Особенности подготовки геологической информации на ЭВМ при отработке месторождений группой карьеров Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

---------------------------------- © Р.В. Григорьев, Г.Н. Потехин,

2011

Р.В. Григорьев, Г.Н. Потехин

ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ЭВМ ПРИ ОТРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ГРУППОЙ КАРЬЕРОВ

Выполнены расчеты запасов, норм потерь иразубоживания месторождения Куранахского рудного поля, определены балансовые и эксплуатационные запасы золота в рудных блоках по горизонтам.

Ключевые слова: рудное поле, золоторудные тела, строение рудных тел, геологическая информация.

ОАО «Алданзолото» создано в 1924 г., как государственное предприятие с целью организации добычи золота на россыпных месторождений юга Якутии. Первая драга в Алданском районе была запущена в 1925 г. В 30-40 гг. были открыты и вовлечены в эксплуатацию Лебединские рудные месторождения. А в 50 годы месторождения Куранахского рудного поля. Добыча руды из коренных месторождений Лебединского рудного поля была начата в 1933 г. В 1994 г. компания была вынуждена прекратить добыче и переработку руд Лебединского рудного поля ввиду ее нерентабельности, из-за истощения минерально-сырьевой базы. Добыча руды из месторождений Куранахского рудного поля была начата в 1956 г. и продолжается по настоящее время. За всю историю существования компании «Алданзолото» ей было добыто более 581,4 т золота, из них 234,9 рудного.

В геологическом строении месторождения “Дэлбэ” принимают участие все породы стратиграфического разреза рудного поля. Как и другие месторождения рудного поля, месторождение “Дэлбэ” размещено в депрессии эрозионно-карстового происхождения до-юрского возраста на контакте кембрийских и нижнеюрских пород. Депрессия развита в карбонатных породах унгелинской и куторги-новой свит, имеет общее меридиональное простирание и слабое падение на север. Отдельные впадины и гребни прослежены в северо-западном направлении 340-3500. Рельеф дна депрессии сложный. Изобилуют резкие формы на небольших расстояниях. Средняя глубина депрессий составляет 20-30 м, максимальная - 60-70 м.

Протяженность месторождения 2000 м, ширина от 100 до 1000 м, оно представлено 3-мя обособленными рудными телами. Рудное тело № 1 вытянуто вдоль западного борта депрессии, №№ 2- 4 - вдоль восточного. Граница рудного тела № 2 передвинулась далее на север к разведочной линии № 54. Восточнее рудного тела № 2 разведано новое рудное тело № 6, которое вытянуто параллельно рудным телам № 1-2 (рис. 1).

Золоторудные тела представляют собой залежи лентообразной формы с сильноизвилистыми краями, с раздувами и пережимами (рис. 2). На одних участках рудные тела выходят на поверхность (рис. 3), на других находятся под покровом юрских отложений. Эксплуатационными работами подтверждено, что залежи, как правило, повторяют рельеф дна депрессий. Установлено, что кровля рудных тел, как правило, прямолинейна (рис. 3), со стороны лежачего бока контуры более сложные, изобилуют западинами в карбонатных породах. При этом отмечается очень четкая приуроченность верхнего контакта к базальному слою конгломератов среднеюрских пород.

В зависимости от формы залегания можно выделить 2 основных морфотипа рудных тел:

• Горизонтальные пластообразные залежи. Как правило, границы залежей со стороны висячего и лежачего боков весьма разнообразны.

• «Рудные столбы» - залежи в узких желобообразных, мульдообразных, щелевидных, воронкообразных карстовых полостях, образующих сложный лабиринт впадин.

Оба морфотипа встречаются на всех месторождениях в различных сочетаниях между собой, образуя в итоге сложные по форме рудные тела (рис. 2).

Геологическая документация погашенных рудных тел говорит

о том, что большинство залежей имеют в плане изометричную или вытянутую в северном направлении форму с отчетливым сужением в глубину.

Изменчивость их формы по вертикали, значительная площадь поперечного сечения, как правило, наблюдается в средней части карстовых полостей. Нередки чередования раздувов с пережимами, перерывы оруденения.

Размеры рудных тел на месторождениях колеблются в широких пределах. Мощность залежей от 1 до 40 м (средняя 15 - 20 м),

длина - от сотни метров до нескольких километров.

