Подсчет и утверждение запасов полезных ископаемых
Подсчет запасов – заключительная акция разведочных работ на месторождении.
Цели подсчета запасов:
1) определение количества полезного ископаемого с распределением его по типам и сортам руд, по категориям (А, В, С) запасов, по промышленному значению (балансовые и забалансовые);
2) определение качества полезного ископаемого, установление его технологических свойств;
3) анализ степени надежности подсчета запасов.
Все подсчитанные запасы полезных ископаемых представляются на рассмотрение и утверждение в ГКЗ или ТКЗ. При этом балансовые и забалансовые запасы подсчитываются и учитываются отдельно.
Кроме балансовых и забалансовых запасов выделяют:
Геологические запасы – запасы, подсчитанные в недрах Земли без учета потерь.
Эксплуатационные (промышленные) запасы – балансовые запасы, оставшиеся после вычета потерь в охранных целиках.
Извлекаемые запасы — это эксплуатационные запасы, оставшиеся после вычета эксплуатационных потерь, связанных с разубоживанием, несовершенством выбранной системы отработки, гидрогеологическими и другими условиями эксплуатации.
Исходные данные для подсчета запасов (методом блоков):
1) Площадь (месторождения, рудного тела, участка рудного тела), м2 (S);
2) Средняя мощность тела полезного ископаемого, м (m);
3) объемная масса полезного ископаемого, т/м3 (d);
4) среднее содержание полезного компонента, %, г/т (С).
Количество запасов (руды) полезного ископаемого вычисляется по формуле:
,
где V – объем блока, а d – объемная масса полезного ископаемого.
Количество запасов полезного компонента (металла) в руде определяется по формуле:
,
где P – запасы полезного компонента, а Ссред – среднее содержание полезного компонента в подсчитываемом объеме. В том случае, когда содержание полезного компонента выражено в процентах, используется формула:
.
Объем подсчетного блока вычисляется по формуле:
,
где S – площадь подсчетного блока, а M – его средняя мощность.
Если оконтуривание запасов произведено на горизонтальной проекции рудного тела, то объем его вычисляется как произведение площади проекции блока на его среднюю вертикальную мощность. Если оконтуривание произведено на про
дольной вертикальной проекции рудного тела, то объем его вычисляется как произведение площади проекции блока на его среднюю горизонтальную мощность.
Общие формулы для определения количества руды и количества металла выглядят следующим образом:
,
.
Площадь определяется на планах, разрезах, проекциях – планиметром, палеткой или по формулам простых геометрических фигур (треугольника, прямоугольника, трапеции и т. д.). Палетка представляет собой отрезок кальки, разбитой на квадраты с размером обычно 0,5 см. Такая палетка накладывается на геологический план, после чего подсчитывается количество квадратов, попавших на измеряемую площадь. Площадь подсчетного блока определяется по формуле:
,
где Sяч – площадь единичной ячейки (в масштабе), а K – количество ячеек. Sяч зависит от масштаба карты (плана). Например, если масштаб карты 1:1000, то в 1 см – 10 м, и Sяч = 25 м2.
Истинная площадь тел полезных ископаемых при наклонном их залегании всегда больше, чем ее проекция на горизонтальную или вертикальную плоскости. Она определяется по формулам:
, или
,
где Sист – истинная площадь рудного тела; Sгор – площадь рудного тела на горизонтальной проекции; Sверт – площадь рудного тела на вертикальной проекции; α – угол падения рудного тела.
Оконтуривание промышленного контура производится на горизонтальной проекции, если угол падения меньше 45º, и на вертикальной проекции, если этот угол больше 45º.
Это отчетливо видно на разрезах. При горизонтальном залегании рудное тело проектируется на горизонтальную плоскость без изменений; при наклонном залегании проекция рудного тела на горизонтальную и вертикальную плоскости будет всегда меньше истинных размеров рудного тела.
При подсчете запасов используют истинную мощность рудного тела. Так же, как и площадь, она связана с горизонтальной мощностью через угол падения рудного тела и определяется по формуле:
.
