Текст
Южно-Российский государственный технический университет
(Новочеркасский политехнический институт)
Факультет геологии, горного и нефтегазового дела
Кафедра прикладной геологии
Щеглов В.И.
Основы поисков и разведки
месторождений
полезных ископаемых
Учебное пособие
Электронное издание
Новочеркасск 2013
ББК 26.34.Я73
УДК 550.8 (075.8)
щзз
Рецензенты: профессор кафедры прикладной геологии ЮРГТУ (НПИ), проф., докт.
геол-минер. наук Н.И. Пруцкий;
заведующий кафедрой методики поисков и разведки месторождений
полезных ископаемых МГРИ-РГГРУ, проф., докт. геол-минер. наук
А.Н. Роков
Щеглов Владимир Иванович
Основы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых:
учеб, пособие: [электронное издание] / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Новочеркасск:
ЮРГТУ, 2013. 392 с.
Данный курс является общепрофессиональной дисциплиной подготовки
дипломированных специалистов всех специальностей направления 650100
«Прикладная геология» в рамках Госудаственного образовательного стандарта ГОС-
2000. Учебное пособие характеризует цели и задачи изучения дисциплины - овладение
общей методологией поисковых и разведочных работ; получение профессиональных
знаний в области: правовых основ недропользования в России; стадийности
геологоразведочных работ; требований промышленности к качеству, количеству,
технологическим свойствам минерального сырья и горно-геологическим условиям
разработки месторождений; основных принципов, методов и технических средств
геологоразведочных работ; основных приемов, видов и способов геологической
документации разведочных выработок и скважин; основных видов и способов
опробования. Подробно рассмотрены объекты геолого-разведочных работ и основные,
предъявляемые к ним требования. Изложена методология поисков, разведки и оценки
месторождений полезных ископаемых на основе системного анализа объектов и
методов геолого-разведочных работ; практические приемы производства
геологоразведочных работ и основы геолого-экономической оценки разведанных
месторождений. Рассматриваются технические средства разведки, методология их
выбора, способы геологической документации и опробования месторождений.
Учебное пособие предназначено для студентов геологических и горных
специальностей вузов и может быть использовано геологами-производственниками.
Табл. 64 , илл. 337, библ. 10.
Электронная почта: vs-mirpi 100@ya.ru
Интернет: http://ggf.npi-tu.ru/index.php?id=46 id
346 428 г.Новочеркасск Ростовской обл., ул. Просвещения, 132
Тел./Факс: (8635)255-355
© Щеглов В.И., 2013
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Цель и задачи курса
Цель курса “Основы поисков и разведки месторождений полезных
ископаемых“ заключается в изучении:
• правовых основ недропользования - Закона о недрах;
• стадийности геологоразведочных работ на твердые полезные иско-
паемые, нефть и газ;
• принципов способов и технических средств поисков и разведки;
• интегральных и выборочных способов изучения свойств ПИ;
• документации при геологоразведочных работах;
• видов и способов опробования ПИ;
• методов анализа ПИ при поисках и разведке;
• промышленные кондиции;
• оконтуривания тел и оценки запасов и прогнозных ресурсов;
• контроля качества работ.
После прохождения курса студент должен быть подготовлен к ре-
шению следующих обобщенных типов задач:
знать
методы изучения минерального и химического состава горных по-
род, руд;
методы поисков и разведки ПИ;
требования промышленности к качеству минерального сырья раз-
личных видов ПИ;
уметь
формулировать цели и задачи поисковых и разведочных работ для
различных геологических объектов;
составлять геологические схемы, карты, разрезы;
вести первичную документацию точек наблюдений, обнажений, гор-
ных выработок и скважин;
выбирать способы и проводить опробование ПИ и вмещающих их
пород;
оценивать масштабы проявлений ПИ.
10.09.2013 Общие сведения
4
Исторические сведения
Наиболее важными видами минерального сырья в древние времена
являлись
каменная соль,
строительный камень - известняк,
минеральные красители,
железные и медные руды,
слюда-мусковит,
поделочные и полудрагоценные камни;
позже для изготовления пороха стали добывать серу.
Древний человек начинал "геоло-
горазведку" с трех металлов - золота,
меди и олова. Поначалу стали разраба-
тывать те месторождения, где металл
присутствовал в виде самородков. Пер-
вые подобия рудников для добычи пре-
имущественно меди, (золото сначала
находили случайно) появились еще в
эпоху неолита, в конце каменного века,
а уже с V тысячелетия до нашей эры
добыча меди у многих племен получи-
ла широкое распространение.
Медную руду научились добы-
вать параллельно с оловянной, бронзу
со временем стали выплавлять в товар-
ных количествах. На одном лишь За-
падном Алтае в конце II тысячелетия
до нашей эры производилось в год не
менее 3-5 тонн бронзы.
Любое государство всегда интересовалось поиском ПИ, особенно это
касалось стратегического сырья, например золота и соли, ценившейся в
Средневековье на уровне драгоценных металлов и камней. Разведка ПИ
становилась важным делом общегосударственного масштаба. Поиски и
добыча ПИ проводились на территории России с незапамятных времен.
Уже при Иване III в 1491 году была снаряжена в Печорский край первая в
отечественной истории экспедиция для поисков ПИ. Почти сто лет спустя,
в год смерти Ивана IV Грозного, в 1584-м, был учрежден Приказ камен-
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
5
ных дел, при котором состояли рудознатцы - специалисты по разведке и
поиску месторождений. Из-за потрясений Смутного времени деятельность
этого учреждения была свернута.
В 1600-х годах, после Великой смуты, в связи с укреплением и рос-
том Российского государства в стране начинается быстрый рост горного и
металлургического производства. Первый более или менее крупный желе-
зоделательный завод возник на Урале в 1631 г. В это время строится пер-
вый медеплавильный завод близ Соликамска, сырьем для которого служи-
ли залежи медистых песчаников.
Рис. 1.1. Древняя горная выработка (IV-Ш
вв. до н.э.). (Болнисский район, Грузия)
Рис. 1.2. Схематическая карта района поис-
ков серебряных руд, произведенных Г. Ка-
пустиным в 1721 году
В в августе 1700 года указом Петра 1
создается Приказ рудокопных дел - первый
централизованный орган управления горно-
заводской промышленностью, с которого и
начинается история государственной геоло-
гической службы России. Приказ руководил
разведкой недр и подготовкой надежных лю-
дей, сведущих в горном деле, заботился о по-
стройке заводов, собирал сведения о добы-
тых металлах и вновь открытых МПИ. Петр
учредил также Берг-коллегию в Москве и горные начальства - в Олонец-
ком крае, на Урале, в Сибири. Значение разведки природных богатств бы-
ло настолько велико, что все время своего царствования во главе горной
администрации стоял сам первый русский император.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
6
Рис. 1.3. Металлургический завод XVIII в. (реконструкция)
Важным событием XVIII века стал манифест Екатерины II о свободе
промыслов, закрепивший права частной собственности не только на по-
верхность, но и на недра земли. Этот манифест ставил государство в рав-
ные конкурентные условия с частными владельцами и явился мощным
стимулом развития горной промышленности. При Екатерине II в 1773 г.
было основано Высшее горное училище в Петербурге, позднее преобразо-
ванное в Горный институт; при нем в 1775 г. было организовано Ученое
собрание, призванное выполнять роль научного центра по вопросам гор-
ного дела. Свою деятельность собрание начало с составления «Горного
словаря», ? томов которого были подготовлены, но в свет не вышли; одно-
временно были переведены несколько лучших иностранных книг по гор-
ному делу. Спустя три года ученое собрание тихо прикрыли, и только в
1825 году при штабе корпуса горных инженеров (в те времена это ведом-
ство относилось к военным структурам) был организован Ученый горный
комитет по горной и соляной части с участием крупнейших специалистов
в этой области.
К началу XIX века относятся первые обобщения геологической ин-
формации, накопленной за предыдущие столетия. Первая геологическая
карта европейской части России в масштабе 30 верст в дюйме была подго-
товлена Г.П. Гильмерсеном в 1841 г. Несколько позже появилась карта Р.
Мурчисона, охватывавшая значительную часть Европейского континента,
от Урала до Альп.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
7
Рис. 1.4. Вертикальная выработка XIX века. Рудник
Рождественский. Каргалинские месторождения меди-
стых песчаников в Оренбургской области
Рис. 1.5. Иван Васильевич
Мушкетов
Важнейшей вехой в развитии отечественной геологии является соз-
дание в 1882 г. Геологического комитета по типу имевшихся уже к тому
времени геологических служб США, Англии и других стран. В первом со-
ставе комитета (10 чел.) со дня его основания по 1897 г. был старший гео-
лог Геолкома России Иван Васильевич Мушкетов (1850-1902 г.г.) - дон-
ской казак, выпускник Новочеркасской классической гимназии. Окончив
Петербургский горный институт, он значительную часть своей жизни по-
святил исследованиям минеральных богатств Донского края - месторож-
дений угля, солей, минеральных вод и других видов сырья. Однако, в спи-
сок выдающихся геологов мира он вошел благодаря геологическому изу-
чению Средней Азии. Был профессором Петербургского Горного институ-
та, воспитавшим плеяду крупных отечественных геологов. Автор первой
геологической карты Туркестана. Его именем названы многие
географические объекты на Памире и Таймыре, в Тянь-Шане и Русских
горах Антарктиды. Геологический комитет просуществовал до 1930 года.
В 2012 г. правопремник Росгеолкома ВСЕГЕИ отметил 130-летний юби-
лей.
Со временем российская геология и разведка недр стали соответст-
вовать европейскому уровню, постепенно накапливались сведения о свой-
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
8
ствах минералов и горных пород, об их поисковых признаках. К концу
XIX века сформировалось четкое представление о ПИ, были выявлены ос-
новные признаки их присутствия. Обычно выделяли пять признаков:
Рис. 1.6. План антропогенной пещеры
Старо-Мясниковского рудника. Карга-
линские месторождения медистых пес-
чаников в Оренбургской области
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
9
1. Спутники рудных месторождений (для золота - кварц, для платины -
хромистый железняк и пр.);
2. Обломки, валуны и т. п., попадающиеся в ложбинах рек и пр.;
3. Горные обнажения;
4. Минеральные источники;
5. Особенности растительности.
На протяжении 30-х годов половина геологической службы страны
находилась в составе Наркомтяжпрома, половина - в системе НКВД СССР.
В 1946 г. образовано Министерство геологии СССР. Необходимо отме-
тить, что за 217 дореволюционных лет горно-геологическая служба России
претерпела 20 реорганизаций, за 70 лет советской власти их было 70, что
же касается последнего пятнадцатилетнего периода, то это была одна
сплошная реорганизация, не закончившаяся до настоящего времени (при-
лож.Г).
Принципы поисков и разведки МПИ
Принципы поисков и разведки месторождений полезных ископае-
мых выработаны вековой практикой ГРР.
Принцип полноты исследования
Для проектирования эксплуатации месторождения и для нормальной
деятельности горного предприятия необходимо иметь представление о ме-
сторождении в целом. Принцип полноты исследования выражается в необ-
ходимости изучения всего месторождения. Частичная разведка участка
месторождения не может считаться полноценной, так как не дает пред-
ставления о масштабах и перспективах его использования. Основное тре-
бование принципа полноты исследования - необходимость оконтуривания
месторождения в целом. Второе требование принципа полноты исследо-
вания заключается в полном пересечении (вскрытии) изучаемого тела ПИ
разведочными выработками или скважинами. Только при этом условии
можно установить мощность тела, элементы его залегания, распределение
различных типов и сортов ПИ в его пределах, правильно определить вели-
чину запасов. Третье требование состоит в том, что месторождение долж-
но изучаться комплексно, так как большинство месторождений содержит
различные ПИ, руды большей части месторождений обладают нескольки-
ми полезными компонентами.
Кроме того, в пределах месторождения наряду с промышленными
запасами ПИ обычно имеются непромышленные, но которые могут быть
использованы в обозримом будущем. Попутное изучение и выявление та-
ких временно непромышленных ПИ в большинстве случаев также целесо-
образно. Окружающие горные породы следует изучать как возможные
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
10
строительные материалы.
Принцип максимальной эффективности
Основное требование общественного производства к проведению
ГРР, как и к любой другой отрасли материального производства, сводится
к требованию (принципу) их максимальной эффективности, т. е. к необ-
ходимости достижения максимальных результатов при минимальных за-
тратах времени и труда. Чем выше выявленная природная ценность ме-
сторождения и достовернее оценка разведанных запасов, ниже уровень
затрат и короче срок разведочных работ, тем выше эффективность развед-
ки. При реализации требования максимальной эффективности условие
полноты исследований приходит в противоречие со стремлением к мак-
симальному ограничению затрат. В оптимальном варианте объем ГРР дол-
жен быть минимальным по затратам времени и труда, но достаточным для
уверенного решения поставленных задач.
Для выполнения требования максимальной эффективности разведку
месторождения следует продолжать до тех пор, пока затраты на дополни-
тельно получаемую информацию окупаются приростом ожидаемой при-
были от реализации продукции горного предприятия. Практически это оз-
начает, что чем больше масштаб и промышленная ценность месторожде-
ния, тем полнее и детальнее должен быть комплекс проводимых на нем
ГРР. С уменьшением масштабов, усложнением условий залегания и геоло-
гического строения месторождений, экономически целесообразно ограни-
чивать детальность ГРР и соответственно, сокращать затраты на их прове-
дение.
Принцип равномерности (равной достоверности)
Принцип равномерности (равной достоверности) следует из необхо-
димости более или менее равномерного освещения объекта изучения.
Принцип равномерности предусматривает более детальные исследования
сложных частей месторождения и менее детальные - простых участков,
чем достигается одинаковая достоверность результатов по объекту ГРР в
целом. Принцип равномерности выражается в следующих требованиях:
равномерное освещение разведочными выработками месторожде-
ния или его частей, находящихся в одной и той же стадии разведки;
равномерное распределение точек опробования в разведочных выра-
ботках;
применение на разных участках месторождения технических
средств, дающих соизмеримые результаты;
применение равнозначных методик исследования вещества.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Общие сведения
11
Принцип последовательных приближений
Согласно принципу последовательных приближений, изучение недр
проводится от общего к частному. При поисках и разведке ПИ оно начи-
нается с выявления геологических закономерностей, определяющих раз-
мещение месторождений в структурах рудных полей. Затем выясняются
условия залегания отдельных тел ПИ в структурах месторождений и их
морфологические особенности, после чего переходят к изучению структур
тел ПИ и, наконец, к детализации сведений о внутреннем строении их от-
дельных участков.
Для реализации принципа последовательных приближений геолого-
разведочный процесс разделяется на ряд последовательных этапов, ста-
дий, подстадий и операций, на каждой из которых последовательно сужа-
ются границы объектов исследований, а сами объекты изучаются со все-
возрастающей детальностью. Сначала выявляются самые общие законо-
мерности, определяющие условия формирования и признаки пространст-
венного размещения ПИ в пределах обширных территорий. Лишь после
этого переходят к исследованиям все более локальных участков с уже про-
явленными признаками полезных ископаемых с целью последовательной
детализации представлений об их геологическом строении, оконтуривания
и геолого-экономической оценки выявляемых объектов.
Принцип аналогии
Фактические наблюдения в процессе ГРР ограничиваются разведоч-
ными выработками, окружающие их объемы недр остаются неисследован-
ными. Для суждения о свойствах и строении ПИ в промежутках между
разведочными выработками и за их пределами необходимо привлечение
дополнительной информации, которая может быть получена по принципу
аналогии с другими сходными месторождениями. Использование принци-
па аналогии основано на том, что геологические структуры и заключенные
в них ПИ, сформированные в близких геологических условиях, обладают
более или менее ярко выраженными чертами сходства условий залегания,
строения и состава, что обеспечивает подобие свойств объекта-эталона и
изучаемого объекта. Степень подобия минерализованных участков недр
зависит от пространственной близости и масштабов сравниваемых объек-
тов. Как правило, чем меньше их размеры и меньше расстояния между ни-
ми, тем больше их сходство.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
12
Принцип выборочной детализации
Согласно принципу выборочной детализации, проведение ГРР с вы-
бранной оптимальной детальностью в объеме всего объекта изучения
должно сочетаться с выборочными, более детальными работами на от-
дельных его участках. При его реализации необходимо обеспечить пра-
вильный выбор эталонных участков, рациональные сочетания объемов
общих и детализационных работ и оптимальную степень детализации на-
блюдений. Участки детализационных работ должны быть представитель-
ными по отношению ко всему изучаемому объему недр. При проведении
поисков опережающие детализационные работы проводятся на участках
аномалий и рудопроявлений; при разведке - на типичных участках место-
рождений, рудных зон или залежей; при эксплуатации месторождений в
качестве эталонов используются отработанные участки.
Принцип геологического прогноза и его проверки
В соответсвии с принципом геологического прогноза и его проверки
каждая следующая выработка проходится с учетом результатов всех пре-
дыдущих работ на основе прогнозной геологической модели объекта ГРР,
обобщающей совокупность сведений о его геологическом строении в виде
геологических карт, планов, разрезов, различных структурно-
геометрических моделей и т.п. процесс разведки месторождения пред-
ставляет собой ряд последовательных прогнозов условий залегания рудно-
го тела и их проверки. Так, при оценке рудопроявления, представленного
коренным выходом единичной жилы, ее изучение в этом обнажении
должно привести к установлению азимута и угла падения. Эти данные по-
зволят предполагать (прогноз'), что жила будет продолжаться по простира-
нию в обе стороны от канавы 1 на некоторое расстояние. На какое именно
- зависит от многих параметров жилы, полученных при изучении геологи-
ческой документации канавы 1, и в особенности от вывода о генетическом
типе трещины, к которой она приурочена. Если проходка канав 2 и 3 под-
твердит этот прогноз, то дальнейшее прослеживание жилы по простира-
нию канавами будет продолжено (рис. 7).
Z 1 3
Sp-i pi Рис. 1.7. Начало прослеживания рудной жи-
-----и лы на поверхности канавами 1, 2, 3 - номе-
---------fl----------Я------ ра канав, черное - руда
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Общие сведения
13
Значение минерального сырья в экономике промышленности
Под минерально-сырьевыми ресурсами {минеральными ресурсами)
понимается совокупность ПИ, выявленных в недрах земли в результате
геологоразведочных работ и доступных для промышленного использова-
ния. Минеральные ресурсы относятся к числу невозобновляемых видов
природных ресурсов. Минеральные ресурсы являются минерально-
сырьевой базой (МСБ) развития экономики, определяют экономический
потенциал страны, размещение и развитие производительных сил. В раз-
витых странах в горно-промышленном комплексе сосредоточено 20-40 %
капитальных вложений, занято до 20 % трудовых ресурсов. Общий еже-
годный объем продукции мирового горно-промышленного производства
по экспертным оценкам составляет 0,8-1,0 $трлн, из них на топливно-
энергетическое сырье приходится свыше 70 %.
Минерально-сырьевой комплекс (МСК) России включает МСБ, гео-
логическую службу, горнодобывающие и перерабатывающие отрасли.
Разведанные запасы - это запасы ПИ, выявленные в недрах в результате
проведения комплекса геологоразведочных работ и оцененные с полнотой,
достаточной для их отработки, проектирования и экономической оценки
целесообразности строительства горнодобывающего предприятия. К пред-
варительно оцененным запасам (ресурсам) относятся запасы ПИ, выяв-
ленные единичными выработками и оцененные путем геологически обос-
нованной интерполяции параметров, использованных при подсчете разве-
данных запасов. Они являются первоочередным резервом для воспроиз-
водства разведанных запасов.
Таблица 1.1
Добыча и потребление минерального сырья в различных группах стран (%
от мирового объема)
Страны Насел е- ние,% Добыча Потребление
всего на 1% насел. всего на 1% насел.
Развитые 16 35 2,18 52 3,24
Развивающиеся 52 35 0,68 21 0,40
Остальные 32 30 0,94 27 0,85
в т.ч. Россия 3 14 4,75 10 3,37
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
14
Рис. 1.8. Объемы добычи минерального сырья в главных сырьевых державах мира, $млрд
Kl)
Минерально-сырьевые ресурсы недр России всегда служили надеж-
ным источником ее экономического роста, развития передовых направле-
ний экономики и пополнения отечественных золото-валютных «кладо-
вых». Россия занимает лидирующие позиции в сфере добычи основных
видов ПИ, являясь крупнейшим производителем и экспортером продукции
МСК. В 2003 г. объем производства в этом секторе экономики составил
150 млрд дол:, общие доходы федерального бюджета составили 90 млрд
дол. При этом более 48 млрд дол. (54%) пришлось на поступления от МСК,
включая
• таможенные пошлины,
• налог на прибыль,
• налог на добычу полезных ископаемых (НДПИ),
• НДС,
• дивиденды по акциям, находящимся в государственной собственно-
сти,
• доходы от реализации полезных ископаемых, исключительное право
на реализацию которых принадлежит государству.
53% доходной части федерального бюджета формируется за счет
разведки, добычи и переработки полезных ископаемых. Добыча сырья
поддерживает смежные отрасли промышленности - горно-шахтное ма-
шиностроение, производство бурового и энергетического оборудования,
которые обеспечивают работой сотни тысяч специалистов. Добыча и пе-
реработка полезных ископаемых составляют основу экономики наиболее
благополучных территорий Российской Федерации. В окраинных регио-
нах добывающие предприятия являются градообразующими и обеспечи-
вают до 75% рабочих мест.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
15
Нефть, природный газ, уголь, черные, цветные и благородные ме-
таллы, алмазы обеспечивают стабильную социально-экономическую об-
становку в регионах севера европейской части России, на Урале, в Запад-
ной Сибири, регионах Кузбасса, Норильского промышленного узла, части
субъектов Федерации Восточной Сибири и Дальнего Востока. Две трети
российского экспорта (70%) приходится на минерально-сырьевой ком-
плекс. Россия является крупнейшим производителем и экспортером про-
дукции минерально-сырьевого комплекса, объем ее реализации на миро-
вых рынках - более 150 миллиардов долларов США.
Рис. 1.10. Мировое значение российского
мск
слп/ доходной части ФБ
|_т формируется за счет МСК
fl'QUL тратится
'LiiITd на воспроизводство МСБ
Рис. 1.9. Доходы федерального бюджета
РФ в 2009 г, млрд руб.
В структуре ресурсного экспорта углеводородное сырье составляет
77%, остальное занимают твердые полезные ископаемые, среди которых
наибольший доход приносят
• алюминий,
• никель,
• уран,
• платиноиды,
• железные руды.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
16
Современное состояние и перспективы развития минерально-
сырьевой базы страны
Современное состояние
В недрах страны содержатся практически все виды полезных иско-
паемых. По запасам алмазов, газа, никеля, серебра Россия занимает первое
место в мире. По углю, золоту - второе, по нефти - четвертое.
В недрах России сосредоточены
• 30% мировых запасов природного газа,
• 50% алмазов,
• 26% железных руд,
• 25% запасов никеля,
• 17% олова,
• 11% угля,
• 10% разведанных запасов нефти,
• значительная часть разведанных запасов цветных и редких металлов.
Рис. 1.11. Доля России в мировых разведанных запасах основных ПИ, %
В России открыто и разведано около 20 тыс. месторождений полез-
ных ископаемых. По наиболее проработанным и приемлемым оценкам,
валовая ценность разведанных и оцененных запасов полезных ископаемых
в ценах мирового рынка составляет порядка 28,56 трлн. долл. США
(рис. 12), в том числе извлекаемая ценность разведанных и оцененных за-
пасов основных групп полезных ископаемых - более 19 трлн. долл. США.
В промышленное освоение вовлечено 10%, Государственным балансом
учтено лишь 17% суммарного выявленного геологического потенциала,
доступного для разработки на современном уровне развития техники и
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Общие сведения
17
технологии.
0123456789 10
ООО 000 000 000 000 000 000 000 000 000
Рис. 1.12. Расределение валовой потенциальной ценности разведанных
(A+B+Ci) и предварительно оцененных (С2) запасов основных видов ПИ России, $млрд
Ць-н I ii:ut*uijiri ФО
Cealral FD
ЖСЛС!Ю 66 %
Iron
ЦсМС1ГГ1НН! сырье 25 %
Сенн nt raw materials
Фогч[и||М1ты 25 %
Р]1ЕЦ1[|||11Г1С«
ВоКСИТЫ 15 %
HsiLLxilc
уральский ФО
i____ Ural I'D
г - в Ci*i!erK>-3aiEivuiKK ФО
I №ятм-Western FIJ
Tjrraji 77 %
Htaniuni
Апатиты 72 %
Apatite
&СНСНТЫ 4.5 %
Bauxite
Mktllcp^dibiibK виды 19 %
Mi пега J water
Алмазы tfi %
Diamond»
НЯШЬ IB %
Nickel ____________ _
ClIOICl' CKHU {|>IJ
SihcFKii) FIJ
Южный ФО
Son limn* Hl
Термальные БОДЫ 73 %
THerafll waUr
Вольфрам 41 %
Tungsten
М|НЕЕра.1Ы1Ы<? воды 3D %
Mineral water
Цдоинш сырье 15 %
Ct inспI raw miliaria]-
Молибден 12 %
Molybdспит
ГКЛ jfcuiriU'WKWIHliiit ФО
ruMiiistern FD
_mi 11 pn ItfJJJiiCMdj ФС
Piv-Vdsa FD
Калийные соли se%
Potassium twilis
Фпгфириты Cd %
Phosphorite
Цинк II. %
Zinc
Медь 16 %
Copper
UcMtiirtikw Сьфьс 15 %
Cement raw matcirnk
Серебро 14 %
Silver
Нефть 13 %
Oil
Гаи 75 %
Gas
Нефгь 68 %
Oil
Марганец 27 %
Mэпдял esc
Железо 14 %
Iron
Золоти В %
Gold
MC!J№ 8 %
Copper
Плйтнеш Й5 %
Platinum
Спнпсц Й5 %
Lead
Усеин, мб %
Coal
Молнбдси KO %
Molybdenum
Нинель 71 %
Nickel
Медь 69 %
Capper
IUik 67 %
Zipi-c
Марганец 66 %
Manjjanr^c
Cnpeopo 44 %
Silver
Золото dD %
Cold
Йслъфр тч 3fi *£]
Tungsten
Титан 17 %
Titanium
Фосфор1гты 17 %
PhniEohcb itc
Железа 10 %
Iron
Атчаиы 81 %
Diamonds
Олою 37
Tin
Золоти <10 %
Gold
Вольфрам 22 %
Tungsten
Утиль И %
Сла1
Рис. 1.13. Запасы основных ПИ по федеральным округам России, %
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
18
Говоря о распределении НДПИ по субъектам Российской Федерации
(рис. 14), следует отметить, что практически все регионы России так или
иначе связаны с добычей полезных ископаемых. В то же время более 70%
НДПИ собирается в трех субъектах федерации - Ханты-Мансийском АО,
Ямало-Ненецком АО и Республике Татарстан.
Рис. 1.14. Распределение налога на добычу полезных ископаемых по субъектам Россий-
ской Федерации
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Общие сведения
19
Основные проблемы
К сожалению, к настоящему времени накоплено достаточное число
проблем, которые в ближайшем будущем могут изменить кажущуюся бла-
гополучной ситуацию. Не обеспечена собственной сырьевой базой по-
требность промышленности России в
• аллюминии,
• марганце,
• хроме,
• ртути,
• сурьме,
• титане,
• уране и др.
Крайне низким остается уровень освоенности месторождений от-
дельных видов полезных ископаемых, которые Россия импортирует в зна-
чительном объеме - марганцевые руды, титан, хром, ниобий, цирконий. К
основным проблемам относятся неполная компенсация добычи приростом
запасов и сокращение поискового задела. Качество руд основных полез-
ных ископаемых в целом по России существенно уступает аналогичным
зарубежным месторождениям. В связи с ростом стоимости энергии и
энергоносителей, увеличением транспортных тарифов значительная часть
разведанных запасов оказалась нерентабельной при эксплуатации.
К активным запасам, разработка которых в современных условиях
экономически целесообразна, относятся запасы:
• железных руд - 85% (в том числе 56% в сфере деятельности дейст-
вующих горнорудных предприятий),
• меди - 70 (47),
• свинца - 73 (62),
• никеля - 61 (61),
• бокситов - 52 (33),
• титана - 68 (2),
• олова - 38 (37),
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
20
• вольфрама -16 (16),
• молибдена - 50 (23),
• ниобия - 32 (17),
• тантала - 41 (20),
• фосфоритов - 21 (16),
• апатитов - 53 (52),
• угля - 70 (42, включая резервные участки).
Т.к. инвестиционная привлекательность добычи зависит от целого
ряда показателей, например удаленности от инфраструктуры, качества и
количества сырья, глубины его залегания и т.д., в нераспределенном фонде
в основном остались более сложные для эксплуатации и менее инвестици-
онно привлекательные запасы, которые малоинтересны для недропользо-
вателей. Важно также то, что крупные месторождения полезных ископае-
мых, на которые приходится значительная часть экспорта и внутреннего
потребления, находятся на стадии падающей добычи.
Фактически с конца 80-х гг. наблюдаются лавинообразное падение
объемов поисково-разведочного бурения, сейсморазведочных работ и со-
ответственно резкий спад прироста запасов. В период 1990-1995гг. про-
изошло резкое падение объемов воспроизводства, вызванное снижением
объемов геолого-разведочных работ. На рис. 15 представлены диаграмма,
характеризующие долю распределенного фонда недр. Как видно, свыше
90% запасов нефти, никеля, алмазов, более 80% газа, более 70% золота и
платиноидов находится в распределенном фонде. На рис. 16 представлены
диаграмма, характеризующие время исчерпания рентабельных эксплуати-
руемых запасов.
Приближаются сроки полного исчерпания рентабельных эксплуати-
руемых запасов отдельных полезных ископаемых. Рентабельные запасы
россыпного золота в стране иссякнут в 2011 г., нефти, урана, меди, корен-
ного золота - в 2015 г. Приведенные сроки исчерпания запасов на первый
взгляд не вызывают большого беспокойства, так как мы отдалены от них
на 10-15 лет.В то же время специфика геологической подготовки место-
рождения такова, что, если продолжится пауза в воспроизводстве мине-
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
21
рального сырья, впоследствии никакими финансовыми средствами не уда-
стся быстро решить проблему дефицита полезных ископаемых.
Доля раепрелслснноги фонда недр, %
uiskrihiited subsoil stock, %
95
95
ПТ
Ж
Угли/СолЬ ОловцТя Урац.1 iranhim
иинк/Zirc OfaClb., Гное СЫЬы- Phosphate w material Н.Г1риеаъ«! солиЛихЙиги salts .Калйййые- safe
,МоД1й&йut^Molybde пит
рудого* ores
СнннецД Bad
IHftWCopper
fftvrru :ынМб rPi.%, gold
КаиднцЛСаоПпе
Золота нореннш/Оге gold
Платмнонды/PLiinum .neuls
Бйрит/Bafiw
11лляиконым шлдтД1исиврэг
- Гл 03JS
Магнвэнт/Маjoe» he
fiaHaiHfVV.ln.idium
Е>1рнь>'- р^дн/Bonc orfis
НикельЛМк frJ Нефти/Oil
tpaqw'GraphiK
АлмимЛЛаяюгк!»
чваршшч сыръе/Quartz raw material
Хромовые ores
Б ?HTOHkfl ВггйгмиТе
Рис. 1.15. Доля распределенного фонда недр по видам полезных ископаемых
Говоря о поисковом заделе, необходимо отметить, что по статистике
только 30% прогнозных ресурсов при дальнейшем изучении становятся
запасами. Таким образом, для поддержания простого воспроизводства,
когда уровень добычи будет равен уровню ввода в эксплуатацию новых
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Общие сведения
22
месторождений, необходимо, чтобы на каждую единицу запасов приходи-
лись 3 единицы ресурсов.
Гоа нсчгрпа нгя ретаподыгых эксплуатиртеллых запасов
Year ol deplfticin of commercial prodtitin^ reserves
Млригиогиыг yinese ores
’Угли/Ctiah ЕЗДДО Окончание ПрОГр-ЬНЛЛЫ
илпро/Тш Termination tlic program
VpdHjl'ranium
Linn к/ZInc
<TiQci|n‘iTi-«(>e сырье Hu5|>iait HW floWl.ll
Натрн™ы<^ срли/5<х(1иггi salts
КйЛИЬНЫЬ fuik," « satli
Боксит га/ВпимИ!
ybderiijrn
Br>AWj)jraiM<Tu n g st wt
Ж. *. liujii pytbjiroii Ofrf
СаинегЛеаЛ
M и* t appcr
Золотй россы timoe/PI acre paid
К?олиц/кв<>1[п«
Зол uro KoptaiHO& Oic iiulJ
rtsaTHHonAbJI’Iat t no rn met a 11
Бйрит/В .trite
1 iMDHitniiiaH turar/l lufirspitr
Газ/Gas
Miinie3HT/Mac.rw“,j tr
Ba»<,iA)ttWanadtum
Парные рулыШапс ores
FlHkr'Ab'^iCtel
Нафпгоп
(рафнт/' icaph№
Аач<О»"^0|йГг’>’*к1'
СелриейЬс cstpte/Qoaftr raw material
КрОггОЬыС pvat^/rhnXaium cues
HTUHiir/Benton ire
Рис. 1.16. Сроки исчерпания рентабельных эксплуатируемых запасов по видам полез-
ных ископаемых
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
23
Перспективы развития
Основным документом, регулирующим развитие минерально-
сырьевого комплекса, является принятая Правительством РФ в 2005 году
Долгосрочная программа геологического изучения и воспроизводства ми-
нерально-сырьевой базы России до 2020 года. Этот документ разработан в
соответствии с утвержденными Правительством Российской Федерации в
апреле 2003 г. «Основами государственной политики в области использо-
вания минерального сырья и недропользования». Основной целью Про-
граммы является обеспечение устойчивого развития экономики страны за
счет сбалансированного воспроизводства и использования МСБ. Соответ-
ственно первая задача реализации Программы - обеспечить простое вос-
производство полезных ископаемых, когда уровень добычи будет равен
тому количеству минерального сырья, которое будет поставлено на ба-
ланс. Во-вторых, ставится задача удовлетворить потребности базовых от-
раслей экономики страны в минеральном сырье. Третья задача - сохране-
ние стабильности бюджета и увеличение валютных поступлений за счет
экспорта сырьевой продукции. Необходимо ликвидировать фактически 10-
летнее отставание в геологических работах, которое было допущено в 90-х
гг.
В Программе выделены приоритетные субъекты Российской Феде-
рации по изучению и воспроизводству МСБ (рис. 17), которые выбирались
исходя из перспективности конкретных бассейнов и провинций на нали-
чие ликвидных полезных ископаемых. По нефти и газу - это Западная Си-
бирь, Восточная Сибирь, Тимано-Печорский бассейн, шельф. По урану -
Дальневосточный и Сибирский федеральные округа. По алмазам основ-
ные надежды связываются с Северо-Западом России и Восточной Сиби-
рью. Более 70% средств будет направлено на воспроизводство углеводо-
родного сырья, примерно 15% - на благородные металлы, остальное - на
другие виды полезных ископаемых. При этом на разведку шельфа будет
направлено 20% средств, в Сибирский федеральный округ (т.е. в освоение
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Общие сведения
24
Восточной Сибири) - 34%, в Уральский - 18%; значительные инвестиции
также предусмотрены для Дальневосточного и Северо-Западного округов.
№ р‘"жаьско-
5г„ Аи W. Уголь
Севере
Ком>гП- скин
Полярно Т
' «льскии
Fe Ci Ci Уголь
Би нме кий-
Си, Mo, Аи, Ад
Ломс.ю' иВСким
Алмазы
3 опа дно-
Верхоянский
Ад
ж
Fe : Au
кин
Хингонский
Fe. Мп. Аи
Южно-
Ура \ьскмй
Си. Аи
— Юки
Забайкальским
Аи. Ад Си. Mo Fe
Севера-
Кавказский
Аи. бентонит,
цементное
сырье
3 ""одна
Сибирский
Fe. Г Zr Аи
РЬ Си.
Zn, Аи
—К> "0Л1.чый
Аи, Ад
Яма Коль.'лСкии
Аи
Ставропольский
Zr.Ti
1ентрально-
За байкальским
Аи
Дмур-э
Бури’-нс-ий
Au Fe
Еравнинскин
Ад, Fb, Zn
Витимским
U
Алта
"b Си. Zo.
Аи. Ад. Fe
R. Уголь
Дчепрово-
Донецкий
А1 Уголь
Уголь, Fe, Au
Толе ' i зкаисКЯй
Си, V, Fe,TI i
Бодайбинский
Аи*У
Ci epi Л
' Баик"льс»и“---Л
Аи. Ад РЬ, Zn. S г
Южно
Кпм“стский
Аи, Ад. ТА
Рис. 1.17. Перспективные центры экономического роста России на период до 2020 г.
Предусмотренные в Программе геологоразведочные работы обеспе-
чат прирост ценности недр России, эквивалентный 5,2 трлн дол. при эф-
фективности ГРР в 70-100 руб. на 1 руб. затрат. За годы действия Долго-
срочной программы средства, полученные только от реализации прав
пользования недрами на аукционах, превысили объемы государственных
вложений на ГРР более чем в 3 раза. В процессе эксплуатации месторож-
дений, бюджет получает в 20 раз больше.
В результате реализации Программы за 5 лет открыто около 500 ме-
сторождений минерального сырья. Крупнейшие из них - месторождения
нефти им. Савостьянова и Филановского с запасами свыше 150 млн. тонн,
золоторудное Купол, Элегестское месторождение коксующихся углей.
Инвестиции в геологоразведку возросли более чем в 4 раза. Количество
состоявшихся аукционов увеличилось в 7 раз. В 12 раз увеличились дохо-
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
25
ды государства от продажи участков недр. В 6 раз возросли поступления
от налога на добычу полезных ископаемых. Российская Федерация вышла
на расширенное воспроизводство нефти, газа, угля, золота, платиноидов,
серебра, никеля, цементного сырья. К началу 2010 года запасы нефти ста-
ли равны запасам 1990 года.
Количестве
открытых
месторождений
УБ тпи
2005 39 19
2006 46 25
2007 62 34
2008 66 46
2009 74 32
ИТОГО 287 156
НАИБОЛЕЕ КРУПНЫЕ ОТКРЫТИЯ
мп>
miv. Филановского
Элегрстско₽
Федорова
Тундра
Масловское
им. Савостьянова
Луговое
кЧ
МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Мо Молибден Ад Сеоебро
Ti Титан Pt Гпатина
Au Золо о Алмазы
К Калийные соли
Вс Барит
а Апатиты
Евгеньевскос
Си*..
Нефть
Газ Си Медь
Уголь Ni Никель
Сг Хром РЬ Свинец
Рис. 1.18. Месторождения, открытые в 2005 - 2009 годах
В 2008 году Программа была актуализирована. В ходе актуализации
основное внимание уделено воспроизводству полезных ископаемых, наи-
более востребованных экономикой страны, а также приняты меры по ре-
сурсному обеспечению крупных инфраструктурных проектов. Суммарный
доход бюджета Российской Федерации от освоения шельфа (по прогно-
зам) составит $105-135 млрд, в том числе от разовых платежей - до $5
млрд.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Общие сведения
26
Структура геологической службы и организация геологоразведоч-
ных работ
В целях формирования эффективной системы и структуры феде-
ральных органов исполнительной власти Указом Президента Российской
Федерации от 9 марта 2004 года № 314 «О системе и структуре феде-
ральных органов исполнительной власти» установлена система федераль-
ных органов исполнительной власти, состоящая из федеральных мини-
стерств, федеральных служб и федеральных агентств. Основным феде-
ральным органом исполнительной власти, проводящим государственную
политику в этой области и координирующим деятельность других органов
исполнительной власти является Министерство природных ресурсов Рос-
сийской Федерации - с 2008 г. Министерство природных ресурсов и эко-
логии (МПРиЭ) Российской Федерации. В настоящее время МПРиЭ осу-
ществляет управление следующими видами природных ресурсов'.
недра,
водный,
лесной фонды,
охрана окружающей среды и экологической безопасности,
имея в своем составе 1 Федеральную службу и 3 Федеральных аген-
тсва:
□ Федеральная служба по надзору в сфере экологии и природопользо-
вания
□ Федеральное агентство водных ресурсов
□ Федеральное агентство лесного хозяйства
□ Федеральное агентство по недропользованию (ФАН или Роснедра).
Федеральное агентство является федеральным органом исполни-
тельной власти, осуществляющим в установленной сфере деятельности
функции по оказанию государственных услуг, по управлению государст-
венным имуществом и правоприменительные функции. Под функциями по
оказанию государственных услуг понимается осуществление услуг,
имеющих исключительную общественную значимость и оказываемых на
установленных федеральным законодательством условиях неопределен-
ному кругу лиц. Под функциями по управлению государственным имуще-
ством понимается осуществление полномочий собственника в отношении
федерального имущества, в том числе переданного федеральным государ-
ственным унитарным предприятиям, федеральным казенным предприяти-
ям и государственным учреждениям, подведомственным федеральному
агентству, а также управление находящимися в федеральной собственно-
сти акциями открытых акционерных обществ. Под правоприменителъны-
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
27
ми функциями понимается издание индивидуальных правовых актов, а
также ведение реестров, регистров и кадастров.
Федеральное агентство по недропользованию
fjl организует:
В государственное геологическое изучение недр;
В экспертизу проектов геологического изучения недр;
В геолого-экономическую и стоимостную оценки месторождений
полезных ископаемых и участков недр;
В проведение конкурсов и аукционов на право пользования недра-
ми;
В проведение государственной экспертизы информации о разве-
данных запасах полезных ископаемых, геологической, экономи-
ческой информации о предоставляемых в пользование участках
недр;
осуществляет:
В технико-экономическое обоснование эксплуатационных конди-
ций для подсчета разведанных запасов, отнесение запасов полез-
ных ископаемых к кондиционным или некондиционным;
В предоставление в пользование за плату геологической информа-
ции о недрах, полученной в результате государственного геоло-
гического изучения недр;
В выдачу заключений об отсутствии полезных ископаемых в не-
драх под участком предстоящей застройки и разрешения на осу-
ществление застройки площадей залегания полезных ископае-
мых, а также размещение в местах их залегания подземных со-
оружений;
В организационное обеспечение государственной системы лицен-
зирования пользования недрами, принятие решений о предостав-
лении права пользования участками недр;
В принятие решений об утверждении итогов конкурсов или аук-
ционов на право пользования участками недр;
В выдачу, оформление и регистрацию лицензий на пользование не-
драми;
В внесение изменений и дополнений в лицензии на пользование
участками недр, а также переоформление лицензий;
В принятие решений о досрочном прекращении, приостановлении
и ограничении права пользования участками недр;
В внесение представлений по конкретному размеру ставки регу-
лярного платежа за пользование недрами по каждому участку
недр, на пользование которым выдана лицензия;
В рассмотрение и согласование проектной и технической докумен-
тации на разработку месторождений полезных ископаемых;
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
28
В ведение государственного кадастра месторождений и проявлений
полезных ископаемых и государственного баланса запасов по-
лезных ископаемых, обеспечение постановки запасов на государ-
ственный баланс и их списание с государственного баланса;
В ведение государственного учета и обеспечение ведения государ-
ственного реестра работ по геологическому изучению недр, уча-
стков недр, предоставленных для добычи полезных ископаемых,
а также в целях, не связанных с их добычей, и лицензий на поль-
зование недрами;
В осуществляет функции государственного заказчика федеральных
целевых, научно-технических и инновационных программ и про-
ектов в сфере деятельности Агентства;
Федеральное агентство по недропользованию можно образно на-
звать главным казначеем подземных богатств страны. Ведь именно оно
организует поиск, учет минеральных ресурсов, доверяет их извлечение из
недр горнодобывающим предприятиям и тем самым обеспечивает благо-
состояние России. ФАН организует государственное геологическое изуче-
ние недр, проводит экспертизу проектов геологического изучения недр,
геолого-экономическую и стоимостную оценку месторождений полезных
ископаемых и участков недр.
Структура Федерального агентства по недропользованию
Федеральное агентство по недропользованию осуществляет свою
деятельность непосредственно и через свои территориальные органы или
подведомственные организации во взаимодействии с другими федераль-
ными органами исполнительной власти, органами исполнительной власти
субъектов Российской Федерации, органами местного самоуправления,
общественными объединениями и иными организациями. Центральный
аппарат Роснедра включает:
Управление делами и государственным имуществом
В Отдел делопроизводства и административно-хозяйственной ра-
боты
В Отдел государственного имущества
В Юридический отдел
В Пресс-служба
Управление геологических основ, науки и информатики
В Отдел региональных работ
В Отдел глубинных исследований и мониторинга геологической
среды
В Отдел науки
В Отдел информационных геологических ресурсов
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Общие сведения
29
Управление геологии и лицензирования нефти и газа, подземных вод
и сооружений
В Отдел геологии нефти и газа
В Отдел лицензирования нефти и газа
В Отдел геологии и лицензирования подземных вод и сооружений
В Отдел учета баланса запасов углеводородов и подземных вод
Управление геологии и лицензирования твердых полезных ископае-
мых
В Отдел геологии твердых полезных ископаемых
В Отдел лицензирования твердых полезных ископаемых
В Отдел учета и экономики минеральных ресурсов
В Отдел свода и анализа развития минерально-сырьевой базы
Управление финансово-экономического обеспечения
В Отдел финансового обеспечения
В Отдел экономики и статистики
В Отдел бухгалтерского учета и отчетности
Территориальные органы управления ФАН
Департаменты по недропользованию по федеральным округам Рос-
сийской Федерации (с 1 июля 2007 года):
1. Департамент по недропользованию по Центральному федеральному
округу.
2. Департамент по недропользованию по Северо-Западному федераль-
ному округу.
3. Департамент по недропользованию по Южному федеральному окру-
гу.
4. Департамент по недропользованию по Приволжскому федеральному
округу.
5. Департамент по недропользованию по Уральскому федеральному
округу.
6. Департамент по недропользованию по Сибирскому федеральному
округу.
7. Департамент по недропользованию по Дальневосточному федераль-
ному округу.
Управления по недропользованию по субъектам Российской Феде-
рации (с 1 февраля 2007 года) - всего 46 управлений. Южный федераль-
ный округ включает 12 управлений .
7. Управление по недропользованию по Астраханской области.
8. Управление по недропользованию по Волгоградской области.
9. Управление по недропользованию по Республике Дагестан.
10. Управление по недропользованию по Краснодарскому краю.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
30
11. Управление по недропользованию по Ставропольскому краю.
12. Управление по недропользованию по Республике Адыгея.
13. Управление по недропользованию по Республике Ингушетия.
14. Управление по недропользованию по Республике Калмыкия.
15. Управление по недропользованию по Карачаево-Черкесской Рес-
публике.
16. Управление по недропользованию по Чеченской Республике.
17. Управление по недропользованию по Кабардино-Балкарской
Республике.
18. Управление по недропользованию по Республике Северная Осе-
тия-Алания.
Финансирование геологоразведочных работ
Геологический цикл состоит из нескольких этапов. На первом этапе
происходит оценка геологического строения территории. На втором -
осуществляются поиски перспективных площадей залегания полезных ис-
копаемых. На третьем этапе проводится оценка конкретных месторожде-
ний, на четвертом - их разведка и освоение. Государство во всем мире бе-
рет на себя региональное изучение и начальные стадии поискового этапа.
Бизнес отвечает непосредственно за поиск, оценку и разведку месторож-
дений - наиболее капиталоемкие и рискованные стадии. Таким образом,
геологическое изучение недр выполняется двумя взаимозависимыми сек-
торами - государственным и коммерческим. Один не может существовать
без другого, они в совокупности и образуют геологическую отрасль. Госу-
дарственный сектор разделен на три важных блока:
• государственные учреждения, которые занимаются сбором, хране-
нием и обработкой геологической информации (Росгеолфонд, тер-
риториальные фонды информации, Госкомиссия по запасам);
• научные институты, обеспечивающие анализ и разработку про-
грамм геологического изучения по видам полезных ископаемых и
провинциям, которые в свою очередь являются основой для приня-
тия решения о приоритетах ГРР;
• производственные сервисные компании, непосредственно выпол-
няющие геологоразведочные работы.
Предпринимательский сектор геологической отрасли представляют
25 вертикально интегрированных компаний и 200 добывающих.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
31
Динамика финансирования ГРР в России за последние два десятка
лет претерпела несколько существенных трансформаций. После распада
СССР в 1992-1993 гг. произошло резкое снижение затрат, вызванное как
перераспределением средств в уже независимые республики бывшего
СССР, так и общей тенденцией снижения государственных затрат в облас-
ти ГРР. В результате за четыре года, с 1990 г. до 1993 г., инвестиции в ГРР
в стране сократились более чем в три раза (рис.22).
РеГ11О1галы1ыи и нлучныи
нсслелоьани!!
ПоискоАые и
гюискоро-о' ’«ночные
рабО1Ъ1___________
Сроки н результаты непредсказуемы
в СССР
Предварительная
разведка
.месторождения
Детальная
развела и
подготовка
запасов к
извлеч .пню
Б-7 лег
1-3 года
За счет средств государственного бюджета
В Pori ИИ
За счет средств государственного бюджета
За счет
добывающих компаний
[затраты не входят н себестоимость'
За .-чет средств
государствен но го
бюджета
За счет собственных средств
добываюших компании
(затраты входят в себестоису;сть
ш рубежом
За счет
банковского
кредита
сроки и результаты непредсказуемы
Рис. 1.19. Сроки, сравнительная стоимость и источники финансирования ГРР
—• кол-вс мести
Рис. 1.20. Динамика роста объемов ГРР за 1950-1984 гг. (госбюджет и капитальные вло-
жения) в ценах на 1 января 1969 г.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
32
Рис. 1.21. Затраты
на ГРР в России,
млрд. руб. (гисто-
грамма) и затраты
на ГРР на твердые
ПИ в Канаде с
1990 г. по 2006 г.,
млн. канадских
дол.
Мировые расходы на поиски и разведку месторождений цветных
металлов, золота, платиноидов и алмазов в 2006 г. выросли, по данным ка-
надской Metals Economics Group, до самого высокого за всю историю
уровня в 7,5 млрд дол. (предыдущий пик, достигнутый в 1997 г., составлял
5,2 млрд дол.). Это на 47% больше того, что было затрачено на ГРР в
2005 г. (5,1 млрд дол.) и на 168% выше расходов 2002 г. (1,9 млрд дол.),
когда был зафиксирован самый низкий уровень вложений в ГРР с 1990 г.
(рис.23). Почти треть (32%) средств на ГРР в мире в 2006 г. была затрачена
на геологоразведочные работы на цветные металлы, такие как медь, ни-
кель, цинк и свинец, из них 59% - на медь. Затраты на разведку никелевых
месторождений, оставаясь на уровне предыдущего года, увеличились от-
носительно 2004 г. на 65%.
Рис. 1.22. Динамика ми-
ровых затрат на поиски и
разведку цветных, бла-
городных металлов и
алмазов (млрд дол.) и
среднегодовые цены на
рафинированный никель
на Лондонской бирже
металлов (дол./т) в 1990-
2006 гг.
Начиная с 1993 г., ситуация начала понемногу выправляться, прежде
всего за счет действия механизма обязательных отчислений горнодобы-
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
33
вающей промышленности в «Фонд воспроизводства минерально-сырьевой
базы». Отмена этого механизма в 2001 г. привела к новому резкому спаду.
Начиная с 2002 г. динамика затрат на ГРР вновь стала положительной,
прежде всего, благодаря росту федеральных доходов, связанному с повы-
шением мировых цен на углеводородное сырьё.
В ценах текущих лет
В ценах 2008 года
Рис. 1.23. Финансирование
работ по геологическому изу-
чению недр и воспроизводству
минерально-сырьевой базы в
2004-2009 годах (млрд, руб.)
Из средств федерального бюджета
Рис. 1.24. Финансирование работ по геологическому изучению недр и вопроизводству
минерально-сырьевой базы в 2004-2009 годах (млрд руб.)
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
34
добыча
Рис. 1.25. Результаты
ГРР, выполненных за
счет внебюджетных
средств в 2004-2009 гг.
262,1 -1%
479,7 - 2%
219’5,2
4091,8
19%
7020.9
32%
10120,6
46%
2008
218.6-1%
389 5 - 2%
ВСЕГО
Прочие
Подземные воды
О еще геол оги чес кого и специального назначения,
мониторинг состояний недр,
инфорузционное обестечение
ТПИ
УВС
Рис. 1.26. Структура затрат федерального бюджета в 2008-2009 годах, млн руб.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
35
Созданий сети оперных
гаог ort> геофизических
Рабо гы специально! а
5% назначения
профилей. параметрических
и сверхглубоки*.' .кыажин
F20.7
20%
2% Прогноз землетрясений
130.4
3 % Гидрогеологическая
инженерно-
геологическая
3695,3
АЛИН луб
и гео^кслс'иче"кая
съемки
3772
10%
Мониторинг и экрана
геологгчёгкой_среды
Региональные
геологи геофизичао №
и геолога, съемочные
работы
50й,2
14%
Государствен! ioe гсопогичеокое
информационное обеспечение
Гчмвтичегнне и ппн»но-
метил ические работы
Рис. 1.27. Распределение средств федерального бюджета на проведение работ общегео-
логического назначения в 2009 году, млн руб.
В рамках «Долгосрочной государственной программы изучения и
воспроизводства минерально -сырьевой базы...» программы к 2020 г. го-
сударственные вложения будут увеличены до 21 млрд руб. По предвари-
тельным оценкам эффективность вложения бюджетных средств составит
10 привлеченных инвестиционных рублей на один потраченный государ-
ством на геологоразведку рубль. Таким образом за 15 лет действия про-
граммы в изучение недр в общей сумме будет вложено почти 2,5 трлн руб,
из которых собственно бюджетных средств -255 млрд руб, а все остальное
составят вложения в воспроизводство минерально-сырьевой базы недро-
пользователей.
Неметаллы
Рис. 1.28. Направления затрат
Федерального бюджета по ви-
дам ТЛИ в 2009 году, %. Всего 5
697 млн руб. 235 объектов
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Общие сведения
36
Более половины государственных средств, предусмотренных в дол-
госрочной программе, будет направлено на поисковые и поисково-
разведочные работы, еще 38% - на опережающие прогнозные работы. Не
менее 40 млрд руб будет вложено собственно в оценку и разведку новых
месторождений. Пятая часть средств будет направлена на разведку шель-
фа. В освоение Восточной Сибири будет вложено 34% средств, в Запад-
ную Сибирь - 18%. Если разработанная программа будет финансироваться
в полном объеме, к 2020 г. мы сможем достигнуть того уровня инвестиций
в геологоразведку, которые Россия вкладывала в работы по воспроизвод-
ству минерально-сырьевой базы в начале восьмидесятых годов. Воспроиз-
водство минерально-сырьевой базы (ВМСБ) должно обеспечивать ком-
пенсацию погашения запасов, их прироста в соответствии с потребностя-
ми развития добывающих мощностей и базовых отраслей экономики.
В Канаде, Австралии, США, Бразилии, ЮАР и других странах затра-
ты на геолого-разведочные работы всех стадий составляют 5-8% от стои-
мости произведенной продукции. В России объем производства минераль-
ного сырья в 2003 г. составил 150 млрд дол., а затраты госбюджета на вос-
становление МСБ - всего лишь 0,2%, в 2009 году - менее 0,5%.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ
История горного права
В табл.1 приведены основные проблемы горного права и этапы их
историческкого развития.
Таблица 2.1
Горное право - от Петра I до наших дней
Выписка из основополагающего до- кумента «Берг-Привилегиум» Петра I, принятого 10.12.1719г. Современная правовая интерпретация Современные правовые нормы
1. Принцип равнодоступности к изучению и использованию недр
Соизволяется всем, и каждому достает- ся воля, ...во всех местах... искать, ко- пать, плавить, варить... всякие метал- лы... також потребные земли и каме- нья... Отсутствие каких-либо ограничений на ГРР и не- дропользование Лицензирование основных видов ГРР и всех видов недропользования
2. Порядок получения п зава на использование недрами
Кто новые металлы, минералы, изо- брящеть и охоту иметь ко устроению заводов... в Берг коллегиум письменно объявить, и... пробу... руды прислать, и просить о позволении к устроению за- вода... Заявка на права недро- пользования участками недр, выявленными заяви- телями за их счет Конкурсная и/или аукционная сис- тема предоставле- ния прав недро- пользования уча- стками недр, ранее выявленными за счет государственных средств, а также собственных средств недро- пользователя (на общих основани- ях)
Получившему... жалованную грамоту, на месте, где руда изобретена будет, 250 сажень долготы, 250 сажень ширины, отведено быть иметь... Регламентация признания прав пользователя, выде- ление геологического и горного отводов
3. Взаимоотношения с губернской властью
Берг коллегиум... единым судиею быти над всеми, чтобы ни каким образом губернаторы, воеводы, ниже прочие... начальники в рудокопные дела вступа- ли и мешалися... Государственный монопо- лизм в управлении недро- пользованием Модель «двух ключей»
4. Меры финансовой поддержки
Кто... похогцеть завод построить, тому дается из коллегии по доброте руд Государственное кредито- вание недропользования Отсутствует
10.09.2013 Правовые основы недропользования
38
Выписка из основополагающего до- кумента «Берг-Привилегиум» Петра I, принятого 10.12.1719г. Современная правовая интерпретация Современные правовые нормы
смотря, в займы денег на строение...
Требуем не больше, яко же во иных государствах обыкновенно есть, деся- тую долю от прибытка. При сем мы всемилостливо намерены и оную деся- тую часть на несколько лет отпустить, ежели при искании тех руд будет убы- ток больше прибыли... Регламентированное нало- гообложение прибыли от недропользования; осво- бождение от налогообло- жения («каникулы»), льготное налогообложение Отсутствует диф- ференцированный подход к недро- пользователям
5. Значение привлечения кадров
Мастеровые люди... не токмо от побо- ров денежных, и солдатской и матроз- ской службы и всякой накладки осво- бождаются, но и за работу исправную зарплату получати будут Льготы работникам недро- пользования : освобождение от налогов и воинской по- винности; стимулирование труда повышенной его оплатой Отсутствуют Пре- имущественное привлечение рос- сийских кадров по Закону о СРП
6. Защита интересов государства
...принадлежит Нам покупка золота, серебра, меди и селитры, на передъ дру- гих купцов... А когда не будут... иметь денег, чтобы за готовое золото, серебро, медь и селитру в месяц заплатить... то- гда... промышленник волен продать кому хочет; и селитру которая нам не надобна будет, продать допускается, токмо отнюдь без повеления коллегии в чужие края не отпускать... Доминанта госзаказа на валютные и дефицитные полезные ископаемые; свобода реализации про- дукции за пределами госу- дарства Введены квоты на добычу и экспорт без гарантий гос- закупок
Свободная продажа произ- водителем других метал- лов с разрешительной сис- темой экспорта Право «первой руки» государства на закупку валют- ных полезных ис- копаемых
7. Принципы и задачи ценообразования на горную продукцию
Берг коллегиум,,, цену металлам по со- стоянию места, положения и иждеве- ния, таким образом учредить, что наши подданные прямую и довольную при- быль имети будут, Мы б... без убытка быти могли Дифференциация цен на минеральное сырье с уче- том комплекса инфра- структурных факторов Отсутствует «Сво- бодное» ценообра- зование
8. Защита российских производителей
...для вящей пользы заводов... с привоз- ных съестных и прочих припасов, со- стоящих в горных материалах..., по- шлины никакой не брать: только чтоб в привозе не более было, как... потребно, а не на постороннюю продажу. А те запасы, чтоб покупаны были в россий- ских городах, а не из чужих краев при- вожены... Освобождение от налогов и сборов отечественных товаропроизводителей, осуществляющих поставки продуктов и материалов для горнодобывающих промыслов Защита интере- сов отечественных произ- водителей и поставщиков Отсутствует Дей- ствует единая сис- тема налогообло- жения
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
39
Закон о недрах
К основным положениям Горного права относятся:
право собственности на недра, как одного из элементов природной
среды;
право собственности на полезные ископаемые и другие полезные
свойства недр;
право собственности на имущество и геологическую информацию,
создаваемые в процессе пользования недрами.
