практика. практика (2). Геометризация месторождений полезных ископаемых при их разведке и разработке
 Скачать 308.09 Kb.
|
|
Геометризация месторождений полезных ископаемых при их разведке и разработке Цель, виды и методы геометризации месторождений полезных ископаемых: Геометризацию любого месторождения следует рассматривать как процесс изучения его размеров, форм, свойств полезного ископаемого и процессов с последующим отображением результатов изучения на соответствующих графиках с определенной степенью точности, т.е. составление модели месторождения, которая с той или иной степенью вероятности действительносоответствует месторождению. Весь процесс геометризации можно разделить на несколько этапов: I. Первичная обработка данных разведки и эксплуатации. II. Вторичная обработка данных разведки и эксплуатации. III. Выбор типа проекций, масштаба графиков, построение структурных и качественных планов, оценка точности построенных графиков. IV. Подсчет запасов на основе составленных графиков, определение ошибки подсчетазапасов, экономическая оценкаместорождения. V. Составление проектовдоразведки иразработки месторождения. VI. Систематическое пополнение и пересоставление графиков на основе получаемой новой информации о месторождении в процессе его эксплуатации, пересчет запасов, корректировка проекта разработки месторождения. VII. Анализ полностью отработанного месторождения, оценка ранее составленных графиков с целью выявления наиболее оптимальных размеров разведочной сетки, интервала опробования, окна сглаживания. Это разделение несколько условное, так как трудно установить границы этапов: они постепенно переходят один в другой, объединяются и переплетаются. Первые два этапа заканчиваются составлением каталога разведки и опробования, где сосредоточены все данные о результатах разведки. К этим данным относятся: каталог координат устьев скважин, данные электрокаротажа, характеристика пересеченных пластов, данные опробования и другие, необходимые для геометризации показателей месторождения. На основании этих данных строят листы разведки. На них наносят устья скважин, точки входа и выхода их из залежи, пункты геодезической сети, промышленно-хозяйственные объекты, гидрографическую сеть и другие необходимые при составлении проектной документации показатели. Около каждой разведочной выработки подписывают ее номер, отметки земной поверхности (устья), кровли и почвы залежи, ее мощность, содержание вредных и полезных компонентов. Составляют 3–4 листа разведки с таким расчетом, чтобы на каждом листе можно было построить максимум 2 графика изучаемых показателей (свойств) месторождения. Листы разведки составляют на стандартных планшетах размером 50 × 50 см. Основные методы геометризации – это методы изолиний, разрезов и наглядных проекций. Каждое конкретное месторождение полезных ископаемых имеет свои, только ему присущие особенности как в строении, так и в распределении отдельных свойств полезного ископаемого. Частные методики геометризации должны учитывать это и наряду с построением общих для всех месторождений графиков отображать на графиках особенности месторождения как в строении, залегании, так и в распределении свойств полезного ископаемого. Для каждого месторождения характерен свой набор структурных и качественных графиков. В этой связи ниже приведены примерные схемы частных методик геометризации отдельных типов месторождений полезных ископаемых. Геометризация угольного месторождения складчатой формы залегания: Методика геометризации этих месторождений существенно отличается от той, которая используется при геометризации линзообразных пластовых залежей (типа месторождений Подмосковного бассейна). Это отличие заключается в том, что другие геолого-тектони- ческие условия диктуют и другой порядок построения горногеометрических графиков и их набор. Месторождения этого типа имеют большие размеры (до сотен километров по простиранию при нескольких десятках километров вкрест простирания), различно ориентированы в пространстве (Донбасс в широком направлении, Кизеловский угольный бассейн в меридиональном и т.