Подсчета запасов попутных полезных ископаемых и компонентов

Изучение и геолого-экономическая оценка попутных полезных ископаемых и компонентов осуществляются на всех стадиях геолого-разведочных работ и в процессе освоения месторождений. При поисково-оценочных работах выявляются попутные полезные ископаемые и компоненты, подлежащие изучению; на стадии предварительной разведки производится предварительная оценка их промышленного значения, на стадии детальной разведки – окончательная геолого-экономическая оценка.

Требования к изучению попутных полезных ископаемых первой группы. Попутные полезные ископаемые изучают в границах разведки основных полезных ископаемых. Если пласты и залежи попутных ископаемых распространяются за эти границы, необходимо показать на геологической карте соответствующего масштаба площади их распространения, дать геологическую оценку перспектив их возможного освоения и рекомендации на дальнейшие работы по определению промышленной ценности всех пластов и залежей.

Общая геолого-промышленная оценка попутных полезных ископаемых производится по выработкам, пройденным в процессе предварительной разведки месторождения для изучения основного полезного ископаемого. Для этой оценки надо иметь сведения о запасах попутных полезных ископаемых, их качестве, степени изученности, возможных направлениях и объеме использования, достаточные для разработки временных кондиций. При наличии потребителя, если экономическая целесообразность использования этих попутных полезных ископаемых доказана, их необходимо детально разведать, а их запасы подсчитать в соответствии с требованиями, предусмотренными для данных видов полезных ископаемых.

На разведываемых месторождениях, намечаемых к разработке открытым способом, оценивают возможности использования пород вскрыши. По данным визуального изучения и петрографического исследования пород вскрыши по выработкам, пройденным для разведки основного полезного ископаемого, выделяют осадочные породы и петрографические разновидности изверженных пород, пригодные для производства строительных материалов или для других целей. Возможность их использования устанавливают по результатам определения показателей, регламентируемых государственными стандартами или техническими условиями для соответствующих видов сырья.

При положительных результатах исследований производят предварительную оценку количества, качества и условий залегания пригодных для использования пород, определяют возможные направления и объемы их использования. Детально разведуют лишь те породы вскрыши, для которых установлены направление и годовой объем использования. Их детальную разведку осуществляют в соответствии с требованиями инструкций к самостоятельным месторождениям данного вида сырья, в границах, обеспечивающих разведанными запасами предприятие-потребитель на намеченный срок и увязанных с размещением площадей вскрытия и очередностью разработки основного полезного ископаемого.

Если нет потребности в породах вскрыши, принципиально пригодных для использования, оперативно подсчитывают их запасы раздельно по видам сырья в соответствии с достигнутой степенью их изученности.

Почвенно-растительный слой и породы, пригодные после проведения агротехнических мероприятий для использования в сельском хозяйстве, изучают в качестве попутного полезного ископаемого лишь при наличии потребителя по программе, согласованной с органами управления сельским хозяйством краев и областей.

Подземные воды нефтяных и газовых месторождений, содержащие йод, бром, бор и другие полезные компоненты, исследуют путем опробования разведочных (на нефть и газ) скважин; при этом выделяют водоносные горизонты, содержащие воды с промышленными концентрациями полезных компонентов. По результатам опробования решается вопрос о целесообразности постановки специальных разведочных работ в завершающую стадию разведки или после разработки этих месторождений.

При попутном извлечении значительных количеств промышленных подземных вод в процессе добычи нефти и газа запасы заключенных в них полезных компонентов подсчитывают с учетом требований соответствующей инструкции. При разработке залежей нефти с искусственным заводнением запасы содержащихся в подземных водах полезных компонентов не подсчитывают в связи с разубоживающим влиянием закачиваемой воды.

Изучают также возможность использования подземных вод для бальнеологических и других целей.

Подземные воды, участвующие в обводнении горных выработок на месторождениях твердых полезных ископаемых, в качестве попутного полезного ископаемого изучают при наличии потребности в этих водах и с учетом требований соответствующих инструкций. Запасы попутных полезных ископаемых подсчитывают в соответствии с установленными кондициями одновременно с подсчетом запасов основных полезных ископаемых. Подсчету подлежат запасы попутных полезных ископаемых в недрах, без вычета потерь при добыче, обогащении и переработке.

Требования к изучению попутных полезных компонентов второй и третьей группы. Попутные компоненты имеют промышленное значение лишь в случае, если степень их концентрации в продуктах обогащения, металлургического или химического передела (для нефти и газа – в продуктах переработки), а также технология последующей переработки этих продуктов обеспечивают их извлечение на экономически рациональной основе. Степень концентрации попутных компонентов в указанных продуктах зависит от их содержания, характера распределения и формы нахождения в полезном ископаемом и поведения в процессе обогащения и последующего передела.

