Подсчет запасов полезных ископаемых

Размещено на http://www.allbest.ru/

Раздел 1. Подсчет запасов полезных ископаемых

При Министерстве природных ресурсов создана Государственная комиссия по запасам полезных ископаемых [ГКЗ] и при агентствах по недропользованию территориальные комиссии [ТКЗ], обязанные в соответствии с законом «О недрах» проводить Государственную экспертизу подсчета запасов всех видов минерального сырья.

При подсчете запасов преследуются следующие главные цели:

1) определение количества руды и металла в недрах с выяснением распределения запасов по отдельным сортам и по участкам месторождения;

2) определение качества руды в подсчитанных запасах;

3) определение степени надежности цифр подсчета запасов и степени изученности месторождения для решения вопроса о промышленном использовании запасов.

Достоверность подсчитываемых цифр запасов находится в прямой зависимости от полноты и качества проведённых работ. Даже при очень густой сети разведочных выработок приходится распространять полученные данные на объёмы, превышающие фактически опробованные в сотни, тысячи и миллионы раз.

Например, наиболее плотная сеть горных выработок, применяемая для разведки силикатно-никелевых и золотых руд 12.5х12.5 или 156 мІ на одно пересечение.

Однако если вместо площади учесть соотношения объёмов рудных тел, то эти цифры сохраняются лишь для горных выработок, опробованных валовым способом

Для буровых скважин даже очень большого диаметра 230 мм (внутренний 200 мм) при 100% выходе керна опробуемый объем составит лишь 0.016 мі, что в 10 тыс. раз менее объёма разведуемого по сети 12.5х12.5 в 150 тыс. раз по сети 50х50 и 600 тыс.раз по сети 100х1000.

Запасы какого-нибудь компонента, например металла в недрах, определяется по следующей общей формуле

Р = Q*С , (1),

где Р - запасы компонента

Q - запасы руды

С - среднее содержание компонента в руде в контуре подсчитываемых запасов.

Запасы руды Q, в свою очередь, определяются по формуле

Q=V*d

где V - объем рудного тела или его части, по которой производится подсчет запасов;

d - объемный вес руды в недрах

Объем рудного тела или его части, по которой подсчитываются запасы, определяется обычно по формуле

V = S*m ;

где S - площадь рудного тела или части его, по которой производится подсчет запасов (чаще всего нормальная к мощности)

m - средняя мощность рудного тела в пределах контуров подсчитываемых запасов.

Запасы П. К. в недрах можно выразить в следующем виде:

P=c*m*d*S или P=c*m*d*S : 100.

Для подсчета запасов П. И. необходимо знать следующие основные параметры:

S - площадь Р.Т. или его части в мі;

m - средняя мощность тела П.И. в пределах площади подсчета запасов в м;

d - объемный вес руды в пределах контура подсчитываемых запасов;

c - среднее содержание П.К. в пределах контура подсчитываемых запасов (в г/т или на мі, или в %).

Запасы руды в недрах обычно учитываются в тыс.т. или млн. т., запасы руды россыпных месторождений в тыс. мі.

Запасы металла учитываются в большинстве случаев в т. или тыс. т., кг.

Для Fe, Mn, Cr и Al определяются только запасы руды (Q) и содержание (c ) металла в ней. А запасы металла ( P) не вычисляются.

Тема: Определение основных подсчётных параметров

1. Определение объемной массы, площади и средней мощности.

Объёмная масса.

Объёмная масса минерального сырья - это масса единицы объёма этого сырья в монолите, в природном состоянии с учётом пустот, пор, каверн. трещин.

В полевых условиях обычно делают так.

В процессе проходки горных выработок отбирают «целик» (валовую пробу). Отбитую горную массу взвешивают, а пространство из которого она взята замеряют и определяют объём. Это достаточно трудоёмкая операция. В общем виде

d=Q:V,

где d - объёмный вес руды, Q - вес пробы; V - объем из которого взята проба.

Для того, чтобы определить (S) необходимо произвести оконтуривание Р.Т., а прежде чем сделать оконтуривание площади Р.Т. следует определить среднее содержание полезного компонента в выработках и на разрезе.

2. Определение средних содержаний полезных компонентов в выработках.