Основным законодательным актом, регламентирующими отноше-
ния в сфере недропользования на территории Российской Федерации, яв-
ляются Закон Российской Федерации «О недрах», принятый в 1992г. За
более чем десятилетний период правоприменительной практики в Закон
«О недрах» неоднократно вносились поправки.
Концептуальными положениями Закона РФ «О недрах» являются:
□ государственная собственность на недра;
□ совместное распоряжение участками недр и управление недрополь-
зованием органами власти РФ и субъектов Федерации (принцип
«двух ключей»);
□ лицензионный (разрешительный) порядок предоставления недр в
пользование по результатам конкурсов или аукционов,
□ платность пользования недрами.
Недра являются частью земной коры, расположенной ниже поч-
венного слоя, а при его отсутствии - ниже земной поверхности и дна водо-
емов и водотоков, простирающейся до глубин, доступных для геологиче-
ского изучения и освоения. Что мы в данном случае понимаем под терми-
ном «недра»? Известно, что радиус нашей планеты составляет в среднем
6370 км, в разрезе которой выделяются земная кора, мантия и ядро. Земная
кора является верхней и самой тонкой оболочкой планеты, мощность ко-
торой не превышает 70-75 км и в среднем составляет 40 км в пределах су-
ши, 5-7 км - под океанами. Поэтому, говоря сегодня о недрах, мы понима-
ем только часть земной коры, расположенной ниже почвенного слоя, а при
его отсутствии - ниже земной поверхности и дна водного объекта, прости-
рающейся до глубин, доступных для ее геологического изучения и освое-
ния (несколько первых десятков километров).
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
40
Недра Российской Федерации могут предоставляться в пользование
для:
1. Регионального геологического изучения.
2. Геологического изучения, включая поиски и оценку месторождений
полезных ископаемых.
3. Разведки и добычи полезных ископаемых.
4. Строительства и эксплуатации подземных сооружений.
5. Образования особо охраняемых объектов, в т.ч. заповедников и др.
6. Сбора геологических и других коллекций.
Недра могут предоставляться в пользование одновременно для гео-
логического изучения (поиски, разведка) и добычи полезных ископаемых.
Недра предоставляются в пользование на определенный срок'.
для геологического изучения - до 5 лет;
для добычи полезных ископаемых - до 20 лет;
при совмещении изучения с добычей - до 25 лет.
Система лицензирования пользования недрами
С принятием в 1992 г. Закона Российской Федерации «О недрах» в
России внедрена государственная система лицензирования пользования
недрами. Лицензирование осуществляется в соответствии с с учрежден-
ным 29 сентября 2009 г. «Административным регламентом ФАН по осу-
ществлению выдачи, оформления и регистрации лицензий на пользование
недрами, внесения изменений и дополнений в лицензии на пользование уча-
стками недр, а также переоформления лицензий и принятия решений о
досрочном прекращении, приостановлении и ограничении права пользова-
ния участками недр». Лицензия на пользование недрами является доку-
ментом, удостоверяющим право ее владельца на пользование участком
недр в определенных границах в соответствии с указанной в ней целью в
течение установленного срока при соблюдении владельцем заранее огово-
ренных условий. Новый механизм управления государственным фондом
недр включает:
порядок выдачи лицензий,
учет переданных в пользование участков недр и предприятий-
недропользователей,
контроль за выполнением установленных условий пользования не-
драми.
Благодаря этой системе государство в лице МПРЭ располагает всей
информацией о местонахождении переданных в пользование участков
недр, о недропользователях, об установленных условиях пользования не-
драми, что позволяет обеспечить ведение государственного контроля о
ходе работ по освоению участков недр. Лицензия на право пользования
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
41
10.09.2013 Правовые основы недропользования
lidwcp
кил Липшим
.1 И ЦЕ Н $ ИЯ
на rrpspo ПП.1Ыив41Н1!й недрачн
Р_и<пр-- OftavCTBV С йГяагИеИ<И*й отШгт<п>е4Шзги»о
J НЫ1Еж|ГК«.Ч ±*х»«уп1,и,п'м
TTpOMUpt) алиби rtx Коитихчс ~
рХЮ ’Прон L-ry..»n >BTW]
влии^ Тиражи**.Гл i<?»* 1 pulи, .-директор»_
L* H О Mk.счвот |il»| Ч1ИИ»|М* Kni » щ>
с ЦСЖМ иыпгемнеч и «ЦДО' работ . inyiMn- и
гаЁ&рв'ЛДорктои нй catrrwf ’A'wtf' ,ъя иртитярлсткп днеслч
>**«* недр ркположск ц* Л^нромпТораДош._____________
Р^Т»У<1ВДЦ fcipqmw___________________________________________
-мн* Xarw «г*. pwe<u><>|
Описание границ уч ас г № цедр, коордпллtu yr тллмх irtMcjt, ioiihih
т(1П|Пп. ,лгои patpejun n лг привсилтси я гсрялежелкги _,Л_Ц_______^_
Нрано и.। целктойзиие -доеэыНдон уисткймн полеченовт_____зиминдтрищ!_
HCCThfifn СЛ>тЛ ор»ЛИол ЛйжДгиВ<гХСЯВГС pYltOtiB.
V“F4<♦***••’'• w»w кмр лги»
wrowiUti r fr: if о77«[ л» Г 4V •
kntiwri лмумгн।Ок и описание грлнапс асмеяиин о участка приводам:и в
при, мнении В цд J । _________________________ . _. „
|1И"Т ’«пяча-жи "ijMBi
У'ИСлАк I pip >1>№С статус ТОЯОГЖНДДНg ПДЦНЧТГР ц I iJ.TM
Цч» » ••»>-,-•. < ш 4СJHX ГШШ1
Гpw окпн’иияй действия лниепши juii ?.. j i гсдв.
Nev. w.« |«д|
Рис. 2.1. Лицензия на право пользования недрами (лицевая сторона)
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
42
HjOгЪСм.и мимч составивши частями ндстолшен лшшн^ни яч*-»*м>ГСЯ
сяелутащие документы-
5 Р лисп и’ 6 пртк'Гмд гнципрздйэтрлмомипя пенами - 11_____________
mi iiiiw лип-чапц. к век mo чтуам
Условия ncmuflfrvrM* дадоши - 5 л.
X------------------------------------------— — -----------------------
3 Онляс? м О гос* лишенной регистрации -1л
4 Vn НВ пре Сирия: ня - 17 д____________________________________
5 Учр,1 днтажмый ымчяир 5 т______________________________________
ft. Спрвии слеятсжкостг рредпряйтин - 2 1__________________
7 (’прапжа Q фи ннлсумд » «модатоетад пр,- огркгтня .ч.______
£ Jo кг Мситы Дд_|пр^д ngja-tpaujiwa jcmc.tlktjm участьем - 1 д____
9 ТсхнкчеL иде тяжкие на ироиелеиме т*аюгдр*дв?даи]цд р^о1 - 1 д_____
14? Пр< граи м д paJa г по гм.югич ?си>ыу и >.¥чеми к, - 1 к
11 Схема рис.га дажиякя учас| 11 р«£йт М 1 '50 ООО
11. Схемараспидпженнч чистка рчбстг М 1,2<™ Iйи - | д
I? ЛчгаиВ ЛрелЦрПГ*нн - 1 Д
РО'ОЗЙН
----миги ПАВЛОВИЧ
r-OFHUft 1!Ч30?-------------------------------------'
Ц*.Р£ ЯЬСНИи—C-LQ--------------------------------
________ИГ SE-?2-?1_____________________________________
— = r
>B(HHOumcHiUj,i ЯргД» I'UHTt It
M П.
ynwiipucraiiMicUM ;цк-к iBBMlCJh
aptatu №.}ац>ч (Kbrivt
cMhcKia Фиериши
T и мести< го еям-аурржзешпг
КДД^И.кХСВ.'СТО радоча
1 1ТЙ%кт
-——1- 11 V _--------
П!М С .JHH2_l&ff</.
M I
fyBjfn^ie.^b rpcinpHTTPi qo--/1
1ТВТ1ЦП лмцсНт IK?
Дтгрсггчр
ООО ''ПрФиетрснймоитак Кмии*1 ’
,в Ш1 Pi
Рис. 2 2. Лицензия на право пользования недрами (обратная сторона)
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
43
недрами является юридическим документом установленной формы с Го-
сударственным гербом Российской Федерации, удостоверяющим право ее
владельца на пользование участком недр в определенных границах, с ука-
занной в лицензии целью, в течение установленного срока и при соблюде-
нии оговоренных условий (прил.Гу Неотъемлемой частью лицензии явля-
ется договор или соглашение об условиях недропользования. Бланки ли-
цензии имеют степень защищенности на уровне ценной бумаги на предья-
вителя, являются документами строгой отчетности, имеют учетную серию
и номер.
Работы по региональному геологическому изучению недр, выпол-
няемые за счет средств госбюджета, осуществляются без оформления ли-
цензий, но с обязательной регистрацией в территориальных геологических
органах Министерства природных ресурсов. Лицензия на разведку место-
рождения отдельно не предоставляется, право разведки предусматривает-
ся в лицензии на добычу. Статус геологического отвода предоставляется
участкам для геологического изучения недр без существенного нарушения
их целостности. В пределах одного геологического отвода могут быть вы-
даны несколько лицензий на различные виды деятельности:
поиски различных полезных ископаемых,
оценку полезных ископаемых,
поиски и оценку полезных ископаемых.
Эти лицензии могут выдаваться как одному, так и разным недро-
пользователям. В пределах горного отвода может быть выдана только од-
на лицензия одному пользователю, получающему по ней исключительное
право деятельности в этих пределах в соответствии с лицензией. Если вла-
делец такой лицензии откроет месторождение за счет собственных
средств, он имеет право получить без конкурса (аукциона) лицензию на
разведку и добычу полезных ископаемых этого месторождения. Владель-
цы земельных участков имеют право безлицензионного пользования не-
драми в пределах этих участков для добычи обгцераспространенных по-
лезных ископаемых, при условии, что соответствующие месторождения не
числятся на государственном балансе, а добыча ведется без применения
взрывных работ.
Принятие решений о переоформлении лицензий, внесении измене-
ний и дополнений в лицензии, прекращении, приостановлении или огра-
ничении права пользования недрами, предоставлении краткосрочного
права пользования недрами, осуществляется территориальными органами
Роснедр в отношении участков недр, содержащих ПИ полезные в количе-
стве, не превышающем предельные размеры (табл. 2). Исключение состав-
ляют участки недр федерального значения, участки, содержащие общерас-
пространенные ПИ и участки недр местного значения.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
44
Таблица 2.2
Предельные объемы запасов и прогнозных ресурсов полезных ископаемых
Полезные ископаемые место- рождений или проявлений на участках недр Единица измере- ния Максимальное количество
Балансовых запа- сов по категориям А+В+С1+С2 Прогнозных ресур- сов Pi + Р2 + Р3 (С3 + До + Д1 + Д2)
ЕУглеводородное сырье
Нефть млн.т (извл.) 1 2
Газ млрд.м3 (извл.) 3 5
П.Энергетическое сырье
Уголь каменный и антрацит млн.т 10 20
Уголь бурый млн.т 100 200
Торф и горючие сланцы Без ограничений
ЕЧерные металлы
Железные руды млн.т 100 200
Марганцевые руды млн.т 3 6
Хромовые руды млн.т 1 2
ГУ.Цветные и редкие металлы
Алюминиевое сырье, в т.ч. бок- ситы для производства глино- зема, алуниты, нефелины млн.т 10 20
Вольфрам ТЫС.Т WO3 Г 10 20
Висмут тыс.т 5 10
Медь ТЫС.Т 100 200
Молибден тыс.т 10 20
Олово тыс.т 10 20
Ртуть тыс.т 1 2
Свинец тыс.т 100 200
Стронций тыс.т 100 200
Сурьма тыс.т 20 40
Титан коренной млн.т TiC>2 Г 5 10
Титан россыпной млн.т TiC>2 1 2
Цезий (оксид) тыс.т 1 2
Цинк тыс.т 100 200
Цирконий млн.т ZrO2 L 0,5 1
У.Благородные металлы
Золото коренное т 10 20
Золото россыпное т 1 2
Серебро т 1000 2000
УЬПромышленные воды - гидроминеральное сырье, обеспечивающие пр-во:
Йода т/год 100 40
Брома т/год 1000 2
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
45
Полезные ископаемые место- рождений или проявлений на участках недр Единица измере- ния Максимальное количество
Балансовых запа- сов по категориям А+В+С1+С2 Прогнозных ресур- сов Pi + Р2 + Р3 (С3 + До + Д1 + Д2)
УП.Горно-химическое сырье без ограничений, кроме: 400
Апатиты и фосфориты МЛН.Т Р2О5 20 10
Борные руды млн.т ВОз 1 10
Калийные соли млн.т 200 400
Сера самородная млн.т 5 10
Сода природная млн.т 5 10
Соли поваренные млн.т 200 400
Магниевые соли (бишофит) млн.т 20 40
Сульфат натрия млн.т 5 10
УШ.Горнорудное сырье и нерудное сырье без ограничений, кроме:
Асбест хризотиловый млн.т 5 10
Асбест антофиллитовый тыс.т 10 1 20
Асбест амфиболитовый тыс.т 2 4
Барит млн.т 1 2
Брусит млн.т 2 4
Волластонит 3 млн.м 1 2
Графит млн.т 1 2
Тальк, тальковый камень млн.т 2 4
Каолины млн.т 5 10
Магнезит млн.т 10 20
Мраморы (архитектурно- строительные, поделочные и статуарные) млн.т 0,5 1
Пески стекольные, формовоч- ные млн.т 10 20
Плавиковый шпат млн.т 1 3
Слюда-мусковит тыс.т 10 20
Слюда-флогопит и вермикулит тыс.т 1 2
Цеолиты тыс.т. 100 200
1Х.Камнесамоцветное, кварцевое и пьезооптическое сырье
Поделочные камни: змеевик, оникс мраморный, офикальцит, яшма и др. т 1000 1000
Х.Подземные воды и лечебные минеральные ресурсы
Термальные для производства тепловой или электрической энергии МВт 50 50
Подземная минеральная вода Без ограничений, кроме промышленного розлива (со- гласование с Роснедра)
Лечебная грязь и другие мине- ральные ресурсы, отнесенные к категории лечебных Без ограничений
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
46
По состоянию на 1 января 2005 г. на учете числилась 13921 дейст-
вующая лицензия; с учетом участков недр местного значения, находящих-
ся в ведении субъектов Российской Федерации - 43111 лицензий. В 2009
году Федеральным агентством по недропользованию проведено 372 аук-
циона на право пользования недрами, это на 12% меньше, чем в 2008 году
и в 2,5 раза меньше, чем в 2007. Причины снижения объемов лицензиро-
вания в 2008-2009 гг: 1- финансовый кризис, 2- выделение участков недр
федерального значения, 3- недостатки методики расчета стартового пла-
тежа. Из-за отсутствия претендентов на получение права пользования не-
драми 78% объявленных в 2009 году аукционов были признаны несосто-
явшимися. Тем не менее, удалось перевыполнить бюджетное задание 2009
года по платежам за пользование недрами - 41 млрд. руб. при плане 40
млрд. руб.
Рис. 23. Динамика проведения аукционов на право пользования участками недр
Условия недропользования определяются соглашением (договором)
собственника недр (государства) и недропользователя. В мировой практи-
ке известны три типа договорных отношений в области недропользова-
ния:
• недропользователь вносит плату за пользование недрами и уплачи-
вает другие установленные налоги, но полностью распоряжается
всей произведенной продукцией;
• недропользователь и собственник недр заключают соглашение о раз-
деле производимой продукции;
• недропользователь заключает с собственником контракт на предос-
тавление определенных услуг (сервисное соглашение).
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
47
Основной контроль и надзор при пользовании недрами осуществля-
ют органы Государственного геологического контроля за геологическим
изучением недр и их рациональным использованием и охраной и Феде-
рального горного и промышленного надзора России за безопасным веде-
нием работ, включая вопросы проектирования, строительства, эксплуата-
ции и ликвидации горных предприятий. Органы госгеолконтроля входят в
структуру Министерства природных ресурсов и его территориальных под-
разделений. Государственная экспертиза запасов полезных ископаемых
производится для создания условий комплексного использования недр,
определения платы за использование недр и уточнения границ горного от-
вода. Месторождения полезных ископаемых подлежат учету государст-
венным Кадастром месторождений и Государственным Балансом запасов.
Организация проведения в конкурсов и аукционов на право пользо-
вания недрами
Проведение конкурсов и аукционов на право пользования недрами
осуществляется в соответствии с «Аминистративным регламентом ФАН
по организации проведения конкурсов и аукционов на право пользования
недрами». Аукцион - соревнование по прозрачным правилам, которые чет-
ко прописываются в условиях проведения торгов. Аукционная форма пре-
дусматривает оповещение конкурентов о минимально необходимых тех-
нико-экономических показателях, сроках и порядке платежей и др. Побе-
дителем аукциона признается заявитель, предложивший максимальную
плату за получение права на пользование недрами.
Конкурсная форма предусматривает оповещение конкурсантов об
условиях конкурсов, включая желаемые ТЭП, а также требования по охра-
не окружающей среды, решению социальных вопросов и т.д. Победителем
конкурса признается заявитель, представивший экономически приемле-
мые и наиболее соответствующие условиям технические решения. Кон-
курс - это ситуация, при которой решение принимает чиновник, т.е. появ-
ляется возможность для злоупотреблений. Общий срок проведения Рос-
недрами и его территориальными органами конкурсов и аукционов на
право пользования участками недр составляет для конкурсов пять месяцев
и для аукционов три с половиной месяца с момента официального опуб-
ликования соответствующего извещения. Данный срок может быть увели-
чен, но не более чем на 75рабочих дней.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
48
Извещение о проведении аукциона
Администрация Тверской области совместно с Главным управлением природ-
ных ресурсов и охраны окружающей среды МНР России по Тверской области объяв-
ляют о проведении аукциона на право пользования недрами с целью добычи кварцевых
песков месторождения «Мяги» в Фировском районе Тверской области.
На аукцион выставляется месторождение кварцевых песков «Мяги», располо-
женное на территории Фировского района Тверской области со следующими координа-
тами угловых точек лицензируемой площади:
А-57°17'42" с.ш.-33°53'20"в.д.
В-57°17'48"с.ш.-33°53'26"в.д.
С-57о17'42"с.ш.-33°53'51" в.д.
D-57°17'36"c.m.-33°5'29" в.д.
1. К участию в аукционе допускаются субъекты предпринимательской деятель-
ности независимо от формы собственности.
2. Победителю аукциона предоставляется право пользования недрами на срок до
10 лет для добычи кварцевых песков с учётом запасов полезного ископаемого и годо-
вой производительности будущего предприятия.
3. К основным условиям, определяющим выбор владельца лицензии,относятся:
- финансовые гарантии, обеспечивающие создание предприятия по добыче сы-
рья;
- наиболее полное и комплексное использование запасов полезных ископаемых
месторождения;
- наличие потребителей;
- технические и технологические возможности претендента;
- наличие комплекса мероприятий, обеспечивающих защиту и охрану недр, ок-
ружающей природной среды;
- предложения по решению социальных проблем Фировского района в связи с
организацией нового производства.
4. Стоимость стартового платежа за пользование недрами -21600 руб.
Величина шага аукциона - 2000 руб.
Стоимость лицензионного сбора, включающего организацию проведения аук-
циона, - 6000 руб.
Стоимость пакета геологической информации - 50 000 рублей.
5. Организации-претенденты, желающие принять участие в аукционе, могут по-
лучить полный комплект материалов по адресу: 170000, Тверь, Волоколамский пр., 3,
Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды МНР России по
Тверской области, каб. 220, в рабочие дни с 10.00 до 12.00, тел. (0822) 32-19-36.
6. Время и место проведения аукциона определяются после принятия заявок и в
письменном виде доводятся до участников аукциона.
7. Заявки на участие в аукционе принимаются и регистрируются в течение 2-х
месяцев со дня опубликования извещения об аукционе по адресу: 170000, Тверь, Воло-
коламский пр., 3, Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей сре-
ды МНР России по Тверской области, каб. 220, в рабочие дни с 10.00 до 12.00, тел.
(0822) 32-19-36
Итоги аукциона будут подведены до 20 мая 2003 г.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
49
Платежи при пользовании недрами
При пользовании недрами уплачиваются следующие платежи'.
□ разовые платежи при наступлении определенных событий, огово-
ренных в лицензии;
□ регулярные платежи;
□ сбор за участие в аукционе;
Кроме того, взимаются другие налоги и сборы, установленные зако-
нодательством. Минимальные (стартовые) размеры разовых платежей ус-
танавливаются в размере не менее 10% от суммы налога на добычу полез-
ных ископаемых в расчете на среднегодовую проектную мощность добы-
вающей организации. Окончательные их размеры устанавливаются по ре-
зультатам аукциона и фиксируются в лицензии на пользование недрами.
Сбор за участие в аукционе вносится всеми участниками, исходя из стои-
мости затрат на его подготовку, проведение и подведение итогов; часть
средств может направляться на проверку выполнения недропользователя-
ми условий лицензий.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
50
МЛРД РУБ.
Суммарные
разовые платежи
на оук цианах
294,2
Предусмотрен©
программой
Средства
федерального
бюджета
92,1
2004 2006 2006 2007 2008 2009
Рис. 2.5. Относительная величина суммарных разовых платежей на аукционах
Регулярные платежи осуществляются за предоставление исключи-
тельных прав на поиски, оценку и разведку ПИ, геологическое изучение и
оценку участков недр для строительства и эксплуатации сооружений, не
связанных с добычей ПИ. Регулярные платежи зависят от экономико-
географических условий, размера участка недр, вида ПИ, продолжитель-
ности работ, степени геологической изученности территории и степени
риска. Регулярные платежи за пользование недрами не взимаются за:
пользование недрами для регионального геологического изучения;
пользование недрами для образования особо охраняемых геологиче-
ских объектов, имеющих научное, культурное, эстетическое, сани-
тарно - оздоровительное и иное значение;
разведку полезных ископаемых на месторождениях, введенных в
промышленную эксплуатацию, в границах горного отвода, предос-
тавленного пользователю недр для добычи этих полезных ископае-
мых;
разведку полезного ископаемого в границах горного отвода, предос-
тавленного пользователю недр для добычи этого полезного иско-
паемого.
Платежи за право пользования недрами устанавливаются в соответ-
ствии с этапами и стадиями геологического процесса и взимаются:
□ по ставкам, установленным за проведение работ по разведке место-
рождений, - за площадь участка недр, на которой запасы соответст-
вующего полезного ископаемого (за исключением площади горного
отвода и (или) горных отводов) установлены и учтены Государст-
венным балансом запасов;
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
51
□ по ставкам, установленным за проведение работ по поискам и оцен-
ке месторождений полезных ископаемых, - за площадь, из которой
исключаются территории открытых месторождений.
Таблица 2.3
Ставки регулярных платежей за пользование недрами в целях поиска и
оценки МПИ, руб. за 1 кв. км участка недр, ежеквартально
Ставки регулярных платежей за пользование недрами в целях поиска и оценки месторождений полезных ископаемых Ставка
от до
Углеводородное сырье 120 360
Углеводородное сырье на континентальном шельфе РФ и в ее исключитель- ной экономической зоне, а также за пределами РФ на территориях, находя- щихся под ее юрисдикцией 50 150
Драгоценные металлы 90 270
Металлические полезные ископаемые 50 150
Россыпные месторождения полезных ископаемых всех видов 45 135
Неметаллические полезные ископаемые, уголь, горючие сланцы и торф 27 90
Прочие твердые полезные ископаемые 20 50
Подземные воды 30 90
Конкретный размер ставки регулярного платежа за пользование не-
драми должен быть установлен исполнительным органом государственной
власти субъекта Российской Федерации по представлению территориаль-
ного органа в области управления государственным фондом недр отдельно
по каждому участку недр, на который в установленном порядке выдается
лицензия на пользование недрами, и который имеет местонахождение на
территории соответствующего субъекта Российской Федерации, в преде-
лах, указанных в табл. 2, 3.
Таблица 2.4
Ставки регулярных платежей за пользование недрами в целях разведки
полезных ископаемых, руб. за 1 кв. км участка недр, ежеквартально
Ставки регулярных платежей за пользование недрами в целях раз- ведки полезных ископаемых Ставка
от до
Углеводородное сырье 5000 20000
Углеводородное сырье на континентальном шельфе РФ и в ее исключи- тельной экономической зоне, а также за пределами РФ на территориях, находящихся под ее юрисдикцией 4000 16000
Драгоценные металлы 3000 18000
Металлические полезные ископаемые 1900 10500
Россыпные месторождения полезных ископаемых всех видов 1500 12000
Неметаллические полезные ископаемые 1500 7500
Прочие твердые полезные ископаемые 1000 10000
Подземные воды 800 1650
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
52
Налог на добычу полезных ископаемых
Налогоплательщики - организации и индивидуальные предпринима-
тели, признаваемые пользователями недр. Постановка на учет в качестве
налогоплательщиков осуществляется по месту нахождения участка недр,
предоставленного налогоплательщику в пользование, (территория субъек-
таов РФ, на которой расположен участок или по месту нахождения орга-
низации (месту жительства физического лица) в случае, если добыча по-
лезных ископаемых осущетвляется на континентальном шельфе РФ, в ис-
ключительной экономической зоне РФ, за пределами РФ на территориях,
находящихся под юрисдикцией РФ либо арендуемы (ст. 334, 335 НК РФ).
Объект налогообложения'.
полезные ископаемые, добытые из недр на территории РФ;
полезные ископаемые, извлеченные из отходов (потерь) добываю-
щего производства, если такое извлечение подлежит отдельному ли-
цензированию;
полезные ископаемые, добытые из недр за пределами РФ на терри-
ториях, находящихся под юрисдикцией РФ (а также арендуемых).
Добытое полезное ископаемое (ст.337 НК РФ). Полезным ископае-
мым признается продукция горнодобывающей промышленности и разра-
ботки карьеров, содержащаяся в фактически добытом (извлеченном) из
недр (отходов, потерь) минеральном сырье (породе, жидкости и иной сме-
си), первая по своему качеству соответствующая государственному стан-
дарту РФ, стандарту отрасли, региональному стандарту, международному
стандарту, а в случае отсутствия указанных стандартов - стандарту (техни-
ческим условиям) организации (предприятия).
Видами добытого полезного ископаемого являются'.
1. антрацит, уголь каменный, уголь бурый и горючие сланцы;
2. торф;
3. углеводородное сырье:
нефть обезвоженная, обессоленная и стабилизированная;
газовый конденсат из всех видов месторождений углеводородного сырья,
прошедший технологию промысловой подготовки в соответствии с техни-
ческим проектом разработки месторождения до направления его на перера-
ботку;
газ горючий природный из всех видов месторождений углеводородного сы-
рья, добываемый через нефтяные скважины (далее - попутный газ);
газ горючий природный из всех видов месторождений углеводородного сы-
рья, за исключением попутного газа;
4. товарные руды:
черных металлов (железо, марганец, хром);
цветных металлов (алюминий, медь, никель, кобальт, свинец, цинк, олово,
вольфрам, молибден, сурьма, ртуть, магний, другие цветные металлы, не
предусмотренные в других группировках);
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
53
редких металлов, образующих собственные месторождения (титан, цирко-
ний, ниобий, редкие земли, стронций, литий, бериллий, ванадий, германий,
цезий, скандий, селен, цирконий, тантал, висмут, рений, рубидий);
многокомпонентные комплексные руды;
5. Полезные компоненты многокомпонентной комплексной руды, извлекаемые из
нее, при их направлении внутри организации на дальнейшую переработку (обо-
гащение, технологический передел);
6. горно-химическое неметаллическое сырье (апатит-нефелиновые и фосфорито-
вые руды, калийные, магниевые и каменные соли, борные руды, сульфат натрия,
сера природная и сера в газовых, серно-колчеданных и комплексных рудных ме-
сторождениях, бариты, асбест, йод, бром, плавиковый шпат, краски земляные
(минеральные пигменты), карбонатные породы и другие виды для химической
промышленности и производства минеральных удобрений);
7. горнорудное неметаллическое сырье (абразивные породы, жильный кварц (за
исключением особо чистого кварцевого и пьезооптического сырья), кварциты,
карбонатные породы для металлургии, кварц-полешпатовое и кремнистое сырье,
стекольные пески, графит природный, тальк (стеатит), магнезит, талько-
магнезит, пирофиллит, слюда-московит, слюда-флогопит, вермикулит, глины
огнеупорные для производства буровых растворов и сорбенты, другие полезные
ископаемые, не включенные в другие группы);
8. битуминозные породы;
9. сырье редких металлов (рассеянных элементов) (в частности, индий, кадмий,
теллур, таллий, галлий), а также другие извлекаемые полезные компоненты, яв-
ляющиеся попутными компонентами в рудах других полезных ископаемых;
10. неметаллическое сырье, используемое в основном в строительной индустрии
(гипс, ангидрид, мел природный, доломит, флюс известняковый, известняк и из-
вестковый камень для изготовления извести и цемента, песок природный строи-
тельный, галька, гравий, песчано-гравийные смеси, камень строительный, обли-
цовочные камни, мергели, глины, другие неметаллические ископаемые, исполь-
зуемые в строительной индустрии);
11. кондиционный продукт пьезооптического сырья, особо чистого кварцевого сы-
рья и камнесамоцветного сырья (топаз, нефрит, жадеит, родонит, лазурит, аме-
тист, бирюза, агаты, яшма и другие);
12. природные алмазы, другие драгоценные камни из коренных, россыпных и тех-
ногенных месторождений, включая необработанные, отсортированные и клас-
сифицированные камни (природные алмазы, изумруд, рубин, сапфир, александ-
рит, янтарь);
13. концентраты и другие полупродукты, содержащие драгоценные металлы (золо-
то, серебро, платина, палладий, иридий, родий, рутений, осмий), получаемые
при добыче драгоценных металлов, то есть извлечение драгоценных металлов из
коренных (рудных), россыпных и техногенных месторождений;
14. соль природная и чистый хлористый натрий;
15. подземные воды, содержащие полезные ископаемые (промышленные воды) и
(или) природные лечебные ресурсы (минеральные воды), а также термальные
воды;
16. сырье радиоактивных металлов (в частности, уран и торий).
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
54
Полезным ископаемым также признается продукция, являющаяся
результатом разработки месторождения, получаемая из минерального сы-
рья с применением перерабатывающих технологий, являющихся специ-
альными видами добычных работ, а также перерабатывающих технологий,
отнесенных в соответствии с лицензией на пользование недрами к специ-
альным видам добычных работ.
Объектом налогообложения не признаются^. 336, 337 НК РФ):
1. Общераспространенные полезные ископаемые и подземные воды, добытые ин-
дивидуальным предпринимателем и используемые для личного потребления;
2. Добытые геологические коллекционные материалы;
3. Полезные ископаемые, добытые при образовании, использовании, реконструк-
ции и ремонте охраняемых геологических объектов;
4. Полезные ископаемые, извлеченные из отвалов или отходов (потерь) горнодо-
бывающего и связанных с ним перерабатывающих производств;
5. Дренажные подземные воды, не учитываемые на государственном балансе запа-
сов полезных ископаемых, извлекаемых при разработке месторождений полез-
ных ископаемых или при строительстве и эксплуатации подземных сооружений.
Налоговая база определяется налогоплательщиком самостоятельно
как стоимость добытых полезных ископаемых, за исключением нефти
обезвоженной, обессоленной и стабилизированной, попутного газа и газа
горючего природного из всех видов месторождений углеводородного сы-
рья. Налоговая база при добыче нефти обезвоженной, обессоленной и ста-
билизированной, попутного газа и газа горючего природного из всех видов
месторождений углеводородного сырья определяется как количество до-
бытых полезных ископаемых в натуральном выражении. Налоговая база
определяется отдельно по каждому добытому полезному ископаемому. В
отношении полезных ископаемых, для которых установлены различные
налоговые ставки либо ставка рассчитывается с учетом коэффициента, на-
логовая база определяется применительно к каждой налоговой ставке (ст.
338-340 НК РФ). Налоговый период - календарный месяц (ст. 341 НК РФ).
Порядок оценки стоимости добытых полезных ископаемых при оп-
ределении налоговой базы (ст. 340 НК РФ). Оценка стоимости добытых
полезных ископаемых определяется налогоплательщиком самостоятельно
одним из способов:
исходя из сложившихся за соответствующий налоговый период цен реализации
без учета государственных субвенций;
исходя из сложившихся за соответствующий налоговый период цен реализации
добытого полезного ископаемого;
исходя из расчетной стоимости добытых полезных ископаемых.
Если налогоплательщик применяет способ оценки исходя из сло-
жившихся за соответствующий налоговый период цен реализации без
учета государственных субвенций, то оценка стоимости единицы добыто-
го полезного ископаемого производится исходя из выручки, определяемой
с учетом сложившихся в текущем налоговом периоде (а при их отсутствии
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
55
- в предыдущем налоговом периоде) у налогоплательщика цен реализации
добытого полезного ископаемого, без учета субвенций из бюджета на воз-
мещение разницы между оптовой ценой и расчетной стоимостью. При
этом выручка от реализации определяется без НДС (на территории РФ и в
СНГ) и акциза и уменыцается на сумму расходов по доставке в зависимо-
сти от условий поставки.
В случае отсутствия государственных субвенций налогоплательщик
применяет способ оценки исходя из сложившихся за соответствующий
налоговый период цен реализации добытого полезного ископаемого. При
этом оценка стоимости единицы добытого полезного ископаемого произ-
водится исходя из выручки от реализации добытых полезных ископаемых
без НДС (на территории РФ и в СНГ) и акциза, уменьшенных на сумму
расходов налогоплательщика по доставке в зависимости от условий по-
ставки. В сумму расходов по доставке включаются расходы на оплату та-
моженных пошлин и сборов при внешнеторговых сделках, расходы по
доставке (перевозке) добытого полезного ископаемого от склада готовой
продукции (узла учета, входа в магистральный трубопровод, пункта от-
грузки потребителю или на переработку, границы раздела сетей с получа-
телем и тому подобных условий) до получателя, а также на расходы по
обязательному страхованию грузов. К расходам по доставке (перевозке)
добытого полезного ископаемого до получателя, в частности, относятся
расходы по доставке (транспортировке) магистральными трубопроводами,
железнодорожным, водным и другим транспортом, расходы на слив, на-
лив, погрузку, разгрузку и перегрузку, на оплату услуг портов и транс-
портно-экспедиционных услуг.
Стоимость добытого полезного ископаемого определяется как про-
изведение количества добытого полезного ископаемого и стоимости еди-
ницы добытого полезного ископаемого. Стоимость единицы добытого по-
лезного ископаемого рассчитывается как отношение выручки от реализа-
ции добытого полезного ископаемого, к количеству реализованного добы-
того полезного ископаемого.
В случае отсутствия у налогоплательщика реализации добытого по-
лезного ископаемого налогоплательщик применяет способ оценки исходя
из расчетной стоимости добытых полезных ископаемых. При этом рас-
четная стоимость добытого полезного ископаемого определяется налого-
плательщиком самостоятельно на основании данных налогового учета. В
этом случае налогоплательщик применяет тот порядок признания доходов
и расходов, который он применяет для определения налоговой базы по
налогу на прибыль организаций. При определении расчетной стоимости
учитываются следующие виды расходов:
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
56
материальные расходы, за исключением материальных расходов, понесенных в
процессе хранения, транспортировки, упаковки и иной подготовки (включая
предпродажную подготовку), при реализации добытых полезных ископаемых;
расходы на оплату труда за исключением расходов на оплату труда работников,
не занятых при добыче полезных ископаемых;
суммы начисленной амортизации за исключением сумм начисленной амортиза-
ции по амортизируемому имуществу, не связанному с добычей полезных иско-
паемых;
расходы на ремонт основных средств за исключением расходов на ремонт ос-
новных средств, не связанных с добычей полезных ископаемых;
расходы на освоение природных ресурсов;
расходы на ликвидацию основных средств, консервацию и расконсервацию про-
изводственных мощностей и объектов за исключением расходов, не связанных с
добычей полезных ископаемых;
прочие расходы за исключением прочих расходов, не связанных с добычей по-
лезных ископаемых.
Порядок определения количества добытого полезного ископаемого
(статья 339 НК РФ). Количество добытого полезного ископаемого опреде-
ляется налогоплательщиком самостоятельно в единицах массы или объема
одним из методов:
1. Прямой (посредством применения измерительных средств и устройств). При
этом количество добытого полезного ископаемого определяется с учетом факти-
ческих потерь ископаемого.
2. Косвенный (расчетно, по данным о содержании добытого полезного ископаемо-
го в извлекаемом из недр (отходов, потерь) минеральном сырье)
Применяемый налогоплательщиком метод подлежит утверждению в
учетной политике для целей налогообложения и применяется в течение
всей деятельности по добыче полезного ископаемого.
При извлечении драгоценных металлов количество определяется по
данным обязательного учета при добыче, осуществляемого в соответствии
с законодательством о драгоценных металлах и драгоценных камнях. Ко-
личество добытого полезного ископаемого, определяемого как полезные
компоненты, содержащиеся в добытой многокомпонентной комплексной
руде, определяется как количество компонента руды в химически чистом
виде. При определении количества добытого в налоговом периоде полез-
ного ископаемого учитывается полезное ископаемое, в отношении которо-
го в налоговом периоде завершен комплекс технологических операций
(процессов) по добыче (извлечению) полезного ископаемого из недр (от-
ходов, потерь).
При реализации и использовании минерального сырья до заверше-
ния комплекса технологических операций (процессов) количество добыто-
го в налоговом периоде полезного ископаемого определяется как количе-
ство полезного ископаемого, содержащегося в указанном минеральном
сырье, реализованном и (или) использованном на собственные нужды в
данном налоговом периоде.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
57
Таблица 2.5
Налоговые ставки на добычу полезных ископаемых (ст. 342 НК РФ)
Ставка налога Применяется при добыче:
Ставка 0% • полезных ископаемых в части нормативных потерь полезных ископае- мых. • попутного газа; • подземных вод, содержащих полезные ископаемые; • полезных ископаемых при разработке некондиционных или ранее спи- санных запасов полезных ископаемых; • полезных ископаемых, остающихся во вскрышных, вмещающих породах, в отвалах или в отходах перерабатывающих производств; • минеральных вод, используемых в лечебных и курортных целях; • подземных вод, используемых в сельскохозяйственных целях. • нефти на участках недр, расположенных полностью или частично в гра- ницах Республики Саха (Якутия), Иркутской области, Красноярского края, до достижения накопленного объема добычи нефти 25 млн. тонн на участке недр, при определенных условиях. • сверхвязкой нефти, добываемой из участков недр, содержащих нефть вязкостью более 200 мПа х с (в пластовых условиях), при использовании прямого метода учета количества добытой нефти на конкретных участках недр. • нефти на участках недр, расположенных севернее Северного полярного круга полностью или частично в границах внутренних морских вод и тер- риториального моря, на континентальном шельфе РФ, до достижения на- копленного объема добычи нефти 35 млн. тонн, при определенных усло- виях • нефти на участках недр, расположенных полностью или частично в Азов- ском и Каспийском морях, до достижения накопленного объема добычи нефти 10 млн. тонн на участке недр, при определенных условиях • нефти на участках недр, расположенных полностью или частично на тер- ритории Ненецкого автономного округа, полуострове Ямал в Ямало- Ненецком автономном округе, до достижения накопленного объема до- бычи нефти 15 млн. тонн на участке недр, при определенных условиях
Ставка 3,8% • калийных солей;
Ставка 4,0% • торфа; • угля каменного, угля бурого, антрацита и горючих сланцев; • апатит-нефелиновых, апатитовых и фосфоритовых руд;
Ставка 4,8% • кондиционных руд черных металлов;
Ставка 5,5% • сырья радиоактивных металлов; • горно-химического неметаллического сырья; • неметаллического сырья; • соли природной и чистого хлористого натрия; • подземных промышленных и термальных вод;
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
58
Ставка налога Применяется при добыче:
• нефелинов, бокситов;
Ставка 6,0% • горнорудного неметаллического сырья; • битуминозных пород; • концентратов и других полупродуктов, содержащих золото; • иных полезных ископаемых, не включенных в другие группировки;
Ставка 6,5% • концентратов и других полупродуктов, содержащих драгоценные метал- лы (кроме золота); • драгоценных металлов, являющихся полезными компонентами ком- плексной руды (кроме золота); • кондиционного продукта пьезооптического сырья, особо чистого кварце- вого сырья и камнесамоцветного сырья;
Ставка 7,5% • минеральных вод;
Ставка 8,0% • кондиционных руд цветных металлов (за исключением нефелинов и бок- ситов); • редких металлов; • многокомпонентных комплексных руд, а также полезных компонентов руды, кроме драгоценных металлов; • природных алмазов и других драгоценных и полудрагоценных камней;
Ставка 17,5% • газового конденсата из всех видов месторождений углеводородного сы- рья;
Ставка налога Применяется при добыче:
419 рублей (с 01.01 по 31.12.2011), 446 рублей (с 01.01 по 31.12.2012) 470 рублей (с 01..2013) за 1 тонну добытой нефти обезвоженной, обессо- ленной и стабилизированной. При этом налоговая ставка умножается на коэффициент, характери- зующий динамику мировых цен на нефть, и на коэффициент, характеризующий степень вы- работанности конкретного участка недр
237 рублей (с 01.01 по 31.12.2011) 251 рубль (с 01.01 по 31.12.2012) 265 рублей (с 01..2013) за 1 000 кубических метров газа при добыче газа горючего природного из всех видов месторожде- ний углеводородного сырья.
Коэффициент, характеризующий динамику мировых цен на нефть
(Кц\ ежемесячно определяется налогоплательщиком самостоятельно пу-
тем умножения среднего за налоговый период уровня цен нефти сорта
«Юралс», выраженного в долларах США, за баррель (Д), уменьшенного на
15, на среднее значение за налоговый период курса доллара США к руб-
лю Р и деления на 261:
Кц=(Ц-15)*(Р/261)
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
59
Коэффициент, характеризующий степень выработанности запасов
конкретного участка недр (Кв). В случае если степень выработанности
запасов конкретного участка недр больше или равна 0,8 и меньше или
равна 1, коэффициент Кв рассчитывается по формуле:
Кв = 3,8-3,5*(N/V),
где N - сумма накопленной добычи нефти на конкретном участке недр
(включая потери при добыче) по данным государственного баланса запа-
сов полезных ископаемых за календарный год, предшествующий налого-
вому периоду, в котором происходит применение коэффициента Кв,
V - начальные извлекаемые запасы нефти, утвержденные в установленном
порядке с учетом прироста и списания запасов нефти (за исключением
списания запасов добытой нефти и потерь при добыче) и определяемые
как сумма запасов категорий А, В, С] и С2 по конкретному участку недр в
соответствии с данными государственного баланса запасов полезных ис-
копаемых на 1 января 2006 года.
В случае, если степень выработанности запасов конкретного участка
недр превышает 1, коэффициент Кв принимается равным 0,3. В иных слу-
чаях коэффициент Кв принимается равным 1.
Сумма налога исчисляется как соответствующая налоговой ставке
процентная доля налоговой базы. Сумма налога по нефти обезвоженной,
обессоленной и стабилизированной, попутному газу и газу горючему при-
родному из всех видов месторождений углеводородного сырья исчисляет-
ся как произведение соответствующей налоговой ставки и величины нало-
говой базы. Сумма налога исчисляется по итогам каждого налогового пе-
риода по каждому добытому полезному ископаемому. Налог подлежит уп-
лате в бюджет по месту нахождения каждого участка недр, предоставлен-
ного налогоплательщику в пользование. При этом сумма налога рассчиты-
вается исходя из доли полезного ископаемого, добытого на каждом участ-
ке недр, в общем количестве добытого полезного ископаемого соответст-
вующего вида, (в ред. от 27.07.2010 N 229-ФЗ). Сумма налога, исчисленная
по полезным ископаемым, добытым за пределами РФ, подлежит уплате в
бюджет по месту нахождения организации или месту жительства индиви-
дуального предпринимателя (в ред. от 27.07.2010 N 229-ФЗ, ст. 343 НК
РФ).
Уплата налога и отчетность. Налог уплачивается не позднее 25-го
числа месяца, следующего за истекшим налоговым периодом. Обязанность
представления налоговой декларации возникает начиная с того налогового
периода, в котором начата фактическая добыча полезных ископаемых.
Налоговая декларация представляется не позднее последнего числа меся-
ца, следующего за истекшим налоговым периодом. Налоговая декларация
представляется в налоговые органы по месту нахождения (месту житель-
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
60
ства) налогоплательщика (ст.344, 345 НК РФ).
Нормативы распределения налогов и сборов за пользование недрами
между федеральным бюджетом (ФБ) и бюджетами субъектов (БС) Россий-
ской Федерации показаны в табл. 5
Таблица 2.6
Распределение налогов и сборов за пользование недрами, %
Наименование налога (сбора) ФБ БС
Регулярные платежи за пользование недрами континентального шель- фа и исключительной экономической зоны РФ 100
Регулярные платежи за пользование недрами 40 60
Разовые платежи за пользование недрами (при отсутствии нормативов, установленных в лицензии на пользование недрами) 40 60
Акцизы за природный газ 100
Налог на добычу полезных ископаемых (кроме углеводородного сырья и общераспространенных) 40 60
Налог на добычу углеводородного сырья: на территории автономного округа, входящего в состав края или облас- ти на остальных территориях 74,5 80 25,5 20
Налог на добычу общераспространенных полезных ископаемых 100
Налог на добычу полезных ископаемых континентального шельфа, в исключительной экономической зоне и за пределами Российской Фе- дерации 100
Закон «О недрах» позволил предотвратить правовой хаос при пе-
реходе горнодобывающей промышленности от плановой зкономики к ры-
ночной в период 1992-1994 годов. Он закрепил право пользования участ-
ками недр за горными предприятиями, эксплуатировавшими их в совет-
ский период, создал предпосылки для привлечения в отрасль частного ка-
питала. Однако в дальнейшем закон «О недрах» практически не получил
развития. Вносимые в него отдельные изменения были связаны с приня-
тием в 1993 году новой Конституции РФ, либо представляли ситуационное
реагирование на наиболее очевидные и назревшие проблемы. Следствием
этого стало растущее число конфликтов между практикой недропользова-
ния и нормами закона «О недрах». Общее развитие гражданских правоот-
ношений в нефтегазовой и горнорудной отраслях не могло не войти в про-
тиворечие с сугубо административным подходом к регулированию поль-
зования недрами.
Серьезным недостатком закона «О недрах» является непрозрачность
процедур лицензирования. Закон эти процедуры не раскрывает. Более де-
тально они описаны в Положении о порядке лицензирования пользования
недрами, принятом в 1992 году. Однако этот документ безнадежно уста-
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Правовые основы недропользования
61
рел, а внести в него какие-либо изменения в силу его статуса, принятого
постановлением ныне не существующего Верховного Совета РСФСР, не-
возможно. Другим недостатком закона «О недрах» является почти полное
отсутствие норм, регулирующих процесс деятельности горного предпри-
ятия.
Развитие российского законодательства о недрах в ближайшее вре-
мя, по-видимому, будет определяться взаимодействием двух тенденций. С
одной стороны, усилением государственного регулирования, централиза-
цией государственного управления, нашедшим подтверждение в утвер-
жденных распоряжением Правительства РФ от 21 апреля 2003 года «Ос-
новах государственной политики в области использования минерального
сырья и недропользования». С другой стороны, существование в России
единого законодательства о недрах (не разделенного, как это принято в
большинстве стран, на горное и нефтяное), будет приводить к конкурен-
ции этих существенно различающихся отраслей за максимально полное
отражение в общем законодательстве о недрах именно их специфики. По-
ка что это более успешно удавалось делать представителям нефтяного и
газового бизнеса.
Принцип «двух ключей» и практика «совместных решений» феде-
ральных и региональных органов государственной власти пришли в про-
тиворечие с политикой укрепления государственной вертикали власти и
четкого разграничения компетенции федеральных и региональных вла-
стей.
С ликвидацией в 2002 году регулируемых законом «О недрах» пла-
тежей за добычу (роялти) и введением вместо них регулируемого Налого-
вым кодексом налога на добычу полезных ископаемых экономическое зна-
чение закона резко снизилось. В июне 2002 года группой парламентариев
внесен в Государственную Думу проект Кодекса РФ о недрах, который
должен заменить действующий одноименный закон. Проект кодекса со-
держит подробную регламентацию механизма лицензирования, стоит на
позициях преемственности и эволюционного характера развития законо-
дательства о недрах, предлагает его дальнейшее развитие с учетом нарабо-
танной практики недропользования в РФ. Следствием депутатской ини-
циативы стало данное Президентом РФ В. Путиным в июле 2002 года по-
ручение правительству разработать новую редакцию закона «О недрах».
Однако после года интенсивной работы правительству так и не уда-
лось подготовить законопроект, удовлетворяющий как федеральный, так и
региональный уровни управления. Фактически сегодня имеются два зако-
нопроекта. Один разработан министерством природных ресурсов (МПР),
другой - Министерством экономического развития и торговли (МЭРТ).
Вариант кодекса о недрах, официально внесенный депутатами, практиче-
ски тождественен варианту закона о недрах МПР.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
ЭТАПЫ И СТАДИИ ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ
Этапы и стадии геолого-разведочных работ
Необходимость разделения ГРР на этапы и стадии
Для реализации принципа последовательных приближений геолого-
разведочный процесс разделяется на ряд последовательных этапов, ста-
дий, подстадий и операций, на каждой из которых последовательно сужа-
ются границы объектов исследований, а сами объекты изучаются с возрас-
тающей детальностью.
Сначала выявляются самые общие закономерности, определяющие
условия формирования и предпосылки пространственного размещения
полезной минерализации в пределах обширных территорий. Лишь после
этого переходят к исследованиям все более локальных участков с уже про-
явленными признаками полезных ископаемых с целью последовательной
детализации представлений об их геологическом строении, оконтуривания
и геолого-экономической оценки выявляемых объектов. Весь геологиче-
ский цикл, от обнаружения перспективных площадей и открытия месторо-
ждений до их освоения с получением первой минерально-сырьвой про-
дукции, можно разделить на четыре этапа, при этом общая длительность
работ может колебаться от 15 до 30 лет. Можно привести пример Удокан-
ского медного месторождения, которое выставлено на аукцион в 2010 г.
Первый подсчет запасов на этом месторождении был проведен в 1953 г., и
только спустя более 50 лет оно стало полноценным рыночным объектом.
Каждый из четырех основных этапов сопряжен со значительными
рисками, т.к. процесс геолого-разведочных работ (ГРР), по существу, яв-
ляется вероятностным. Первый этап ГРР - опережающие работы, вклю-
чающие в себя
дистанционное зондирование территории,
аэрогеофизические съемки,
параметрическое бурение,
геологосъемочные,
сейсморазведочные работы.
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
63
1-я стадия - подготовка геологических
о нои недриполь зевания
Выявляются перспективные участки
с ы смежными ресурсами
2-я стадия - прогнозно-ломс ко ше работы
25 участков из ЮС выявленных
на гредььлуинлч стадии, становятся объектами
С Аакализонаннымн . <р( урсами
3-я сталия -f помскоьо-оъеьочньл рэоотп
S участков из 25, изученных на прсдыд шеи
стадии, становятся объектами
С л< жализованными и осененными ресурсами
4-я । гадив — разведочные работы '
1 участок на 5, изученных йа предыдущий
стадии, становится месторождением
с оцененными запасами
ПилКНОШи! н виол ли-<311ро*.ле»1нн
эксплуатации
Рис. 3.1. Последовательность ГРР по выявлению месторождений полезных ископаемых
Эти мероприятия в объеме общих затрат на ГРР составляют не более
5%. Этап является наиболее рискованным с точки зрения получения поло-
жительного эффекта и во всех странах мира финансируется за счет госу-
дарственного бюджета. В результате реализации работ данного этапа оп-
ределяются перспективные площади для проведения дальнейших поисков.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
64
Второй этап - поиски месторождений. Комплекс работ включает в
себя
проходку поверхностных горных выработок (шурфы, канавы),
поисковое бурение,
геохимические съемки,
сейсморазведочные работы на нефть и газ.
В зависимости от степени инвестиционной привлекательности соот-
ветствующей провинции эти работы могут осуществляться как за счет
средств федерального бюджета, так и за счет недропользователей. Сегодня
в России подавляющие объемы этих работ выполняют негосударственные
компании. На выходе определяются прогнозные ресурсы полезных иско-
паемых для их оценки и разведки.
ЭТАПЫ:
ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ НИКЛ.....
ОБЪЕКТЫ:
Лицензия
3,4 ‘ЛИ
Сценка и разведке
Поиски
“L СТПрОЖ, <Ж1Н
Ос пение
местсро»:дв«ч>
Лицензия
яаразюд* у
и добычу полезных
не голлйч.
Спережоющяр
работы
Госзаказ
И ПРОМГ-ГСнЬ! .
РЕСУРСЫ И ЗАПАСЫ
ЗАПАСЫ
зонь*. перс пемивные г^ъекты
плос [а ди
РЕСУРСЫ
За с чел ^рчде’в
федерального бюджета
За счет средств
не д оол олыовате пей
ЭД ПАСЫ
Рис. 3.2. Этапы ГРР, воспроизводства и использования МСБ
Третий этап - оценка и разведка месторождений. Конечная цель
этой части работ - прирост запасов и передача месторождения в промыш-
ленное освоение. На выходе инвестор просчитывает предполагаемые за-
траты и оценивает инвестиционную привлекательность проекта. Все виды
работ (подземные горные работы, бурение скважин, геофизические иссле-
дования), недропользователь выполняет за свой счет (рис.2).
Четвертый этап - подготовка месторождения к эксплуатации и его
промышленная разработка. Он включает в себя не только разработку про-
екта эксплуатации месторождений, но и создание добычной инфраструк-
туры. Финансирование также осуществляется недропользователем.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
65
Положение о порядке проведения геологоразведочных работ по этапам
и стадиям (твердые полезные ископаемые)
В зависимости от целей процесс геологического изучения недр под-
разделяется на 3 этапа и 5 стадий (табл.1, рис.З)'.
Этап I. Работы общегеологического и минерагенического назначе-
ния
Стадия 1. Региональное геологическое изучение недр и прогно-
зирование полезных ископаемых.
Этап II. Поиски и оценка месторождений
Стадия 2. Поисковые работы.
Стадия 3. Оценочные работы.
Этап III. Разведка и освоение месторождения
Стадия 4. Разведка месторождения.
Стадия 5. Эксплуатационная разведка.
Границы между стадиями условны и определяются масштабами ве-
дущихся работ, рангами изучаемых площадей и требованиями к конечным
результатам, завершающим работы каждой стадии. Информация, получае-
мая на каждой стадии, по полноте и достоверности должна быть доста-
точной для геологического и технико-экономического обоснования ГРР
последующих стадий, либо проектирования разработки месторождения.В
зависимости от конкретных условий отдельные стадии по решению не-
дропользователя и в соответствии с лицензией на право пользования не-
драми после согласования с заказчиком могут совмещаться с другими ста-
диями.
Работы общегеологического и минерагенического назначения
На этом этапе осуществляется комплексное изучение геологического
строения территории страны, закономерностей размещения всех видов
минерально-сырьевых ресурсов и их прогнозная оценка. Основными ви-
дами работ являются ранжированные по масштабам
• площадные геологические, гидрогеологические, инженерно-
геологические съемки (полистные, групповые, комплексные, доизу-
чение ранее заснятых площадей, глубинное геологическое картиро-
вание),
• наземные и аэрогеофизические работы (гравиразведочные, магни-
торазведочные, электроразведочные, аэрогаммаспектрометриче-
ские),
а также широкий комплекс специализированных работ '.
□ объемное,
□ космофотогеологическое,
□ аэрофотогеологическое,
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
66
□ космоструктурное,
□ геолого-минерагеническое,
□ геохимическое картирование,
□ тепловые,
□ радиолокационные,
□ многозональные и др. съемки,
□ геолого-экономические,
□ геоэкологические исследования и картографирование,
□ мониторинг геологической среды,
□ прогноз землетрясений,
□ создание государственной сети опорных геолого-
геофизических профилей, параметрических и сверхглубоких
скважин,
□ научно-методическое и информационное обеспечение.
Плогцадные работы проводятся в масштабах:
В 1:1 ’500 ’000 и мельче - сводное и обзорное геологическое карто-
графирование;
В 1:1 ’ООО ‘000 (1:500 ‘000)- мелкомасштабное геологическое кар-
тографирование;
В 1:200 ‘000 (1:100 ‘000)- среднемасштабное геологическое кар-
тографирование;
В 1:50 ‘000 (1:25 ‘000) - крупномасштабное геологическое карто-
графирование.
Поиски и оценка месторождений
Этап II Поиски и оценка месторождений проводится с целью про-
гноза, выявления и предварительной оценки МПИ, которые по своим гео-
логическим, экологическим условиям и технико-экономическим показате-
лям пригодны для рентабельного освоения. На этом этапе выделяются
стадии'.
2. Поисковые работы на новых или недостаточно изученных площадях
с целью выявления МПИ и определения их перспективности для
дальнейшего изучения;
3. Оценочные работы на известных или вновь выявленных при поис-
ковых работах объектах минерального сырья с целью определения
их промышленной ценности.
Работы этих стадий могут проводиться самостоятельно или совме-
щаться в рамках одного лицензионного соглашения.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
67
Поисковые работы
Объектами исследований при поисковых работах являются
бассейны, рудные районы, рудные узлы, рудные поля или их части, выяв-
ленные в процессе предшествующей стадии регионального геологическо-
го изучения недр и прогнозирования ПИ и по которым имеется оценка
прогнозных ресурсов категории Р3 и Р2. В зависимости от сложности гео-
логического строения территории, формационного типа прогнозируемого
оруденения и глубинности исследований поиски могут проводиться в
масштабах 1:200‘000-1:10‘000. Они включают комплекс геолого-минера-
генических, геофизических, геохимических и других методов исследова-
ний с проходкой поисковых скважин и поверхностных горных выработок.
