Расположение разведочных выработок.

Система геологических разрезов создается путем анализа геологической документации разведочных выработок, поэтому эти выработки должны располагаться в определенном порядке, обеспечивающем достаточно правильное представление о форме, строении и особенностях распределения качественных показателей полезного ископаемого.

В соответствии с принципом полноты исследования разве­дочные выработки должны полностью пересекать тело полез­ного ископаемого, что позволит получить данные о морфологи­ческих и качественных особенностях этого тела на всем его протяжении в данном направлении. С помощью построения разрезов через соседние выработки можно уже осветить неко­торый объем месторождения или отдельного тела полезного ископаемого. Точность разреза будет тем выше, чем ближе к его плоскости будут размещаться разведочные выработки, так как построение разреза путем проекций на его плоскость всегда чревато ошибками, особенно в случае сложного залега­ния и изменчивой морфологии тел. Отсюда вытекает первое правило: разведочные выработки должны располагаться по возможности в плоскости намечаемого разреза.

Назначение разрезов состоит в том, чтобы с максимальной полнотой освещать форму, элементы залегания, внутреннее строение полезного ископаемого и его взаимоотношения с вме­щающими породами. Очевидно, что наилучшим образом это может быть достигнуто тогда, когда направление разреза со­впадает с направлением наиболее резкого изменения свойств полезного ископаемого. Это утверждение справедливо и в отношении отдель-

ных выработок. Из этого следует второе пра­вило: разведочные разрезы и (отдельные разведочные выра­ботки) должны быть ориентированы по направлению макси­мальной изменчивости свойств полезного ископаемого.

Чаще всего изменчивость свойств полезного ископаемого наименьшая по простиранию тел, поэтому третье правило мо­жет быть сформулировано так: плоскости разведочных разре­зов должны быть ориентированы поперек направления прости­рания тела полезного ископаемого.

В том случае, когда тела полезного ископаемого имеют изо-
метричную форму и не обладают закономерной изменчивостью
свойств в каком-либо направлении, то ориентировка разрезов
определяется техническими соображениями. В этом случае
правильнее говорить не об ориентировке разрезов, а о располо­
жении выработок по площади месторождения, т. е. о сети вы­
работок. •

Размещение выработок по сетке возможно и тогда, когда тело полезного ископаемого характеризуется выраженной ани­зотропией формы или свойств, только в этом случае сетка тоже будет анизотропной.

Таким образом, существует два основных способа располо­жения¹ разведочных выработок: по линиям (разрезам, профи­лям) и по сетке. При расположении по сетке разведочные вы­работки помещаются в ее узлах. По форме сетка может быть квадратной, прямоугольной или ромбической (треугольной). Пересечение линий, проведенных через ее узлы, образует си­стему пересекающихся разрезов, чем достигается объемная ха­рактеристика тела полезного ископаемого.

Необходимо иметь в виду, что термин «разведочная сеть» подразумевает любое регулярное расположение разведочных выработок, т. е. не только по геометрически правильной сетке, но и по линиям (профилям). Нерегулярное размещение разве­дочных выработок допускается только в отдельных участках при очень резких отклонениях от общей закономерности каких-либо параметров месторождения (мощности, условий залегания, распределения полезных компонентов и др.) для уточне­ния этих аномальных явлений.

Выбор той или иной формы разведочной сети обусловлен морфологическим типом тела полезного ископаемого, поскольку для каждого из них требуется различный подход к разведке, в частности, разная ориентировка разрезов.

Напомним, Что по соотношению размеров выделяются тела
трех морфологических типов: изометричные, плитообразные и трубооб-
разные.

Изометричные тела (штокверки, гнезда и др.), обладающие близкими размерами во всех трех измерениях, обычно разве­дываются по квадратной или треугольной сетке, чтобы можно было построить систему разноориенти рованных пересекаю­щихся разрезов.

Плитообразные тела (пласты и пластообразные залежи, жилы, линзы и др.) наиболее широко распространены в при­роде. Разведка их определяется условиями залегания и очерта­ниями в плане или в проекции на плоскость, параллельную па­дению тела. При горизонтальном или пологом залегании тела полезного ископаемого может применяться сетка любой формы: квадратная, прямоугольная или ромбическая. В случае крутого падения тела разведка осуществляется профилями (линиями), ориентированными перпендикулярно его простиранию. Поло­жение профилей и выработок на профиле выбирается с таким расчетом, чтобы точки пересечения выработками полезного ис­копаемого составили в плоскости тела правильную сеть (рис.6).

 

Рис. 6. Схема разведки плитообразного тела (жилы):

а—план; б — разрез по линии II—II; в — проекция на наклонную плоскость, парал­лельную падению жилы;

1—2 — скважины: 1 — не встретившие полезное ископаемое, 2 — пересекшие рудное тело; 3 — рудное тело (а) и его контур в проекции (б).