Средний арифметический способ - наиболее простой и наименее трудоёмок.

C=?C:n

где: С - среднее содержание П.К.

с - содержание П.К.по данным отдельных проб

n - количество проб входящих в определение среднего содержания П.К..

Данным способом можно пользоваться когда длины проб одинаковы: 1 м либо 2 м и т.д., либо когда распределение П.К. весьма равномерное.

Среднее взвешенное содержание определяется более сложно. Взвешивание можно производить на опробованную мощность Р.Т., на длину влияния отдельных проб ( l ) на объёмный вес полезного ископаемого, на площадь влияния отдельных проб. В практике Г.Р.Р. наиболее часто используют взвешивание на длины проб

C=?C·l:?l

Этот способ применяют для вывода среднего при неравномерном и крайне неравномерном распределении полезного компонента в Р.Т., когда длины проб разнятся. Это наиболее универсальный способ.

Но самое главное не подсчитать среднее содержание в разведочном сечении, а главное выделить интервал, в котором следует считать.

При выделении рудного интервала по бортовому содержанию необходимо пользоваться методом компенсации.

Ураганными пробами называются пробы с аномально высоким (резко выдающимися) содержаниями, доля которых в случайной выборке существенно выше доли руды с подобными содержаниями п.к. в оцениваемом объёме.

И.Д. Коган рекомендует следующую методику выявления и учёта ураганных проб.

1. Необходимо повторно проанализировать все пробы с аномально высокими содержаниями.

2. Если анализы подтвердились, выясняем, существует ли закономерность в приуроченности ураганных проб к тектоническим зонам, литологическим разностям пород и т.д.

3. В случае если приуроченность существует выделяем эти участки в самостоятельные блоки и подсчитываем запасы в этих блоках.

В случае если мы не уловили закономерность, то ураганные пробы исключаются из подсчёта, а вместо них принимаются либо среднее содержание в сечении, блоке, либо наиболее высокие содержания в рядовых пробах данного сечения.

Что считать ураганной пробой? Здесь также много мнений. А.Б. Каждан предлагает: если проба завышает среднее содержание по разведочному пересечению более чем на 20%, а по блоку более чем на 10% то такие пробы следует относить к ураганным.

3. Вопросы оконтуривания. Оконтуривание запасов в недрах сводится к проведению общего промышленного контура, которым запасы полезного ископаемого ограничиваются от вмещающих пород.

Отсутствие чёткого представления об условиях нахождения и особенностях Р.Т. неизбежно ведёт к неправильному их оконтуриванию и к ошибкам в определении запасов, которые подсчитываются в таких случаях по «залежам» с искусственным объединением («прессованием») разрозненных Р.Т.; это приводит к существенным искажениям представлений об их действительных параметрах, и как правило, завышает запасы.

Противоположной крайностью, также основанной на неправильном понимании термина «рудное тело», является выделение по данным опробования в пределах рудных жил или даек с чёткими геологическими границами участков с промышленным оруденением.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1- кварц - сульфидная жила; 2 - контур подсчета запасов, выделенный по данным опробования; 3- канавы

При естественных геологических границах подсчёт запасов должен вестись в пределах геологических границ, за исключением случаев, когда рудная минерализация закономерно приурочена к определённой части Р.Т. (например, к висячему или лежачему блоку, центральной части).

При возможностях многовариантной увязки разведочных данных необходимо выяснить геологические причины локализации полезного компонента.

Размещено на http://www.allbest.ru/

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

Различают следующие виды контуров:

1. Нулевой, характеризующий полное выклинивание Р.Т. Полезного ископаемого.

2.Промышленный, отделяющий промышленные участки Р.Т. от непромышленных. Контур проводится через точки, характеризующиеся наименьшими промышленными значениями показателей, т.е. с минимальной мощностью, минимальным промышленным содержанием П.К..

3.Сортовой, разделяющий различные сорта руд внутри общего промышленного контура.

4.Внутренний контур интерполяции, проведенный через крайние разведочные или эксплуатационные выработки, расположенные на площади подсчета запасов.

