Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Классификация месторождений полезных ископаемых






Существует достаточно большое число вариантов классификаций месторождений по их генезису. В предлагаемой классификации (табл. 4) рассматриваются следующие соподчиненные единицы (таксоны); серии, группы, классы и подклассы месторождений полезных ископаемых.

Знание генезиса МПИ и его учет при проектировании горнодобывающих предприятий имеют большое научное и практическое значение.

Таблица 2. Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых

Серия Группа Класс Подкласс
Эндогенная Магматогенная Магматический Раннемагматический Позднемагматический Ликвационный
    Пегматитовый Простых пегматитов Перекристаллизованных пегматитов Метасоматически замещенных пегматитов
    Гидротермальный Плутогенный (глубинный) Вулканогенный (приповерхностный)
  Магматогенно-метаморфогенная Контактово- метасоматический АльбититовыйГрейзеновыйСкарновый (известково- и магнезиально-скарновый)
  Метаморфогенная Метаморфизованный Регионально-метаморфизованный Контактово-метаморфизованный
    Метаморфический Регионально-метаморфический Контактово-метаморфический
эндогенно-экзогенная Магматогенно-седиментогенная вулканогенно-осадочный Гидротермально- осадочный Не выделены Не выделены
Экзогенная Седиментогенная Выветривания Остаточный Инфильтрационный
    Осадочный Механический Химический Биохимический

 

Основная литература:

Бакиров С. Основы геологии. Алматы: Санат, 1995, - 240 бет.

Ершов В.В., Новиков А.А., Попова Г.В. Основы геологии. Москва: «Недра», 1986, -275 с.

Кейльман Г. А. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -250 с.

Короновский Н.В. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -356 с.

 

Лекция №6. Морфологические типы тел полезных ископаемых. Вещественный состав полезных ископаемых.

 