 

Трубообразные тела (рудные столбы, трубы, вытянутые
штоки) разведываются системой разрезов, ориентировка кото­
рых зависит от положения тела полезного ископаемого в про­
странстве. Горизонтальные или пологие трубы рассекаются
вертикальными разведочными разрезами вкрест простирания
(точнее, протяжения) тел, так как максимальная изменчивость
их свойств чаще всего наблюдается в поперечном направлении.
Крутопадающие трубы разведываются горизонтальными раз­
резами.

Итак, расположение разведочных выработок определяется формой, условиями залегания и изменчивостью свойств полез­ного ископаемого. Для количественной характеристики разме­щения разведочных выработок по площади месторождения пользуются понятием параметры разведочной сети.Это поня­тие включает в себя три характеристики: глубину разведки, плотность и густоту разведочной сети.

Глубина разведки показывает, на какое расстояние от по­верхности вскрыто разведочными выработками полезное иско­паемое. Она обусловлена, с одной стороны, глубиной распро­странения полезного ископаемого, с другой, если полезное ископаемое простирается на очень большие глубины,— технико-экономическими соображениями. В последнем случае глубина разведки устанавливается заранее исходя, из сроков отработки месторождения по падению или технических возможностей применяемого оборудования.

Плотность разведочной сети S₀ выражается отношением всей площади месторождения S к количеству разведочных вы­работок п, полностью пересекших полезное ископаемое, т. е. S₀ = S/п.

В практике геологоразведочного дела для количественной характеристики разведочной сети чаще используют понятие гу­стота разведочной сети — т. е. расстояние между выработками, выраженное в метрах, например, 100х50 м; первая цифра обычно соответствует расстоянию между соседними выработ­ками по простиранию тела, вторая — по падению. При разведке профилями указывается расстояние между профилями (первая цифра) и расстояние между выработками в профиле (вторая цифра).

Все параметры разведочной сети должны отвечать следую­щим основным требованиям:

1) общее число выработок и глубина разведки должны быть минимально необходимыми;

2) в каждом разведочном разрезе тело полезного ископае­мого должно быть пересечено в нескольких (минимум в двух) точках (требование «перекрытого пересечения»).

Необходимость соблюдения первого требования диктуется главным образом экономическими соображениями и соответ­ствует принципам наименьших материальных и трудовых за­трат и наименьших затрат времени.

Несоблюдение требования перекрытого пересечения ведет к неверному или недостаточно полному определению формы, условий залегания и качества полезного ископаемого.

Так, при разведке месторождения цементного сырья — из­вестняка, погребенного под наносами небольшой мощности, ис­пользовалась система вертикальных буровых скважин (рис. 7), каждая из которых только один раз пересекала пласт известняка или глины, т. е. разрез получается не пере­крытым. В результате, качество сырья определялось только в одном пересечении и судить о характере его распределения по простиранию каждого пласта невозможно. Следовало при­менить систему наклонных скважин. В этом случае качество и условия залегания полезного ископаемого характеризуются достаточно полно. Использование такой системы несколько удорожает разведку, но достоверность и полнота полученной информации с избытком окупают незначительное увеличение затрат.

 

 

1 2 3 4

Рис. 7. Пример создания перекрытого сечения;

1 — наносы; 2 — глины; 3 — известняки; 4 — неправильная (не дающая возможности получить перекрытое сечение — а) и правильная (б) ориентировка скважин.

 

На параметры разведочной сети влияют:

1) степень и характер изменчивости полезного ископаемого;

2) размеры тела полезного ископаемого;

3) тип применяемых разведочных выработок;

4) стадия разведки.

Значение первого фактора очевидно — чем больше и слож­нее изменчивость распределения полезного компонента, мощ­ности, условий залегания, тем плотнее должна быть разведоч­ная сеть.

Влияние размеров тела полезного ископаемого сказывается главным образом при разведке небольших тел. В таких слу­чаях на первый план выступают требования точности расчета средних величин показателей, для чего могут потребоваться расстояния между выработками меньшие, чем это понадоби­лось бы для характеристики собственно геологических условий месторождения. Например, размеры тела меньше, чем необ­ходимая густота разведочной сети, но для выполнения требо­вания перекрытого разреза нужно не менее двух выработок. Следовательно, фактическое расстояние между выработками будет меньше, чем принятые параметры.

Зависимость от третьего фактора обусловлена достоверно­стью разведочных данных, получаемых техническими средст­вами различного типа. Так, при разведке горными выработ­ками расстояния между ними будут больше, а плотность или густота соответственно меньше, чем при разведке буровыми скважинами.

Параметры разведочной сети должны соответствовать де­тальности решения поставленных задач, поэтому на стадии предварительной разведки, когда требуется общая прибли­женная оценка месторождения, расстояния между выработ­ками будут значительно больше, чем на стадии детальной раз­ведки, в задачи которой входит точное и полное определение всех характеристик месторождения.

Оптимальные параметры разведочной сети выявляются не­сколькими способами: аналогий, экспериментальным и анали­тическим.

Способ аналогий заключается в применении уже апробиро­ванной на другом месторождении разведочной сети, если разведуемое месторождение обладает близкими к эталонному месторождению ха­рактеристиками. На способе аналогий основаны и специальные инструкции, рекомендующие определенные сети выработок и технические средства для разных стадий разведки определен­ных типов месторождений.

Экспериментальный способ выявления параметров разве­дочной сети имеет две модификации, Первая основывается на сравнении параметров месторождения, установленных по дан­ным различных вариантов все более редкой сети, с результа­тами, полученными при эксплуатации или при заведомо пере­уплотненной разведочной сети. По мере увеличения расстояний между разведочными выработками, принимаемыми в расчет, ошибка в оценке величины показателей месторождения тоже растет. В итоге выбирается такая плотность разведочной сети, которая при наибольших расстояниях между выработками дает достаточно точные значения сравниваемых показателей место­рождения. Результаты расчетов используются на том же место­рождении, если оно продолжает разведываться, или на других аналогичных объектах. Этот способ, очень широко применяю­щийся в практике геологоразведочных работ, получил название способа разрежения.

Вторая модификация экспериментального способа опреде­ления параметров разведочной сети построена на том же прин­ципе разрежения, но эталоном служит искусственная модель. Модель может быть как физическая (из гипса, глины и других материалов), так и математическая. Выводы о рациональности параметров разведочной сети для месторождения с моделируе­мыми свойствами распространяются на подобные месторож­дения.

Аналитические способы расчета параметров разведочной сети базируются на применении математической статистики, теории вероятностей и других математических методов оценки степени изменчивости различных показателей полезного иско­паемого. Широкое использование этих способов сдерживается в настоящее время тем, что пока не установлены количествен­ные закономерности изменчивости свойств полезного ископае­мого в зависимости от условий образования и факторов лока­лизации оруденения.

В настоящее время многие научно-исследовательские орга­низации работают над вопросами применения математических методов и ЭВМ в геологоразведочном деле, так как от того, на­сколько правильно определены параметры разведочной сети, зависят сроки, стоимость и, главное, достоверность разведоч­ных данных.

 

ЛЕКЦИЯ № 7

ТЕМА:«ОПРОБОВАНИЕ И ОКОНТУРИВАНИЕ ТЕЛ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ»

1. Опробование.

Опробование — практически единственный способ изучения качественных показателей полезного ископаемого. В большин­стве случаев оно представляет собой последовательный трехстадийный процесс: отбор, обработку и исследование проб.

Первая стадия заключается в отделении от массива тем или иным способом некоторой порции — пробы — полезного иско­паемого или породы, качественные показатели которых изуча­ются.

Вторая стадия (обработка проб) промежуточная. Ее назна­чение— подготовка пробы к дальнейшим исследованиям, испы­таниям, анализам.

Задача третьей стадии — получить количественное значение изучаемого показателя качества. Исследования вещества проб, которыми занимаются специальные лаборатории, не являются ( за исключением минералого-петро графических исследований) предметом наук геологического цикла, поэтому в данном курсе не рассматриваются.

В соответствии с назначением выделяются следующие ос­новные виды опробования:

1) химическое (определение химического — элементного и фазового — состава полезного ископаемого);

2) минералогическое (определение минерального состава по­лезного ископаемого и вмещающих пород);

3) технологическое (исследование обогатимости полезного ископаемого);

4) техническое (определение физических и горнотехнических свойств полезного ископаемого и вмещающих пород - плотно­сти, влажности, пористости, сопротивления сжатию, разрыву и сдвигу, абразивности, буримости и т. п.);

5) геофизическое (исследование физических свойств полез­ного ископаемого и вмещающих пород и на этой основе опре­деление содержания полезных и вредных компонентов и дру­гих показателей качества).

Основные цели разведочного опробования таковы:

1) характеристика качества полезного ископаемого и зако­
номерностей его распределения в объеме месторождения или тела;

2) определение количества полезных компонентов (подсчет запасов компонентов);

3) выявление физико-механических свойств полезного иско­паемого и вмещающих, пород для оценки горнотехнических ус­ловий разработки месторождения.

Для достижения этих целей и успешного решения задач раз­ведки опробование должно отвечать следующим основным принципам. Оно должно быть представительным, равномерным, а число проб — минимальным.

