Фосфатные руды

Допустимая относительная погрешность*, %

Компонент

Класс содержаний, %

Допустимая относительная погрешность*, %

Р₂О₅

30-40

1,3

Al₂O₃

>70

1,3

20-30

2,0

50-70

1,5

10-20

3,5

30-50

2,5

5-10

4,0

25-30

3,5

СаО

>60

1,5

15-25

4,5

40-60

2,0

10-15

5,0

20-40

2,5

5-10

6,5

7-20

6,0

1-5

12,0

1-7

11,0

SiO₂

>50

1,3

0,5-1

15,0

20-50

2,5

0,2-0,5

20,0

5-20

5,5

<0,2

30,0

1,5-5

11,0

MgO

>60

2,0

TiO₂

>15

2,5

40-60

2,5

4-15

6,0

20-40

3,0

1-4

8,5

10-20

4,5

<1

17,0

1-10

9,0

Потери при прокалива-нии

20-30

2,0

0,5-1

16,0

5-20

4,0

0,05-0,5

30,0

1-5

10,0

<0,05

30,0

<1

25,0

* При превышении указанных пределов основные анализы конкретного класса и периода их выполнения бракуются и подлежат повторному анализу и контролю. Одновременно основной лабораторией выявляются причины брака и принимаются меры по его устранению.

При подтверждении арбитражным анализом систематических расхождений рекомендуется выяснить их причины и разработать мероприятия по устранению, а также решить вопрос о необходимости повторного анализа всех проб данного класса и периода работы основной лаборатории или о введении в результаты основных анализов соответствующего поправочного коэффициента. Без арбитражного анализа введение поправочных коэффициентов не допускается.

По результатам контроля опробования - отбора, обработки проб и анализов - оценивается погрешность выделения рудных интервалов и определения их параметров.

Минеральный состав природных разновидностей и промышленных типов руд, их текстурно-структурные особенности и физические свойства (в первую очередь гравитационные и магнитные) изучаются с применением минералого-петрографических, физических, химических и других видов анализов по методикам, утвержденным научными советами по минералогическим и аналитическим методам исследования (НСОММИ, НСАМ). При этом наряду с описанием отдельных минералов производится также их количественная оценка.

Определение объемной массы и влажности руд рекомендуется производить для каждой природной разновидности и внутрирудных некондиционных прослоев.

Объемная масса плотных руд определяется главным образом по представительным парафинированным образцам и контролируется результатами ее определения в целиках. При большом числе проанализированных образцов целесообразно устанавливать наличие корреляционной зависимости объемной массы от содержания Р₂О₅ и других компонентов.

Объемная масса рыхлых, сильно трещиноватых и кавернозных руд, как правило, определяется путем выемки целиков. Определение объемной массы может производиться также методом поглощения рассеянного гамма-излучения при наличии необходимого объема заверочных работ. Одновременно с определением объемной массы на том же материале определяется влажность руд. Образцы и пробы для определения объемной массы и влажности рекомендуется охарактеризовать минералогически и проанализировать на основные компоненты.

В результате изучения химического, минерального состава, текстурно-структурных особенностей и физических свойств руд устанавливаются их природные разновидности и предварительно намечаются промышленные (технологические) типы и сорта, подлежащие раздельной выемке, требующие различных способов переработки или имеющие различные области использования.

Для окончательного выделения промышленных (технологических) типов и сортов проводится геолого-технологическое картирование, при котором сеть опробования выбирается в зависимости от сложности геологического строения месторождения, числа и частоты перемежаемости природных разновидностей руд.

4. Изучение технологических свойств руд

Качество фосфатного сырья определяется количеством содержащегося в нем фосфора, пересчитанного на Р₂О₅, и наличием вредных примесей, а также его обогатимостью. В природном виде фосфатное вещество растениями практически не усваивается и с этой целью подвергается переработке с применением кислот. Исключением являются некоторые виды низкосортных фосфоритных руд, перерабатываемых на фосфоритную муку (желваковые и переотложенные кор выветривания) благодаря наличию в них фосфатов, растворимых в 2%-й лимонной кислоте (до 25-30 %).

До переработки на сложные и концентрированные удобрения все виды фосфатных руд подвергаются обогащению. Требования к качеству фосфатного сырья, поставляемого в виде апатит-нефелиновой руды, товарных фосфоритов, фосфоритной муки, апатитовых и фосфоритовых концентратов, регламентируются требованиями потребителя или (при наличии) соответствующими стандартами и техническими условиями.

Более 60 % апатитового концентрата, используемого для получения удобрений, перерабатывается в полупродукт - экстракционную кислоту (ЭФК). На ее основе производят различные фосфорсодержащие удобрения. В России производят как однокомпонентные фосфорные удобрения (двойной суперфосфат, фосфоритная мука), так и комплексные (аммофос, диаммонийфосфат, диамофоска).

Технологические свойства руд, как правило, изучаются в лабораторных и полупромышленных условиях на малых технологических, лабораторных, укрупненно-лабораторных и полупромышленных пробах. При наличии опыта переработки руд в промышленных условиях допускается использование аналогии, подтвержденной результатами лабораторных исследований.

Отбор проб для технологических исследований на разных стадиях геологоразведочных работ выполняется в соответствии со стандартом Российского геологического общества СТО РосГео 09-001-98 «Твердые полезные ископаемые и горные породы. Технологическое опробование в процессе геологоразведочных работ», утвержденным и введенным в действие Постановлением Президиума Исполнительного комитета Всероссийского геологического общества (от 28 декабря 1998 г. №17/6).