План: 1. Основные понятия; 2. Характер и форма контактов тел полезных ископаемых3. Условия и глубина залегания и выдержанность оруденения; 4. Соотношение с вмещающими породами по времени образования; Минеральные агрегаты, представляющие собой полезные ископаемые, залегают в земной коре в виде геологических тел различной формы и пространственного положения. Морфологические параметры тел (и месторождений) полезных ископаемых зависят от многих факторов – условий образования, особенностей геологического строения тех участков земной коры, к которым они приурочены, от развития этих участков уже после образования месторождений и др. Поскольку тела полезных ископаемых являются объектами горного производства, то морфология и условия их залегания в значительной степени определяют выбор способа вскрытия и разработки, способа проходки и крепления горных выработок, выбор технологических схем добычи и переработки минерального сырья, а также полноту извлечения полезных ископаемых из недр. Кроме того, для подсчета запасов, т.е. определения количества полезного ископаемого, содержащегося в месторождении илиотдельной его части, необходимо знать объем, занимаемый им в пространстве. Таким образом, оценка морфологических условий является одной из важнейших задач изучения месторождений как в процессе их разведки, так и при эксплуатации. Целью данной лабораторной работы является изучение студентами горных специальностей основных морфологических типов залежей полезных ископаемых в земной коре, описание их формы, размеров, условий залегания по графическим геологическим материалам. Понятие «морфология тел полезных ископаемых» включает в себя: 1) формы тел; 2) характер и форму контактов с вмещающими породами; 3) характер выклинивания; 4) мощность и ее изменчивость; 5) условия залегания; 6) выдержанность оруденения; 7) соотношение с вмещающими породами по времени образования; 8) соотношение с элементами структур и условиями залегания вмещающих пород; 9) глубину залегания и распространения; 10) степень и характер нарушенности постминерализационными тектоническими процессами. Телом или залежью полезного ископаемого называется ограниченное со всех сторон скопление природного минерального сырья, приуроченное к определенному структурному элементу или к комбинациям таких элементов. Для месторождений твердых полезных ископаемых выделяются три морфологических типа залежей – изометричные, плоские и вытянутые в одном направлении. Изометричные тела полезных ископаемых представляют собой скопления минерального вещества, примерно равновеликие во всех измерениях. К ним относятся штоки, штокверки и гнезда. Штоком называется крупная более или менее изометричная залежь сплошного или почти сплошного минерального сырья, имеющая секущие контакты с вмещающими породами и размеры в поперечнике – более 10 м (рисунок 1). Штоки чаще всего образуются на сплошном пересечении многих трещин, приобретая вдоль них многочисленные ответвления и утолщения. При этом шток может превратиться в сложное и неправильное штокообразное тело размером до десятков и сотен метров. Примером залежей этого типа могут служить штоки каменной соли, гипса, штоки и штокообразные гидротермальные метасоматические залежи медных, свинцовых, цинковых и др. руд Гнездом называется небольшое (менее 10 м в поперечнике) скопление полезного ископаемого (рисунок 3). Такую форму имеют тела некоторых месторождений золотых, свинцово-цинковых, хромитовых, ртутных и др. руд. Когда шток или гнездо сплющены в одном направлении, образуются линзы и чечевицы – тела, переходные по форме от изометричных к плитообразным Линза – плитообразное тело, имеющее максимальную мощность в центре и выклинивающееся по всем направлениям. Мощность линзы невелика по сравнению с ее протяженностью. Чечевица -линза большой мощности при относительно меньших линейных размерах. Примером тел такой формы могут служить линзы, сложенные высокосортными солями, ценной огнеупорной глиной, чистым кварцевым песком среди лагунных песчано-глинистых отложений (рисунок 5), а также линзы и линзообразные тела аллювиальных россыпных месторождений золота, вольфрамита, касситерита и др. Карманом называют небольшие тела неправильной формы, быстро выклинивающиеся на коротком расстоянии. Скопления минерального вещества в виде карманов характерны для месторождений коры выветривания (бокситов, силикатов никеля, магнезита)и аллювиальных россыпей Штокверк представляет собой более или менее изометричный объем горной породы, пронизанный различно ориентированными прожилками и насыщенный вкрапленностью минерального вещества Границы промышленной залежи в пределах штокверка устанавливаются по данным опробования. В качестве руды в данном случае рассматривается масса горной породы с прожилками и вкраплениями, если она удовлетворяет требованиям кондиций. Плитообразные (плоские) тела. Тела такой формы характеризуются двумя большими и одним (мощность) значительно меньшим размерами. Это самый распространенный в природе морфологический тип, к которому принадлежат пласты и жилы. Пласт – плитообразное тело обычно осадочного происхождения, отделенное от других пород более или менее параллельными плоскостями напластования (нижней – подошвой и верхней –кровлей пласта). Пласты могут быть простыми, когда они однородны по составу и не включают прослоев вмещающих пород, и сложными, состоящими из чередующихся прослоев полезного ископаемого и вмещающих пород По мощности пласты могут иметь раздувы и пережимы, простое (путем постепенного уменьшения мощности) или сложное (путем расщепления на ряд прослоев) выклинивания Примерами могут являться пласты угольных, марганцевых, железорудных месторождений, минеральных солей, фосфоритов. В угольной геологии помимо геологического определения мощности существует промышленное разделение пластов по мощности: - весьма тонкие – до 0, 5 м; - тонкие – 0, 5 – 1, 3 м; - средней мощности – 1, 35 – 3, 5 м; - мощные – 3, 55 – 15, 0 м; - весьма мощные – более 15 м. По степени выдержанности угольные пласты делятся на: - выдержанные; - относительно выдержанные; - невыдержанные. Тела полезных ископаемых неосадочного происхождения, но близкие по форме к пластам, принято называть пластообразными залежами. От пластов они отличаются меньшими размерами попростиранию и падению, но большей и менее выдержанной мощностью Жилы представляют собой трещины в горных породах, заполненные минеральным веществом полезного ископаемого. Они также относятся к плитообразным телам, поскольку, протягиваясь по простиранию и на глубину на десятки и сотни метров, онихарактеризуются значительно меньшим третьим измерением – мощностью, которая обычно изменяется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Резкое уменьшение мощности жилы говорит о ее выклинивании или пережиме, а увеличение мощности – ораздуве. Поверхности, по которым минеральное вещество жилы соприкасается с мещающими породами, называются зальбандами.Прилегающие к жиле породы нередко бывают изменены и минерализованы. Жилы, как и пласты, делятся на простые и сложные. К простым относятся одиночные минерализованные трещины, к сложным – системы переплетающихся трещин, зон дробления и т.д. По деталям морфологии среди жил различают ветвящиеся, камерные, четковидные, рубцовые, лестничные, седловидные. Для ветвящихся жил типично наличие ответвлений (апофиз) от основной рудной жилы в сторону лежачего и висячего боков(рисунок 14). Такие формы характерны для слюдоносных и редкометальных пегматитов и золотоносных жил. В камерных и четковидных жилах по их простиранию чередуются раздувы различной формы и пережимы.Тела такой формы образуют месторождения цветных, редкихи благородных металлов. Разновидностью четковидных жил являются рубцовые жилы, в которых линзовидные раздувы и пережимы расположены равномерно. Чаще всего образуются по трещинам выщелачивания в известняках. Лестничные жилы) состоят из целой серии субпараллельных коротких рудных жилок, располагающихся перпендикулярно стенкам. Такие жилы особенно характерны для золоторудных месторождений. Седловидные жилы приурочены к замковым частям складчатых структур. Такие тела являются довольно распространенными в колчеданных, полиметаллических, сурьмяных, золоторудных месторождениях. Жильные месторождения иногда состоят из одной жилы, а чаще из групп – пучков или семейств жил. Характер и форма контактов тел полезных ископаемых Контакты тел полезных ископаемых – это их границы с окружающими (вмещающими) породами. В случае наклонного залегания верхний контакт является висячим, а нижний – лежачим.По характеру контакты бывают четкими (резкими), когда границымежду полезным ископаемым и вмещающими породами видна невооруженным глазом, и постепенными, если сплошная или густовкрапленная масса полезного ископаемого переходит в породу через зону постепенно убывающей вкрапленности. В этом случаеграница устанавливается по результатам опробования. По форме контакты бывают ровными и сложными (извилистыми). Характер выклинивания Выклинивание – окончание тела полезного ископаемого по простиранию и падению. Различают три типа выклинивания: простое – когда мощность полезного ископаемого постепенно уменьшается до полного исчезновения, тупое – если полезное ископаемое прекращается резко, и сложное – когда тело полезного ископаемого расщепляется на тонкие пропластки и прожилки или незакономерно рассеивается (рисунки 11, 14). Признаками, указывающими на выклинивание рудных тел, являются: изменение мине-рального состава, переход массивных руд в зоны вкрапленников, расщепление рудного тела на серию тонких коротких прожилков. Мощность полезного ископаемого – это расстояние между кровлей (висячим контактом) и подошвой (лежачим контактом).Геологическими определениями являются истинная мощность –это кратчайшее расстояние и видимая мощность – любое расстояние между кровлей и подошвой. Кроме того, существуют понятия промышленной мощности: рабочей считается минимальная мощность, при которой целесообразна разработка залежи, эксплуатационной называется суммарная мощность полезного ископаемого и породы, прихватываемой в процессе разработки, полезной - определяемой как сумма мощностей пропластков полезного ископаемого в пределах эксплуатационной мощности. Условия залегания тела полезного ископаемого характеризуют его положение в пространстве. Это, прежде всего, азимут простирания, азимут падения и угол падения. В зависимости от углов падения различают: 1) пологие (углы до 180); 2) наклонные (19 – 350); 3) крутонаклонные (36 - 550); 4) крутые (56 – 900) падения пластов и пластообразных залежей. Кроме азимута простирания, азимута падения и угла падения для характеристики условий залегания тел полезных ископаемых добавляют еще два: линия восстания и склонения. Линия восстания получается так же, как и линия падения, но направлена в противоположном от линии падения направлении. Угол восстания равен углу падения. Склонение тела полезного ископаемого – это отклонение по мере углубления длинной оси рудного тела от направления падения. При описании условий залегания для горно-геологической характеристики имеют значение не столько средние значения элементовзалегания, сколько их изменчивость. Выдержанность является характеристикой степени прерывистости (или непрерывистости) полезного ископаемого в пределах его рабочего контура (или мощности). С этой точки зрения выделяются четыре типа залежей: - выдержанные – в пределах тела полезного ископаемого отсутствуют участки, не содержащие промышленных концентраций; - относительно выдержанные – в пределах рабочего контура участки с непромышленным оруденением или безрудные составляют не более 25% всей площади; - невыдержанные – внутри рабочего контура участки с нерабочей мощностью или пустыми породами занимают от 25 до 50%; - крайне невыдержанные – площадь некондиционных участков или пустой породы составляет более 50%. По возрастному соотношению с вмещающими породами различают две группы тел полезных ископаемых и месторождений. Сингенетическими являются тела, сформировавшиеся одновременно или почти одновременно с вмещающими породами. К ним относятся практически все осадочные месторождения. Эпигенетическими называются тела, образовавшиеся позднее вмещающих пород. К этой группе относятся все жилы, алмазоносные трубки взрыва и др. По отношению с элементами структур выделяются тела согласные и секущие. Согласные тела полезных ископаемых имеют те же условия и элементы залегания, что и вмещающие породы. Как правило, это тела сингенетические по отношению к вмещающим породам (все осадочные месторождения). Секущие – это тела полезных ископаемых, пересекающие вмещающие породы или имеющие условия залегания заметно отличающиеся от условий залегания вмещающих пород и элементов структур. Секущие тела всегда являются эпигенетическими поотношению к вмещающим породам. Глубина залегания – это расстояние по вертикали от земной поверхности до верхней кромки тела полезного ископаемого. С этой точки зрения выделяются тела поверхностные, выходящие на поверхность, приповерхностные, глубина залегания которых менее 100 м, и глубинные, залегающие на глубинах более 100 м. Глубина распространения тел полезных ископаемых (и месторождений) – это расстояние от земной поверхности до нижней границы оруденения. Тела полезных ископаемых любой формы часто нарушены постминерализационными тектоническими деформациями, усложняющими первоначальную форму тел и месторождений, а нередко вызывающими серьезные трудности при ведении горных работ. Эти деформации делятся на складчатые и разрывные. Складчатые нарушения наиболее характерны для осадочных месторождений металлического и неметаллического сырья и углей. Наиболее распространенными на всех месторождениях являются разрывные нарушения типа сбросов, взбросов и сдвигов, либо их комбинации. При их изучении важно определить направление движения отдельных блоков. Это помогает обнаружить смещенную часть тел.