Опробование считается представительным, если, во-первых, установленные по данным всей системы опробования особен­ности распределения показателей качества соответствуют их истинному распределению в объеме месторождения, а во-вто­рых, значения показателей качества каждой отдельной пробы отвечают их значениям в пределах объема, характеризуемого этой пробой.

Первое положение этого принципа имеет геологический смысл. Оно означает, что расположение пунктов опробования должно соответствовать морфологическим, структурным, литолого-петрографическим особенностям полезного ископаемого и учитывать степень и характер его изменчивости. Второе поло­жение принципа представительности обусловлено кроме геоло­гических еще и технико-экономическими соображениями: раз­меры каждой пробы должны быть минимально необходимыми, так как увеличение массы пробы в арифметической прогрессии вызывает увеличение стоимости ее обработки в геометрической прогрессии.

Принцип равномерности опробования согласуется с принци­пом равномерности (равной достоверности) разведки. Пробы должны располагаться равномерно по площади и мощности тела полезного ископаемого, но, конечно, с учетом анизотро­пии его свойств.

Способы отбора проб определяются главным образом на­значением опробования и видом опробуемой выработки. Наи­более употребительными являются следующие способы отбора проб штуфной, точечный, бороздовый, задирковый, валовый, керновый, шламовый.

При штуфном способе от массива отделяется (откалывается или выпиливается) отдельный кусок или блок (штуф) породы или полезного ископаемого массой от 0,2—0,5 до 10—15 кг и более. Этот способ используется при минералогических и тех­нических исследованиях.

Точечный способ отбора проб заключается в следующем. На обнажение полезного ископаемого или навал отбитий горной массы накладывается реальная или воображаемая сетка с ква­дратной или прямоугольной формой ячеек. Из узлов ячеек или из их центров откалываются (отбираются) небольшие ку­сочки полезного ископаемого (частичные пробы), которые вме­сте составляют начальную пробу. При опробовании точечным способом навала разрыхленной горной массы в забое, отвалах или транспортных емкостях этот способ называется горстьевым, или вычерпывания.

При бороздовом способе отбора проб на обнаженной поверх­ности тела полезного ископаемого вручную (зубилом и молот­ком) или с помощью механического пробоотборника режущего типа с электрическим или пневматическим приводом выбива­ется или вырезается канавка — борозда — прямоугольного, тре­угольного или трапециевидного поперечного сечения. Этот спо­соб является самым распространенным как при разведке, так и при разработке месторождений различных видов (главным образом металлических) полезных ископаемых. Размеры попе­речного сечения (ширина и глубина) прямоугольных борозд за­висят от степени равномерности распределения оруденения и мощности рудного тела (табл. 5).

В процессе детальной разведки и особенно эксплуатации, когда отбирается очень большое число Проб и допустимо неко­торое снижение точности определения показателей качества в каждой из них, ради сокращения затрат на опробование и облегчение обработки проб допускается либо уменьшение се­чения борозд, либо даже применение так называемой «пунк­тирной борозды» (по линии определенного направления и размера

 

Таблица 5

Примерные сечения борозд (в см) при опробовании рудных месторождений

 

	Мощность рудных тел, м
Характер оруденения	>2,5-2	От 2,5-2 до 0,8-0,5	<0,5
Весьма равномерный и равномерный Неравномерный Весьма и крайне неравномерный	5х2   8х2,5 8х3	6х2   9х2,5 10х3	10х2   10х2,5 12х3

отбивается серия кусочков полезного ископаемого, кото­рые и составляют пробу). Следует заметить, что пунктирная борозда дает результаты довольно низкой точности, поэтому, несмотря на высокую производительность и малую стоимость этого способа опробования, использование его, оправдано лишь при эксплуатации месторождений с хорошо изученным и отно­сительно равномерным распределением полезных компонентов.

При опробовании угольных месторождений размер борозды варьирует от (10-16)х(3-5) см для однородных углей до (25-30) х (3-5) см для углей сложного и неустойчивого пет­рографического состава. На россыпях и месторождениях мно­гих нерудных полезных ископаемых (цементное сырье, кирпич­ные глины, песчано-гравийные смеси и др.) применяются бо­розды сечением (25-30) х (10-20) см.

Борозды располагаются перпендикулярно мощности рудного тела и в пределах одного минерального или промышленного типа полезного ископаемого, В случае очень большой мощности или сложного строения полезное ископаемое опробуется секци­ями длиной 0,7—1,5 м (рис. 8). Каждая секция затем обраба­тывается и анализируется как отдельная самостоятельная проба.

 

 

Рис. 8. Расположение борозд при опробовании сложного по составу рудного тела: 1 – вмещаюшие породы; 2 – 3 – руды: 2 – галенитовые, 3 – сфалерит-галенитовые; 4 - борозды

 

Задирковый способ отбора проб заключается в том, что с обнаженной поверхности полезного ископаемого по всей площади выработки сдирается тонкий (обычно не более 2 - 5 мм) слой полезного ископаемого. Этот способ используется только в случае крайне неравномерного распределения полез­ных компонентов и малой мощности полезного ископаемого или в качестве контрольного для бороздового и точечного оп­робования.

