого го