Подготовленность месторождения к промышленному освоению запасов полезных ископаемых

Согласно Основам Законодательства России о недрах, проектирование предприятий по добыче полезных ископаемых может производиться только после утверждения их запасов и передачи месторождений для промышленного освоения.
Для составления технически правильного и экономически наиболее выгодного проекта разработки месторождения необходимо иметь полноценные материалы, позволяющие выбрать рациональный способ вскрытия и систему разработки месторождения, технологию обогащения и переработки минерального сырья, площади для производственного и жилищного строительства, источники водоснабжения и ряд других конкретных сведений геологического, горнотехнического и экономического характера. Все эти материалы и сведения должны быть собраны в процессе производства геологоразведочных работ. Вследствие этого действующая Классификация запасов месторождений твердых полезных ископаемых предусматривает ряд условий, при выполнении которых месторождение может быть признано подготовленным для промышленного освоения. Одним из основных условий является необходимая степень разведанности передаваемых в промышленное освоение запасов. Критерием степени разведанности месторождения является, соотношение запасов разных категорий, которое устанавливается для месторождений каждой группы, характеризующейся определенной сложностью геологического строения.
Чтобы облегчить задачу разведчиков при определении группы месторождения, ГКЗ России в инструкциях по применению классификации запасов к отдельным видам полезных ископаемых в пределах предусмотренных Классификацией групп месторождений выделяет отдельные типы.
В основу разбивки месторождений на типы положены слег дующие критерии: размер месторождения, форма и условия залегания тел полезного ископаемого, выдержанность мощности и качества.
Определение устойчивости формы и условий залегания полезного ископаемого, выдержанности его качества рассмотрено в предыдущих главах. Некоторые трудности при определении типа месторождения нередко возникают при установлении ею размера.
В приведенных в инструкциях характеристиках типов месторождений по размеру выделяются крупные, средние и мелкие месторождения, причем количественной оценки размера месторождения или не дается, или она дается исходя из запасов полезного ископаемого.
Разделение месторождений на крупные, средние и мелкие по запасам полезных ископаемых является правильным с точки зрения определения их народнохозяйственного значения. Однако это деление не всегда правильно отражает действительные размеры месторождения по величине площади распространения полезного ископаемого, которая по существу и определяет тип месторождения по сложности выявления запасов категории А, В, C1 и C2.
Действительно, если руководствоваться запасами полезного ископаемого, то месторождение известняков, например, с запасами 30 млн. т должно быть отнесено к средним. Рекомендуемая для их разведки сеть выработок составляет 50—100 м для категории А и 100—200 м для категории В. Однако месторождения известняков с запасами 30 млн. т могут иметь различную площадь распространения полезного ископаемого, в зависимости от его мощности. При мощности пласта 10 м и объемной массе известняков 2,5 т/м3 площадь распространения их составит 1200 тыс. м2. При расстояниях между выработками 100 м для разведки запасов по категории А в количестве 10 % от общих запасов потребуется проходка 120 выработок. При разведке месторождения известняков с теми же запасами 30 млн. т, но при мощности пласта 50 м для разведки запасов по категории А в количестве 10 % от общих запасов потребуется проходка всего лишь 24 выработок.
Естественно, что методика разведки этих месторождений известняков не может быть одинакова. Проходка 120 выработок для выявления запасов категории А в требуемом количестве на выдержанном месторождении с большим, площадным распространением полезного ископаемого не вызывается необходимостью, в то же время проходка 24 выработок на месторождении с ограниченным площадным распространением полезного ископаемого, безусловно, целесообразна. Первое месторождение (с большим площадным распространением известняков) следует рассматривать как крупное, и разведывать запасы категории А нужно по сети 200 м. В этом случае на его разведку потребуется 30 скважин, что вполне обеспечит выявление запасов по категории А.
Приведенный пример показывает, что при установлении типа месторождения размер его следует определять не только по запасам полезного ископаемого, но и по площади его распространения.
Размер месторождения по площади распространения полезного ископаемого целесообразно определять исходя из расстояний между выработками, позволяющими надежно устанавливать строение, мощность и качество сырья, необходимые для вычисления средних параметров и числа пересечений.