При валовом способе в пробу отбирается либо вся горная масса, полученная при проходке данного интервала разведоч­ной выработки по полезному ископаемому, либо какая-то часть, например, каждая вторая, третья, пятая (и т. д.) лопата, вагонетка, ковш и др. Масса валовой пробы может достигать нескольких тонн, поэтому данный способ опробования предна­значен главным образом для проведения технологических ис­пытаний или для контроля других способов опробования, а также при разведке россыпных месторождений драгоценных металлов и алмаза.

Керновое опробование производится следующим образом. Керн буровой скважины раскалывается. вдоль длинной оси. Одна половина его идет в пробу, вторая остается Для конт­роля и минералогических исследований. Если диаметр керна недостаточен для того, чтобы из его половинки была получена представительная проба, то отбирается весь керн. Этот спо­соб опробования широко применяется при разведке всех видов полезных ископаемых.

При шламовом способе отбора в пробу поступают кусочки породы или руды и пыль (шлам), образующиеся при бурении шпуров и скважин. Иногда при низком выходе керна этот спо­соб дополняет керновый.

Помимо упомянутых основных способов опробования су­ществует несколько путей определения качества полезного ис­копаемого без отбора отдельных проб. К ним относятся геофизические способы опробования, фотоопробование и визуальное (определение содержания полезного компонента «на глаз»). В этих случаях используются различные свойства полезного ископаемого, отличающие его от вмещающих пород.

Геофизическое опробование в последние годы быстро раз­вивается и находит все более широкое применение. В допол­нение к таким широко известным способам геофизического оп­робования, как магнито- (определение содержания железа в магнетитовых рудах) и радиометрия (определение содержа­ния урана и тория путем измерения уровня естественной радио­активности) добавляется значительная группа ядерно-физиче­ских методов, среди которых выделяется два типа: гамма-ме­тоды, основанные на измерении искусственных (наведенных) источников гамма-излучения, и нейтронные, регистрирующие ин­тенсивность нейтронного или связанного с ним гамма-излуче­ния. С помощью ядерно-физического опробования возможно определение содержания железа, свинца, ртути, вольфрама, сурьмы, бария, цинка, молибдена, висмута, олова, хрома, ни­келя, марганца, меди, алюминия, бериллия и других компонен­тов во многих (но, к сожалению, не во всех) типах руд.

Фотоопробование заключается в фотографировании обнаже­ния (забоя или стенки выработки) и подсчете площадей, заня­тых полезным минералом. Этот способ опробования дает по­ложительные результаты, если по оптическим свойствам полез­ное ископаемое достаточно резко отличается от вмещающих пород. В таких случаях может применяться и визуальное оп­робование, с помощью которого при достаточном опыте на­блюдателя могут быть получены довольно точные результаты.

Следует заметить, что фотоопробование и визуальное опробование носят вспомогательный характер для приближенной оценки качества полезного ископаемого, так как их точность (особенно визуального опробования) зависит от многих субъек­тивных факторов.

Выбор способа опробования обусловлен двумя группами факторов: геологическими и общими. Главными являются гео­логические факторы, а именно, промышленный тип месторож­дения, текстурно-структурные характеристики полезного иско­паемого, тип распределения полезных компонентов в руде, размер рудных тел, их мощность и крепость полезного ископае­мого. Массивные и равномерно-вкрапленные руды значитель­ной мощности могут опробоваться любым способом, но пред­почтительно применение, шламового или точечного опробова­ния. Полосчатые, прожилковые и неравномерно-вкрапленные полезные ископаемые рациональнее опробовать бороздовым способом при ориентировке борозды перпендикулярно полосча­тости. Крепкие и весьма крепкие полезные ископаемые опробу­ются либо шламовым (если распределение полезных компонен­тов относительно равномерное), либо точечным и задирковым способами, так как в подобных полезных ископаемых выбивать правильную борозду очень трудно.

Среди общих факторов, влияющих на выбор способа опро­бования, следует выделить следующие: задачи опробования, объем работ и применяемые системы разработки (при опробовании эксплуатируемых месторождений). Задачи опробования иногда являются решающим фактором. Так, для определения физико-механических свойств полезного ископаемого иного спо­соба, чем штуфной (выпиливание правильных кубиков), приме­нить нельзя, а для оценки технологических свойств полезного ископаемого требуется большое количество материала, следо­вательно, необходимо проводить валовое опробование и т. д.