Основная литература:

Бакиров С. Основы геологии. Алматы: Санат, 1995, - 240 бет.

Ершов В.В., Новиков А.А., Попова Г.В. Основы геологии. Москва: «Недра», 1986, -275 с.

Кейльман Г. А. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -250 с.

Короновский Н.В. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -356 с.

 

 

Лекция №7. Промышленные типы металлических, неметаллических, горючих полезных ископаемых.

 

План

Основные понятия.

Промышленные типы металлических, не металлических, горючих полезных ископаемых.

 

Учение о месторождениях полезных ископаемых основывается на фактических данных, полученных при эксплуатационных и поисково- разведочных работах, и полностью зависит от интенсивности развития горной промышленности и полноты использования полученных при этом геологических данных.

Полезным ископаемымпринято называть природное скопление минерального вещества в земной коре, образовавшееся под влиянием геологических процессов, из которого можно извлекать металлы или минералы с целью промышленного их использования в народном хозяйстве. Среди них выделяются: 1) руды, содержащие металлы, ценные для металлургической промышленности (железо, медь, свинец, цинк, хром, никель, уран и др.); 2) неметалические минеральные вещества, используемые либо в «сыром», т.е. естественном виде (графит, тальк, асбест, слюда и др.); либо требующие химической переработки с целью синтезирования необходимых соединений (калийные соли и фосфаты, из некоторых могут быть получены важные для сельского хозяйства удобрения, или бораты, перерабатываемые на борный ангидрид употребляемый в стеклоделии, керамике, медицине и др.); 3) строительные камни и материалы (граниты, лабрадориты, пески, глиныи др.); 4) горючие полезные ископаемые (угли, нефти природные газы и др.); 5) минеральные источники, радиоактивные воды и т.д.

Полезные ископаемые находятся в твердом, жидком или газообразном состоянии.

Месторождением полезного ископаемого называют участок земной коры с характерной структурой, в котором полезное ископаемое образует рудные тела, разработка которых в количественном, качественном и экономическом отношениях удовлетворяет требованиям промышленности.

Рудные тела или залежь - это обособленное скопление полезного ископаемого, отчетливо отграниченное от окружающих пород.

Рудопроявление - скопление полезного ископаемого в земной коре, непригодное для эксплуатации или еще недостаточно изученное

Руда – агрегат минералов, из которого технологически возможно и экономически целесообразно извлекать металл или металлическое соединение. Раньше термин «руда» применялся только для металлических полезных ископаемых. Сейчас он широко применяется и для неметаллических полезных ископаемых.

Рудное поле - группа месторождений, объединенных общностью происхождения и единством геологической структуры. Площадь рудных полей – от нескольких до десятков квадратных километров. Для изучения структуры рудных полей и месторождений проводят детальное изучение тектонических элементов (складок, трещин, разрывов и т.д.) а также интузивных массивов, играющих важную роль в локализации оруднения.

Воздвигая города, фабрики и заводы, строя дороги, запуская в космос ракеты, люди все в больших масштабах эксплуатируют богатства недр. Достаточно сказать, что в нашу эпоху человечество добывает ежегодно более 2 млрд. тонн разнообразных ископаемых. На каждого живущего сейчас на Земле человека, в день добывается около трех килограммов угля, руды, материалов, идущих на нужды строительства и т.д. За время своего существования люди сожгли не менее 50 млрд. тонн угля, 80 млн. тонн меди, свинца и цинка.

К неметаллическим относят свыше 130 промышленных видов полезных ископаемых, которые используются в естественном виде или после предварительной переработки. Разделение неметаллических полезных ископаемых на три группы основано в ней на ведущих полезных свойствах и главных направлениях промышленного применения:

1) индустриальное сырье: драгоценные, поделочные и технические камни - алмаз, рубин, сапфир, изумруд, гранаты, малахит, агаты и др.; пъезооптическое и электротехническое сырье - пьезокварц, исландский шпат, оптический кварц, оптический флюорит, мусковит, флогопит; тепло- и звукоизоляционные, кислото- и щелочеупорные, а также огнеупорные материалы и добавочное сырье для металлургии — графит, асбесты хризотиловые и амфиболовые, тальк, магнезит, флюорит, барит, витерит; природные сорбенты — цеолиты, бентониты и др.

2) химическое и агрономическое сырье: минеральные соли - калийные, калийно-магниевые, поваренная, сульфат натрия, природная сода; фосфатное сырье — апатит и фосфориты; серное и борное сырье.

3) минеральное сырье для промышленности строительных материалов: для производства заполнителей легких бетонов и теплоизоляционных материалов- пемза, вулканические и известковые туфы, диатомиты, трепелы, опоки, перлит, вермикулит; строительный и облицовочный камень - магматические, осадочные и метаморфические горные породы; сырье для получения вяжущих их материалов - карбонатные породы, гипс и ангидрит; строительный песок и песчано-гравийные материалы, керамическое сырье - глины и каолины, полевые шпаты, пегматиты; стекольное сырье; породы для каменного литья; минеральные.

Горючие полезные ископаемые Казахстана. К горючим ископаемым относятся угли (каменные, бурые антрациты, сланцы, торф нефти и газа).

1Карагандинский бассейн

2.Экибастузский каменноугольный бассейн

3.Берчегурское месторождение каменного угля.

4.Ново-Семеновское месторождение горючие сланцы- Западный Казахстан

5.Кендырлыкское- Восточный Казахстан

Нефти:

1. Урало-Эмбенский нефтегазоносный бассейн

2.Мангышлакский нефтегазоносный бассейн

Металлические полезные ископаемые Казахстана

Руды черных металлов

1.Соколово-Сарбайский горно- обогатительный комбинат

2.Донской ГОК. Хромитовые руды (Cr). (Южно-Кемпирсайскую и Сев.Кемпир.)

3.Атасуский железо-марганцевый бассейн.(Запад. Каражал, Вос.Каражал и Большой)

4.Кустанайский железорудный бассейн (Сарбайское, Козыревское месторождение, Лисаковское, Соколовское месторождения)

5.Карсакпайский железорудный бассейн

Ванадаевые руды (V)

(Каратауское месторождение, Сарыжасское ванадаевое месторождение)

Никелевые руды (Ni)

Кемпирсайское рудоуправление

(М-ние: Бурановское, Батамшинское, Старо- танкеткенское, Караобинское)

Кобальтовые руды (Сo)

Сейчас кобальт добывается для нужд промышленности из никелево- кобальтовых руд Актюбинской обл).

Казахстан- жемчужина цветной металлургии Медная промышленность Казахстана, представленная такими уникальными не только по запасам, но и по качеству руды месторождениями как Джезказганское, Конрадское, Саякское, Бошекульское, Орловское, Николаевское, Чатыркульское, а в Мугоджарских горах открыты богатые месторождения медно- колчеданных руд: 50 лет Октября, Авангард и Приорское.