Для поисков скрытых и погребенных месторождений используется глубо-
кое бурение в сочетании со скважинными геофизическими и геохимиче-
скими исследованиями. Основным результатом поисковых работ является
геолологически обоснованная оценка перспектив исследованных площа-
дей. На выявленных проявлениях ПИ оцениваются прогнозные ресурсы
категории P2v\ Рр
По материалам поисковых работ составляются геологические карты
опоискованных участков в соответствующем масштабе и разрезы к ним,
карты результатов геофизических и геохимических исследований, отра-
жающие геологическое строение и закономерности размещения продук-
тивных структурно-вещественных комплексов. В отчете приводятся ос-
новные результаты работ, включающие геолого-экономическую оценку
выявленных объектов по укрупненным показателям и рекомендации о це-
лесообразности и очередности дальнейшего проведения работ. Выявлен-
ные и положительно оцененные проявления включаются в фонд объектов,
подготовленных для постановки оценочных работ и выдачи соответст-
вующих лицензий.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
68
Оценочные работы
Оценочные работы проводятся на выявленных и положительно оце-
ненных проявлениях ПИ. Для оконтуривания площади и изучения геолого-
структурных особенностей потенциально промышленного месторождения
проводится геологическая съемка масштаба 1:25’000-1:10‘000 для круп-
ных и масштаба 1:5‘000-1 :Г000 для сложных и небольших месторожде-
ний. Изучение рудовмещающих структурно-вещественных комплексов,
вскрытие и прослеживание тел ПИ осуществляется с поверхности канава-
ми, шурфами, поисково-картировочными скважинами.
Изучение на глубину осуществляется преимущественно буровыми
скважинами до горизонтов, обеспечивающих вскрытие рудоносных струк-
турно-вещественных комплексов, а при глубоком их залегании - до гори-
зонтов, экономически целесообразных для разработки с использованием
современных технологий освоения месторождений. При высокой степени
изменчивости полезной минерализации или при сильно расчлененном
рельефе для изучения объекта на глубину возможно применение подзем-
ных горных выработок.
Технологические свойства ПИ определяются по лабораторным, а в
необходимых случаях - по малым или большим технологическим пробам,
отобранным по результатам геолого-технологического картирования по
основным природным типам ПИ; намечается принципиальная схема пере-
работки руд, обеспечивающая комплексное использование ПИ, определя-
ются возможные технологические показатели. В скважинах и горных вы-
работках осуществляется комплекс гидрогеологических, инженерно-
геологических, геокриологических и др. наблюдений и исследований в
объемах, достаточных для обоснования способа вскрытия и разработки
месторождения, определения источников водоснабжения, возможных во-
допритоков в горные выработки и очистное пространство. Определяются
негативно влияющие на показатели горного предприятия факторы. При
оценке гидрогеологических, инженерно-геологических, экологических и
других природных условий разработки месторождения используются со-
ответствующие показатели известных и отрабатываемых в районе место-
рождений.
В результате оценочных работ степень геологической изученности
месторождения, качества, вещественного состава и технологических
свойств ПИ, а также горно-геологичееких условий эксплуатации должна
обеспечить оценку промышленного значения месторождения с подсчетом
всех или большей части запасов по категории С?. По менее детально изу-
ченной части месторождения оцениваются количественно и качественно
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
69
прогнозные ресурсы категории /\ с указанием границ, в которых проведе-
на их оценка. Достоверность данных о геологическом строении, условиях
залегания и морфологии тел полезных ископаемых подтверждается на уча-
стках детализации с подсчетом запасов по категории Cj.
Разведка месторождения
На этапе III Разведка и освоение месторождения ГРР проводятся с
целью изучения геологического строения вновь выявленных и ранее раз-
ведывавшихся месторождений, получения информации о количестве и
качестве запасов, минеральном и химическом составе ПИ, его технологи-
ческих свойствах и других особенностях месторождения с полнотой и
достоверностью, обеспечивающей промышленную оценку месторождения,
обоснование решения о порядке и условиях вовлечения его в промышлен-
ное освоение, а также о проектировании строительства или реконструкции
на его базе горного предприятия. На этом этапе выделяются две стадии:
4. Разведка месторождения;
5. Эксплуатационная разведка.
Технология и технические средства производства объемы, комплек-
сы видов и методов исследований, последовательность и детальность изу-
чения частей и участков месторождения определяются недропользовате-
лем с соблюдением действующих стандартов (норм, правил) в области
геологического изучения недр, учета запасов ПИ, контроля за полнотой и
качеством их извлечения, а также других условий недропользования,
включенных в лицензию на право разведки и добычи ПИ.
Объектом геологического изучения при разведочных работах явля-
ется закрепленная лицензией в виде горного отвода часть недр, включаю-
щая полностью или частично МПИ. По целям и совокупности основных
решаемых задач разведочные работы данной стадии подразделяются на:
□ осуществляемые с целью получения информации для
проектирования строительства горнодобывающего предприятия;
□ проводимые в процессе освоения месторождения с целью
расширения и укрепления минерально-сырьевой базы действующего
или реконструируемого горного предприятия (доразведка
месторождения}.
Между этими работами нет строго регламентированных временных
или пространственных границ, если это не оговорено в лицензии. При раз-
ведочных работах завершается изучение геологического строения место-
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
70
рождения с поверхности с составлением на инструментальной основе гео-
логической карты. Геологическая съемка проводится в масштабе
1:10 000-1:1 000 с применением комплекса геофизических и геохимиче-
ских методов исследований в зависимости от промышленного типа
месторождения, его размеров, сложности строения, характера распределе-
ния и степени изменчивости тел ПИ. Приповерхностные части месторож-
дения вскрываются и прослеживаются горными выработками (канавы,
траншеи, шурфы) и мелкими скважинами. Все выходы тел ПИ прослежи-
ваются и опробуются с детальностью, позволяющей выявить формы,
строение и условия залегания ПИ, установить интенсивность проявления
зоны окисления, вещественный состав и технологические свойства окис-
ленных и смешанных руд.
Разведка месторождений на глубину проводится скважинами до го-
ризонтов, разработка которых экономически целесообразна. Месторожде-
ния сложного строения разведуются скважинами в сочетании с подземны-
ми горными выработками. В случае отработки месторождения подземным
способом расположение разведочных горных выработок должно обеспе-
чивать максимально возможное их использование при эксплуатации. Гео-
логические особенности разведуемого месторождения с учетом возможно-
стей горных, буровых и геофизических средств разведки определяют
последовательность и объемы разведочных работ, соотношение горных и
буровых выработок, форма и плотность разведочной сети, методы и
способы отбора рядовых, групповых и технологических проб.
Вещественный состав и технологические свойства промышленных
типов и сортов ПИ изучаются с детальностью, достаточной для проекти-
рования рациональной технологии их переработки с комплексным извле-
чением полезных компонентов. Гидрогеологические, инженерно-
геологические, геокриологические условия изучаются с детальностью,
обеспечивающей получение исходных данных для составления проекта
разработки месторождения. Выполняются работы по изучению и оценке
запасов залегающих совместно с основными сопутствующих ПИ, дается
оценка возможных источников хозяйственно-питьевого и технического
водоснабжения, производятся работы по выявлению местных строитель-
ных материалов. Разрабатываются схемы размещения объектов промыш-
ленного и гражданского назначения и природоохранные мероприятия.
По результатам работ разрабатывается технико-экономическое
обоснование (ТЭО) постоянных разведочных кондиций, производится
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
71
подсчет запасов основных и попутных ПИ и компонентов по категориям в
соответствии с группировкой месторождений по сложности строения, вы-
полняется детальная экономическая оценка промышленной ценности ме-
сторождения. Достоверность данных о геологическом строении, условиях
залегания, морфологии тел ПИ подтверждается на представительных для
всего месторождения участках детализации с квалификацией запасов на
этих участках по более высоким категориям разведанности.
Пространственное размещение и количество разведанных запасов,
их соотношение по категориям устанавливаются недропользователем с
учетом конкретных геологических особенностей месторождения, условий
финансирования и строительства горнодобывающего предприятия,
принятого уровня предпринимательского риска капиталовложений. ТЭО
освоения месторождения - обоснование разведочных кондиций, материа-
лы подсчета запасов, результаты геолого-экономической оценки, подлежат
государственной геологической, экономической, экологической эксперти-
зе.
Повторная государственная экспертиза проводится по инициативе
государственных органов или недропользователей в случаях выявления в
процессе освоения месторождения дополнительных природных и эконо-
мических факторов, существенно влияющих на оценку его промышленно-
го значения и нарушающих условия лицензирования; значительного изме-
нения количества и качества запасов по сравнению с ранее утвержденны-
ми. В случае существенного изменения технико-экономических показате-
лей освоения месторождения в сравнении с установленными по результа-
там оценочных работ, на основании которых была выдана лицензия, не-
дропользователь имеет право до начала освоения месторождения обра-
титься в соответствующий орган управления государственным фондом
недр по поводу повторной государственной экспертизы и пересмотра ус-
ловий лицензирования.
При проектировании, вскрытии и эксплуатационных работах в пре-
делах горного отвода продолжается разведка с целью изучения геологи-
ческого строения месторождения, выявления и оконтуривания новых за-
лежей и тел ПИ на флангах, глубоких горизонтах с переводом геологиче-
ских запасов категории С2 в более разведанные категории Q, В, А. Уточ-
няются по ранее недостаточно изученным участкам вещественный состав,
технологические свойства ПИ, горногеологические условия эксплуатации.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
72
Эксплуатационная разведка
Эксплуатационная разведка проводится в течение всего периода ос-
воения месторождения с целью получения достоверных данных для
безопасного ведения работ, оперативного планирования горно-
подготовительных, нарезных, очистных работ, обеспечения наиболее
полного извлечения из недр запасов основных и совместно с ними
залегающих ПИ и попутных компонентов. Объектами изучения и оценки
в зависимости от принятой системы вскрытия, подготовки и отработки ме-
сторождения являются эксплуатационные этажи, эксплуатационные бло-
ки, уступы карьера, другие участки отработки месторождения.
Основными задачами эксплуатационной разведки являются
уточнение контуров, вещественного состава, внутреннего строения тел
ПИ, количества и качества запасов по технологическим типам и сортам
руд с их геометризацией, уточнение гидрогеологических, горнотехниче-
ских, инженерно-геологических условий отработки по отдельным участ-
кам, горизонтам, блокам. По результатам эксплуатационной разведки про-
изводится уточнение схем подготовки и отработки тел ПИ, подсчитыва-
ются запасы подготовленных к отработке блоков и готовых к выемке уча-
стков. В состав работ стадии входят проходка выработок эксплуатацион-
ной разведки, бурение скважин, шпуров, опробование, геофизические ис-
следования.
Для обеспечения рационального использования недр постоянно ве-
дется учет потерь и разубоживания ПИ с группировкой потерь по месту
их образования, определяются показатели извлечения количества ПИ и
изменения его качества. Достоверность учета полноты и качества извлече-
ния ПИ из недр подлежит проверке со стороны органов государственного
геологического контроля и государственного горного надзора. В период
разведки и освоения месторождения ведется учет движения разведанных
запасов по рудным телам, блокам, месторождению в целом с оценкой
изменений запасов в результате прироста, погашения, пересчета, пере-
оценки, списания с баланса горного предприятия. Информация по движе-
нию запасов, добыче, потерях, обеспеченности предприятия разведанными
запасами передается в установленном порядке в федеральный и
территориальный фонды геологическом информации.
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
73
Этапы и стадии ГРР (ТПИ)
Таблица 3.1
Этап, стадия Объект изучения Цель работ Основной конечный результат
Этап 1. Работы общегеологического назначения и минерагенического назначения
Стадия 1. Региональное геологическое изучение недр и прогнозирование полезных иско- паемых Территория Российской Федера- ции, ее крупные геолого- структурные, административные, экономические, горнорудные и нефтегазоносные регионы, шельф и исключительная экономическая зона, глубинные части земной коры, районы с напряженной эко- логической обстановкой, районы интенсивного промышленного и гражданского строительства, ме- лиоративных и природоохранных работ и др. Создание фундаментальной многоцелевой геологической основы прогнозирования полезных ископаемых, обеспечение различ- ных отраслей промышленности и сельского хозяйства систематизированной геологиче- ской информацией для решения вопросов г области ГРР, горного дела, мелиорации, строительства, обороны, экологии и т.п. Комплекты обязательных и специальных гео- логических карт различного назначения мас- штабов 1:1000000, 1:200000 и 1:50000; свод- ные и обзорные карты геологического содер- жания масштабов 1:1500000 и мельче, ком- плект карт, схем и разрезов глубинного строе- ния недр Российской Федерации и ее регио- нов; комплексная оценка минерагенического потенциала изученных территорий с выделе- нием перспективных рудных районов и узлов, зон, угленосных бассейнов; определение про- гнозных ресурсов категорий Рз и Рг; оценка состояния геологической среды и прогноз ее изменения
Этап II. Поиски и оценка месторождений.
Стадия 2. Поисковые работы Бассейны, рудные районы, узлы и поля с оцененными прогнозными ресурсами категорий Рз и Рг Геологическое изучение территории поис- ков; выявление проявлений полезных иско- паемых; определение целесообразности их дальнейшего изучения Комплексная оценка геологического строения и перспектив исследованных площадей, выяв- ленные проявления и месторождения полез- ных ископаемых с оценкой их прогнозных ресурсов по категориям Рг и Рц оценка воз- можности их освоения на основе укрупненных
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
74
Этап, стадия Объект изучения Цель работ Основной конечный результат
показателей; обоснование целесообразности и очередности дальнейших работ
Стадия 3. Оценочные работы Проявления полезных ископае- мых с оцененными прогнозными ресурсами категорий Рг и Pi Геологическое изучение и геолого- экономическая оценка проявлений и место- рождений; отбраковка проявлений, не пред- ставляющих промышленной ценности Месторождения полезных ископаемых с оцен- кой их запасов по категориям Сг и Сц а по менее изученным участкам - прогнозных ре- сурсов категории Pi; технико-экономическое обоснование временных кондиций и промыш- ленной ценности месторождения
Этап III. Разведка и освоение месторождения
Стадия 4. Разведка месторождения Месторождения полезного иско- паемого с оцененными запасами по категориям Сг и Ci и прогноз- ными ресурсами категории Pi Изучение геологического строения, техно- логических свойств полезного ископаемого, гидрогеологических, инженерно- геологических условий отработки месторо- ждения; технико-экономическое обоснова- ние промышленной ценности и освоения месторождения; уточнение геологического строения месторождения в процессе освое- ния на недостаточно изученных участках (фланги, глубокие горизонты) с переводом запасов из низших в более высокие катего- рии Геологические, гидрогеологические, горногео- логические, технологические и другие данные, необходимые для составления технико- экономического обоснования постоянных кон- диций и освоения месторождения; подсчитан- ные запасы по категориям А, В, Ci и С2
Стадия 5. Эксплуатационная разведка Эксплуатационные этажи, гори- зонты, блоки, уступы, подготав- ливаемые для очистных работ Уточнение полученных при разведке дан- ных для оперативного планирования добы- чи, контроль за полнотой и качеством отра- ботки запасов Запасы подготовленных и готовых к выемке блоков; исходные материалы для оценки пол- ноты отработки месторождения, уточнение потерь и разубоживания полезного ископаемо- го
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
75
Средне и крупнота; шЬтч-i о е геологическое к артогр а фи ров₽ .ни е
г масштабах 1:200 ООО [100 000) - 1 50 000 (1:26 ООО)
Поисковые
работы в
на сштгб^
1:200 000-1:10 00С
Нет
Фонд
перспективных
площадей, участков,
рудных п илей
О о н аружен a
перЕпектнЕидя площадь
астс к, рудно
Нет
Фонд объектов,
под готовленных
для постановки
оце^чных работ
Оценка
ме стор ожд ении
Разведка
нес то рождение
Фонд оцененных
месторождений
I- ет
Рис. 3.3. Схема стадийности геолого-разведочных работ
Рациональный комплекс и последовательность ГРР
Рациональный комплекс геологоразведочных работ в пределах лю-
бой стадии должен предусматривать следующие последовательно выпол-
няемые операции', определение задач данной стадии (формулирование
геологической задачи); разработка прогнозной геологической модели объ-
екта работ с необходимыми графическими приложениями - геологической
картой, разрезами, погоризонтными планами; составление проекта необ-
ходимых на данном этапе геологоразведочных работ; проходка запроекти-
рованных разведочных выработок и бурение скважин; геологическая до-
кументация, опробование пройденных выработок и скважин; гидрогеоло-
гические и инженерно-геологические исследования; в случае необходимо-
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
76
сти производится геолого-промышленная оценка объекта, предусматри-
вающая обоснование кондиций, оконту-ривание рудных тел, подсчет запа-
сов полезного ископаемого и их экономическую оценку.
Рис. 3.4. Рациональный комплекс и последовательность геолого-разведочных работ
Геолого-экономическая оценка месторождений на любой стадии гео-
логоразведочных работ включает следующие последовательно выполняе-
мые операции:
• разработка кондиций - предельных технически и экономически
обоснованных требований промышленности к качеству минерально-
го сырья и горно-геологическим параметрам месторождения, соблю-
дая которые можно обеспечить оптимальные условия его эксплуата-
ции;
• оконтуривание месторождения в целом и отдельных его участков
(блоков) на основе разработанных кондиций;
• подсчёт запасов полезного ископаемого, т.е. определение его коли-
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
77
чества и качества;
• технико-экономическая оценка подсчитанных запасов, важнейшими
показателями которой служат возможное годовое производство ми-
нерального сырья, сроки эксплуатации месторождения, необходи-
мый объём капитальных вложений на его освоение, рентабельность
добычи и переработки сырья;
• сопоставление технико-экономических показателей месторождения
с аналогичными показателями по эксплуатируемым или намеченным
к эксплуатации месторождениям и определение его места в эконо-
мике соответствущей отрасли промышленности.
В дальнейшем принимается решение о переходе к следующей ста-
дии изучения месторождения или к его промышленному использованию.
Все операции оценки тесно взаимосвязаны и выполняются по различным
вариантам кондиций, оконтуривания и подсчёта запасов. Порядок прове-
дения работ и основные принимаемые при этом решения показаны на
структурной схеме (рис. 4).
Основные особенности стадийности ГРР за рубежом
В зарубежных странах нет официально установленной стадийности
геологических исследований, однако последовательность их проведения с
постепенным переходом от общих региональных ко все более детальным
работам позволяет расчленить геологоразведочный процесс на отдельные
стадии и подстадии. Эта практически сложившаяся стадийность ГРР в ря-
де стран показана в табл.2 в сопоставлении ее со стадийностью, принятой
в России. Как можно видеть характер начальных стадий ие имеет сущест-
венных отличий от аналогичных исследований в России, несмотря на то,
что за рубежом работы организационно разобщены между государствен-
ными геологическими службами и промышленными компаниями. На за-
вершающих же стадиях этого процесса имеющиеся организационные осо-
бенности влекут за собой и некоторые принципиальные различия.
Так, на основании результатов поисково-оценочной стадии произво-
дится экономическая оценка месторождения и его передача (или продажа
в случае, если поисково-оценочные работы производились специализиро-
ванной геологоразведочной организацией) добывающей компании, кото-
рая собирается осуществлять эксплуатацию месторождения. При этом ос-
новой для оценки, как правило, являются выявленные запасы, квалифици-
руемые как вероятные и возможные, т. е. сопоставимые с запасами катего-
рий Ci+C2 и прогнозными гесурсами в нашей стране.
Дальнейшее изучение месторождений осуществляется добывающей
компанией, причем организация разведочных работ на мелких богатых
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
78
месторождениях и на крупных месторождениях бедных руд (или место-
рождениях с весьма сложным геологическим строением) различна. В пер-
вом случае детальная разведка, проводимая на стадии горноподготови-
тельных работ параллельно с осуществлением необходимых технологиче-
ских исследований, нередко полностью или частично совмещается со
строительством предприятия (как самого рудника, так и обогатительной
фабрики, поселка, дорог и т. д.). Во втором - предэксплуатационный пери-
од разбивается на несколько разделенных во времени фаз, однако и при
этом на месторождениях, намечаемых для подземной разработки, шахты,
штольни и прочие подземные выработки, проходимые с разведочными це-
лями, как и в предыдущем случае, закладываются с учетом возможности
их последующего использования при добычных работах и проходятся
полным эксплуатационным сечением.
Изучение месторождений как при оценочных работах, так и в тече-
ние эксплуатационного периода ограничивается выявлением минимально
допустимого, с точки зрения компании, количества общих запасов, обес-
печивающих будущее предприятие на амортизационный срок, т. с. при-
мерно на 15 лет, иногда всего на 5-10 лет, если считается, что разработка
при этом будет рентабельна. Количество запасов, разведуемых в предэкс-
плуатационный период (при детальной разведке месторождения) до отно-
сительно высоких категорий, как правило, не превышает 3-4-кратной
средней годовой производительности будущего рудника или (на месторо-
ждениях, промышленное освоение которых требует весьма значительных
капиталовложений) объема, обеспечивающего эксплуатацию первой оче-
реди предприятия.
Степень изученности запасов, квалифицируемых как достоверные,
полностью отвечает требованиям, предъявляемым в нашей стране к кате-
гориям А+В, а иногда является и более высокой. Однако сам факт осуще-
ствления детальной разведки добывающей компанией с финансированием
ее за счет средств, выделяемых на освоение месторождения, расходы на
которое существенно влияют на конечные экономические результаты ра-
боты добывающего предприятия, лимитирует рост затрат на детальные
разведочные исследования и заставляет промышленные компании нахо-
дить их минимально достаточные объемы.
Принятое в капиталистических странах проведение детальных раз-
ведочных работ не разведочной, а добывающей компанией обеспечивает,
во-первых, правильный выбор участков для первоочередного освоения,
которые и подлежат вовлечению в детальную разведку, и, во-вторых, по-
зволяет определить минимально необходимое количество запасов, подле-
жащих разведке до высоких категорий с учетом нужд будущего добываю-
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Этапы и стадии геолого-разведочных работ
79
щего предприятия. Все это позволяет избежать вложений излишних
средств в разведку и замораживания их на длительные сроки, в то время
как дальнейшее наращивание запасов высоких категорий производится
обычно уже в период эксплуатации первой очереди предприятия за счет
прибылей, получаемых от добычных работ. Кроме того, добывающая ком-
пания может вполне обоснованно выбрать такую систему разведочных
выработок и пройти их таким образом, чтобы они могли быть полностью
использованы при эксплуатационных работах. Если проходка разведоч-
ных выработок полным эксплуатационным сечением и удорожает деталь-
ные разведочные работы, то окупается не только за счет сокращения сро-
ков, отделяющих начало разведочных работ от ввода добывающего пред-
приятия в эксплуатацию, но и за счет резкого снижении суммарных затрат
на разведку и освоение месторождения.
Таблица 3.2
Сопоставление российской и зарубежных стадий ГРР
< ZIIIA, Канада, Австралия Россия
Стадии Подстадии Этапы Стадии ГРР
США, Канада Австралия
Региональные работы Региональные геолого- съемочные работы мас- штаба 1: 500 000 и 1: 250 ООО Региональные геологосъе- мочные рабо- ты масштаба 1:250 000 Работы об- щегеологи- ческого и минергени- ческого назначения Региональное геологическое изучение недр и прогнозирование полезных иско- паемых
Г еологосъемочные рабо- ты и рекогносцировоч- ные поиски масштаба 1: 63 360 (62 500) Региональные геологические поиски маета- ба 1: 63 360 и крупнее Поиски и оценка ме- сторожде- ний Поисковые ра- боты
Поисково- оценочные Крупномасштабные поисковые работы (1: 31 680-12 000)
работы Работы по промышленной оценке место- рождений Оценочные ра- боты
Детальные разведочные исследования, проводимые гор- нодобывающими компаниями в комплексе с горно- подготовильными, а нередко и вскрышными работами Разведка и освоение месторож- дения Разведка месторождения
Эксплуатацион- ная разведка
В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
ОБЪЕКТЫ ГРР И ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ ТРЕБОВАНИЯ
Виды ПИ
Полезными ископаемыми (ПИ ) называются природные минераль-
ные вещества в земной коре, которые технологически возможно и эконо-
мически целесообразно использовать в промышленности. ПИ, извлечен-
ные из недр, представляют собой минеральное сырье. По физическим
свойствам разделяются на твердые, жидкие, газообразные. Твердые ПИ
делятся на рудные, нерудные, горючие. Рудные ПИ содержат минералы или
минеральные соединения, которые при существующем уровне развития
техники и экономики служат источниками получения различных химиче-
ских соединений или элементов: металлические, химические, агрономиче-
ские руды.
Нерудными называются ПИ, продуктами переработки которых яв-
ляются минералы или кристаллы (абразивы, диэлектрики, драгоценные
или поделочные камни, пьезо- и оптические минералы), а также горные
породы, использующиеся промышленностью без существенной перера-
ботки (флюсы, огнеупоры, строительные и керамические материалы). К
числу твердых горючих ПИ относятся угли, горючие сланцы, асфальтиты
и озокериты. Среди жидких и газообразных ПИ выделяются горючие
(нефть, горючие газы); пресные, минеральные, соленые и нефтяные воды,
инертные газы.
Месторождения
Месторождениями ПИ называются пространственно обособленные
скопления минеральных веществ в земной коре, которые в количествен-
ном и качественном отношениях отвечают современным требованиям про-
мышленности, по совокупности природных условий пригодны для про-
мышленного использования и могут служить минерально-сырьевой базой
горного предприятия - рудника, карьера, шахты. Результирующая возмож-
ность промышленного использования МПИ определяется экономической
целесообразностью их добычи и переработки. Важнейшими критериями
промышленной ценности месторождений являются:
качество и количество минерального сырья в недрах;
технологические свойства минерального сырья;
горно-, гидро-, инженерно-геологические условия эксплуатации ме-
сторождения.
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
81
географо-экономическое положение месторождения.
Совокупность перечисленных критериев определяет комплекс тре-
бований к изученности запасов минерального сырья в недрах (промыш-
ленные кондиции). Скопления ПИ небольших или невыясненных размеров
называются проявлениями (рудопроявлениями). Точки минерализации
(рудные точки) - мелкие рудопроявления, которые ни по размерам, ни по каче-
ству полезного ископаемого не могут стать объектами промышленного исполь-
зования.
Промышленная классификация месторождений
В зависимости от сферы использования твердые ПИ подразделяются
на следующие сырьевые группы (табл. Гу.
1. Твердое топливно-энергетическое и химическое сырье.
2. Жидкое и газообразное топливно-энергетическое и химическое сы-
рье.
з. Металлы (черные, цветные, редкие, рассеянные элементы, благород-
ные, радиоактивные).
4. Нерудное сырье для металлургии.
5. Техническое сырье, драгоценные, полудрагоценные и поделочные
камни.
6. Сырье для строительной индустрии.
7. Горно-химическое сырье.
8. Воды.
9. Инертные газы.
В качестве товарной продукцииа горных предприятий могут высту-
пать полезное ископаемое, концентрат, металл (минерал). Полезное иско-
паемое (руда или горная масса) является товарной продукцией в природ-
ном виде или после обработки, выполняемой на месте добычи (сортиров-
ка, отмывка, размол, распиловка, иногда обжиг) для следующих видов по-
лезных ископаемых:
энергоносители (кроме урана),
стройматериалы,
керамическое сырье,
химическое и техническое сырье (калийные, магниевые и натриевые
соли, фосфориты, флюсовое и огнеупорное сырье, тальк и пирофил-
лит, цеолиты),
богатые руды железа (>50%), хрома (>45%), никеля (>1%), кото-
рые используются непосредственно для выплавки металлов,
бокситы и др.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР ?/ предъявляемые к ним требования
82
Таблица 4.1
Промышленная классификация полезных ископаемых
Энергетиче- ское сырье Твердое топливно- энергетическое и химиче- ское сырье Уран, уголь, горючие сланцы, торф
Жидкое и газообразное топ- ливно-энергетическое и хи- мическое сырье Нефть, природный газ, газовый конденсат, по- путный нефтяной газ
Металлы Черные Железо, марганец, хром, титан, ванадий
Цветные Алюминий, магний, медь, свинец, цинк, никель, ко- бальт, олово, вольфрам, молибден, висмут, сурь- ма, ртуть, мышьяк
Редкие Литий, бериллий, ниобий, тантал, цирконий, ред- коземельные металлы и иттрий, стронций
Рассеянные элементы Скандий, германий, рубидий, цезий, кадмий, индий, таллий, селен, теллур, гафний,рений
Благородные Золото, серебро, платина и платиноиды
Радиоактивные Радий, торий
Нерудное сырье для металлургии Плавиковый шпат и другие флюсы, Известняки, огнеупоры, высокоглиноземистое сырье (нефели- новые сиениты, алуниты, силлиманит, кианит)
Техническое сырье, драгоценные, полудра- гоценные и поделочные камни Абразивы Технические алмазы, корунд, топаз, грантат, кварц
Пьезооптическое сырье Пьезокварц, оптический кварц, исландский шпат
Тепло- и электроизоляци- онное сырье Асбест, тальк, слюды
Драгоценные и полудрао- ценные камни Алмаз, рубин, сапфир, гранат
Поделочные камни Нефрит, родонит, чароит, малахит
Сырье для каменного литья Диабазы, базальты
Каменные кислотоупоры
Сырье для строи- тельной индустрии Строительные камни
Облицовочные камни Мраморы, граниты
Цементное сырье Мергели, известняки, глинистые сланцы
Наполнители бетона Щебень, песок
Вяжущие материалы Мергели, известники, глины, гипс, ангидрит
Г идравлические добавки Пемза, диатомит, трепелы, опока, перлит
Минеральные краски Охра, умбра
Стекольно-керамическое сырье Стекольные пески, полевой шпат, каолин
Горно- химическое сырье Химическое сырье Натрийсодержспцие соли, сера, серный колчедан, фтораты, бораты, сульфаты
Агрономическое сырье Апатиты, фосфориты, калийные соли, селитра
Воды Подземные Питьевые, технические, минеральные (бальнеоло- гические), гидроминералъные
Поверхностные Озерные, рассолы (рапа и др.), морские
Минеральные грязи и илы
Инертные газы Гелий, неон, аргон
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР ?/ предъявляемые к ним требования
83
Концентрат, полученный при обогащении добытого сырья и исполь-
зуемый как полуфабрикат для дальнейшей переработки является товарной
продукцией для большинства руд металлов и некоторых видов химическо-
го сырья, в которых содержание полезного компонента значительно по-
вышено по сравнению с исходной, добытой из недр, массой.
Металл, кристаллосырье или другой минеральный продукт, извле-
каемый из добываемого сырья в товарном виде при первичной переработ-
ке является товарной продукцией для руд со свободным золотом и ртутью,
россыпей золота и платины, алмазов, пьезокварца, оптического флюорита
и кальцита, слюды (мусковит, флогопит), ювелирно-ограночных кристал-
лов (корунды, бериллы, турмалины и др.), асбеста, урана.
Генетические модели месторождений
Наиболее распространенной является генетическая классификация
месторождений В.И. Смирнова (табл.2). В последнее десятилетия рас-
сматриваемая схема была дополнена на основе представлений о роли тех
или иных формационных комплексов в рудообразовании, а также сущест-
венного уточнения механизма самого процесса рудогенеза. В частности
наряду с традиционными ортомагматическими (плутоническо-
гидротермальными и вулканогенно-термальными) моделями была пред-
ложена гидротермально-рециклинговая (конвективная) гипотиза рудооб-
разования, разработанная для медно-молибденовых порфировых колче-
данных и других объектов.
Применительно к экзогенным рудообразующим системам широкое
распространение получила седиментогенно-гидрогенная модель, вклю-
чающая осадочно-диагенетические процессы и пластовую инфильтрацию,
разработанная на примерах стратиформных месторождений медистых
песчаников и сланцев, а также, так называемых, ролевых месторождений
урана и др. В последние годы повышенное внимание уделяется процессам
регенерации в рудогенезе и образующимся в этих условиях полигенно-
полихромным месторождениям (метоморфогенно-гидротермальная гипо-
теза) и др. Генетическая классификация месторождений основное значе-
ние имеет при прогнозе и поисках полезных ископаепмых.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР ?/ предъявляемые к ним требования
84
Таблица 4.2
Сводная генетическая классификация МНИ
(по В.И.Смирнову, 1982, с дополнениями Н.С. Скрипченко)
Серия Группа Класс Подкласс Полезные ископаемые
Эндогенная Флюидно-магматическая Магматическая Строительные материалы (граниты, базальты, лабрадориты, вулканиче- ские туфы, перлиты и др.)
Ликвационный Си, Ni, платиноиды, сульфидная сера
Раннемагматический Cr, Pt, алмазы, графит
Позднемагматический Сг, платиноиды, редкие, земли, графит
Пегматитовая Простые пегматиты Полевые шпаты, кварц
Перекристаллизованные пегматиты Полевые шпаты, кварц, мусковит
Метасоматически замещенные пегма- титы Горный хрусталь, оптический флюо- рит, драгоценные и поделочные камни, Li, Be, Cs, Rb, Sn, IT, Th, U, Nb, Та, ред- кие земли
Десилицированные пегматиты Сапфиры, рубины, корунд, наждак
Карбонатитовая Магматический Та, Nb, Fe, Ti, Си, Pb, Zn, редкие земли, апатит, флогопит, вермикулит, хри- золит, карбонатное сырье
Метасоматический
Комбинированный
Гидротермальная Альбитит- грейзеновая Альбититовый Nb, Zr, Hf Th, Li, Be, редкие земли
Грейзеновый Sn, IF, Li, Be, Mo, драгоценные камни
Скарновая Ba, графит, хризотил-асбест, благо- родная шпинель, пьезокварц, андалу- зит, силлиманит, кианит, слюда, ко- рунд, рубины, сапфиры, лазурит, кор- диерит
Известковых скарнов Fe, Со, Си, Pt, IF Mo, Zn, Au, Sn, Be, Sc, Nb, Th, U, редкие земли, платиноиды
Магнезиальных скарнов Fe, Zn, В, флогопит
Жильно- вкрапленная Сн-Мо-порфировый Au, Mo, Си, Pb, Zn, Ag, As, Fe, Mg, Sn, W,Bi, U, Co, Ni, Sb, Mn, Sn, Bi, Hg, As, барит, горный хрусталь, пьезокварц, тальк, магнезит,
Жильный хризотил- и амфибол-асбест, само- родная сера, флюорит, алунит, ис- ландский шпат
Гидротермально- осадочная. Вулканогенных формаций Си, Pb, Zn, Au, Ag, Bi, As, Cd, Se, Те, барит, гипс, пирит
Осадочных формаций
Экзогенно-гидротермальныйь(тип дол.Миссисипи)
Экзо- генная Выветривания Остаточный Ni, Fe, Мп, Al, Au, Sn, Pb, Ta, Nb, магне- зит,тальк, каолины, апатит, барит, глины, бораты, малахит, азурит
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР п предъявляемые к ним требования
85
Серия Группа Класс Подкласс Полезные ископаемые
Инфильтрационный U, Си, Fe, сера, фосфориты, барит, бораты, магнезит, гипс
Россыпная Элювиальный Au, Pt, Sn, Та, Nb, Zr, алмазы
Делювиальный Au, Sn, И; алмазы, корунд
Пролювиальный алмазы
Аллювиальный Косовой песок, граеии, галечник
Экзогенная Русловой Долинный Террасовый Au, Sn, И; Та, Nb, Fe, алмазы, песок, граеии, галечник
Дельтовый Au, Ti, Sn
Литоральный Озерный Морской Океанический Au, Pt, Zr, Ti, Sn, Ce, La, драгоценные камни, песок, граеии, галечник
Гляциальный Моренный Au, Pt, алмазы, песок, граеии, галечник
Флювио- гляциальный
Эоловый Алмазы
Осадочная Механический Галечники, гравий, пески, глины, песча- ники, граееллиты, конгломераты, као- лины, бентониты, магнезит, алмазы
Химический Fe, Мп, Al, U, Си, F, Mo, Sr, Ge, мине- ральные соли, гмпс, ангидрит, бораты, барит, минеральные краски, известня- ки, доломиты, мергели
Биохимический (биогенный) Известняки, фосфориты, диатомиты, трепелы, опоки, сера, гуано, доломи- ты, угли, горючие сланцы, асфальти- ты, озокериты, нефть, газ
Вулканогенно-осадочный Fe, Мп, Pb, Zn, Си, барит, цеолиты, борат, сода, сера, строительные ма- териалы
Метаморфогенная Метаморфизован- ная Регионально-метамофизованный Fe, Мп, Pb, Zn, Au, U, апатиты, строи- тельные материалы
Контактово-метамофизованный Fe, Мп, V, графит, корунд, наждак, апатиты, строительные и огнеупор- ные материалы
Метаморфическая Андалузит, силлиманит, кианит, мра- моры, кварциты, графит, драгоценные камни, гнейсы, кровельные сланцы, ас- бест, флогопит, наждак, гранаты, алмазы, горный хрусталь, Ti, Аи
Техногенная Отвалы горнодобывающих предпри- ятий, "хвосты " и шлаконакопители обогатительных фабрик, шлакохрани- лища металлургических заводов
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
86
Морфологическая классификация тел полезных ископаемых
Телом, или залежью полезного ископаемого называется его скопле-
ние, ограниченное со всех сторон и приуроченное к определенному струк-
турно-геологическому элементу или их сочетанию. Морфологическая
классификация тел полезных ископаемых представлена в табл.З. Выделя-
ется три основных морфологических типа залежей:
изометричные тела - имеюшие одинаковые размеры в 3-х измере-
ниях);
плитообразные тела - имеющие сопоставимые размеры по 2-м
направлениям (простиранию и падению) и на порядок меньший
размер по 3-му направлению (по мощности);
трубообразные тела - имеющие один преобладающий (не меньше,
чем на порядок) размер, характеризующий их удлиненность; два
других, примерно, одинаковых измерения определяют размер попе-
речного сечения трубообразных тел изометричной, эллиптической
или линзовидной формы.
По размерам рудные тела подразделяются на три группы - крупные,
средние и мелкие. Крупные тела - пласты, штокверки, штоки и др. - протя-
гиваются на многие сотни метров и на километры. Средние тела - штоки,
линзы, жилы и др. - прослеживаются на сотни метров, часто характеризу-
ются небольшой мощностью. Мелкие тела - шлиры, гнезда, трубки, мелкие
жилы - имеют наибольший размер в единицы - десятки метров.
Изометричные тела полезных ископаемых представляют собой ско-
пления минерального вещества, примерно равновеликие во всех измере-
ниях. К ним принадлежат штоки, штокверки и гнезда. Штоком называется
крупная более или менее изометричная залежь сплошного или почти
сплошного скопления полезного ископаемого (рис.1}. Штоки характерны
для месторождений каменной соли, цветных метал.лов, образованных
гидротермально-метасоматическим способом и др. Штокообразное тело -
тело менее определенной или более сложной формы. Линза представляет
собой сплющенный шток - переходную форму к плитообразным телам.
Линзовидные формы тел характерны для многих месторождений рудных и
нерудных полезных ископаемых. Удлиненный шток - переходная форма к
трубообразным телам.
Штокверк - блок горных пород примерно изометричной формы,
пронизанный сетью прожилков различного размера и вкрапленностью
рудных минералов (рис. 2). Промышленный интерес представляет вся мас-
са штокверка. Наряду с формой, штокверк характеризует и внутреннее
строение рудного тела. Данные форма и внутреннее строение характерны
для месторождений Си, Mo, Sn, редких металлов, асбеста. Гнездо - сплош-
ное некрупное скопление полезного ископаемого. Встречается на
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
87
некоторых золоторудных, свинцовоцинковых, хромитовых, ртутных и др.
месторождениях (рис.З). Гнездообразное тело - тело менее определенной
или более сложной формы. Чечевица - сплющенное гнездо, форма
переходная к плитообразным телам. Удлиненное гнездо - форма,
переходная к тубообразным телам.
Таблица 4.3
Морфологическая классификация тел полезных ископаемых
Морфологический тип Форма Разновидности Размеры Мощность
Изометричные тела Гнездо Гнездообразное тело до 10м
Чечевица
Удлиненное гнездо
Шток Штокообразное тело от 10 м до nxlOO м
Линза
Удлиненный шток
Штокверк до nxl км
Плитообразные тела Пласт Простой пласт ДО ПХ10 км ОТ ПХ10 см до пхЮ м
Сложный пласт
Лентовидное тело
Стратиформное (пластообразное) тело до nxl км ОТ ПХ10 см до пхЮ м
Жила Простая жила от пхЮ м до 1 км ОТ ПХ10 см до nxl м
Сложная жила
Лестничная (ступенча- тая) жила
Рубцовая жила
Четочная жила
Камерная жила
Трубообразные тела Труба до nxl км до nxl00 м
Трубка до nxl00 м ОТ ПХ10 см до nxl м
Трубообразное тело
Плоские (плитообразные) тела полезных ископаемых характеризу-
ются двумя протяженными и одним коротким размером. Их представите-
лями являются пласты, стратиформные (пластообразные) тела и жилы.
Пласт - плитообразное тело обычно осадочного генезиса, залегающее со-
гласно со слоистостью или напластованием вмещающих пород. Простой
пласт состоит из вещества однородного состава, сложный - из
чередования вещества пласта и вмещающих пород (рис.4). Нередко отме-
чаются наличие пережимов, раздувов и расщепления мощности. Ленто-
видное тело представляет собой вытянутый в одном направлении пласт,
т.е. может рассматриваться как переходная форма к трубообразным телам.
Месторождения могут быть представлены одним пластом или
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
88
чередованием нескольких, иногда десятков пластов. Пласт полезного ис-
копаемого иногда разделяется на пачки, разобщенные прослоями породы;
пачки в свою очередь могут распадаться на слои (рис. 4).
Рис. 4.1. Штокверк
Рис. 4.3. Гнезда руды в минерализованной породе
(разрез)
Г»У1г Е-Щт Г:
2/7 ГТ>
Рис. 4.2. Шток медной руды месторож-
дения Цителсонели. 1 - четвертичные
рыхлые отложения, 2 - четвертичные
лавы, 3 - верхнемеловые туфы, 4 -
огипсованные туфы, 5 - вторичные
кварциты; 6 - дайки кварцевых альбито-
фиров, 7 - рудное тело, 8 - буровые
скважины
Рис. 4.4. Строение
пласта полезного
ископаемого (в раз-
резе). 1-пачки и
слои полезного ис-
копаемого; 2- прос-
лои породы
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
89
Основными элементами, определяющими геологическую позицию и
размеры пластов, являются направление простирания и длина по прости-
ранию, направление падения, угол падения, длина по падению, мощность
пласта. Пластовые залежи могут иметь большую протяженность, дости-
гающую по простиранию нескольких десятков километров (Донецкий бас-
сейн). Пласты характерны для сингенетических (осадочных)
месторождений Fe, Мп, А1, нерудных и горючих полезных ископаемых .По
падению пласты золотоносных конгломератов Витватерсранда в Южной
Африке, разрабатываются до глубины более 2 км. Мощность пластов по-
лезных ископаемых изменяется от едва заметных пропластков до несколь-
ких сотен метров. Мощность рабочих пластов угля в Донбассе обычно ле-
жит в пределах 0,45-2,5 м (средняя 0,7 м), пластов бурых углей третичных
бассейнов Южного Урала достигает 150 м, залежи соли в Соликамске на
Урале - до 500 м. Месторождения пластовой формы бывают однопласто-
выми и многопластовыми. В последнем случае выделяется продуктивная
толща пород, количество пластов в которой колеблется в широких преде-
лах - в Подмосковном бассейне - 2, в Донбассе - около 100, в Верхнесилез-
ском бассейне -140.
Рис. 4.5. Схема распростра-
нения угольного пласта 7?,
средний карбон, Донбасс
Стратиформные (пластообразные) тела полезных ископаемых зале-
гают субсогласно со слоистостью или напластованием вмещающих пород
и характеризуются невыдержанной мощностью, ее раздувами, пережима-
ми и расщеплениями, постепенными переходами к вмещающим породам,
кулисным строением тел. Месторождения могут быть представлены от-
дельными телами или продуктивными толщами, вмещающими множество
тел. Метасоматические тела, развивающиеся по отдельным пластам в тол-
щах осадочных пород, приобретают характер стратиформных залежей.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
90
Рис. 4.6. Жилы: а- простая; б-сложная; в- четковидная; г- камерная; д- оперенная жила
с положением параллелепипеда и эллипса деформации; е- седловидная жила (перспек-
тивное изображение); ж- лестничные жилы; з- элементы залегания крутопадающей жи-
лы, которая смещается в сторону от линии падения, а- угол падения, /3 - угол склонен-
ния оси тела; <р - угол между линией падения и осью тела (в обычных случаях сг= Д ф=
0)
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
91
Форма характерна для месторождений цветных, в ряде случаев и редких
металлов различного генезиса.
Жила - плитообразное эпигенетическое тело полезного ископаемого,
выполняющее трещины в горных породах или образованное путем их за-
мещения (метасоматоза). Жилы бывают простые и сложные. К простым
жилам относятся одиночные минерализованные трещины, имеющие про-
стое строение, четкие контакты с вмещающими породами, но с
пережимами раздувами и расщеплением мощности (рис.6,а), к сложным -
пучки переплетающихся трещин, зон дробления или рассланцевания, с
ветвлениями, апофизами, пережимами и раздувами мощности (рис.6,6). По
деталям морфологии среди жил выделяются четковидные (рис.6,в), рубцо-
вые, камерные (рис.6,г), оперенные (рис.6,д), седловидные (рис.6,ж), лест-
ничные (ступенчатые - рис. 6, е).
Четковидная жила характеризуется чередованием в ее плоскости
раздувов и пережимов, иногда переходящих в тонкие проводники. Камер-
ная жила отличается еще более резкими раздувами, которые в форме
крупных скоплений как бы нанизаны на жильный шов. Рубцовая жила по-
хожа на камерную и характеризуется чередованием линзообразных разду-
вов и пережимов мощности. Седловидная жила образуется при скоплении
вещества полезного ископаемого в шарнирах складок. Оперенная жила
относится к сложным, заполняющим трещину сброса или сдвига и отхо-
дящие от нее трещины оперения. Лестничные жилы выполняют попереч-
ные трещины в пластах или дайках хрупких пород, залегающих среди бо-
лее пластичных образований.
Поверхность контакта жилы с вмещающими породами называется
зальбандом. Прилегающие к жиле породы нередко бывают изменены и
минерализованы; такие зоны метаморфизованных боковых пород создают
ореол околожильного изменения, иногда содержащего промышленные
концентрации ценных компонентов. Отходящие от жил в боковые породы
прожилки называются апофизами. При неравномерном распределении
выполняющих их минералов жилы характеризуются чередованием обога-
щенных и разубоженных ценными компонентами участаков. Богатые уча-
стки в теле жилы называются рудными столбами (рис. 7) морфологическо-
го и концентрационного типа. Первые образованы раздувами жилы, вто-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
92
рые - зонами повышенной концентрации ценных компонентов, не связан-
ных с изменением морфологии тела полезного ископаемого (рис. 9,10).
Салига
Рис. 4.8. Рудные столбы в плоскости жилы
Рис. 4.7. Элементы залегания рудно-
го столба в плоскости жилы - про-
стирание, склонение, ныряние
Основными геологическими элементами, определяющими размеры п
условия залегания жил, являются направление простирания и длина по
простиранию, направление, угол падения и длина по падению, склонение,
мощность (рис.6,з). Длина жил по простиранию полезных ископаемых ко-
леблется в очень широких пределах - от коротких прожилков размером 1 м
и менее до колоссальной протяженности в 200 км (материнская жила золо-
тых руд в Калифорнии). По падению некоторые жилы выклиниваются на
коротком расстоянии от земной поверхности, другие (Садонская жила
свинцово-цинковых руд на Северном Кавказе) прослеживаются до глуби-
ны более 1,5 км; золотоносные кварцевые жилы Колар в Индии разраба-
тываются на глубине свыше 3,2 км. Склонением называется погружение
линий выклинивания жкилы по ее простиранию; углами склонения - углы,
образованные линиями склонения с линией простирания (рис. 8). У жил,
так же как и у пластов, различают геологическую и рабочую мощность
(наименьшая величина мощности, при которой возможна эксплуатация
жильного месторождения).
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
93
Рис. 4.9. Распределение содержаний свинца на продольном вертикальном профиле
Верхне-Згидской жилы. 1- граниты, 2- базальный горизонт, 3- сланцы, 4- порфириты
Рис. Рис. 4.10. Распределение содержаний цинка на продольном вертикальном профиле
Верхне-Згидской жилы. 1- граниты, 2- базальный горизонт, 3- сланцы, 4- порфириты
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
94
Рис. 4.11. Геологический план восточной части рудного поля Бьютт. 1 - кварцевые
монцониты; 2 - кварцевые gop(|)npbi; 3 - липариты; рудные жилы: 4 - системы Анакон-
да, 5 - «синие»; 6 - послерудные разрывные нарушения; 7 - шахты
Рис. 4.12. Жильное поле вольфрамового ме-
сторождения Антонова гора. 1 - песчаники,
сланцы; 2 - граниты; 3 - жилы; 4 - сбросы
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
95
Рис. 4.13. Элементы залегания трубообраз-
ного тела, а - угол погружения (ныряния)
Месторождения обычно представлены сериями жил, включающими
десятки и сотни жил (рис.11,12). Масштабы и промышленная ценность ме-
сторож дения определяются, как правило, одной, наиболее крупной жи-
лой. Жильные формы характерны для многих месторождений цветных,
редких, благородных и радиоактивных металлов.
Вытянутые по одной оси тела полезных ископаемых называются
трубами, трубками или трубообразными залежами. Труба представляет со-
бой крупное одиночное тело, характеризующееся устойчивой формой, вы-
держанным залеганием, крутым падением на глубину (месторождения ал-
мазов в кимберлитовых трубках, карбонатиты); трубка - мелкое одиноч-
ное тело; трубообразное тело - тело менее определенной или более слож-
ной формы, характеризующееся неустойчивыми формой и залеганием,
древовидным и кустовидным ветвлением на глубину (месторождения
цветных, благородных, редких и радиоактивных руд).
Морфология и условия их залегания трубообразных тел определяют-
ся углом погружения, или ныряния, длиной по направлению погружения и
поперечным сечепием. Угол ныряния трубки полезного ископаемого из-
меряется между ее осью и горизонтальной плоскостью (рис. 13). Он может
изменяться в широких пределах: от 90° у вертикальных труб до 0° у гори-
зонтальных трубообразных залежей. Поперечное сечение и длина по оси
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
96
труб также достаточно изменчивы. Так, поперечное сечение алмазоносных
трубок кимберлитов в Сибири колеблется от 100 до 1000 м.
В 1940 г. В.М. Крейтером выделены пять морфогенетических типов
месторождений, требующих учета особенностей их мофологии и внутрен-
него строения при разведке:
□ пластовые и стратиформные;
□ остаточные - плащеобразные (коры выветривания);
□ россыпные;
□ магматические и постмагматические - жильные, штокверковые и
трубообразные;
□ прерывистого строения.
Существует также взаимосвязь между формой тел полезных иско-
паемых и масштабами (запасами) месторождений (табл. 4). Морфологиче-
ская классификация месторождении основное значение имеет при раз-
ведке месторождений.
Таблица 4.4
Группировка морфологических типов тел полезных ископаемых по масштабам ме-
сторождений
По масштабу запасов
Уникальные Крупные Средние Мелкие
По морфологии тел ПИ Пластовые и стар- тиформные Пластовые и стар- тиформные Пластовые и стар- тиформные Пластовые и стар- тиформные
Штокверки, масси- вы Штокверки и што- ки Штокверки и што- ки Штокверки и штоки
Линзовидные и сложной формы залежи Линзовидные и сложной формы залежи Линзовидные и сложной формы залежи Линзовидные и сложнойформы за- лежи
Жилы и зоны Жилы и зоны Жилы и зоны
Трубообразные Трубообразные
Гнездообразные
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
97
Разведочная классификация месторождений
Разведочная классификация установлена Государственной комисси-
ей по запасам (ГКЗ). Необходимая и достаточная степень разведанности
запасов твердых полезных ископаемых определяется в зависимости от
сложности геологического строения месторождений, которые подразде-
ляются по данному признаку на 4 группы (табл. 5, рис. 14).
Таблица 4.5
Группы месторождений (участков) по сложности геологического строения
Оцениваемый показатель Группа сложности месторождения
1-я 2-я 3-я 4-я
Геологи ческое строение Простое Сложное Очень сложное Весьма слож- ное
Размеры тел Весьма круп- ные, крупные, реже средние Крупные и средние Средние и мелкие Мелкие, реже средние
Мощность тел Выдержанная Выдержанная или изменчи- вая Изменчивая или резко изменчивая Резко измен- чивая
Внутреннее строение Выдержанное Выдержанное или изменчи- вое Изменчивое или резко изменчивое Резко измен- чивое
Залегание тел Ненарушенное или слабона- рушенное Ненарушенное или нарушен- ное Нарушенное или интенсивно нару- шенное Интенсивно нарушенное
Качество полез- ного ископаемого Выдержанное Выдержанное или невыдер- жанное Невыдержанное Невыдержан- ное
Распределение основных полез- ных компонен- тов Равномерное или неравно- мерное Неравномерное или весьма неравно- мерное Весьма нерав- номерное
Категории разве- дываемых запа- сов А, В, Ci и С2 В, Ci и С2 Преимущественно CiuC2 Преимущест- венно С2
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
98
ЕЙЩ| г | -^|5 П~У14
Рис. 4.14. Примеры месторождений различных групп сложности геологического строения: а-
Итатское Канско-Ачинского бассейна (1 группа), б- Саранский участок Карагандинского бас-
сейна (2 группа), в- Алмазно-Марьевский район Донбасса (3 группа), г- Вачатский район Куз-
басса (4 группа). 1- угольные пласты, 2- «горельники», 3- разрывные нарушения, 4- скважины
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
99
Геолого-промышленная классификация месторождений
Промышленные типы месторождений полезных ископаемых, яв-
ляющихся предметом изучения при поисках и разведке, не тождественны
генетическим типам, хотя представление о них частично опирается на ге-
нетические и главным образом геолого-минералогические особенности
месторождений. Промышленным типом месторождений какого-либо ме-
талла можно назвать «такое природное геолого-минералогическое прояв-
ление, которое при эксплуатации в сумме (для всего мира) дает добычу,
выражающуюся целыми процентами» (Крейтер, 1960).
Под геолого-промышленными понимаются такие рудно-
формационные типы, которые отвечают современным требованиям горно-
добывающей промышленности к минеральному сырью. При выделении
геолого-промышленных типов в первую очередь учитывается комплекс
признаков, характеризующих рудные тела:
масштаб,
морфология,
химический и минеральный состав,
уровень концентраций рудообразующих компонентов,
технологические свойства,
экономическая значимость сырья и месторождений и др.,
а также горно-геологические условия отработки.
В.М. Крейтер в качестве признаков промышленного типа принял
формы, размеры, качество и условия залегания тел полезных ископаемых,
поскольку они оказывают решающее влияние на способы разработки и ме-
тодику разведки месторождений. В.И. Смирнов при промышленной груп-
пировке рудных месторождений подчеркивал признаки: генетический
класс, определяющий природу месторождения; структуру месторождения,
влияющую на его формы; вещественный состав руд, являющийся основой
их качества, и состав вмещающих горных пород.
Промышленная значимость различных типов месторождений неоди-
накова и измеряется в основном двумя показателями:
1) долей запасов полезного ископаемого в данном типе относительно
мировых запасов этого полезного ископаемого;
2) долей добычи минерального сырья из месторождений, принадлежа-
щих к данному типу, относительно мировой добычи такого мине-
рального сырья.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
100
Таблица 4.6
Основные промышленные типы месторождений медных руд
Промышленные типы месторожде- ний Структурно- морфологические типы рудных тел Ведущие текстуры руд Главные рудные минералы Наиболее ха- рактерные по- путные ком- поненты Качество РУД Примеры месторождений
I. Медно- никелевый Согласные пластообраз- ные залежи, линзо- и жи- лообразные тела Гнездово-вкрапленные, массивные, брекчиевые Пирротин, пент- ландит, халькопи- рит, кубанит Со, платинои- ды, S, Аи Богатые, средние, бедные Норильская и Печенгская группы (СССР); месторождения района Сед- бери (Канада)
II. Медистых пес- чаников и сланцев Пластовые, пластообраз- ные и лентовидные залежи Прожилково- екрапленные, вкраплен- ные Халькопирит, бор- нит, халькозин Ag, Re, Se, Те, Pb, Zn, Co, S Средние, богатые Джезказган, Удокан (СССР), Манс- фельд (РДР), Предсудетская монокли- наль (ПНР), Айнак (Афганистан), ме- сторождения Замбии, Заира
III. Медно- колчеданный Пласто- и линзообразные залежи Массивные, полосча- тые, вкрапленные Пирит, халькопи- рит, сфалерит, иногда пирротин Au, Ag, Zn, S, Pb, Se, Cd, Co, In, Те, Ge Средние, богатые Красноуральское, Учалинское, Байское, Подольское, Урупское, Кызыл-Дере (СССР), Оутокумпу (Финляндия), Рио- тинто (Испания), Маунт-Айза (Авст- ралия)
IV. Меднопорфн- ровый Штокверки Прожилково- вкрапленные, вкраплен- ные Халькопирит, халькозин, молиб- денит, пирит Mo, Re, Au, Ag, Se, Те Бедные Коунрад, Кальмакыр (СССР), Эрден- туин-Обо (МНР), Асарел, Елаците (НРБ), месторождения Канады, США, Мексики, Панамы, Перу, Чили, Папуа - Новой Гвинеи, Прана
V. Скарновый Пласто- и столбообраз- ные, сложной формы за- лежи Массивные, гнездовые, вкрапленные, прожил- ковые Халькопирит, маг- нетит, борнит, пирротин, пирит Au, Ag, Fe, Co, Mo, Se, Те, S Средние Саякская группа и Турытская группа (СССР), Малко-Тырново (НРБ), Зап. Банат (СРР), Речк (ВНР), Эрмсбре (Индонезия), Бисби (США)
VI. Кварцево- сульфидный (жильный) Жилы, жильные зоны, ино- гда сочетающиеся с мета- соматическими залежами Массивные, гнездовые, брекчиевидные, вкрап- ленные и прожилково- вкрапленные Халькопирит, сфа- лерит, пирит Ag, Au, Pb, Zn, Cd, Те, Se, Bi, Sb, Mo Средние Кафанское, Чатыркуль (СССР), Россен (НРБ), Рудняки, Славинки (ЧССР)
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
101
Почти вся масса добываемого в мире минерального сырья поступает
только из некоторых (для каждого вида полезного ископаемого) геолого-
минералогических типов месторождений. Для меди можно назвать при-
мерно 15 генетических типов месторождений, а промышленными являют-
ся только 6 (табл. 6).