Объем работ по отбору проб также может иметь важное значение при выборе способа опробования. Если отбирается сравнительно небольшое число проб, то следует использовать, невзирая на трудоемкость, способы опробования, обеспечиваю­щие максимальную достоверность результатов. Напротив, при больших объемах работ по опробованию предпочтение отдается наиболее простым и дешевым способам отбора проб в ущерб высокой точности результатов по каждой пробе (например, пунктирная борозда вместо обычной).

Влияние применяемых систем разработки при выборе спо­соба опробования сказывается преимущественно в возможно­сти и длительности присутствия людей в выработанном про­странстве (если доступ в очистное пространство свободный, то можно применять любой способ опробования, если нет — шла­мовый или керновый), т. е. в доступности полезного ископае­мого для взятия пробы.

Правильность определения качественных особенностей по­лезного ископаемого обусловлена не только способом опробо­вания, но и параметрами его сети. В этом вопросе главными являются геологические факторы — неравномерность распреде­ления полезного компонента и изменчивость формы тел. Рацио­нальные расстояния между пробами, подтвержденные большим опытом разведки, приводит В. М. Крейтер (табл. 6).

Почти при всех видах опробования после отбора проб про­изводится их обработка. При минералогическом опробовании обработка заключается в изготовлении прозрачных и полированных шлифов для изучения полезного

ископаемого оптиче­скими методами или же в дроблении вещества проб для иссле­дования минерального состава под бинокуляром.

Обработка проб технического опробования зависит от кон­кретного назначения этого вида опробования. Для выявления физико-механических свойств и объемной массы — это распи­ловка отобранных штуфов на правильные геометрические фи­гуры: кубики, балочки, а для оценки качества индустриаль­ного сырья — сортировка, рассеивание, отмывка и т. п.

Наиболее сложна обработка проб для химического анализа, особенно многокомпонентных (комплексных) руд. Для произ­водства собственно анализа достаточно обычно 50—200 г веще­ства, а начальная масса представительной пробы превышает 3—5 кг.

Кроме того, полезные компоненты неравномерно рас­пределены в массе пробы, а полезные минералы находятся в сростках с жильными. Поэтому обработка химических проб выполняется с целью, во-первых, отделения (раскрытия) руд­ных минералов от жильных и, во-вторых, обеспечения равно­мерности, гомогенности вещества пробы с тем, чтобы содер­жание компонентов в лабораторной навеске было таким же, как и в исходной пробе. Эта цель достигается рядом последо­вательных повторяющихся циклов измельчения, перемешива­ния и сокращения исходного материала пробы. Степень сокра­щения пробы в конце каждого такого цикла определяется размером частиц (степенью дробления или измельчения) и сте­пенью неравномерности распределения компонентов.

 

Таблица 6

Расстояния между пробами (по простиранию) на месторождениях разных типов

 

Характер распределения компонентов	Месторождения	Расстояния, м
Равномерный (коэффи­циент вариации 5—40 %)	Простые углей, горючих сланцев, строительных материалов, флюсов, цементного сырья, серы, каменных и калийных солей, некоторых желез­ных и марганцевых руд, глин, коалинов и др.	50—6
Неравномерный (40— 100 %)	Гидротермальные медных и полиме­таллических руд, скарновые золото­рудные, вольфрамовые, молибдено­вые	6—4
Весьма неравномерный (100— 150 %)	Некоторые полиметаллические, боль­шинство оловорудных, вольфрамо­вых, молибденовых, многие золото­рудные	4—2,5
Крайне неравномерный (коэффициент вариации >150 %)	Многие редких металлов, золоторуд­ные, платиновые	2,5—2

 

Наиболее употребительной формулой для расчета необходимой массы пробы после очередного этапа дробления и перемешивания (и, тем самым, возможной степени сокращения начальной массы) является формула Г. О. Чечотта:

 

 

Q=К d²

где Q — масса пробы после сокращения, кг; d — диаметр ча­стиц максимальной фракции, мм; K—коэффициент, завися­щий от степени неравномерности распределения компонентов. Для различных полезных ископаемых его значение меняется от 0,05 до 1.

На основе этой формулы составляется схема обработки пробы, в которой указываются количество этапов дробления, измельчения и истирания материала пробы, количество и сте­пень сокращения на каждом этапе измельчения.

2. Оконтуривание тел полезных ископаемых.

Оконтуривание— это процесс ограничения тела полезного ископаемого в пространстве. Данный процесс включает обычно две процедуры: определение положения опорных точек и соединение последних линией,которая и называется контуром. Оконтуривание тел полезных ископаемых производится на графи­ческих материалах: планах, разрезах, проекциях и блок-диа­граммах.