5.Внешний, проведенный за пределами крайних выработок или проб по периферии подсчета запасов.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оконтуривание крутопадающего тела полезного ископаемого для подсчетов запасов на вертикальном продольном разрезе 1 - скважины, пересекшие тело полезного ископаемого; 2 - скважины, показавшие отсутствие тела полезного ископаемого; 3 - внутренний контур интерполяции; 4 - внешний контур ограниченной экстраполяции; 5 - внешний контур неограниченной экстраполяции; 6 - наносы, вскрытые канавами; 7 - горные выработки.

Рассмотрим пример проведения контура между двумя разведочными пересечениями, когда одна выработка вскрывает кондиционные руды, а другая некондиционные. В данном случае применяют формально-геометрические приёмы оконтуривания.

1. По крайней кондиционной выработке;

2. На половине, трети или четверти расстояния между разведочными выработками. Причём здесь также необходимо рассматривать несколько вариантов которые зависят от геологических представлений о локализации оруденения и мощности Р.Т.

- выклинивание в точку

- выклинивание на полотно.

В первом случае: Ограничение контура крайними разведочными пересечениями вскрывшими кондиционные полезные ископаемые, обычно производится при подсчёте запасов по категориям А и В.

Во втором случае: Обычно перечисленные операции производятся при подсчёте запасов категории С1 и С2 , правда если мы считаем запасы III и IV групп месторождений то запасы категорий С1 также подсчитываются в пределах горных выработок.

В данном случае оконтуривание проводится методами интерполяции и экстраполяции.

Оконтуривание способом интерполяции применяется в тех случаях когда следующая выработка не встретила кондиционное оруденение т.е. между выработкой встретившей кондиционные руды и безрудной выработкой. В данном случае контур проводится по средине между выработками. Либо рассчитывается по уравнению (Богацкий, Гаврилин, 1967).



Размещено на http://www.allbest.ru/

1 - рудное тело; А - крайнее разведочное сечение с кондиционным содержанием; Б - сечение, в котором не встречено оруденение; l- расстояние между этими сечениями.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1- рудные штреки и восстающие; 2- безрудные штреки и восстающие; 3- рудные канавы; 4- безрудные канавы; 5- рудные скважины; 6 - безрудные скважины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Схема выделения геологических блоков по степени разведанности рудного тела. 1 - канавы, 2 - орты; 3 - законтурные скважины; 4 - рудные скважины; 5 - границы подсчетных блоков.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Выделение эксплуатационных блоков по мусковитовой жиле 32 месторождения Тэдино в Карелии. 1 - рыхлые отложения; 2 - секционные валовые пробы; 3 - номер эксплуатационных блоков; 4 - контуры жилы.

Блоковыми контурами ограничиваются отдельные подсчётные блоки, которые должны отвечать требованиям геологической и технологической однородности, находиться в одинаковых горно-технических условиях. Нельзя объединять в контурах одного блока участки, различные по составу, качеству и строению полезного ископаемого, участки, резко различающиеся по мощности или по условиям залегания.

Тема: Методы подсчёта запасов твёрдых полезных ископаемых

В литературе описано более 20 способов подсчёта запасов твёрдых полезных ископаемых: вертикальных параллельных сечений, горизонтальных параллельных сечений, непараллельных сечений, линейный, геологических блоков, среднего арифметического, эксплуатационных блоков, многоугольников, треугольников, четырёхугольников, изолиний, изогибс, статистический.

Все методы подсчёта запасов можно рассматривать как модификации двух основных: геологических блоков и параллельных разрезов.

При использовании метода геологических блоков основной графикой для определения объёмов руды является продольная проекция Р.Т. на вертикальную (для крутопадающих тел) или горизонтальную (для пологопадающих тел) плоскости.

При методе параллельных разрезов основной подсчётной графикой являются разрезы на которых нанесены контуры рудных тел. Продольная проекция играет вспомогательную роль и отображает увязку рудных тел между разрезами; на ней замеряют расстояния между параллельными разрезами.