1.Медно- Колчеданное-Золото, Полиметаллические месторождения Акбастау и Кусмурун (Аягузский район Семипалатинск. Обл. райц. Чубартау)

2Полиметаллические месторождения рудного Алтая: Белоусовское, Николаевское, Орловское, Лениногорское, Зверяновское, Тишинское, Вавилонское, Березовское, Бухтарминское, Карчига и др.(Восточ.Каз-н)

3.Самыми крупными месторождениями свинца и цинка (свинцово-цинковых руд) Миргалимсайское, Зырьяновское, Текелийское (Шалкиинская, Ачисайское, Байджансайское), Алангырское, Карагалийское, Тишинское, Сокольное и Николаевское(Туюк, Суктобе)

Руды малых цветных металлов

Малые цветные металлы, к которым относятся Кадмий, Галлий, Индий, Мышьяк, Сурьма, Висмут, Ртуть и другие, в промышленных количествах встречаются, как правило, в рудах полиметаллических, колчеданных, медных, золоторудных и редко метальных месторождений Казахстана и иногда образуют самостоятельные месторождения.(Тургайское сульмато-ртутное месторождение в Целиноград. обл)

Руды благородных металлов

К благородным металлам относятся: золото, серебро, платина, осмий, иридий, палладий, радий, рутений.

Золото и серебро относятся к подгруппе благородных цветных металлов.

Остальные объединяются в подгруппу благородных черных металлов, иначе платиноидов. (Месторождения золота: Алтай, Аксу, Акбит, Жалямбек Майкай, Бестобе, Степняк, Юбилейный, Васильковский и др).

Неметаллические полезные ископаемые Казахстана:

Казахстан располагает богатейшими разнообразными природными ресурсами химического сырья. Уже сейчас наша республика производит около 40 различных видов химической продукции. Важнейшие из них – минеральные удобрения, синтетический каучук, полиэтилен, серная кислота, хромовые соединения, карбид кальция и многое другое. Эта продукция используется не только внутри страны, но и за ее пределами.

Основная литература:

Бакиров С. Основы геологии. Алматы: Санат, 1995, - 240 бет.

Ершов В.В., Новиков А.А., Попова Г.В. Основы геологии. Москва: «Недра», 1986, -275 с.

Кейльман Г. А. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -250 с.

Короновский Н.В. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -356 с.

 

Лекция №8. Стадии и принципы разведки месторождений. Требований к оконтуриванию полезных ископаемых.

План

Техника разведки месторождений.

Методика поисков, разведки и опробования месторождений полезных ископаемых. Основные методы подсчета полезных ископаемых.

 

Учение о поисках и разведке месторождений полезных ископаемых как прикладная геологическая наука (предмет и метод исследований). Задачи поисковых работ и оценка результатов поисков. Цель и задачи геологоразведочных работ. Краткие сведения об истории развития геологии и поисково-разведочных работ. Организация геологической службы в России. Развитие горнодобывающей промышленности и задачи геологоразведчиков на ближайшие годы.

1. Техника геологоразведочных работ.Общие сведения о технических средствах геологоразведочных работ - горные выработки, буровые скважины, геофизические работы. Сравнительная оценка технических средств - по полноте и достоверности геологической информации, по стоимости и срокам выполнения работ. Общее представление о типах горных выработок, буровых скважин и геофизических работах.

Горные работы.Устойчивость горных пород (рыхлые, связные, скальные). Основные свойства горных пород (плотность, пористость, твердость, взрываемость, упругость, хрупкость, разрыхляемость, трещиноватость) и влияние их на прочность, устойчивость и угол откоса. Характеристика крепости горных пород по М.М. Протодьяконову. Классификация горных пород по буримости. Нормы выработки и времени, и расценки на проходку выработок.

Проходка выработок в мягких, сыпучих, вязких и трещиноватых породах. Механизация работ (экскаваторы, дитчер, бульдозер, скрепер и др.). Устройство отбойного молотка, механической лопаты и условия их применения. Схема устройства компрессора. Ручные работы.

Проходка выработок в твердых породах. Буровзрывные работы. Взрывчатые вещества. Действие взрывной волны. Работоспособность ВВ, бризантность, детонация. Три группы ВВ - механические смеси, химические соединения и комбинированные. Основные виды ВВ - динамит, аммонал, аммонит, нитроглицерин и др. Устройство капсулей - детонаторов для огневого и электропаления. Бикфордов шнур. Патронирование ВВ. Заряжение шпуров и запалка. Последовательность операций при взрывных работах. Бурение шпуров - ручное и механическое. Устройство перфораторов и их использование в различных условиях. Бензоперфораторы. Электросверло. Расположение шпуров в забое. Оптимальная глубина шпуров и расчет необходимого их количества. Использование взрывных работ - котловые заряды, накладные заряды, кумулятивные заряды, минные камеры и др. Три схемы проветривания выработок после взрыва. Освещение выработок.

Проходка поверхностных открытых выработок - копуши, канавы, расчистки, врезы, траншеи, карьеры. Назначение копушей и канав при поисковых и разведочных работах. Типы канав - глубина, ширина, откосы. Проходка канав в мягких и твердых породах. Подъем породы при проходке канав. Механизированная проходка канав - экскаваторами, скреперами, бульдозерами, гидравлическим способом. Применение взрывных работ при проходке канав. Техника безопасности при проходке канав. Общее представление о проходке канав. Общее представление о проходке траншей и карьеров. Использование взрезов и расчисток.

Геологическая документация и ее назначение. Виды документации - первичная и сводная. Назначение документации. Основные геологические сведения, отражаемые в документации - на зарисовках, в описании. Отбор образцов, проб, шлифов и составление коллекций. Особенности документации канав - линейным способом и по сетке, зарисовка дна и стенок канав. Ориентировка и привязка на местности; форма журнала документации канав.

Проходка вертикальных и наклонных подземных горных выработок (шурфы, шахты, гезенки, восстающие). Назначение шурфов, их глубина и сечение. Проходка шурфов прямоугольного сечения - собственно проходка в различных породах, проходка на проморозку, на пожег, бутом, оттайка паром. Шурфопроходческие комплексы. Подъем породы - полки для перекидки, подъем воротком, лебедкой и другими средствами. Вентиляция при проходке шурфов - устройство вентилятора и ветрогона; проветривание бутом и печью. Крепление шурфов (сплошное, венцовое на пальцах, подвесное, на бабках, несплошное поясами с затяжкой стенок и без затяжки, забивная крепь). Особенности проходки и крепления шурфов круглого сечения (дудок). Геологическая документация шурфов - разбор примера зарисовки, описания и формы журнала. Разведочные шахты и их назначение. Некоторые особенности проходки шахт - глубина, сечение, крепление, устройство лестничного отделения. Документация шахт.

Проходка горизонтальных подземных горных выработок (штольни, штреки, квершлаги, орты, рассечки, полевые штреки). Особенности проходки штольни - крепление устья и подготовка площадки. Крепление горизонтальных выработок сплошными и несплошными дверными окладами; крепление стенок и кровли. Другие виды крепления: арочная, штанговая крепь, бетонирование, разборочная крепь и т.д. Маркшейдерская съемка и геологическая документация.

Водоотлив и насосы. Водоотлив из горизонтальных и вертикальных горных выработок. Устройство штангового насоса; горизонтальные поршневые насосы и их устройство; механические горизонтальные и вертикальные насосы, их устройство и производительность; устройство диафрагмового насоса, центробежный насос; крыльчатый насос и его устройство; устройство эрлифта, турбинного насоса и винтового. Расчет работы насоса и производительности насосов отдельных типов.