Малыми технологическими пробами рекомендуется охарактеризовать все природные типы и разновидности руд и выявить пространственную изменчивость их технологических свойств. По результатам испытаний отбираются укрупненно-лабораторные и полупромышленные технологические пробы - для доработки схемы обогащения и уточнения показателей переработки руд. Данные пробы должны быть представительными, т. е. отвечать по химическому и минеральному составу, текстурно-структурным особенностям, физическим и другим свойствам среднему составу руд данного типа или месторождения в целом, с учетом возможного разубоживания при эксплуатации.

Проведению технологических исследований руд предшествует изучение возможности радиометрической крупнопорционной сортировки добываемой горнорудной массы в транспортных емкостях и покусковой сепарации. Предварительные прогнозные технологические показатели получаются расчетным путем при обработке данных опробования или каротажа в технологических контурах эксплуатационных блоков. Устанавливаются физические признаки, которые могут быть использованы для разделения горнорудной массы, контрастность руды применительно к различным объемам порций горнорудной массы, гранулометрический состав добываемой руды, оцениваются показатели радиометрической сортировки и сепарации. При положительных результатах рекомендуется уточнить промышленные (технологические) типы руд, требующие селективной добычи, или подтвердить возможность валовой выемки рудной массы, уточнить параметры системы отработки, а также определить возможность получения сортов богатой руды. Для определения технологических показателей крупнопорционной сортировки и сепарации проводятся опытные горные работы с одновременным отбором укрупненных и, в случае необходимости, полупромышленных технологических проб. Качество продуктов сортировки заверяется валовым опробованием.

Дальнейшие испытания способов переработки руд проводятся с учетом возможностей и экономической эффективности включения в общую технологическую схему обогащения руд радиометрической сортировки и сепарации.

При исследовании обогатимости фосфатных руд определяют: химический состав, нерастворимый в 3%-й соляной кислоте остаток (кварц, глауконит, алюмосиликаты, сульфиды и др.), баланс распределения фосфорного ангидрида по основным минеральным компонентам, структурно-текстурные особенности руды, оценивают дробимость, измельчаемость и промываемость с применением ситового, гравитационного и дисперсионного анализов. Устанавливают необходимую крупность помола, обеспечивающую оптимальную степень вскрытия минеральных зерен. Определяют плотность и магнитную восприимчивость. Выбирают технологическую схему обогащения. Определяют насыпную массу, влажность исходной руды и продуктов обогащения.

Апатитовые руды. Основным методом их обогащения является флотация. В качестве реагентов-собирателей применяют жирнокислотные собиратели (омыленную смесь дистиллированного таллового масла, окисленный петролатум, технические жирные кистоты и т. д.), а также органические продукты типа N-ацилированных аминокислот (ААК-таллактам, ИМР-25 и др.). Для повышения эфективности процесса флотации добавляют жидкое стекло и ОП-4. Флотация проводится в щелочной среде (рН = 9,5-10,0), создаваемой содой или едким натром. Из руд, содержащих от 2,5 до 18 % Р₂О₅ получают апатитовый концентрат с содержанием 38-40 % Р₂О₅ при извлечении 80-93 %. В большей части апатитовые руды являются комплексными. Вследствие этого схемы их обогащения включают процессы магнитной сепарации, гравитации и другие переделы, обеспечивающие попутное выделение пирохлорового, ильменитового, магнетитового, нефелинового и других концентратов. Наличие той или иной технологической операции, их последовательность определяются вещественным составом руд, количественным соотношением основных и породообразующих минералов, их физико-химическими и другими свойствами.

К легкообогатимым относятся апатит-нефелиновые руды Хибинской группы месторождений. Из них получают высококачественные концентраты с содержанием Р₂О₅ 39,4 % при извлечении 85-90 %.

К относительно легкообогатимым относятся апатитовые руды ошурковского типа и апатит-ильменит-титаномагнетитовые. Для последних извлечение магнетита и титаномагнетита производится в слабом магнитном поле, апатита и ильменита - флотацией.

Труднообогатимыми являются руды апатит-карбонатного типа из-за близости флотационных свойств апатита и карбонатов (кальцита и доломита). Они требуют применения более сложных схем и реагентных режимов. Карбонатно-силикатные руды, например ковдорского типа, относятся к труднообогатимым, для их обогащения применяется магнитно-флотационная схема с извлечением апатита, магнетита и бадделеита.

Фосфоритовые руды отличаются разнообразием природных разновидностей, что влияет на технологию их переработки.

Обогащение зернистых рыхлых руд марокканского подтипа производится путем гидравлической классификации или оттиркой пелитовой фракции карбонатных минералов. Крепкие разности фосфоритов этого подтипа не добываются. Для обогащения зернистых руд кызылкумского подтипа наряду с гравитацией рекомендуется предусматривать энергоемкий процесс кальцинирующего обжига с флотацией шламов.

Обогащение Унечских фосфоритов песчано-зернистого типа, наряду с сепарацией фракции +0,15 мм, включает также процесс кислотного растворения фосфатной оболочки на зернах других минералов.

Микрозернистые и афанитовые руды хубсугульского подтипа являются труднообогатимыми из-за тонкого взаимного прорастания фосфатных и карбонатных минералов. Их обогащение гравитацией без тонкого помола обеспечивает извлечение 50 %, и лишь последующее измельчение, флотация и обжиг позволяют поднять его до 65-80 %.

Желваковые фосфориты из-за низкого содержания Р₂О₅ и высокого полуторных оксидов для получения кондиционных концентратов не используются. Их перерабатывают по схеме, включающей дезинтеграцию, мокрое грохочение с получением кускового продукта, содержащего 20-21 % Р₂О₅, и флотацией фосфатов из подрешетного продукта. Совместный помол обоих продуктов дает фосфоритную муку с содержанием Р₂О₅ 18-20 %.