Средняя мощность определяется способом среднего арифметического по формуле:
,
где m1, m2…mn — значения мощности по отдельным горным выработкам или скважинам; n – количество выработок или скважин.
Среднее содержание полезного компонента определяется двумя способами:
1) методом расчета среднего арифметического (так же, как и мощность):
,
2) методом среднего взвешенного:
,
где C1, С2, Сn – содержание полезного компонента в каждой пробе;
M1, M2, Mn – длина интервала опробования.
Объемный вес (d) устанавливается по результатам технического опробования и рассчитывается методом среднего арифметического.
Методы подсчета запасов
Известно около 20 способов подсчета запасов, но в практике геологоразведочных работ используются, как правило, всего три способа: метод среднего арифметического, метод блоков и метод разрезов.
Метод среднего арифметического – в настоящее время используется крайне редко для подсчета запасов на месторождениях простого строения с горизонтальным залеганием тел полезных ископаемых, имеющих плитообразную форму и равномерное распределение полезных компонентов, разведанных относительно редкой сетью разведочных выработок. К ним относят месторождения угля, глин, песков, некоторые месторождения железа, алюминия и др. (первая группа сложности строения).
На месторождениях этого типа проводится, как правило, лишь внешний промышленный контур тел полезных ископаемых. При этом контуры тела сглаживаются путем превращения его в равновеликую по мощности плиту.
Средняя мощность и среднее содержание рассчитывается в целом по месторождению методом среднего арифметического с учетом всех кондиционных разведочных выработок по формулам:
,
,
где С1, С2, …, Сn – среденее содержание полезного компонента по разведочным выработкам; m1, m2, …, mn – значения мощности по разведочным выработкам; n – количество разведочных выработок. Среднее содержание полезного компонента по каждой разведочной выработке рассчитывается как среднее взвешенное на длину проб:
,
где С1, С2, …, Сn – содержание полезного компонента в каждой пробе;
L1, L2, …, Ln – длина отдельных проб.
Объемная масса (d) рассчитывается по ограниченному числу проб (20-30) также методом среднего арифметического. Запасы полезного ископаемого подсчитываются сразу по всему месторождению.
Преимущества данного способа: простота подсчета и быстрота.
Недостаток: невозможность выделения запасов по промышленным сортам.
Метод геологических блоков
Сущность метода состоит в том, что площадь месторождения разбивается на отдельные участки (блоки), в пределах каждого из которых основные параметры полезного ископаемого остаются постоянными, т. е. в отдельно взятом блоке должны быть одинаковыми или близкими по значению: мощность, содержание полезного компонента, густота разведочной сети, коэффициент вскрыши и т.п.
Месторождение в целом в этом случае представляет собой ряд сомкнутых пластин (блоков). В пределах каждого геологического блока основные исходные данные для подсчета запасов определяются средним арифметическим или средним взвешенным способами. Подсчет запасов по каждому блоку производится отдельно. Общие запасы по месторождению подсчитываются суммированием запасов по всем блокам отдельно по каждой категории A, B, C1 и С2.
Среднее содержание в целом по месторождению устанавливается обратным расчетом по формуле:
.
Выделение блоков на практике производится чаще всего по промышленным сортам и минеральным типам руд и по степени разведанности различных участков месторождения. При подсчете запасов этим способом используется специальный формуляр в виде таблицы.
| № блока | Категория запасов | Площадь блока, м2 | Средняя мощность рудных тел по блоку, м | Объем блока, м3 | Объемный вес, т/м3 | Запасы руды, т. | Среднее содержание полезного компонента в блоке, % | Запасы металла, т |
| В | 2,5 | |||||||
| С1 | 2,5 |
Достоинства метода:
1) позволяет выделять типы и сорта руд (подсчитывать запасы по типам и сортам руд);
2) простота подсчета и соответствующих графических построений.
Недостатки метода – подсчетные блоки часто не соответствуют по размерам эксплуатационным блокам, поэтому при эксплуатации месторождения приходится перестраивать подсчетные блоки и пересчитывать запасы.