Еще показательнее железорудные месторождения, для которых вы-
деляется 35-40 генетических типов локализации крупных концентраций
железа (окислы, карбонаты, сульфиды), а промышленных типов целесооб-
разно выделить только пять-шесть. Следует иметь в виду, что каждый из
промышленных типов может быть представлен в виде как крупных, так и
мелких скоплений. Среди последних могут быть и непромышленные.
Принадлежность месторождений по геолого-минералогической характе-
ристике к промышленному типу еще не гарантирует его практическую
ценность.
Одна из главнейших задач геолога заключается в том, чтобы не толь-
ко своевременно «отделить» заведомо непромышленные скопления полез-
ного ископаемого от возможно промышленных, но и правильно опреде-
лить перспективное значение последних. Заключение о промышленных
перспективах нового месторождения на первых стадиях его изучения да-
ется главным образом по аналогии с уже изученными и эксплуатируемыми
однотипными месторождениями. Значение отдельных промышленных ти-
пов месторождений меняется с развитием горноразведочной промышлен-
ности, а также в связи с открытием новых и отработкой ранее открытых
месторождений.
Следует иметь в виду, что каждый из промышленных типов может
быть представлен в виде как крупных, так и мелких скоплений. Среди по-
следних могут быть и непромышленные. Принадлежность месторождений
по геолого-минералогической характеристике к промышленному типу еще
не гарантирует его практическую ценность.
Геолого-промышленная классификация месторождении основное
значение имеет при оценке месторождении по результатам геолого-
разведочных работ.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
102
Факторы, определяющие промышленную ценность месторождений
На оценку месторождения основное влияние оказывают следующие
природные факторы:
1. Запасы (ресурсы) месторождения.
2. Качество полезного ископаемого.
3. Горно-, гидро-, инженерно-геологические условия эксплуатации.
4. Технологические свойства минерального сырья.
5. Географо-экономические и экологические условия.
Запасы месторождений
Запасами месторождения (reserves), называют количество состав-
ляющего его ПИ, подсчитанное по результатам ГРР. К ресурсам
(resourses) относятся предполагаемые (прогнозируемые) запасы, которые
оцениваются на основе благоприятных геологических предпосылок и
обоснованной аналогии с известными месторождениями. Запасы боль-
шинства твердых ПИ измеряют в единицах массы - метрических тоннах
(т). Запасы сыпучих ПИ (песков, гравия, в т.ч. песков в россыпях), строи-
тельного, облицовочного камня, природного газа измеряют в объемных
единицах - м3. Запасы нефти в России принято измерять в единицах массы
(т), в западных странах в объемных единицах - баррелях (159л, ~ 141,8 кг).
Запасы золота в России измеряют в кг, в США , Англии, ЮАР и ряде дру-
гих стран используется т.н. «тройские унции» (31,103г). Запасы алмазов и
драгоценных камней измеряют в каратах (0,2г).
Для характеристики запасов, ценность которых представляет хими-
ческий элемент или рассеянный в породе минерал (руды металлов, алмазы
и др.) используют два показателя: общие запасы ПИ (руды) и запасы цен-
ного компонента (металла, минерала). В России запасы ПИ принято оце-
нивать их количеством в недрах (in situ); в западных странах обычно ука-
зываются извлекаемые запасы (recoverable) с учетом возможных потерь
при добыче.
По величине запасов различают
уникальные,
крупные,
средние,
мелкие месторождения.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
103
Уникальные месторождения в природе единичны (табл.7). По дан-
ным А.П.Соловова соотношения между числом крупных, средних, мелких
месторождений и непромышленных рудопроявлений оцениваются про-
порцией 1:7:49:343, причем 1 крупное месторождение приходится на
площадь 10 тыс. кв. км. Таким образом условно можно считать, что на
площади 10 тыс. кв. км находится
1 крупное,
7 средних,
50 мелких рудных месторождений,
350 проявлений рудных ПИ.
Таблица 4.7
Примеры уникальных месторождений
Вид полезного ископаемого Название и страна Запасы (с учетом добычи), т
Золото (металл) Витватерсранд, ЮАР 30 000
Медь (металл) Удоканское,Россия 20 000 000
Молибден (металл) Кляймакс, США 800 000
Железные руды Яковлевское,Россия 10 000 000 000
Уран Инкай, Казахстан 300 000
Месторождения
Рис. 4.15. Статистическое распределение ме-
сторождений различного масштаба по их чис-
ленности и запасам (по данным А. П. Соловова)
Среднее содержание
в земной коре, 10_^%
Среднее содержание
в земной коре, 10_^%
Рис. 4.16. Зависимость запасов и числа
крупных месторождений от среднего со-
держания металла в земной коре
Е.М. Квятковский и Г.Ф. Новиков установили следующие прибли-
женные зависимости:
q~ 10x4k, Q~kxl08,
где q, Q, k - среднее содержание, запасы и кларк (по А.П. Виноградову)
полезного компонента для среднего по масштабам месторождения.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
104
Для крупных рудных районов с однотипными месторождениями
рудного сырья можно построить ранжированный по запасам ряд (рис. 17),
в котором величина запасов и ранг каждого из них будут связаны зависи-
мостью, близкой к т.н. закону Зипфа (Zipf), т.е.
In QN = /3- In N
где Qn, N - запасы и ранг месторождения; (3 - эмпирический коэффициент.
Рис. 4.17. График ранжированного ряда урановых месторождений Притяныпанской
провинции. Белый квадрат - первое открытое месторождение (1953 г.); кружки -
открытия 60-х годов; треугольники - открытия 70-х годов; двойной кружок - открытие
80-х годов. Цифры - месторождения (в скобках -год открытия): 1 - Инкай (79), 2 -
Мынкудук (73), 3 - Моинкум (75), 4 - Учкудук (53), 5 - Канжукан (71), 6 - Сугралы (60),
7 - Ирколь (73), 8 - Карамурун (70), 9 - Букинай (60), 10 - Заречное (78), 11 - Уванас (64),
12 - Кетменчи (66), 13 - Жалпак (79), 14 - Лявлякан - Бешкак (62)
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР ?/ предъявляемые к ним требования
105
Таблица 4.8
Градации месторождений полезных ископаемых по размерам
(Приказ МПР №50 от 31. 03. 1997г.)
Полезное ископаемое Единица измерения Запасы месторождений
крупных (более) средних (от - до) мелких (менее)
Нефть и конденсат МЛН т Г 60 60-15 15
Природный газ млрд м3 75 75-40 40
Уголь коксующийся млн т 300 300-50 50
энергетический млн т 500 500-50 50
бурый млн т 1000 1000-100 100
Горючие сланцы млн т 1000 1000-100 100
Торф млн т 1 1-0,1 1 0,1
Железные руды млн т 300 300-50 50
Марганцевые руды млн т 30 30-3 3
Хромовые руды млн т 10 10-1 1
Бериллий тыс.т 10 10-0,5 0,5
Бокситы млн т 50 50-5 5
Вольфрам (WO3) коренные м-ния тыс.т 100 100-10 10
россыпи тыс.т 15 15-1 1
Висмут тыс.т 15 15-1 1
Германий тыс.т 1,5 1,5-0,5 0,5
Кобальт тыс.т 15 15-2 2
Литий (Li2 О) тыс.т 200 200-50 50
Медь тыс.т 1000 1000-100 100
Молибден тыс.т 50 50-5 5
Никель тыс.т 200 200-30 30
Ниобий (Nb2 О5) тыс.т 300 300-50 50
Тантал (Та2 О5) тыс.т 5 5-0,5 0,5
Олово коренные м-ния тыс.т 50 50-5 1 5
россыпи тыс.т 10 10-1 1
Ртуть тыс.т 15 15-0,7 0,7
Свинец тыс.т 1000 1000-100 100
Цинк тыс.т 1000 1000-100 100
Стронций тыс.т 500 500-100 100
Сурьма тыс.т 100 100-10 10
Титан (TiO2) Е Г оренные м-ния млн т 10 10-3 3
оссыпные -рутил млн т 1 1-0,1 0,1
оссыпные- ильменит млн т 5 5-0,5 0,5
Цирконий (ZrO2 ) млн т . 1,5 1,5-0,3 о,з
Золото коренные м-ния т Г 50 50-5 5
россыпи т 3 3-0,5 1 0,5
Серебро т 3000 3000-500 500
Платина коренные м-ния т 30 30-10 10
россыпи т 3 3-0,5 0,5
Алмазы коренные м-ния млн каратов 20 20-1 Г 1
россыпи млн каратов 5 5-0,1 0,1
Радиоактивное сырье тыс.т 20 20-5 5
Фосфориты (Р2 О5) МЛН т 30 30-10 10
Апатиты(Р2 О5) млн т 50 50-10 10
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР ?/ предъявляемые к ним требования
106
Полезное ископаемое Единица измерения Запасы месторождений
крупных (более) средних (от - до) мелких (менее)
Борные ру- ды (В2 О5) бораты МЛН т Ь 1,5 1 1,5-0,2 0,2
боросиликаты млн т 20 20-5 5
Калийные соли млн т 500 500-100 100
Соль поваренная пищевая млн т 300 300-100 100
химическая млн т 1000 1000-200 200
Магниевые соли (бишофит) млн т 80 80-10 10
Сульфат натрия млн т 10 10-5 5
Абразивы корунд тыс.т 100 100-30 30
наждак тыс.т 300 300-10 10
Асбест хризотиловый млн т 15 15-2 2
анто филлитовый тыс.т 40 40-5 5
амфиболитовый тыс.т 5 5-0,5 0,5
Барит млн т 3 3-1 1
Граф ИТ млн т 15 15-3 3
Тальк млн т 5 5-0,5 0,5
Каолины млн т 25 25-5 5
Бокситы для огнеупоров млн т 10 10-3 3
Глины тугоплавкие млн т 50 50-10 10
огнеупорные млн т 25 25-5 5
бентонитовые млн т 15 15-2 2
Камни облицовочные 3 млн м 5 5-2 2
Доломиты млн т 100 100-30 30
Известняки млн т 150 150-50 50
Кварциты млн т г 30 30-5 5
Магнезит млн т 100 100-10 10
Мраморы млн т 2 2-0,5 Н 0,5
Полевошпатовое сырье млн т 2 2-0,5 0,5
Плавиковый шпат млн т 5 5-1 1
Пески формовочные млн т 20 20-5 5
Слюда-мусковит тыс.т 20 20-2 2
Слюда - флогопит и вермикулит тыс.т 1 1-0,1 0,1
Цеолиты тыс.т 100 100-0,1 0,1
Гипс,ангидрит тыс.т 20 20-5 5
Кварц ЖИЛЬНЫЙ для плавки оптического стекла тыс.т 500 500-100 100
для оптического стекло- варения млн т 3 3-0,5 0,5
Пьезокварц тыс.кг. 5 5-1,5 1,5
Горный хрусталь тыс. кг 500 500-200 200
Исландский шпат тыс.кг 8 8-1 1
Оптический флюорит тыс.кг 0,5 0,5-0,1 0,1
Промышленные воды - гид- роминеральное сырье йод т/год 800 800-100 100
бром т/год 3000 3000-1000 1000
Подземные волы пресные м3 /сутки 200 200-30 30
термальные МВт м3 /сутки 100 100-10 10
минеральные: сероводород- ные родоновые, кремнистые м3 /сутки 500 500-100 100
углекислые, железистые м3 /сутки 300 300-50 50
азотные термы м3 /сутки 1500 1500-300 300
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
107
В соответствии с существующей Классификацией запасов место-
рождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых по эко-
номическому значению запасы ТПИ, подразделяются на две основные
группы, которые подлежат раздельному подсчету и учету:
балансовые (экономические);
забалансовые (потенциально экономические).
К балансовым относятся запасы, разработка которых на момент
оценки в условиях конкурентного рынка экономически эффективна при
использовании техники, технологии добычи и переработки минерального
сырья, обеспечивающих соблюдение требований по рациональному ис-
пользованию недр и охране окружающей среды.
К забалансовым относятся:
1) запасы, разработка которых на момент оценки в условиях конку-
рентного рынка экономически не эффективна (убыточна) из-за низ-
ких технико-экономических показателей, но освоение которых ста-
новится экономически возможным при изменении цен на ПИ, появ-
лении оптимальных рынков сбыта или новых технологий;
2) запасы, отвечающие требованиям, предъявляемым к балансовым за-
пасам, но использование которых на момент оценки невозможно в
связи с расположением в пределах водоохранных зон, населенных
пунктов, сооружений, сельскохозяйственных объектов, заповедни-
ков, памятников природы, истории и культуры.
Запасы полезных ископаемых по степени геологической изученно-
сти подразделяются на категории А, В, С) и С?. Прогнозные ресурсы по
степени их обоснованности подразделяются на категории Pi, Р2 и Р3. За-
пасы ТПИ подсчитываются по результатам геологоразведочных и экс-
плуатационных работ. Прогнозные ресурсы ТПИ оцениваются по метал-
логеническим (минерагеническим) зонам,бассейнам, рудным районам, по-
лям,рудопроявлениям,флангам,глубоким горизонтам месторождений ТПИ.
В табл.9 приведена обобщенная схема геологической изученности и обос-
нованности различных категорий запасов и прогнозных ресурсов.
Таблица 4.9
Категории запасов и прогнозных ресурсов
Запасы Прогнозные ресурсы
Разведанные Оцененные (геологические)
А в С1 с2 Pi р2 Рз
Степень разведанности Степень обоснованности
✓ / X 1
\ \ X
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
108
Качество полезных ископаемых
Под качеством ПИ понимается совокупность свойств, определяю-
щих его ценность с точки зрения возможности промышленного использо-
вания. При оценке качества все твердые ПИ могут быть разделены на три
группы:
ценность представлена химическим элементом или его соединением;
ценность представлена минералом с особыми свойствами;
ценность представлена всей добываемой из недр горной массой.
К первой из указанных групп относятся все руды металлов и горно-
химическое сырье (фосфориты, бор, сера). Основным показателем качест-
ва является содержание ценного компонента. Качество руд железа, мар-
ганца, меди, никеля, кобальта, свинца, цинка, олова, молибдена, ртути,
сурьмы, серы оценивается в весовых % содержания металла; качество руд
благородных металлов - в граммах металла на тонну руды (г/т); качество
руд хрома, титана, ванадия, вольфрама, тантала, ниобия, фосфора, бора - в
% содержания оксидов: Сг2О3, ТЮ2, V2O5, WO3, (Ta\Nb)2O5, Р2О5, В2О3, ка-
чество сырья россыпных месторождений - в единицах массы ценного ми-
нерала (золота, ильменита и т.п.) на единицу объема песков (г, мг или
кг/м3}. Снижение качества добываемого сырья за счет прихвата пустых
вмещающих пород или внутренних включений называется разубоживани-
ем.
Для оценки качества комплексных руд вводится понятие условного
металла, к содержанию которого приводятся фактические содержания
всех компонентов посредством коэффициентов, учитывающих их относи-
тельную ценность. Обычно в качестве условного выбирается металл (ком-
понент) с более высокими содержанием или ценностью. Для пересчета со-
держаний остальных компонентов в содержания основного вначале рас-
считываются пересчетные коэффициенты
П *Ц п
' ИохЦо
Цо, Ио - цена готовой продукции и коэффициент извлечения в готовый
продукт для основного компонента; Цп, Ип - тоже для попутного. Содер-
жание условного компонента с учётом переводных коэффициентов опре-
делится как qy= qo+k1xq1+k2xq2+ ... +kiXqt
В зависимости от содержаний основного ценного компонента руды
металлов делятся на
богатые,
рядовые,
бедные.
За последние 20 лет содержание цветных металлов в рудах снизилось
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
109
в 1,3-1,5 раза, железа в 1,25 раза, золота в 1,2 раза, доля труднообогатимых
руд и угля возросла с 15% до 40% от общей массы сырья, поступающего
на обогащение. Большинство рудных месторождений России, учтенных
государственным балансом, представлено рядовыми и бедными рудами, в
ряде случаев труднообогатимыми или залегающими на больших глубинах.
В связи с этим они являются не конкурентоспособными по сравнению с
зарубежными месторождениями.
Таблица 4.10
Группировка минерального сырья по качеству
Минеральное сы- рье Ведущий полезный компонент Качественная характеристика минерального сырья по содержанию ведущего полезного компонента,%
Бедные Рядовые Богатые
Железо Fe 22-30 30-50 >50
Флюорит CaF2 14-35 35-50 >50
Хромит Cr2O3 24-30 30-45 >45
Фосфориты р2о5 8-16 16-25 >25
Сурьма Sb 0,1 хп 1хп Юхп
Полимепгалл ы Pb, Zn 0,1 хп 1хп Юхп
Медь, олово Си, Sn 0,1 хп 1хп Юхп
Молибден Мо 0,1 хп 1хп Юхп
Вольфрам, ртуть wo3, Hg 0,1 хп 1хп Юхп
Кобальт, ниобий Со, Nb2O5 0,1 хп 1хп Юхп
Литий, уран Li2O, U 0,01хп 0,1 хп 0,1хп -1хп
Редкие земли TR 0,01хп 0,01хп 0,1 хп
Бериллий, тантал ВеО, Ta2Os 0,01хп 0,01хп 0,1 хп
Золото Au п г/т 5-15 г/т >15 г/т
Алмазы Алмаз 0,1Хп карат/т 0,1 Хп карат/т 1Хп карат/т
Рис. 4.18. Минимальные промышленные
содержания меди в рудах (по материалам
Горного бюро США)
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
ПО
Предварительные расчеты показывают, что по многим видам полез-
ных ископаемых в категорию забалансовых могут перейти от 30% до 70%
оцененных месторождений. Переоценка месторождений с учетом мировых
цен на готовую продукцию показала, что в категорию забалансовых руд
перейдет: 34% РЬ руд, 49% -Sn руд, 34% - магнетитовых руд, от 15% до
30% - Ti, Си, W, апатитовых руд и угля.
Кроме содержания основных полезных компонентов, качество ме-
таллических руд может определяться содержанием попутных ценных при-
месей, вредных примесей (табл. 11} и некоторыми дополнительными свой-
ствами (естественной кусковатостъю, плавкостью и др.) руд.
Таблица 4.11
Основные виды ценных и вредных примесей, встречающихся в рудах черных, цвет-
ных и редких металлов
Тип руд Основные ценные примеси Вредн. примеси
Железные Мп, Cr, V * P2O5, S **
Медно-никелевые Со, Pt, Pd -
Медно-колчеданные S, Со, Au, Ag, Se, Те, Bi, Jn, Cd, Ga, Ge As, Sb***
Свинцово-цинковые Aq, Cd, In, Au, Ge, Ga As, Sb ***
Медно-молибденовые и молибденовые Re -
Золото-серебряные - As, Sb ***
Бериллиевые, литиевые Rb, Cs, Sn -
Тантал-ниобиевые TR, Sc -
* Природно-легирующие примеси, повышающие качество чугуна и стали.
** Ухудшают свойства чугуна и стали.
*** Образуют при переработке вредные отходы (особенно нежелательны в золотосо-
держащих и серебряных рудах).
Очень сложно определяется ценность ПИ, отнесенных ко второй
группе: ювелирного алмазного сырья и драгоценных камней - не только
физическими параметрами (размером, прозрачностью и т.п.), но и такими
понятиями, как красота, мода и т.п. При оценке обычно отбирают пред-
ставительную партию кристаллов; ее результатом является определение
средней цены 1 карата кристаллосырья данного месторождения, которая
используется для экономических расчетов.
К третьей сырьевой группе относятся различные стройматериалы,
твердое топливо, керамическое сырье, огнеупоры, тальк и пирофиллит,
минеральные пигменты, цеолиты, уголь, руды бокситов, хромитов и др.
Качество сырья данной группы оценивается соответствием определенных
свойств требованиям ГОСТ, ТУ, или соглашений с потребителем.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР гг предъявляемые к ним требования
111
Горно-технические условия эксплуатации
Характеристика условий залегания тел полезных ископаемых приве-
дена в табл. 12. Различают также простое или устойчивое залегание, кото-
рое характеризуется примерно одинаковыми углами падения, выдержан-
ным простиранием и сложное залегание - при изменении углов и прости-
рания рудных тел. Характеристика мощности тел полезных ископаемых
приведена в табл.13.
Таблица 4.12
Характеристика условий залегания тел полезных ископаемых
Для рудных месторождений Для месторождений угля
1. Горизонтальное -до 3° 1. Пологое залегание - до 18°.
2. Пологое - от 3 до 20+25° 2. Наклонное -19-35°.
3. Наклонное - от 20+25 до 50°. 3. Круто-наклонное - 36+55°.
4. Крутое - от 50° до 70° 4. Крутое залегание - 56+90°.
5. Весьма крутое - от 70° до 90°.
Таблица 4.13
Характеристика мощности тел полезных ископаемых
Для рудных месторождений Для месторождений угля
1. Тонкие рудные тела < 0,6+0,8 м 1. Весьма тонкие пласты < 0,7 м
2. Маломощные - 0,8-4+5 м 2. Тонкие пласты - 0,71+1,2 м,
3. Средней мощности - 5- 10+15 м 3. Пласты средней мощности - 1,25+ 3,5 м
4. Могцные -15+60 м 4. Могцные пласты ->3,51 м
5. Весьма могцные > 60 м 5. Угольные залежи с уникальной мощностью в десятки и первые сотни метров
По прерывистости (устойчивости) мощности или залежи выделяют
4 типа. Устойчивые или выдержанные залежи, которые непрерывно про-
тягиваются, имея кондиционную мощность в пределах шахтного поля, ме-
сторождения, района или даже бассейна. Площадь кондиционного контура
может достигать десятков и сотен квадратных километров. Относительно
устойчивые залежи, для которых в пределах площади кондиционного кон-
тура встречаются отдельные точки и даже небольшие блоки с некондици-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
112
онной мощностью, суммарная площадь которых составляет не более 25%
от общей площади кондиционного контура. Неустойчивые (прерывистые)
залежи. Площадь внутренних некондиционных участков составляет не бо-
лее 50% от общей площади кондиционного контура. Крайне неустойчивые
залежи, для которых суммарная площадь кондиционных участков состав-
ляет менее 50% от общей площади контура.
а)
Рис. 4.19. Примеры прерывистостого строения рудных залежей: а- в плане, б- в разрезе
Отработка месторождений ПИ возможна
открытым способом (карьерами),
подземным способом (в шахтном или штольневом варианте),
с использованием геотехнологий (подземное выщелачивание, под-
земная выплавка, скважинная гидродобыча и др.).
Открытый способ добычи при небольшой и умеренной глубине за-
легания значительно эффективнее подземного. Удельная производитель-
ность в расчете на 1 рабочего при открытом способе в 3-6 раз выше, удель-
ные эксплуатационные затраты, соответственно, ниже. При открытом спо-
собе на каждую добываемую тонну ПИ приходится извлекать пустую по-
роду - т.н. «вскрышу». Коэффициент вскрыши определяется в пределах
контура карьера как отношение объема, либо массы вскрышных пород,
приходящихся на единицу массы ПИ.
Очевидно, что чем больше величина коэффициента вскрыши, тем
выше затраты на отработку ПИ. Величина коэффициента вскрыши колеб-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
113
лется от первых, до десятков единиц; сответственно возрастает себестои-
мость добычи 1т сырья (рис.20). В первом приближении, коэффициент
вскрыши может быть оценен по отношению мощности перекрывающих
пород к мощности ископаемого. Однако величина коэффициента вскрыши
зависит также от угла откоса бортов карьера (табл. 14). Из-за роста коэф-
фициентов вскрыши и удорожания работ предельная глубина карьеров
обычно не превышает 100-150.1/; проектная глубина наиболее крупных
действующих карьеров составляет около 300л/; фактическая глубина дос-
тигает 400-500л/, редко более.
Рис. 4.20. Зависимость себестоимости открытого способа разработки Са \долл./т\ от
производительности горного предприятия по руде А \млн.т/год\ и коэффициента
вскрыши к
Углы откосов бортов карьеров
Таблица 4.14
Характеристика пород Углы откоса (град} при глубине карьера, м
90 180 240 300
Скальные, крепкие 50-70 45-65 40-60 35-55
Полускальные 30-50 30-45 25-30 25-35
Землистые 20-30 20-30 - -
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
114
Подземный способ добычи позволяет ограничить объем перемещае-
мой горной массы преимущественно массой ПИ. Поэтому в условиях по-
вышенных глубин залегания он экономичнее открытого. Предельная глу-
бина подземной отработки на отдельных предприятиях достигла 2000м.
Однако, работы на таких глубинах сильно осложняются высоким горным
давлением, ростом температуры и другими техническими факторами.
Обычная глубина действующих подземных рудников и шахт 300-500м. На
себестоимость добычи при подземном способе основное влияние оказыва-
ет тип применяемых систем отработки, выбор которых осуществляется с
учетом условий залегания, формы и строения тел ПИ. Чем больше произ-
водительность на одного подземного рабочего, тем ниже себестоимость
добычи {табл. 15). С другой стороны, высокопроизводительные системы
отличаются низкой селективностью добычи и повышенным разубожива-
нием.
Таблица 4.15
Сравнительная себестоимость добычи 1т руды при различных системах подзем-
ной разработки
Система Себестоимость, %
С креплением и закладкой 100
С закладкой 80-85
С магазинированием 60-70
Слоевого обрушения 65-75
Подэтажного обрушения на маты 50-60
Подэтажного обрушения без матов 25-30
Принудительное обрушение 20-25
Этажное самообрушение 15-20
Тонкие жилы с раздельной выемкой руды и породы 150-200
© В.И.Щеглов Основы поисков и разведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
115
Наиболее существенным фактором, определящим возможную про-
изводительность добывающего предприятия, от которой зависит срок су-
ществования предприятия и себестоимость его продукции, является вели-
чина общих запасов месторождения. Для приближенной оценки опти-
мальной производительности горного предприятия можно воспользовать-
ся следующими соотношениями: при открытом способе отработки место-
рождения А = O,21(hW)0,63, при подземном способе отработки месторож-
дения А = O,16(hW)0,59, где А - годовая мошность [млн.т руды/год]; W -
промышленные запасы руды в недрах [млн.т]; h = (1-р)/(1-г) - коэффици-
ент, учитывающий влияние потерь р и разубоживания г [доли ед.]. Для
простоты расчетов можно принять h =1. За рубежом для приближенной
оценки оптимального времени существования предприятия используют
формулу Тэйлора Т = 6,5 хлет, откуда А=0,154 W0,75.
Рис. 4.21. Зависимость годовой мощности (производительности) Л [млн.т /год] горно-
го предприятия по руде от запасов руды месторождения W [млн.т]. 1- открытый, 2-
подземный способ отработки: 3- преобразованная формула Тэйлора
При проектировании системы отработки руд горняки обычно исхо-
дят из представлений о том, что внешние границы тел ПИ более или менее
близки к плоскостям. Такая модель оказывается приемлемой для страти-
фицированных пластов и четких жил, однако для вкрапленных руд, грани-
цы которых оцениваются опробованием, внешние поверхности нередко
являются очень сложными. Поэтому, в реальных условиях отработки
сложных тел неизбежно возникают потери части ПИ, остающейся за кон-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
116
туром выемки и попадание в этот контур части пустых пород, т.е. разубо-
живание добываемой массы. Подобные геологические потери и разубожи-
вание дополняются технологическими, устанавливаемыми проектом отра-
ботки месторождения.
Под потерями, или под потерянными запасами ПИ понимаются ба-
лансовые запасы, неизвлеченные из недр при разработке месторождения,
вывезенные в отвалы с пустыми породами, или утерянные при транспор-
тировке. Под разубоживанием понимается засорение кондиционного ПИ
пустыми породами или некондиционными (забалансовыми) рудами. Схе-
ма образования потерь и разубоживания при разработке месторождения
иллюстрируется рис. 22.
Рис. 4.22. Схема образо-
вания потерь и разубожи-
вания при разработке ме-
сторождения
На практике величины коэффициентов разубоживания колеблются в
широких пределах, составляя от 5-10% до 30% и более. При нормальных
условиях подземной разработки месторождений потери составляют 5-12%
от количества полезного ископаемого, предназначенного к разработке; при
сложных условиях потери возрастают, достигая 20% и более. При откры-
той разработке потери полезного ископаемого хотя и ниже, чем при под-
земной разработке, однако и здесь они могут достигать существенных ве-
личин. Разубоживание ведёт к увеличению затрат на добычу и транспор-
тирование ПИ, ухудшению технико-экономических показателей работы
обогатительных фабрик. Уровень разубоживания зависит от условий зале-
гания ПИ, применяемого оборудования, систем разработки и организации
горных работ. Разубоживание при разработке рудных месторождении в
благоприятных горно-геологических условиях составляет до 10%, при
сложном залегании достигает 35-40% .
Следующая схема иллюстрирует прямой способ определения наибо-
лее широко используемых в горном деле показателей потерь р (%) и разу-
боживания г (%). Величина потерь и разубоживания оценивается коэффи-
циентами потерь и разубоживания, определяемыми в долях единицы или
% (рис.23}.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
117
Wnqn Потери в недрах
Запасы е недрах Шн Рн Общая часть запасов Добытые запасы Рл Коэффициент потерь W р = ^х100,% W 'гн Коэффициент разубоживания W г = —^х100,%
Разубоживание в добытых запасах WPqP
Рис. 4.23. Схема определения потерь и разубоживания при разработке месторождения
Рис. 4.24. Урупский рудник. Космический снимок; размер поля снимка 500x220м
Подземное выщелачивание (ПВ) полезных ископаемых - метод до-
бычи избирательным растворением химическими реагентами на месте за-
легания с извлечением на поверхность. Применяется для добычи цветных
металлов и редких элементов, имеются предпосылки его использования
для разработки фосфатов, боратов и др. ПВ цветных металлов известно с
16 в. (Испания), в крупных промышленных масштабах метод впервые ос-
воен на медном руднике Кананеа в Мексике (1924) и на медноколчедан-
ных месторождениях Урала (1939-42), урановые руды разрабатываются с
1957. В 1974 этим способом было получено 20% мировой добычи меди.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
118
Рис. 4.25. Совмещенный план эксплуатационных горизонтов Урупского рудника
Условные обозначения: 1- разведанные запасы, 2- номера эксплуатационных горизон-
тов, 3- тектонические нарушения, 4- колчеданная руда
При ПВ проницаемых рудных тел месторождение вскрывается сис-
темой скважин, располагаемых в плане рядами, многоугольниками, коль-
цами. В скважины подают растворитель, который, фильтруясь по пласту,
выщелачивает полезные компоненты. Продуктивный раствор откачивается
через другие скважины (рис.26). В случае монолитных непроницаемых
рудных тел залежь вскрывают подземными горными выработками, от-
дельные рудные блоки дробят с помощью буровзрывных работ (рис. 27).
Затем на верхнем горизонте массив орошают растворителем, который,
стекая вниз, растворяет полезное ископаемое. На нижнем горизонте рас-
творы собирают и перекачивают на поверхность для переработки.
Одно из основных препятствий для применения ПВ - низкая ско-
рость реакций, для увеличения которой ведутся исследования способов
воздействия на рудный массив электрическими и электромагнитными по-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
119
лями, предварительным нагревом, обжигом, применяются ядерные взры-
вы и микробиологические способы. ПВ позволяет вовлечь в разработку
месторождения, залегающие на значительных глубинах, недоступных по
экономическим показателям для обычной технологии, месторождения
бедных руд и т.п.
Рис. 4.26. Схема отработки пластовых
месторождений выщелачиванием через
скважины. 1- узел приготовления раство-
ров; 2- нагнетательные скважины; 3-
дренажные скважины; 4- компрессор; 5-
воздухопровод для эрлифта продуктив-
ных растворов; 6- коллектор для продук-
тивных растворов; 7- отстойник; 8- уста-
новка для переработки раствора
Рис. 4.27. Схема подземного выщелачива-
ния скальных руд: 1- ёмкость для раствори-
теля; 2- насос; 3- трубопровод рабочих рас-
творов; 4- отрабатываемый блок руды; 5-
ёмкость для сбора продуктивных растворов;
6- насос; 7- ёмкость для продуктивных рас-
творов на поверхности; 8- сорбционная ус-
тановка; 9- отстойник отработанного рас-
твора; 10- ёмкость для доукрепления рас-
творов; 11-пресс-фильтр
Подземное растворение (ПР) полезных ископаемых - метод добычи
через скважины растворением водой на месте залегания. Применяется для
разработки залежей каменной и калийных солей. Добыча рассолов камен-
ной соли через скважины известна с 12-14 вв. Технология управляемого
ПР солей была предложена Е. Н. Трэпом (США) в 1933 и усовершенство-
вана в СССР П. А. Кулле и П. С. Бобко. ПР калийных солей в промышлен-
ном масштабе освоено в Саскачеване (Канада) только в 1964. Соляная за-
лежь вскрывается скважиной, которая оборудуется концентрично распо-
ложенными свободновисящими рабочими колоннами: водоподающей и
рассолозаборной (рис.29). Растворитель - вода поступает в соляную залежь
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
120
под давлением по кольцевому зазору между рассолозаборной и водопо-
дающей колоннами.
Для получения рассолов промышленной концентрации (305-310 г/л)
отработка продуктивной толщи ведётся в камерах ступенями снизу вверх.
К кровле камеры подаётся нерастворитель - нефть, керосин или воздух,
который предохраняет потолочину от растворения. Растворитель, нагне-
таемый в камеру, легче заполняющего рассола. Поэтому он всплывает к
верхней части камеры и, соприкасаясь с массивом соли, постепенно на-
сыщается и опускается до башмака рассолозаборной колонны. Рассол под
остаточным давлением извлекается по рассолоподъёмной колонне на по-
верхность. От скважины по трубопроводам рассол направляется через
контрольно-распределительный пункт в резервуар кондиционного рассо-
ла, откуда транспортируется к потребителям. ПР используется также для
создания в соляных отложениях ёмкостей-хранилищ нефтепродуктов и
сжиженных газов.
Л^И.'Г ЬЙ
Рис. 4.28. Схема отработки ме-
сторождений урана способом
скважинного подземного вы-
щелачивания
Рис. 4.29. Схема добычи каменной соли подземным
растворением. 1- основная тампонажная колонна; 2-
соляной пласт; 3- водоподающая колонна; 4- рассо-
лоподъёмная колонна; 5- водопровод; 6- рассолопро-
вод; 7- трубопровод нерастворителя
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
121
Инженерно-геологи ческие условия
Инженерно-геологические условия отработки месторождений вклю-
чают:
• рельеф района,
• геологическое строение вмещающего месторождение разреза,
• состав и инженерно-геологические свойства вмещающих и перекры-
вающих пород,
• подземные воды,
• газоносность.
К инженерно-геологическим свойствам горных пород относятся:
1. Твердость
2. Плотность
3. Прочность
4. Упругость
5. Минеральный состав
6. Гранулометрический состав
7. Структурно-текстурные особенности
8. Выветрелость
9 . Трещиноватость
10 .Пористость
11 .Влажность
12 .Водоустойчивость
13 .В лагоемкость
14 .В одонепроницаемость
15 .Деформируемость
16 .Пластичность.
Таблица 4.16
Типизация месторождении твердых ПИ по сложности инженерно-геологических
условий их разработки
Категории инженерно- геологических условий Характеристика осо- бенностей разработ- ки месторождений или их участков Месторождения, п риуроченные к различным породам
Тип 1. Преимущест- венно несвязные (песчаные, гравий- ные и др.) или связ- ные (глинистые), или их переслаивание Тип 2. Преимуще- ственно полу- скальные Тип 3. Скальные
Простые Разработка не вызовет развития инженерно- геологических явлений в размерах, ослож- няющих горные рабо- ты. Для проведения горных работ не по- требуется осуществле- ния предварительных защитных мероприя- тий. Тип 1а. Необводнен- ные несвязные или твердопластичные связные, залегающие на небольших глуби- нах (чаще выше мест- ного базиса эрозии). Тип 2а. Полускаль- ныемало дислоци- рованные и мало выветрелые, слабо- обводненные. Тип За. Массивные мало дислоцирован- ные и мало вывет- реяые скальные
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
122
Категории инженерно- геологических условий Характеристика осо- бенностей разработ- ки месторождений или их участков Месторождения, п риуроченные к различным породам
Тип 1. Преимущест- венно несвязные (песчаные, гравий- ные и др.) или связ- ные (глинистые), или их переслаивание Тип 2. Преимуще- ственно полу- скальные Тип 3. Скальные
Средней сложности При разработке будут возникать инженерно- геологические явле- ния, осложняющие работы. Для проведе- ния их потребуются мероприятия, направ- ленные к повышению устойчивости пород (например, предвари- тельное осушение по- род, усиленное креп- ление и др.). Однако осуществление таких мероприятий возмож- но без особых ослож- нений, обусловленных геологическими и гид- рогеологическими ус- ловиями. Тип 16. Обводненные несвязные и связные. Величины гидростати- ческих напоров не пре- вышают -100 м. Не- связные породы имеют удовлетворительную водоотдачу и водопро- ницаемость (коэффи- циент фильтрации бо- лее 1,0 м/сут), что по- зволяет осушать их в сравнительно короткие сроки Тип 26. Полускаль- ные, дислоцирован- ные, ослабленные трещиновато-стью, выветриванием или прослоями пород с малой прочностью. Закарстованные полу скальные поро- ды. Двухэтажное строение, причем верхней этаж состо- ят из толщи обвод- ненных несвязных и связных слоистых пород, а нижний из полускальных дис- лоцированных по- род. Тип 36. Скальные дислоцированные, трещиноватые, с наличием зон дроб- ления, выветрива- ния. Сильно закар- стованные. Карсто- вые полости содер- жат рыхлый запол- нитель. Двухэтаж- ное строение, при- чем верхний этаж состоит из толщи эбводненных слои- стых десвязных и связных пород, а нижний из скальных дислоцированных пород.
Сложные При разработке будут возникать интенсив- ные инженерно- геологические явле- ния, в связи с чем по- требуется осуществле- ние крупных защитных мероприятий (напри- мер, осушительных, по отводу поверхностных вод и др.). Выполнение этих мероприятий мо- жет быть затруднено неблагоприятными свойствами пород (слабая водоотдача, сильная тектониче екая нарушенность и др.) большой глубиной или ело ж ними условиями их залегания Тип 1в. Обводненные несвязные породы большой мощности, иногда переслаиваю- щиеся со связными. Величины гидростати- ческих напоров пре- вышают 100 м. Поро- ды обладают особо небл аго приятными инженерно- геологическими свой- ствами или условиями залегания (частое фа- циальное изменение, наличие связных по- род с текучей или мяг- копластичной конси- стенцией и пр.). Осу- шительные мероприя- тия затруд иены в свя- зи со слабой водо от- дачей пород. Тип 2в. То же, что и 26. но залегающие на больших глуби- нах. Двух-чтажное строение, причем верхний этаж со- стоит из мощных толщ обводненных пород различного состава, а нижний из сложнодислоци- рованных полу- скальных пород. Тип Зв. То же, что и 36, но залегающие набольших глуби- нах. Двухэтажное строение, причем верхний этаж состо- ит из мощных толщ обводненных пород различного состава, а нижний из слож- нодислоцированных скальных пород.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
123
Гидро-геологические условия
Как при открытом, так и при подземном способах разработки боль-
шое влияние на показатели отработки оказывают гидрогеологические ус-
ловия. В большинстве случаев, недра обводнены и их вскрытие горными
работами требует мероприятий по осушению.
При оценке гидрогеологических условий месторождения целесооб-
разно отнести его к одному из следующих типов по степени сложности.
Тип I - простые месторождения, не требующие применения глубин-
ного дренажа при открытой разработке или специальных средств водоза-
щиты при подземной.
Тип II - сложные месторождения, требующие систематического
применения глубинного дренажа для открытой разработки или специаль-
ных средств водозащиты для подземной, при достаточно высокой произ-
водительности глубинного дренажа или шахтного водоотлива (200-300
м3/ч и более для месторождений, приуроченных к нелитифицированным
песчано-глинистым породам, и более 300 м3/ч в остальных случаях). При
этом надежное проектирование дренажа или других средств водозащиты
может полностью базироваться на данных детальной разведки без прове-
дения опытно-эксплуатационного или опытного водопонижения.
Тип III - особенно сложные месторождения, на которых необхо-
димы систематический глубинный дренаж или шахтный водоотлив вы-
сокой производительности (порядка 700-1000 м3/ч и более), причем
надежное проектирование дренажной системы или других средств во-
дозащиты может быть осуществлено лишь в результате проведения
опытно-эксплуатационного или опытного водопонижения.
Состав исследований месторождений перечисленнх групп при их
разведке приведен в табл. 17.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР ?/ предъявляемые к ним требования
124
Таблица 4.17
Группировка месторождений по гидрогеологическим
характеристикам
Тип м-я Характеристика Состав исследований при разведке
I Простые месторождения, не требующие применения глубинного дренажа при открытой разработке или спе- циальных средств водозащиты при подземной: а) все месторождения, намеченные к открытой разработ- ке и требующие применения только локального глу- бинного дренажа малой производительности (с общим расходом до 200 м3/ч для месторождений, приурочен- ных к нелитифицированным песчано-глинистым по- родам, и до 400 м3/ч в остальных случаях) или кратко- временного, продолжительностью не более 1,5 лет, глубинного дренажа; б) месторождения, подземная отработка которых обу- словливает необходимость применения специальных средств водозащиты или водоподавления лишь для проходки подготовительных горных выработок, при- чем предполагаемые шахтные водопритоки не пре- вышают приведенных выше значений; в) все месторождения, дренаж которых может быть осу- ществлен весьма ограниченными средствами - не- сколькими водопонижающими скважинами. Крупномасштабное гидрогеологическое обследование; гидрогеологические наблюдения в про- цессе бурения скважин, сопровождаемые в отдельных случаях геофизическими ра- ботами гидрогеологической направленно- сти; стандартное лабораторное изучение гра- нулометрического состава и основных водно-физических свойств пород по не- большому числу образцов; кратковременные наблюдения за уровня- ми подземных вод по отдельным разве- дочным скважинам и редкой сети наблю- дательных скважин, а также за режимом поверхностных вод; выборочное исследование химического и бактериального состава подземных вод
II Сложные месторождения, требующие систематического применения глубинного дренажа для открытой разработ- ки или специальных средств водозащиты для подземной, при достаточно высокой производительности глубинного дренажа или шахтного водоотлива (200-300 м3/ч и более для месторождений, приуроченных к нелитифицирован- ным песчано-глинистым породам, и более 300 м3/ч в ос- тальных случаях). При этом надежное проектирование дренажа или других средств водозащиты может полно- стью базироваться на данных детальной разведки без проведения опытно-эксплуатационного или опытного водопонижения Крупномасштабная гидрогеологическая съемка; гидрогеологические наблюдения в про- цессе бурения скважин; в отдельных случаях - бурение специаль- ных гидрогеологических скважин; съемочные и каротажные геофизические работы гидрогеологической направленно- сти; полный комплекс лабораторных исследо- ваний водно-физических свойств пород, в том числе и специальных; регулярные режимные наблюдения за уровнями подземных вод в течение, как минимум, года-полутора лет по всем при- годным разведочным скважинам и раз- вернутой сети наблюдательных скважин, а также за режимом поверхностных вод; регулярные наблюдения за изменением химического и бактериального состава подземных вод; пробные и одиночные откачки или нагне- тания (наливы), а также кустовые откачки
III Особенно сложные месторождения, на которых необхо- димы систематический глубинный дренаж или шахтный водоотлив высокой производительности (порядка 700- 1000 м3/ч и более), причем надежное проектирование дренажной системы или других средств водозащиты мо- жет быть осуществлено лишь в результате проведения опытно-эксплуатационного или опытного водопониже- ния То же, но, как правило, в больших объе- мах
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
125
Технологические свойства сырья
Под технологическими свойствами минерального сырья понимают
его способность превращаться в процессе первичной переработки в то-
варный продукт. Как правило, такая переработка заключается в отделении
тем или иным способом ценных минералов от минералов пустых пород,
при которой содержание ценного компонента в конечном продукте суще-
ственно повышается. Для комплексных ПИ задачей первичной переработ-
ки является также получение раздельных продуктов по каждому ценному
компоненту. Процессы, в которых осуществляется выделение продукта с
повышенным содержанием ценного компонента, называются обогащени-
ем. Получаемый при обогащении конечный товарный продукт называют
концентратом, отбрасываемый продукт - хвостами обогащения.
В некоторых случаях первичная переработка производится для очи-
стки сырья от вредных примесей, ухудшающих потребительские свойства
продукции. Для некоторых видов неметаллического сырья (стройматериа-
лы, асбест, слюда, флюсы и т.д.) в процессе первичной переработки произ-
водится сортировка продукции на сорта, типы и марки.
Исторически обогащение ПИ началось с обогащения руд. Первона-
чальные процессы обогащения руды заключались в промывке россыпных
месторождений золота и дроблении крупных глыб горных пород, обога-
щенных самородными металлами, такими, как золото, серебро и медь.
Г.Агрикола в своем труде «О горном деле» цитирует записи, свидетельст-
вующие о промывке россыпного золота раньше 4000 до н.э. Добыча золота
из жил путем дробления и промывки производилась уже в 2400 до н.э.
Сильное нагревание свинцово-серебряных руд практиковалось в Греции в
3-2 в. до н.э. Агрикола описал сложную переработку руд благородных и
цветных металлов посредством методов, элементы которых включает и
современная гравитационная концентрация.
Процессы первичной переработки могут основываться:
□ на различии физических свойств минералов - плотности, прочности,
магнитности, плавкости, способности к возгонке, гидрофильности-
гидрофобности, радиоактивности и др.;
□ на различии химических свойств, минералов - растворимости в тех
или иных реагентах;
□ на различии кристалломорфических особенностей минералов или
размерности кусков разделяемых продуктов.
Процессы обогащения, а часто и процессы сортировки, основанные
на различии их физических свойств, связаны с необходимостью предвари-
тельного измельчения исходной горной массы для обособления минералов
и их природных срастаний. За рубежом для предварительной оценки за-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
126
трат энергии на измельчение единицы рудной массы используют т.н. «ин-
дексы Бонда», представляющие собой средние оценки энергозатрат в
квт.час/т, необходимые для измельчения горной массы до состояния, когда
80% частиц имеют размерность менее 0,1 мм. Значения индексов Бонда
составляют:
для мягких руд -12,
для руд средней твердости -15,
для твердых руд -17.
Затраты на измельчение обычно составляют до 80% всех затрат по
обогащению, т.е. по индексам Бонда можно оценить и общую величину
затрат.
Важнейшими показателями, характеризующими эффективность
процесса обогащения, являются:
выход концентрата в весовых % от исходной массы;
извлечение в концентрат - относительное от исходного количество
компонента, перешедшее в концентрат, в %;
потери в хвостах - относительные, в %, количества компонента, не
перешедшие в концентрат и потерянные для дальнейшего использо-
вания;
содержание в хвостах.
Таблица 4.18
Требования к качеству медных концентратов (ОСТ48-77-74)
Марка концен- трата Содержание Примечания: 1. Содержание меди в концентрате КМ- 0, которому в установленном порядке присвоен Государственный Знак качест- ва, должно быть не менее 40,5 %. 2. Содержание молибдена во всех мар- ках медного концентрата и промпродук- та не должно превышать 0,12 %; содер- жание влаги устанавливается по согла- шению сторон; наличие посторонних включений (куски породы, руды, дерева, металла и т. д.) не допускается; содержа- ние золота и серебра не нормируется.
меди, не менее примесей, не более
цинка свинца
КМ-0 40 2 2,5
КМ-1 35 2 3
КМ-2 30 3 L 4>5
КМ-3 25 5 5
КМ-4 23 9 7
КМ-5 20 10 8
КМ-6 18 11 9
КМ-7 15 11 9
ппм 12 11 9
Содержание компонентов в концентратах и другие требования к их
качеству обычно устанавливается соответствующими ОСТ-ами или ГОСТ-
ами, с разделением концентратов на сорта или марки. Процесс обогащения
регулируется так, чтобы получать концентрат определенной марки
(табл. 18). Фактические значения извлечения в концентрат для разных
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
127
компонентов и в зависимости от способов обогащения колеблются от 98-
95% (в основном методы химической технологии) до 55-60% (гравитаци-
онные методы при труднообогатимом сырье).
Наиболее распространены следующие процессы обогащения.
Гравитационная сепарация - разделение минералов по плотности,
обычно осуществляемое в водной среде. Применяется для выделения в
концентраты тяжелых минералов (самородного золота, платины, алмазов,
сульфидов, вольфрамита, шеелита, барита, рутила, ильменита, танталит-
колумбита и др. Основной метод обогащения при разработке россыпей.
Относительно дешевый процесс, не использующий вредных веществ и не
дающий вредных отходов, но характеризуется невысокой избирательно-
стью. При наличии в исходной массе нескольких тяжелых минералов по-
лучается коллективный или загрязненный концентрат. Плохо извлекаются
частицы мелких размеров (0,1л/л/ и менее). Тонкое золото (менее 0,01 л/л/),
алмазы, касситерит и др. (менее 1лш) теряются практически полностью.
Магнитная сепарация - выделение магнитных минералов. Может
осуществляться как в воздушной (сухая сепарация) так и водной среде
(мокрая сепарация). Основное применение - обогащение железных (магне-
титовых) руд. Процесс относительно дешевый, с высокой избирательно-
стью. Обеспечивает высокое извлечение при низких потерях. Не дает
вредных отходов.
Флотация - выделение минералов на основе их различной смачи-
ваемости водой (гидрофильно-гидрофобных свойств). Процесс ведется в
водной среде с добавкой пенообразователей. Несмачиваемые водой части-
цы прилипают к воздушным пузырькам и всплывают в пену (пенный кон-
центрат), смачиваемые тонут. Применяя различные реагенты-добавки,
гидрофобно-гидрофильные свойства тех или иных минералов можно ме-
нять, обеспечивая высокую избирательность процесса. Применяется для
выделения сульфидов (в т.ч. для получения селективных концентратов),
руд редких металлов, тонкого золота, многих видов химического (апатит,
флюорит и др.) и технического (графит) сырья. Недостатки: применение
токсичных реагентов, загрязняющих сбросные воды; необходимость тон-
кого измельчения, относительно высокая стоимость.
Гидрометаллургия - выделение элементов химико-технологиче-
скими методами. Применяется в основном при переработке золотосодер-
жащих и урановых руд. Для переработки золотосодержащих руд исполь-
зуются цианидные, урана - сернокислые растворы или растворы карбона-
тов щелочей. Избирательность процесса высокая. Извлечение из растворов
в основном осуществляется сорбционными методами, как правило, на
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
128
уровне более 90%. Главный недостаток - высокая стоимость. Кроме того,
все используемые реагенты токсичны (цианид) или агрессивны, что требу-
ет специальных мер безопасности и обезвреживания отходов.
Методы гидрометаллургии в последнее время дополняются биохи-
мическими методами, использующими способность некоторых бактерий
разлагать сульфиды, переводя в раствор содержащиеся в них металлы (в
т.ч. - золото).
Таблица 4.19
Влияние различных свойств руд на обогатимость
По материалам Механобра
Признак Свойства руд
затрудняющие обогащение благоприятствующие обо- гащению
1. Определяемые визуально (невооруженным глазом)
Текстуры руд Массивные (обычно с тесным срастанием рудных минералов, например массивные медно-цинковые колчеданные руды) Полосчатые, линзовидные, прожилковые, брекчиевые с резкими границами между ми- неральными агрегатами
Состав руд Большое разнообразие рудных минералов, резко раз- личающихся по физическим свойствам, распреде- ляющихся среди различных вмещающих пород Монометаллические руды в однообразных вмещающих породах
Процессы изменения и выветривания рудной части Изменения рудных минералов-образование на пири- те и халькопирите бурых томпаково-бурых и зелено- ватых налетов, сажистых образований; потемнение и синеватый оттенок цинковой обманки; желтовато- серые, охристые налеты на галените
породы Пропитывание вмещающей породы (для вкраплен- ных руд) вторичными рудными минералами зоны окисления, образование с ней тонких смесей, не раз- делимых механическим способом
вмещающей Густая мелкая трещиноватость, местами пылевид- ность; бурая или пестрая окраска, лимонитизация, каолинизация, оталькование, серицитизация и другие процессы изменения первичных пород
2. Микроскопические (определяемые под микроскопом)
Структуры руд Тонкозернистые, эмульсионные, графические, пе- тельчатые, колломорфные, структуры взаимного прорастания, неполного замещения и др. Средне- и крупнозернистые, цементные структуры
Характер выделе- ния минералов и их связь между собой Неправильная, «лапчатая» форма рудных минералов; их тесное срастание между собой и нерудными ми- нералами Относительно изометричная форма зерен минералов
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
129
Признак Свойства руд
затрудняющие обогащение благоприятствующие обо- гащению
Минеральный состав рудной части Сложный полиминеральный состав с большим раз- нообразием физических свойств минералов. Большое количество трудноразделяемых минералов: пирита, марказита, арсенопирита и др. Распространенность вторичных сульфидов меди, вторичных соединений свинца, цинка, вольфрама, молибдена, олова, мышь- яка и др., особенно их охристых разновидностей, а также развитие водорастворимых сульфатов меди, железа и др., изменяющих поверхность некоторых минералов и их отношение к флотации, в частности активация сульфатами и карбонатами меди пирита и сфалерита. Наличие хризоколлы, фосфатов меди и других труднофлотируемых минералов. Присутствие железистого сфалерита, молибдошеелита, магно- магнетита и других минералов, в которых помимо основного металла присутствуют другие металлы в виде изоморфных или тончайших механических примесей. Наличие минералов с непостоянными фи- зическими свойствами (пирротин магнитный и не- магнитный и др.)
нерудной час- ти Развитие чешуйчатых и слюдистых минералов типа хлорита, серицита, талька и т. и.; большое количест- во охристых гидроокислов железа
Размер выделений рудных минера- лов Преобладание очень мелких зерен: тоньше 0701 мм эмульсионных выделений Крупные вкрапления, не тре- бующие тонкого измельчения
Содержание и ко- личественные со- отношения руд- ных минералов Средние и богатые руды. Со- отношение цинка и меди более двух
Примеси Наличие в рудах вредных примесей, тесно связанных с основными полезными минералами в виде изо- морфных примесей, твердых растворов, дисперсных включений (адсорбционных)
Содержание в руде окисленных
минераль зых форм
Рис. 4.30. Изменение показателя
извлечения металла в концентрат в
зависимости от содержания окис-
ленных минеральных форм. 1-
свинец, 2- цинк, 3- медь
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
130
>
Рис. 4.31. Пример общей схемы обогатительного процесса
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
131
Рис. 4.32. Космический снимок Урупской горно-обогатительной фабрики
Рис. 4.33. Урупская обогатительная фабрика (крайняя слева) и комплекс хвостохрани-
лигца. Космический снимок; размер поля снимка 3,24x1,0 км
Пирометаллургия - обжиг с целью получения обогащенной золы
(огарка) или возгонки (выплавки) элемента. Метод используется для го-
рючего, сравнительно легкоплавкого, или летучего сырья: при переработ-
ке германийсодержащих углей, самородной серы (выплавка) и ртути (от-
гонка), а также для перевода сульфидов в оксидную форму при переработ-
ке цианированием сульфидных, золотосодержащих руд.
Кроме перечисленных основных способов для отдельных видов сы-
рья используются методы ручной разборки, радиометрической сепарации
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР ?/ предъявляемые к ним требования
132
И др.
Как правило, при обогащении сырья конкретных месторождений, в
особенности многокомпонентного состава, используются сложные ком-
плексные схемы с сочетанием гравитационно-флотационных, гравитаци-
онно-магнитных и других способов (рис. 31).
Таблица 4.20
Общие коэффициенты извлечения (Кц) для некоторых видов твердых ПИ
Вид минерального сырья Ки Вид минерального сырья Ки
Апатиты 0,58 Р2О5 Редкоземельные элементы 0,6
Асбест 0,85 Платиноиды 0,8
Барит 0,72 Свинец 0,6
Бериллий 0,6 Селен 0,053
Ванадий 0,6 Сера колчеданная 0,7
Вольфрам 0,66 Серебро 0,8
Галлий 0,8 Сланцы горючие 0,7
Германий 0,8 Соли калийные о,з
Графит 0,8 Соль поваренная 0,5
Железо 0,73 Строит, материалы (болыпин-ство) 0,9
Золото 0,75 Тальк 0,75
Индий 0,15 Теллур 0,066
Кадмий 0,8 Титан 0,64
Каолин 0,6 Торф 0,6
Марганец 0,72 Уголь 0,85
Медь 0,74 Фосфориты 0,66 Р2О5
Молибден 0,6 Хром 0,8
Мышьяк 0,8 Цинк 0,6
Никель 0,73 Цирконий 0,6
Олово 0,53 Янтарь 0,987
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
133
Географо-экономические и экологические условия эксплуатации
К числу важнейших факторов, определяющих затраты на создание
инфраструктуры и самих предприятий, являются:
□ пути сообщения: расстояния до ближайших железнодорожных стан-
ций, портов, речных пристаней, крупных населенных пунктов, пунк-
тов связи, вид и состояние дорог, наличие водных преград и харак-
тер переправ;
□ условия энергообеспечения: наличие в районе государственных ли-
ний электропередачи или местных электростанций, свободных мощ-
ностей, цены на энергию, протяженности линий дополнительных
электропередач, строительство которых будет необходимо;
□ условия водоснабжения: наличие крупных рек, водоемов, качество
воды и возможность использования для технических и питьевых це-
лей, наличие разведанных запасов подземных вод, необходимый
объем строительства водозаборов, водоводов, водохранилищ, очист-
ных сооружений и т.д.,
□ наличие лесных ресурсов и местных стройматериалов;
□ наличие местных ресурсов топлива: угля, торфа, газа и возможность
их использования для нужд будущего предприятия;
□ наличие рабочей силы, потребность в ней, необходимые объемы
строительства объектов жизнеобеспечения.
При создании новых горных предприятий в условиях экономически
неосвоенных районов возможны два подхода. При первом из них создание
горного предприятия рассматривается, как градообразующий фактор, оп-
ределяющий экономическое развитие района. Соответственно, создание
всей инфраструктуры осуществляется с расчетом ее сохранения и исполь-
зования после отработки месторождения. При втором социальная инфра-
структура создается с учетом ее использования в период эксплуатации ме-
сторождения. Как правило, используется вахтовый метод труда; на объек-
тах создаются временные жилые блочно-модульные сооружения, демон-
тируемые по завершении эксплуатации. Естественно, затраты на освоение
месторождения оказываются меньшими, и социальных проблем при лик-
видации предприятий не возникает.
При экономической оценке месторождений необходимо учитывать
характер производимого продукта с точки зрения его транспортабельно-
сти, наличие конкретных потребителей и расстояние транспортировки.
Для месторождений высокоценных полезных ископаемых, характеризую-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Объекты ГРР и предъявляемые к ним требования
134
щихся компактной по массе конечной продукцией (благородные металлы,
алмазы, пьезооптическое сырье, драгоценные и поделочные камни), рас-
стояние до потребителя и вид транспорта не имеют значения.