Промывка и продувка скважин (прямая и обратная). Устройство отстойников. Расчет скорости потока промывочной жидкости; приготовление и определение пригодности глинистого раствора. Условия применения продувки скважин. Определение производительности компрессора. Тампонаж скважин и его назначение. Виды тампонажа. Тампонажные материалы. Способ проведения тампонажных работ. Аварии при вращательном колонковом бурении и меры борьбы с ними. Ловильный инструмент.

Искривление скважин, причины искривления геологические и технические. Закономерности искривления скважин. Мероприятия, предупреждающие искривления скважин. Зенитные и азимутальные искривления. Замеры зенитных и азимутальных искривлений скважин. Принципы работы прибора Полякова и современных инклинометров. Телефотогеологические исследования. Искусственное искривление скважин. Направленное и многозабойное бурение. Способы искусственного искривления скважин. Технические средства для направленного многозабойного бурения. Способы получения ориентированных кернов. Кернометрия и ее значение. Принцип работы керноскопа и кернометра, и схемы приборов. Способы повышения выхода керна. Безнасосное бурение. Двойные колонковые снаряды, их разновидности. Специальные методы бурения. Общая характеристика. Снаряды и технические средства для бурения со съемными керноприемниками. Бурение с гидротранспортом керна.

Конструкция скважин. Телескоп обсадных труб и коронок. Геологическая документация скважин. Керн как основной материал документации. Линейный и весовой выход керна. Сменный рапорт. Буровой журнал. Колонки буровых скважин. Характеристика скорости бурения - механическая скорость, рейсовая, техническая, цикловая.

Другие виды бурения. Забойные двигатели: гидроударная машина, турбобур, электробур. Бездолотные способы разрушения горных пород при бурении - термический, гидравлический, с помощью взрывов; электрофизический и другие способы.

Механическое ударное бурение. Применение ударного бурения. Инструмент для проходки скважин. Бурение на канате и на штангах. Конструкции скважин. Буровые установки. Аварии при ударном механическом бурении и их ликвидация. Геологическая документация при ударном бурении.

Механическое и ручное бурение неглубоких скважин. Применение мелкого бурения. Ручное ударно-вращательное бурение с копром и лебедкой. Инструмент для бурения, обсадка скважин и ликвидация аварий. Ударно-механическое бурение мелких скважин. Шнековое бурение. Вибрационное бурение. Комбинированное бурение. Особенности документации скважин.

Наблюдение за водой при бурении и проходке горных выработок. Откачка из шурфов и скважин. Определение притока (дебита) воды. Определение воронки депрессии. Основные типы фильтров и их устройство - фильтр с засыпкой, корзиночный, песчаная муфта. Насосы, используемые при откачках.

Области использования различных типов буровых агрегатов. Стационарные, передвижные и самоходные станки. Выбор буровых установок (в зависимости от геологических условий, технических возможностей, времени и стоимости работ). Краткая характеристика используемых станков.

Морское бурение. Прибрежно-морское бурение: буровые суда, способы бурения. Глубокое бурение на море. Бурение в океане с научными целями.

Основные нормативные документы по охране труда и технике безопасности. Техника безопасности при проходке и документации горных выработок. Хранение ВВ и средств взрывания, их перевозка. Техника безопасности при производстве буровых работ. Производственная санитария. Специальные средства техники безопасности и охраны труда. Инструктаж по технике безопасности и оформление журналов, актов и других документов. Ответственность за нарушение правил безопасности. Общие сведения по охране геологической среды при производстве геологоразведочных работ. Мероприятия при проектировании и проведении горных работ: выбор участков для горных работ, выбор площадей под отвалы, мероприятия по ликвидации горных выработок, рекультивация площадей. Мероприятия при проектировании и проведении буровых работ: выбор места заложения скважины, строительство подъездных путей, меры предосторожности при использовании глинистых растворов и их химической обработке. Мероприятия, направленные на охрану подземных вод: крепление стенок, оборудование зумфов и отстойников. Ликвидация скважин, оборудование устья, тампонаж.

2. Методика поисков, разведки и опробования месторождений полезных ископаемых

Общие сведения о месторождениях полезных ископаемых

Промышленные типы месторождений как основа учения о поисках и разведке. Основные факторы, определяющие промышленную ценность месторождения - масштабы по запасам минерального сырья, концентрация запасов, качество минерального сырья.

Примеры промышленных типов месторождений - железных руд, меди, олова, золота, углей, асбеста, слюды, цементного сырья, строительных материалов.

Поиски месторождений полезных ископаемых

Задачи поисковых работ. Поисковые предпосылки - формационные, структурные, геохимические, геоморфологических и другие.

Поисковые признаки: прямые (выход полезного ископаемого на дневную поверхность, ореолы рассеяния - первичные и вторичные, следы деятельности человека), косвенные (изменения околорудных пород, геофизические аномалии, геоморфологические, гидрогеологические, ботанические, прочие).

Современные методы поисков твердых полезных ископаемых - аэрометоды, наземные, подводные.

Метод геологической съемки как главные теоретические и практический метод познания и прогнозирования поисков месторождений.

Минералогические методы (валунный, шлиховой, металлометрическая съемка), гидрогеохимические методы, геоботанический и другие.

Геофизические методы - магнитометрический, гравиметрический, сейсмометрический и др.

Поиски горными выработками. Поиски буровыми скважинами. Структурное бурение.

Особенности поисков погребенных залежей полезных ископаемых. Оценка месторождений и рудопроявлений на стадии поисков. Организации и методика прогнозных работ на разных стадиях геологоразведочного процесса. Комплекты прогнозных карт.

Разведка месторождений полезных ископаемых

Общие основы разведочных работ. Главнейшие задачи разведки месторождений полезных ископаемых - изучение геологической структуры, формы тел, масштаба месторождений, вскрытие глубоких горизонтов, установление качественно-технологической характеристики природных разновидностей полезного ископаемого, выявление природных факторов, определяющих условия эксплуатации месторождения.

Стадии разведочных работ - предварительная, детальная и эксплуатационная разведка.

Технические средства разведки - горные выработки, буровые скважины, геофизические способы разведки. Условия, влияющие на выбор способа разведки - общеэкономические, горнотехнические, геологические.

Системы детальной разведки месторождений полезных ископаемых.

Систематизация разведочных данных - системы изолиний, геологические разрезы и планы. Ориентировка разведочных разрезов и выработок и календарный план работ.

Выбор и обоснование расстояний между разведочными выработками - опытные данные, метод сравнения с эксплуатацией, метод последовательного разрежения, аналитический метод. Анализ геометрии и плотности разведочных сетей на моделях с использованием ЭВМ.

Геологическое изучение поверхности месторождения. Особенности составления геологических карт участков месторождений при их разведке.

Принципы разведки. Общие основы классификации запасов. Категории запасов и природных ресурсов. Степень разведанности месторождений, необходимая для проектирования из разработки.

Группировка коренных месторождений твердых полезных ископаемых по факторам, определяющим методику разведки. Группировка россыпных месторождений.

Использование ЭВМ для моделирования месторождений. Имитация разведки на ЭВМ. Примеры разведки коренных и россыпных месторождений полезных ископаемых различных групп.