Разновидностью метода геологических блоков является метод эксплуатационных блоков. О нем говорят в тех случаях, когда разведочные горные выработки впоследствии, при отработке месторождения, становятся эксплуатационными.
Метод геологических разрезов
Метод применяется при разведке месторождений, которые характеризуются изменчивыми мощностью и содержанием полезных компонентов. Сущность метода состоит в том, что тело полезного ископаемого разбивается на блоки, ограниченные разрезами (параллельными или нет), построенными по профилям разведочных выработок. Каждый блок, за исключением двух крайних, ограничен с двух сторон разрезами. Различают две разновидности метода:
1)вертикальных разрезов – используется при разведке месторождений, представленных рудными телами вытянутой, преимущественно плитовидной формы, разведанных скважинами при подчиненном участии горных выработок;
2) горизонтальных разрезов – используется при разведке месторождений, представленных штоко- и трубообразными телами, разведанными горными выработками при подчиненном участии скважин.
Среднее содержание в каждой разведочной выработке рассчитывается как среднее взвешенное на длину проб:
,
где С1, С2, …, Сn – содержание полезного компонента в каждой пробе;
L1, L2, …, Ln – длина отдельных проб.
Среднее содержание по разрезу (рассчитывается как среднее взвешенное на мощность рудного тела:
,
где С1, С2, …, Сn – содержание полезного компонента в каждой выработке;
M1, M2, …, Mn – мощность рудного тела в разведочной выработке.
Среднее содержание по блоку рассчитывается как среднее взвешенное на площадь рудного тела по разрезам по формуле:
.
Площадь сечений рудного тела определяется на разрезах палеткой или методом простых геометрических фигур, на которые разбивается рудное тело. При вычислении площади палетки учитывается, что разрезы часто имеют разные вертикальный и горизонтальный масштабы.
Объем блока рассчитывается по формулам:
1) ;
2) ;
где L – расстояние между разрезами. Вторая формула применяется в тех случаях, когда площади отличаются друг от друга на 40 % и более.
Запасы руды и металла подсчитывают по общепринятым формулам:
,
.
Достоинства метода:
1) простота и точность подсчета запасов;
2) возможность применения при практически любой форме тел полезного ископаемого (хотя чаще всего его используют при изометричной и линейной формах рудных тел).
Результаты подсчета запасов записываются в специальный табличный формуляр:
| № блока | № раз-реза | Категория запасов | Площадь блока S, м2 | Расстояние между разв. линиями L, м | Объем блока V, м3 | Объемная масса d, т/м3 | Запасы руды Q, т. | Среднее содержание полезн. к-та в блоке С, % | Запасы металла P, т |
| 1, 2 | С1 | 2,5 |
Достоверность подсчета запасов
Достоверность подсчета запасов зависит от:
1) изменчивости формы рудных тел и содержания полезного ископаемого. Чем сложнее месторождение, т.е., чем изменчивее мощность тел полезного ископаемого и содержание полезного компонента, тем больше расхождение между подсчитанными и действительными запасами.
2) детальности изучения месторождения. Чем гуще разведочная сеть, тем меньше будет погрешность в подсчете запасов. Она складывается из погрешностей определения площади рудных тел, их мощности, среднего содержания полезных компонентов, объемной массы и др.
Различают две группы ошибок при определении запасов: технические и геологические. Технические ошибки неизбежны, однако их влияние на достоверность запасов невелика. Сюда относятся ошибки замеров мощности, ошибки опробования, ошибки анализов, замеров расстояний и т.п. Геологические ошибки обусловлены тем, что при интерполяции и экстраполяции (при оконтуривании) допускается постепенное изменение формы тел и качества полезного ископаемого. Однако оруденение может быть и прерывистым, т.е. рудное тело может выклиниваться не плавно, а резко, и т. п.
Геологическая ошибка может быть систематической, когда, например, упрощается форма рудного тела при интерполяции (например, при неучете складчатой формы рудного тела и др.).