Выделяются две основные группы контуров—к естественные, обусловленные природными причинами, и искусственные. К ес­тественным контурам относятся следующие: нулевой, представ­ляющий собой линию полного выклинивания тела полезного ископаемого или ограничивающий область, в пределах кото­рой полезный .компонент отсутствует.' Сортовой, разграничи­вающий минеральные типы или промышленные сорта полезного ископаемого.

Искусственные контуры, безусловно, связаны с естествен­ными, но они проводятся чаще всего по формальным призна­кам. Искусственными являются контуры балансовых и заба­лансовых запасов, категорий запасов, шахтного поля и др. По­ложение естественных контуров не меняется во времени и пространстве, оно может только уточняться в результате полу­чения дополнительных данных, а искусственных — зависит не только от объема наших знаний о теле полезного ископаемого, но и от различных причин технико-экономического и организа­ционного характера. Например, при пересмотре кондиций (вследствие внедрения более прогрессивной технологии перера­ботки руд или по другим причинам) понизилось предельное со­держание полезного компонента в промышленных рудах, в ре­зультате и контур балансовых руд может «отодвинуться» на значительное расстояние, другой пример — по итогам проведе­ния дополнительной разведки запасы категории В переведены в категорию А, что вызвало изменение контуров запасов этих категорий, тогда как естественные границы тела полезного ис­копаемого и в том, и в другом случае остались неизменными.

В зависимости от применяемых способов оконтуривания все группы контуров объединяются в два вида: внутренние и внеш­ние. Внутренние проводятся строго через, выработки, пересек­шие полезное ископаемое и, как правило, являются искусст­венными, а внешние — между такими выработками или за их пределами и могут быть как искусственными, так и естествен­ными.

Способ оконтуривания тела полезного ископаемого опреде­ляется его морфологическим типом и условиями залегания, Плитообразные тела при пологом падении оконтуриваются в плане, при крутом — в проекции на вертикальную плоскость, при наклонном — в проекциях на вертикальную и горизонталь­ную плоскости или в проекции на наклонную плоскость, па­раллельную падению тела. Оконтуривание трубообразных тел проводится также в проекции на вертикальную или горизон­тальную плоскость, а изометричных — обычно в проекции на горизонтальную плоскость. Тела всех морфологических типов оконтуриваются на разрезах и блок-диаграммах.

В порядке убывания точности построения контуров разли­чают три способа оконтуривания: непрерывного прослежива­ния,, интерполяции и. экстраполяции.

Непрерывное прослеживание контактов выполняется в тех случаях, когда мощность тела полезного ископаемого меньше размеров прослеживающей выработки (штрека, восстающего, канавы и др.) или же эта выработка проходит непосредственно по контакту тела полезного ископаемого с вмещающими по­родами. Обычно с помощью этого способа удается построить только часть контура тела полезного ископаемого.

Интерполяция заключается в проведении контура через не­посредственно установленные точки контакта полезного иско­паемого с вмещающими породами (на разрезах) или через точки пересечения разведочными выработками полезного ископаемого (при построении контура на проекциях -рис. 9).

 

 

Рис 9. Рис.10.

 

Рис 9. Оконтуривание крутопадающего тела в проекции на вертикальную плоскость (по В. М. Крейтеру):

1—2 — точки пересечения с плоскостью разреза скважин: 1 — подсекших рудное тело, 2 — не встретивших полезное ископаемое; 3—4 — линии контуров: 3 — внутреннего, 4 — внешнего.

 

Рис. 10. Проведение внешнего кон­тура по тектоническому нарушению (по В. И. Смирнову с изменениями):

/ — выход полезного ископаемого на поверхность; 2 — линии разрывных нарушений; 3 — скважины, пересекшие рудное тело; 4—5 — линии контуров: 4 — внутреннего, 5 — внешнего.

 

Экстраполяция представляет собой оконтуривание за пре­делами выработок, встретивших полезное ископаемое, т. е. данным способом отстраивается только внешний контур (см. рис. 9). Существует два вида экстраполяции: ограниченная и неограниченная. Ограниченная экстраполяция — это проведе­ние контура между выработками, одна из которых пересекла полезное ископаемое, а другая — нет. Конкретное положение опорной точки и, следовательно, контура определяется либо по формальным признакам — на половину, треть, четверть расстоя­ния между этими выработками, либо на основании геологи­ческих закономерностей.

При неограниченной экстраполяции контур отстраивают за пределами выработок, подсекших полезное ископаемое, т. е. в этом случае установленных пределов экстраполяции нет, но положение опорных точек контура, как и при ограниченной экстраполяции, выявляется либо по формальным признакам — на четверть, половину, целое, удвоенное или другое расстоя­ние между разведочными выработками, либо по геологическим признакам. Естественно, наиболее достоверным будет положе­ние контура тогда, когда определение пределов экстраполяции основывалось на геологических закономерностях.