Концентраты редких и цветных металлов обычно выдерживают дос-
таточно протяженную транспортировку автомобильным и практически
любую - железнодорожным и водным транспортом. Для богатых железных
руд, углей, агрохимического сырья и др. дальние перевозки обычно целе-
сообразны только водным транспортом. Стройматериалы, низкокачест-
венные угли и др. могут добываться только при наличии местных потре-
бителей и в объеме их потребностей.
На современном рынке действуют следующие стандартные условия
связи производителя и потребителя минеральной продукции, устанавли-
ваемые соглашениями между ними {табл. 21)
Таблица 4.21
Стандартные условия связи производителя и потребителя
Термин Пояснение Определение
Цена спот spot (англ.) - наличный товар Цена, по которой наличный товар продаётся с немедленной оплатой
Цена франке franko (итал.) - свобод- ный В цену включены расходы продавца по доставке товара до пункта, указанного после слова «франке» (франко-судно, франко-вагон, франко- склад получателя)
Цена FOB FOB (англ, free on board) - свободно на борту (то же, что франко-судно) В цену включены расходы продавца по доставке товара на борт судна, а также экспортные по- шлины (без стоимости фрахта судна)
Цена FAS FAS (англ, free alongside ship) - свободно вдоль судна В цену включены транспортные расходы про- давца по доставке товара до пункта погрузки на транспортное средство (к борту судна)
Цена CAF CAF (англ, cost and freight) - стоимость и фрахт В цену включены расходы продавца по доставке товара к месту, где его примет покупатель (без расходов на страхование груза)
Цена CIF CIF (англ, cost, insurance, freight) - стоимость, стра- хование, фрахт В цену включены все расходы продавца по пе- ревозке товара, оплате таможенных сборов и страхованию груза, вплоть до доставки товара покупателю
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Объекты ГРР ?/ предъявляемые к ним требования
135
Экологические условия эксплуатации месторождений определяются
следующими факторами:
□ наличием на территории горного отвода особо охраняемых природ-
ных объектов - заповедников, заказников и др.;
□ хозяйственной ценностью отчуждаемых земель - сельхозугодий, ле-
сов;
□ возможными экологическими последствиями производимых нару-
шений целостности недр, водного режима и т.п.;
□ стоимостью необходимых природоохранных и природовосстанови-
тельных мероприятий.
Для вновь создаваемых предприятий все затраты на природоохран-
ные мероприятия в течение их деятельности и природовосстановительные
мероприятия после ее завершения, предлагается учитывать в себестоимо-
сти продукции. При этом, добывающие компании с начала добычи начи-
нают создают специальные денежные фонды, которые расходуются на
природовосстановление по мере завершения работ. Устанавливается также
очень жесткая система государственной экологической экспертизы проек-
тов новых горнодобывающих предприятий, без заключения которой ли-
цензии на добычу не выдаются. За рубежом экологические вопросы, свя-
занные с использованием недр, как правило, получают экономическое ре-
шение. В России в основном действуют административные, запретитель-
ные или ограничительные акты, принятые для отдельных районов.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
МЕТОДОЛОГИЯ, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ГЕОЛОГОРАЗВЕ-
ДОЧНЫХ РАБОТ
Системный анализ как методологическая концепция исследования
недр
Под системой понимается множество определенным образом
упорядоченных предметов. Основной характеристикой системы является
ее структура, т.е. совокупность отношений между составными элемента-
ми системы. Исследуемые объекты - геологические образования, явления,
процессы могут рассматриваться как самостоятельные целостные системы
с иерархической структурой, включающие в качестве составных частей
элементы более низкого структурного уровня и в то же время являющиеся
элементами систем более высокого порядка. В связи с этим возникает не-
обходимость многозначного определения свойств исследуемых систем: на
внутреннем,собственном и внешнем уровнях.
Рис. 5.1. Локальное поле содержания металла: Рис. 5.2. Глобальное поле содержания
а- расположение точек опробования содержа- металла
ния железа в кристалле сфалерита, б- изоли-
нии, характеризующие содержание железа
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
137
На собственном уровне геологическая система характеризуется ее
геометрией или морфологией, под которой понимается совокупность све-
дений о форме, размерах, пространственной ориентировке системных
элементов и вещественным составом, в качестве которого
рассматривается совокупность интегральных или средних показателей
различных свойств. Внутренняя характеристика системы определяется
перечнем составляющих ее элементов и структурообразующими отноше-
ниями между ними. Отдельное свойство системы рассматривается в дан-
ном случае как специфическое локальное поле, сложным образом через
геометрическую базу взаимосвязанное с аналогичным внешним полем.
Для определения внешних связей системы необходимо указать ее позицию
как составного элемента системы более высокого порядка. При этом свой-
ства рассматриваемой системы в зависимости от ее геометрии будут со-
ставлять какую-то часть их внешнего, глобального поля.
Геометрически идентичные объекты - форма, раз-
меры и ориентировка совпадают
Геометрически различные объекты - форма и ори-
ентировка совпадают, размеры отличаются
I ' /
Геометрически различные объекты - форма и раз-
меры совпадают, ориентировка отличается
Геометрически различные объекты - примернооди-
наковые размеры и ориентировка, форма отличает-
ся
Рис.5.3. Геометрия системных
элементов
Геометрически различные объекты - отличаются
форма, размеры и ориентировка
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
138
Характерной особенностью геологических последований является
специфическое обозначение общего понятия «структура» при описании
объектов различных иерархических уровней:
Рис.5.4. Структурно-системная модель участка поисковых работ
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
139
• структура рудного поля, месторождения,
• зональность месторождения, рудного тела,
• текстура типов руд,
• структура минеральных фаз.
На рис. 4 представлена структурно-системная модель участка поис-
ковых работ, включающая (сверху-вниз) обзорную среднемасштабную
геологическую карту 1 : 200 000, крупномасштабную карту района работ
1 : 50 000, детальную геологическую карту участка работ масштаба
1:10 000, геологический план масштаба 1 : 2 000 перспективной площади
и фотоснимки места отбора образца андезитового порфирита, карты изго-
товленного из него шлифа и детальных микрофотографий наиболее инте-
ресных с геологической точки зрения частей .
С позиций системного подхода геологоразведочный процесс может
рассматриваться как процесс сложного взаимодействия двух систем: при-
родной системы - объекта работ (рудное поле, месторождение, участок
месторождения) и управляемой геологом системы геологоразведочных
работ техногенного типа. В процессе данного взаимодействия рождается
третья система - оцениваемых объемов недр, объединяющая совокупность
геологических, геолого-промышленных и др. представлений (образ) об
объекте геологоразведочных работ.
Структурно-системная модель объектов ГРР
Природная система представляет собой сложное полигенное и поли-
хронное сочетание различных геологических процессов, овеществленных
в виде структурных подсистем, среди которых обычно можно выделить
□ рудное поле,
□ месторождение,
□ рудное тело,
□ структурно-геологический блок (зону),
□ природные типы руд,
□ минеральные фазы,
□ отдельные минеральные обособления.
Под рудным полем понимается геологически и структурно обособ-
ленный участок земной коры, содержащий серию субсинхронных и гене-
тически сходных месторождений, сравнительно небольшой по размерам -
от нескольких до десятков квадратных километров. Рудное поле обычно
приурочено к конкретным геологическим структурам, ограничения кото-
рых служат и его границами. В ряде случаев границы рудных полей про-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
140
водятся условно.
минеральных фаз
Структурные уровни.
Рудные поля
Местор ождения
Рудные тепа
Геологические блоки
Природные типы руд
Минеральные фазы
Рис.5.5. Структурные уровни системной модели рудного поля
Рис.6.6. Представление о структуре колчеданно-полиметаллического месторождения на
уровнях «месторождение» и «рудное тело». 1- минерализованная зона, 2- рудные тела, 3-
четвертичные отложения, 4- вулканиты, 5- известняки, 6- диабазы
В границах рудного поля месторождение (минерализованная зона)
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курслекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
141
может быть представлено одним или несколькими пространственно
сближенными рудными телами, объединенными общностью типа, условий
образования и расположенных в пределах локальной геологической струк-
туры. В качестве элементов этого уровня следует также рассматривать ру-
допроявления и рудные точки, т.е. скопления ПИ небольших или невыяс-
ненных размеров. Под структурой месторождения понимается совокуп-
ность геолого-структурных элементов и системообразующих связей, опре-
деляющих форму, размеры и условия локализации рудных тел.
Рис. 5.7. Структурно-
системная модель
флюоритового место-
рождения на уровнях
строения минерализо-
ванной зоны, рудного
тела, морфологически
обособленного участка
и локального обособле-
ния .
1- минерализованная зона (месторождение); 2- рудные тела; 3- морфологически обо-
собленные существенно кварц-флюоритовые участки рудного тела (структурно-
геологические блоки, зоны); 4- морфологически обособленные участки оплавикован-
ных пород (структурно-геологические блоки, зоны); 5- природные типы руд; 6- текто-
нические нарушения; 7- горные выработки; 8- скважины
Рудное тело (рудная залежь) представляет собой локальное скопле-
ние однотипного ПИ, приуроченное к конкретному геолого-структурному
элементу или их сочетанию, часто ограниченное единым общим контуром.
В ряде случаев рудные тела оказываются расчлененными на отдельные
структурно-тектонические блоки, перемещаемые на значительные
расстояния друг от друга. Существуют также многочисленные случаи по-
степенного перехода от массивных руд к вмещающим породам. Уровень
структурно-геопогического блока (зоны) отображает латеральную неод-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
142
нородность рудных тел, обусловленную как структурно-тектоническими
факторами, так и проявлением вещественной и морфологической зональ-
ности. К этому типу структурной неоднородности относятся фациальные
переходы и выклинивания рудных тел, приводящие к образованию внут-
ренних безрудных зон или обособленных участков рудных тел, внешне
напоминающих структурно-тектонические блоки.
Природные типы руд - разновидности ПИ, отличающиеся вещест-
венным (химическим и минеральным) составом или текстурно-
структурными особенностями с учетом возможности их четкого простран-
ственного обособления. Подразумевается также генетическая однород-
ность рудного вещества, в то время как в рамках рудных тел и
месторождений может иметь место только сходство (генетическое
родство) или унаследованность условий рудообразования. Природные ти-
пы руд могут рассматриваться таким образом как наиболее элементарные
носители генетической информации.
Минеральные фазы или минеральные обособления могут рассматри-
ваться как агрегаты рудных и нерудных (жильных) минералов. Те и другие
можно подразделить на группы главных, второстепенных и редких мине-
ралов. Морфологически отдельные минеральные фазы могут обособляться
в виде прослоев, линз, прожилков, вкрапленников разных размеров, а так-
же тонкозернистых и скрытокристаллических агрегатов различных мине-
ралов.
Геологоразведочные системы
Структурно-системная модель геологоразведочной системы
Управляемая геологом система геологоразведочных работ может
рассматриваться как специфичекое пространственно-временное сочета-
ние разведочных средств, предназначенное для решения комплекса общих
и частных задач конкретной стадии работ с учетом возможных перспектив
ее развития на последующих стадиях или при промышленном использова-
нии месторождения. Интересующие геолога результаты геологоразведоч-
ных работ проявляются прежде всего как поля опреденных свойств (геоло-
го-промышленных параметров), характеризующих внутреннюю структуру
и внешние взаимосвязи исследуемых объектов, а также производные от
них оценочные геологические, горно-технические и технико-
экономические показатели.
Наиболее целесообразна структурно-геометрическая классификация
геолого-разведочных систем. При этом под геометрией любого элемента и
геологоразведочной системы в целом понимается совокупность сведений
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
143
об их форме, размерах и пространственной ориентировке. Структурный
принцип отражает способы компоновки отдельных элементов и подсистем
в более крупные структурные единицы, а также соответствие элементов
геологоразведочной системы и оцениваемых на их основе объемов недр.
Геологоразведочноя система может рассматриваться как иерархиче-
ская соподчиненность 5 структурных уровней (снизу-вверх):
□ разведочная проба,
□ разведочное пересечение,
□ разведочный разрез,
□ разведочная сеть,
□ разведочная система в целом.
Разведочная проба представляет собой элемент системы первого по-
рядка в виде определенным образом отобранной порции рудного материа-
ла, в которой измеряются разнообразные качественные характеристики
целесобразности его промышленного использования: объемная масса ПИ,
содержания полезных компонентов и др. В зависимости от геометрии вы-
деляются 3 группы проб: линейные, плоские, объемные. В зависимости от
условий и способа отбора выделяются следующие виды проб:
бороздовые
керновые
шпуровые
шламовые
точечные
задирковые
штуфные
валовые
линейные
плоские
объемные
Рис.5.8. Линейные пробы
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
144
Рис.5.9. Плоские пробы в
забое горной выработки:
точечная (слева) и
задирковая
Рис.5.10. Валовое) опро-
бование горной выработ-
ки
Основное значение при опробовании стратиформных месторожде-
ний имеют линейно вытянутые в направлении максимальной изменчиво-
сти (по мощности рудных тел) пробы: керновые (при разведке скважина-
ми) и бороздовые (при разведке горными выработками). Вместо бороздо-
вых проб правильной геометрии часто отбираются так называемые пунк-
тирные бороздовые пробы и другие разновидности (рис.8). Длина линей-
ных проб обычно колеблется от нескольних десятков сантиметров до не-
скольких метров. Решающим фактором при определении длины и ограни-
чений проб служит их приуроченность к отдельным природным типам или
технологическим сортам руд. Специальный случай представляют группо-
вые пробы, составляемые из дубликатов нескольких рядовых проб для
оценки попутных компонентов руд по разведочным пересечениям, их
группам или по типам руд.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
145
Рис .5.11. Разведочные
пересечения в забое гор-
ной выработки, состоя-
щие из одной (слева - по-
казаны варианты горизон-
тального, вертикального и
нормального по отноше-
нию кзалежи расположе-
ния) и трех секционных
проб
Разведочное пересечение образуется как совокупность однонаправ-
ленных смежных секционных проб, вскрывающих исследуемый рудный
объект на полную мощность. При незначительной мощности рудных тел
разведочное пересечение может состоять из одной пробы. В ряде случаев
разведочное пересечение может быть получено и из разноориентирован-
ных проб с предварительным приведением их длины к единому измере-
нию.
Забой горной выработки
Рис.5.12. Разведочное пе-
ресечение из 6 разноори-
ентированных проб
Мощность i-го разведочного пересечения образуется суммировани-
ем длин щ секционных проб, входящих в его промышленный контур
J
Вещественные параметры (объемная масса w, и содержание металла
qp определяются средневзвешенным на длину составляющих его секцион-
ных проб способом
1
wi =—
/И;
ni
>Z.XW.;
j
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
146
1 \'
«.• =—.
т.
1 j
При примерном равенстве длин проб I, эти формулы приводятся к
средней арифметической. Мощность разведочного пересечения ///, харак-
теризует размеры оцениваемого объекта по данному направлению: мощ-
ность рудного тела, продуктивного горизонта, толщи и т.п.
Специфической особенностью разведочных пересечений является
относительный характер, оказывающий влияние на их кондиционность.
Так, например, разведочное пересечение отдельного рудного тела может
выделяться как часть пересечения продуктивного горизонта. В то же время
кондиционное по отношению к рудному телу пересечение не является
кондиционным по отношению к более крупному структурному элементу
геологической системы, если не вскрывает его на полную мощность.
Минерализованая зона
А Разведочная
\ скважина
Рудное тело
п Разведочное пересечение п Разведочное пересечение
U минерализованной зоны рудного тела
Рис.5.13. Относительная кондиционность разведочных пересечений
Кондиционность разведочного пересечения определяется также уг-
лом, образованным его осью с плоскостью рудного пласта в точке подсе-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
147
чения. Основное требование заключается в необходимости обеспечения
максимальной (90°) величины этого угла, однако, по объективным причи-
нам, например, при разведке крутопадающих тел допускается использова-
ние разведочных пересечений, пройденных под углом не менее 30°.
Разведочный разрез образуется как группа смежных разведочных
пересечений и прослеживающих выработок, расположенных в пределах
одной плоскости, обычно ориентированной вкрест простирания (удлине-
ния) рудных тел. Практически наблюдаются значительные отклонения
разведочных пересечений от плоскостей разведочных разрезов, которые
устраняются при помощи структурно-геометрических построений, что
снижает достоверность разведочных разрезов.
По взаимному расположению в пределах разведочного разреза вы-
деляются разведочные пересечения:
Рис.5.15. Разведочные разрезы с пересекающимися (слева) и веерообразными
Рис.5.14. Разведочные раз-
резы с параллельными пе-
ресечениями: вертикаль-
ный разрез (слева); гори-
зонтальный разрез в плос-
кости разведочного рудно-
го штрека
пересечениями
Рис.5.16. Поперечный (А-
А), продольный (Б-Б) и
диагональный (С-С) вер-
тикальные разрезы
в проекции на горизон-
тальную плоскость
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
148
Рис.5.17. Система вертикальных парал- Рис.5.18. Система вертикальных парал-
лельных разрезов в объемном изображении лельных разрезов в проекции на горизон-
Рис.5.19. Система горизонтальных парал- Рис.5.20. Система гогизонтальных парал-
лельных разрезов в объемном изображении лельных разрезов в проекции на верти-
тальную плоскость
кальную плоскость
Рис.5.21. Система вертикальных непарал-Рис.5.22. Система вертикальных радиаль-
лельных разрезов в проекции на горизон-ных разрезов в проекции на горизонталь-
тальную плоскость ную плоскость
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
149
О параллельные,
О пересекающиеся,
О веерообразные .
По отношению к элементам залегания оцениваемых объектов:
♦ поперечные (вкрест простирания),
♦ продольные (по простиранию),
♦ косые (диагональные).
Собственно разведочная система образуется как совокупность раз-
ведочных разрезов. В зависимости от их пространственной ориентировки
различают системы:
• вертикальных разрезов,
• горизонтальных разрезов,
• наклонных разрезов.
По их взаимному распопожению выделяются разрезы
о параллельные,
о непараллельные (пересекающиеся),
о радиальные.
Возможны также различные комбинированные системы (рис. 23).
Рис.5.23. Системы:
а- вертикальных,
б-горизонтальных,
в- комбинирован-
ных вертикальных и
горизонтальных
разрезов
Разведочные сети
Разведочная сеть образуется как проекция разведочной системы (со-
ставляющих ее разрезов и разведочных пересечений) на горизонтальную,
вертикальную или продольную (наклонную) плоскость. Важнейшей харак-
теристикой разведочной сети является ее геометрия (форма, размеры, про-
странственная ориентировка). Составным элементом разведочной сети яв-
ляется ячейка. В зависимости от формы элементарной ячейки различают
регулярные (квадратные или прямоугольные) разведочные сети. По соот-
ношению морфологических или зональных характеристик разведываемых
объектов и элементарных ячеек можно выделить адаптированные разве-
дочные сети, форма ячеек которых соответствует анизотропии домини-
рующего параметра изменчивости - чаще всего вытянутости рудных тел.
В большинстве практических случаев, главным образом из-за про-
странственного искривления осей разведочных скважин и различной раз-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
150
веданности месторождений, преобладают разведочные сети неправильной
формы (неравномерные, нерегулярные), которые могут рассматриваться в
определенной степени как случайные, с заданной плотностью расположе-
ния точек разведочных пересечений. При этом можно выделить вариант
случайной слоевой сети, для которой подбирается регулярная сеть, в каж-
дой ячейке («слое») которой случайным образом размещается одно разве-
дочное пересечение.
Рис. 5.24. Квадратная разведочная сеть
при разведке скважинами изометричных
пологозалегающих рудных залежей с
изотропной изменчивостью геолого-
промышленных параметров
Рис. 5.25. Прямоугольная разведочная сеть,
адаптированная для разведки скважинами
удлиненных пологозалегающих рудных
залежей с изотропной изменчивостью гео-
лого-промышленных параметров
Рис. 5.27. Ромбическая разведочная сеть
при разведке скважинами изометричных
пологозалегающих рудных залежей с изо-
тропной изменчивостью геолого-промыш-
ленных параметров
Рис. 5.26. Прямоугольная разведочная
сеть, адаптированная для разведки сква-
жинами пологозалегающих рудных зале-
жей с анизотропной изменчивостью гео-
лого-промышленных параметров
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
151
Сети с идентичной геометрией (формой, размера-
ми, ориентировкой) ячейки
Сети с идентичными формой и размерами, но с
Сети разной формы с примерно одинаковыми раз-
мерами (площадью) и ориентировкой ячейки
Сети с разными формой, размерами и ориентиров-
кой ячейки
Рис. 5.28. Геометрия разведочной сети
Рис. 5.30. Палинспастическая проекция прямо-
угольной сети с размерами а*Ь при разведке на-
Рис. 5.29. Геометрия прямоуголь-
ной сети с размерами а*Ь при раз-
ведке наклонно залегающих
складчатых рудных залежей
и клонно залегающих и складчатых рудных зале-
жей
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
152
Случайная сеть скважин при разведке пологозале-
гающего рудного тела в проекции на горизонталь-
ную плоскость
Случайная слоевая сеть, адаптированная к прямо-
угольной, при разведке пологозалегающего рудно-
го тела в проекции на горизонтальную плоскость
Рис. 5.31. Регуляризация
случайной сети
Регуляризованная случайная сеть в проекции на
горизонтальную плоскость
Технические средства геологоразведочных работ
Классификация технических средств ГРР
Все технические средства геолого-разведочных работ, обеспечи-
вающие возможность получения информации о залегании тел полезных
ископаемых, их размерах, форме, качестве минерального сырья, принято
подразделять на три вида:
гориые разведочные выработки;
буровые разведочные скважины;
геофизические исследования.
Горные выработки дают наиболее разнообразную и достоверную
информацию благодаря тому, что в них геолог может непосредственно на-
блюдать тела полезных ископаемых, вмещающие породы, их взаимоотно-
шения и проводить разнообразные замеры, исследования, отбор материала
для многочисленных испытаний. Вместе с тем горные выработки являют-
ся наиболее трудоемкими и дорогостоящими средствами разведки.
Буровые скважины значительно дешевле, проведение их требует
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
153
меньше времени, они могут быть пройдены практически в любых услови-
ях, но получаемая информация ограничена и менее достоверна. Геофизи-
ческие работы широко применяются благодаря возможности относитель-
но простыми способами (с точки зрения организации работ, их стоимости,
оперативности) получить разнообразные, хотя и весьма приближенные
сведения о размерах, условиях залегания и качестве минерального сырья.
Гориые разведочные выработки
В зависимости от назначения и характера использования горных вы-
работок они могут иметь различное оснащение, инженерные устройства и
крепь. Горные выработки разделяются на разведочные, которые проходят
для поисков и разведки месторождений, и эксплуатационные, предназна-
ченные для добычи полезных ископаемых. Кроме этого проходятся раз-
личные горные выработки -
вспомогательные,
специального назначения,
для проводки коммуникации,
транспортные,
вентиляционные
и др.
По углу наклона к поверхности различают
горизонтальные,
наклонные,
вертикальные горные выработки.
Горные выработки, проведенные на поверхности Земли, называются
открытыми, в ее недрах - подземными. Подземные горные выработки мо-
гут иметь
два выхода на поверхность - тоннели;
один выход - стволы шахт, шурфов;
не иметь выхода - квершлаги, штреки, орты.
По форме поперечного сечения подземные горные выработки могут
быть
круглыми,
прямоугольными,
трапециевидными,
сводчатыми
и др.
К открытым выработкам относятся закопушки, канавы, расчистки,
карьеры. Закопушки (копуши) - горные выработки изометричной формы,
небольшого поперечного сечения (0,5-0,6 м) и глубины (0,4-0,8 м). Они
проходятся в основном в рыхлых отложениях для отбора металлометриче-
ских, шлиховых проб и др.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
154
Канавы - узкие протяженные выработки трапециевидного или пря-
моугольного сечения. Глубина канав 1-3 м, иногда до 4-5 м, ширина по
дну 0,4-1,0 м, ширина в верхней части 2-2,5 м. Канавы предназначены для
вскрытия коренных пород, тел полезных ископаемых, разрывных наруше-
ний и др. Нередко канавы углубляют в коренные породы до 0,5 м и более
для отбора образцов и проб из менее измененных пород.
Рис. 5.32. Открытые горные выработки: а-
копуша, б-в- канава, г- канава-врез (про-
дольный разрез), д- однобортная канава
(поперечный разрез); 1- суглинки, 2- слан-
цы, 3- известняки, 4- граниты; е- канава
скреплением. 1- стойка, 2- распорка, 3-
горбыли
Рис. 5.33. Проходка
канав: с подъемом
породы ручным воро-
том (слева); с подъе-
мом породы краном
Рис. 5.34. Машины для проходки поверхностных горных выработок: а- одноковшовый
экскаватор, б- обратная механическая лопата, в- бульдозер, г- скрепер
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
155
Различают магистральные и прослеживающие канавы. Магистраль-
ные канавы проходят вкрест простирания пород с целью вскрытия пред-
ставительных разрезов, контактов горных пород, тел полезных ископае-
мых. Такие канавы имеют большую протяженность, достигая нескольких
сотен метров. Иногда проходят так называемые пунктирные канавы, пред-
ставляющие собой отдельные отрезки длиной 10-20 м, разделенные таки-
ми же интервалами целиков. Прослеживающие канавы, предназначенные
для прослеживания тел полезных ископаемых, разрывных нарушений,
контактов пород, и др., также ориентированы вкрест простирания, но у
них небольшая длина (5-20 м, в зависимости от мощности тела) и распола-
гаются они на меньших расстояниях друг от друга (20-40 м).На крутых
склонах иногда проходят так называемые однобортные канавы.
Канавы большого сечения и глубины, используемые для вскрытия
тел, залегающих под наносами на глубине 3-8 м, называются траншеями.
Они предназначены для вскрытия месторождений в качестве эксплуатаци-
онных, дренажных выработок и др. Расчистки - выработки в виде усту-
пов, своего рода однобортные канавы, в которых длина соизмерима с вы-
сотой уступов. Расчистки представляют собой наиболее распространен-
ный вид искусственных обнажений, проходимых на относительно крутых
склонах для вскрытия коренных пород.
Карьер - наиболее крупная открытая выработка, служащая для
вскрытия тел полезных ископаемых на большей площади и значительной
глубине. В разведочных целях карьеры используются для отбора больших
проб минерального сырья для технических и технологических испытаний.
Подземные горные выработки подразделяются на
вертикальные,
горизонтальные,
наклонные.
Штольня - горизонтальная горная выработка, имеющая выход на
земную поверхность, проводимая для разведки или выполняющая вспомо-
гательную роль. Штольня служит для подхода к рудному телу или про-
слеживания его по простиранию; из штольни могут быть пройдены другие
выработки. Штольни проводят только в условиях расчлененного рельефа,
обычно с небольшим подъемом (0-3°) для обеспечения стока воды и об-
легчения откатки груженных вагонеток. При относительно небольшой
площади поперечных сечений (1,8-5 м2) разведочные штольни достигают в
некоторых случаях значительной длины, измеряемой километрами.
Штольни, имеющие два выхода на поверхность, называются тоннелями.
Шахта - вертикальная или наклонная выработки сечением более
4 м2, применяется для разведки месторождения на глубину. Вертикальные
шахты пересекают тела полезного ископаемого или проходятся в лежачем
боку крутопадающей залежи. Наклонные шахты задаются от выхода по-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
156
лезного ископаемого и прослеживают залежь по ее падению. Из штолен и
шахт проходятся другие подземные горные выработки, образующие опре-
деленную разведочную сеть в горизонтальной или вертикальной плоско-
сти. Обычными в разведочной практике являются следующие горные вы-
работки, начинающиеся из разведочных шахт (шурфов) или штолен.
Квершлаг - горизонтальная подземная выработка, не имеющая выхо-
да на поверхность, проводимая по вмещающим породам под углом к телу
полезного ископаемого, преимущественно вкрест простирания с целью его
вскрытия. Штрек - горизонтальная выработка, не имеющая выхода на по-
верхность, проходящая по простиранию рудного тела. При горизонталь-
ном залегании тел горизонтальные выработки, заданные в любом направ-
лении, являются штреками. Штреки, проводимые не по полезному иско-
паемому, а по пустым породам, называются полевыми. Размеры попереч-
ных сечений квершлагов, штреков и штолен, колеблются от 1,8 до 5,0 м2;
длина этих выработок бывает различной, достигая нескольких километ-
ров.
’ . 8 i °" f?
OS
7 КШ
наносы
песач е ледов
Вме шающие породы
Рис. 5.35. Подземные горные выработки; а- шурф; б- штольня штрекового типа, в-
штольня квершлажного типа; г- шурф с квершлагом; д- шурф со штреком (продольная),
е- шурф с ортом; ж- шурф с квершлагом, гезенком и восстающим
Орт - горизонтальная выработка, которую проходят обычно из
штреков вкрест простирания рудного тела с целью вскрытия его на пол-
ную мощность в тех случаях, когда мощность тела превышает ширину
штрека. Длина ортов таким образом определяется горизонтальной мощно-
стью наклонно и круто залегающих рудных тел. Рассечка - горизонтальная
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
157
выработка, не имеющая выхода на поверхность, проводимая из шурфов,
штолен и других выработок для поисков рудных тел, их смещенных час-
тей и др. Иногда рассечками называют орты.
Восстающий - подземная горная выработка, идущая вверх из што-
лен, штреков и квершлагов. Слепой ствол, или гезенк - вертикальная под-
земная горная выработка, идущая вниз и не имеющая непосредственного
выхода на поверхность, предназначенная для обслуживания подземных
работ. Устье выработки - место примыкания подземной выработки к зем-
ной поверхности или к другой подземной выработке. Конец выработки
называется ее забоем. Горные выработки проходятся в одиночку или ком-
бинированно, то есть из шурфа или из штольни могут задаваться квершла-
ги, а из квершлагов - штреки и гезенки и т. и.
Рис. 5.36. Комбинирование гор-
ных выработок в пределах
разведочного разреза
К наклонным выработкам относятся наклонные шахты, шурфы
квершлаги, а также бремсберги, уклоны, скаты и т.д., являющиеся в ос-
новном вспомогательными выработками.
Поверхностные, открытые выработки - копуши, канавы, а также
неглубокие шурфы, которые служат в основном для вскрытия коренных
пород, прослеживания тел полезных ископаемых и других геологических
элементов по поверхности, составления геологических карт и планов, рас-
полагаются обычно в соответствии с особенностями геологического
строения (залеганием пород, направлением контактов и т.д.) по опреде-
ленной системе, образуя разведочные линии, сети и др. Подземные горные
выработки образуют сложные системы связанных между собой разведоч-
ных и вспомогательных выработок, расположенных таким образом, чтобы
при минимальном объеме получить наиболее полную информацию об
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
158
особенностях строения и залегания тел полезных ископаемых на глубине.
Буровые разведочные скважины
Буровые скважины представляют собой цилиндрические выработки,
имеющие вертикальную, наклонную или горизонтальную ориентировку.
Диаметры скважин колеблются от 26 до 1000-1500 мм; известны случаи
проходки буровым способом шахтных стволов диаметром от 2 до 8 м. Глу-
бина скважин разнообразна: от первых метров до нескольких километров.
В настоящее время бурятся сверхглубокие скважины глубиной до 15 км,
имеются технические возможности проходить скважины глубиной до 25
км. Скважины можно бурить практически в любых условиях: с поверхно-
сти земли, из подземных выработок, с плавучих и стационарных буровых
установок в море, во льдах и др. Буровые работы проведены ria Луне и Ве-
нере.
Бурение скважин применяется для решения широкого круга вопро-
сов:
картировочные и структурные, которые проходят в процессе геоло-
гической съемки;
поисковые, используемые при детальных поисках глубокозалегаю-
щих месторождений;
разведочные, которые проходят практически на всех стадиях развед-
ки;
эксплуатационные, для добычи жидких и газообразных полезных
ископаемых, а также для отработки месторождений методами под-
земного выщелачивания;
глубинные, для изучения глубоких горизонтов земной коры;
гидрогеологические, предназначенные для изучения подземных вод;
инженерно-геологические, с помощью которых проводятся исследо-
вания грунтов перед строительством различных сооружений;
вспомогательные, или технические, скэажины различного назначе-
ния:
В водопонижающие, для уменьшения притока подземных вод в
разведочные и эксплуатационные горные выработки;
В замораживающие, для замораживания неустойчивых водона-
сыщенных пород при проходке подземных выработок;
В вентиляционные;
В взрывные, при открытой и подземной разработке и др.;
скважины специального назначения:
В для подачи заливающего материала при тушении пожаров;
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
159
В для подачи закладочного материала в выработанное простран-
ство;
В для проведения электрокабелей, водопроводов и других коммуни-
каций; для подачи воздуха и пищи при авариях в подземных выра-
ботках; для создания подземных газо-и нефтехранилищ.
Бурение скважин включает три основных процесса: разрушение по-
роды на забое, извлечение разрушенного материала на поверхность, за-
крепление стенок скиажины. По способам разрушения породы различают
ударное,
вращательное,
ударно-вращательное бурение.
При ударном бурении горная порода разрушается посредством уда-
ров по забою специальным буровым инструментом (долотами, буровыми
стаканами и др.), подвешенным на канате (ударно-канатное бурение) или
на штангах (ударно-штанговое бурение). Разрушенная порода удаляется из
скважины специальным инструментом - желонкой.
Вращательное бурение подразделяется на бурение сплошным забоем
(бескерновое) и кольцевым забоем (колонковое). Разрушение породы про-
изводится вращающимся инструментом путем резания, скалывания и ис-
тирания; при бурении сплошным забоем используют долота вращательно-
го типа, при колонковом - буровые коронки, армированные твердыми
сплавами и алмазами. Вращение бурового снаряда может осуществляться с
поверхности с помощью штанг и шпинделя или ротора; могут применять-
ся также забойные двигатели. Разрушенная порода (шлам) выносится на
поверхность промывочной жидкостью, сжатым воздухом или другими
агентами; при бурении шнеком - транспортируется по виткам реборды;
при бурении ложковыми и змеевиковыми бурами - поднимается из сква-
жины вместе с инструментом.
Рис. 5.37. Забои
скважин вращатель-
ного бурения (сле-
ва): а- сплошной; б-
кольцевой; констру-
кция скважины ко-
лонкового бурения
(справа)
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
160
Ударно-вращательное бурение представляет собой вид комбиниро-
ванного бурения, при котором разрушение породы производится в резуль-
тате вращения коронки на забое с одновременными частыми ударами, пе-
редающимися на коронку от пневмо- или гидро-ударника, помещенного
выше колонкового бурового снаряда. Вибробурение производится с по-
мощью вибраторов обычно в мягких грунтах.
Рис. 5.38. Буровые скважины: а- вертикальная, б- наклонная; в- гори-
зонтальная
Рис. 5.39. Подводное бурение
Рис. 5.40. Типовые профили естественно искрив-
ляющихся скважин в различных геологических ус-
ловиях
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
161
Таблица 5.1
Минимально допустимые диаметры керна и скважин
Основные генетические типы месторож- дений, типы руд ПИ Диаметр, мм
скважины керна
Магматические месторождения
Хромитовые 36 22
Т итано-магнетитовые 46 32
Медно-никелевые 46-59 32-42
Редкометалльные 59-76 32
Пегматитовые месторождения
Редкометалльные 59-76 42-60
Контактово-метасоматические (скарновые) месторождения
Железные 46 32
Молибдено-вольфрамовые 46-76 32-60
Медные 46 32
Руды других металлов (Au, Pb, Zn) 46 32
Гидротермальные месторождения
Меднопорфиритовые 59 42
Колчеданные 46 32
Медистые песчаники 36 22
Сидеритовые 36 22
Вольфрамо-молибденовые 46-76 32-60
Оловянные 46-59 32-42
Свинцово-цинковые 46-59 32-42
Сурьмяно-ртутные и мышьяковые 76 60
Золотые 3646 22-32
Урано-ванад иевые 36 22
Осадочные месторождения
Силикатные никелевые 36-59 22-42
Золотоносные "шляпы" 46 32
Бокситы 46-59 П 32-42
Метаморфогенные месторождения
Железные кварциты 46 32
Золотоносные конгломераты с ураном 46 32
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
162
Скважины проходят в породах любой крепости на большую глубину
с использованием относительно простого оборудования. Основным спосо-
бом бурения скважин при геологическом картировании, поисках, и раз-
ведке месторождений полезных ископаемых, инженерно-геологических и
гидрогеологических исследованиях является колонковое бурение. Широкое
применение этого способа обусловлено в первую очередь тем, что он
предназначен для получения керна - цилиндрических столбиков ненару-
шенных пород практически непрерывно по всему разрезу, пересекаемому
скважиной. Керн представляет собой незаменимый материал для
составления геологических разрезов,
изучения пород, залегающих на различных глубинах,
опробования тел полезных ископаемых.
Рис. 5.41. Ориентирование отклонителей сква-
жины при помощи инклинометра с электромаг-
нитной буссолью. 1- отклонитель; 2- замок; 3-
инклинометр; 4- центрирующие пружины; 5-
постоянные магниты; 6- направляющая ворон-
ка; 7- диамагнитная труба; 8- колонка буриль-
ных труб; 9- переводник с вращающей втулкой;
Ю- каротажный ролик; 11-кабель.
Рис. 5.42. Схема бурения с гидро-
транспортом керна: 1- двойные бу-
рильные трубы; 2- элеватор; 3- вра-
щатель; 4- промывочный сальник;
5- система промывки; 6- передвиж-
ная ёмкость для бурового раствора;
7- керноприёмное устройство; 8-
буровой насос; 9- коронка; 10- керн
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
163
Колонковые скважины можно бурить в различных направлениях,
можно менять направление скважин в процессе бурения. В бурильную ко-
лонну, низ которрой оборудован диамагнитной трубой с направляющей
воронкой, магнитными полюсами и отклонителем, опускается инклино-
метр и фиксируется положение отклоняющей системы в стволе скважины
относительно меридиана или точки (репера), координаты к-рой заранее
известны (рис.41). Управление глубинными приборами дистанционное по
каротажному кабелю.
Стратигра - Фические подразде - ления С ИН1 тратиграфический врвал, вскрываемый скважинами
Суммар- ная глубина « (км) £ S с: ге СЗ CD пилоипал Кубанская Днепровско-Донецкая Криворожская Прикаспийская Тимано-Печорская Уральская Мурунтауская Т юменская
Q I т г
N 4 I
PN 7 т т
К т II fr т
J I7 I
т 20 т т г т! 1
р 22
с 26 Г т
D 30
S 35 1
0 38 п?
PRg-€ 4|
PR 50
AR 3500 млн.лет 56
Рис. 5.43. Схема вскрытия стратиграфического разреза глубокими и
сверхглубокими скважинами: 1- возраст отложений и интервал,
пройденный скважинами-, 2-предполагаемые залежи нефти и газа; 3-
установленные рудные залежи; 4- предполагаемые рудные залежи.
Практически все глубокие скважины при бурении отклоняются от
заданного направления и в той или иной степени искривляются. Иногда
искривление становится настолько существенным, что приходится пре-
кращать дальнейшую проходку скважины. Различают геологические, тех-
нические и технологические причины искривления скважин. Причины
геологического характера обусловлены неоднородностью пересекаемого
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
164
скважиной разреза (рис.4О). Встреча скважиной валунов, контактов с по-
родами повышенной твердости, или наоборот, трещин, пустот, каверн вы-
зывает отклонение скважины в ту или иную сторону. При пересечении
скважиной сложного разреза, особенно если в нем чередуются тонкие пла-
сты различной твердости, а также рассланцованных пород, наблюдаются
определенные закономерности в искривлении скважин, вызванные тем,
что ось скважины стремится занять положение, перпендикулярное к на-
пластованию пород. Это приводит к изменению (обычно выполаживанию)
угла наклона скважины в вертикальной плоскости и ее направления по от-
ношению к простиранию пород. В рыхлых и плывучих породах скважина
становится более крутой.
. Рис. 5.44. Буровой станок в камере для
подземного бурения
Технические причины искривления скважин включают:
неправильную установку шпинделя станка, вызывающую изначаль-
ное отклонение скважины от заданного направления;
неправильную установку направляющей трубы и кондуктора;
бурение коротким колонковым снарядом, особенно в породах пере-
межающейся твердости;
бурение трубами малого диаметра в скважине большого диаметра;
переход на меньший диаметр без спуска колонны обсадных труб
и др.
Причины технологического характера обусловлены параметрами
режима бурения. Они могут вызывать неравномерное разбуривание забоя
и стенок скважины, образование значительных зазоров между стенками и
снарядом, а также увеличение сил, отклоняющих снаряд от оси скважины.
К ним относятся: применение излишне сильной промывки, чрезмерная на-
грузка на забой и др.
Для определения положения скважины в пространстве проводятся
специальные замеры кривизны всех разведочных, опорных, структурных и
эксплуатационных скважин. Пространственное положение скважины оп-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
165
ределяется тремя параметрами
глубиной L,
зенитным углом 0,
азимутальным углом сх.
Рис. 5.45. Элементы, определяющие пространствен-
ное положение скважины: 1- горизонтальная плос-
кость; 2- плоскость оси скважины; 3- направление
начала отсчета; 4- направление скважины; 5- ось
скважины; 6- вертикаль; 0- зенитный угол, а- ази-
мут
Глубина скважины определяется расстоянием по ее стволу от устья
до забоя. Зенитным углом скважины называется угол между вертикалью и
касательной к оси скважины в данной точке. Азимутальным углом, или
азимутом, называется угол между направлением на север и проекцией оси
скважины на горизонтальную плоскость. Положение оси скважины в про-
странстве определяется путем замеров зенитного и азимутального углов на
различных глубинах скважины; чем меньше интервалы между замерами,
тем точнее можно изобразить проекцию скважины на горизонтальной и
вертикальной плоскостях, что является необходимым условием при увязке
профилей, особенно разведочных. Элементы искривления замеряют спе-
циальными приборами - инклинометрами. Наиболее часто в инклиномет-
рах для замеров зенитного угла используется принцип отвеса, а для заме-
ров азимута - магнитная стрелка.
Результаты
70* 70* наклона
Рис. 5.46. Способы построения профиля
зенитноискривленных скважин: а- по
среднему углу наклона; б- по распростра-
нению угла наклона на половину расстоя-
ния между точками измерения
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
166
Рис. 5.47. Разрез рудного тела, построен-
ный по скважине без учета ее искривлении
(а) и с учетом искривления (б). Заштихо-
ваио рудное тело
Рис. 5.48. Схема построения профиля зе-
нитно и азимуталыно искривленной сква-
жины
Проектирование точек ствола искривленной или расположенной не в
створе разведочного профиля скважины на геологический разрез должно
выполняться по простиранию пластов, которые пересекает скважина. Если
все пласты строго согласны, то для проецирования на разрез всех точек
ствола скважины может быть использован гипсометрический план какого-
либо одного пласта - желательно среднего в стратиграфическом разрезе.
Если пласты имеют несогласное залегание, то проецирование точек следу-
ет производить с помощью нескольких гипсометрических планов, каждый
из которых наилучшим образом представляет свиту согласных пластов.
На рис. 49 показан гипсометрический план пласта, который подсе-
чен скважинами Е1827 и Е1828 в точках с отметками-120,9 и-367,1 м. Про-
ецирование этих точек на линию разведочного профиля производится с
помощью криволинейных лучей, повторяющих конфигурацию изогипс
плана. Аналогичным образом проецируют на линию разведочного профи-
ля все другие точки ствола скважины, используя гипсометрические планы
соответствующих пластов, подсеченных скважиной.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
167
Рис. 5.49. Схемы проектирования точек осей искривлен-
ных скважин на плоскость геологического разреза: слева
- ортогональное (У- устье скважины; 2 - ось скважины с
точками инклинометрической съемки; 3- направление
проектирования точек}, справа - криволинейное с помо-
щью гипсометрического плана пласта
Геофизические методы
Геофизические методы как способы разведки МПИ получили широ-
кое развитие в современном разведочном деле. Результаты геофизических
исследований весьма важны для составления разведочных разрезов и для
оконтуривания площади распространения ПИ, особенно в начальный пе-
риод разведки - до проходки выработок. Для прослеживании и оконтурии-
ания отдельных тел ПИ как в плане, так и в разрезах используются различ-
ные геофизические методы.
Гравиметрические работы крупных масштабов на земной поверх-
ности дают возможность очерчивать рудные поля и отдельные крупные
залежи ПИ по контурам аномалий силы тяжести. Четко оконтуриваются
образования с повышенной избыточной плотностью - железорудные ме-
сторождения, залежи хромитов, медно-колчеданные тела, свинцово-
цинковые залежи. В подземных горных выработках используются грави-
метр и гравитационный вариометр для выявления тел ПИ между горными
выработками. При этом, если центр тяжести массивного рудного тела рас-
положен ниже горизонта наблюдений, оно отмечается положительной гра-
витационной аномалией, выше - отрицательной.
Магнитометрические работы позволяют оконтуривать рудоносные
зоны и отдельные тела с высокой точностью, если магнитные их свойства
резко отличаются от свойств окружающих горных пород. Магнитометри-
ческие работы позволяют оконтуривать залежи железных руд, крупные
залежи медно-никелевых руд, обладающие повышенной магнитностыо
благодаря присутствию в них пирротина. Хорошие результаты дает магни-
тометрия для оконтуривания алмазоносных кимберлитовых трубок в Яку-
тии. Ряд выходов этих трубок, отмеченных аэромагнитной съемкой, затем
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
168
был детально очерчен наземными крупномасштабными магнитометриче-
скими работами.
Рис. 5.50. Схема про-
ведения геофизических
исследований в сква-
жине: 1- скважинный
прибор; 2- кабель; 3-
блок-баланс; 4- каро-
тажная лаборатория; 5-
кривая диэлектриче-
ского каротажа, харак-
теризующая изменение
фазы электромагнитно-
го поля; 6- кривая аку-
стического каротаха
характеризующая из-
менение коэфф, порис-
тости.
Сейсмометрические работы в процессе разведки хотя и играют
вспомогательную роль, но имеют большое значение для выявления и окон-
туривания залежей нефти и солей в сложных структурных условиях. Со-
ляные купольные образования успешно оконтуриваются сейсмометриче-
ским методом регулируемого направленного приема с последующей про-
веркой единичными скважинами, что предохраняет залежи солей от раз-
рушения, неизбежного при бурении многочисленных разведочных сква-
жин.
Электрометрические работы являются наиболее распространенным
видом геофизических исследований в процессе разведки разнообразных
МПи. Для изучения структуры месторождения успешно применяются де-
тальные измерения методами электропрофилирования и естественного по-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
169
ля. Для выявления, оконтуривания, установления элементов залегания от-
дельных тел или их частей применяются методы заряженного тела, вы-
званной поляризации и радиопросвечивания. Применение других методов
электрометрии в процессе разведки также иногда дает возможность соста-
вить представление о пространственном положении и размерах ПИ.
Радиометрические методы разведки - методы поисков, разведки ра-
диоактивных руд, их радиометрического опробования, а также решения
других картировочно-поисковых и геоэкологических задач, основанные на
изучении естественной радиоактивности руд и горных пород. Возмож-
ность радиоактивной разведки обусловлена, с одной стороны, разной ра-
диоактивностью руд и пород, а с другой, - миграцией радиоактивных эле-
ментов и продуктов распада подземными водами и подпочвенным возду-
хом. Так как глубинность радиометрии невелика (до 1 м), объектом поис-
ков чаще являются ореолы рассеяния радиоактивных элементов. К мето-
дам радиометрии относятся воздушная, автомобильная, пешеходная, глу-
бинная гамма-съемки, радиометрический анализ проб горных пород, эма-
национная съемка, а также методы опробования, предназначенные для
оценки концентрации радиоактивных элементов в обнажениях и горных
выработках.
Ядерио-физические методы разведки - методы элементного экс-
прессного химического анализа горных пород, основанные на изучении
физических явлений, происходящих при искусственном облучении горных
пород нейтронами или гамма-квантами разных энергий с помощью им-
пульных источников из радиоактивных элементов, их смесей или генера-
торов нейтронов. Ядернофизические методы в перспективе будут исполь-
зоваться для поисков месторождений различных ПИ в вариантах переме-
щения приборов по профилям или маршрутам с получением графиков со-
держаний отдельных элементов в исследуемых горных породах и прояв-
лениях ПИ. Основное их преимущество заключается в возможности опре-
деления содержаний химических элементов непосредственно в полевых
условиях, а в некоторых вариантах и без отбора проб.
Все перечисленные геофизические методы могут применяться для
разведки глубинных частей месторождения, прослеживания и оконтурива-
ния залежей ПИ только в сочетании с проходкой хотя бы единичных буро-
вых скважин или подземных горных выработок, позволяющих проверить
геофизическую аномалию и установить качество ПИ. Поэтому на практике
геофизические методы всегда комтексируются с горными выработками и
(или) буровыми скважинами, с минералого-петрографическими и химиче-
скими исследованиями тел ПИ и вмещающей среды.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
170
Классификация геологоразведочных систем по виду используемых тех-
нических средств
Наряду со структурно-геометрической классификацией геолого-
разведочных систем, используется их классификация по виду применяе-
мых технических средств разведки. В соответствии с этим признаком раз-
ведочные системы подразделяются на 3 группы.
горные разведочные системы;
буровые разведочные системы;
комбинированные горно-буровые разведочные системы.
Более детальная классификация разведочных систем по данному
признаку осуществляется в зависимости от конкретного вида используе-
мых горных выработок (шурфы, канавы, вертикальные и наклонные шах-
ты, штольни, штреки, квершлаги, восстающие и т.д.) или скважин (сква-
жины колонкового, ударно-канатного бурения и др.). Геофизические мето-
ды и технические средства разведки применяются в любой из перечислен-
ных систем разведки в комплексе с горными выработками и скважинами.
В.И. Смирновым, В.М. Крейтером была предложена классификация
разведочных систем по виду технических средств (табл.2). А.Б. Каждая
произвел группировку разведочных систем на три класса в зависимости от
взаимного пространственного расположения разрезов, каждому из
которых соответствует группа разведочных пересечений и применяемых
разведочных средств, назвав разведочной системой совокупность
определенным образом расположенных разведочных разрезов (табл.З).
Таблица 5.2
Классификация ГРС по виду технических средств
Группа систем Вид систем
Горная Разведочные шурфы, штольни, шахты
Буровая Мелкие скважины
Глубокие скважины
Наклонные скважины
Комбинированная (горно-буровая) Мелкие скважины с шурфами
Штольни и скважины
Шахты и скважины
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013Методология, технические средства геолого-разведочиыхработ
171
Таблица 5.3
Классификация ГРС погеометрии и виду технических средств
Класс (по взаим- ному расположе- нию разрезов) Группа (но взаимному расположе- нию разведочных пересечений в разрезе) Вид (по совокупности приме- няемых разведочных средств)
I. Вертикальные разрезы 1. Параллельные вертикальные пересечения Скважины, поверхностные гор- ные выработки
2. Параллельные наклонные пере- сечения Подземные горные выработки
3. Пересекаюгциеся вертикальные и горизонтальные пересечения Скважины и поверхностные горные выработки
4. Пересекаюгциеся наклонные пе- ресечения Скважины и подземные горные выработки
5. Пересекаюгциеся горизонталь- ные и нагигонные пересечения Скважины, поверхностные и подземные горные выработки
6. Веерообразные пересечения Подземные и поверхностные скважины, горные выработки гг шпуры
П. Горизонталь- ные разрезы 1. Параллельные горизонтальные пересечения Горные выработки
2. Пересекаюгциеся непараллель- ные пересечения Горные выработки гг скважины
3. Радиальные (веерообразные пе- ресечения) Горные выработки, скважины и шнуры
Ш. Продольные разрезы 1. Горизонтальные пересечения Горные выработки
2. Горизонтальные и вертикаль- ные (нагигонные) пересечения Горные выработки и шпуры
Горные разведочные системы
Горные системы образуются исключительно горными выработками
в следующих основных их видах и сочетаниях:
□ канавами;
□ шурфами (дудками);
□ шурфами с подземными выработками из них;
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
172
□ штольнями продольными;
□ штольнями поперечными со штреками;
□ шахтой с квершлагами и штреками;
□ сочетаниями штолен со слепыми шахтами и штреками.
Применение горных систем без участия буровых скважин ограниче-
но небольшими по размерам и весьма изменчивыми объектами, их доля
составляет 12 % от общего числа ГРС.
Рис. 5.51. Горная система разведки кана-
вами рудных жил и рудного штока под
наносами (план)
31 Ом
ЗПОм
290м
280м
270м
2601.1
250м
Рис. 5.52. Горные системы разведки: а- россыпи шурфами; б- жильного тела штольня-
ми квершлажного типа с рудными штреками; в- жильного тела штольнями типа руд-
ных штреков
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
173
Рис. 5.53. Горные системы разведки: а- маломощного жильного тела шахтой с рудными
штреками', б- мощного пластового тела шахтой с рудными штреками и ортами', в-
трубообразного тела шахтой с ортами
Буровые разведочные системы
Буровые системы могут быть образованы следующими основными
средствами разведки:
□ скважинами шнекового бурении;
□ скважинами ударно-канатного бурения;
□ скважинами шарошечного бурения;
□ скважинами колонкового бурения;
□ сочетаниями скважин ударно-канатного и колонкового бурения;
□ сочетаниями скважин шарошечного и колонкового бурения.
Буровыми системами без применения горных выработок в формиро-
вании разведочных разрезов разведано 33% объектов, представленных
крупными месторождениями относительно простых форм - пластовых,
штокверковых и т. и.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
174
Рис. 5.55. Система буровой раз-
ведки рудной линзы поперечными
профилями колонковых скважин
Рис. 5.54. Система буровой разведки тела ПИ бу-
ровыми скважинами в разрезе, пи, т-з, пи, пи, -
места замеров мощности тела в скважинах. 1- из-
вестняки, 2- рудные скарны
Рис. 5.56. Система буровой разведки алма-
зоносной трубки «Мир (план и разрез).
1- элювиально-делювиальные отложения;
2- измененный кимберлит желтого цвета;
3- измененный кимберлит зеленого цвета;
4- кимберлит зеленовато-черного цвета;
5- ксенолит карбонатных пород; 6- карбо-
натные породы ордовика; 7- буровые
скважины в плане
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
175
Рис. 5.57. Разведка глубокими скважи-
нами канатно-ударного бурения
Комбинированные горно-буровые разведочные системы
Горно-буровые системы образуются следующими основными соче-
таниями средств разведки:
□ скважинами шнекового бурения и шурфами (дудками);
□ скважинами бескернового (шарошечного или ударно-канатного) бу-
рения и шурфами;
□ скважинами колонкового бурения и шурфами;
□ штольнями и скважинами колонкового бурения с поверхности;
□ штольнями и скважинами колонкового бурения подземными и с по-
верхности;
□ шахтами с квершлагами, штреками и скважинами колонкового бу-
рения с поверхности;
□ шахтами с квершлагами, штреками и скважинами колонкового бу-
рения подземными и с поверхности.
Горно-буровые системы разведки являются преобладающими, со-
ставляя 55 % общего количества; это объясняется главным образом тем,
что большая часть месторождений твердых ПИ представлена средними и
малыми месторождениями сложного геологического строения с изменчи-
выми формами и элементами залегания тел ПИ, которые не могут быть
надежно разведаны без участия подземных горных выработок.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
176
Рис. 5.58. Комбинированные системы разведки в разрезах: а- штольнями и буровыми
скважинами рудного тела, падающего «в гору»; б- штольнями и буровыми скважинами
рудного тела, залегающего параллельно склону; в- шахтой с квершлагами, рудными
штреками, скважинами поверхностного и подземного бурения крутопадающего тела
Рис. 5.59. Комбинированные системы разведки (в разрезах): зале-
жи хромита, разбитой частыми сбросами (слева 1-хромит; 2- сер-
пентиниты; 3-наносы; 4- сбросы); шеелитового месторождения в
скарнах (вверху 1-скарны с шеелитом; 2- адамеллиты; 3- извест-
няки; 4- горные выработки; 5- скважины)
© В.И.Щеглов Основы поисков и разведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
177
Рис. 5.60. Схема подземного бурения при
геолого-оценочных работах: 1- камера для
бурового оборудования; 2- горные выра-
ботки; 3- рудное тело; 4- буровая скважи-
на.
Основные факторы, определяющие выбор технических средств развед-
ки месторождений
На выбор технических средств разведки оказывают влияние сле-
дующие факторы
геологические,
горно-технологические,
географо-экономические.
Геологические факторы
Геологические факторы характеризуются:
условиями образования (генезисом),
морфологией тел,
составом и строением полезных ископаемых,
закономерностями локализации месторождений,
эрозионным срезом месторождений и др.
Преимущественно буровыми скважинами разведуются:
о пластовые и стратиформные месторождения,
о залежи в контактовых зонах магматических пород,
для которых устойчивость формы, внутреннего строения и геологи-
ческих разрезов вмещающих пород обеспечивают уверенное прослежива-
ние залежей и взаимную увязку смежных разведочных пересечений. Под-
земные горные выработки применяются в ограниченных объемах - для
уточнения сведений о морфологии и строении залежей.
Буровыми скважинами и горными выработками разведуются:
залежи, несогласные с напластованием вмещающих пород, контро-
лируемые выдержанными, легкокартируемыми структурами;
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
178
крупные скарновые месторождения,
коры выветривания и россыпные месторождения (шурфы и корот-
кие буровые скважины).
Сложные по строению рудные жилы разведуются с преобладанием
горных работ над буровыми. Буровая разведка применяется для прослежи-
вания рудовмещающих структур и подтверждения промышленной мине-
рализации на флангах и на глубоких горизонтах, оценка подсчетных пара-
метров и выявление локальных рудовмещающих структур основываются
на данных горных работ.
Преимущественно горными выработками осуществляется разведка
мелких скоплений полезных ископаемых, секущих слоистость вмещаю-
щих пород и контролируемых сложными, труднокартируемыми элемента-
ми геологического строения. Разведочное бурение используется для поис-
ков новых минерализованных участков и подтверждения промышленной
минерализации на флангах и глубоких горизонтах месторождений.
Условия залегания полезных ископаемых определяют как тип систе-
мы разведки, так и выбор технических средств. Горизонтальные, полого-
падающие и наклонные залежи разведуются системами вертикальных па-
раллельных разрезов; реже - непараллельных или радиальных. При раз-
ведке крутопадающих тел с помощью горных выработок обычно создают-
ся горизонтальные разрезы, с помощью скважин - вертикальные. Для кру-
топадающих и вертикально ориентированных тел исключается возмож-
ность применения ударно-канатных скважин, ухудшаются условия ис-
пользования колонковых скважин.
Могцные пологопадающие и горизонтально залегающие тела разве-
дуются буровыми скважинами; крутопадающие - системами ортов и штре-
ков или горизонтальных скважин. Элементы залегания тел ПИ в сочета-
нии с рельефом поверхности предопределяют тип вскрывающих разве-
дочных горных выработок. Расчлененность рельефа способствует приме-
нению штолен, которые всегда предпочтительнее разведочных шахт. При
падениях залежей в обратную сторону от склона создаются благоприятные
условия для их разведки буровыми скважинами.