1.Способ разрезов. Для подсчёта запасов используются геологоразведочные разрезы, образующие систему разведочных работ. Контуры запасов отстраиваются в плоскостях геологических разрезов, а границы отдельных подсчётных блоков совпадают с плоскостями разрезов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Запасы подсчитываются раздельно в каждом блоке, а затем суммируются по всей залежи П.И. Способ разрезов обеспечивает наиболее правдоподобное преобразование объёмов залежей, а совмещение подсчётных и геологических разрезов в одной плоскости способствует полному учёту геологических особенностей месторождения при проведении контуров промышленной минерализации.

В зависимости от ориентировки разведочных разрезов различают способы подсчёта запасов: вертикальными и горизонтальными параллельными разрезами.

Для вычисления объёмов блоков между разрезами, расположенными друг от друга на расстоянии ( L) в зависимости от форм и соотношения площадей продуктивных залежей S1 и S2 применяют формулы:

- призмы

V=(S1 + S2)*L ,

если площади, сечений примерно равновелики.

- усечённой пирамиды

V=S1+S2+vS1*S2*L

в том случае если площади смежных сечений имеют подобные и близкие к изометрическим формы, но различаются по величине более чем на 40%.

В зависимости от характера выклинивания крайних блоков применяют либо формулу

Конуса V=S1*L;

Либо клина V=S1L

Площади залежей в контурах промышленной минерализации измеряются непосредственно на разрезах с помощью планиметра или палетки.

Способ разрезов позволяет наиболее полно учесть и отразить геологические особенности строения месторождений и залежей полезных ископаемых. Применение этого способа особо эффективно при подсчёте запасов в залежах сложной формы и большой мощности.

Наиболее существенный недостаток способов разрезов - ограниченность его применения (только для случаев разведки системами поперечных разведочных разрезов).

Данные по разведочным пересечениям, расположенным не в плоскостях поперечных разведочных разрезов не могут быть использованы для вычисления основных подсчётных параметров. В таких случаях разведанные запасы подсчитываются способом блоков.

2. Способ блоков

Применяется для подсчёта запасов залежей П.И. разведанных по неправильной геометрической сети, т.е. тогда когда построить систему поперечных разрезов достаточно сложно либо невозможно. Также данный метод используется для подсчёта запасов маломощных жил.

При подсчёте запасов способом блоков, площадь залежи разделяется на отдельные участки блоки. Объём залежи преобразуется в ряд сомкнутых фигур с высокими равными средними мощностями подсчётных блоков.

При этом методе точно также крутопадающие залежи проектируются на вертикальную плоскость, а пологопадающие на горизонтальную.

2.1 Способ среднего арифметического

Залежь приравнивают к равновеликой фигуре-диску с высотой равной средней мощности и периметром соответствующему внешнему контуру. Площадь измеряют планиметром, а среднюю мощность вычисляют по совокупности всех разведочных пересечений.

Размещено на http://www.allbest.ru/

а - план рудного тела; б - разрез по линии АБ; в - аксонометрическая проекция преобразованного рудного тела.

Запасы подсчитываются по формулам

V=S*m; Q=V*d; p=Q*C/100

где:V - объём залежи, S - площадь залежи на проекции, m - средняя мощность.

Q - запасы руды

d - объемная масса

p - запасы металла

C - среднее содержание полезного компонента в объёме залежи.

2.2 Способ геологических блоков

Отличается от способа среднего арифметического тем, что в общем контуре по совокупности геологических признаков выделяется ряд самостоятельных геологических блоков

Подсчёт запасов ведется раздельно по каждому геологическому блоку. Этот способ единственно правильный при неправильной разведочной сети. Обычно применяется при подсчёте запасов складчатых и других сложно построенных залежей.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Преобразование тела полезного ископаемого в группу сомкнутых, разновеликих фигур при подсчете запасов по способу геологических блоков.

2.3 Способ эксплуатационных блоков

Применяется для подсчёта запасов маломощных залежей П.И. разведанных системами продольных разрезов с помощью горных выработок. Под эксплуатационными блоками подразумеваются отдельные участки залежей оконтуренные горными выработками с двух-трех или с четырёх сторон.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Схема блока, оконтуренного выработками с четырех сторон.

а - проекция блока в плоскости жилы; б - схема блока с неправильными контурами; в - схематическое изображение блока; г - часть плана опробования одной из сторон блока; 1 - площадь подсчетного блока; 2 - рудное тело; 3 - место взятия бороздовых проб; 4 - номер пробы.