Нередко при определении группы месторождения не учитывается степень его тектонической нарушенности. Характерным примером могут служить месторождения фосфоритов Каратауского бассейна. Представленные пластообразными залежами, выдержанными по мощности и качеству фосфоритов, эти месторождения, как правило, относятся к I группе, что по указанным показателям является правильным. Однако дратауские место рождения фосфоритов отличаются большой тектонической нарушенностью. Многочисленные сбросы и сдвиги, иногда с довольно большой амплитудой смещения (до 100 м и более), безусловно, усложняют горно-эксплуатационные работы. Выявить в процессе детальной разведки направление и амплитуду смещения всех нарушений задача практически неразрешимая, и во всяком случае экономически нецелесообразная. Устанавливать сравнительно мелкие тектонические нарушения, их направление и амплитуду смещения следует в ходе эксплуатационных работ. Это обстоятельство позволяет тектонически нарушенные месторождения, на которых при разведочной сети, принятой для категории А, невозможно выявить и охарактеризовать все тектонические нарушения, относить ко 2 группе. При этом крупные нарушения должны быть выявлены и охарактеризованы.
Правильное установление группы месторождения при определении подготовленности его для промышленного освоения является задачей важной, но не единственной.
Большое практическое значение имеет оценка представительности участка, на котором запасы разведуются с наибольшей детальностью, т. е. по категориям А и В. В практике геологоразведочных работ обычно запасы указанных категорий выявляются в центральных, наиболее выдержанных по форме, строению и качеству сырья частях залежи. Нередко запасы категории А и В выявляются на верхних горизонтах месторождения, характеризующихся более благоприятными гидрогеологическими и горнотехническими условиями разработки. Ориентируясь лишь на формальное соотношение запасов требуемых категорий, в ряде случаев можно допустить серьезные ошибки.
Одной из наиболее частых ошибок является определение количества подготовленных для промышленного освоения запасов без учета гидрогеологической изученности. При отсутствии гидрогеологической изученности запасы категории А, В и часть запасов категории C1 располагаются выше уровня грунтовых вод. Поскольку гидрогеологические условия нижней обводненной часта полезной толщи не изучались, то все запасы, расположенные ниже уровня грунтовых вод, относятся к категории C1, хотя значительная часть их разведана по сети, соответствующей категории А и В. Однако при определении количества запасов, на которых можно проектировать строительство горнодобывающего и перерабатывающего предприятия, часто допускаются ошибки.
При определении проектной мощности предприятия учитываются все запасы, так как соотношение запасов различных категорий, отвечает установленным требованиям. В указанных случаях этого делать нельзя — неизученность гидрогеологических условий обводненной части месторождения не позволяет составить полноценный проект разработки этой части месторождения, так как нет данных для расчета возможных притоков воды в эксплуатационные выработки. В промышленное освоение могут вовлекаться запасы категории C1 или C2 лишь необводненной части месторождения, а обводненной должны рассматриваться как резервные. Промышленное освоение их возможно только после изучения гидрогеологических условий месторождения.
При определении количества подготовленных для промышленного освоения запасов необходимо учитывать технологическую изученность отдельных типов и сортов руд, а не исходить только из общего соотношения запасов различных категорий.
На Белкинском месторождении фосфоритов выделяются два типа руд: первичные — пластовые и вторичные — карстовые. Последние залегают в верхней части месторождения непосредственно на первичных фосфоритах. Запасы категории В подсчитаны лишь по вторичным карстовым фосфоритам. Запасы первичных фосфоритов утверждены по категории C1 на участке Нымзас, на котором они также утверждены по категориям В и С1.
По соотношению запасов категории В и C1 (месторождение отнесено ко 2 группе) в промышленное освоение на этом участке могло быть вовлечено 2470 тыс. т руды, из которых 1367 тыс. т приходится на карстовые фосфориты и 1103 тыс. т — на первичные. Однако такой подход неправильный — степень технологической изученности первичных фосфоритов недостаточна для проектирования схемы их переработки, поэтому отнесение их к числу запасов, подготовленных для промышленного освоения, является большой ошибкой.
Таким образом, при определении количества запасов, на базе которых можно производить проектирование, строительство или реконструкцию горнодобывающего или перерабатывающего предприятия, нельзя механически ориентироваться на соотношение запасов категорий А, В, C1 и C2. В промышленное освоение могут вовлекаться запасы категорий А, В, C1 и С2, разведанные в установленных классификацией соотношениях, если степень изученности технологических свойств сырья, горнотехнических и гидрогеологических условий разработки в пределах запасов всех категорий, отвечает требованиям, предъявляемым к запасам категории А.