Ракушечные фосфориты Кингисеппского месторождения обогащаются методом флотации. Фосфаты флотируют жирнокислотными реагентами в сочетании с аполярными реагентами в щелочной среде (рН=9,3-9,8) с применением жидкого стекла для подавления, кварца. Из руд, содержащих 8-12 % Р₂О₅, получают фосфоритовые концентраты с содержанием Р₂О₅ более 28 % при извлечении 80-90 %.

В последние годы для обогащения фосфатного сырья применяют методы биотехнологии (бактериальное выщелачивание карбонатов), радиометрического и химического обогащения, электростатической и электромагнитной сепарации; для разделения фосфатных и карбонатных минералов - суспензионные гидроциклоны и тяжело-средние сепараторы.

В промышленности для переработки концентратов и богатых фосфатных руд используют три способа: разложение кислотами, электротермическое восстановление фосфора до элементарного и термическая переработка с разрушением структуры апатита.

Сернокислотным разложением получают простой суперфосфат и экстракционную фосфорную кислоту, т. е. фосфорную кислоту с примесями Са, Мg, Fе, Аl, Na, К, F, SiО₂ и др.

Азотнокислотное разложение обеспечивает получение нитрофосфатов с полным переводом кальция апатита в раствор, сама азотная кислота при этом является компонентом удобрения.

Кислотное разложение апатита обеспечивает растворение в воде фосфатной части комплексных и концентрированных удобрений на 90-95 %.

Электротермией элементарный фосфор получают восстановлением углеродом в электропечах при температуре 1450-1600 ^°С в процессе плавки шихты из фосфатной руды, кокса и SiО₂; процесс энергоемкий. При получении желтого фосфора электротермическим путем необходимо, чтобы величина кислотного модуля загружаемой в печи шихты была близка к 0,8. Желтый фосфор применяют для получения красного фосфора, фосфорной кислоты, фосфорного ангидрида, хлористых, сернистых, органических и других соединений фосфора.

Термические фосфаты получают спеканием или сплавлением с различными добавками для получения кормовых продуктов или удобрений.

Полупромышленные технологические исследования проводятся по программе, согласованной недропользователем с проектной организацией и подразделением, выполняющим геологоразведочные работы.

В результате технологических исследований должны быть получены данные, достаточные для проектирования рациональной технологии обогащения и переработки руд с комплексным извлечением полезных компонентов, имеющих промышленное значение, и определения направления использования отходов производства. Предлагаются оптимальные меры по складированию, захоронению или утилизации хвостов обогащения, использованию оборотных вод и обезвреживанию промышленных стоков при сбросе.

Технические требования, предъявляемые промышленностью к фосфатному сырью, обусловливаются технической возможностью и экономической целесообразностью химической (кислотной, электротермической, гидротермической) или механической (измельчение) переработки.

Наибольшее значение имеет содержание в фосфатном сырье Р₂О₅. Важную роль играет также содержание полуторных оксидов железа и алюминия, оксида магния, карбонатов, оксида кремния. Кроме химического состава имеет значение гранулярный состав сырья.

Простой суперфосфат получается в результате обработки сырья серной кислотой, двойной суперфосфат - фосфорной кислотой, комплексные удобрения (аммофос, диаммонийфосфат и диамофоска) - азотной кислотой или ее смесью с серной и фосфорной кислотами, а также сульфатами калия и аммония или хлористым калием. Исключением являются некоторые виды низкосортных фосфоритных руд, перерабатываемых на фосфоритную муку.

Для производства суперфосфата и комплексных удобрений требуются руды или концентраты, содержащие не менее 28 % Р₂О_5. Вредными примесями руд и концентратов, осложняющими технологию их переработки, являются полуторные оксиды железа и алюминия, оксиды магния, диоксиды углерода и кремния, а также оксиды токсичных элементов. Допустимое содержание вредных примесей зависит от способа переработки. Оценка производится по отношению 100R₂O₃/Р₂О₅ и 100Mg/Р₂О_5. Первое отношение не должно превышать 8-12, второе - 5-8. При содержании СО₂ более 6 % необходима предварительная декарбонизация. Содержание СаО и кальциевый модуль 100Са/ Р₂О₅ в желваковых фосфоритах составляют 47-48 % и 1,55, в ракушечных 50-52 % и 1,40, в хибинском апатите 52,0 % и 1,25, т.е. самый низкий модуль, что существенно (на 10-20 %) снижает расход серной кислоты.

При азотнокислотной переработке допускается минимальное содержание в фосфатном сырье 24 % Р₂О₅ и 100Fe₂O₃/Р₂О₅ не более 15 %.

Для производства желтого фосфора используется фосфатное сырье с содержанием Р₂О₅ не менее 21 % и крупностью более 10 мм, мелкие классы подвергаются предварительному окускованию (агломерация, окатыши).

Требования к гранулярному составу сырья следующие: не менее 3-5 мм и не более 50-70 мм. Мелкие фракции подвергаются агломерации.

Качество фосфатного сырья, поставляемого в виде апатит-нефелиновой руды, товарных фосфоритов, фосфоритной муки, апатитовых и фосфоритовых концентратов, в каждом конкретном случае регламентируются договором между поставщиком и потребителем. В сложившейся отечественной практике принято считать, что качество фосфатного сырья должно соответствовать нормам (требованиям) существующих стандартов и технических условий (ТУ), перечень которых приведен в табл. 4.