д.). Глубина залегания пластов достигает тысяч метров, месторождения состоят из целых свит, пригодных и непригодных к отработке пластов. Мощности пластов, как правило, очень выдержанные. Месторождения имеют складчатую форму залегания. Размеры, вид и ориентировка складок, а также осложняющих их разрывных нарушений крайне разнообразны. Существующие методы разведки при достаточно большом размере сети скважин (0,8–1,0 км и более) вскрывают складчатые и разрывные структуры, как правило, крупных и средних размеров (длина разрывныхнарушений от0,3–0,6 км иболее(складки I, II, III-гопорядков). Большинство разрывных нарушений (80–85 %) остается совершенно неизученными. Их вид, размеры, ориентировка, плотность размещения определяется в процессе ведения горных работ или при значительном сгущении сети разведочных скважин. На ведение горных работ основное влияние оказывают мелкоамплитудные разрывные нарушения (амплитуда от 3–5 м и более). Процент изученности таких нарушений близок к нулю. Поэтому задачей № 1 при геометризации месторождений складчатых форм залегания является установление степени тектонической нарушенности угольных пластов данных месторождений. Степень нарушенности угольных пластов для отдельных шахтных полей, участков или районов оценивают по величине плотности разрывных нарушений длиной 0,1 км на 1 га (или 1 км2) площади угольного пласта, по суммарной протяженности нарушений на 1 га, по числу нарушений и их суммарной протяженности на 1 км2 площади месторождения. Количество разрывных нарушений длиной 0,1 км на 1 км2 устанавливается по формуле, выражающей зависимость между числом разрывных нарушений n их длиной L (км): п = а+ b ; ∆ lg n = k∆ lg L, L где k – коэффициент, учитывающий степень тектонической активности данного района (изменяется от –1 до –1,4); a, b – коэффициенты в уравнении гиперболы. Эту зависимость получают по данным предварительнойразведки. Для ее нахождения требуются геологические карты, где показаны разрывные нарушения. Путем статистической обработки находят величину п для средних значений параметра L, строят график зависимости п от L и подбирают коэффициенты а и b в уравнении гипер- болы, описывающей данное фактическое распределение. По полученной формуле находят количество разрывных нарушений длиной 0,1 км. При плотности таких разрывных нарушений более 35 строительство горного предприятия нецелесообразно ввиду большой нарушенности угольных пластов. При меньших значениях п производят дальнейшую геометризацию месторождения. В таблице приведена классификация шахтных полей по степени нарушенности. Фактором, определяющим форму месторождения этого типа, является гипсометрия пластов и сместителей (плоскостей разрывных нарушений). Планы изомощностей не строят ввиду крайне малых (порядка ед. см) изменений мощности. Планы изоглубин строят в отдельных случаях методом вычитания. Не строят также планы зольности, выхода летучих и изменения других параметров. Построение планов производят в масштабе 1:2000, 1:5000. Гипсометрические планы пластов и сместителей строят методом разрезов, располагая линии разреза вкрест простирания свиты пластов. По каждому разрезу получают положение пластов исместителей. Гипсометрические планы строят по каждому пласту промыш- ленной мощности и каждому сместителю. Построение разрезов, взаимная увязка положения отдельных пластов и разрывных нарушений требуют хорошего знания геологии и тектоники изучаемого участка. На разрезах путем экстраполяции также получают положение пластов в неразведанных, более глубоких частях месторождения. Запасы подсчитывают методом геологических блоков, значение мощности пласта в блоках определяют как среднее арифметическое. Таким образом, набор графиков для этого типа месторождений будет следующим: –план земной поверхности; –план почвы пласта; –план сместителей; –вертикальные разрезы; –планы выходов маркирующих известняков под наносы. Полученные в результате геометризации графики используются для подсчета запасов полезного ископаемого, составления проекта отработки месторождения, а также служат первичной маркшейдерской документацией. В процессе строительства горного предприятия и его эксплуатации они постоянно пополняются и уточняются. Геометризация россыпного месторождения золота Россыпное месторождение – это особый вторичный тип месторождения. Основой для образования россыпи служит жильное месторождение. Водный поток, разрушая жилу, разносит обломки горных пород по долине. В процессе растаскивания обломки разрушаются и тяжелый минерал ложится на дно. Река размывает свои собственные отложения, врезается в пласты, перемывает золото. Россыпь рождается около жилы. По мере удаления от жилы уменьшается крупность минералов и их количество. В самом конце россыпи остается только одна золотая пыль. Каждая простая россыпь (т.