Наиболее часто встречаются следующие приемы проведения внешнего контура с использованием геологических закономерностей:

1. По границе различных фаций — довольно типичный способ для месторождений осадочного происхождения; например, для полезных ископаемых, связанных с осадками шельфовой зоны — по границе распространения этих осадков.

2. По границе «благоприятных» пород; данный прием широко применяется для эпигенетических месторождений, например, проведение контура по границе пород непроницаемых для гидротермальных растворов.

3. По тектоническому нарушению, смещающему или ограничивающему тело полезного ископаемого (рис. 10).

4. По естественному плавному выклиниванию - залежи полезного ископаемого; этот способ дает хорошие результаты при оконтуривании линзовидных тел полезных ископаемых. В таком случае положение внешнего контура может быть выявлено построением: либо по углу естественного выклинивания, либо по изолиниям мощности полезного ископаемого (рис. 11).

 

Рис. 11. Проведение внешнего кон­тура по изолиниям мощности (по В. И. Смирнову):

1 — скважины, пересекшие рудное тело, его мощность, м; 2 — изолинии мощности, построенные по результатам интерполяции (а) и экстраполяции (б); 3 — рудное тело; 4 — вмещающие породы.

 

Внешний контур отстраивается способом неограниченной экстраполяции с использованием формальных приемов в тех случаях, когда нет сколько-нибудь убедительных данных о границах распространения продуктивной зоны (площади) за пределами участка, освещенного разведочными выработками. В такой ситуации его положение зависит от размеров тела полезного ископаемого и параметров разведочной сети. Наиболее часто применяются формальные приемы неограниченной экстраполяции, при которых внешний контур проводится следующим образом:

1) параллельно внутреннему на расстоянии, кратном расстоянию между разведочными выработками (предел экстраполяции устанавливается в зависимости от степени изученности месторождения в соответствии с изменчивостью формы тел полезных ископаемых);

2) в зависимости от линейных размеров тела полезного ископаемого (правило «полотна») в виде треугольника или прямоугольника, высота которого равна 1/2 длины или целой длине выхода тела на поверхность;

3) по поверхности конуса или полусферы (для изометричных тел), основание которых составляет площадь сечения тела полезного ископаемого, ограниченную внутренним контуром, а высота равна половине среднего поперечного размера тела.

 

Контур тела полезного ископаемого в различных его участках может быть получен различными способоми, иначе говоря, каждый из перечисленных приемов позволяет построить контур как всего тела полезного ископаемого (см. рис.9-11), так и его частей (12).

 

 

 

Рис. 12. Проведение контура тела полезного ископаемого с использованием разных приемов:

 

1 — непрерывного прослеживания; 2 — интерполяции, 3 — неограниченной экстраполяции, 4 – ограниченной экстраполяции.

 

Контрольные вопросы и задания

1. Что такое разведка месторождений полезных ископаемых и каковы ее главные задачи?

2.Назовите основные принципы разведки. В чем заключается принцип полноты исследований и соблюдение каких требований он предусматривает?

3. Поясните смысл принципа последовательных приближений. Как отра­жается он в практике геологоразведочных работ?

4. В чем заключается принцип равномерности? Какие требования он предъявляет к методике и технике проведения геологоразведочных работ?

5 Каковы основные требования принципа наименьших материальных за­трат?

6. Перечислите основные цели, задачи и результаты поисково-оценочной стадии и стадии предварительной разведки.

7. Каковы главные цели, задачи и результаты детальной разведки место­рождений? В каких случаях проводится детальная разведка?

8. Охарактеризуйте цели и задачи эксплуатационной разведки, назовите ее основные виды. Для решения каких вопросов используются данные экс­плуатационной разведки?

9. Назовите и кратко охарактеризуйте основные методы разведки.
10. На какие группы делятся технические средства разведки?

11. Что такое системы разведки? Назовите их основные виды и укажите условия выбора той или иной системы.

12.Дайте краткую характеристику буровых систем разведки.

13.Когда применяются горные и горно-буровые системы разведки? Какие их виды вам известны?

14.Какие основные правила определяют расположение разведочных вы­работок? Назовите главные способы их размещения.

15.От каких основных характеристик месторождений зависит выбор формы разведочной сети?

16.Что такое параметры разведочной сети? Какими способами выбираются оптимальные параметры?

17.С какими целями проводится опробование полезных ископаемых и какие стадии оно включает?

18.Какие виды опробования выделяются в соответствии с его назначением?

19.Перечислите и кратко охарактеризуйте виды опробования, способы отбора проб.

20.Каким принципам должно удовлетворять рациональное опробование?

21.Что такое оконтуривание тел полезных ископаемых? Какие группы и виды контуров вам известны?

22.Назовите и охарактеризуйте главные способы оконтуривания. От каких факторов зависит их выбор?