Морфология природных скоплений ПИ существенно влияет на
• расположение разведочных пересечений,
• ориентировку разрезов,
• выбор технических средств разведки.
Крупные и очень крупные скопления (площадью несколько км2 и
более) разведуются буровыми скважинами; средние по размерам (десятки
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
179
га) - буровыми скважинами в сочетании с горными выработками; при раз-
ведке мелких и очень мелких скоплений (тысячи и менее м2) горные выра-
ботки резко преобладают над скважинами.
Форма тел полезных ископаемых оказывает влияние на расположе-
ние разведочных пересечений в плоскостях разведочных разрезов. Про-
стые и выдержанные по форме пластовые, стратиформные и изометрич-
ные штокообразные тела разведуются системами параллельных верти-
кальных или горизонтальных пересечений, более сложные ветвящиеся
трубообразные и жилоподобные тела - системами радиальных пересече-
ний. Устойчивые и простые по форме залежи, успешно разведываются бу-
ровыми скважинами. Усложнение и невыдержанность форм требуют при-
менения более густой сети наблюдений, что часто оказывается экономиче-
ски эффективным только с использованием горных выработок. Иногда
форма залежей предопределяет и ориентировку разрезов:
о маломощные жилы разведуются продольными ,
о лентоподобные залежи - непараллельными разрезами.
Влияние формы рудных тел на выбор системы разведочных работ
заметно ослабевает с увеличением их размеров и практически не ощуща-
ется при разведке крупных и очень крупных залежей.
Строение и состав полезных ископаемых определяют:
• ориентировку разведочных пересечений,
• выбор технических средств разведочных работ.
Практически сплошное строение полезных ископаемых благоприят-
ствует применению скважин разведочного бурения и параллельной ориен-
тировке разведочных пересечений в плоскостях разрезов. Прерывистое
строение заставляет ориентировать разведочные пересечения под различ-
ными углами друг к другу, сочетая разведочные скважины с горными вы-
работками. При очень сложном, сильно прерывистом строении использу-
ются горные выработки, которые в сочетании с короткометражными
скважинами образуют в плоскости разреза сеть перекрестных разведочных
пересечений.
Резкие различия физико-механических свойств полезных минералов
и вмещающих пород могут способствовать преимущественному использо-
ванию горных выработок по сравнению с разведочными скважинами, на-
пример, для предупреждения систематических погрешностей при опробо-
вании скважин вследствие избирательного истирания керна.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
180
Горно-технологические факторы
Из горно-технологических факторов наиболее существенное влия-
ние на выбор технических средств и методов разведочных работ оказыва-
ют:
• предполагаемые способы вскрытия и разработки месторождения;
• гидрогеологические условия,
• горно-технические свойства полезного ископаемого и вмещающих
пород.
При открытых системах разработки снижаются требования к кон-
диционным показателям для оконтуривания. Это приводит к расширению
контуров продуктивных залежей, упрощению их форм и строения. Развед-
ка таких месторождений производится преимущественно буровыми сква-
жинами, тем более что использование горных выработок при последую-
щей карьерной разработке невозможно. Сходные условия возникают и при
разведке месторождений, намечаемых к разработке высокопроизводитель-
ными подземными системами или способами подземного выщелачивания.
При повышенной водоносности месторождений разведочные горные
выработки по возможности заменяются буровыми скважинами, при гор-
ном варианте разведки вскрывающие шахты - дренажными штольнями.
Иногда при слабой устойчивости минерализованных пород проводятся
полевые штреки вместо рудных, а продуктивные залежи вскрываются сис-
темами ортов, гезенков или короткометражных скважин.
Большие мощности рыхлых отложений способствуют замене гор-
ных выработок буровыми скважинами (особенно в случаях повышенной
водоносности наносов). Сильная трещиноватость или сыпучесть минера-
лизованных пород приводит иногда к отказу от колонкового бурения из-за
невозможности обеспечить удовлетворительный выход керна.
Географо-экономические факторы
Географо-экономические факторы могут оказывать заметное влия-
ние на выбор технических средств. Так, например, более широкому при-
менению горных выработок, по сравнению с разведочными скважинами
способствуют:
• близость действующего горнодобывающего предприятия,
• высокая степень экономического развития района,
• суровый климат с длительной зимой.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
181
Оцениваемые объемы недр
Оцениваемые при помощи геологораведочных систем объемы недр
также образуют иерархическую соподчиненность структурных элементов,
характеризующихся собственной геометрией и фиксированными соотно-
шениями с соответствующими элементами разведочных систем. По отно-
шению к системной модели рудного поля оцениваемые объемы недр мож-
но рассматривать как наложение геометрии геологоразведочной системы,
горно-технических, экономических и других условий на соответствующие
элементы природных систем. Количество системообразующих уровней
может варьировать в зависимости от перечисленных факторов и принятой
технологии оценки конкретного месторождения. Общий перечень оцени-
ваемых при разведке элементов включает (снизу-вверх):
• область отбора пробы,
• область разведочного пересечения,
• зону распространения разведочного пересечения,
• оцениваемый разрез,
• зону распространения разреза,
• подсчетный блок,
• рудное тело (продуктивную залежь),
• месторождение (продуктивную зону),
• группу месторождений в пределах рудного поля.
В процессе проектирования горного предприятия и при промыш-
ленном использовании месторождений оценке, кроме перечисленных эле-
ментов, подлежат:
• объем селекции,
• объем очистной выемки,
• эксплуатационный блок,
• эксплуатационный этаж (горизонт отработки, уступ)
и др. Специфичными оцениваемыми объемами недр являются при-
родные типы и технологические сорта руд.
Наиболее элементарный уровень оценки образуют объемы недр, оп-
ределяющие расположение проб и разведочных пересечений - область
отбора пробы и область разведочного пересечения. Существует принци-
пиальное отличие элементов этого уровня от остальных, заключающееся в
однозначном соответствии измеренных и оцениваемых объемов недр. Ве-
личина возможного расхождения измеренного и истинного значения оце-
ниваемого параметра определяет сущность понятия достоверности разве-
дочных проб или пересечений. Источником снижения достоверности оп-
робования обычно служат технические и методические погрешности оп-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
182
робования, которые могут быть обусловлены отклонениями фактической
геометрии проб от проектной, ошибками при обработке, испытаниях проб
и другими факторами.
Область Прое- Факта-
отбора ктная ческая
пробы проба проба
Рис. 5.61. Область отбора
пробы
0,2 кг, 0,1мм
Обработка
пробы
Рис. 5.62. Диаграмма Н.В. Ба-
рышева. Серии анализов: 1- точ-
ная; 2- с большой случайной по-
грешностью; 3- с большой слу-
чайной и систематической по-
грешностью; 4- с систематиче-
ской погрешностью
/ 2 3 4
Зона распространения разведочного пересечения представляет собой
ближайший объем рудной залежи, на который распространяются результа-
ты его опробования. При оценке запасов месторождения по способу разре-
зов зонами распространения являются элементарные площадки разреза,
границы которых образуются делением пополам участков рудных тел ме-
жду соседними разведочными пересечениями.
а) б)
Рис. 5.63. Зоны распространения параллельных пересечений в пределах разведочных
разрезов: а) вертикальный разрез, б) горизонтальный разрез в плоскости разведочного
рудного штрека
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
183
Рис. 5.64. Зоны распространения непараллельных пересечений в пределах разведочных
разрезов: а) с пересекающимися, б) с веерообразными разведочными пересечениями
Рис. 5.65. Линейные и площадные раз-
меры зон распространения разведочных
пересечений. 1- вмещающие породы; 2-
тело ПИ; 3 - места отбора бороздовых
проб и замеров мощности ПИ; I - размер
зоны распространения разведочного
пересечения (пробы №127)-, Sm - размер
площади (заштрихована) распростране-
ния разведочного пересечения (пробы
№127)
Рис. 5.66. Зоны распространения раз-
ведочных пересечений (забойных
проб) в пределах разведочного штре-
ка
Основная проблема оценки зон распространения заключается в не-
соответствии распространяемых и фактически существующих в недрах
значений подсчетных параметров. Степень отмеченного несоответствия
определяет представительность (ошибку аналогии) разведочных пересе-
чений.
Отдельная проба в соответствии с обычной технологией оценки за-
пасов не имеет зоны распространения, следовательно, нет необходимости
говорить о ее представительности. В качестве исключения могут рассмат-
риваться ситуации, возникающие при опробовании по по природным ти-
пам руд (рис.67) и эксплуатационном опробовании месторождений, когда
объемы селекции или очистной выемки могут оцениваться по отдельным
разведочным пробам.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
184
Рис. 5.67. Зоны распространения от-
дельных проб в пределах разведоч-
ных разрезов по природным типам
РУд
Оцениваемый разрез является эквивалентом геологического разреза
в структурно-системной модели рудного объекта и разведочного разреза в
геологоразведочной системе. Оцениваемыми характеристиками служат
площадь полезного ископаемого и средние значения мощности, объемной
массы, содержаний полезных компонентов и других параметров по не-
скольким разведочным пересечениям, составляющим данный разрез.
Зона распространения оценочного разреза образуется по аналогии с
зоной распространения разведочного пересечения делением объема блока,
заключенного между двумя соседними разрезами, условной секущей плос-
костью (рис. 68-69). При блочной технологии оценки запасов на продоль-
ной проекции стратиформного рудного тела зона распространения разве-
дочного пересечения образуется как элементарный блок - {«ближайший
район» ), повторяющий в случае регулярной сети форму ее элементарной
ячейки (квадрат, прямоугольник), с расположенным в ее центре разведоч-
ным пересечением. Для нерегулярной сети эта зона распространения мо-
жет быть получена способом перпендикуляров, восстанавливаемых из се-
редин отрезков, соединяющих точки соседних пересечений (рис. 71).
Рис. 5.68. Зоны распространения параллельных разрезов: а) вертикальных в проекции на гори-
зонтальную плоскость; 6) горизонтальных в проекции на вертикальную плоскость
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
185
Рис. 5.69. Зоны распространения вертикальных разрезов в проекции на горизонтальную
плоскость: а) непараллельных; 6) радиальных
Необходимо подчеркнуть, что зона распространения {«.ближайший
район») любого элемента системы оценивамых объемов недр (проба, раз-
ведочное пересечение, оцениваемый разрез и т.п.) обычно образуется та-
ким образом, что любая точка, входящая в зону распространения, должна
быть ближе к данному элементу, чем к любому другому. Исключение мо-
гут составлять выделяемые в соответствии с технологическими и др. тре-
бованиями элементы оценки - участки селекции, очистной выемки, охран-
ные целики и т.п.
Рис. 5.71. Построение зоны распространения разведочно-
го пересечения методом перпендикуляров (а) и засечек
(б)
Рис. 5.70. Ближайшие рай-
оны точек на плоскости
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013Методология, технические средства геолого-разведочиыхработ
186
him рек g горизонта
Рис. 5.73. Выделение зон распро-
странения на приконтурных разве-
дочных пересечениях. 1- рудные,
2- безрудные пересечения, 3- внут-
ренний, 4- внешний контур залежи
Рис. 5.74. Объемное изо-
бражение зон распростра-
нения приконтурных раз-
ведочных пересечений в
виде многогранных призм
Рис. 5.72. Выделение зон распростра-
нения разведочных пересечений вбли-
зи прослеживающих выработок
Рис. 5.75. Выделение зон рас-
пространения отдельных разве-
дочных пересечений для пересе-
кающихся разведочных разрезов
Подсчетный блок при оценке запасов по технологии разрезов может
выделяться двумя различными способами. Обычно он фиксируется как
объем рудной залежи, заключенный между двумя соседними разрезами
или как примыкающий к крайнему разрезу участок разрезами (рис. 76, а).
Во втором случае он выделяется как зона распространения оценочного
разреза делением объема блока, заключенного между двумя соседними
разрезами, условной секущей плоскостью (рис. 76,6). Применение второго
способа разбивки рудных тел на подсчетные блоки не рекомендуется для
месторождений с неравномерным и крайне неравномерным распределени-
ем полезных компонентов, т.к. содержания полезных компонентов для ка-
ждого блока будут определяться по разведочным пересечениям единст-
венного разреза, количество которых в большинстве случаев оказывается
недостаточным для получения надежных данных о фактических средних
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
187
содержаниях полезных компонентов в блоках.
Рис. 5.76. Способы выделения под счетных блоков на вертикальной проекции рудной
залежи при использовании технологии разрезов: а) блок ограничивается двумя разре-
зами, б) блок опирается на один разрез
При блочной оценке запасов подсчетный блок выделяется на про-
дольной проекции залежи как участок, объединяющий группу однородных
по одному или нескольким классификационным признакам разведочных
пересечений. Критериями блокировки могут служить:
• тектонические разломы,
• условия залегания рудных тел,
• резкие изменения мощности, содержаний полезных компонентов,
• различная степень разведанности,
• горно-технические,
• инженерно-геологические условия,
• предельные размеры блока.
Рис. 5.77. Объемное изобра-
жение группы подсчетных
геологических блоков в виде
многогранных призм, высота
которых равна средней мо-
ности блока (кружками по-
казаны разведочные пересе-
чения)
Очень часто уровень подсчетного блока соответствует структурно-
геологическому блоку или зоне системной модели рудного поля. Исполь-
зуется также иерархическая блокировка значительных по размерам руд-
ных тел, когда в пределах однородных структурно-геологических блоков
выделяются более мелкие подсчетные блоки, в т.ч. образованные линиями
разведочных разрезов. Оценка под счетного блока сводится к определению
© 3. И. Щеглов Основы поисков и разведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Методология, технические средства геолого-разведочных работ
188
средних значений объемной массы руды, мощности, содержаний рудных
компонентов, вредных примесей по результатам опробования разведочных
пересечений или оцениваемых разрезов, входящих в данный блок, а также
собственных параметров блока - площади, объема,запасов руды и метал-
лов. При этом также существует проблема распространения разведочных
оценок, полученных на основе дискретной сети пересечений, на полный
объем блока.
Примерное соответствие структурных элементов системной моде-
ли рудного поля, геологоразведочных систем и оцениваемых объемов недр
показано в табл. 4. Данные таблицы свидетельствуют о неоднозначности
соотношений и многоаспектности использования отдельных структурных
единиц геологоразведочных систем. Так, например, разведочное пересече-
ние может характеризовать собственную область, зону распространения,
подсчетный блок, рудное тело в его поперечном разрезе, месторождение в
целом. Разведочная сеть в зависимости от ее плотности и геометрии обра-
зует собственные разведочные системы для эксплуатационного и подсчет-
ного блока, рудного тела и месторождения в целом.
Таблица 5.4
Соотношение структурных элементов различных систем геолого-разведочного
процесса
Системная модель рудного поля Разведочная система Оцениваемые объемы недр
Рудное поле Группа разведочных систем Группа месторождении
Месторождение Разведочная система, разве- дочная сеть, разведочное пере- сечение месторождения Продуктивная зона
Рудное тело Разведочная сеть, разведочн. пересечение рудного тела Продуктивная залежь
Структурно- геологический блок Разведочная сеть, разведочн. пересечение, проба Подсчетный блок. Эксплуата- ционный этаж, эксплуатаци- онный блок, участок очистной выемки, зона распространения
Геологический разрез Разведочный разрез, Разведочное пересечение Оценочный разрез. Область разведочного пересечения
Природные типы руд Разведочная проба Область пробы, типы и сорта руд, участок очистной выемки
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
Назначение геологической документации горных выработок и сква-
жин
Геологическая документация является одним из основных методов
изучения месторождений полезных ископаемых (геологическая докумен-
тация, опробование, составление геологических разрезов). К числу основ-
ных задач, решаемых на основе геологической документации относятся:
систематическое детальное изучение, фиксация и обобщение геоло-
гических особенностей месторождения;
установление контуров и внутреннего строения (типов, сортов руд,
некондиционных и безрудных участков) тел полезных ископаемых
для рационального направления разведочных, подготовительных,
эксплуатаци они ых выработ ок;
обоснование рациональной системы опробования;
оконтуривание тел полезного ископаемого, обладающих четкими
геологическими границами;
прогнозирование качества и количества полезного ископаемого,
горно-геологических условий его эксплуатации;
технологическое картирование природных типов и промышленных
сортов полезного ископаемого;
выбор и обоснование рациональных систем разработки для место-
рождения в целом и отдельных его частей, конструктивных эле-
ментов этих систем;
выбор наиболее рационального и эффективного направления всех
видов горных работ;
обеспечение полноты и качества выемки полезного ископаемого,
выявление источников потерь и разубоживания, разработка меро-
приятий по их снижению.
Формы и виды геологической документации
К основным формам (видам) геологической документации относят-
ся:
текстовые записи - описания обнажений в полевых (пикетажных)
книжках, дневниках, журналы описания горных выработок, буровые
журналы, журналы опробования, акты заложения и ликвидации вы-
работок и скважин и т.п.;
табличные материалы - таблицы опробования, инклинометрии, вы-
хода керна, реестры выработок, скважин, проб и т.д.
10.09.2013 Геологическая документация
190
графические изображения - зарисовки отдельных элементов горных
выработок и их развертки, литолого-стратиграфические колонки
по горным выработкам и скважинам, геологические разрезы, планы
расположения горных выработок, маркшейдерские и геологические
погоризонтные планы, проекции рудных тел, планы опробования и
подсчета запасов, блок-диаграммы и др.;
фотографии обнажений, горных выработок, керна скважин, образ-
цов горных пород, руд, минералов, микрофотографии шлифов и ан-
шлифов, аэрофотоснимки выходов тел полезного ископаемого на
дневную поверхность, открытых горных работ и т.п.;
каменный материал - штуфные и другие образцы горных пород и
руд, керн, шлихи, буровой шлам, буровая муть, разнообразные про-
бы.
Текстовые записи должны удовлетворять следующим требованиям:
все записи должны делаться максимально разборчиво, чтобы не
создавать трудностей при их чтении;
записи должны иметь одинаковую форму и последовательность пе-
речисления признаков описываемых объектов;
записи должны производиться простым карандашом или шарико-
вой ручкой, использование химических карандашей, чернил всех ви-
дов, фломастеров воспрещается;
во избежание затирания записей следует оставлять поля с внешних
сторон листов полевой книжки, журнала и т.п.;
все страницы дневников, полевых книжек, журналов и др. сброшю-
рованных форм документации должны иметь сквозную нумерацию;
титульный лист дневников, полевых книжек, журналов и пр. дол-
жен содержать:
название организации,
фамилию, имя, отчество исполнителя,
даты их начала и окончания,
наименования, номера выработок, точек наблюдений,
адрес по которому следует вернуть утерянный дневник;
на обороте титульного листа помещается оглавление соответствующего
документа;
на первой странице документа помещаются условные обозначения
к зарисовкам, список принятых сокращений, общие замечания;
перед описанием маршрута, разреза, обнажения, выработки указы-
вается дата и цель работы;
законченный документ подписывается непосредственным исполни-
телем, проверяется и подписывается его руководителем.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
191
За] исэвча -бн. 107
31&
и>
Т"
ФЛТО
ПП^нВ
10?
в-2ы
обр.271/Ю7п
&6J
<йр.27У107
4- 3,3м
Г бр. 26^*07
3“5,5м
обр.?едА)7
обр.?е.//ю7
H-4J5"
обр.260/Ю7
осьпъ-5м
Мергели
Ускакали
13| С ‘ЯКИ
Бурые угли
Пески
Слоистость нарушена согласны* сбрс
сом г амтгу.рЯ смещения пои»ес-
титеж: 5,5 м (Цчертислъ смеси геля
ЧЗК1ЮНСТИ ПО........
аз вд25<27
сЛозовое.заг.онраина. У гееого берега
р.Вишни “ севе>' й стя не карьера для
добычи известняка кнр а’ь. стаже-
n>tr сарматско о и тортснского ярус в
Снизу вверх наблюдается следоющее
черу, ыние пород (см-зг^исовчу):
Слои!.Серьгу ?к «истые токоспслс-
fl-t тыеаргипгиты,*орош5оохраиз-
цйеся остатки пелеципод.......
слоистость наклонена X-.......
неполная клностьслоя 2,2 м
осыпь/й сто. в |в° глобр-из пеона
Высота ссыли 5 м
gioFawi лто-cepwt крупно -
N,-t
сбр.255/Ю7
азлад.17*Ь5
Рис. 6.1. Общий
вид записей в
полевом днев-
нике
20-авсм
При зарисовке каждой выработки должны приводиться следующие
данные:
наименование и номер выработки по соответствующему каталогу
(реестру);
масштаб зарисовки;
азимут направления (магнитный или истинный) и угол наклона для
выработки в целом или каждого ее разноориентированного отрез-
ка;
шкала расстояний в метрах от начала выработки, от топографи-
ческой или маркшейдерской точки;
схематичный план выработки в уменьшенном масштабе с показом
магнитного или истинного меридиана и маркшейдерской или топо-
графической точки привязки выработки;
номера и места отбора проб и образцов, размеры проб;
результаты имеющихся анализов;
элементы залегания геологических тел, тектонических нарушений,
трещин и др.;
условные обозначения для данной зарисовки, не вошедшие в общие
условные обозначения, помещаемые в начале документа;
дата начала и окончания зарисовки;
должность, фамилия и подпись непосредственного исполнителя;
должность, фамилия и подпись руководителя, контролируюгцего
работы.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
192
В качестве основной формы регистрации каменного материала
обычно используется журнал (каталог) образцов (табл.1), опробования и
др., предназначенный для регистрации всех видов образцов и проб, ото-
бранных на протяжении полевого периода при описании маршрутов, об-
нажений, горных выработок и т.п.
Характеризуя виды геологической документации, также выделяют
первичную, составляемую в полевых условиях для каждой разведочной
горной выработки или скважины и сводную (обобщающую), выполняемую
в камеральный период по их совокупности.
Содержание геологической документации
Документации подлежат все горные выработки и буровые скважины,
независимо от их назначения, а также шпуры, проходимые для целей экс-
плуатационной разведки. Содержание геологической документации опре-
деляется отображением:
формил,
внутреннего строения,
и условий залегания встреченных горной выработкой или скважиной
геологических тел,
сопутствующих геологических явлений,
результатов отбора образцов,
опробования,
гидро-,
инженерно-геологических,
геофизических и др. наблюдений,
а также различные учетные сведения.
При документации обычно фиксируется'.
° название горной породы,
° наличие и характер ее контактов с другими геологическими телами,
° видимая мощность,
° элементы залегания,
° гранулометрический,
° литеральный состав,
° цвет,
° текстурно-структурные особенности,
° трегцшюватостъ,
° органические остатки,
° вторичные изменения,
° физические свойства - твердость, плотность, степень выветрива-
ния, характер излома и т.п.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Геологическая документация
193
Таблица 6.1
Каталог образцов
№ п/п Наименование образца Координаты отбора Фото образца
X Y
1. Андезит (биотитовый) 8 281 190 4 850 555
2. Андезит (гематитизированный) 8 281 234 4 850 398
К : ж 11
4 2 > -
3. Риолит (рудный минерал раз- вит по прожилкам) 8 281 567 4 850 580 . •< ... . Н«, . <• Z ' < Л ,
(JIIIT1! II
ii 2
4. Риолит (рудный минерал виде 8 281 483 4 850 412
вкрапленников) 4
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
194
При геологической документации полезного ископаемого, кроме
обычных сведений, приводится как его общая характеристика, так и опи-
сание выделяемых разновидностей - природных типов и промышленных
сортов руд, марок и пр. Перечисленные выше элементы наблюдений фик-
сируются в полевых книжках и журналах документации при помощи тек-
стовых записей, различных замеров, графических изображений, фотогра-
фий, отобранных проб, образцов горных пород и руд и сопровождаются
учетными сведениями и необходимой маркировкой. Факты заложения,
проходки, закрытия разведочной горной выработки или скважины, пере-
сечения ею полезного ископаемого, отбора проб и т.п. фиксируются спе-
циальными актами. Отбор образцов сопровождается их описанием и зари-
совкой, на которой отмечается место и цель взятия образца, при необхо-
димости - его пространственная ориентировка.
В зависимости от назначения и содержания первичной геологиче-
ской документации ее подразделяют на специализированную, детальную и
массовую. Специализированная геологическая документация горных вы-
работок применяется при решении различных частных вопросов изучении
вещественного состава, структуры, морфологии, зональности рудных тел,
петрографии вмещающих пород и т.п. Эта документация ведется не сис-
тематически, а по мере необходимости обычно в форме тематических ис-
следований. Для проведения специализированных наблюдений и зарисо-
вок необходима высокая степень точности геологических наблюдений,
поэтому их выполнение поручают квалифицированным специалистам.
Детальную геологическую документацию выработок проводят толь-
ко для наиболее интересных в геологическом отношении участков рудных
тел. Она позволяет непосредственно в забое установить структурные и
текстурные особенности руд, парагенезисы минеральных ассоциаций,
уточнить особенности геологической структуры рудных тел, пространст-
венную приуроченность их наиболее обогащенных участков (рудных стол-
бов) и многие другие необходимые сведения. Наиболее детально докумен-
тируются выработки, вскрывающие новые малоизученные участки и уча-
стки месторождения, на которых проявляются какие-то принципиально
новые геологические особенности.
Документация в пределах хорошо изученных участков, вскрытых
большим количеством нарезных выработок и очистных забоев, может ог-
раничиваться составлением эскизных зарисовок контуров рудных тел, раз-
новидностей пород и наиболее существенных тектонических нарушений, а
в описаниях - характеристикой руд и оценкой устойчивости вмещающих
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Геологическая документация
195
пород. Однако, при этом должны выделяться и тщательно документиро-
ваться интересные и важные геологические детали. Детальная геологиче-
ская документация также, как и специализированная, должна выполняться
квалифицированным специалистом или другим лицом под его непосредст-
венным наблюдением.
Наибольшее распространение в геологической практике имеет мас-
совая документация горных выработок, в процессе которой составляются
основные первичные геологические документы, систематически отобра-
жающие характерные особенности месторождения. Материалы массовой
геологической документации используются для составления погоризонт-
ных геологических планов и разрезов. Массовая геологическая докумен-
тация горных выработок выполняется техником-геологом, рудничным гео-
логом или, как исключение, коллектором под руководством и постоянным
контролем геолога.
На любом геологическом документе приводятся общие учетные све-
дения:
номер разведочной выработки,
ее координаты,
азимутальное и угловое направления,
наименование геологоразведочной организации, осуществляющей
работы,
название месторождения и участка работ,
дата, фамилия, имя, отчество лица, выполнившего геологическую
документацию.
На графических документах показывают также линейный или чи-
словой масштаб изображения, его ориентировку, а также используемые
условные обозначения. Нумерация документируемых горных выработок
должна быть единой в пределах каждого типа (скважины, канавы, шурфы
и т.д.) горных выработок, а для подземных горных выработок - и в преде-
лах отдельных рудных тел, для крупных месторождений - в пределах экс-
плуатационных горизонтов. Горизонты обозначаются порядковым номе-
ром сверху вниз (1, 2, 3 и т.д.) по глубине шахты, из которой пройдены
выработки (горизонт 30-го 60-го метра и т.п.), или по абсолютной отметке
устья главной горизонтальной выработки. Квершлагам, рассечкам, ортам,
восстающим горным выработкам и др. обычно присваиваются порядковые
номера, возрастающие по направлению продвигания основного штрека.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
196
Масштабы геологической документации
Разные виды графических изображений геологических документов
составляются в различных масштабах. Зарисовки отдельных элементов
разведочных горных выработок, а также их развертки обычно выполняют-
ся в масштабе 1:20-1:50, реже 1:100(1:500). Геологические (литолого-
стратиграфические) колонки составляются в масштабах 1:200-1 000, реже
1:2 000. Геологические разрезы выполняются в масштабах, соответствую-
щих геологическим картам и геолого-маркшейдерским планам или в более
детальных масштабах. Желательно также выдерживать соответствие вер-
тикального и горизонтального масштабов разрезов, иначе искажается изо-
бражение условий залегания геологических тел.
Геолого-маркшейдерские планы подземных горных работ в зависи-
мости от размеров месторождений и требуемой детальности работ обычно
составляются в масштабах 1:200-1:1000. Масштабы геологических карт
также зависят от размеров, сложности геологического строения месторож-
дений и стадии работ и колеблются в пределах 1:2000-1:10 000. Наиболее
важные геологические объекты, не вмещающиеся в данный масштаб, по-
казываются условно (вне масштаба) или выносками.
Последовательность операций геологической документации
Геологическая документация большинства горных выработок вклю-
чает следующие последовательно выполняемые операции:
• подготовка горной выработки к осмотру - очистка ее от пыли и
грязи с помощью проволочной метелки, кайла и молотка или сильной
струи воды;
• осмотр горной выработки, подлежащей документации;
• обмер и разметка горной выработки;
• отбор образцов и их осмотр;
• зарисовка (фотографирование) подлежащих документации элемен-
тов горной выработки; при фотографировании необходима специ-
альная зачистка (выравнивание) участков фотографирования;
• замеры мощностей и элементов залегания рудных тел и вмещающих
пород, элементов залегания нарушений;
• геологическое описание горной выработки;
• привязка, этикетирование и упаковка проб и образцов;
• привязка зарисовки к маркшейдерским точкам, закрепленным в вы-
работках и изображенным на погоризонтных планах; при докумен-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Геологическая документация
197
тсщии поверхностных выработок и очистных забоев - путем инст-
рументальной съемки и промеров рулеткой;
• занесение сведений о горной выработке в соответствующий ре-
естр.
Для производства геологической документации геолог должен
иметь'.
тесемочную рулетку и складной метр для промеров расстояний,
горный компас для измерения азимутов отдельных направлений и
углов падения пород,
геологический молоток с короткой рукояткой,
пикетажную книжку,
набор простых и цветных карандашей,
при документации подземных горных выработок - индивидуальное
переносное освещение (аккумуляторную лампу).
Документация поверхностных горных выработок
Геологическая документация канав
При геологической документации канаву линейно размечают репе-
рами или протягиванием шнура-ориентира вдоль ее длинного борта. Шнур
можно протягивать и по дну канавы, если она имеет неправильное сече-
ние. Затем измеряют ее габариты, по которым составляют план канавы в
требуемом для геологической документации масштабе (Рис. 2). Докумен-
тация осуществляется или поинтервально, от метра к метру ее длины, или
- при наклонном залегании пород - послойно. Канаву, пройденную по ук-
лону, документируют снизу вверх, чтобы документацию не затрудняла
осыпь.
Под описанием канавы понимается описание геологического разреза
вскрытых геологических тел, условий их залегания и других наблюдаемых
геологических явлений. Описание начинается с общего предварительного
осмотра. При этом надо стремиться выбирать места наиболее эффективно-
го изучения в зависимости от свежести обнажения, доступности, устойчи-
вости, вскрытых канавой пород. Затем необходимо произвести зачистку
дна и стенок канавы для более детального изучения и расчленения вскры-
той канавой толщи пород.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
198
Контур проекции канавы по верхней бровке
(на зарисовке не показывается}
Рис. 6.2. Схема разметки и обмера канавы, пройденной на склоне
1- растительный слой; 2- элювий
130
Рис. 6.3. Схема зарисовки
канавы способом сопря-
женной неполной раз-
вертки (без учета формы
профиля и забоя канавы).
1- почвенно-раститель-
ный слой; 2-суглинки; 3-
элювий; 4- гранодиорит;
5- известняк; 6- скарни-
рованный известняк
ЕД; КЬ Е34
Наиболее простым способом геологической документации канавы
является зарисовка ее стенок, дна и забоев в виде полной сопряженной
развертки на вертикальную плоскость. Обычно зарисовывается одна из
стенок (наиболее хорошо обнаженная, при одинаковой обнаженности -
левая по азимуту направления канавы или от начала ее документации) со
схематизированными прямолинейными ее ограничениями. К ней снизу без
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
199
разрыва пристыковывается также прямолинейная зарисовка ее забоя (Рис.
3). В случае необходимости зарисовывается и противоположная стенка
канавы, присоединяемая снизу к зарисовке забоя. Зарисовки данного типа
составляются при проходке канав в условиях простого геологического
строения - на месторождениях известняков, стройматериалов, пластовых
рудных месторождениях, при прслеживании геологических контактов,
разломов и т.п.
Рис. 6.4. Схема зари-
совки канавы спосо-
бом сопряженной не-
полной развертки (с
учетом формы профи-
ля и забоя канавы),
1- почвенно-растите-
льный слой; 2- элю-
вий; 3- биотитовый
гранит; 4- грейзенизи-
рованный гранит;
5- трещиноватость; 6-
кварцевые жилы; 7
- бороздовые пробы
Рис. 6.5. Зарисовка дна и про-
дольной стенки канавы
При существенно неравномерном поперечном профиле канав также
применяется способ сопряженной развертки, но с разрывом зарисовок
стенки (стенок) и забоя и с сохранением фактичекого профиля стенки.
Иногда канава имеет неправильный профиль не только стенок, но и дна
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
200
(забоя). В этом случае и стенки и забой зарисовываются с учетом измене-
ния их формы. Особое внимание при этом уделяется строгому сопряже-
нию ограничений элементов канавы, геологических контактов, тектониче-
ских нарушений и т.п. (наРг/с. 4 показаны стрелками).
Полная разверкка канавы, при которой зарисовывают не только дно,
обе длинные стенки, но и обе короткие, применяется достаточно редко -
при вскрытии сложного геологического разреза. Все элементы канавы в
этом случае проектируются на одну плоскость: параллельную склону (при
наклонной канаве), или чаще - на горизонтальную (Рис. 6). Необходимо
помнить, что при горизонтальном проецировании наклонных канав от-
дельные участки зарисовки забоя (дна) смещаются относительно стенок.
Описание канав производится поинтервально разверткой, или раздельно
по стенкам и забою.
Рис. 6.6. Схема зарисовки канавы способом сопряженной полной развертки
а- развертка, б- профиль дна канавы (по А.Б. Копелиович) 1- почвенно-растительный
слой; 2- элювий; 3-песчаник; 4- гранит; 5- лампрофир; 6- порфирит; 7- кварцевая жила;
8- точки перегиба поверхности забоя; 9- шнур-ориентир
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
201
Документация шурфов
Шурфы представляют собой наиболее широко используемые геоло-
горазведочные горные выработки, проходимые с целью пересечения верх-
ней части наносов, вскрытия, документации и опробования коренных от-
ложений. Геологической документации шурфа предшествует его ориенти-
ровка на местности и измерение основных элементов выработки. В шур-
фах правильного сечения в качестве ориентира используется линия со-
пряжения двух любых стенок. В шурфах с неправильным поперечным се-
чением осуществляется более сложная съемка его размеров (Рис. 7, 8).
Рис. 6.7. Схема замеров при доку-
ментации шурфа
Рис. 6.8. Схема развертки шурфа: а- в плане, б-
на вертикальной плоскости
В большинстве случаев документируются все стенки и забой (дно)
шурфа с составлением их полной развертки. Проекция развертки шурфа
строится на плоскости стенки, в которой наиболее четко проявлены важ-
нейшие геолого-структурные элементы или производится основное опро-
бование. Примерный порядок развертки забоя и стенок шурфа, имеющего
правильное поперечное сечение, показан на Рис. 10. При неправильном
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Геологическая документация
202
поперечном сечении зарисовку основных элементов развертки следует
осуществлять с отрывом друг от друга с учетом их фактических ограниче-
ний, углов наклона и других искажений, как это было показано на примере
геологической документации канав (Рис. 4). В случае простого геологиче-
ского строения или при масссовой проходке шурфов в сходных геологиче-
ских условиях может документировться одна длинная стенка шурфа (Рис.
9, 77) или две его смежных стенки.
Рис. 6.10. Схема построения полной развертки шурфа (проекция на
вертикальную плоскость, совмещенную с восточной стенкой). 1- поч-
венно-растительный слой; 2- аллювий; 3- элювий; 4- фельзиты; 5- туфы;
6- кварцевые порфиры; 7- порфириты; 8- основное рудное тело; 9- руд-
ная вкрапленность; 10- разломы; 11- трещиноватость; 12- места отбора
проб
Ом
Рис. 6.9. Геологиче-
ский разрез по оси
дудки
Ом
Рис. 6.11. Зарисов-
ка северо-западной
стенки шурфа
Ввиду того, что большинство шурфов крепится, наиболее целесооб-
разно вести поинтереалъную документацию шурфа по мере его углубки
сверху вниз в перерывах проходки с обвалом нависших на стенках глыб
породы. Мелкие шурфы обычно документируются после их полной про-
ходки. Особое внимание следует обращать на составление зарисовок за-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
203
боя, который обычно документируется после каждого метра углубки или
после каждой заходки, а также при вскрытии полной мощности полезного
ископаемого и при входе-выходе шурфа из тела полезного ископаемого.
На крутом склоне мелкие шурфы проходят с сильным их сужением к низу.
В этих условиях наиболее полный разрез дает узкая стенка, расположен-
ная вверх посклону. В случае необходимости дополнительно документи-
руют смежную стенку, направленную по падению, составляя соответст-
вующую полуразвертку (Рис. 13). Фотографирование шурфов следует
производить с применением искуственного освещения. В реестр, кроме
номенклатуры и привязки заносят габаритные данные, количество взятых
образцов, проб, вес и основные результаты испытания проб.
Рис. 6.12. Развертка шурфа, вскрыв-
шего залежь скарнов со скоплениями
и прожилками сульфидов
Рис. 6.13. Зарисовки стенок шурфа, расположен-
ного иа склоне. 1- почва; 2- делювий; 3- глыба
гранита; 4- глина.
В полевых условиях часто приходится определять истинное падение
(а не видимое по стенкам) пород, угол их наклона и направление прости-
рания по документации двух смежных стенок шурфа, если линии их на-
пластования пересекаются в углу между этими стенками (Рис. 14,а,б). В
этом случае простирание и угол падения оопределяются по известному
правилу, зная, что простирание представляет собой горизонтальную линию
в плоскости пласта, необходимо на развертке двух смежных стенок, на-
пример АВ и ВС , провести горизонтальное сечение на глубине ВВ! (см.
Рис. 14,6) и найти точки пересечения линий висячего бока с плоскостями
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
204
стенок шурфа в этом сечении (точки М и N). Эти точки следует перенести
на план ориентированного шурфа и, соединив их, получить простирание
пласта - в данном примере оно будет иметь азимут примерно 95° СВ. Ис-
тинный угол падения определяется разверткой плоскости сечения пласта
вкрест найденному простиранию; проекция этой плоскости в плане опре-
деляется перпендикуляром ВР, опущенным из угловой точки (Bi) на ли-
нию простирания (Рис. 14,в). По высоте точки О сопряжения линий напла-
стования в углу шурфа над горизонтальным сечением (линия Bi) легко по-
строить прямоугольный треугольник О BiP (Рис. 14, г), где гипотенуза (ОР)
будет линией падения, а линия горизонта в развертке будет параллельна
проекции (PBi) падения; угол между этими линиями будет истинным уг-
лом падения, равным углу OPBi - 50°.
д)Огввделете Sbocdu
и мощности пород
г/ Построение
угла паЗения
к Карцевой жили
Прост 85’с 5О'Ч18,или
ведение юи f?5’cSQ‘
ревка h- 00, cos ло "
l _ . Вмещолсцие середы
Рис. 6.14. Определение про-
стирания и падения пород, а-
план шурфа; б- развертка
стенок АВ и ВС; в- определе-
ние простирания; г- опреде-
ление падения пород; д- оп-
ределение выхода и мощно-
сти пород. 1- вмещающие
породы; 2- кварцевая жила
Рис. 6.15. Документация
вреза под устье штольни:
слева развертка; справа -
план. 1- рыхлые отложе-
ния; 2- туфы основного
состава; 3- рудное тело
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Геологическая документация
205
Геологическая документация подземных горных выработок
Геологическая докуменатация подземных горных выработок (што-
лен, штреков, квершлагов, ортов, рассечек, восстающих, гезенков и др.)
имеет первостепенное значение для изучения как разведываемых, так и
эксплуатируемых месторождений.
Она может быть представлена:
• полными развертками когда зарисовывают забой выработки, обе
стенки, почву, кровлю;
• частичными развертками, когда документируется:
кровля и забой,
стенка и забой,
обе стенки и забой,
стенка, кровля и забой,
• а также документацией отдельных элементов выработки - только
стенка, только забой и т.д.
При составлении развертки рекомендуется использовать способ
прямой развертки зарисовок, когда воображаемый разрез для
развертывания сделан по сопряжению правой стенки и дна выработки, а
зарисовки правой стенки, кровли и левой стенки развернуты налево (про-
тив часовой стрелки) вокруг сопряжения левой стенки и дна до совмеще-
ния их с плоскостью дна (рис. 16, 17). Стенка АВ в данном случае зарисо-
вывается прямым наблюдением. Полученная таким образом зарисовка вы-
работки проста для восприятия и удобна в дальнейшей работе.
Наряду с прямой разверткой при геологическое документации гори-
зонтальных горных выработок используется также зеркальная развертка,
при которой стенки выработки проектируются на плоскость кровли соот-
ветствующим разворотом вокруг линий их сопряжения с кровлей (рис. 18).
При этом обе стенки и кровля отображаются на плоскости проекции зер-
кально - обзором со стороны горного массива.
Рис. 6.16. Объемная модель
документируемой горной
выработки
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
206
Сев.стенка Кровля Южн.стенка
Сев.стенка Кровля Южн. стенка
Рис. 6.18. Зеркальная развертка
АВ CD с>
Рис. 6.19. Комбинированная развертка
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Геологическая документация
207
При комбинированной развертке стенки выработки проектируются
на плоскость ее дна разнонаправленным разворотом вокруг линий их со-
пряжения с почвой выработки. Кровля переносится на ту же плоскость
способом прямоугольного проецирования вдоль линий ее сопряжения со
стенками выработки (рис. 19). Комбинированная развертка характеризует-
ся простотой выполнения всех зарисовок прямым наблюдением, однако не
очень удобна при анализе пространственных взаимоотношений задоку-
ментированных таким образом геологических тел.
Полные и частичные развертки
Рис. 6.20. Зарисовка кровли и
забоев участка рудного штре-
ка
горных выработок широко
применяются при геологическом
изучении месторождений,
представленных мощными телами ПИ, когда выработка или большая ее
часть полностью находится в их границах, на месторождениях сложного
геологического строения, а также при специализированной и детальной
геологической документации. Частичные развертки и зарисовки одной
плоскости применяются на месторождениях, представленных жильными и
другими телами, мощность которых не превышает размеров сечения
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
208
горных выработок, на месторождениях простого геологического строения
и при массовой геологической документации.
Особенности геологической документации различных типов горных
выработки зависят от их пространственного расположения по отношению
к основным исследуемым геолого-структурным элементам, формы и раз-
меров вскрываемых геологических тел, сложности геологического строе-
ния документируемых участков. Геологическая документация штреков и
штолен, вскрывающих рудные тела и вмещающие их горные породы по
простиранию, позволяет составить полный горизонтальный разрез мало-
мощных тел ПИ и прилегающих к ним вмещающих пород, проследить их
поведение по простиранию, установить основные взимоотношения с вме-
щающими породами и закономерности распределения полезных компо-
нентов руд. В штреках, вскрывающих жильные тела с крутым падением,
обычно документируют забой и кровлю, или только забой (рис. 20). При
пологом залегании ПИ документируют забой и стенки выработки или
только стенки. В мощных рудных телах, размеры которых существенно
превышают размеры рудных штреков обычно дументируют обе стенки,
кровлю и забой, т.е. составляют полную развертку (рис. 21).
Документацию забоев штреков осуществляют систематически, через
определенные интервалы (1-4 м, редко больше) в зависимости от характе-
ра распределения оруденения. Наиболее интересные в геологическом от-
ношении участки документируются чаще. Документация забоев обычно
совпадает с местами отбора проб.
Рис. 6.21. Пример полной раз-
вертки при документации гори-
зонтальной горной выработки.
1- туфы; 2- жильные диабазо-
вые порфириты; 3- зона оруде-
нения
г ШТ
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
209
Рис. 6.22. Развертка орта. 1- массивная медно-
колчеданная руда; 2- массивная серноколче-
данная руда; 3- кремнистые сланцы; 4- лина-
ритовые порфиры; 5- диабазы; 6- тектониче-
ские нарушения
Квершлаги и штольни квершлажного типа, орты, рассечки, вскры-
вающие тела ПИ и вмещающие их породы вкрест простирания, обычно
документируются в виде полной (две стенки и кровля) или частичной
(стенка и кровля) разверток (рис. 22). При простом геологическом разрезе
или массовой документации у квершлагов и штолен может документиро-
ваться только одна стенка.
Рис. 6.23. Зарисовка
стенки и забоя вос-
стающей горной вы-
работки. 1- сплошная
медноколчеданная
руда; 2- сплошная
серноколчеданная
руда; 3- кремнистые
сланцы; 4- линарито-
вые порфиры; 5- тек-
тонические наруше-
ния; 6- места отбора
образцов; 7- пробы
Восстающие выработки и гезенки в маломощных рудных телах про-
водятся по их восстанию и падению. Документация двух их стенок, на-
правленных вкрест простирания, дает непрерывный вертикальный разрез,
отображающий геологическое строение и все необходимые взаимоотно-
шения рудных тел и вмещающиж пород. Восстающие и гезенки в мощных
рудных залежах проходятся в соответствии с принятой системой разра-
ботки месторождения, чаще всего вертикально и не вскрывают их на пол-
ную мощность. Результаты документация этих выработок хотя и не могут
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Геологическая документация
210
распространяться на большие расстояния, часто позволяют уточнить кон-
туры и внутреннее строение рудных тел и вмещающих их пород. Методи-
ка геологической документации восстающих и гезенков зависит, в основ-
ном, от морфологии рудных тел и условий их залегания. При вскрытии
маломощных крутопадающих залежей документируются, как уже отмеча-
лось, две стенки. Документация может осуществляться как непрерывно,
так и через определенные интервалы, установленные для отбора забойных
проб. При вскрытии мощных полого- и крутопадающих рудных тел доку-
ментируются одна или обе стенки, ориентированные вкрест простирания
(рис. 23).
Документация всех рассмотренных типов горных выработок должна
производиться непрерывно, непосредственно за продвижением забоя до
их запыливания, загрязнения, а возможно и закрепления. Съемка выработ-
ки, разбивка сети точек геологических наблюдений и замеров по
выработке осуществляется примерно также, как и при документации канав
и шурфов. Шнур-ориентир протягивается между реперами
маркшейдерской съемки или временными геологическими реперами, если
маркшейдерская съемка еще не выполнена. В дальнейшем временные гео-
логические реперы подлежат обязательной фиксации и при марк-
шейдерской съемке.
Геологическая документация буровых скважин
Документация буровых скважин осуществляется как в процессе их
бурения, так и по его завершении. Первичная геологическая документация
скважин заключается:
□ в составлении первичного полевого или бурового журнала,
□ отборе, укладке и этикетировании керна, бурового шлама
(материала из шламовой трубы), буровой мути (осадка из
промывных вод),
□ составлении журнала документации керна,
□ журнала инклинометрических, каротажных и др. работ.
Буровой журнал представляет собой полевой производственно-
геологический документ, который ведется сменным буровым мастером,
пополняется и корректируется геологом. В буровом журнале отмечаются:
В HOMiep скважины,
В ее привязка,
В дата начала и конца проходки;
В конструкция скважины,
В способ и режимы бурения;
В интервалы проходки и выход керна;
В краткое название пород,
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
211
В наличие пересечений полезного ископаемого;
В цвет буровой мути,
В крепость перебуриваемых пород,
В отметки вскрытия фонтанирующих вод, газов и т.п.
Выход керна по вмещающим породам допускается не менее 60%, по
интервалам пересечения ПИ - не менее 70%. Буровой керн после извлече-
ния из колонковой трубы и промывки водой плотно, без промежутков ук-
ладывается в порядке его поступления из скважины и в той же
ориентировке в специальные керновые ящики - в порядке из левого ниж-
него в правый верхний угол ящика; сопровождается бирками с отметками
глубин начала и конца соответствующего рейса. Отдельные куски керна
целесообразно последовательно пронумеровать.
Рис. 6.24. Работа с керном в кернохрани-
дище
Рис. 6.25. Пример геологической документации керна буровой скважины, вскрывшей рудную зону: 1-
почвенный слой; 2- алевролиты; 3- песчаники; 4- песчаники с линзами мелкогалечных конгломератов; 5-
конломератобрекчии; 6- мраморизованные известняки; 7- рудная зона (галенит, сфалерит); 8- доломити-
зация. А- сводная колонка (разрез), составленная по данным изучения керна; Б- зарисовка образца керна,
на котором видны элементы залегания пород; В- фотография образца керна из горизонта конгломератоб-
рекчий (белое- обломки известняков, черное- сульфиды); зарисовка торцовой части керна из рудной зоны
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
212
В тех случаях, когда, кроме бурового керна отбирается буровой
шлам и буровая муть, их запаковывают в полиэтиленовые или плотные
матерчатые мешочки, к которым прикрепляют бирки с указанием глубин
рейса и укладывают в конце соответствующего интервала кернового ящи-
ка. По завершении проходки скважины керн отправляется в кернохрани-
лище, где осуществляется его детальная геологическая документация.
На заложение скважины, начало, конец бурения и пересечение ПИ
составляются соответствующие акты. По окончании бурения всей сква-
жины проводят предусмотренные проектом геофизические исследования и
гидрогеологические наблюдения. Результаты этих исследований заносятся
в соответствующие журналы. При камеральной обработке материалов со-
ставляют:
чистовой буровой журнал документации,
колонку пород по скважине,
паспорт скважины,
журнал-реестр результатов вспомогательных и попутных исследо-
ваний,
геологический разрез по скважине.
Обработку первичного материала по скважине проводят в несколь-
ко приемов. Сначала заполняют журнал для составления геологического
разреза по скважине и вычерчивают колонку пород, пересеченных сква-
жиной, на основании записей в буровом журнале и просмотра каменного
бурового материала: керна, бурового шлама и мути с учетом всех особен-
ностей бурения на выделенных интервалах. Чистовой буровой журнал
должен содержать следующие сведения:
В общие сведения - те же, что и в первичном буровом журнале;
В глубины рейсов;
В глубины контактов выделенных пород;
В литолого-петрографические определения и описания каждой выде-
ленной разности породы и разновидности полезного ископаемого;
В их видимые мощности;
В крепость удельный вес, трещиноватость, и др. свойства пород;
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Геологическая документация
213
В углы падения;
В записи о взятии образцов пород, проб и их назначении;
В выходы каменного бурового материала, в частности керна;
В углы замеров искривления скважины;
В способы углубки, промывки скважины;
В сведения о пересеченных телах полезного ископаемого.
Просмотр и документация керна осуществляются следующим
образом: керн извлекают из ящиков и выкладывают в порядке подъемов
по возможности одной колонкой на помосте, брезенте, столах с
пропусками на неполный его выход. По такой колонке замеряют мощно-
сти пересеченных пород, уточняют геологическое определение и основные
характеристики пород. В принципе эти операции могут быть выполнены и
непосредственно в керновых ящиках.
Рис. 6.26. Кон-
струкция и гео-
логическая до-
кументация
скважины
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
214
Наиболее интересные места зарисовываются в более крупных мас-
штабах. Глубина расположения геологических границ, тектонических кон-
тактов, плоскостей сланцеватости и т.п. определяется относительно оси
керна. Измеряются также углы встречи слоистости, сланцеватости, текто-
нических трещин. Все эти данные заносят в чистовой буровой журнал. Не-
обходимо подчеркнуть, что геологическая документация керна буровых
скважин должна вестись весьма тщательно, с максимально возможной
степенью детальности, в связи с высокой стоимостью керна и значением
разреза буровой скважины для направления дальнейших
геологоразведочных работ.
На основании данных чистового журнала вычерчивается колонка
пересеченных скважиной пород в масштабе 1:100-1:500. Сначала состав-
ляется промежуточная колонка по фактическому геологическому
материалу, полученному при бурении. Затем путем геологических обоб-
щений и пересчетов получают геологическую колонку пород,
пересеченных скважиной уже без пропусков на неполный выход керна.
27. Схема колонки
буровой скважины
Сводная геологическая документация
Для обобщения результатов первичной геологической документации
горных выработок и скважин составляются сводные (рбобгцающиё) геоло-
гические документы:
□ погоризонтные геологические планы,
□ геологические разрезы,
□ продольные, горизонтальные и вертикальные проекции тел полез-
ных ископаемых,
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Геологическая документация
215
□ блок-диаграммы,
□ объемно-макетные модели и пр.
Совокупность сводных геологических документов, а также способов
(технологии) их составления определяют содержание специального мето-
да исследования эксплуатируемых месторождений - их структурно-
геологического, для рудников - подземного геологического картирования.
Подземное картирование представляет собой важнейший метод углублен-
ного изучения месторождений, попутно обеспечивающий и решение мно-
гих производственного-технических задач. Основная задача картирования
- получение сводных горизонтальных геологических планов и вертикаль-
ных разрезов. Для получения сводных горизонтальных геологических
планов используется геологическая документация горизонтальных горных
выработок (штреков, квершлагов, ортов), для получения разрезов - доку-
ментация восстающих. Картирование очистных выработок представляет
дополнительную информацию в составлении планов и разрезов.
Рис. 6.28. Два спо-
соба изображения
геологического пла-
на горизонта горных
работ: а- документа-
ция по выработкам,
б- увязанные данные
по выработкам; 1-
известняк, 2- грани-
то-гнейс, 3- диаба-
зовая дайка, 4- руд-
ное тело
Обычно подземное картирование производится на готовой марк-
шейдерской основе. Если к моменту картирования маркшейдерская съемка
не произведена, геологическое картирование осуществляется на глазомер-
ной основе с последующим уточнением по данным маркшейдерской съем-
ки. Основными масштабами подземного геологического картирования яв-
ляются: 1:200 и 1:500, для составления сводных (совмещенных) геологи-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
216
ческих планов могут использоваться также масштабы 1:1000, 1:2000,
1:5000.
За отметку плоскости горизонтального геологического плана
обычно принимается отметка линии маркшейдерских реперов, но возмож-
но также проводить картирование по кровле, (почве) выработок, на уровне
отбора проб (уровень груди человека - 1,4м), на уровне 1м от головки
рельса и т.п. В любом случаях необходима определенная общая установка,
от которой не следует отступать. Выбрав отметку геологического плана,
на всех зарисовках и развертках горных выработок проводят линию с от-
меткой выбранной плоскости. Затем все данные документации по этой ли-
нии с зарисовок и разверток (точки контактов выделенных геологических
тел, тектонических нарушений, контуров рудных тел и т.д.) переносят на
маркшейдерский план горных выработок и увязывают в сводный геологи-
ческий план.
Рис. 6.29. Фрагмент геологического разреза Урупского месторождения
Между документированными выработками, нанесенными на план,
всегда имеются участки, недоступные для документации (рис. 28,а). Одна-
ко это не должно служить препятствием для создания полноценного гео-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
217
логического плана в плоскости соответствующего горизонта, так как поль-
зуясь методом интерполяции, можно составить достаточно достоверную
картину геологического строения этого участка (рис. 28,6).
Рис. 6.30. Геологический разрез Ковдорского месторождения
Все геологические планы должны иметь координаты, и на каждом из
них должны быть нанесены все выработки, которые пересечены на данном
горизонте. Название рудника, номер горизонта, его абсолютную отметку
(глубину) рекомендуется подписывать в правом нижнем углу каждого
листа. Геологические данные, перенесенные с зарисовок и разверток за-
крашиваются цветными карандашами или тушью с нанесением условных
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Геологическая документация
218
обозначений пород. Число применяемых цветов и условных знаков долж-
но быть стандартизировано в форме системы условных обозначений (ле-
генды). Доказанные геологические данные наносятся сплошными линия-
ми, предположительные - пунктиром. Рудные тела и нарушения, вскрытые
на более высоких или более низких горизонтах и не пересеченные еще вы-
работками на данном горизонте, проектируются по их возможному поло-
жению.
Рис. 6.31. Г еологическая
документация элементов
карьера. 1- магнитный же-
лезняк, 2- рудный скарн, 3-
безрудный скарн, 4- сиенит
Наряду с погоризонтными геологическими планами, могут состав-
ляться сводные (совмегценные) планы, на которых отображаются только
основные геолого-структурные элементы: прежде всего тела ПИ, основ-
ные разломы и интрузии, по возможности вмещающие породы.
Метод составления вертикальных геологических разрезов аналоги-
чен. Вертикальные разрезы составляют по данным документации горных
выработок, вскрывающих месторождение вкрест его простирания, а также
по данным буровой разведки. Расстояния между разрезами колеблются от
10-12 до 150-200м, для цветных и редких металлов обычно не превышают
50-60м. Наряду с поперечными, составляют также продольные разрезы.
Все горизонтальные геологические планы и вертикальные разрезы должны
быть увязаны между собой.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
219
Рис. 6.32. Геологический план карьера Ковдорского месторождения
©^В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
220
Продольные, горизонтальные и вертикальные проекции тел ПИ по-
зволяют отобразить формы рудных тел, наличие и закономерности распо-
ложения рудных столбов, безрудных «окон», разломы и т.п. Наиболее пол-
ное представление о пространственном расположении и геологической
структуре месторождения дают блок-диаграммы, представляющие собой
аксонометрические проекции исследуемых участков, составленные на ос-
нове имеющихся погоризонтных геологических планов и разрезов и объ-
емио-макетиые модели, изготавливаемые из дерева, плексигласа, гипса,
папье-маше и др. материалов.
в)
Рис. 6.33. Блок-диаграммы: а-
монолитная, б- ступенчатая, в-
раздвинутая
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
221
Рис. 6.34. Горизонтальная проекция рудной залежи Урупского месторождения по дан-
ным эксплуатационной разведки верхних горизонтов
Рис. 6.35. Изометрическая блок-диаграмма с боковым вырезом
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Геологическая документация
222
Фотодокументация горных выработок
В целях повышения качества геологической документации, особен-
но подземных горных выработок, целесообразно широко внедрять методы
фотодокументации. Применение фотодокументации обеспечивает более
объективное и точное фиксирование геологических наблюдений по срав-
нению с распространенным методом графической зарисовки. Фотодоку-
ментация отражает все многообразие геологического строения заснятого
объекта и должна быть использована в сочетании с минералогическими,
петрографическими, химическими и другими методами исследований.
Фотограмметрический метод документации базируется на аппара-
туре (фотокамерах и осветителях) отечественного производства; неболь-
шие приспособления, необходимые для проведения фотосъемочных работ,
могут быть изготовлены в любой механической мастерской. Фотограм-
метрия - научно-техническая дисциплина, занимающаяся определением
размеров, формы и положения объектов по их изображениям на фото-
снимках. Последние получают как непосредственно кадровыми, щелевы-
ми и панорамными фотоаппаратами, так и при помощи радиолокацион-
ных, телевизионных, инфракрасных-тепловых и лазерных систем (аэроме-
тоды). Наибольшее применение, особенно в аэрофотосъёмке, имеют сним-
ки, получаемые кадровыми фотоаппаратами. В теории фотограмметрии
такие снимки считаются центральной проекцией объекта. Уклонения от
центральной проекции, вызванные дисторсией объектива, деформацией
фотоматериала и др. источниками ошибок, учитываются по данным ка-
либровки аэрофотоаппарата и снимков. В фотограмметрии используются
одиночные снимки и стереоскопические их пары. Эти стереопары позво-
ляют получить стереомодель объекта. Раздел фотограмметрии, изучающий
объекты по стереопарам, называется стереофотограмметрией.