1

Рис. 1. Расположение рудных тел месторождения Дэлбэ: 1 - положение горных работ на 01.01.2006; 2 - рудные блоки; 3 - отвалы пустых пород; 4 - отвалы забалансовых руд

Руды имеют несложный состав и представлены, в основном, кварцем и окисленными сульфидами. Руды подразделяют типа:

1. Песчано-глинистые образования с обломками окварцован-ных и обохренных известняков и песчаников.

2. Пестроцветные и глинисто- кварцевые образования с обломками кварц- гематитовых метасоматитов.

3. Кварцевые сыпучки с примесью кварц- полевошпатового песка.

Переходы между указанными типами руд настолько часты и неопределенны, что выделить иногда тот или иной тип руды невозможно. Руда подвергнута выветриванию и ее кварц-агрегатные сростки легко разрушаются при механических воздействиях. Глыбы крепкой плотной первичной руды на месторождении “Дэлбэ” отмечаются в меньших количествах, чем на других месторождениях Куранахского рудного поля. Неокисленные сульфиды почти полностью отсутствуют.

В строении рудных тел выделяются следующие закономерности:

1. Рудные тела более разрушены в лежачем боку и рудные обломки более перемешаны с обломками вмещающих пород.

2. Относительно четкое распределение обломочного материала в карстовых полостях по литологическому составу.

3. Висячий и лежачий бока рудных тел имеют грубоволнистые очертания как вкрест, так и по простиранию.

4. Все рудные тела имеют вытянутую форму в меридиональном направлении и располагаются вдоль даек и сопровождающих их зон трещиноватости.

К особенностям отработки данного месторождения можно отнести разобщенность рудных тел, исключающих возможность их отработки путем строительства одного карьера. В связи с этим большинство рудных тел планируется отрабатывать отдельными карьерами. Подсчёт балансовых запасов произведён по последним кондициям, утверждёнными ГКЗ СССР протоколом № 10214 от 01 июля 1987 г. (Москва).

Подсчёт балансовых запасов произведён методом вертикальных сечений с опорой блока на две линии, кроме концевых блоков. При этом основным пластом опробования служат вертикальные геологические разрезы по разведочным линиям масштаба 1:200, содержащие анализы проб (рис. 3) и планы подсчёта запасов масштаба 1:1000 (рис. 2).

Рис. 2. Конфигурация рудных блоков на плане

Исходным материалом для оконтуривания являются данные опробования по разведочным выработкам. Оконтуривание произведено согласно утверждённым кондициям ГКЗ СССР протоколом

№ 10214 от 01 июля 1987 г. По ширине рудного тела крайние выработки с бортовым содержанием включались в промышленный контур при условии, что среднее содержание по блоку должно быть минимально промышленным и выше. По ширине промышленного контура интерполяция проводилась на половину расстояния между выработками.

При интерполяции мощность рудного тела определялась следующим образом:

1. Если соседняя линия пустая, то мощность принималась равной половине мощности рудного тела в последней выработке.

2. Если соседняя выработка вскрыла рудное тело с некондиционным содержанием, то мощность принималась в зависимости от характера рудного тела, равной или меньше мощности рудного тела в последней выработке в контуре.

На план вынесены все разведочные линии с указанием номеров. Контур переносился на план с разрезов и соединялся прямыми линиями.

Мощность рудного тела по выработкам определяется простым суммированием интервалов проб, входящих в промышленный контур по данной выработке.

Оконтуривание балансовых запасов по ширине_на геологических разрезах производилось на основе способов интерполяции, то есть контур проводился между кондиционной и некондиционной, между кондиционной и безрудной выработками - на половину расстояния между ними; методом экстраполяции контур проводился за пределами разведочной выработки на половину расстояния между предыдущими промышленными выработками.

Мощность рудного тела в этих случаях определялась следующим образом:

1) Если соседняя выработка была «пустая», то мощность принималась равной половине мощности рудного тела в последней выработке;

2) если соседняя выработка вскрыла рудное тело с некондиционным содержанием золота, то контур направлялся на более обогащенную часть в соседней выработке, или проводился в зависимости от характера выклинивания рудного тела.