Опробование

Роль и значение опробования при поисках, разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых. Требования промышленности к различным видам минерального сырья как основа для направления и выбора методов опробования.

Виды опробования - химическое, минерально-петрографическое, техническое и технологическое. Способы отбора проб в горных выработках - штуфной, монолитов, точечный, вычерпывания, бороздовый, задирковый, валовый. Нормы времени на отбор проб в зависимости от категории пород и условий работы. Новые направления в отборе проб.Опробование по минеральному составу - по типам руд, по шлиховым минералам, люминесцентное опробование, по оценке площади рудных минералов.

Факторы, влияющие на выбор способа опробования - текстуры рудных тел, неравномерность распределения оруденения, размеры тел, мощность, крепость.

Выбор расстояний между пробами - зависимость расстояний от неравномерности оруденения; расстояния, принятые в практике разведки; экспериментальная проверка принятых расстояний методом разрежения. Объединение проб. Особенности опробования россыпных месторождений.

Отбора проб при бурении разведочных скважин - при колонковом, ударно-канатном и ударно-вращательном бурении.

Обработка и сокращение проб. Формула для сокращения проб. Измельчение проб. Факторы, определяющие надежный вес пробы.

Представительность и достоверность индивидуальных проб.

Контроль пробоотбора. Контроль обработки и сокращения проб. Контрольные анализы и их значение. Случайные и систематические погрешности анализов. Организация контроля. Внутренние, внешние и арбитражные анализы. Способы обработки результатов контрольных анализов.

Система разработок месторождений полезных ископаемых

Горное дело как самостоятельная дисциплина. Общие сведения о горных разработках - рудничные поля, шахтные поля. Подземные и открытые работы.

Подземные эксплуатационные работы - вскрытие, подготовка, добыча.

Разработка горизонтально залегающих месторождений - шахтных ствол, шахтных двор, зумпф, главные штреки, нарезные штреки, блоки. Предохранительные целики, вынужденные потери.

Разработка круто- и пологопадающих месторождений - закладка шахт, вскрытие горизонтов, высота этажей. Система разработок - почвоуступные, потолкоуступные сплошным забоем, магазинами и др.

Открытые работы и их преимущества. Вскрытие горизонтально залегающих, круто- или пологопадающих тел полезных ископаемых. Возможная глубина вскрыши. Разрезная траншея, разнос бортов. Добычные работы уступами - высота уступа.

Подводная добыча - драги, земснаряды. Гидравлическая разработка.

Добыча полезных ископаемых подземным выщелачиванием.

Факторы, влияющие на выбор системы разработки. Связь между стадиями разработки. Резервы подготовленных запасов - запасы вскрытые, подготовленные, готовые. Годовая производительность рудника. Потери и разубоживание руды при добычи и методы борьбы с ними.

Геологическая служба на горных предприятиях. Задачи рудничной геологической службы.

Переработка минерального сырья

Подготовка минерального сырья к обогащению. Обогащение, основные виды: отсадка, обогащение на концентрационном столе, флотация, магнитное обогащение, грохочение, рудоразборка, обжиг, обогащение в тяжелых жидкостях, радиометрическое обогащение.

Обработка концентратов. Металлургическая переработка руд и концентратов.

Кондиции

Общие представления о кондициях и их значение. Общие показателей кондиций. Временные и постоянные кондиции. Назначение кондиций.

Минимальное промышленное содержание полезного компонента в руде и способы его расчетов.

Бортовое содержание полезного компонента в руде, его значение и способы определения.

Методы расчета кондиций.

Сравнительная оценка основных показателей кондиций.

Оконтуривание тел полезных ископаемых

Различные виды контуров - нулевой контур, промышленный, сортовой и др. Определение контуров тел полезных ископаемых в пределах разведочных выработок, между выработками и за их пределами.

 

Основная литература:

Бакиров С. Основы геологии. Алматы: Санат, 1995, - 240 бет.

Ершов В.В., Новиков А.А., Попова Г.В. Основы геологии. Москва: «Недра», 1986, -275 с.

Кейльман Г. А. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -250 с.

Короновский Н.В. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -356 с.

 

 

Лекция №9. Подсчет запасов полезных ископаемых. Геолого-промышленная оценка месторождений.

План:

Подсчет запасов месторождений полезных ископаемых.

Промышленная оценка месторождений полезных ископаемых.

Сроки эксплуатации месторождений.

Требования к промышленному минеральному сырью.

 

Подсчёт учёт запасов полезных ископаемых осуществляется по результатам геологоразведочных и горнодобывающих работ. Данные о запасах используются при составлении планов развития добывающих и потребляющих минеральное сырьё отраслей народного хозяйства. На их базе ведётся проектирование горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, проходческих и очистных работ и эксплутационной разведки.

Прогнозные ресурсы полезного ископаемого оцениваются в пределах рудоперспективных территорий и отдельных месторождений на основе геологических предпосылок, выявленных в процессе геологических предпосылок, выявленных в процессе геологического и других видов картирования и при геофизических и геохимических исследованиях. Сведения о прогнозных ресурсах учитываются при планировании поиско-оценочных и разведочных работ.

Запасы твёрдых полезных ископаемых подразделяются по степени их изученности по категории А, В, С, и С2.

Запасы первых 3 категорий относятся к разведанным, запасы С2 – к предварительно оценённым. Прогнозные ресурсы твёрдых полезных ископаемых подразделяются по степени их обоснования на категории Р1, Р2 и Р3. Наиболее детально изучают запасы категорий А и В контур запасов категории А определяется в соответствии с требованием. Кондиций по скважинам или горным выработкам. При этом необходимо: выявить размеры, форму и условия залегания тел полезных ископаемых; оконтурить внутри их безрудные и некондиционные участки (кондиций – технико-экономические требования к количеству и качеству минерального сырья, его горно-геологическим, гидрогеологическим и другими природными условиями, при соблюдении которых с учётом использования прогрессивных методов техники т технологии добычи и переработки можно подсчитать балансовые запасы полезного ископаемого), изучить характер и особенности изменчивости морфологии и внутреннего строения этих тел, технологические свойства полезных ископаемых, инженерно-гидрогеологические и другие условия с детальностью, необходимой для составления проекта разработки месторождения.

Запасы категории В должны близко подходить к указанным для категории А требованиям. Но в отличии от них при изучении формы, условий залегания и внутреннего строения тел полезного ископаемого устанавливается лишь их основные особенности и изменчивость. При выдержанных мощности тел и качестве полезного ископаемого, допускается включение в контур запасов категории В ограниченной зоны экстраполяции, обоснованной геологическими предпосылками, интерпретацией геофизических и геохимических данных.

К запасам категории С1 предъявляются более низкие требования, чем к запасам категории В. Их отличие заключается в степени изученности внутренних неоднородностей и других природных условий. Технологические свойства запасов С1 изучаются в степени, достаточной для обоснования их промышленной ценности; гидрогеологические, инженерно геологические, горно-геологические и другие природные показатели оцениваются предварительно.

От рассмотренных запасов так называемых промышленных категорий В, в и С1 принципиально отличаются предварительно оценённые запасы категории С2.