Таблица 4. Перечень основных стандартов, технических условий на фосфатное сырье, концентраты и продукты их переработки

ГОСТ 22275-90	Концентрат апатитовый
ГОСТ 5716-74	Мука фосфоритовая
ТУ 113-12-93-90	Концентрат апатитовый Ковдорского горно-обогатительного предприятия
ТУ 113-12-96-88	Мука фосфоритовая для промышленной переработки
ТУ 113-12-83-85	Фосмука сухого помола
ТУ 113-12-57-87	Фосмука тонкого помола Чилисайского рудника
ТУ 113-12-141-90, ТУ 113-12-140-89	Фосфориты кусковые суспензионные для электротермической переработки

5. Изучение гидрогеологических, инженерно-геологических, экологических и других природных условий месторождения

Гидрогеологическими исследованиями изучаются основные водоносные горизонты, которые могут участвовать в обводнении месторождения, выявляются наиболее обводненные участки и зоны и решаются вопросы использования или сброса рудничных вод.

По каждому водоносному горизонту устанавливаются его мощность, литологический состав, типы коллекторов, условия питания, взаимосвязь с другими водоносными горизонтами и поверхностными водами, положение уровней подземных вод и другие параметры, определяются возможные водопритоки в эксплуатационные горные выработки, проходка которых предусмотрена в технико-экономическом обосновании (ТЭО) кондиций, и разрабатываются рекомендации по защите их от подземных вод.

Также рекомендуется:

изучить химический состав и бактериологическое состояние вод, участвующих в обводнении месторождения, их агрессивность по отношению к бетону, металлам, полимерам, содержание в них полезных и вредных примесей;

оценить возможность утилизации дренажных вод для водоснабжения или извлечения из них ценных компонентов, а также возможное влияние их дренажа на действующие в районе месторождения подземные водозаборы;

дать рекомендации по проведению в последующем необходимых специальных изыскательских работ, оценить влияние сброса рудничных вод на окружающую среду;

оценить возможные источники хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения, обеспечивающие потребность будущих предприятий по добыче и переработке минерального сырья.

Утилизация дренажных вод предполагает подсчет эксплуатационных запасов. Подсчет эксплуатационных запасов дренажных вод производится, руководствуясь соответствующими методическими документами.

Вопросы хозяйственно-питьевого водоснабжения горнодобывающих предприятий при оценке промышленной значимости месторождений твердых полезных ископаемых решаются на уровне констатации вероятных, разведываемых и действующих источников водоснабжения.

По результатам гидрогеологических исследований даются рекомендации к проектированию рудника: по способам осушения геологического массива; по водоотводу; по утилизации дренажных вод; по источникам водоснабжения; по природоохранным мерам.

Проведение инженерно-геологических исследований на месторождениях при разведке необходимо для информационного обеспечения проекта разработки (расчета основных параметров карьера и целиков, типовых паспортов буровзрывных работ, определения устойчивости подземных горных выработок и их крепления) и повышения безопасности ведения горных работ.

Инженерно-геологические исследования на месторождении проводятся в соответствии с «Методическим руководством по изучению инженерно-геологических условий рудных месторождений при разведке», рассмотренным и одобренным Департаментом геологии и использования недр Министерства природных ресурсов Российской Федерации (протокол № 7 от 4 сентября 2000 г.) и методическими рекомендациями: «Инженерно-геологические, гидрогеологические и геоэкологические исследования при разведке и эксплуатации рудных месторождений», рассмотренными и одобренными Управлением ресурсов подземных вод, геоэкологии и мониторинга геологической среды Министерства природных ресурсов Российской Федерации (протокол № 5 от 12 апреля 2002 г.).

Инженерно-геологическими исследованиями изучаются: физико-механические свойства руд, рудовмещающих пород и перекрывающих отложений, определяющие характеристику их прочности в естественном и водонасыщенном состояниях; инженерно-геологические особенности массива пород месторождения и их анизотропия, состав пород, их трещиноватость, тектоническая нарушенность, текстурные особенности, закарстованность, разрушенность в зоне выветривания; охарактеризованы современные геологические процессы, которые могут осложнить разработку месторождения. В районах с развитием многолетнемерзлых пород устанавливается их температурный режим, положение верхней и нижней границ мерзлотной толщи, контуры и глубины распространения таликов, характер изменения физических свойств пород при оттаивании, глубину слоя сезонного оттаивания и промерзания.

В результате инженерно-геологических исследований должны быть получены материалы по прогнозной оценке устойчивости пород в подземных горных выработках, бортах карьера и расчету основных параметров карьера.

При наличии в районе месторождения действующих шахт или карьеров, расположенных в аналогичных гидрогеологических и инженерно-геологических условиях, для характеристики разведываемой площади используются данные о степени обводненности и инженерно-геологических условиях этих шахт и карьеров.

Месторождения фосфатного сырья чрезвычайно разнообразны по условиям и глубинам залегания, размерам и морфологии рудных тел, физико-механическим свойствам руд и вмещающих их пород. В зависимости от масштабов запасов, интервалов глубин распространения рудных тел, гидрогеологической обстановки и других факторов технико-экономическими расчетами обосновывается рациональная система отработки месторождения открытым (карьерным), подземным способами или их комбинацией. Перспективным направлением отработки месторождений фосфатных руд является скважинная гидродобыча (СГД).

Перспективным способом управления качеством добываемой руды в случае устойчивой корреляции Р₂О₅ с естественной радиоактивностью или содержанием попутных компонентов является экспресс-анализ на рудоконтолирующих станциях (РКС) отбитой горнорудной массы в транспортных емкостях (автосамосвалах, ковшах погрузо-доставочных машин, вагонетках), на лентах транспортеров с крупнопорционной сортировкой на кондиционную, некондиционную руду и отвальную породу.