В некоторых случаях контур проводился и по выработкам с содержанием 1,0 г/т и выше, в зависимости от мощности покрывающих пород и мощности, включаемой в контур запасов.

Так как утвержденными кондициями не было предусмотрено минимально-промышленное содержание для блока, то в контур подсчетного блока включались все выработки со средним содержанием золота 1,0 г/т и выше, то есть оконтуривание балансовых запасов по мощности и в плане производилось по содержанию золота 1,0 г/т.

Рис. 3. Вертикальный геологический разрез по разведочной линии

контур балансовых руд; “ “ “ ИЪтур забалансовых руд;

положение горных работ на конец отработки

Забалансовые запасы оконтуривались аналогичным образом по пробам и выработкам с содержанием золота не ниже 0,6 г/т и при мощности руды не менее 2,0 м. Так как верхние горизонты месторождений в большей части отработаны, то забалансовые запасы, в основном, расположены под балансовыми запасами и на флангах месторождений. К забалансовым запасам, как указывалось выше, отнесены запасы с промышленным содержанием золота, но расположенными за контурами проектных карьеров будущей доработки месторождений.

Все расчеты по определению средних показателей по выработке, линии, блоку и в целом по месторождениям приведены ниже. Мощность рудного тела по выработке определялась суммированием интервалов проб, входящих в промышленный контур по выработке.

Формулы, используемые при подсчете запасов сведены в табл.

3.

Площади сечений на геологических разрезах определялись геометрическим способом, так как заключены между выработками и представляют собой простые геометрические фигуры (треугольники, трапеции, параллелограммы). Их значения находились с применением программы Autodesk AutoCAD.

Среднее содержание золота по блоку определялось способом средневзвешенного на площадь двух сечений, на которые опирается блок. Средняя мощность рудного тела по блоку определяется также способом средневзвешенного на ширину рудного тела.

Длина блока определялась путем замера расстояния между сечениями в плане.

Был произведен погоризонтный подсчет запасов для каждого рудного блока, результаты которого были представлены в табличном виде с использованием программы Microsoft Excel (рис. 4).

Правильно поставленный учет и контроль за полнотой и качеством извлечения полезных ископаемых из недр является одним из важнейших условий эффективной работы с потерями полезных ископаемых при добыче.

В связи с этим была составлена рабочая спецификация потерь и разубоживания руды для месторождений Куранахского рудного поля. Группировка и систематизация потерь и разубоживания руды по месту их образования позволяет:

Тб

Таблица 3

Формулы для подсчета запасов

Параметр Формула расчета

Среднее содержание золота по выработке С = —, г/т п

Среднее содержание золота по линии к блоку С = —, г/т 4 N

Средняя мощность рудного тела по разведочному сечению = 1 Sl тср в

Объем руды в блоке £ + з У. = — • 1, м 1 !

Объем руды в блоке, если площади сечений отличались друг от друга более, чем на 40 % V = £1+ £ +4КЖ, 1 3

Запас руды в блоке и т

Запас золота в блоке Q = ш • С , кг

Объем вскрышных пород Уз = V! - ^ м3

Объем горнорудной массы Т7 £ + £2 , з У = 1 2 • 1, м 2

Объем горнорудной массы, если площади сечений отличались друг от друга более, чем на 40 % У £ + ¿2 +^ • ¿2 , м 2 3

Коэффициент вскрыши К = У , м /т В ш

где с1 - содержание золота по данным отдельных проб, взятых с метрового интервала по выработке, г/т; п - количество проб, по которым определяется среднее содержание; с2 - содержание золота в пробах всех выработок в линии, г/т; N - количество проб;

S1, S2 - площади сечений блока, м2; 1 - длина блока, м; d - объемный вес руды, т/м3; , S!1 - площади сечений проектируемого

карьера, м2.