Размещено на http://www.allbest.ru/

а - оконтуренность с трех сторон; б - оконтуренность с двух сторон; 1 - площадь подсчетного блока; 2 - место взятия пробы; 3 - горные выработки.

Графические построения сводятся к составлению продольной проекции залежи. Запасы руды полезного компонента по каждому эксплуатационному блоку определяются как произведение его площади на среднюю вертикальную или горизонтальную мощность и на среднюю объёмную массу полезного ископаемого. Запасы металла определяются - как произведение запасов руды на среднеблочное содержание полезного компонента.

Тема: Методы определения запасов подземных вод

минеральный ископаемое руда недра

Выбор методов для определения эксплуатационных запасов подземных вод в зависимости от гидрогеологических условий.

Рассмотрим основные указания о применении различных методов по оценке эксплуатационных запасов подземных вод для различных условий:

а) Оценку эксплуатационных запасов подземных вод по методу балансовых подсчётов рекомендуется применять во всех случаях для грунтовых вод небольших артезианских бассейнов, а также, когда потребность близка к эксплуатационным запасам, и имеется возможность получить количественную характеристику основных элементов питания и дренирования подземных вод.

б) Использование методов подсчёта эксплуатационных запасов по расходу потока в поперечном сечении рекомендуется применять в основном, для неглубоких водоносных горизонтов, приуроченных к рыхлым и в некоторых случаях к трещиноватым породам.

в) Расчёт эксплуатационных запасов по методу пьезометрии обычно применяется для неглубоких подземных потоков ограниченной ширины (не более 2-4 км).

г) Расчёт эксплуатационных запасов с учётом береговой инфильтрации рекомендуется применять как основной метод для гидрогеологических условий, когда грунтовые воды, гидравлически тесно связаны с поверхностными и когда обеспечена инфильтрация этих пород.

д) Оценку эксплуатационных запасов подземных вод по данным опытных откачек из одиноких колодцев (скважин) можно применять для различных гидрогеологических условий при небольшой потребности в воде.

е) Оценка эксплуатационных запасов подземных вод с учётом упругих их свойств и по методу депрессионных воронок рекомендуется как основной метод для глубоких напорных подземных вод в различных гидрогеологических условиях.

I Подсчёт вековых запасов подземных вод.

Вековыми запасами называется объём гравитационной воды, соответствующий величине водоотдачи: в безнапорных водоносных горизонтах - ниже зоны многолетних колебаний уровней, на участках напорных подземных вод - для всего водоносного горизонта.

Подсчёт вековых запасов водоносного горизонта производится по формуле:

i=n

Qв=?*mi*Wi

i=1

где Qв - вековые запасы

mi - коэффициент водоотдачи на отдельных участках водоносного горизонта

Wi - объём занимаемый водоносным слоем на отдельных участках водоносного горизонта мі.

II Расчёт регулировочных запасов подземных вод

Регулируемые запасы, т.е. объём гравитационной воды, находящихся выше самых низких уровней безнапорных грунтовых вод, непрерывно изменяются по величине и времени. Эти запасы регулируют расход потока подземных вод. Между периодами питания подземных вод можно рассчитывать на использование регулировочных запасов.

Расчёт регулировочных запасов, чаще всего производится аналогично расчёту вековых запасов по коэффициенту водоотдачи по формуле:

i=n

Qp =?*Wpi*mi

i=1

где: Qр - регулировочные запасы

mi - коэффициент водоотдачи на отдельных участках водоносного горизонта, регулировочных запасов;

Wpi - объем занимаемый водоносной толщей выше самого низкого стояния уровня воды на отдельных участках подземных вод со свободным зеркалом: определяется произведением амплитуды колебания уровня на площадь, в пределах которой происходит изменение положения этого уровня.