В соответствии с этим при комплексном изучении месторождений полезных ископаемых необходимо:

установить, какие попутные компоненты присутствуют в данном полезном ископаемом, какие из них могут представлять практический интерес, в какой форме они находятся (образуют собственные минералы, входят в состав других). Возможное практическое значение попутных компонентов надо оценить на стадии предварительной разведки, а на месторождениях нефти и газа—при поисково-оценочных работах;

определить содержание попутных компонентов в различных промышленных (технологических) типах и сортах полезного ископаемого, а также в минералах и степень равномерности их распределения, выявить возможную корреляционную связь между содержаниями попутных и основных компонентов; выделить рудные тела или участки, обогащенные тем или иным компонентом, для определения возможности селективной добычи и переработки сырья;

определить содержание попутных компонентов в продуктах обогащения и передела (переработки), а также содержание их минералов-носителей в продуктах обогащения;

составить для промышленных (технологических) типов и сортов полезного ископаемого балансы распределения попутных компонентов по минералам, продуктам обогащения и передела;

установить, какие попутные компоненты и в каких продуктах обогащения и передела имеют промышленное значение; определить экономическую целесообразность их извлечения и влияние на общую ценность извлекаемых полезных ископаемых.

Твердые полезные ископаемые опробуют на попутные компоненты в разведочных выработках, пройденных для опробования на основные компоненты. Специальных выработок для этой цели не проходят.

Содержание попутных компонентов, которое учитывают при оконтуривании запасов комплексных руд (через условное содержание основного компонента), определяют во всех рядовых пробах, содержание прочих попутных компонентов

– в групповых пробах, характеризующих промышленные (технологические) типы и сорта полезного ископаемого в полных пересечениях. При большой мощности (более 10—15 м) пласта полезного ископаемого одного промышленного типа или сорта по нему следует составлять несколько групповых проб.

При близкой степени равномерности распределения основных и попутных компонентов, наличии тесной корреляции между ними, а также при незначительной промышленной ценности попутных компонентов допускается составление групповых проб, характеризующих промышленные (технологические) типы и сорта полезных ископаемых в пределах отдельных подсчетных блоков, групп соседних подсчетных блоков или отдельных рудных тел. При этом совокупность групповых проб для определения попутных компонентов должна включать весь материал пластов, по которым подсчитывают запасы основных компонентов, если не доказана целесообразность разрежения сети опробования на попутные компоненты.

При переработке твердых полезных ископаемых многие попутные компоненты (преимущественно рассеянные элементы) накапливаются в продуктах металлургического и химического передела даже при низких содержаниях в перерабатываемом сырье (рудах, концентратах и т. п.). Эти компоненты необходимо учитывать при любых содержаниях, достоверно устанавливаемых анализами.

Если концентрация попутных компонентов в рудах ниже предела чувствительности анализа, ее определяют по моно- минеральным пробам или лабораторным концентратам с повышенным содержанием исследуемого минерала. При отборе этих проб следует использовать методы обогащения, обеспечивающие извлечение в пробу практически всех разновидностей и генераций исследуемого минерала. Мономинераль- ная проба должна содержать не менее 90% исследуемого минерала. В тонкозернистых разностях полезных ископаемых с тесным взаимным прорастанием минералов, где не всегда можно обеспечить такую чистоту отбора, допустимо определение попутных компонентов в лабораторных концентрациях с содержанием исследуемого минерала не менее 50%.

Основное назначение установления попутных компонентов в мономинеральных пробах – оценка баланса их распределения по минеральным формам. С этой целью можно также выполнить микрозондирование минералов в шлифах и аншлифах с количественным или полуколичественным определением минерального состава руд на специальных автоматических или полуавтоматических приборах или другими современными методами (рентгеновским, дифрактомет- рией и т. п.).

Опробование свободного и растворенного в нефти газа на гелий, конденсат, этан, пропан, бутан и другие компоненты выполняется с учетом требований соответствующих инструкций. Пробы необходимо отбирать из достаточного числа поинтервально опробуемых скважин, равномерно освещающих залежь по площади и разрезу (с учетом положения сбросов). При наличии нефтяной оторочки обязательно отбирают пробы газа и конденсата из скважин, расположенных в своде структуры, вблизи нефтяной оторочки и в промежуточных участках.

В нефти и газе (свободном и растворенном в нефти) должно быть установлено содержание серы (сероводорода и других сернистых соединений). При этом следует руководствоваться действующими государственными стандартами по определению качества нефти и газа. В нефти устанавливают также содержание ванадия, никеля и других металлов.

Промышленные подземные воды, предназначаемые для извлечения полезных компонентов, воды месторождений нефти и газа необходимо опробовать на йод, бром, бор, магний, калий, литий, рубидий, цезий, стронций, германий. При содержаниях, превышающих: для йода – 10 мг/л, брома – 200 мг/л, окиси бора – 250 мг/л, магния – 100 г/л, калия – 1 г/л, лития – 10 мг/л, рубидия – 3 мг/л, цезия – 0,5 мг/л, стронция – 300 мг/л, германия – 0,05 мг/л, эти элементы следует определять в каждой пробе.

Распределение попутных компонентов по продуктам обогащения и степень их извлечения в эти продукты устанавливают в процессе исследования обогатимости полезного ископаемого на материале отобранных технологических проб. При доразведке разрабатываемого месторождения учитывают данные обогащения минерального сырья на действующем предприятии.