Фотодокументационной съемке подлежат все горизонтальные и вер-
тикальные проходческие выработки вслед за продвижением забоя. Объек-
тами фотосъемки могут быть стенки, кровля и забои выработок, в зависи-
мости от условий залегания рудных тел. На участках месторождения
сложного геологического строения следует производить стереоскопиче-
скую фотосъемку. Фотограмметрическим методом осуществляют все виды
геологической документации - массовую, детальную и специальную. До-
кументами массовой геологической фотодокументации являются отдель-
ные снимки и фотосхемы масштаба 1:50 или 1:25, детальной - масштабов
1:10, 1:5, 1:1. В качестве документов используется центральная площадь
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
223
фотоснимков, в пределах которой искажения фотографических изображе-
ний не превышают нормативов точности графического построения марк-
шейдерских основ погоризонтных планов и разрезов месторождений.
Процесс геологической фотодокументации складывается из получе-
ния изображения геологических объектов путем фотографирования, наря-
ду с непосредственными геологическими наблюдениями, их описанием и
последующим дешифрированием фотоснимков. По материалам фото доку-
ментации следует дешифрировать основные объекты геологических на-
блюдений:
□ рудные тела,
□ вмещающие породы,
□ гидротермально измененные породы,
□ пострудные образования,
□ элементы пликативной и дизъюнктивной тектоники,
□ места отбора проб,
□ образцов и т.д.
Одновременно с этим по фотодокументам определяют видимую
мощность и площадь геологических тел, процентное соотношение площа-
дей руды и вмещающих пород, густоту, протяженность и ориентировку
трещин, элементы залегания (азимут простирания и падения, видимый
угол падения). По стереоснимкам вычисляют объем выбитой борозды и
ориентировку шпуровых проб. По различной степени дешифрируемости
фотоснимков месторождения могут быть подразделены на три группы
(табл. 2). Фото документацию проводят в период подготовительной смены
проходческих работ. Фотосъемке предшествуют
В промывка объектов документации,
В привязка интервалов съемки к маркшейдерским реперам (точкам),
В отбор проб,
В фиксирование мест взятия проб и образцов
В описание объектов наблюдений, которые не отображаются на чер-
но-белом снимке, например, минеральный состав руд, продукты
гидротермальных изменений и др.
Полученная в результате фотодокументационных работ информация
является основой для построения геологических погоризонтных планов и
разрезов месторождения. Материалы фотодокументации (фотоснимки и
фотосхемы объектов документации с геологическим описанием) следует
представлять на рассмотрение ГКЗ при утверждении запасов месторожде-
ния.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
224
Таблица 6.2
Группировка рудных месторождений по степени дешифрируемости фотоснимков
Степень дешиф- рируемости фо- тоснимков в камеральных условиях (%) Характеристика групп месторожде- ний Необходимые визуальные наблюдения Масштаб фотосним- ков при документа- ции Способы отобра- жения результатов дешифрирования
массовой детальной
Высокая более 80 I ГРУППА. Жилы и жилообразные тела с простым минеральным соста- вом руд; несложный комплекс вме- щающий пород Наличие четких де- шифровочяых признаков у всех главнейших объектов наблюдений Осмотр и краткое описание отдельных геологических объектов и явлений Выбор и маркирование мест опробования я взя- тия контрольных образцов 1:50 1:5, 1:1 реже 1:10 Номерные или бу- квенные обозначе- ния на фотосним- ках
Средняя 60-80 II ГРУППА. Жильные штокверки, жилы и залежи с хорошо различны- ми типами руд; разнообразный ком- плекс вмещающих пород Отсутст- вие четких дешифровочных призна- ков у ряда главнейших объектов наблюдений Краткое описание геологической ситуации я тщательный осмотр труднодешифрируе- мых объектов. Выбор и маркирование мест опробования и взятия образцов плохо дешифрируемых пород 1:50 1:10, 1:5 реже 1:1 Раскраска снимка, в отдельных случа- ях штриховое изо- бражение на каль- ке-накладке
Низкая менее 60 Ш ГРУППА. Залежи сложного со- става и строения и прожилково- вкрапленный тип оруденения Подробное описание и возможно схемати- ческая зарисовка геологической ситуации отдельных участков съемки Выбор и мар- кирование мест опробования и взятия зна- чительного количества образцов для ми- нералогического и химического изучения 1:50 реже 1:25 1:10, 1:5, 1:1 Штриховое изо- бражение на каль- ке-накладке
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
225
Сетчатое окварцевание по грани-
там с присутствием кварц-карбо-
нат-серицит- пиритового агрегата
Мигматит
Кварц-карбонатный прожилок с
микрозональным пиритом до
20% мощностью 1.0 см с мико-
осдвигом
Инъекция карбонатизированного
розового гранита в гнейсах
Жила лейкогранита с халькопи-
ритом в гранодиоритах
Милонит
Рис. 6.36. Примеры фотодокументации керна
Рис. 6.37. Фотодоку-
ментация и схема де-
шифрирования канавы.
1- гнейс; 2- гранит; 3-
брекчия; 4- почвенно-
растительный слой; 5-
неминерализованные
трещины; 6- разрывные
нарушения
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Геологическая документация
226
Рис. 6.38. Расчистка, пройденная в поч-
венно-лессовых отложениях
Рис. 6.39. Изучение и опробование шурфа
Рис. 6.40. Схема фотодокументации и развертка шурфа. 1- почвенно-растительный
слой; 2- супесь; 3- суглинок; 4- равнозернистые пески; 5- морена; 6- плотные глины
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
227
Рис. 6.41. Фотодо-
кументация и схе-
ма дешифрирова-
ния квершлага. 1-
полиметаллическая
руда; 2- кварц-хло-
ритовые сланцы; 3-
хлорит-серицит-
кварцевые сланцы;
4- роговообманко-
вые порфириты; 5-
кварциты
123/ ГЛк ю • Е2>
1 -ложная кровля; 5 - известняк 'Плите";
2-1 слой горючего сланца, б - II слой горючего сланца,
3 - известняк "Спутник"; 7 - известняк 'Кулак";
4 — мергелистый сланец; 8 — III слой горючего сланца.
1 —ложная кровля;
2—1 слой горючего сланца;
3 — из в е ст няк 'С пут ник1 11;
4 —мергелистый сланец;
Длина рейки ci
5 — известняк "Плита";
6 — II слой горючего сланца;
7 — известняк 'Кулак";
8 —III слой горючего сланца,
тавляет 1 м
Длина рейки составляет 1 и
Рис. 6.42. Фотодокументация угольных штреков
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
228
Рис. 6.43. Схема съемок откосов уступа в
карьере: а- съемка с рабочей площадки
уступа с рук; б- то же, с помощью штанги-
штатива, оптическая ось наклонен; в- те-
лесъемка с нерабочего борта или с внут-
ренних отвалов, оптическая ось горизон-
тальна
Рис. 6.44. Малоамплитудные (15-20 см)
сбросы в вендских отложениях, северная
стенка карьера трубки Архангельская
Рис. 6.45. Система крутопадающих текто-
нических трещин в вендских отложениях
карьера трубки Архангельская
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Геологическая документация
229
Рис. 6.46. Панорама юго-восточной стенки карьера трубки Архангельская, в которой
вскрыты сближенные неширокие (5-7 м) малоамплитудные (1-1,5 м) симметричные
антиклиналь и синклиналь в вендских отложениях.
Дата 06,08,08 Горизонт 186 Дирекционный угол Лист 9
Борт западный Маршрут № М_2_08_108 Исполнитель ЯницкийЕ.Б.
Масштаб 1.100
п?п ПК. и Имя fls. град «.гран Тип зап Типпов.
и— ГТ- Р ТП 86 5
11 162 Р 286 20 3
12 172 Р 178 72 5
13 172 Р 115 68 5
14 180 Р 114 52 5
15 175 Р 68 65 5
16 166 d 240 22 3
17 162 Р 130 85 5
18 172 Р 313 90 5
1S 172 t 214 70 3
20 172 Р 67 36 5
20а 170 Р 155 68 4
206 167 Р 57 39 5
Замеры блочности:
Описание.
Номера пикетов 160-180м
Рис. 6.47. Страница полевого журнала фотодокументации Ковдорского карьера
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Геологическая документация
230
Рис. 6.48. Субгоризонтальное (а) и пологое (аз.пад.307, угол 48°) сколовое (б) разрыв-
ные нарушения в северо-восточном борту Ковдорского карьера
Рис. 6.49. Фотодокументация карьера
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
ОПРОБОВАНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Задачи, виды и основные операции разведочного опробования
Опробование является важнейшей операцией геологоразведочных
работ, предназначенной для определения качества ПИ. Под качеством по-
нимается комплекс свойств ПИ (вещественный - химический и минераль-
ный состав, физико-механические, технические и технологические свойст-
ва), определяющих в совокупности его промышленную ценность.
Опробование заключается в отборе типичных проб или выполнении
определенных замеров физических полей. Под пробой понимается ото-
бранная тем или иным способом порция вещества ПИ, над которой после
определенной обработки выполняются те или иные испытания, в процессе
которых и устанавливаются значения необходимых показателей качества.
Процесс опробования включает 3 последовательно выполняемые опера-
ции'.
отбор,
обработка,
испытания проб.
Задачи разведочного опробования:
определение средних содержаний полезных и вредных компонентов
руд при подсчете запасов ПИ;
определение контуров рудных тел, не имеющих видимых геологиче-
ских границ;
выявление закономерностей пространственного размещения при-
родных типов и промышленных (технологических) сортов руд;
выявление зональности месторождений, условий локализации руд-
ных столбов, их качественная и количественая характеристика;
определение корреляционных зависимостей между содержаниями
различных компонентов руд;
составление планов и программ добычных работ;
оперативное руководство очистными горными работами при экс-
плуатации рудных тел без четко выраженных геологических границ,
а также при раздельной выемке разных типов руд;
определение потерь и разубоживания ПИ при его эксплуатации;
проведение взаимных расчетов между горным предприятием и по-
требителем добытой руды по данным товарного опробования;
контроль процесса опробования.
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
232
Основные виды разведочного опробования:
химическое опробование,
геофизическое,
минералогическое,
техническое,
технологическое.
Основные виды разведочных проб
Рядовые пробы предназначены для определения содержания глав-
ных компонентов и контуров рудных тел, если руда не имеет четкой гра-
ницы и постепенно переходит в пустую породу. С помощью рядовых проб
изучают все вскрываемые разведочными выработками рудные тела, руд-
ные зоны, часто - вмещающие породы. Длина рядовых проб зависит от
строения рудного тела. Каждая рядовая проба характеризует один природ-
ный тип руды, поэтому границы природных типов руд служат границами
проб. Длина проб колеблется от 0,5 до 10 м, но чаще составляет 1-5 м. Ря-
довые пробы чаще всего после обработки поступают на химический ана-
лиз, реже (на россыпях) - на минералогический. Используются для подсче-
та запасов главных компонентов руд.
Групповые пробы предназначены для определения второстепенных
компонентов руд, их не отбирают, а составляют из дубликатов рядовых
проб. Групповая проба обычно характеризует одно разведочное пересече-
ние промышленного сорта руды, но допустимо объединение в одну пробу
материала из нескольких соседних пересечений рудного тела. Результаты
анализа рядовых проб позволяют составлять групповые пробы только
внутри промышленного контура оруденения. В одну групповую пробу
входит материал из 2-10 рядовых проб. Границы групповых проб обычно
совпадают с границами промышленных сортов руд. Количество материа-
ла, входящего в групповую пробу, должно быть пропорционально длине
рядовых проб. Масса групповых проб достигает 100-200 г. Групповые
пробы анализируют на главные и второстепенные компоненты, уделяя
особое внимание определению попутных компонентов. Определение глав-
ных компонентов преследует две цели:
контроль правильности составления групповых проб по содержа-
нию главных компонентов
и установление зависимостей между главными и попутными ком-
понентами.
Для изучения групповых проб чаще применяется химический ана-
лиз, иногда количественный спектральный анализ, а на некоторых место-
рождениях вместо химического используется минералогический анализ.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
233
Рис. 7.1. Схема отбора рядовых и групповых проб в пределах геологического разреза
(магнетитовые руды типа кустанайских месторождений) 1- сплошные магнетитовые
руды (а) или пиритсодержащие (б); 2- вкрапленные магнетитовые руды бедные (а) и
убогие (б); 3- пироксено-плагиоклазовые андезитовые порфириты; 4- плагиоклазовые
андезитовые порфириты; 5- полифировые пироксеновые андезитовые порфириты; 6-
мраморированные известняки; 7- цифры у скважин: слева- номера рядовых проб, спра-
ва- объединенных проб
Способы отбора проб
Способы отбора проб в обнажениях и горных выработках
Способы отбора проб в обнажениях и горных выработках, т.е. в ко-
ренном залегании, в зависимости от геометрии, под которой понимается
совокупность сведений об их форме, размерах и пространственной ориен-
тировке, можно подразделить на 3 основных группы: линейные, плоские,
объемные. В зависимости от условий и используемых технических средств
способы отбора проб в обнажениях и горных выработках с учетом их гео-
метрии выделяются следующие виды проб:
бороздовые
керновые
шпуровые
шламовые
линейные
точечные
задирковые
штуфные
валовые
плоские
объемные
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
234
Таблица 7.1
Способы и правила отбора проб в забоях горных выработок
Способ Область использования Характеристика отбора Масса пробы
Бороздо- вый Опробование забоя вкрест простира- ния при выраженной изменчивости в рудном теле. Получение представи- тельной по содержанию пробы для химического анализа с оконтуривани- ем отдельных промышленных сортов и типов руд Отбор материала из бороз- ды шириной 3-20 см, глу- биной 2-10 см в зависимо- сти от неравномерности оруденения и физико- механических свойств объ- ектов опробования 0,5-50,0 кг с 1 м бороз- ды
Точечный Опробование забоя для получения представительной по содержанию и технологическим свойствам пробы без оконтуривания отдельных промыш- ленных сортов руд. Мощные жилы и залежи Отбор 10-50 кусочков руды размером 2-5 см в попереч- нике в узлах правильной сетки 0,5-5,0 кг
Горстевой Опробование взорванных масс руды в забое Получение представительных по содержанию, технологическим и тех- ническим свойствам проб. Мощные жилы, залежи, штокверки Отбор 10-50 кусочков руды массой по 50-100 г по сетке 0,2x0,2 м 0,5-5,0 кг
Шпуровой Химическое опробование руды в це- лике впереди забоя Отбор бурового шлама из шпуров 1-2 кг из од- ного шпура
Задирко- вый Опробование жильных месторожде- ний малой мощности, в основном ред- ких и благородных металлов. Отбор руды для технологических испытаний Отбор на глубину 5-10 см слоя руды со всей площади забоя 30-250 кг с 1 м2 за- боя
Валовый Отбор проб для технологических ис- пытаний. Химическое опробование руд с крайне неравномерным орудене- нием (благородные металлы, драго- ценные камни, оптическое сырье, слюды, асбест, конкреции фосфори- тов, валунчатые железные руды). Кон- троль других способов отбора Отбор всей рудной массы, добываемой с определен- ного интервала проходки выработки До де- сятков тонн
Штуфной Ориентировочная характеристика ка- чества руды, изучение текстурно- структурных особенностей и физиче- ских свойств руд Отбойка или отбор харак- терного куска руды из за- боя или навала 0,6-2,0 кг
Геофизи- ческие Определение содерж. ний радиоактив- ных, редких, цветных и черных метал- лов, а также плотности руд Контактно-косвенное взаимодействие с объектом опробования
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
235
Бороздовые пробы
Бороздовый способ отбора проб наиболее широко применяется при
опробовании горных выработок, в разведке он уступает по распростране-
нию только взятию проб из керна. В.И. Бирюков, изучив опробование на
сотнях месторождениях, приводит цифры распространенности способов
взятия химических проб (в %):
и часть керна - 39,7;
бороздовый - 35,5;
весь керн -11,0;
валовый-9,5;
задирковый - 3,4;
точечный - 0,5;
и шпуровой - 0,1;
прочие - 0,3;
Бороздовый способ взятия проб применим для большей части ПИ,
но особенно эффективен при опробовании полосчатых или слоистых руд,
для которых характерна максимальная изменчивость оруденения по мощ-
ности рудного тела. Можно также опробовать руды, развитые по системе
грубопараллельных трещин. Нельзя применять бороздовый способ при
неравномерном пятнистом или гнездовом распределении ценных минера-
лов, а также при весьма малой мощности (10-20 см) рудных тел.
Существует несколько вариантов взятия бороздовых проб, основной
является борозда правильного прямоугольного сечения. Реже применяется
пунктирная или объемная борозда. Во всех случаях борозды стараются
ориентировать как можно ближе к направлению максимальной изменчи-
вости оруденения, обычно по мощности рудного тела, но допустимо про-
водить борозду под углом к направлению наибольшей изменчивости, если
это связано с удобством взятия пробы. Борозда правильного сечения по-
зволяет получать с каждого погонного метра борозды равное количество
материала, что обеспечивает высокую представительность опробования и
достигается строгим соблюдением сечения борозды.
Отбор бороздовой пробы состоит из следующих операций'.
подготовки плоскости и разметки борозды;
зарубки борозды;
скалывания ПИ между зарубками;
сбора материала с брезента или с железного желоба (иногда после
предварительного просушивания) в мешочки;
документации и этикетирования пробы.
Самая трудоемкая операция - зарубка борозды, в рудах высокой кре-
пости на нее затрачивается 45-52% времени, тогда как на скалывание 11-
14%, на подготовку и разметку борозды 16-19%, на сбор материала и до-
кументацию 18-28%. При ручном отборе проб из-за трещиноватости руд,
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
236
различия и физических свойствах минералов (твердость, хрупкость) труд-
но сохранить правильное сечение борозды, что может привести к система-
тическим ошибкам в опробовании. Одной из мер по уменьшению система-
тической ошибки может служить увеличение сечения борозды, но главный
путь улучшения достоверности способа взятия состоит в механизации от-
бора проб, что повышает также и производительность труда.
Разработано много вариантов механических пробоотборников, но, к
сожалению, серийное их производство пробоотборников не налажено.
Можно выделить два типа механических пробоотборников. К первому ти-
пу относятся пробоотборники скалывающего действия. Обычно это пнев-
матические отбойные молотки, оборудованные специальными коронками,
позволяющими производить зарубку борозды, а затем скалывание ПИ.
Производительность механического пробоотборника в 7 раз выше ручного
способа и достигает 35 м в смену. Ко второму типу относятся пробоотбор-
ники режущего действия, в которых основную роль играет алмазная дис-
ковая пила, позволяющая делать врезы, ограничивающие сечение борозды.
Материал пробы затем скалывается зубилом. Производительность таких
пробоотборников 2-2,8 м борозды в час, что приблизительно в 3 раза выше
производительности ручного отбора проб. Любая механизация отбора
проб дает большое увеличение производительности труда при опробова-
нии крепких и весьма крепких ПИ. На мягких ПИ ручные способы отбора
проб мало уступают по производительности механическим способам.
Если рудное тело имеет четкие границы, простое строение и малую
мощность, на одно пересечение рудного тела берут одну борозду. Чаще
рудные тела имеют сложное строение, т.е. состоят из чередования природ-
ных типов руд, или постепенно переходят во вмещающие породы. В этих
случаях борозду делят на части, называемые секциями. Каждая секция
представляет собой отдельную пробу. Секционные пробы позволяют изу-
чать качество каждого типа руды, распределение ценных компонентов по
мощности рудного тела, а также оконтуривать его.
Длина секций определяется мощностью природных типов руд и
обычно колеблется в пределах 1-5 м. Минимальная длина секций может
достигать 0,3-0,5 м, но чаще принимается 0,7-1 м, т.к. рудные тела мень-
шей мощности не могут быть добыты селективно. При опробовании одно-
родных рудных тел большой мощности длина секций может достигать 5-
10 м. В период эксплуатационной разведки, если намечается валовая раз-
работка месторождения, длина секций определяется высотой эксплуатаци-
онного уступа и составляет 10-20 м. В сложных рудных зонах, где череду-
ются руды и пустые, часто оруденелые породы, секционные пробы берут
не только из руды, но и из пустых пород, потому что при добыче они бу-
дут попадать в рудную массу, разубоживая ее.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
237
Необходимость ориентировки борозды по направлению максималь-
ной изменчивости оруденения предопределяет различное размещение бо-
розд в горных выработках. Если выработки проходят по простиранию или
падению рудного тела (штреки, восстающие некоторые штольни), опробу-
ется забой, если они расположены вкрест простирания (рассечки, квер-
шлаги, подходные штольни),- опробуются стенки. В канавах также пред-
почтительно опробовать стенки, но иногда приходится опробовать дно,
при этом следует избегать загрязнения пробы. Расположение борозд зави-
сит также от ориентировки рудных тел. В полого падающих рудных телах
(до 30-45°) борозды располагают вертикально, в круто и вертикально па-
дающих - горизонтально.
Пунктирная борозда имеет меньшую достоверность по сравнению с
бороздой правильного сечения, но вполне достаточную для ПИ с равно-
мерным распределением минералов. Материал в пробу берется из отдель-
ных точек на расстоянии 2-3 см, иногда непрерывно. Диаметр кусочков
частичных проб 1-2 см, реже до 3 см. Масса материала с 1 м борозды ко-
леблется от 0,2 до 2 кг, чаще 1-1,5 кг. Способ взятия проб весьма произво-
дителен, т.к. основан на скалывании кусочков руды.
Рис. 7.2. Взятие бороздовой пробы:
а- правильного сечения; б- пунктир-
ной, в-объемной
Рис. 7.3. Стадии ручной отбойки бороздовой про-
бы правильного сечения
Объемная борозда не имеет строго определенного сечения. Название
ее связано с тем, что с каждой единицы длины пробы берется равный объ-
ем материала, например с каждых 10 см берется 100-300 см3 руды. Приня-
тый объем строго соблюдается и контролируется мерным сосудом с водой.
Способ обладает высокой производительностью и достаточной достовер-
ностью, но он не пригоден в случае растворимых руд, т.к. часть материала
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
238
пробы в виде раствора или взвеси переходит в воду и теряется, что влечет
за собой систематическую погрешность опробования. Взятие проб пунк-
тирной и объемной бороздой можно рекомендовать на стадии разведки и,
особенно, эксплуатационной разведки при условии экспериментальной
проверки применимости этих способов в конкретных условиях.
Рис. 7.5. Приспособление для сбора
отбитого бороздой рудного материала.
1- лист топкого железа; 2- мешок, за-
крывающий зазор между листом железа
и забоем (3)
Рис. 7.4. Многозубковый молоток для отбора
пленочных проб
Типичные размеры и вес бороздовых проб
Вполне достаточные поперечные сечения прямоугольных борозд в
зависимости от степени неравномерности оруденения и мощности рудных
тел показаны в табл.2. Эти сечения рекомендуется принимать для руд
средней крепости, крепких и весьма крепких. Они могут несколько увели-
чиваться, если текстура и физические свойства руд будут осложнять от-
бойку борозд более или менее правильного сечения. При секционном оп-
робовании, особенно при выборочном, когда отдельные секции могут
быть очень короткими, сечения борозд должны быть также увеличены.
При опробовании россыпных месторождений золота, платины, касситери-
та, вольфрамита и некоторых других редких металлов размеры борозд
должны быть больше предложенных в таб.2.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
239
Таблица 7.2
Поперечные сечения борозд прямоугольной формы (ширина х глубина), см
Характер оруденения Мощность рудных тел, м
больше 2,5-2 от 2,5-2 до 0,8-0,5 меньше 0,5
Весьма равномерный и равномерный 5x2 6x2 10x2
Неравномерный 8x2,5 9x2,5 10x2,5
Весьма и крайне неравномерный 8x3 10x3 12x3
а
III! - -«л»
Рис. 7.6. Расположение борозд при
опробовании канав, пройденных
вкрест простирания рудных тел: а-
на боковой стенке; б- на дне кана-
вы; 1- рудное тело, 2- вмещающие
породы, 3- рыхлые отложения
Рис. 7.7. Расположение борозд при опробовании
канав, пройденных по простиранию рудных тел:
а- опробование крутопадающего рудного тела по
дну канавы; б-опробование пологозалегающего
рудного тела в продольной стенке канавы (в раз-
резе). 1-рудное тело; 2- вмещающие породы; 3-
рыхлые отложения
Рис. 7.8. Расположение борозды в забое выработки продвигающейся по: а- простира-
нию крутопадающего рудного тела; б- почти горизонтально залегающему рудному те-
лу; в- простиранию пологопадающего рудного тела; г- сетчатой рудной зоне
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
240
а) б) в) г)
Рис. 7.9. Опробование забоя выработки прерывистой бороздой разобщенных частей
рудного тела
а)
б)
Рис. 7.10. Секционное бороздовое опробование забоя выработки по природным типам
руд. 1- сплошные сульфиды, 2- прожилково-вкрапленные руды, 3- вмещающие породы,
4- бороздовые пробы; пр, пр, пр, пр- места отбора бороздовых проб и замеров мощно-
стей; Ci, С2, Сз, С4- содержания полезного компонента в пробах
Рис. 7.12. Секционное бороздо-
вое опробование трубообразно-
го рудного тела концентриче-
ски-зонального строения
Рис. 7.11. Секционное бороздовое опробование по
природным типам руд.в боковой стенке выработки,
пройденной вкрест простирания рудного тела
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
241
Рис. 7.13. Расположение бороздовой пробы Рис. 7.14. Разделение бороздовой пробы
в боковой стенке выработки, пройденной на секции при опробовании мощного
вкрест простирания рудного тела рудного тела
Рис. 7.15. Расположение бо-
роздовых проб в боковой сте-
нке выработки, пройденной
вкрест простирания мощного
рудного тела
Рис. 7.16. Схема рас-
положения бороздо-
вых проб в кровле го-
ризонтальной выра-
ботки, пройденной по
простиранию жилы
Рис. 7.17. Расположение бороз-
довых проб в боковых стенках
выработки, прослеживающей
пологозалегающее рудное тело:
а- вид боковой стенки, б- план
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
242
Расстояния между бороздовыми пробами
Таблица 7.3
Расстояния между бороздовыми пробами (по Н.В. Барышеву)
Группа месторож- дений Характер рас- пределения компонентов Коэффици- ент вариации содержаний1 Тип месторождений Расстоя- ние меж- ду проба- ми, м
I Весьма равно- мерный До 20 Месторождения осадочного гене- зиса: углей, стройматериалов, фосфоритов, железных и марган- цевых руд 50-15
П Равномерный 20-40 Месторождения осадочного гене- зиса: серы, глин, каолинов, мар- ганцевых руд чиатурского типа. Метаморфические месторожде- ния железных руд Кривого Рога и КМА 15-4
Ш Неравномер- ный 40-100 Месторождения магматогенного генезиса: большинство медных и полиметаллических, некоторые золоторудные 4-2,5
IV Весьма нерав- номерный 100-150 Месторождения магматогенного генезиса: олова, вольфрама, мо- либдена и других редких метал- лов и золота 2,5-1,5
V Крайне нерав- номерный Более 150 Месторождения магматогенного генезиса: редких металлов и зо- лота 1,5-1
1 Коэффициенты вариации вычислены по данным бороздового опробования
Шпуровые пробы
Материалом пробы служит буровая пыль, получаемая при бурении
шпуров с продувкой, или шлам при бурении с промывкой. Взятие проб
шпуровым способом принципиально не отличается от бороздового спосо-
ба. Поверхность шпура имеет правильную цилиндрическую форму, поэто-
му можно считать, что пропорциональность количества материала длине
пробы выдерживается более строго, чем при отборе борозды. Однако это
справедливо только в слабо трещиноватых рудах и в рудах, сложенных
минералами с близкой твердостью и хрупкостью.
При бурении шпуров в трещиноватых рудах обычно происходит из-
бирательная потеря материала. Бурение с продувкой сопровождается по-
терей более тонких и легких минеральных частиц в трещинах, что может
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
243
привести к завышению содержания металла в руде. В процессе промывки
шпуров, наоборот, наиболее крупные и тяжелые частицы попадают в тре-
щины, вследствие чего происходит занижение содержания металла. Если
минералы существенно различаются по твердости или хрупкости, под
влиянием удара бура о забои происходит выкрашивание хрупких или мяг-
ких минералов.
Сбор материала при бурении шпуров с промывкой происходит сле-
дующим образом. После забурки на глубину до 140 мм вставляется патру-
бок для отвода шлама в отстойники. Шлам собирают из отстойников, под-
сушивают на песчаной бане во избежание потери кристаллизационной во-
ды и без дополнительной обработки направляют в химическую лаборато-
рию. Считается, что для полной отсадки шлама необходимо иметь 4 от-
стойника:
в первом отстойнике осаждается 68% шлама,
во втором -16%,
в третьем -10%,
в четвертом - 6%.
При бурении шпуров с продувкой сбор пыли производится пыле-
улавливателями, что позволяет собирать до 75-90% буровой пыли, а в
плотных однородных рудах даже до 100%. Шпуровой способ наиболее
пригоден для взятия проб в рудных телах большой мощности, которые не
вскрываются полностью горными выработками. Шпуры, как и борозды,
располагают в направлении наибольшей изменчивости оруденения. В гор-
ных выработках, ориентированных вкрест мощности рудного тела, для
взятия проб пригодны шпуры, буримые в забое для буровзрывных работ.
Это не задерживает процесса проходки выработок. В горных выработках,
проходимых по простиранию, необходимо бурение шпуров в стейках вы-
работок. Глубина шпуров при бурении обычными перфораторами может
достигать 7-8 м, а колонковыми перфораторами - до 50-70 м.
Основной недостаток шпурового способа состоит в том, что по ма-
териалу пробы трудно или невозможно определить границы рудного тела,
его строение, контуры природных типов и промышленных сортов руд.
Нельзя применять шпуры на рудных телах малой мощности из-за сильного
ее искажения. Достоинства шпурового способа заключаются в механиза-
ции опробования, часто в совмещении опробования с проходкой горных
выработок, в высокой производительности, улучшении условий труда при
улавливании пыли, отсутствии необходимости обработки химических
проб для анализа.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
244
Рис. 7.18. Сбор шлама и мути в отстойниках: а- с применением патрубка; б- спримене-
нием тройника со шлангом; установка для пневматического сбора буровой пыли из
шпуров. 1- трубопровод со сжатым воздухом, 2- перфоратор на распорной колонке, 3-
шламоприемная труба, 4- пылеулавливатель
в)
Рис. 7.19. Схема отбора
проб из шпуров: а- при
опробовании залежи
большой мощности; б-
при опробовании па-
раллельных тел ПИ
Рис. 7.20. Шпуровое опробование: а-
использование шлама шпуров (+) при
равномерном оруденении; б- исполь-
зование шлама шпуров (-}-) при по-
лосчатом оруденении; в- опробование
с помощью шпура мощного тела, не
полностью вскрытого горной выработ-
кой; г-вскрытие и опробование тела,
расположенного за пределами горной
выработки. 1- тело ПИ; 2- вмещающие
породы; 3- шпуры
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
245
Рис. 7.21. Равличные
случаи расположения
опробуемых шпуров
Точечные пробы
а) б) в) г)
Рис. 7.22. Расположение точечных проб в забое: а- по квадратной сетке; б- по ромбиче-
ской сетке; в- по прямоугольной сетке; г- отбор точечной пробы при опробовании гру-
бопятнистых руд с крайне неравномерным распределением типов руд
Задирковые пробы
При малой мощности рудных тел (не более 15-20 см) или весьма не-
равномерном распределении оруденения по площади забоя пробу берут
задиркой - снятием слоя руды мощностью 3-10 см, редко 20 см. Предста-
вительность пробы обеспечивается тщательным выравниванием поверхно-
сти забоя перед опробованием и строгим соблюдением глубины задирки
на всей площади. Нарушение этих условий может привести к образованию
существенных погрешностей опробования руд, сложенных хрупкими или
мягкими минералами, а также минералами с весьма совершенной спайно-
стью. Следует учитывать, что чем больше площадь задирки, тем труднее
контроль ее глубины.
Задирковый способ является очень трудоемким, поэтому применяют
его редко, когда другие способы, например бороздовый, оказывается не-
достоверным. Иногда применение задиркового способа бывает вызвано
спецификой ПИ, в частности, способ применяется иа месторождениях ам-
фибол-асбеста. Материал пробы в этом случае подвергается ручной раз-
борке. Задирковый способ иногда целесообразно применять как контроль-
ный при выяснении погрешностей других способов отбора проб.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
246
Рис. 7.23. Схема отбора задирковых проб: а- в канаве;
б- в забое горной выработки. 1- тело ПИ; 2- вмеща-
ющие породы
Рис. 7.24. Схема опробования
задирковой пробой тонкой руд-
ной жилы (обозначена точка-
ми)
Штуфные и валовые пробы
Валовый, или объемный, способ взятия проб применяется при край-
не неравномерном распределении компонентов в трех измерениях, а также
при необходимости взятия проб большой массы, например, для техноло-
гических испытаний. При валовом способе в пробу идет вся рудная масса,
отбитая в процессе проходки горной выработки. Отбор материала обычно
механизирован и не задерживает продвижение забоя выработок. В пробу
может поступать материал с одной или с нескольких уходок. Масса вало-
вых проб составляет 1,5-5 т, иногда десятки и даже тысячи тони. Масса
пробы тем больше, чем крупнее кристаллы ценного минерала или моноли-
та ПИ, ниже содержание и больше степень неравномерности распределе-
ния. Иногда при пробной эксплуатации месторождений в валовую пробу
поступает вся рудная масса, добываемая за смену, сутки или за какой-либо
другой период работы предприятия или отдельного участка.
Если мощность тела ПИ небольшая, при взрывном способе проходки
горных выработок в валовую пробу поступает рудная масса, содержащая
смесь руды и вмещающих пород. При значительной мощности рудных тел
сложного строения с помощью валовых проб иногда удается раздельно
опробовать природные типы или промышленные сорта руд.
© В.И.Щеглов Основы поисков и разведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
247
Т.к. валовые пробы имеют большой объем, при взятии их часто под-
вергают сокращению. Например, при выдаче руды из шурфа в пробу бе-
рется каждая третья, четвертая, седьмая бадья и т.д. в зависимости от мас-
сы исходной пробы и крупности составляющих ее кусков. Так же посту-
пают, если руда выдается в вагонетках или скипах. Иногда выданную на
поверхность рудную массу разгружают на проборазделочных площадках,
где ее перемешивают и при перелопачивании сокращают. Сохранение
свойств исходной пробы более надежно обеспечивается сокращением ее
мелкими порциями.
Валовый способ наиболее широко применяется для взятия проб при
изучении специфических ПИ, например слюд, оптического сырья, поде-
лочных и драгоценных камней, строительных камней, где существенное
значение имеет величина кристаллов и монолитов, а также сохранность их
физических свойств. Кроме того, валовый способ используется при иссле-
довании руд благородных и редких металлов, отборе некоторых техниче-
ских и технологических проб, а также для контроля других способов про-
боотбора.
Валовый способ требует больших затрат на обработку пробы, что
ограничивает его применение для химического опробования. Затраты на
валовый способ иногда частично возмещаются за счет попутного получе-
ния продукции: кристаллов слюды, исландского шпата, горного хрусталя,
алмазов, изумрудов и пр., а также некоторых ценных металлов - олова,
ртути, золота, платины и пр.
Рис. 7.25. Отбор проб в горных
выработках: 1- штуфная проба;
2- бороздовая проба; 3- задир-
ковая проба; 4- валовая проба
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
248
Способы отбора проб в отбитых рудных массах
Горстевой способ
Горстевой способ представляет собой вариант точечного опробова-
ния отбитой руды или рудной массы. Он заключается во взятии частичных
проб с поверхности отвалов, рудной массы из вагонеток, самосвалов по
квадратной или прямоугольной сети, которая задается виртуально или с
помощью веревочной сетки. Стороны квадрата сетки обычно равны 20-50
см, прямоугольника - 20-40 см на 50-100 см. Число частичных проб колеб-
лется от 10 до 50. Минимальное число частичных проб берется из вагоне-
ток, чаще по способу конверта в пяти точках. Объем отдельной частичной
пробы 20-200 см3, масса 50-600 г. Густота сети частичных проб зависит от
степени изменчивости распределения компонентов в пробе, крупности и
однородности размеров кусков.
Для обеспечения представительности опробования требуется, что-
бы соотношение материала различного качества в пробе и опробуемой ру-
де было одинаковым. Нарушение этого правила приводит к систематиче-
ским ошибкам. Для его выполнения необходимо из точек взятия частич-
ных проб отбирать как крупный, так и мелкий материал. От глыб руды,
занимающих несколько ячеек сети, отбивают соответствующее число час-
тичных проб принятого объема. Если глыбы руды имеют полосчатое
строение, частичные пробы отбивают вкрест ориентации полос.
Причиной систематической ошибки может быть сегрегация рудной
массы по плотности или размеру обломков, в результате которой состав
руды на поверхности отвала и на глубине его будет различен. Однако при
взрыве и погрузке материала в вагонетки происходит его перемешивание,
что позволяет широко применять горстевой способ. Горстевой способ вы-
сокопроизводителен, т.к. исключает необходимость отбойки руды, опро-
бование этим способом не задерживает работу в забое выработки, но его
применение обычно не позволяет оконтурить промышленные сорта руд и
опробовать их раздельно.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
249
Способ вычерпывания
В отличие от горстевого, при способе вычерпывания частичные про-
бы берутся не с поверхности отвала, а на всю его глубину, что позволяет
устранить влияние сегрегации рудного материала на погрешность опробо-
вания. Способ вычерчивания применяется при опробовании отвалов, хво-
стов обогатительных фабрик и пр. Отбор частичных проб по сетке, разби-
той на поверхности отвала, на глубину производится желонкой, специаль-
ным пробоотборником, трубой или шупом. Наиболее удобен диаметр тру-
бы 50 мм. Сетка частичных проб такая же, как и в горстевом способе, но
может быть и реже. Способ вычерпывания часто применяется для сокра-
щения объема проб в процессе их обработки. Он дает достаточную точ-
ность и позволяет сокращать материал пробы в любое число раз.
Рис. 7.26. Схемы
расположения то-
чечных (горстье-
вых) проб: а- в за-
бое выработки, б- в
навале отбитой ру-
ды у забоя, в- то-
варная проба в ва-
гонетке
в)
Рис. 7.27. Сегрегация
добытой рудной мас-
сы в штабелях и ку-
чах
Рис. 7.28. Схема отбора частичных
проб способом вычерпыванияа: а-
план, б разрез навала руды
ЧИСЛО И ВЕС ЧАСТИЧНЫХ ПРОБ ПРГ. СПОСОБЕ
ВЫЧЕРПЫВАНИЯ
Характер оруденения Число ча- стичных проб на на- вал, полу- ченный за одну от- малку Вес ча- стичной пробы В кг Общий вес в кг
Весьма равномерный 12—16 0,05 0,6— 0,8
и равномерный. .
Неравномерный . . Весьма неравномер- 20—25 0,10 2 — 2,5
ный 35—50 0,20 7,2-10,0
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
250
Горстевой способ и способ вычерпывания служат основным средст-
вом опробования не только отбитых рудных масс, но и отвалов горных
работ, а также для товарного опробования руды, концентратов при ее
транспортировке (в вагонах, самосвалах и пр. При опробовании отвалов
значительных размеров для получения частичных проб в узлах сетки мож-
но проходить шурфы или бурить скважины. Необходимо стремиться, что-
бы в сфере их влияния были примерно равные объемы рудной массы. При
размещении частичных проб в отвалах, образовавшихся в отстойных бас-
сейнах, необходимо учитывать различную скорость осаждения частиц
рудных и нерудных минералов. Более тяжелые минералы осаждаются в
отстойном бассейне ближе к местам поступления пульпы.
Рис. 7.29. Способы расположения точек отбора
порций товарной пробы из вагонов:, а- по квадрат-
ному конверту; б- по прямоугольнику; в- по тре-
угольнику; г- по диагонали; в-по конверту; с- по
двум равным конвертам
Рис. 7.30. Щуп для опробования
рудных концентратов
Товарное опробование вагонеток, самосвалов, барж и других транс-
портных средств используется для определения качества руд или концен-
тратов при хозяйственных расчетах между предприятиями. В транспорт-
ных средствах исследуемый материал обычно хорошо перемешан, и для
получения надежной характеристики качества достаточно взять пробы с
его поверхности. В простейшем случае частичные пробы берут из пяти
точек способом конверта, но можно применять прямоугольное, шахмат-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
251
ное, радиальное и более сложные варианты размещения частичных проб.
Частичные пробы отбирают лопатой, совком и другими приспособления-
ми. При большом объеме работ применяются механические пробоотбор-
ники.
Таблица 7.4
Способы и правила отбора проб от добытых или перерабатываемых неподвижных
масс
Способ Область использования Характеристика отбора
Вычерпывания Опробование всех продуктов, находя- щихся в емкостях, штабелях, отвалах, допускающих по гранулометрическому составу ручной отбор во многих точках Разовые пробы отбираются со стенок лунок глубиной от 0,2 до 0,4 м
Шурфов Опробование отвалов высотой более 1м Одна проба на всю высоту отвала, характеризующая площадь 100 м2
Канав-траншей Опробование отвалов высотой до 1 м Канавы глубиной до 1 м, расположенные перпенди- кулярно друг к другу
Фракционный или выборочный Опробование масс при перегрузке их циклично действующими механизмами (экскаваторы, грейферные краны, ски- пы, вагонетки и т. и.) Отбор в пробу каждой пя- той, десятой лопаты (ков- ша, скипа, вагонетки)
Щупом Опробование руд, концентратов и хво- стов с крупностью частиц материала не более 3 мм Отбор пробы производится посредством вдавливания щупа
Желонением Опробование жидких и весьма сыпучих твердых материалов Желонка открывается на заданной для отбора пробы глубине
Способы отбора проб в скважинах
Это наиболее распространенный способ взятия проб при геологораз-
ведочных работах. Материалом пробы служит керн, керн и шлам или
только шлам. Кроме того, с помощью специальных приспособлений про-
бы отбирают из стенок скважин. Наиболее достоверные результаты опро-
бования получают при взятии проб из керна. Шлам используется как до-
полнительный материал в случае неполного выхода или потери керна, а
также при его избирательном истирании.
Достоверность опробования по керну зависит от полноты его выхо-
да, а также от степени неравномерности распределения минералов в руде.
Полнота выхода керна определяется многими факторами. В сильно тре-
щиноватых, пористых, разрушенных, хрупких и рыхлых породах и рудах
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
252
выход керна резко снижается за счет его истирания при бурении и вымы-
вания промывочной жидкостью. Увеличение выхода керна достигается
многими способами:
увеличением диаметра бурения,
применением алмазного бурения,
использованием двойных колонковых труб,
сокращением рейсов,
бурением всухую и пр.
Полнота выхода керна (или просто выход керна - ВК) измеряется
чаше всего линейным способом - по отношению длины керна 1 к длине
пробуренного интервала L: ВК= 100x1 / L%. В сильно разрушенных и тре-
щиноватых рудах линейный способ дает большую погрешность, в этих
случаях более надежно определять выход керна как отношение объема
фактического керна, что можно измерить в мерном сосуде с водой, к рас-
четному объему керна с интервала бурения, т.к. диаметр керна бывает из-
вестен.
Особенно опасно избирательное истирание керна, когда хрупкие
или мягкие рудные минералы, особенно слагающие прожилки, прослойки
или цемент брекчий, разрушаются и выносятся в виде буровой мути, что
резко искажает состав руды и керновой пробы. Избирательное истирание
часто происходит на месторождениях молибдена, ртути, сурьмы, углей и
др., вызывая систематические погрешности опробования. Для получения
керна при бурении растворимых в воде ПИ, например калийных солей, в
качестве промывочных жидкостей употребляются рассолы, насыщенные
солями того же состава, но и в этом случае отмечается частичное раство-
рение керна.
Пробы из керна отбирают при его выходе более 70%. Керн может
использоваться для химического, минералогического, технического и тех-
нологического опробования. При геологической документации керна про-
изводят разметку рядовых (секционных) проб. В них обычно берут поло-
вину, реже четвертую часть или весь керн. Половинки керна получаются
раскалыванием его на керноколе вдоль оси. Раскалывание половинок по-
зволяет получить четвертую часть керна. Мелочь, образующуюся при рас-
калывании керна, перемешивают, делят вручную и половину ее добавляют
к пробе. Часто приходится половину керна использовать для химического
опробования, четвертую часть направлять на технологические испытания,
а оставшееся его количество хранить как дубликат.
Распространена практика выпиливания проб из керна на камнерез-
ных станках. В пробу может идти половинка керна или даже сегмент. Рас-
пиливание керна улучшает качество опробования, ускоряет взятие проб.
Изучение поверхности распила повышает качество геологической доку-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
253
ментации. При избирательном истирании поверхности керна из него выре-
зают брус, который поступает в пробу.
Наряду с этим, с помощью камнерезного станка из керна выпилива-
ют борозду шириной 3,5-8 мм и глубиной до 12 мм. Керн с режущим ин-
струментом (стальная, карборундовая или мелкоалмазная дисковая фреза)
погружают в циркулирующую воду, которая смывает возникающий при
выпиливании шлам в приемный сосуд. Производительность станка в зави-
симости от твердости руды колеблется от 30 до 250 см в минуту, что на
порядок выше существующих норм пробоотбора. С помощью камнерезно-
го станка можно также разрезать керн на сегменты для взятия проб. На ме-
сторождениях ископаемых солей во избежание избирательного растворе-
ния поверхности керна практикуется высверливание материала пробы
вдоль оси керна. В пробу идет получаемый при высверливании порошок.
К взятию проб из шлама при колонковом бурении прибегают в ред-
ких случаях - при низком выходе или потере керна. Низкая достоверность
опробования при этом вызвана рядом причин:
□ шлам разубоживается вышележащими породами,
□ засоряется рудой,
□ загрязняется промывочной жидкостью,
□ часть его теряется в трещинах,
□ при подъеме шлама происходит отставание более тяжелых и изомет-
ричных частиц,
□ некоторые металлы и сульфиды флотируются и уходят в слив.
В тех случаях, когда необходимо опробование шлама, принимают
меры к полному его улавливанию'.
тампонируют трещины в породах,
крепят вышележащие породы обсадными трубами,
после каждого рейса скважину промывают до появления осветлен-
ной воды,
не применяют глинистых растворов и др.
Следует стремиться к совпадению интервалов опробования по керну
и шламу. В пределах интервала опробования керн и шлам собирают в от-
дельные пробы. Среднее содержание q по керну и шламу в интервале оп-
робования рассчитывают по формуле К.Л. Пожарицкого
Id2 L I d2 '
q ‘Мк "4 ZTo7/
где qK -содержание компонента в керне, %; qm - содержание компонента в
шламе, %; D - диаметр скважины, мм; d - диаметр керна, мм; L - длина ин-
тервала, м; Z - длина керна, м.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
254
При отсутствии или плохом выходе керна можно отобрать пробу из
стенки скважины с помощью вибрационного пробоотборника, который
включается автоматически при подаче промывочной жидкости в скважи-
ну. Пробоотборник скалывает на стенках скважины вертикальную борозду
шириной 30 мм, глубиной 10-40 мм. Борозду длиной 0,2-1 м можно взять
за 5-15 мин. Материал пробы крупностью до 40 мм собирается в пробо-
улавливающем устройстве. Для повышения достоверности опробования
при низком выходе керна часто применяются геофизические методы (ка-
ротаж скважин), которые позволяют уточнить положение и контакты руд-
ного тела, а иногда и состав руды.
Рис. 7.32. Керномер КР-2:
а- общий вид; б-принци-
пиальная схема. 1-верти-
кальная ось, 2- горизон-
тальный лимб, 3- вертика-
Рис. 7.31. Зенитный (0) и
азимутальный {ос) углы
скважины. 1- плоскость
зенитного угла, 2- ось
скважины, 3- горизонталь-
ная плоскость
льная рамка, 4- уровень, 5- горизонтальная ось, 6- вертикальный лимб, 7- визирная тру-
бка, 8- каретка, 9- рамка каретки, 10- рамка, вращающаяся вокруг оси 1, 11-зажимное
кольцо, вращаемое осью 5, 12- керн
При опробовании скважин, диаметр бурения которых 76 мм и более,
керн раскалывается по оси керноколом или распиливается. Одна его поло-
вина идет в пробу, другая - сохраняется в качестве дубликата. Мелочь, об-
разующаяся при раскалывании или распиливании керна, также делится
пополам. Одна половина присоединяется к пробе, другая - к дубликату.
При меньших диаметрах бурения возможность отбора в пробу половины
керна требует дополнительного обоснования сопоставлением результатов
определений по двум половинам керна.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
255
Рис. 7.33. Портативный кернокол: а- схема, б- общий вид.. 1- корпус; 2- стержень с зуб-
чатой рейкой; 3- шестеренка; 4- рычаг; 5- направляющие планки; 6- подвижной нож; 7-
нажимные планки
Рис. 7.35. Отбор бороздовой пробы из керна.
1- керн; 2- каретка; 3- трубка, подающая воду
для охлаждения режущей части фрезы и смы-
ва материала пробы; 4- качающийся шпин-
дель; 5- фреза; 6- направляющий кожух; 7-
приемный сосуд
Рис. 7.34. Схема отбора пробы от
керна методом распиливания. 1- сег-
мент, отрезанный от керна, поступа-
ет на хранение 2- муку от распили-
вания направляют в лабораторию на
химический анализ; 3- большую
часть керна используют для изго-
товления полировок и шлифов или
для технологических проб малого
веса
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
256
Рис. 7.37. Форма борозды, отби-
той со стенок скважины, пробу-
ренной в блоках полосчатых руд
Балейского месторождения
Рис. 7.36. Форма сечения борозд, получаемых при
отбойке проб со стенок скважин резцами с прямым
и закругленным лезвиями
Скв.156 __ ________ М 253
[ЖЬ !Ж!г
।
Рис. 7.38. Диаграммы выхода керна и кавернограммы скв. 156, 211, 253. 1- песчаник
мелкозернистый; 2- песчаник мелкозернистый с включением органических остатков и
галек: 3- песчано-глинистые породы с включением галек (до 40%); 4- гравелитовыс
песчаники; 5- конгломераты; 6- бурые угли
© В.И.Щеглов Основы поисков и разведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
257
Рис. 7.39. Определение среднего содержа-
ния компонента по керну и шламу
Рис. 7.40. Зависимость линейного выхо-
да керна от диаметра скважины
ЗАПАЗДЫВАНИЕ ШЛАМА НА
РАЗНОЙ ГЛУБИНЕ БУРЕНИЯ
м :кважн- ны Глубина- скважины в м Запазды взнмс мути в м
1 107 4,5
2 218 4.5
3 235 7.5
4 385 Н,7
Рис. 7.41. Смещение границ рудного
тела вниз по скважине, по данным оп-
робования шлама
Рис. 7.42. Кривые изменения выхода керна
(в %) в зависимости от зенитного угла
скважины. 1- переслаивающиеся по твер-
дости слоистые и сланцеватые породы V-
VIII категорий по буримости; 2- однород-
ные по составу и твердости трещиноватые
породы VII-IX категорий по буримости; 3 --
трещиноватые породы VIII-IX категорий по
буримости; 4- сильно трещиноватые оса-
дочно-вулканогенные породы VIII-IX кате-
горий (а- по скважинам, пробуренным с
поверхности; б- по подземным скважинам)
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
258
Таблица 7.5
Измельчение шлама в зависимости от угла наклона скважины
Размеры фрак- ций шлама, мм Вес фракций исходного шлама, г Зенитный угол скважины в, градус
0 15
Вес фракций шлама, уловленного в шламовой тру- бе
г % г %
ОД 2 0,2
0,1-0,25 - - - 8 0,8
0,25-0,50 - 8 0,8 29 2,9
0,50-0,85 - 23 Г 2,3 68 6,8
0,85-1,00 - 81 8,1 123 12,3
1,00-1,25 1000 856 85,6 720 72,0
Уловлено шлама - 968 96,7 950 95,0
Потеряно - 32 3,2 50 5,0
Средний диаметр частиц, мм 1,125 1,03 - 0,91 -
Рис. 7.43. Шламоулови-
тель: а- схема, 1-корпус,
2- сито; 3- конусообраз-
ное дно; б- установка
шламоуловителя около
устья скважины, 1- штан-
га, 2- кожух из листовой
резины для ограничения
разбрасывания шлама, 3-
конус шлама из скважи-
ны, 4- устье скважины, 5-
шламоуловитель, 6- ЩИТ
для отражения струи
шлама на скважины
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
259
Рис. 7.44. Установка для
сбора бурового шлама и
мути. 1- желоб; 2, 3- отса-
дочные ящики; 4- сточный
желоб; 5- бак-отстойник
Рис. 7.45. Желоб для сбора
мути при колонковом бу-
рении. Стрелками указано
направление течения про-
мывной жидкости
Рис. 7.46. Шламопри-
емный бак (а), в кото-
ром указаны места
отбора порций шлама,
и пробоотборник (б)
Рис. 7.47. Делитель бурового шлама,
применяемый на Сорском молибде-
новом руднике
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
260
Отбор газовых проб
Рис. 7.49. Наполнение бутыли газом путем
засасывания. 1- газоподводящая трубка,
2- барометрическая трубка
Рис. 7.48. Подготовка сухого естественно-
го выхода газа для взятия пробы. 1- метал-
лическая воронка; 2- земляная засыпка
Применение различных способов отбора проб
Все факторы, влияющие на способ отбора проб, можно разделить на
геологические и прочие. К геологическим факторам относятся
□ вид ПИ,
□ размеры и строение рудных тел,
□ степень и характер изменчивости оруденения,
□ текстура и структура руд,
□ физические свойства руд и минералов,
к прочим факторам:
задачи опробования,
изученность месторождения,
объем и условия проведения работ,
производительность,
стоимость способов взятия проб.
В конечном счете способ взятия проб должен обеспечивать пред-
ставительность опробования и его высокую экономичность при условии
безопасности работ. Вид ПИ (геолого-промышленный тип месторожде-
ния) часто определяет способ взятия проб и систему опробования в целом.
Многие типы месторождений, особенно рудных, опробуются практически
одними и теми же способами. Специфика типов месторождении отчетливо
заметна при сравнении способов взятия проб, например, на рудных и рос-
сыпных месторождениях, на рудных и нерудных ПИ.
Размеры рудных тел имеют значение при взятии проб из горных вы-
работок. На мощных рудных телах можно применять следующие способы:
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
261
шпуровой, точечный, горстевой и вычерпывания. На рудных телах средней
мощности в основном используется бороздовый способ и в редких случаях
- точечный. Рудные тела малой мощности лучше всего опробовать задир-
ковым способом. Строение рудных тел влияет на применение секционного
способа взятия проб. При сложном строении рудных тел секции выделяют
как при бороздовом способе, так и при опробовании керна.
От степени изменчивости оруденения зависит размер и тем самым
способ взятия проб. При равномерном оруденении достаточной предста-
вительностью обладают точечный, бороздовый, штуфной способы. При
неравномерном оруденении приходится увеличивать сечение борозды, при
весьма неравномерном - переходить на задирковый способ, при крайне
неравномерном - на валовый способ. Учитывается также и анизотропия
изменчивости оруденения. Если изменчивость велика только в одном на-
правлении (например, по мощности рудного тела), то наилучшие результа-
ты дают линейные способы взятия проб: бороздовый, опробование керна.
При сильной изменчивости в двух направлениях, достоверность обеспечи-
вается площадными способами взятия проб: точечным или задирковым.
Если изменчивость сильная в трех направлениях, то пригоден преимуще-
ственно валовый способ.
Таблица 7.6
Применение различных способов отбора проб
Сложение руд (текстурные особенности) Способы отбора проб
шту фной то- чеч- ный вы- чер- пыва ния о 8 6 о Я « в шпу- ро- вой 6- А cj О г ” g и в ва- ловы й
Массивное + +Р + + +р + +
Вкрапленное + +Р + +Р +р + +
Полосчатое * + + - + +Р + - + +
Прожилковое ** — — + +Р + - + +
Пятнистое + — — +Р — + +
Мелко гнездовое *** — — — — — + - +
р - наиболее рациональный способ; + - применение возможно; - - применение невоз-
можно; + - - применение невозможно при условии: * грубой полосчатости; ** выкра-
шивании; *** когда гнезда не попадают в пробу или попадают в излишестве.
Степень изменчивости оруденения часто выражается в появлении
тех или иных текстур. Для равномерного оруденения характерны одно-
родные текстуры, сильная изменчивость в одном направлении связана с
полосчатыми текстурами, сильная площадная или объемная изменчивость
характеризуется грубопятнистой или гнездовой текстурами. Обычно чем
крупнее зерна минералов в руде и ниже содержание ценных минералов,
тем более крупными должны быть пробы. При различии физических
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
262
свойств рудных и нерудных минералов, особенно хрупкости, твердости,
плотности, также требуется увеличение массы пробы, а иногда замена спо-
соба взятия проб.
Таблица 7.7
Виды и способы опробования при поисках, разведке и эксплуатации МПИ
Виды опробования Способы опробования
при поисках при разведке при эксплуатации
Минералогическое Штуфовый Штуфовый (для предварительного изучения обогатимости руд) Шлиховой (для россыпей) Г равитационный
Шлиховой Шлиховой (для россыпей) По естественным типам руд
Порошковый (для вкрапленных руд) По типам разрезов
Оптико-минералогический (для вкрапленных руд)
Люминесцентный (для вольфрамовых руд)
Геофизиче- ское Каротаж буровых скважин (магнитный, электри- ческий, радиоактивный) Шпуровой (радио- метрический)
Порошковый, шламовый (магнитный, радиометриче- ский, рентгено-радиометрический, рентгено- флуоресцентный)
Химическое Спектральный (геохимический)
Бороздовый (в забоях)
Точечный (в забоях)
Горстевой (в забоях, с отвалов, с вагонов)
Шламовый (при ударном и колонковом бурении)
Шпуровой
Керновый (при колонковом бурении) Экскаваторный
Корреляционный (статистический)
Т ехнологическое Технологический (определение физико- технических свойств руд и горных пород, стройма- териалов, отбор проб для испытания обогатимости руд) Учет эксплуатации отдельных блоков, этажей, отдельных рудных тел
Валовой (валунчатые руды, россыпи, асбест, слюда, драгоценные камни, руды золота и редких метал- лов) Пробная эксплуа- тация
Примечание. Способы без отбора проб выделены курсивом.
Способы взятия в большей степени зависят от назначения проб. Для
определения химического состава руды пробы можно брать почти всеми
способами. Изучение текстурно-структурных особенностей и минерально-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
263
го состава руд требует обычно взятия штуфов, но иногда можно отбирать
бороздовые пробы, пробы из отвалов, из шлама скважин. Технические
пробы в большинстве случаев требуют получения монолитов, т. е. штуф-
ного способа взятия проб. Для технологических проб часто необходима
большая масса, что достигается применением валового способа взятия.