Их контур определяют на основании единичных рудопродуктивных скважин, горных выработок и обнажений с учётом геофизических и геохимических данных, с использованием метода экстраполяции. Качество и технологические свойства полезных ископаемых выделяют по результатам исследования лабораторных работ.

Гидро-, инженерно-, горно-геологические и другие условия оцениваются по отдельным точкам наблюдения и по аналогии с подобными участками и месторождения.

Прогнозные ресурсы категории Р1 оценивают вероятность прироста запасов при будущей разведке путём увеличения площади и глубины их распространения и за пределы внутреннего контура, обычно отождествлённого с контуром запасов при будущей разведке категории С2 и за счёт тел полезных ископаемых, выявленных ранее при поисках и ожидаемых при разведке

Прогнозные ресурсы Р2 оценивают потенциальные запасы вероятных для открытия месторождений в пределах рудоносной территории: рудном поле, узле и т.д.

Прогнозные ресурсы Р3 в отличие от Р2 оценивают потенциальные запасы предполагаемых месторождений на основе благоприятных геологических предпосылок, выявленных при средне и мелкомасштабном геологическом картировании, дешифрировании космических снимков, анализе результатов геофизических и геохимических исследований.

Запасы твёрдых полезных ископаемых и содержащихся в них ценных компонентов по их народнохозяйственному значению подразделяется на 2 группы: 1)балансовые и 2) забалансовые.

Такие названия связаны с формой учёта. По каждому виду полезного ископаемого составлен баланс запасов с их количественной и качественной оценкой. Запасы, составляющие его основу, стали называть балансовыми

По степени изученности геологического строения месторождения полезного ископаемого подразделяются на 4 группы.

1. Группа месторождений характеризуется простым геологическим строением. Запасы заключены в простых по форме, строению. На таких месторождениях в процессе детальной разведки выявляют запасы категории А и В

2. Группа месторождения сложного геологического строения с изменением мощности и строением тел полезных ископаемых; невыдержанным качеством. Разведка запасов осуществляется по категориям В и С1; по категории А нецелесообразно вследствие неоправданна высокая стоимость геологоразведочных работ.

3. Группа месторождения сложного геологического строения с резкой изменчивостью мощности и внутреннего строения тел полезных ископаемых и весьма неравноценным распределением ценных основных компонентов. Запасы подлежат разведке по категории С1 и С2. Детальная разведка запасов по категории А и В экономически нецелесообразно.

4. Группа месторождений металлов и неметаллического сырья весьма сложного геологического строения с резкой изменчивостью мощности и внутреннего строения

Запасы разделяют по категориям С1 и С2 на что требуется проведение большого объёма подземных горных выработок.

Подготовленными для промышленного освоения считаются месторождения. Имеющие утверждение балансовые запасы разных категорий ГКЗ.

Основными параметрами при подсчёте запасов твёрдых полезных ископаемых является площадь и мощность рудных тел, средняя плотность руды, содержание в ней компонентов и поправочные коэффициенты

Площади со сложными очертаниями замеряются планиметром либо курвиметром, либо палеткой. Мощность рудных тел или залежей определяется по материалам опробования и геологической документации горных выработок и скважин

Средняя плотность руды определяется в ненарушенном залегании, непосредственно на месте, путём выемки определённого объёма горной массы и последующего его взвешивания и по результатам испытаний лабораторных проб (в г/см3)

Содержание полезного ископаемого может проводиться на химические элементы (золото, медь, никель и т.д.)в процентах и массовых единицах (гр., кг.) на 1т. или 1 м3 руды. А среднее содержание определяется как среднеарифметическое последовательно по опробуемому сечению скважин, горизонту, блоку, участку.

Поправочные коэффициенты, учитывающиеся при подсчёт, могут существенно изменить наши представление о количественной и качественной характеристики запасов. На разведочных стадиях обычно определяют линейный коэффициент рудоносности:

,

где li – длина частных рудных интервалов;

L-суммарная длина пересечений рудной зоны, включая рудные и безрудные прослои. Существует эмпирическая формула определения фактического коэффициента рудоносности:

Запасы месторождений твёрдых полезных ископаемых подсчитывают в основном методом геологических и эксплутационных блоков или методом разреза.

Метод геологических блоков является универсальным. При этом методе выделяются блоки, различные по степени разведанности, мощности, содержанию полезных основных и попутных компонентов, природным типам и сортам руд. Запасы каждого блока подсчитываются по формулам: V=Sm; Q=Vd; P=Q , где

V- Объём тела полезного ископаемого;

S- Площадь тела на проекции; m-средняя горизонтальная или вертикальная мощность тела;

Q-Запасы полезного ископаемого

d- Средняя плотность полезного ископаемого

С-среднее содержание полезного компонента (%)

Оконтуривание и подсчёт запасов проводится по каждому блоку. Подсчёт запасов по методу разрезов применяется для подсчёта запасов изометричных, трубообразных и сложных по форме тел полезных ископаемых, преимущественно разведанных буровыми или горно-буровыми системами, дающими возможность построить разрезы.

 

 

Они могут быть вертикальными и горизонтальными. Заключённая между смежными разрезами часть тела полезного ископаемого представляет собой призму, объём которой равен: V=S1+S2/2*l, где S1и S2-плошади смежных сечений, l-длина между ними. V=S1+S2+

Эта часть тела может рассматриваться в качестве одного блока или разделяться на несколько блоков, отличных друг от друга вещественным составом руд, степенью разведанности и т.п.

Объём крайних блоков, каждый из которых опирается на один разрез, в зависимости от формы выклинивания тела определяется по формулам клина или пирамиды. При непараллельных разрезах вносятся соответствующие поправки к подсчёту объёмов. Среднее содержание полезных компонентов определяют вначале для каждого разреза. В блоке, ограничиваются двумя разрезами, оно вычисляется как среднеарифметическое или средневзвешенное на площади сечений.

Основной целью подсчета запасов является определение количества полезного ископаемого и полезных компонентов. Чтобы облегчить подсчет, не снижая существенно его точности и достоверности, проводится некоторое упрощение формы тел полезных ископаемых и распределения полезных компонентов. Способ подсчета запасов представляет собой прием, с помощью которго реальное тело полезного ископаемого разбивается (подсчетные блоки) относительно простой формы и (или) с относительно равномерными значениями исходных данных полсчета запасов.

В общем случае количество полезного ископаемого Q определяется как произведение его объема V (определяется путем умножения площади тела полезного ископаемого S на его среднюю мощность m, т.е. V = Sm) и объемной массы d

Q = Vd = Smd. (1)

Количество полезного компонента Р вычисляется как произведение количества полезного ископаемого Q и его среднего содержания полезного компонента в подсчетном блоке С, выражаемого в процентах. Расчет ведется по формуле

P = QC/100 = SmdC/100 (2)

Формулы (1) и (2) называются общими формулами подсчета запасов; первая из них используется для определения количества полезного ископаемого (руды), а вторая – количества металла (полезного компонента). Расчетные показатели, входящие в эти формулы – площадь тела (блока, сечения и т.п.), средняя мощность полезного ископаемого в пределах подсчетного блока, среднее содержание полезного компонента в подсчетном блоке и средняя плотность полезного ископаемого – представляют собой исходные данные для подсчета запасов. Средние значения этих данных обычно устанавливаются одинаковыми приемами независимо от способа подсчета запасов.