е. порожденная одним рудным источником) представляет единое тело без пережимов и разрывов. Величина россыпи (ее длина) зависит от крепости жильной породы: чем мягче порода, тем короче россыпь, так как золото быстрее выделится из этой породы в процессе ее перетаскивания по долине, а из более твердой породы разнесется на большее расстояние. Разведка россыпных месторождений производится по отдельным разведочным линиям, расположенным вкрест простирания россыпи. Расстояние между разведочными линиями различно и колеблется в пределах 50–200 м. Скважины и шурфы в разведочной линии располагаются на расстоянии 5–20 м друг от друга. В результате разведки по каждой выработке получают следующие данные: 1)мощность золотоносных песков вместе с торфами; 2)среднее содержание золота; 3)отметка устья и почвы залежи (плотика). Порядок геометризации залежи: –предварительная обработка разведочных данных; –составление листов разведки; –составление геометрических графиков; –пополнительная съемка и корректирование графиков, составление геометрических графиков учета работы драг. Разработка россыпны хместорождений ведется дражным способом. В зависимости от площади дражных полигонов геометризацию производят в следующих масштабах: при больших площадях, срок службы которых 10–15 лет – 1:5000, для малых участков и отдель- ных площадей – 1:2000, 1:1000. Предварительная обработка разведочных данных состоит из анализа, проверки и корректирования данных разведки, буровых и шурфовых материалов, составления каталога разведочных данных, вычисления средних значений содержания золотапо разведочной выработке. Листы разведки составляют на стандартных планшетах (50 × ×50 см). На лист разведки наносят: разведочные линии, разведочные выработки, опорные геодезические пункты, гидрографическую сеть, главнейшие промышленно-хозяйственные сооружения и т.д. Структуру россыпи представляют двумя графиками: графиком постели россыпи (плотика) и графиком изомощностей золотоносных отложений. График постели россыпи строят либо методом разрезов, либо путем интерполяции между разведочными выработками по отдельным разведочным линиям. Полученные точки с одинаковыми отметками плотика соединяют плавными линиями. Сечение рельефа и плотика при масштабе 1:2000 – 0,5–1,0 м, при масштабе 1:5000 – 1–2 м. График поверхности постели россыпи дает наглядное представление о поверхности коренныхпород, на которыхзалегаютзолотоносные пески. Графики изомощностей строят по значениям мощностей золотосодержащих песков, полученным в процессе разведки. Сечение 1,0 м при масштабе 1:5000 и 0,5 м – при масштабе 1:2000. Этот график служит основой для подсчета объема отложений, подлежащих переработке, и для определения глубины черпания в различных точках дражного полигона. В процессе эксплуатации россыпи может возникнуть необходимость в составлении других графиков, например: графика изомощностей наносов (торфов), изоглубин промерзания долины россыпи (в условияхвечноймерзлоты), поверхности водоупорногогоризонта. К качественным графикам относятся графики изменения среднего значения содержания золота по отдельной разведочной линии и графики площадного содержания (производительности). Вначале строят графики изменения содержания по каждой разведочной линии. Критерием правильности проведенной разведки и полученных данных является примерно одинаковое содержание золота по разведочным линиям, так как вероятность перехода золота в свободное состояние, т.е. освобождение его из коренной породы, на всем пути движения кусков породы одинакова. Таким образом, средние значения содержаний по каждой разведочной выработке не должны меняться в широких пределах. Если это наблюдается, следовательно, существуют ошибки в разведке россыпи. Запасы золота в россыпи, а также промышленный контур месторождения определяют по плану производительности россыпи. Под производительность россыпи в конкретной разведочной выработке понимают значение Р = l · с · 1 м2 · γ (l – мощность россыпи по разведочной выработке; с – содержание полезного компонента; γ – объемный вес). Планпроизводительности россыпи строятв следующем порядке: 1)по каждой разведочной выработке определяют значение производительности залежи песков Р; 2)строят графики изменения производительности по отдельным разведочным линиям; 3)находят на графике точки, соответствующие целочисленным отметкам Р и сносят их на линии разреза; 4)точки с одинаковыми значениями