Для многих попутных компонентов (главным образом для рассеянных элементов) характерно весьма низкое их содержание в минеральном сырье, продуктах его обогащения, металлургического и химического передела, что снижает достоверность количественных оценок. Поэтому число внутренних и внешних контрольных определений таких компонентов должно составлять 10 – 20% числа основных определений, причем для каждого изучаемого попутного компонента надо выполнять не менее 30 внутренних и 30 внешних контрольных определений по каждому классу содержаний.

Запасы попутных компонентов подсчитывают раздельно в контурах балансовых и забалансовых запасов содержащих их полезных ископаемых (на нефтяных месторождениях— также в извлекаемых запасах) и относят к той же группе запасов. Отнесение запасов попутных компонентов к той или иной категории определяется степенью их изученности, характером распределения, формами нахождения и технологией извлечения. Степень изученности попутных компонентов, заключенных в нефти, растворенном и свободном газе, должна соответствовать степени изученности (категории) запасов нефти и газа, содержащих эти компоненты.

Запасы попутных компонентов в контурах запасов категорий А, В и С, содержащего их твердого полезного ископаемого, как правило, подсчитывают по категории не ниже Сг При чрезвычайно резкой неравномерности их распределения категория запасов может быть снижена до С2, что при попутном характере извлечения этих компонентов не является препятствием для их промышленной оценки. В этом случае следует обосновать возможность использования запасов попутных компонентов категории С2 при проектировании предприятия по добыче полезного ископаемого и переработке минерального сырья.

Запасы попутных компонентов в контурах запасов категорий А и В полезного ископаемого относятся к тем же категориям, если изученность форм их нахождения и технологических свойств полезного ископаемого позволяет выбрать принципиальную технологическую схему его переработки, обеспечивающую рациональное извлечение этих попутных компонентов в конечную товарную продукцию, а также если степень равномерности распределения попутных и основных компонентов в полезном ископаемом и полнота его опробования на те и другие компоненты примерно одинаковы.

В контурах запасов полезных ископаемых категорий А и В в ряде случаев нет необходимости доводить степень разведанности запасов попутных компонентов до тех же категорий. В случае близкой равномерности распределения основных и попутных компонентов и в особенности при выявлении четкой корреляции между содержаниями тех и других число пересечений, опробуемых на попутные компоненты в контурах запасов полезных ископаемых категорий А и В, может быть сокращено. При более равномерном распределении попутных компонентов по сравнению с основными или при наличии между их содержаниями четкой корреляции сеть опробования на попутные компоненты в контурах запасов категории С, также может быть разрежена. Возможность разрежения сети опробования на попутные компоненты устанавливают в каждом отдельном случае в процессе геологоразведочных работ.

В зависимости от особенностей распределения попутных компонентов третьей группы их запасы можно подсчитать как обычными методами (по данным анализов рядовых или групповых проб), изложенными в соответствующих руководствах, так и некоторыми специальными методами (по минералам, лабораторным концентратам, методом корреляции и др.).

Для попутных компонентов третьей группы, накапливающихся в концентратах основных компонентов, наряду с запасами в недрах (валовыми) подсчитывают также запасы в минералах, переходящих в эти концентраты (извлекаемые запасы). Извлекаемые запасы подсчитывают по данным анализов концентратов, полученных при технологических исследованиях полезного ископаемого, или концентратов, получаемых в лабораторных условиях из групповых проб, характеризующих промышленные (технологические) типы и сорта полезного ископаемого в полных пересечениях или в пределах отдельных рудных тел.

Извлекаемые запасы попутных компонентов можно также подсчитать по данным анализов мономинеральных проб или лабораторных концентратов, состоящих в основном из исследуемого минерала.

Комплексное изучение полезных ископаемых должно сопровождаться статистической обработкой результатов опробования на основные и попутные компоненты для обоснования возможности подсчета попутных компонентов методом корреляции. Статистической обработке должно предшествовать выявление по данным минералогических исследований геохимической связи между отдельными попутными и основными компонентами, выражающейся в преобладающей приуроченности того или иного попутного компонента к минералам одного из основных компонентов. Для каждой из этих пар компонентов вычисляют коэффициент корреляции по одним и тем же пробам, характеризующим определенный технологический сорт или тип полезного ископаемого. При наличии значимой корреляции (при доверительной вероятности 0,95) рассчитывают уравнение регрессии, используемое для определения содержания попутного компонента в зависимости от содержания основного компонента.

Статистическая обработка результатов опробования может также выполняться для определения категории подсчитанных запасов попутных компонентов и обоснования целесообразности опробования на них полезного ископаемого по менее плотной сети пересечений, чем на основные компоненты. С этой целью сравнивают степени равномерности их распределения путем сопоставления коэффициентов вариации содержаний основного компонента и каждого попутного компонента, рассчитанных по одним и тем же пробам – по групповым, характеризующим технологический сорт или тип, реже по рядовым.