Экологическими исследованиями устанавливаются фоновые параметры состояния окружающей среды (уровень радиации, качество поверхностных и подземных вод и воздуха, характеристика почвенного покрова, растительного и животного мира и т. д.); определяются предполагаемые виды химического и физического воздействия намечаемого к строительству объекта на окружающую природную среду (запыление прилегающих территорий, загрязнение поверхностных и подземных вод, почв рудничными водами и промстоками, воздуха выбросами в атмосферу и т. д.), объемы изъятия для нужд производства природных ресурсов (лесных массивов, воды на технические нужды, земель для размещения основных и вспомогательных производств, отвалов вскрышных и вмещающих горных пород, некондиционных руд и т. д.); оцениваются характер, интенсивность, степень и опасность воздействия, продолжительность и динамика функционирования источников загрязнения и границы зон их влияния.

При разведке дается экологическая оценка фосфатного сырья, включающая определение содержаний экологически контролируемых элементов и характера их изменений в рудах промышленных пластов и продуктах переработки, включая концентраты, образцы удобрений и отходы производства. Устанавливается экологический показатель (ЭП). Составляется комплект эколого-геохимических карт распределения основных токсикантов (F, As, Sr, Hg, Cd, U). Выделение и отбраковка экологически опасных зон или частей разреза осуществляются по ЭП с учетом превышения ПДК.

Экологической сертификации и контролю подвергаются все фосфорные минеральные удобрения независимо от типа фосфатного сырья, из которого они получены.

Для решения вопросов, связанных с рекультивацией земель, рекомендуется определить мощность почвенного покрова и произвести агрохимические исследования рыхлых отложений, а также выяснить степень токсичности пород вскрыши и возможность образования на них растительного покрова.

При особо сложных гидрогеологических, инженерно-геологических, экологических и других природных условиях разработки, требующих постановки специальных работ, объемы, сроки и порядок проведения исследований согласовываются с проектными организациями.

По районам новых месторождений указывается местоположение площадей с отсутствием залежей полезных ископаемых, где могут быть размещены объекты производственного и жилищно-гражданского назначения, отвалы пустых пород.

Для месторождений, где установлена природная газоносность отложений (метан, сероводород и др.), изучаются закономерности изменения содержания и состава газов по площади и с глубиной.

Рекомендуется определить влияющие на здоровье человека факторы (пневмокониозоопасность, повышенная радиоактивность, геотермические условия и др.).

Другие полезные ископаемые, образующие во вмещающих и перекрывающих породах самостоятельные залежи, изучаются в степени, позволяющей определить их промышленную ценность и область возможного использования в соответствии с «Рекомендациями по комплексному изучению месторождений и подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов», утвержденными МПР России в установленном порядке.

6. Подсчет запасов

Подсчет и квалификация по степени разведанности запасов месторождений фосфатных руд производится в соответствии с требованиями разделов 2, 4 и 5 «Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых», утвержденной приказом МПР России от 07.03.1997 г. № 40.

Запасы подсчитываются по подсчетным блокам, запасы руды в которых не должны превышать, как правило, производственную мощность будущего горного предприятия. Участки рудных тел, выделяемые в подсчетные блоки, характеризуются:

одинаковой степенью разведанности и изученности параметров, определяющих количество запасов и качество руд;

однородностью геологического строения или примерно одинаковой или близкой степенью изменчивости мощности, внутреннего строения рудных тел, вещественного состава, основных показателей качества и технологических свойств руды;

выдержанностью условий залегания рудных тел, определенной приуроченностью блока к единому структурному элементу (крылу, замковой части складки, тектоническому блоку, ограниченному разрывными нарушениями);

общностью горнотехнических условий разработки. По падению рудных тел подсчетные блоки рекомендуется разделять горизонтами горных работ или скважин с учетом намечаемой последовательности отработки запасов.

При подсчете запасов учитываются следующие дополнительные условия, отражающие специфику месторождений фосфатных руд.

Запасы категории А при детальной разведке подсчитываются только на месторождениях 1-й группы в блоках, оконтуренных со всех сторон разведочными выработками, без экстраполяции.

На разрабатываемых месторождениях запасы категории А подсчитываются по данным эксплуатационной разведки и горно-подготовительных выработок. К ним относятся запасы, отвечающие по степени изученности требованиям Классификации к этой категории.

Запасы категории В при разведке подсчитываются только на месторождениях 1-й и 2-й групп. Контур запасов категории В проводится по разведочным выработкам, а основные горно-геологические характеристики рудных тел и качество руд в пределах этого контура определяются по достаточному объему представительных данных; оконтуриваются промышленные (технологические) типы руд.

На разрабатываемых месторождениях запасы категории В подсчитываются по данным эксплуатационной разведки и горно-подготовительных выработок. К ним относятся запасы, отвечающие по степени изученности требованиям Классификации к этой категории.

К категории С₁ относятся запасы на участках месторождений, в пределах которых выдержана принятая для этой категории сеть скважин, а полученная при этом информация подтверждена на разрабатываемых месторождениях данными эксплуатации, на новых месторождениях - результатами, полученными на участках детализации.

Контуры запасов категории С₁ определяются по скважинам и на основании геологически обоснованной экстраполяции, учитывающей изменение морфоструктурных особенностей, мощностей рудных тел и качества руд.

Запасы категории С₂. К этой категории относятся предварительно оцененные запасы, подсчитываемые путем экстраполяции по простиранию и падению от разведанных запасов более высоких категорий на основе геофизических работ, геолого-структурных построений и единичных рудных пересечений, подтверждающих эту экстраполяцию, а по самостоятельным рудным телам - исходя из совокупности рудных пересечений, установленных в обнажениях, горных выработках и скважинах с учетом данных геофизических, геохимических исследований и геологических построений. При определении контуров подсчета запасов категории С₂ рекомендуется учитывать условия залегания рудных тел и установленные на месторождении закономерности изменения их размеров, формы, мощности и качества руд.