III. Расчёт расхода подземного потока

1. Расчёты расхода подземного потока по формулам основанным на линейном и нелинейном законах фильтрации. Расход потока подземных вод подсчитывают по формулам, соответствующим определенным условиям, но чаще всего по линейному закону фильтрации, пользуясь формулой Дарси:

Q=KFJ

где: Q - расход подземного потока мі/ сут

K - коэффициент фильтрации, мі/сут

J - пьезометрический уклон;

F - площадь поперечного сечения, мІ

2. Расчёт расхода подземного потока по радиусу влияния. Для приближённого определения единичного расхода подземного потока (на 1 пог.м ширины) по данным откачки из колодца (скважины) и радиусу влияния пользуются следующей формулой:

g=е*(Qк/2R)

где: g - единичный расход подземного потока мі/ сут/м;

Qк - дебит колодца, мі/ сут;

R - радиус влияния колодца при дебите (Qк ) , м;

е- поправочный коэффициент.

Длина радиуса влияния принимается нормально к направлению потока и определяется по опытным откачкам.

3. Расчёт расхода подземного потока по методу пьезометрии.

Расчёт расхода для напорных нешироких подземных потоков производится по формуле:

Q=L*j

где Q - расход подземного потока;

J - гидравлический уклон между двумя наблюдательными стволами;

L - водопроводимость, которая равна

К ср F ср

Где К ср - средний коэффициент фильтрации

F ср - средняя площадь поперечного сечения между двумя стволами.

V. Основы расчёта баланса подземных вод.

Приход воды может складываться из поступления:

а) с других участков того же водоносного горизонта (WI)

б) с других водоносных горизонтов (WIq)

в) из зоны аэрации (WIQ)

г) непосредственно с поверхности вод (WIn)

д) из запасов подземных вод (WIЗ)

Расход водоносного горизонта может складываться из расхода:

а) на другие участки того же водоносного горизонта (WII)

б) в другие водоносные горизонты (WIIД)

в) в зону аэрации (WIIА)

г) на транспирацию растений (WIIm )

д) открытыми родниками (WIIОК)

е) подводными родниками (WIIПК)

ж) воды ушедшей в запас подземных вод (WIIЗ)

Разность между количеством воды ушедшей в запас подземных вод и водой, поступившей из их запасов, даёт изменение запаса на отдельном участке за определённый период времени

WIIЗ-WIЗ = m·h

где: h - высота изменения слоя подземных вод

m - коэффициент водоотдачи при понижении и при повышении уровня.

WIIЗ - WIЗ = mh = (WI+WIД+WIа+WIn) - (WII+WIq+WIа+WIIm+WIIОК+WIIПК)

Таким образом mh может быть либо (- ) либо (+) в зависимости от разности WIIЗ -WIЗ

Тема: Методы подсчета запасов нефтяных месторождений

При подсчете запасов нефти применяют следующие методы: объемный, статистический и материальных балансов.

Объемный метод основан на использовании данных о геологических условиях распределения нефти в горных породах и имеет следующие разновидности: собственно объемный метод, объемно-статистический, объемно-весовой, гектарный и изолиний.

При объемном методе подсчета запасов используется формула:

Q=SmжмRгз,

где Q-извлекаемый запас нефти, т;

S-площадь нефтеносности, м;

m-эффективная мощность пласта, м;

ж-коэффициент эффективной пористости нефтесодержащих пород;

м-коэффициент насыщения пласта нефтью;

R-коэффициент отдачи;

г-удельный вес нефти;

з -пересчетный коэффициент,учитывающий усадку нефти.

Обемно-статистический метод. Аналогичен предыдущему. Отличие в том, что при отсутствии соответствующих данных о коэффициентах насыщения и нефтеотдачи последние определяются по разработанному (истощенному эксплуатацией) горизонту по формулам.

Объемно-весовой метод.Применяется для пластов с гравитационным режимом, добыча нефти из которых ведется шахтным способом.

Q=Smd,

где Q-балансовый запас нефти, т;

S-продуктивная площадь, м;

m-нефтенасыщнная мощность пласта, м;

d-нефтенасыщенность на 1 мі породы, определенная в лаборатории, т.

Гектарный метод. Метод подсчета запасов нефти на 1 га площади и на 1 м мощности можно кратко назвать «гектарным методом», который, по существу, является разновидностью объемного.

Метод изолиний. Применяется с 60-х годов. Для этого используют основные показатели формулы используемой при подсчете запасов объемным методом.

Размещено на Allbest.ru

...