1 А В С D Е F G н I J к L

1

2 Ьгос РЛ L 560 Объем тыс тонн 550 Объем тыс тонн 540 Объем тыс тонн 530 Объем тыс тонн 520

3 20 С, 30 2«« 000 ООО 000 000 22425 0.13 2211 24 126 Я« 76

4 000 000 000 000 000

5 19С, 7»'3 2415 000 ООО 0 00 000 000 012 000 1-15 0 00

6 30 000 000 224« 2211-24 ДО7С

7 18С1 92 24» 000 000 000 000 000 000 1675 44 030 2555 04

8 79Æ 000 000 000 000 000

9 17С, 79Æ 26 00 000 ООО 000 000 000 000 1037 4« 301 4113»

10 91 000 0 00 000 1675-44 2555 04

11 1&Ci T9 20 00 000 ООО ООО 000 5X71 0 25 237214 255 45»»

12 000 000 ООО 1037 46 4113»

13 15С, 91/1 31 10 000 000 000 000 000 ох 51879 3.57 4 59

14 79 000 000 556-71 237214 43» .9С

15 14, С, 91 24 00 000 000 000 000 000 000 655 S0 034 50»»

16 000 000 000 000 0 00

Рис. 4. Результаты подсчета балансовых руд в Microsoft Excel

1. Выявить уровень потерь и разубоживания руды при добыче;

2. Установить источники и причины образования потерь и разубоживания руды;

3. Принять эффективные меры по снижению величины потерь и разубоживания руды при добыче.

Нормативы потерь и разубоживания руды были рассчитаны Иркутским институтом «Иргиредмет» дифференциально для конкретных участков месторождения (выемочных единиц) с учетом их геологического строения, горнотехнических условий разработки, применяемой техники и технологии и технико-экономических показателей эксплуатации.

Типовой пример расчета приведен ниже.

Исходные данные:

Объем подсчитанной балансовой руды в блоке Б = 10,0 тыс.

3

м.

Средняя высота уступа H = 10,0 м

Среднее содержание металла в балансовой руде С = 11,80 дол. ед., среднее содержание металла в приконтактной зоне СП = 4,3 дол. ед., а в разубоживающих породах b = 0,4 дол. ед.

Определить: ПН, Рн

Расчет:

1. Расчет потерь и разубоживания руды в приконтактной зоне. Зависимость между технологической длиной отработки и мощностью приконтактной зоны составила:

—¿'¿п 1 Л*1 —0.18,ХП

т = а • е 0 = 1,47 • е 40

Построив график зависимости между технологической длиной отработки и мощностью приконтактной зоны (рис. 5) вычисляем потери и разубоживания руды по четырем вариантам разработки приконтактной зоны, для определения границы отработки.

и! = 0,0 П = 3,17 % Р = 0,00 %

и2 = 0,3 П = 1,60 % Р = 0,51 %

и3 = 0,6 П = 0,75 % Р = 1,78 %

и4 = 1,0 П = 0,20 % Р = 4,04 %

По этим результатам вычислений производим техникоэкономический расчет для определения оптимального уровня потерь и разубоживания руды. Нормативные данные при максимальной прибыли составляют:

Ппз/з = 3,1 %; Рпз/з = 0,0 %; Кэ = 0,97 %.

Учитывая траекторию черпания в приконтактной зоне, потери составляют:

Ппз/з = 2,07 %.

2. Потери в местах выклинивания на флангах рудных тел. Объем теряемой части руды в местах выклинивания вычисляем по формуле:

1 1 3

V = -• S • h = --10'12,5 = 62,5 м3 3 3

где S - средняя площадь выклинивающей части рудного тела, м2; h

- высота (длина) выклинивающей части рудного тела, м.

Потери Пвыкл равны:

62,5-100 %

= 0,62 %

10000

3. Потери полезного ископаемого, выданного в породные отвалы при вскрыше пород.

Объем потерь вычисляем по формуле:

V = £ • L = 49• 2,0 = 98 м3

А !

1 й

I

и А

\

А ь 1

1 £ гтт<4 ь* 1 и -]яч

1

4 1— . — - - +1, 1

.2 1 1

г <г 6 в п и н /{ /г /р

Рис. 5. Зависимость между технологической длиной Lo и мощностью прикон-тактной зоны m

где SП - площадь потерь, зависящая от параметров буровзрывной сетки, м2; L - мощность (интервал) по скважине с кондиционным содержанием золота, м.

Тогда потери ПВЫКЛ равны:

ПВЬ1КЛ _ 98 '10° % = 0,98 %

выкл 1000°

4. Разубоживания добытой руды прослойками пустых пород (некондиционных руд) и от некачественной зачистки рудного тела. Данные виды разубоживания вычисляем по формуле:

ЪЬ - ЪЬ

р _ .______¿_

ЪЬ.