Источник
ЗАПАСЫ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (а. reserves, resources; н. Vorrate an nutzbarem Mineral; ф. ressources du sous-sol, reserves des mineraux utiles; и. reservas de minerales utiles, recursos del subsuelo) — количество полезных ископаемых в недрах Земли, установленное по данным геологоразведочных работ или в процессе разработки месторождений. Запасы полезных ископаемых подсчитываются для месторождений, рудных полей, районов, бассейнов, регионов, стран, континентов, акваторий и Земли в целом. Запасы полезных ископаемых измеряются в единицах объёма или массы: природный газ, нерудные полезные ископаемые и строительные материалы — в м3, нефть, уголь, руды — в том числе благородные металлы, редкие элементы — в кг, алмазы — в каратах. Достоверность запасов полезных ископаемых зависит от сложности геологических строений объектов подсчёта, объёмов выполненных геологоразведочных работ и их детальности. Запасы характеризуются различной рентабельностью их извлечения, переработки и использования, на которой отражаются местоположение месторождения, его размеры, концентрация полезных ископаемых и их технологические свойства, сложность горно-геологических условий разработки и другие природные и технико-экономические факторы.
Данные о запасах полезных ископаемых используются при разработке схем развития отраслей народного хозяйства, добывающих и использующих минеральное сырьё, составлении государственных планов экономического и социального развития CCCP, планировании геологоразведочных работ, для проектирования горных предприятий. В целях единообразия в методологии оценки достоверности и промышленного значения запасов полезных ископаемых, создания единых систем терминов и определений, применяемых при их подсчёте и учёте, разрабатываются классификации запасов полезных ископаемых, которые позволяют однозначно обрабатывать и использовать имеющуюся и новую информацию о минеральных ресурсах страны, отдельных экономических районов, крупных геологических регионов. В классификациях запасов полезных ископаемых, действующих в CCCP, устанавливаются единые принципы подсчёта и государственного учёта запасов всех видов полезных ископаемых. Для разработки долговременных планов развития минерально-сырьевой базы и установления возможностей удовлетворения перспективной потребности в минеральном сырье этими классификациями устанавливаются также основные принципы количественной оценки прогнозных ресурсов полезных ископаемых (для нефти и газа также перспективных ресурсов).
Запасы полезных ископаемых подсчитываются и учитываются по каждому виду полезных ископаемых и возможному направлению его использования в народном хозяйстве. По комплексным месторождениям подлежат обязательному подсчёту и учёту запасы основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых, а также содержащихся в них попутных компонентов, целесообразность промышленного использования которых определена утверждёнными Кондициями (твёрдые полезные ископаемые) или обоснована технологическими и технико-экономическими расчётами (месторождения нефти и газа). Подсчёт и учёт запасов полезных ископаемых и содержащихся в них компонентов, имеющих промышленное значение, производятся без учёта потерь и разубоживания при добыче и переработке. Запасы попутных компонентов подсчитываются и учитываются как в недрах, так и в извлекаемом полезном ископаемом.
Оценка качества полезных ископаемых производится в соответствии с требованиями действующих государственных, отраслевых стандартов, технических условий, а также с учётом технологии их добычи и переработки, обеспечивающей комплексное использование добытого минерального сырья в естественном виде или извлечение из него компонентов, имеющих промышленное значение; для твёрдых полезных ископаемых обязательным является соблюдение требований кондиций на минеральное сырьё, утверждённых по конкретным месторождениям.
По степени изученности запасов полезных ископаемых подразделяются на разведанные запасы категорий А, В, С1 и предварительно оценённые — категория С2 (рис. 1).