Запасы подсчитываются раздельно по категориям, способам отработки (карьерами, штольневыми горизонтами, шахтами), промышленным (технологическим) типам и сортам руд и их экономическому значению (балансовые, забалансовые). При разделении запасов полезных ископаемых по категориям в качестве дополнительного классификационного показателя могут использоваться количественные и вероятностные оценки точности и достоверности определения основных подсчетных параметров.

Забалансовые (потенциально-экономические) запасы подсчитываются и учитываются в том случае, если в ТЭО кондиций доказана возможность их сохранности в недрах для последующего извлечения или целесообразность попутного извлечения, складирования и сохранения для использования в будущем. При подсчете забалансовых запасов производится их подразделение в зависимости от причин отнесения запасов к забалансовым (экономических, технологических, гидрогеологических, экологических и др.).

Соотношение различных промышленных типов и сортов руд при невозможности их оконтуривания определяется статистически. Запасы руды подсчитываются без учета влажности (сухая руда) с указанием влажности сырой руды. Для влагоемких, пористых руд производится также подсчет запасов сырой руды.

На разрабатываемых месторождениях вскрытые, подготовленные и готовые к выемке, а также находящиеся в охранных целиках горно-капитальных и горно-подготовительных выработок запасы руд подсчитываются отдельно с подразделением по категориям в соответствии со степенью их изученности.

Запасы руд, заключенные в охранных целиках крупных водоемов и водотоков, населенных пунктов, капитальных сооружений и сельскохозяйственных объектов, заповедников, памятников природы, истории и культуры, относятся к забалансовым по экологической или экономической причине в соответствии с утвержденными кондициями.

На разрабатываемых месторождениях для контроля за полнотой отработки ранее утвержденных запасов и обоснования достоверности вновь подсчитанных запасов рекомендуется производить сопоставление данных разведки и эксплуатации по запасам, условиям залегания, морфологии, мощности, внутреннему строению рудных тел, содержанию полезных компонентов в соответствии с «Методическими рекомендациями по сопоставлению данных разведки и разработки месторождений твердых полезных ископаемых», утвержденными МПР России в установленном порядке.

Если данные разведки в целом подтверждаются разработкой или имеющиеся незначительные расхождения не влияют на технико-экономические показатели горнодобывающего предприятия, для сопоставления данных разведки и разработки могут быть использованы результаты геолого-маркшейдерского учета.

По месторождению, на котором по мнению недропользователя утвержденные уполномоченным экспертным органом запасы и (или) качество руд не подтвердились при разработке или необходимо введение поправочных коэффициентов в ранее утвержденные параметры или запасы, обязательным является выполнение специального подсчета запасов по данным доразведки и эксплуатационной разведки и оценка достоверности результатов, полученных при проведении этих работ.

При анализе результатов сопоставления рекомендуется установить величины изменений при разработке или доразведке утвержденных уполномоченным экспертным подсчетных параметров (площадей подсчета, мощностей рудных тел, содержаний полезных компонентов, объемных масс и т. д.), запасов и качества руд, а также выяснить причины этих изменений.

В последние годы при подсчете запасов рудных месторождений находит применение метод геостатистического моделирования, позволяющий использовать процедуру крайгинга для исследования закономерностей пространственного распределения изучаемых признаков (концентраций полезного компонента, мощностей рудных пересечений, линейных содержаний) и их оценки с определением амплитуды возможных ошибок.

Эффективность применения крайгинга в значительной степени обусловлена количеством и качеством исходной разведочной информации, методологией анализа первичных данных и моделирования, отвечающей индивидуальным геологическим особенностям строения разведываемого месторождения (законам распределения подсчетных параметров, характеру тренда и анизотропии, влиянию структурных границ, структуре и качеству экспериментальных вариограмм, параметрам поискового эллипсоида и др.). При использовании процедуры крайгинга количество и плотность разведочных пересечений должны быть достаточными для обоснования оптимальных интерполяционных формул (для двумерного моделирования - не менее нескольких десятков разведочных пересечений, для трехмерного - не менее первых сотен проб). Изучение свойств пространственных переменных рекомендуется производить на участках детализации.

Вычисление вариограмм производится на основе данных опробования по сквозным рудным пересечениям или составным пробам, длина которых согласуется с уступом карьера и интервалом опробования.

При построении блочной геостатистической модели месторождения максимально возможный размер элементарного подсчетного блока выбирается исходя из планируемой технологии добычи, минимальный определяется плотностью созданной на месторождении разведочной сети наблюдений (не рекомендуется принимать размер сторон элементарного блока менее ¹/₄ средней плотности сети).

Результаты подсчета запасов могут быть представлены в двух видах: при расчете по сетке одинаковых равноориентированных блоков составляются таблицы подсчетных параметров по всем элементарным блокам совместно со значениями дисперсии крайгинга; при расчете крупными геологическими блоками индивидуальной геометрии каждый блок привязан в пространстве и имеет список проб, входящих в зону влияния.

Все массивы цифровых данных (данные опробования, координаты проб или рудных пересечений, аналитические выражения структурных вариограмм и др.) представляются в форматах, доступных для экспертизы с использованием наиболее распространенных программных комплексов (например, в виде DBF-файлов с отдельным указанием способа кодирования пропущенных значений или в виде ASCII-файлов стандартного формата GEOEAS). Модели симметризующих преобразований, трендов и вариограмм, прочие параметры представляются в аналитическом и описательном виде.