Их величина составит: РПП. + РЗАЧ = 15,9 %

Плановые потери и разубоживания руды для блока составят:

А 1 Горизонт 2 В Блок С | D Е Балансовые I F G і Н Потери I | Раз\ — К , боживание L М N Эксплуатационные запасы

Руда, тыс. тонн с/с Аи, кг % тыс. тонн кг % тыс. тонн кг Руда, тыс. тонн с/с Аи, кг

“7“ 510 4 6,С, 1.54 2.06 3.2 3.9 0.06 0.1 16.9 0.3 0.06 1.78 1.78 3.2

7,С, 1.44 2.44 3.6 4.2 0.06 0.1 17.9 0.3 0.06 1.68 2.09 3.5

5 Итог D 2.98 2.29 ' 6.8 4.0 ' 0.12 г 0.2 17.3 ' 0.6 г 0.12 г 3.46 1.93 ' 6.7

6 1 500 8 9 6,с, 1.36 1 96 2.7 3.7 0.05 0.1 18 6 0.3 0 06 1.61 1 66 2.7

7,С, 1.26 2.32 3.0 4.0 0.05 0.1 14.2 0.2 0 04 1.41 2.06 2.9

8С, 0.15 2.90 0.5 6.7 0.01 0.0 0.0 0.0 0.00 0.14 3.46 0.5

9С, 0.10 3.19 0.4 0.0 0.00 0.0 0.0 0.0 0 00 0.10 3.64 0.4

10| Итог D 2.87 2.30 г 6.6 3.8 г 0.11 г 0.2 15.3 г 0.5 ’ 0.10 г 3.26 1.97 ' 6.4

Рис. 6. Балансовые и эксплуатационные запасы в блоках на горизонтах

П1 ППР/3 + ПВЫКЛ + ПВСК 3,77 %

Р1 = РПР/3 + РП. П. + Р34^ = 15,9 %

При ведении взрывных работ на карьере в «зажиме», потери и разубоживания руды увеличиваются на к = 6,3 % вследствие перемещаемости руд и пород:

= = 377-63 „ %

2 100 + к 106,3

= _Р^ = 15!916!3 „ %

2 100 + к 106,3

Окончательно плановые потери (П) и разубоживание (Р) руды составят:

П = П1 + П2 = 3,77 + 0,23 = 4,0 %

Р = р1 + р2 = 15,9 +1,0 = 16,9 %

Выполненные по данным методикам расчеты запасов, норм потерь и разубоживания использовались для определения балансовых и эксплуатационных запасов золота в рудных блоках по горизонтам, которые представлены в табличном виде (рис. 6).

Таким образом, месторождения Куранахского рудного поля обладают следующими особенностями, осложняющими их эксплуатацию:

• относительно небольшие запасы, сложная морфология и некомпактное расположение рудных тел, значительно удаленных друг от друга и от обогатительных фабрик, вызывают разбросанность (децентрализацию) горных работ и требует повышенных норм обеспечения транспортом, дополнительных затрат на устрой-

ство и содержание карьерных дорог, отвального хозяйства, промп-лощадок;

• Крайне неравномерное оруденение и распределение содержания металла, частая перемежаемость руды и пустых пород в рудных телах и месторождениях, требуют дополнительных затрат на эксплуатационную разведку, опробование взрывных скважин, усреднение руд перед обработкой (организация и содержание промежуточного рудного склада) и селективную выемку промышленных, забалансовых (бедных) руд и пустых пород.

Дальнейшее совершенствование технологии горных работ должно охватывать все ее элементы: планирование - перспективное и текущее, эксплоразведку и опробование буровзрывных скважин, методы выделения контуров промышленного оруденения, рационализацию системы разработки.

В связи с последним пересчетом запасов и доскональным изучением сырьевой базы, закономерностей пространственного распределения золота, дальнейшее погашение запасов должно обрести строгую последовательность без скачков и выборочных способов отработки. Этому должно способствовать опережение текущим опробованием скважин БВР. гатш

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -------------------------------------

Григорьев Р.В. - аспирант,

Потехин Г.Н. - кандидат технических наук, доцент,

Институт цветных металлов и золота Сибирского Федерального университета, г. Красноярск.