Подразделение запасов полезных ископаемых на категории учитывает различия в достоверности определения, снижающейся последовательно от категории А к категории С2. Критериями установления категорий для твёрдых полезных ископаемых являются изученность форм, размеров и условий залегания тел полезных ископаемых, характера и закономерностей изменчивости их морфологии, внутреннего строения, качества и технологических свойств гидрогеологических, инженерно-геологических, геокриологических, горно-геологических и других природных условий месторождения; для нефти, природного газа и конденсата — форм и размеров залежей, эффективной нефте- или газонасыщенной толщины, типа коллектора, характера изменения коллекторских свойств и нефте- или газонасыщенности продуктивных пластов, качества и состава нефти (газа), основных особенностей залежей, определяющих условия их разработки.
Выделение и подсчёт запасов полезных ископаемых различных категорий, отвечающих по степени изученности требованиям соответствующих классификаций, производится раздельно по каждому обособленному телу полезного ископаемого (залежи, горизонту).
Запасы руд и содержащихся в них основных компонентов, нефти и растворённого в ней газа, газа и содержащегося в нём конденсата подсчитываются по одним и тем же категориям. На комплексных месторождениях твёрдых полезных ископаемых запасы попутных компонентов, имеющих промышленное значение, подсчитываются в контурах подсчёта запасов основных компонентов и оцениваются по категориям в соответствии со степенью их изученности, характером распределения, форм нахождения и технологией извлечения. Подсчёт запасов попутных компонентов, содержащихся в нефти, газе и конденсате, производится в контурах подсчёта запасов нефти и газа по тем же категориям.
Запасы полезных ископаемых и содержащихся в них полезных компонентов по их народно-хозяйственному значению подразделяются на две группы, подлежащие раздельному подсчёту и учёту, — балансовые запасы полезных ископаемых и забалансовые запасы. В балансовых запасах нефти, растворённого газа, конденсата и содержащихся в них полезных компонентов, имеющих промышленное значение, подсчитываются и учитываются извлекаемые запасы. Запасы полезных ископаемых, заключённые в охранных целиках (или в пределах охранных зон) крупных водоёмов и водотоков, населенных пунктов, капитальных сооружений и сельскохозяйственных объектов, заповедников, памятников природы, истории и культуры, относятся к балансовым или забалансовым на основании технико-экономических расчётов, в которых учитываются затраты на перенос сооружений или специальные способы отработки запасов.
Запасы попутных компонентов подсчитываются раздельно в контурах подсчёта балансовых и забалансовых запасов полезных ископаемых и относятся к той же группе запасов, что и запасы содержащих их полезных ископаемых. Основными критериями оценки промышленного значения попутных компонентов являются: потребность в народном хозяйстве, наличие разработанной технологической схемы извлечения их из продуктов переработки минерального сырья и степень концентрации в этих продуктах, обеспечивающая извлечение на экономически рациональной основе. Запасы разведанных месторождений, а также дополнительно разведанные в процессе разработки месторождений подлежат утверждению Государственной комиссией по запасам полезных ископаемых при Совете Министров CCCP (ГКЗ CCCP), запасы твёрдых полезных ископаемых для предприятий местного подчинения, а также запасы общераспространённых полезных ископаемых (за некоторыми исключениями) — территориальными комиссиями по запасам полезных ископаемых Министерства геологии CCCP (ТКЗ). При утверждении запасов полезных ископаемых устанавливаются их достоверность, количество, качество, условия залегания, степень изученности, народно-хозяйственное значение и подготовленность месторождения для промышленного освоения.
Одним из основных критериев подготовленности месторождения для промышленного освоения является соотношение различных категорий балансовых запасов полезных ископаемых, полученное при проведении на месторождении (части крупного месторождения) геологоразведочных работ. Действующими в CCCP классификациями установлено, что используемые при проектировании предприятий по добыче твёрдых полезных ископаемых, утверждённые в установленном порядке балансовые запасы полезных ископаемых с учётом сложности геологического строения месторождения должны иметь соотношение запасов различных категорий, указанное в табл.
Используемые при проектировании предприятий по добыче нефти и газа утверждённые извлекаемые запасы нефти и конденсата, балансовые для газа должны иметь соотношение: категории С1 не менее 80%, С2 не более 20%.