Большое практическое значение при промышленной оценке имеет расположение детально разведанных запасов (категория А и В, а на месторождениях третьей и четвертой группы — Cl) по отношению к существующим эксплуатационным выработкам или к намечаемым площадям первоочередной разработки. Начало разработки месторождения в менее детально разведанной части приведет к большому объему эксплуатационной разведки, а на тех месторождениях, где она отсутствует, — к трудностям в направлении очистных работ. Поэтому запасы до высоких категорий (А и В) необходимо разведывать на участках и горизонтах месторождения, намечаемых для первоочередной разработки.
He может быть разрешено проектирование и строительство горнодобывающего предприятия, если предполагается разрабатывать не все месторождение, а соотношение запасов категорий А, В, C1 и C2 в контуре намечаемой разработки (карьера, горного отвода) не удовлетворяет требуемому.
Если намечается комбинированная разработка месторождения — верхних горизонтов карьером, а нижних — подземными горными выработками, то при определении подготовленности его для промышленного освоения также нельзя ориентироваться на общие запасы и общее соотношение запасов категорий А, В, C1 и C2. Различия в условиях залегания тела полезного ископаемого, горнотехнических и гидрогеологических условиях, технологических свойствах и качестве сырья требуют для составления технически правильного проекта разработки месторождения детального изучения особенностей строения и состава каждой его части, что и обусловливает необходимость выявления запасов категорий А, В, C1 и C2 в требуемых соотношениях раздельно для намечаемых к отработке открытым и подземным способами.
Разработка месторождения, состоящего из нескольких изолированных залежей, может быть разрешена при наличии общего для всех залежей соотношения запасов категорий А, В, C1 и C2, если все залежи будут разрабатываться одним карьером. Если предполагается разрабатывать залежи самостоятельными карьерами, то для каждой из них необходимо установить соотношение запасов категорий А, В, C1 и C2, так как слабая разведанность отдельных залежей не гарантирует целесообразность организации на них горнодобывающего предприятия.
При комплексном характере месторождения указанные в Классификации соотношения запасов различных категорий не относятся к попутным компонентам; целесообразность промышленного извлечения последних обосновывается экономическими показателями при той степени изученности их балансовых запасов, которая достигнута при разведке основных компонентов полезного ископаемого.
В практической деятельности нередко возникает вопрос о том, какая часть запасов должна удовлетворять указанному в Классификации соотношению? Этому соотношению должны удовлетворять утвержденные балансовые запасы основного полезного ископаемого в пределах той части месторождения или его участка, на базе которой согласно технико-экономическому обоснованию постоянных кондиций, намечается строительство предприятия по добыче полезного ископаемого. За пределами этой части запасы могут (а в ряде случаев должны) быть разведаны с меньшей степенью детальности, однако -обязательным условием является оценка всех запасов месторождения в его геологических границах, а также прогнозных ресурсов категории P1.
На ряде месторождений совместно с основными залегают и другие виды полезного ископаемого. Для передачи месторождения в промышленное освоение необходимо изучить и оценить их в такой степени, которая позволила бы определить их количество и возможное направление промышленного использования. В тех случаях, когда на эти полезные ископаемые есть потребитель, они должны быть детально изучены и подсчитаны в соответствии с требованиями для соответствующего вида полезного ископаемого.
Особое внимание при подготовке месторождения для промышленного освоения следует обращать на изучение пород вскрыши. Все породы вскрыши, независимо от наличия на них потребителя, разведуются предварительно, а при наличии потребителя — детально в количестве, определенном плановыми органами республик, краев и областей, или министерствами — потребителями сырья.
В последнее время по причинам, указанным выше, большое внимание уделяется утилизации попутно получаемых при добыче продуктов обогащения и переработки (отходов производства). Вследствие этого на подготовленном для промышленного освоения месторождении эти продукты должны быть изучены в той степени, которая определяет возможность их промышленного использования.
Для правильного выбора площадей размещения объектов промышленного и жилищного строительства, отвалов пустых пород авторами отчета должны быть определены площади, на которых залежи полезных ископаемых отсутствуют и даны рекомендации по разработке мероприятий по охране недр, предотвращению загрязнения окружающей среды и рекультивации земель.
Для строительства горнодобывающего предприятия необходимы строительные материалы, питьевая и техническая вода. Вследствие этого при подготовке месторождения для промышленного освоения должна быть дана оценка сырьевой базы строительных материалов имеющихся в районе месторождения, возможных источников водоснабжения, шахтных и рудничных вод как с точки зрения вредного их влияния на разработку месторождения и окружающую среду, так и с точки зрения возможности их использования для водоснабжения или в качестве промышленных вод для извлечения растворенных в них ценных компонентов.