Считается, что геостатистический способ подсчета запасов дает наилучшую возможность определения средних содержаний полезного компонента в блоках, рудных телах и по месторождению в целом, позволяет снизить ошибки оконтуривания рудных тел со сложной морфологией и внутренним строением. Вместе с тем, геостатистические методы подсчета запасов должны быть контролируемыми в своем применении и подчинены особенностям геологического строения месторождения. Результаты геостатистического моделирования и оценивания проверяются (сравниваются) с результатами традиционных методов подсчета запасов на представительных участках.

При компьютерном подсчете запасов обеспечивается возможность просмотра, проверки и корректировки исходных данных (координаты разведочных выработок, данные инклинометрии, отметки контактов, результаты опробования и др.), результатов промежуточных расчетов и построений (каталог рудных пересечений, выделенных в соответствии с кондициями; геологические разрезы или планы с контурами промышленного оруденения; проекции рудных тел на горизонтальную или вертикальную плоскость; каталог подсчетных параметров по блокам, уступам, разрезам) и сводных результатов подсчета запасов. Выходная документация и машинная графика должны отвечать существующим требованиям к этим документам по составу, структуре, форме и др.

Подсчет запасов оформляется в соответствии с «Методическими рекомендациями по составу и правилам оформления представляемых на государственную экспертизу материалов по подсчету запасов металлических и неметаллических полезных ископаемых», утвержденными МПР России в установленном порядке.

7. Степень изученности месторождений (участков месторождений)

По степени изученности месторождения (и их участки) могут быть отнесены к группе оцененных или разведанных в соответствии с требованиями раздела 3 «Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых», утвержденной приказом МПР России от 07.03.1997 г. № 40.

Степень изученности для оцененных месторождений определяет целесообразность продолжения разведочных работ на объекте, для разведанных - подготовленность месторождения для промышленного освоения.

На оцененных месторождениях фосфатных руд определяется их промышленная ценность и целесообразность проведения разведочной стадии работ, выявляются общие масштабы месторождения, выделяются наиболее перспективные участки для обоснования последовательности разведки и последующей отработки.

Параметры кондиций для подсчета запасов установливаются на основе технико-экономического обоснования временных разведочных кондиций, разрабатываемых на основе отчетов о результатах оценочных работ для новых открытых месторождений, как в целом, так и по отдельным их частям, в объеме, достаточном для предварительной геолого-экономической оценки месторождения.

Запасы оцененных месторождений по степени изученности квалифицируются, главным образом, по категории С₂ и, частично, С₁.

Соображения о способах и системах разработки месторождения, возможных масштабах добычи обосновываются укрупнено на основе проектов-аналогов; технологические схемы обогащения с учетом комплексного использования сырья, возможный выход и качество товарной продукции устанавливаются на основе исследований лабораторных проб; капитальные затраты на строительство рудника, себестоимость товарной продукции и другие экономические показатели определяются по укрупненным расчетам на базе проектов-аналогов.

Вопросы хозяйственно-питьевого водоснабжения горнодобывающих предприятий при оценке промышленной значимости месторождений твердых полезных ископаемых предварительно характеризуются, основываясь на существующих, разведываемых и вероятных источниках водоснабжения.

Рассматривается и оценивается возможное влияние отработки месторождений на окружающую среду.

Для детального изучения морфологии оруденения, вещественного состава руд и разработки технологических схем обогащения и переработки руд на оцененных месторождениях (участках) может осуществляться опытно-промышленная разработка (ОПР). ОПР проводится в рамках проекта разведочной стадии работы по решению государственной экспертизы материалов подсчета запасов в течение не более 3 лет на наиболее характерных, представительных для большей части месторождения участках, включающих типичные для месторождения руды. Масштаб и сроки ОПР согласовываются с органами Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор). Необходимость проведения ОПР обосновывается в каждом конкретном случае с определением ее целей и задач.

Проведение ОПР диктуется обычно необходимостью выявления особенностей геологического строения рудных тел (изменчивость морфологии и внутреннего строения), горно-геологических и горнотехнических условий отработки, технологии добычи руд и их обогащения (природные разновидности и технологические типы руд и их взаимоотношения). Решение этих вопросов возможно только при вскрытии рудных тел на существенную глубину и протяженность.

ОПР целесообразна при внедрении новых методов добычи полезных ископаемых, как, например, скважинная гидродобыча разрыхленных руд с больших и малых глубин, а также при отработке новых нетрадиционных типов руд, а также при освоении крупных и гигантских месторождений, на которых, прежде чем приступить к строительству крупных фабрик, разработанная технологическая схема испытывается и совершенствуется на небольших обогатительных фабриках.

На разведанных месторождениях качество и количество запасов, их технологические свойства, гидрогеологические, горнотехнические и экологические условия разработки изучаются по скважинам и горным выработкам с полнотой, достаточной для разработки технико-экономического обоснования решения о порядке и условиях их вовлечения в промышленное освоение, а также о проектировании строительства или реконструкции на их базе горнодобывающего производства.