При проектировании предприятий по добыче твёрдых полезных ископаемых определяются промышленные запасы — та часть балансовых запасов полезных ископаемых, которая должна быть извлечена из недр по проекту или плану развития горных работ (за вычетом проектных потерь). При разработке рудных месторождений выделяются также эксплуатационные запасы полезных ископаемых — промышленные запасы с учётом разубоживания. В процессе разработки месторождений твёрдых полезных ископаемых по степени подготовленности к добыче в числе промышленных выделяются запасы вскрытые, подготовленные и готовые к выемке.
К вскрытым запасам полезных ископаемых относятся запасы, для разработки которых подземным способом не требуется дополнительных сооружений капитальных горных выработок, а для разработки открытым способом проведены все необходимые работы по вскрытию месторождения (участка), пройдены дренажные выработки, траншеи или съезды, нарезаны уступы для укладки транспортных путей, удалены вскрышные породы.
Подготовленные запасы полезных ископаемых — часть вскрытых запасов, которая при подземной разработке подсечена основными подготовительными выработками и не требует для выемки проведения дополнительных подготовительных выработок, а при открытой разработке — остались незачищенными от породы, оставшейся после экскавации вскрыши.
Готовые к выемке запасы полезных ископаемых — часть подготовленных запасов, для извлечения которой подземным способом проведены все подготовительные и нарезные выработки, открытым способом — произведена полная зачистка.
Запасы месторождений, районов, регионов, а также проявления полезных ископаемых подлежат государственному учёту в государственных кадастрах месторождений полезных ископаемых и в государственных балансах запасов полезных ископаемых CCCP. Государственный кадастр месторождений полезных ископаемых содержит сведения о количестве и качестве запасов полезных ископаемых по каждому месторождению и проявлению полезных ископаемых, характеристику горнотехнических, гидрогеологических и других условий его разработки, геолого-экономическую оценку. В государственных балансах запасов полезных ископаемых CCCP содержатся сведения о количестве, качестве и степени изученности запасов полезных ископаемых по месторождениям, имеющим промышленное значение, их размещении, степени промышленного освоения, добыче, потерях и обеспеченности промышленности разведанными запасами полезных ископаемых.
Балансовые запасы полезных ископаемых (в том числе извлекаемые из нефти и конденсата, числящиеся в горных отводах предприятий по добыче полезных ископаемых), добытые, потерянные при добыче, утратившие промышленное значение вследствие пересмотра кондиций или установлении нецелесообразности к отработке по технико-экономическим причинам либо неподтверждения в результате проведения дополнительных геологоразведочных работ и разработки месторождения, подлежат списанию в установленном порядке. Для балансовых запасов полезных ископаемых, признанных нецелесообразными к отработке, рассматривается целесообразность учёта их как забалансовых. Контроль за правильностью и своевременностью списания запасов полезных ископаемых с баланса предприятий по добыче полезных ископаемых осуществляется органами Госгортехнадзора CCCP.
В основу зарубежных классификаций запасов полезных ископаемых (как и классификаций CCCP) положены два основных принципа подразделения запасов (ресурсов): вероятность их существования, степень изученности; экономическая целесообразность (рентабельность) разработки залежи и использования полезных ископаемых в природном состоянии или для последующего извлечения ценных компонентов. Классификации запасов полезных ископаемых, используемые в социалистических странах — членах СЭВ, близки к классификациям, действующим в CCCP; некоторые различия имеются в определениях отдельных категорий запасов, указаниях по методике их подсчёта и использования при оценке подготовленности месторождений для промышленного освоения. В капиталистических и развивающихся странах используются многочисленные частные (предпринимательские и предложенные различных исследователями) классификации. В некоторых крупных странах (США, рис. 2; Канада, ФРГ и др.) государственными, геологическими и горными органами приняты рекомендуемые для общего пользования классификации запасов различных групп полезных ископаемых.
При наличии ряда общих методологических принципов зарубежные классификации имеют различия в терминологии и критериях подразделения запасов полезных ископаемых.
Источник