производительности соединяют плавными линиями. Этот график дает наглядное представление о распределении металла по россыпи. В процессе отработки россыпи производят систематическую съемку отработанных площадей и составляют геометрические графики учета работы драг. Сопоставление фактических и первоначальных графиков позволяет определить степень их соответствия друг другу, установить потери в различного рода целиках, определить места, где остались неотработанные участки россыпи. Решение горно-геометрических задач в проекции с числовыми отметками Все решаемые задачи в геометрии недр делятся на два вида: позиционные и метрические. К позиционным задачам относятся изображение формы залежи, горных выработок, поверхности земли, кровли и почвы залежи и другие. К метрическим задачам относятся определение параметров и элементов залегания залежи в горном массиве. Установление линий пересечения залежи с различными слоями горных пород, определение различных геометрических параметров и размеров различных тектонических нарушений, смещений и другие сведений. Метрические задачи решают различными аналитическими и геометрическими методами. Важными условиями при графическом изображении различных объектов являются: -наглядность – это по графическому изображению (на планах или разрезах) без особого труда представить пространственную модель горно-геологического объекта. Легко определить параметры и элементы залежи, и детально распознать внутреннее устройство объекта с наименьшим перекрытием. –простата построения – это выбор правильной системы изображения различных объектов на плоскости проекции для построения планов и разрезов. - удобоизмеряемость – это на планах и разрезах, где выполнены изображения объекта, можно легко производить измерения параметров и элементов залегания для решения метрических задач с определенной степенью точности. -динамичность – это возможность систематического пополнения маркшейдерских графических материалов в соответствии с развитием горных и разведочных работ. контрастность – это возможность четкого чтения изображения и отбора необходимой информации для работы на специальных приборах и компьютерах. Выбор масштаба графического изображения объекта является важным условием при решении позиционных и метрических задач. Масштаб чертежа (плана или разреза) равна: M= а/Д, где а – максимальная ошибка графических построений, равная 0,2-0,3 мм; Д – необходимая точность определения исходного расстояния, мм. Пример 1. Пусть длина l= 120 м. Относительная погрешность определения 1:1000. Установить масштаб чертежа. Д = 120/1000 = 0,12 м = 120 мм. М = 0,3/120 = 1/400 или ближайший масштаб по ГОСТу 1:500. Для графического изображения различных объектов применяют два метода проекций: центральный и параллельный. Сущность центрального или конического метода проекций заключается в следующем: например, возьмем горизонтальную плоскость Н и точку S в пространстве, которую назовем полюсом и не принадлежащая плоскости Н. Возьмем некоторую точку А, находящуюся между полюсом S и плоскостью Н (,а). Проведем из полюса S через точку А некоторый луч до пересечения его с плоскостью Н и получим на ней точку а. Здесь плоскость Н называют плоскостью проекций, точку S - центром проецирования, точку а - центральной проекцией точки А на плоскости Н, луч SА - проецирующим лучом. С помощью этого метода можно спроецировать на плоскость прямую, кривую, любой геометрический объект.. Для этого достаточно найти несколько проекций точек, принадлежащих заданной прямой (6) или кривой (в) линии или другой геометрической формы (,в) и соединить их.  Центральный метод проецирования: а- точки; б-прямой; в- кривой. Параллельный метод проецирования является частным случаем центрального проецирования. Полученные с помощью такого метода проецирования проекции называются параллельными  а- прямой; б- геометрической фигуры. При параллельном проектировании прямой АВ или плоскости АВС на горизонтальную плоскость Н, то получим их проекции без искажения. Параллельный метод проецирования широко применяется в практике. При этом методе графическое отображение изучаемого объекта учитывают два основных требования: наглядность и удобоизмеряемость. Если же проецирующие лучи направить перпендикулярно к плоскости проекций то получим прямоугольный метод проецирования или ортогональный. Когда проецирующие лучи направлены под острым углом к плоскости проекций, получаем косоугольный метод проецирования. |