Разведанные месторождения по степени изученности должны удовлетворять следующим требованиям:

обеспечена возможность квалификации запасов по категориям, соответствующим группе сложности геологического строения месторождения;

вещественный состав и технологические свойства промышленных типов и сортов полезного ископаемого изучены с детальностью, обеспечивающей получение исходных данных, достаточных для проектирования рациональной технологии их переработки с комплексным извлечением всех полезных компонентов, имеющих промышленное значение, и определения направления использования отходов производства или оптимального варианта их складирования;

запасы других совместно залегающих полезных ископаемых (включая породы вскрыши и подземные воды) с содержащимися в них компонентами, отнесенные на основании кондиций к балансовым, изучены и оценены в степени, достаточной для определения их количества и возможных направлений использования;

гидрогеологические, инженерно-геологические, геокриологические, экологические, горно-геологические и другие природные условия изучены с детальностью, обеспечивающей получение исходных данных, необходимых для составления проекта разработки месторождения с учетом требований природоохранного законодательства и безопасности горных работ;

достоверность данных о геологическом строении, условиях залегания и морфологии рудных тел, качестве и количестве запасов подтверждена на представительных для всего месторождения участках детализации, размер и положение которых определяются недропользователем в каждом конкретном случае в зависимости от их геологических особенностей;

рассмотрено возможное влияние разработки месторождения на окружающую среду и даны рекомендации по предотвращению или снижению прогнозируемого уровня отрицательных экологических последствий до требований соответствующих нормативных документов;

подсчетные параметры кондиций установлены на основании технико-экономических расчетов, позволяющих определить масштабы и промышленную значимость месторождения с необходимой степенью достоверности.

Рациональное соотношение запасов различных категорий определяется недропользователем с учетом допустимого предпринимательского риска. Возможность полного или частичного использования запасов категории С₂ при проектировании отработки месторождений в каждом конкретном случае определяется государственной геологической экспертизой и оформляется в виде рекомендации. Решающими факторами при этом являются особенности геологического строения рудных тел, их мощность и характер распределения в них рудной минерализации, оценка возможных ошибок разведки (методов, технических средств, опробования и аналитики), а также опыт разведки и разработки месторождений аналогичного типа.

Разведанные месторождения относятся к подготовленным для промышленного освоения при выполнении настоящих рекомендаций и после утверждения запасов (балансовых и забалансовых) в установленном порядке.

8. Пересчет и переутверждение запасов

Пересчет и переутверждение запасов в установленном порядке производится по инициативе недропользователя, а также контрольных и надзорных органов в случаях существенного изменения представлений о качестве и количестве запасов месторождения и его геолого-экономической оценке в результате дополнительных геологоразведочных и добычных работ.

По инициативе недропользователя пересчет и переутверждение запасов производится при наступлении случаев, существенно ухудшающих экономику предприятия:

существенном неподтверждении разведанных и утвержденных ранее запасов и (или) их качеств;

объективном, существенном (более 20 %) и стабильном падении цены продукции при сохранении уровня себестоимости производства;

изменении требований промышленности к качеству минерального сырья;

когда общее количество балансовых запасов, списанных и намечаемых к списанию как неподтвердившихся (в процессе дополнительной разведки, эксплуатационной разведки и разработки месторождения), а также не подлежащих отработке по технико-экономическим причинам, превышает 20 %.

По инициативе контрольных и надзорных органов пересчет и переутверждение запасов производится при наступлении случаев, ущемляющих права недровладельца (государства) в части необоснованного уменьшения налогооблагаемой базы:

увеличении балансовых запасов, по сравнению с ранее утвержденными, более чем на 50 %;

существенном и стабильном увеличении мировых цен на продукцию предприятия (более 50 % от заложенных в обоснования кондиций);

разработке и внедрении новых технологий, существенно улучшающих экономику производства;

выявлении в рудах или вмещающих породах ценных компонентов или вредных примесей, ранее не учтенных при оценке месторождения и проектировании предприятия.

Экономические проблемы предприятия, вызванные временными причинами (геологические, технологические, гидрогеологические и горнотехнические осложнения, временное падение мировых цен продукции), решаются с помощью механизма эксплуатационных кондиций и не требуют пересчета и переутверждения запасов.

Характеристические показатели сложности геологического строения месторождений твердых полезных ископаемых

Система разведки и плотность разведочной сети зависят в основном от нескольких природных факторов: условий залегания и структурно-геологических особенностей рудных тел (выдержанности и морфологии рудных тел, характера границ) и распределения полезного компонента (степени изменчивости качества полезного ископаемого в пределах рудных тел).

В качестве основных количественных показателей сложности строения рудных тел рекомендуется использовать следующие величины: коэффициент рудоносности (К_р), показатель сложности (q) и коэффициенты вариации мощности (V_m) и содержания (V_C) в рудных пересечениях (А.П. Прокофьев, 1973).

Коэффициент рудоносности обычно выражается как отношение линейных величин - длины рудных интервалов по скважинам или горным выработкам () к общей длине пересечений в пределах продуктивной зоны (в границах промышленного оруденения -):

(1.1)

Показатель сложности рассчитывается по отношению числа рудных пересечений (N_р) к сумме всех разведочных пересечений (рудных, безрудных внутриконтурных N_в и законтурных N_з, обрисовывающих общую границу сложного объекта):

 (1.2)

Коэффициент вариации мощности и коэффициент вариации содержания (в %) вычисляются общеизвестными способами по сумме разведочных данных:

; (1.3)

, (1.4)

где S_m и S_С - соответственно среднеквадратичные отклонения мощности единичных рудных пересечений и содержания в них полезного компонента от их среднеарифметических значений m_cр и C_cр.

Обобщенные ориентировочные предельные значения показателей сложности строения рудных тел по месторождениям 1-, 2-, 3- и 4-й групп сложности приведены в таблице.

Количественные характеристики изменчивости основных свойств оруденения

Группа месторождений	Показатели изменчивости объектов разведки
	формы	содержания
	Кр	q	Vm, %	VС, %
1-я	0,9-1,0	0,8-0,9	40	40
2-я	0,7-0,9	0,6-0,8	40-100	40-100
3-я	0,4-0,7	0,4-0,6	100-150	100-150
4-я	0,4	0,4	150	150

Решение по отнесению месторождения к конкретной группе принимается по совокупности всей геологической информации с учетом показателя, характеризующего наивысшую изменчивость формы или содержания.

Размещено на Allbest.ru

...