Общие запасы по месторождению получают путем суммирования запасов полезного ископаемого (руды) и полезных компонентов (металлов) по отдельным блокам, а средее содержание полезного компонента устанавливается обратным расчетом из формулы (2), т.е.

C = 100P/Q. (3)

Компьютерное моделирование месторождений полезных ископаемых.

На основе геологоразведочных данных, характеризующих геологическое строение месторождения, можно привести моделирование строения, состава и свойств месторождения полезного ископаемого. степень сложности и детальности модели зависит, прежде всего, от сложности геологического строения исследуемого месторождения, изменчивости его свойств, а также от целей, преследуемых ее построением.

Основой моделирования месторождений полезных ископаемых является информация, полученная в процессе разведки и эксплуатации месторождения. Она должна содержать не только количественные показатели (мощности, содержание полезных и вредных компонентов, запасы и др.), но также позволять судить о закономерности распределения и размещения руд в недрах.

В общей постановке математическая модель горно-геологического объекта представляет собой совокупность геолого-маркшейдерских данных, трансформированных с помощью выбранного математического аппарата (является важнейшей составной частью моделирования) по определенному алгоритму.

Математические модели делят на простые геометрические модели месторождений, дискретные, аналитические и смешанные.

Простые геометрические модели месторождений обеспечивают представление сложных в действительности форм реальных рудых тел упрощенными преображениями в виде правильных геометрических фигур – параллепипедов, усеченных конусов и пирамид, призм, а на поперечных сечениях – в виде параллелограммов и трапеций. Область применения простых геометрических моделей ограничивается однородными рудными телами относительно несложной формы – чем сложнее месторождение, тем больше погрешность расчетов.

Для описания месторождений полезных ископаемых широко используются дискретные математические модели. Суть дискретного моделирования месторождений заключается в том, что участок горного отвода, включающий полезное ископаемое и вмещающие породы, представляется в виде суммы микроблоков, каждый из которых характеризуется координатами в трехмерном пространстве и кодом качественных признаков. Эти модели получили название цифровых или блочных.

Достоинство цифровых моделей заключается в том, что они обеспечивают интеграцию источников геологической информации и позволяют на единой информационной базе осуществить увязку всех функциональных задач, решаемых на горном предприятии и объединении.

Аналитические модели месторождений представляют собой совокупность аналитических функций, объединенных в систему, описывающих распределение определенных геологических признаков в трехмерном пространстве геохимического поля. Аналитические модели достаточно компактны для записи в ЭВМ, удобны для расчетов, но применение их формально ограничивается такими типами залежей, которые в пределах выбранной системы координат представляют собой однозначные функции.

 

Основная литература:

Бакиров С. Основы геологии. Алматы: Санат, 1995, - 240 бет.

Ершов В.В., Новиков А.А., Попова Г.В. Основы геологии. Москва: «Недра», 1986, -275 с.

Кейльман Г. А. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -250 с.

Короновский Н.В. Основы геологии. Москва: Недра, 1991, -356 с.

 

 

Лекция №10. Основы инженерной геологии. Водные, физические, основные и механические свойства горных пород.

План:

Возникновение и история развития инженерной геологии.

Предмет и задачи инженерной геологии, основные этапы развития, связь с другими геологическими науками.

Основные направления инженерной геологии и ее современная структура.

 

Возникновение инженерной геологии и развитие ее на первых этапах были связаны со строительством. Исследование горных пород в строительных целях начали проводиться задолго до появления термина «инженерная геология». Поэтому можно говорить о предыстории инженерной геологии, которая, по существу, складывается из двух этапов.

Первый этап - когда строители и горные инженеры самостоятельно изучали горные породы, являющиеся основанием, средой и материалом для различных сооружений. Вряд ли можно, хотя бы приблизительно, указать, когда начали изучаться горные породы в связи со строительством. Началом же научных исследований и обобщения
накопленного материала инженерно-геологического характера т.е. началом первого этапа предыстории инженерной геологии, можно счи­тать первые десятилетия XIX в. Оно было, связано с раз­витием промышленного капитализма в Европе, Америке и России.
Строительство заводов, фабрик, плотин и других сооружений требовало
наиболее рациональных решений: достаточной их надежности при
наименьших затратах. Достигнуть этого без изучения горных пород
было нельзя, поэтому строители начали уделять им гораздо больше
внимания, чем ранее. При этом в их работах горные породы называ­лись грунтами.

С целью обобщения накопившегося опыта строительства и исполь­зования его в сходных условиях строителям самим пришлось разраба­тывать классификации грунтов, описывать их особенности, характери­зовать свойства грунтов, учитывать воздействие геологических процес­сов на различные сооружения.

Второй этап предыстории инженерной геологии связан с привлече­нием геологов к изысканиям под строительство (с начала XIX по 20-е годы XX в.). В это время геологи начали привлекаться к решению вопросов в связи со строительством железных дорог, каналов и других крупных сооружений. Среди геологов, консультировавших строителей,
было немало известных ученых. В качестве примера можно назвать:
В. Смита (Англия), Ч. Беркли (США), И. В. Мушкетова, В. А. Обру­чева, А. П. Павлова и др. При изысканиях под железные дороги большое внимание уделялось геологическому строению полосы трассы и геологическим процессам в ее пределах.

Возникновение и развитие инженерной геологии. При решении вопросов, связанных со строительством, мало знать особенности горных пород, изучаемые грунтоведением и механикой грунтов. До начала строительства, на стадии выбора наилучшего варианта участка и объ­ективной оценки конкурирующих вариантов, необходим широкий круг сведений о геологическом строении территории, геологических процес­сах, которые уже протекают или могут возникать в результате строи­тельства, о гидрогеологических условиях и т. д. Изучение этих вопросов взяла на себя новая наука — инженерная геология.

Впервые, под названием «Ин­женерная геология» в 1929 г. вышла книга Редлиха, Кампе и Терцаги на немецком языке, но в ней обоснование названия и изложение методологических основ инженерной геологии отсутствовали.

Инженерная геология как наука оформилась при гидротехническом строительстве в результате реализации плана электрификации. Большое значение для возникновения и развития инженерной геологии имели работы Ф. П. Саваренского, Г. Н. Каменского, Н. Ф. Погребова, И. В. Попова, Н. Н. Маслова, М. П. Семенова. R А. Приклонского и др., принимавших участие в изысканиях под строительство гидроэлектростанций на Волге, Днеп­ре, по трассе канала Волга—Москва и др. Большой вклад в станов­ление инженерной геологии как науки внесли крупнейшие советские геологи: Е. Б. Милановский, Г. Ф. Мирчинк, И. С. Шацкий и др.

B 1929 г. была открыта кафедра инженерной геологии в Ленинград­ском горном институте, а в 1931 г. - в Московском геологоразведочном институте. В 1937 г. вышли в свет книги: «Инженерная геология» Ф. П. Саваренского и «Методика инженерно-геологических исследова­ний для гидротехнического строительства», написанная М. П. Семеновым, Н. И. Биндеманом и М. М. Гришиным, которые окончательно закрепили представление об инженерной геологии как новой отрасли геологической науки.

В те же годы за рубежом возникла «геотехника», которая получи­ла широкое развитие в Швеции, Норвегии, Германии, Англ






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.