Технологические пробы небольшой массы могут быть взяты и другими
способами, например бороздовым или вычерпывания.
Хорошая изученность месторождения на стадиях детальной или экс-
плуатационной разведки, а также большой объем опробования определяют
применение упрощенных высоко производительных способов взятия
проб: вычерпывания, горстевого, точечного и др. Выше отмечено значение
условий взятия проб - из горных выработок, отбитой руды, скважин. Спо-
собы взятия проб здесь совершенно различные.
Требования к отбору секционных проб
Тела ПИ опробуются с соблюдением следующих обязательных усло-
вий.
1. Плотность сети опробования должна обеспечивать достоверную
оценку исследуемого параметра. Она определяется геологическими осо-
бенностями изучаемого участка и обычно устанавливается исходя из опы-
та разведки месторождений-аналогов или обосновывается на новых объек-
тах экспериментальными работами;
2. Опробование следует проводить непрерывно, на полную мощ-
ность тела ПИ. Во всех разведочных пересечениях тел ПИ, не имеющих
видимых границ, и по разреженной сети пересечений тел с четкими геоло-
гическими границами опробованию подлежат вмещающие породы. Из них
отбираются одна-две рядовые пробы, суммарная длина которых должна
превышать максимальную мощность пустого или некондиционного про-
слоя, включаемого в соответствии с кондициями в промышленный контур.
Если мощность рудного тела не превышает 1м и в кондициях отсутствует
параметр «максимальная величина некондиционного прослоя», из пород
лежачего и висячего боков следует отобрать пробы длиной в 1 м;
3. Опробование должно проводиться секциями (рядовыми пробами),
длина которых определяется внутренним строением рудного тела, измен-
чивостью вещественного состава, литологических, текстурно-структурных
особенностей, физико-механическими и другими свойствами руд, а также
параметрами кондиций. Прослои некондиционных руд и пустых пород в
обязательном порядке опробуются отдельно. Рядовыми пробами характе-
ризуются отдельные природные разновидности руд и прослои минерали-
зованных пород. При относительно однородном внутреннем строении и
равномерном распределении оруденения длину пробы (секции) целесооб-
разно принять единой: для рудных тел небольшой мощности (до 10м)- 1-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
264
2 м (для россыпных месторождений золота, олова - 0,2-0,5 м); при мощно-
сти более 20 м длину можно увеличить до 5-10 м. Достоверность данных
опробования секциями увеличенной длины следует обосновать сопостав-
лением его результатов с данными опробования секциями меньшей длины
по нескольким полным пересечениям, по которым отобрано не менее 30
проб увеличенной длины.
4. Длина рядовых проб во внутренних частях тел ПИ не должна пре-
вышать установленных кондициями минимальной мощности для выделе-
ния типов или сортов руды и максимальной мощности внутренних пустых
и некондиционных прослоев, включаемых в контур балансовых руд. В
приконтактовых частях рудных тел предельную длину проб целесообразно
сократить вдвое против указанных выше величин, что обеспечивает более
надежное определение контуров балансовых и забалансовых запасов.
Пробы меньшей длины отбирать нецелесообразно. Исключение следует
сделать только для интервалов, представленных природными разновидно-
стями, которые по визуальным данным имеют значительно более высокие
содержания полезных компонентов по сравнению с преобладающей мас-
сой ПИ.
Обработка проб
Основные принципы обработки проб
Пробы, предназначенные для химического, а иногда и для минера-
логического анализа, требуют обработки. Цель ее состоит в том, чтобы со-
кратить и измельчить пробу до массы и крупности, необходимых для хи-
мического анализа или других испытаний. Для наиболее распространенно-
го химического анализа рядовых проб на несколько компонентов конечная
масса пробы составляет 50-100 г, редко 200 г. Для спектрального анализа
нужно 5-20 г, а для пробирного 0,5-1 кг, иногда более. Материал пробы
должен быть измельчен до крупности порядка 0,1 мм; для некоторых руд,
сложенных ковкими (золото) или чешуйчатыми минералами, пробу из-
мельчают до крупности 0,5-1,0 мм. Обработка пробы состоит в чередова-
нии операций измельчения, перемешивания и сокращения, выполняемых
по определенным правилам, обеспечивающим сохранение представитель-
ности пробы в конечном материале.
Операции обработки проб
Обработка проб состоит из четырех операций'.
измельчение;
вспомогательное и поверочное грохочение (просеивание);
перемешивание;
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
265
сокращение.
Измельчение проб производится обычно механическим способом с
помощью дробилок различного типа. Различают дробилки для крупного,
мелкого и тонкого измельчения. Каждая дробилка требует загрузки мате-
риалом определенной максимальной крупности и за один прием измельча-
ет материал в некоторое число раз, называемое степенью измельчения.
При крупном и мелком измельчении степень дробления порядка 4-6, при
тонком - достигает 10-25 раз. Крупное измельчение производят на щеко-
вых дробилках, мелкое - на валковых.
Валковая дробилка (ВД) - установка для дробления материалов (руд,
строительного камня и т.п.) вращающимися навстречу друг другу валками
или вращающимися валками и неподвижной щекой. Впервые изготовлена
в 1806 в Великобритании и применена для дробления медных руд на руд-
нике «Краундейд». ВД классифицируются по числу валков (одно-, двух- и
трёхвалковые и более); по типу сменных рабочих органов (с гладкими,
рифлёными и зубчатыми поверхностями валков). Частота вращения валков
50-180 об/мин. Производительность ВД пропорциональна частоте враще-
ния валка, его длине, а также ширине выходной щели; крупность кусков
после дробления зависит от типа рабочих органов и ширины выходной
щели. Расстояние между валками в определенных пределах изменяется,
что позволяет получать различную крупность частиц. Степень дробления в
зависимости от типа свойств материала для твёрдых пород до 4; для мяг-
ких и вязких 6-8; для вязких глинистых (при дроблении в зубчатых ВД)
10-12 и более.
Таблица 7.8
Характеристика видов дробления
Вид дроб- ления Конечный диа- метр частиц, мм Степень из- мельчения Основные способы дробления
Крупное 100-30 1/2-1/4 Ручное - молотками; механическое - ще- ковые дробилки
Среднее 20-5 1/2-1/6 Ручное - молотками, крупные ступы; меха- ническое - малые щековые дробилки, валки
Мелкое 2-0,7 1/3-1/6 Ручное - ступы, растиратели; механическое - малые валки
Тонкое 0,5-0,07 1/6-1/10 Ручное - малые ступы; механическое - дис- ковые истиратели, шаровые и стержневые мельницы
Тонкое измельчение производят на дисковых истирателях, вибро-
истирателях и в мельницах. Дисковый истиратель представляет собой два
вертикальных диска - один неподвижный, другой подвижный. Истирание
материала происходит в зазоре между дисками. Мельница состоит из ци-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
266
линдра, в который помещены металлические стержни. В цилиндр загружа-
ется проба массой 0,5-1,0 кг, и цилиндру придается вращение. Стержни,
катаясь в цилиндре, измельчают пробу в течение 30-60 мин до крупности
0,15-0,3 мм. Виброистиратель по принципу работы близок к мельнице и
состоит из четырех цилиндров, в каждый из которых можно загрузить не
более 100-200 г материала. Стержни в цилиндрах катаются по стенкам за
счет их вибрации и раздавливают материал пробы.
Характеристики дробилок
Таблица 7.9
Тип дробилки Размер частиц, мм Производи- тельность, кг/ч Мощность двигателя, кВт
питание (максималь- ный размер) разгрузка (минималь- ный размер)
Щековая ДШ-100x60 (58-Др) 60 3-10 230-400 1,0
Щековая ДШ-150x80 80 3-10 400-650 1,7
Валковая 59-ТДр 10 0,5-4 90 1,0
Валковая ДВ-200Х150 10 0,5-10 200-800 0,6
Дисковый истиратель ИДА-175 3 0,05 40 0,5
Мельница стержневая 48А-Мл 25 0,15-0,3 4,0-5,5 1.1
Виброистиратель 75Т-ДР-М 2-3 0,05 <0,07 0,6
Рис. 7.50. Трехвалковая дробилка: 1-авто-
мобильные колёса; 2- загрузочный лоток;
3- блок верхнего валка с амортизационны-
ми пружинами; 4- дробящие валки; 5-ось
валка
Рис. 7.51. Дисковый истиратель. 1- бункер;
2- кожух
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
267
По мере уменьшения размера частиц производительность дробления
быстро падает (см. табл.9), поэтому нецелесообразно измельчать всю про-
бу до конечного размера частиц. Обычно чередуют операции измельчения
и сокращения, обеспечивая при этом представительность пробы.
Рис. 7.52. Дробильные валки. 1- бункер
для засыпки руды; 2- валки со стальными
рифлеными внешними бандажами; 3- бу-
ферная пружина; 4- приемный ящик с лот-
ком; 5- щель (зазор) между валками
Рис. 7.53. Шаровые мельницы. 1- метал-
лическая рама-стол; 2- ведущий ролик (ва-
лик); 3- направляювдие валики; 4, 5- мель-
ницы с шарами или стержнями
Рис. 7.54. Дисковый истиратель: а- в закрытом виде при работе; б- в открытом виде. 1-
вращающийся диск; 2- неподвижный диск; 5- шкив; 4- воронка для загрузки материала;
5- радиальные канавы; 6- отверстие для разгрузки измельченного материала; 7- устано-
вочный винт; 8- крышка кожуха
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
268
Просеивание (грохочение) материала пробы преследует две цели:
выделить мелкую фракцию измельченной пробы и направить ее на сле-
дующую операцию, а также проконтролировать максимальный размер
частиц после дробления. Крупная фракция снова направляется в дробилку.
Просеивание мелкого и тонкого материала производят с помощью ручных
или механических сит, крупного - с помощью грохотов различной конст-
рукции (плоские, качающиеся, барабанные, вибрационные и пр.). Для со-
хранения представительности пробы при просеивании потери материала
должны быть минимальными.
Размеры отверстий в ситах и грохотах стандартные (ГОСТ 3584-53)
и подчиняются геометрической прогрессии с модулем, равным 2 (при гро-
хочении) или л/П)~1,26 (при просеивании). Рекомендуемые размеры от-
верстий сит и грохотов следующие (в мм): 50; 25; 12; 6; 3; 2,5; 2,0; 1,6; 1,25;
1,00; 0,80; 0,63; 0,50; 0,40; 0,315; 0,250; 0,200; 0,160; 0,125; 0,100. Иногда
применяются и другие шкалы размеров отверстий сит.
Таблица 7.10
Размеры отверстий сит Тэйлора
Число от- верстий на линейный дюйм, меш Величина отвер- стия Диаметр проволо- ки, дюй- мы Число от- верстий на линейный дюйм, меш Величина отвер- стия Диаметр проволо- ки, дюй- мы
дюймы мм дюймы мм
- 1,0500 26,670 0,1490 20 0,0328 0,833 0,0172
- 0,7420 18,850 0,1350 28 0,0232 0,589 0,0125
- 0,5250 13,330 0,1050 35 0,0164 0,417 0,0122
- 0,3710 9,423 0,0920 48 0,0116 0,285 0,0092
3 0,2630 6,680 0,0700 65 0,0082 0,208 0,0072
4 0,1850 4,690 0,0650 80 0,0069 0,175 0,0056
6 0,1310 3,327 0,0360 100 0,0058 0,147 0,0042
7 0,1100 2,790 115 0,0049 0,124 0,0038
8 0,0930 2,362 0,0350 150 0,0041 0,104 0,0028
10 0,0650 1,651 0,0320 170 0,0035 0,088 0,0024
12 0,0550 1,400 200 0,0029 0,074 0,0021
14 0,0460 1,168 0,0250
Перемешивание материала пробы производится после дробления,
если намечается сокращение пробы. Цель перемешивания - получение од-
нородного материала пробы и устранение или снижение роли сегрегации
материала по плотности и размеру частиц. Способ перелопачивания при-
меняется для проб большой массы (свыше 2-3 т). Эту операцию выполня-
ют на плотном настиле из шпунтовых досок толщиной 50 мм, обитых же-
лезом. При перелопачивании материал складывают в виде конуса, повто-
ряя эту операцию два-три раза, после чего материал готов к сокращению.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
269
Рис. 7.55. Лабора-
торный механичес-
кий грохот. 1- гори-
зонтальная качающа-
яся рама; 2- грохот,
3- гибкие рейки; 4-
шатун; 5- рабочий
вал с мотором и экс-
центриком; 6- выпу-
скной желоб
Способ кольца и конуса применяется для перемешивания материала
массой до нескольких килограммов. Перемешивание выполняют на специ-
альном столе, покрытом листовым железом. В центре стола перпендику-
лярно к его поверхности крепится металлический стержень. Материал
пробы высыпают в одну точку - на стержень, в результате чего создается
конус. С помощью специальной доски конус развертывают в усеченный
конус, далее в диск и в кольцо. С внешней стороны кольца материал соби-
рают совком и снова создают конус. Эти операции повторяют два-три
раза, после чего переходят к сокращению пробы.
«ольцо
Образование конуса
Рис. 7.56. Перемешивание пробы ло способу кольца и конуса
Сокращение проб необходимо для уменьшения массы исходных или
измельченных проб. Существуют как ручные, так и механические способы
сокращения материала. Способ кратной отборки применяется для сокра-
щения проб большой массы. Из перемешанного материала, сложенного в
виде конуса, лопатой берут материал и разбрасывают в определенной по-
следовательности на два, три конуса и т. д. в зависимости от того, на-
сколько нужно сократить материал пробы. Способ производителен и обес-
печивает высокую достоверность, так как материал отбирается из пробы
относительно малыми порциями. Способ вычерпывания применяется для
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
270
сокращения рыхлого материала и осуществляется аналогично взятию проб
этим способом. На поверхности равномерно рассыпанной и перемешанной
пробы разбивают квадратную сеть и в узлах или ячейках сети берут час-
тичные пробы с помощью трубки, совка или лопаты. Способ высоко про-
изводителен, обеспечивает любую степень сокращения материала и доста-
точную точность. Если материал пробы подвергается сегрегации, то дан-
ный способ может привести к возникновению систематической ошибки,
так как с поверхности отвала берется обычно больше материала, чем со
дна.
Способ квартования применяется после перемешивания пробы по
способу кольца и конуса. На металлический стержень, находящийся в цен-
тре конуса или диска, надевают крестовину и делят материал пробы на че-
тыре части. Две противоположно расположенные части объединяют для
дальнейших операций, оставшиеся две части направляют в отвал. Один
прием сокращения позволяет уменьшить массу пробы в два раза.
Рис. 7.57. Квартование пробы
Рис. 7.58. Сокращение проб делителем
Широко применяется сокращение проб желобковым делителем. Де-
литель просто устроен и обеспечивает довольно точное разделение пробы
на две равные части. При этом происходит также некоторое перемешива-
ние материала пробы. Один прием сокращения занимает несколько минут.
Для сокращения проб разной массы и крупности частиц, необходимы раз-
личные по размерам делители.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
271
Обработка проб - довольно трудоемкая операция опробования. Для
механизации обработки проб в ВИТРе разработана установка УОГП, при-
нятая к серийному производству. Предварительно измельченная до 15 мм
проба поступает на УОГП, где дробление и сокращение ее производится в
водной среде. Дроблению подвергается вся проба в центробежной ролико-
вой мельнице, а отбор конечной навески массой 50- 150 г выполняется ме-
тодом отсечки измельченного материала. Установка позволяет обрабаты-
вать пробы массой до 20 кг, производительность ее до 200 кг/час, потреб-
ляемая мощность 3,5 кВт. Применение данной установки повышает произ-
водительность обработки проб и улучшает условия труда.
Формула Ричардса-Чечотта
Обобщение практических данных по опробованию привело англий-
ского ученого Ричардса (1909 г.) к убеждению, что массы надежных проб
изменяются приблизительно пропорционально квадратам диаметров мак-
симальных кусков в пробе. Эту зависимость в виде формулы выразил про-
фессор Ленинградского горного института Г.О. Чечотт (1932г.):
q = kd2
где q - масса надежной пробы, до которой можно сокращать в кг; к - ко-
эффициент, определяющийся характером руды, степенью равномерности
распределения рудных минералов, их крупностью и содержанием металла
в руде; d - наибольший диаметр частиц пробы в мм. Коэффициент к отра-
жает влияние изменчивости содержания металла в руде на массу пробы -
чем больше эта изменчивость, тем больше коэффициент. Рекомендуемые
значения коэффициента к приведены в табл.11.
Таблица 7.11
Коэффициент неравномерности распределения рудных минералов
Изменчивость распределения полезных компонентов к
весьма равномерное и равномерное распределение компонентов 0,05
неравномерное распределение 0,1
весьма неравномерное распределение 0,2-0,3
крайне неравномерное распределение 0,4-0,5
месторождения золота с крупностью золотинок более 0,6 мм 0,8-1,0
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
272
Таблица 7.12
Зависимость коэффициента неравномерности распределения рудных минералов
от коэффициента вариации содержаний
Руды Коэффициент вариации, % к
Весьма равномерные и равномерные До 40 0,05
Неравномерные 40-100 0,10
Весьма неравномерные 100-150 0,2-0,4
Крайне неравномерные Более 150 0,8-1,0
Схема обработки проб
Обработка проб производится по схеме, составляемой ведущим гео-
логом для каждого месторождения с учетом особенностей руд, задач их
исследования, вида и массы проб. Если предстоит обработка различных
руд, составляют несколько схем. При составлении схем обработки проб
следует исходить из максимальной наиболее часто получаемой массы
проб, поскольку проба той же руды меньшей массы всегда может быть об-
работана по данной схеме. Схему следует изобразить графически, показав
на ней всю последовательность операций по обработке пробы.
Пример составления схемы обработки пробы
Распределение танталита и колумбита в руде крайне неравномерное, размер зе-
рен колеблется в большом диапазоне, содержание тантала и ниобия низкое. Исходная
масса проб Q=60 кг, максимальный размер частиц исходной пробы d=60 мм. В основу
составления схемы принимаем формулу Ричардса-Чечетта Q=k(f при А=0,4.
1. Проверим возможность сокращения пробы без измельчения. Надежная масса Q=
= 0,4х602 =1440 кг, что намного больше массы пробы 60 кг, следовательно, про-
бу сокращать нельзя, следует ее измельчить.
2. Определим диаметр частиц, до которого нужно измельчать пробу. При исходном
размере частиц 60 мм следует применять щековую дробилку, степень измельче-
ния в которой равна 4-6, принимаем степень измельчения 5. Тогда после из-
мельчения размер частиц будет в 5 раз меньше, т. е. 12 мм, этот размер соответ-
ствует стандартному размеру отверстий грохота.
3. Проверим возможность сокращения пробы при d=12 мм. Надежная масса пробы
при этой крупности частиц должна быть Q=0,4xl22=57,6 кг. При сокращении
пробы массой 60 кг получим 30 кг, т. е. меньше допустимой массы, следователь-
но, пробу и сейчас сокращать нельзя, следует ее измельчать.
4. Измельчение нужно выполнять на щековой дробилке, которая позволяет полу-
чить минимальную крупность частиц 3 мм (см. табл. 9), т. е. степень измельче-
ния 4. Так как масса пробы значительная, целесообразно перед измельчением
провести вспомогательное грохочение.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
273
#№в1ми
npefa
/ «Л7кг
' Рз<шы/е/1це Зв ttuvt на ^cxitcl fyiftMXi
штЛмм
/мм
gJIIII11 [
L
ffefcpwiiei ^szwegtce
ScfiBMriQf/ig^ntee efieseviffue
l^WMnifa ec /мм
/мм
Oetiepewsc грютенке
Яеремеши&жв
Л иг
?,S*S
яйнг
t
пи Дс/ююгшпелше грюмеяц
Ижныв ?c Qfaw &^/fs!aa
dSB&LMC
fisSl/lSWt ysBXBtCKgt
I1
"HXzifo? #7mm
ffjgtx
icfiSMteiffiCiUfwe
BfiSSffVBBSt
Измсшсм-е itr
я? Imfcn це/пшатем
flsfcpBYree грехтшс
^Шг
ffeptmiuuiewit
~-J—| ЙЯ^'^ЛйЙ?
/•-7"z’r
Рис. 7.59. Схема обработки пробы танталит-
колумбитовой руды
5. Проверим возможность сокра-
щения пробы при d=3 мм. Мас-
са Q=0,4x32=3,6 кг; до этой ве-
личины пробу можно сокра-
щать.
6. Аналогичными приемами на-
ходим, что пробу надо измель-
чить на валковой дробилке до
0,5 мм и сократить до массы
0,24 кг. До меньшей массы со-
кращать можно (допустимый
вес Q =0,4x0,52=0,1 кг), но не-
целесообразно, так как для
анализа требуется проба мас-
сой не менее 100 г и дубликат
для контроля анализа или для
составления групповых проб
тоже должен быть не менее 100
г.
7. Химическая лаборатория
обычно требует, чтобы проба
для анализа имела размер час-
тиц не более 0,07-0,1 мм, по-
этому пробу еще раз направим
в дисковый истиратель, чтобы
измельчить до 0,1 мм, переме-
шаем и разделим на две равные
части. Одна из частей называ-
ется пробой, другая-
дубликатом.
Графическое изображение
схемы последовательности опе-
раций по обработке пробы пока-
зано на рис.
Л?кг
I
Испытания проб
Отобранные пробы поступают на испытания. Вид испытаний опре-
деляется минеральным и химическим составом ПИ, задачами исследова-
ния, требуемой точностью анализа, степенью изученности месторождения.
Некоторые виды испытаний могут проводиться в геологоразведочной пар-
тии, другие - в специальных лабораториях, при этом геолог должен сооб-
щить в лабораторию цель испытаний, желаемую точность анализа, сведе-
ния об ожидаемом составе руд.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
274
Определение химического состава
Определение химического состава - наиболее распространенный вид
испытаний проб. В зависимости от требуемой точности и чувствительно-
сти анализа могут быть применены спектральный, химический, пробир-
ный, ядерно-геофизический и др. методы анализа которые позволяет ре-
шать определенный круг вопросов. Спектральный анализ широко приме-
няется при поисках и разведке месторождений. С помощью этого анализа
осуществляются геохимические методы поисков ПИ. При разведке спек-
тральный анализ позволяет выявлять содержания попутных компонентов,
служит для отбраковки рядовых проб с низкими содержаниями перед бо-
лее дорогими химическим или пробирным анализом. На химический ана-
лиз направляются лишь те пробы, в которых по данным спектрального
анализа содержание компонента выше определенного предела. Этот пре-
дел, учитывая низкую точность спектрального анализа, берется в 2-3 раза
ниже кондиционного содержания ценного компонента.
Спектральный анализ обладает высокой чувствительностью, боль-
шой производительностью и низкой стоимостью, позволяет одновременно
определять много компонентов, но, как правило, уступает другим видам
анализа в точности, особенно при высоких содержаниях компонентов.
Точность наиболее распространенного многокомпонентного полуколиче-
ственного спектрального анализа выше, и в ряде случаев он конкурирует с
химическим анализом. Спектральный анализ можно выполнить при малой
навеске (десятки миллиграммов), но обычно на спектральный анализ на-
правляют пробы массой в первые граммы.
Химический анализ является основным при опробовании большей
части рудных и многих нерудных ПИ. По сравнению со спектральным
анализом он обладает меньшей чувствительностью, но большей точно-
стью. Данные химического анализа используются для оконтуривания тел
ПИ, подсчета запасов ценных компонентов в рудах. Масса проб, направ-
ляемых на химический анализ, составляет 50-100г и зависит от числа оп-
ределяемых компонентов. Чем больше компонентов, тем больше необхо-
димая масса пробы. Следует учитывать, что иногда приходится прибегать
к повторным анализам пробы с целью контроля анализа.
Пробирный анализ предназначен для определения в пробах содер-
жания благородных металлов. Этот анализ дорогой, но весьма чувстви-
тельный и точный, с его помощью можно устанавливать содержания бла-
городных элементов порядка 1г/т (до 0,1-0,05г/т); это даёт возможность
использовать его в качестве контрольного и арбитражного методов. Для
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
275
анализа используется навеска массой до 250-500 г и более, что нужно
иметь в виду при составлении схемы обработки пробы. Пробирный анализ
выполняют пирометаллургическим и химическим методами. К пирометал-
лургическим методам относят тигельную и шерберную плавки, а также
купелирование. Тигельная плавка применяется для анализа руд и продук-
тов их переработки с содержанием благородных металлов от 0,1 г/т до 10 и
более г/т; требуют взятия для анализа навески 25-100 г. Шерберная плавка
применяется при анализе рудных продуктов с богатым содержанием бла-
городных металлов (100 и более г/т золота или платины и 1 и более кг/т
серебра); требуют для анализа навески менее 5 г. Химические методы
пробирный анализа применяются для всех материалов, содержащих бла-
городные металлы, за исключением продуктов, указанных для тигельной
плавки. Иногда химические методы используются в сочетании с пироме-
таллургическими.Учитывая большую стоимость анализа, целесообразно
перед пробирным анализом проводить разбраковку проб, например, с по-
мощью количественного спектрального анализа, обладающего высокой
чувствительностью, но недостаточной точностью.
Таблица 7.13
Чувствительность различных видов анализа, %
Компонен- ты Многокомпонентный полуколичестве нный спектральный анализ Количественный спектральный анализ Химический анализ Пробирный анализ Ядерно- физические методы ана- лиза
Алюми- ний 0,001 — 0,01 — 0,06
Барий 0,01 — 0,01 — 0,01
Бериллий 0,0001 0,0001 0,0001 — 0,00005
Бор — 0,001 0,003 — 0,03
Ванадий 0,0005 — 0,001 — °Д 1
Висмут 0,0001 0,0005 0,0001 — 0,00001
Вольфрам 0,001 — 0,005 — 0,03
Галлий 0,0001 0,00005 0,000005 — —
Германий 0,0901 0,0003 0,0001 — —
Железо 0,001 — 0,001 — 0,05
Золото 0,001 0,0000001 0,000025 0,00001 0,00000002
Индий 0,0001 0,0003 0,000005 — —
Кадмии 0,0005 0,0005 0,001 — 0,0003
Кобальт 0,0002 0,003 0,001 — 0,00003
Марганец 0,0001 — 0,001 — 0,0000003
Медь 0,0001 0,0005 0,002 — 0,001
Молибден 0,0001 0,001 0,0001 — —
Никель 0,0001 0,001 0,0005 — 0,0003
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
276
Компонен- ты Многокомпонентный полуколичестве нный спектральный анализ Количественный спектральный анализ Химический анализ Пробирный анализ Ядерно- физические методы ана- лиза
Ниобий 0,0005 0,0005 0,0005 — 0,00003
Олово 0,0005 0,0005 0,0003 — 0,03
Платина 0,001 — — 0,000005 —
Рений 0,0001 0,0001 0,00005 — 0,000001
Ртуть 0,001 0,00003 0,00001 — 0,005
Селен — — 0,00001 — -
Свинец 0,0001 0,0005 0,001 — 0,1
Серебро 0,0001 — — 0,00002 0,000001
Сурьма 0,003 0,002 0,002 — —
Таллий 0,001 0,0003 0,0001 — —
Тантал 0,01 0,003 0,0001 — 0,0003
Теллур 0,01 — 0,0001 — —
Титан Г” 0,0002 — 0,001 — 0,2
Уран 0,03 1 — 0,001 — 0,0001
Фосфор 0,02 — 0,01 — 0,05
Хром 0,0001 — 0,001 — 0,00003
Цинк 0,001 0,001 0,001 — 0,004
Цирконий 0,001 0,0005 0,03 — 0,003
Ядерно-физические методы анализа обеспечивают высокую чувст-
вительность и точность анализов на многие компоненты, весьма произво-
дительны. При анализе проба не расходуется, часто даже не требуется ее
измельчение, так как исследуются спектр и интенсивность естественной
или искусственной радиоактивности. Для анализов требуется весьма доро-
гая аппаратура, что сдерживает их распространение. Масса навески колеб-
лется от первых граммов до 50-200 г.
Таблица 7.14
Общая характеристика методов анализа горных пород, минералов руд и продуктов
их обогащения
Вид анализа Методы Назначение Определяемые элементы Интервалы определяемого содержания
Химический и фи- зико-химический Г равиметрический Прецизионный Be, С, Si, S, Cl,Ni, Mo, Ba, W, Th, X Р.З.Э n-10'2- n-10
Т итриметрические Прецизионный и рядовой B, Mg, Al, P, S, Ca, Сг, Mn, Fe, Co, Zn, As, Zr, Ag, Sn, Sb, Hg, Pb, TR, U n-10'2- n-10
Фотометрические Прецизионный Qa, Ge, In, T1 n-10’6- n-10’2
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
277
Вид анализа Методы Назначение Определяемые элементы Интервалы определяемого содержания
и рядовой Be, В, Ag, Sb, Те, Re, и n-10'5- n-10'2
Р, Со, Си, Se, Zr, Nb, Ru, Rh, Pd, Ta, Os, Ir, Pt, Th n-10'4- n-10’1
F, Al, S, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, As, Mo, Sn, Sb, W, n-10’3- n-10’1
Bi, L Р.З.Э Mg, Si, Ti, Fe, Al n-10’2- n-10
Электрохимические Прецизионный и рядовой Mo n-10’6- n-10’1
Tl,Pb n-10’5- n-10’1
Си, Ge, Cd, Sn, Re, Hg, Bi n-10'4-n
Zn, As n-10'3-n
F, Ag, Au n-10’2- n-10
Кинетический Рядовой Ru, I, Re, Os, Pt n-10-7- n-10-4
Оптический спектральный Эмиссионные Рядовой Mo, Rh, Pd, Pt, Au n-10’6- n-10’1
Ag, Sn, Yb, W, Ir, Bi n-10’5- n-10’1
Be, B, Cr, Co, Ni, Си, Ge, Y, Nb, In, Sb, Cs, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Er, Lu, Hf, Ta, TI, Pb, Th n-10’4- n-10’1
Li, F, Na, K, Sc, Ti, V, Cr, Ni, Zn, Ga, As, Pb, Zr, Sb, Cs, Gd, Dy, Ho, W n-10’3- n-10’1
Mn, Fe, Sr, Ba, U n-10’2- n-10’1
Атомно- абсорбционные Рядовой Hg n-10'7- n-10’4
Pd, Те, Au n-10’6- n-10’3
Си, Cd, Ag, Pt n-10'4-n
Mn, Co, Zn, Ni, Rb, Sr, Mo, Sb, Cs, Pb, Bi n-10’3- n, n-10
Na, Mg, V, Cr, Fe, Sn n-10’2- n, n-10
Al, Si, Ca, Ti, W n-lO^-n, n-10
Рентгено- спектраль- ный Флуоресцентный Рядовой Rb, Sr, Y, Pb, Th, U n-lO^-n
Ti, Mn, Fe, Си, Zn, As, Se, Zr, Nb n-10’3- n-10
Mg, Al, Si, P, Sn, Sb, Cs, Ta n-10’2- n-10
физиче- ский, эле- Рентгено- радиометрический Рядовой Ti, V, Cr, Mn, Fe, Си, Zn, As, Sr, Zr, Nb, Mo, Sn, Sb, Ba, Ta, W, Hg, Pb n-10’2- n-10
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
278
Вид анализа Методы Назначение Определяемые элементы Интервалы определяемого содержания
Активационные Рядовой и прецизионный Na, Sc, Cr, Fe, Co, As, Se, Mo, Ru, Ag, Sb, Те, Cs, Ba, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Au, Th, U n-10’7- n-10’1
Al, Si n-10’2- n-10
Фотонейтронный Рядовой Be n-10’3- n-10
Нейтронно- абсорбционный Рядовой Li, B, Cd n-10'2-n
Радиометрические Рядовой Ra, Th, U n-10'4-n (в ЭКВИ- . вален f тах U)
К n-10’*-n
Изото-пный Масс-спектрометриче- ский Прецизионный Изотопы элементов: H, Li, В, С, N, 0, Si, S, Ar, Ca, Fe, Sr, Mo, Pb, Ra, U, Th
Изотопно- спектральный Рядовой Си, Zn, Pb
Определение минерального состава
Способы определения минерального состава зависят от задач иссле-
дования, требуемой точности и состояния материала пробы. Различают
полный и сокращенный минералогический анализ проб. Полный анализ
имеет цель определить содержание всех минералов в пробе, сокращенный
- лишь некоторых, наиболее важных минералов руд. В ходе минералоги-
ческого изучения часто исследуют текстурно-структурные особенности
руд, а также определяют химический состав минералов.
При изучении плотных сцементированных руд применяются визу-
альный и расчетный способы определения минерального состава. Визу-
альные способы заключаются в установлении количества минералов в
пробе глазомерным способом или с помощью различных приспособлений
(пуш-интегратор Глаголева), измеряющих число, линейные размеры или
площадь отдельных минералов в плоских сечениях пробы (в штуфах, про-
зрачных или полированных шлифах). Различают точечные, линейные и
площадные способы подсчета.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
279
При точечном способе на поверхности шлифа намечается равно-
мерная сеть точек, и подсчитывается число точек, приходящихся на каж-
дый минерал. Содержание минерала пропорционально количеству соот-
ветствующих точек. Число точек берется в пределах 100-500, что обеспе-
чивает достаточную точность подсчетов. Линейный способ основан на из-
мерении длин линий, приходящихся на каждый минерал. Содержание ми-
нерала пропорционально длине пересекающих его линий. Для подсчета
количества минералов линейным способом удобен интеграционный сто-
лик Андина (ИСА), позволяющий одновременно учитывать до семи мине-
ралов. Плогцадной способ заключаются в измерении площадей минералов
с помощью палетки (окулярной сетки). Подсчитывается число квадратов
палетки, приходящихся на каждый минерал. Содержание минерала про-
порционально его суммарной площади.
Визуальные способы подсчета количества минералов широко рас-
пространены, обладают достаточно высокой производительностью. Точ-
ность подсчета зависит от числа замеров, но обычно не превышает 1-5%.
При визуальном способе содержание минералов находят в объемных про-
центах, поэтому часто необходимо пересчитывать объемные проценты на
весовые путем умножения объемных процентов на плотности минералов и
приведения суммы произведений к 100%.
Таблица 7.15
Расчет среднего содержания полезного компонента при опробовании точечным
методом оценки рудных минералов в шлифах
Минералы Число точек (п) Удельный вес минерала (d) n*d Содержание минерала, % Содержание меди, %
в минерале в шлифе
Кварц 978 2,6 2543 74,0
Серицит 215 2,8 602 17,5
Пирит 31 н 5’° 155 к 4’5
Халькозин 15 5,7 86 2,5 79,8 2,00
Ковеллин 8 4,6 37 1,1 ч 66,5 0,73
Лимонит 3 4,5 14 0,4
Всего 1250 3437 100,0 2,73
Расчетный способ основан на закономерной связи между минераль-
ным и химическим составом ПИ. Если известен химический состав руды,
то во многих случаях его можно пересчитать на минеральный, для чего
достаточно знать, какие минералы содержатся в руде. Способ применяется
при простом составе руд. Он обладает высокой точностью и используется
для определения количества важнейших минералов руд, хотя иногда мож-
но рассчитать и полный минеральный состав руды.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
280
Рыхлые полезные ископаемые исследуются другими способами.
Наиболее часто применяется способ, при котором из пробы извлекаются
изучаемые минералы и взвешиваются. Отношение массы минерала к массе
пробы дает содержание минерала в пробе. Такой способ наиболее часто
применяется при опробовании россыпей. Для выделения минералов ис-
пользуются различные способы:
магнитная и электромагнитная сепарация,
разделение минералов в тяжелых жидкостях,
электростатическая сепарация,
флотация и пр.
Иногда требуется установить состав отдельных наиболее важных
минералов. Задача решается путем получения и анализа мономинералъных
проб. При этом не обязательно выделять из пробы весь интересующий ис-
следователя минерал, желательно получить немного (1-10 грамм) чистого
минерала. Для выделения минерала используются перечисленные выше
способы. В наиболее ответственных случаях мономинеральная проба от-
бирается вручную под бинокулярным микроскопом при крупности зерен
чаще всего 0,25-1 мм. При отборе мономинералъных проб следует иметь в
виду, что состав минерала может изменяться в зависимости от формы аг-
регатов (вкрапленность, гнезда, прожилки и др.), генераций, состава вме-
щающих пород и т. и. Поэтому либо изучают все разновидности минерала,
либо получают среднюю мономинеральную пробу, где все разновидности
представлены в естественных соотношениях. Изучение мономинералъных
проб очень важно в случае комплексных руд. Мономинеральные пробы
дают возможность установить, в каких минералах сосредоточены попут-
ные компоненты, и рассчитать баланс их распределения между минерала-
ми (табл. 16), показывающий долю компонента, связанного с каждым из
минералов. Баланс находится приведением суммы произведений содержа-
ний (четвертая графа) к 100%. Если разделить сумму произведений на 100,
то можно получить содержание селена в руде (0,0019%). Баланс распреде-
ления позволяет прогнозировать технологические свойства руд.
Таблица 7.16
Пример баланса распределения селена в полиметаллической руде
Минерал Содержание мине- рала в руде, % Содержание селена в минерале, % Произведение содержаний Баланс распреде- ления селена, %
Пирит 45 0,0025 0,1125 59,6
Халькопирит 5 0,0040 0,0200 10,6
Сфалерит 10 0,0005 0,0050 Г 2,7
Г аленит 6 0,0085 0,0510 27,1
Кварц 34 0 0 0
Руда в целом 100 0,0019 0,1885 100,0
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
281
Техническое опробование
К основным физико-механическим и техническим свойствам горных
пород, которые определяются в процессе техничекого опробования, отно-
сятся:
объемная масса,
влажность,
пористость,
твердость,
абразивность,
упругость,
пластичность,
хрупкость,
разрыхляемость,
плывучесть и др.
зольность и калорийность минерального топлива,
гранулометрический состав добытых руд, песков, горных пород и
пр.
Определение объемной массы
Если вес образца обозначить через Р т, объем образца за вычетом
пор и пустот через Vi м3, а полный объем образца через v м3, то удельный
вес единицы объема руды в плотном состоянии без учета пор и пустот бу-
дет равен: dy=Plvi. Для раскрытия пор руду тонко измельчают и взвеши-
вают в воздухе и в воде, определяя объем и удельный вес. Объемным на-
зывается вес 1 м3 руды в тоннах в естественном залегании, без нарушения
свойственных руде пустот и пор do=Plv. Объемный вес можно определить
методом выемки монолита из целика или лабораторными методами. Па-
раллельно производят определение влажности, а иногда и пористости
руд. Для определения объемного массы керна, полученного при колонко-
вом бурении, удобно пользоваться непосредственным измерением его
объема, имеющего форму правильного цилиндра.
Лабораторные методы определения объемного веса основаны на
законе Архимеда: тело, погруженное в воду, теряет в своем весе столько,
сколько весит вытесненная им вода. В банку с отрезанным дном наливают
воду, избыток которой сливается через трубку (рис. 60). При этом уровень
воды в банке принимает постоянную высоту. Взвешенный в воздухе обра-
зец руды весом 100-200 г на тонкой проволоке погружают в банку с водой.
Вытесненная вода, равная объему образца, сливается через трубку в под-
ставленный под банкой градуированный стеклянный цилиндр, по шкале
которого и определяют объем образца. Можно также применить техниче-
ские весы, приспособленные для гидростатического взвешивания (рис. 61).
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
282
Для определения объемного веса пористых и трещиноватых руд тре-
буется предварительно закрыть поры парафином или лаком. Образец по-
роды после взвешивания в воздухе погружают на 1 сек в сосуд с расплав-
ленным парафином или лаком. Вес парафинового слоя определяют по раз-
ности весов после и до парафинирования. Разделив вес парафинового слоя
на удельный вес парафина, получают объем слоя, который следует вы-
честь из объема покрытого парафином образца.
Второй способ основан на взвешивании образца сначала в воздухе
(Р), а затем погруженным в воду (Pi). Для взвешивания с точностью до
0,01-0,02г можно использовать аналитические или аптекарские весы. Объ-
емную массу образца определяют по формуле d=P/(P - Pi). Для ускорения
операций пользуются квадрантными весами Марголина (рис. 62). На пра-
вом плече рычага подвешены две чашки. Нижняя из них в процессе рабо-
ты всегда находится в воде, налитой в сосуд. Масса чашек уравновешива-
ется контргрузом, помещенным на левом плече. Образец кладут на верх-
нюю чашку и определяют его массу на шкале. После этого образец пере-
носят на нижнюю чашку, подержав его щипцами предварительно в воде
для удаления с его поверхности пузырьков воздуха и аналогичным обра-
зом определяют его массу в воде.
Рис. 7.62. Квадрантные весы Марголина. 1-
стойка; 2- рычаг; 3- чашка для образца в
воздухе; 4- чашка для образца в воде; 5-
установочные ножки; 6- подставка; 7- шка-
ла для определения массы; 8 - указатель
массы по шкале
Рис. 7.60. При-
бор для опреде-
ления объемно-
го веса руд и
пород
Рис. 7.61. Техниче-
ские весы с приспо-
соблением для гидро-
статического взвеши-
вания
Для определения объемного веса горных пород и руд широко при-
меняются геофизические методы (гамма-гамма-метод). Разработаны при-
боры (приставные гамма-гамма-плотномеры), позволяющие в забое без
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
283
отбора образцов определять объемный вес руд и горных пород. На по-
верхности забоя устанавливается источник направленного в породу гамма-
излучения (цезий137 или кобальт60) и приемник, защищенный от прямого
излучения источника свинцовым экраном. Гамма-лучи рассеиваются в по-
роде и достигают приемника. Интенсивность излучения зависит от плот-
ности породы. Один оператор в течение смены может опробовать до 20 м
горной выработки. Вес прибора и пульта с питанием 6 кг. Точность изме-
рения ± (1-2)% определяемой плотности.
Определение пористости
Пористостью называют отношение объема всех пор, имеющихся в
образце, к объему образца. Следует различать открытую и закрытую по-
ристость, которые в сумме дают общую пористость. В рыхлых рудах могут
быть закрытые поры, объем которых снижается при дроблении образца.
Зная объемный do и минеральный dM вес сухой руды, можно определить
коэффициент общей пористости КП=100(1 do /dAi), %.
Опытным путем пористость определяют с помощью воздушного на-
соса. Образец руды взвешивают в воздухе (вес Pi), затем на проволоке по-
гружают в чашку с керосином, помещенную под колпак воздушного насо-
са. Воду применять нельзя, так как в ней есть растворенный воздух. При
работе насоса воздух выходит из пор руды и замещается керосином. После
прекращения выхода пузырьков воздуха образец извлекают из под колпака
воздушного насоса и снова взвешивают, предварительно убрав пропуск-
ной бумагой избыток керосина с его поверхности (вес Р2). Разность весов
Р2 Pi составляет вес керосина в порах образца. Объем пор V=(P2 -P])/d
определяется делением веса керосина в порах на его удельный вес d=0,85.
Для определения объема образца его погружают на проволоке в из-
мерительный цилиндр, наполненный керосином. Если отсчеты по цилинд-
ру до погружения образца и после равны и V2 , объем образца равен V2-
V2. С учетом этого коэффициент общей пористости равен отношению объ-
ема пор к объему образца Кп=100( Р2 -Pi) / [d (V2 V2)], %. Величина ко-
эффициент общей пористости горных пород колеблется от сотых долей до
нескольких десятков процентов.
Определение влажности
Определение влажности следует производить одновременно с опре-
делением объемной массы, немедленно после отбора проб в забоях. Фор-
мула влажности имеет следующий вид: W=100 (Pi -P^/Pi, где W - влаж-
ность, %; Pi - вес пробы с естественной влажностью; Р2 - вес той же пробы
в сухом виде. Содержание компонентов по химическому анализу опреде-
ляют в сухой руде. Для пересчета содержания компонентов при естествен-
ной влажности пользуются формулой qcyx (100 W)H00, где - со-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
284
держание компонента во влажной руде; qcyx - то же, в сухой руде. Величи-
на влажности изменяется в широких пределах. Для плотных кварцевых
золотоносных руд, массивных сульфидных или магнетитовых руд она ко-
леблется от 2 до 5%. В бурых железняках, марганцевых, силикатных нике-
левых рудах влажность может достигать 25-35%.
Определение коэффициента разрыхления
Разрыхление - увеличение объема добытой породы по сравнению с
объемом, занимаемым ею в естественном залегании. Коэффициентом раз-
рыхления Кр называют отношение объема отбитой руды или горной поро-
ды V2 к объему того же количества руды или породы в целике Vy. Кр=
=V2I Vj. Величина коэффициента разрыхления всегда больше единицы и
обычно колеблется в пределах от 1,2 до 1,8.
Определение кусковатости руд и пород
Соотношение разных классов по крупности добытой руды в весовых
процентах устанавливают гранулометрическим (механическим) анализом.
Для проведения гранулометрического анализа отбирают пробу типичной
руды достаточного объема (2-3 м3) ; на отдельной площадке подвергают ее
грохочению с взвешиванием каждого класса и всей пробы в целом. Для
анализа используют от трех до шести грохотов с отверстиями примерно
75; 50; 25; 12;6иЗмм.
Определение зольности и калорийности ископаемого топлива
Техническим анализом определяются компоненты горючей (выход
летучих веществ и выход кокса) и негорючей части (влага и зола), содер-
жание общей серы Sofi (сульфатной, сульфидной и органической), а также
теплопроизводительная способность (калорийность) ископаемого топлива.
Зола А представляет собой остаток от сгорания органической части угля и
разложения минерального вещества. Содержание минеральных примесей в
угле не эквивалентно содержанию золы. При сжигании углей карбонаты
разлагаются, образуя углекислоту и окись кальция, магния или железа; пи-
рит дает сернистый газ и окись железа. Окиси металлов могут поглощать
сернистый газ и переходить в сульфаты и пр. Зола Аа определяется в ана-
литической пробе на абсолютное сухое Ас и рабочее топливо Ар. Содержа-
ние золы Аа =100 Вес золы/ Вес угля, %. Пересчет содержания золы на аб-
солютно сухой уголь Ас и на рабочее топливо Ар производят по формулам
Ас= Аа= 100 / (100и Ар= Аа (100-№) / (100
Зола исследуется спектральным и химическим анализами. В золе уг-
лей могут содержаться некоторые рассеянные элементы. Химический ана-
лиз золы может дать материалы для выяснения возможности их промыш-
ленного извлечения. При нагревании углей из них выделяются летучие
вещества V. В первый период нагревания выделяются только пары воды,
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
285
содержание которой учитывается при подсчете выхода летучих. Затем вы-
деляется конституционная вода, угольный ангидрид СО2 и метан СН4. При
повышении температуры более 500° С выделяются сложные углеводороды
и кислородные соединения. Сера частично выделяется в виде сероводоро-
да.
Выход летучих веществ Va определяется в аналитической пробе на
рабочее топливо Vp, абсолютно сухое топливо Vе и горючую массу Уг.
Вычисление ведут по следующим формулам: Уа =(100 -W0) 100 Вес угля
после удаления летучих / Начальный вес угля', Ур=Уа(100 -№) / (100-W0);
Ус= Уа= 1001 (100-№“); Уг=100Уа I [100 -( И* +Aa)].
Кроме рассмотренных основных физико-механических свойств гор-
ных пород необходимо учитывать и другие. Твердость обычно определя-
ется как способность тела сопротивляться внедрению в него другого тела.
На этом принципе основана шкала твердости Мооса. Однако для неодно-
родных по составу тел и горных пород это определение применять нельзя.
Твердость горной породы тем больше, чем тверже минеральные зерна,
слагающие породу, чем прочнее связь между этими зернами, чем мельче
зерна и чем меньше пористость породы.
Взрываемость - способность горной породы разрушаться под дейст-
вием взрыва; характеризуется она величиной расхода ВВ на единицу объ-
ема породы (удельный расход) в кг/м3. Абразивность - способность горной
породы вызывать износ работающего на породе режущего инструмента.
Абразивностью обладают породы, содержащие зерна очень твердых мине-
ралов (кварца, корунда и др.), связанные между собой менее прочным це-
ментом. Абразивность возрастает с увеличением размеров зерен твердых
минералов и пористости породы в целом.
Упругость - способность тела восстанавливать первоначальное со-
стояние после снятия нагрузки (пружинистость). Горные породы не явля-
ются вполне упругими телами; после снятия нагрузки в них обнаружива-
ются остаточные деформации. Упругость пород определяется в первую
очередь упругостью составляющих породу кристаллов. Упругость самих
кристаллов зависит от направления действия нагрузки. Пластичность -
способность твердого тела менять форму без разрыва сплошности. В пла-
стическом состоянии твердое тело может получать под нагрузкой остаточ-
ную деформацию (характерно для глин). Хрупкость - свойство твердого
тела, при котором нагрузка не вызывает остаточной деформации (предел
прочности близок к пределу упругости).
Влагоемкостъ - способность породы удерживать под действием ка-
пиллярных сил то или иное количество влаги. Плывучесть - свойство по-
роды при открытом забое плыть. Этим свойством характеризуются насы-
щенные водой пески (крупностью 0,2-0,1 мм) с примесью илистых или
глинистых частиц, глины, суглинки и т. и. Устойчивость - способность
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
286
горных пород в кровле и стенках горных выработок или скважинах стоять
без обрушения при различной площади обнажения. Слоистость и сланце-
ватость - способствующие более легкому отделению горной породы по
отдельным плоскостям. Трещиноватость - также облегчает проходку гор-
ных выработок при клиновых работах, но часто вызывает осложнения при
взрывных работах и при бурении. Угол естественного откоса - наиболь-
ший угол, при котором порода не обрушается и не скатывается по обна-
женной поверхности. Угол естественного откоса характеризует устойчи-
вость обнаженных горных пород, разрыхленных при отбойке, что очень
важно для открытых, карьерных работ. На физико-механические свойства
горных пород большое влияние оказывает степень их выветрелости, осо-
бенно на выходах и вблизи земуой поверхности.
Технологическое опробование
Технологические пробы исследуются в специальных лабораториях.
Геолог-разведчик должен подготовить пробу, определить ее целевое на-
значение, а после получения результатов технологических испытаний
обобщить их. Технологические пробы могут характеризовать природные
типы, промышленные сорта, участки или месторождение в целом. Наибо-
лее распространены собственно технологические пробы, которые берут из
отдельных промышленных сортов руд. Пробы, характеризующие природ-
ные типы, называются минералого-технологическими. Пробы, освещаю-
щие участки или месторождение в целом, обычно представляют собой
смесь сортов руд в заданном соотношении и могут быть названы состав-
ными (композитными) пробами.
Таблица 7.17
Пример результатов обогащения медно-цинковой руды
Продукты обо- гащения Выход про- дуктов, % Состав продуктов, % Извлечение компонентов, %
Си Zn S Те Си Zn S Те
Медный кон- центрат 7,2 24,6 2,32 39,2 0,0031 80,3 3,2 И,9 18,6
Цинковый кон- центрат 10,6 1,45 43,2 38,0 0,0012 7,0 87,1 17,0 10,6
Пиритный кон- центрат 35,5 0,58 0,86 45,5 0,0020 9,3 5,8 68,4 59,1
Хвосты 46,7 0,16 0,44 1,38 0,0003 3,4 3,9 2,7 И,7
Исходная руда 100,0 2,10 5,18 23,6 0,0012 100,0 100,0 100,0 100.0
В зависимости от задач исследования пробы делятся на лаборатор-
ные, укрупненно-лабораторные и полузаводские. Лабораторные пробы
массой десятки-сотни килограммов служат для разработки новых техноло-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
287
гических схем или проверки технологических свойств руд по существую-
щим технологическим схемам. Укрупненно-лабораторные пробы (тонны)
позволяют проверить технологические свойства руд и уточнить техноло-
гические показатели их переработки в непрерывном процессе. Полузавод-
ские пробы (десятки - тысячи тонн) изучаются лишь в тех случаях, когда
осваиваются новые виды минерального сырья или существенно новые
технологические схемы, по которым еще отсутствует опыт работы про-
мышленных предприятий.
Рис. 7.63. Зависимость выхода медного кон-
центрата у от содержания меди в руде С
На месторождении обычно
берется не одна, а несколько
технологических проб из разных
руд и участков, поэтому часто
имеется возможность оценивать
зависимости показателей обога-
щения от состава руды, позво-
ляющие прогнозировать техно-
логические свойства руд на раз-
личных участках или подсчет-
ных блоках месторождения.
Геофизические методы опробования
Геофизические методы опробования весьма разнообразны. Наиболее
распространены магнитометрические и ядерно-физические, в т.ч. радио-
метрические методы определения качества руды. Магнитометрические
методы применимы в основном для изучения магнетитовых руд. Разрабо-
тано много разновидностей магнитометрических методов, позволяющих
определять количество магнетита в целике, скважине, штуфах или порош-
ке. Наиболее часто применяется магнитный каротаж скважин, с помощью
которого устанавливают или уточняют границы рудного тела и определя-
ют среднее содержание магнетита (и железа) в интервале каротажа. Для
определения содержания магнетита строится градуировочный график пу-
тем сравнения результатов химического анализа проб, совпадающих с ин-
тервалами каротажа, со средней магнитной восприимчивостью в этих ин-
тервалах. В дальнейшем градуировочный график позволяет находить со-
держание магнетита по измеренному значению магнитной восприимчиво-
сти руды. Точность определения содержания магнетита таким способом
составляет 5-20%, что ниже точности при химическом опробовании и за-
висит от особенностей минерального состава руды и длины интервала ка-
ротажа.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
288
Таблица 7.18
Характеристика основных геофизических методов опробования, применяемых при
разведке месторождений металлов и нерудного сырья
Метод Определяемый элемент, пара- метр Нижний предел количествен- ных определений, % Глубин- ность ме- тода, см
керн, дроб- ленный материал в горных выработ- ках в сква- жинах
Плотностной гамма-гамма метод (ШТМ) Объемная масса пород и руд н/о п • 0,01 г/см3 п • 0,01 г/см3 5-10
С елективныйгамма-гамма метод (СГТМ) Сг 0,5 н/о 0,5- 1,0 3-5
Fe 0,5-1,0 0,5-1,0 1,0- 2,0 3-5
Pb, W, Hg, Ba, Z TR, п • 0,05 п-0,1 п-0,1 3-5
Рентгенорадиометриче- ский метод (PPM) Pb, W, Hg 0,02-0,05 0,05-0,1 0,1- 0,2 1-2
Z TR, Ba, Sn, Sb, Ag, Nb, Sr, Rb 0,01-0,02 0,01-0,05 0,05- 0,2 0,1-0,5
Pd От 1 г/т н/о н/о 0,1-0,5
Pb, As, Zn, Cu, Ni, Co, Fe 0,05-0,1 0,1-0,2 0,1- 0,5 0,05-0,1
Mn, Cr ОД н/о н/о <0,05
S 0,05-0,1 н/о н/о <0,05
p205 1,0-2,0 н/о н/о <0,05
P2O5 = f(Sr, I TR) 2,0-3,0 2,0-3,0 2,0- 3,0 0,1-0,5
Гамма-нейтронный метод (ГНМ) Be н/о п- 10^ п- 10 3 10-15
Нейтрон-нейтронный ме- тод (ННМ) Li, B, Cd, Hg Влажность объ- емная н/о н/о 0,01-0,05 0,5-1,0 0,05- ОД 1,0- 2,0 10-20 10-20
Нейтронно-гамма метод (НГМ) Hg, Fe, Ni, Mn,Cr, н/о н/о 0,1- 0,5 10-20
Нейтронно- активационный метод (НАМ) Al, Si, Na, Ca н/о н/о 0,5- 2,0 5-15
Cu, Mn, F н/о н/о од- 0,5 5-15
P2O5 = f(F) н/о н/о 1,0 5-15
Гамма-метод (ГМ) U, Th (1,0-1,5) 10^ (1,0-1,5) 10^ (1,0- 1,5)- ю4 10-20
К 0,5-1,0 0,5-1,0 0,5- 1,0 10-20
P2O5 = f(U,Th) 1,0 1,0 1,0 10-20
Метод магнитной воспри- имчивости (ММВ) Fe 0,5-1,0 1,0- 2,0 10-20
Регистрация нейтронов деления U н/о н/о 0,01- 0,005 10-20
Примечание: н/о - не определяется (нет сведений об апробированных методиках).
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
289
Рис. 7.64. График зависимости между со-
держанием железа и магнитной восприим-
чивостью % руды на месторождении Те-
мир-Тау
Ядерно-физические методы можно разделить по типу активирующе-
го излучения (гамма-кванты или нейтроны), типу взаимодействия активи-
рующего излучения с атомами (фотопоглощение или рассеяние гамма-
квантов электронами, ядерные превращения и др.), типу возбуждаемого
характеристического излучения (рентгеновское, гамма-излучение, ней-
тронное). Одни ядерно-физические методы уже внедрены в производство,
другие прошли опытные испытания, третьи находятся в разработке. Почти
все методы могут быть применены как в скважинном варианте (различные
виды каротажа) так и для опробования в горных выработках и обнажени-
ях.
Радиометрические методы наиболее разработаны среди ядерно-
физических методов. Они основаны на измерении естественной радиоак-
тивности руд, главным образом гамма-излучения, возникающего при рас-
паде радиоактивных элементов (урана, тория и калия). Интенсивность
гамма-излучения зависит от содержания радиоактивных элементов в руде.
Эта зависимость прямолинейная, но на каждом месторождении ее харак-
тер индивидуален, поэтому предварительно необходимо провести химиче-
ское и радиометрическое опробование нескольких десятков проб и по-
строить график зависимости между содержанием радиоактивного элемен-
та и интенсивностью гамма-излучения. В дальнейшем измеряется только
интенсивность гамма-излучения, а содержание определяется по графику.
Интенсивность гамма-излучения в обнажениях и горных выработках
измеряется радиометрами различных конструкций; в скважинах проводит-
ся гамма-каротаж (ГК) с помощью разрядных или сцинтилляционных
счетчиков. ГК применяется не только для опробования радиоактивных
руд, но и для расчленения толщи вмещающих пород, т.. различные типы
горных пород обладают разной радиоактивностью. В некоторых случаях с
© В.И.Щеглов Основы поисков и разве иМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
290
помощью ГК удается опробовать руды редких металлов (ниобий, тантал,
редкие земли и др.), если они сопровождаются примесью радиоактивных
элементов и между редкими и радиоактивными элементами имеется чет-
кая корреляционная зависимость. ГК по достоверности заметно уступает
химическому опробованию, но весьма экономичен и оперативен.
Гамма-гамма-метод (ГГМ) основан на взаимодействии гамма-
квантов с электронами атомов, вызывающем ответное рассеянное гамма-
излучение. Источником гамма-квантов служат изотопы Csl37 или СобО.
Интенсивность рассеянною гамма-излучения определяется электронной
плотностью вещества, зависящей от атомного номера химических элемен-
тов и плотности руды или горной породы. Рассеянное гамма-излучение
обусловлено суммарным взаимодействием электронов независимо от вида
атомов, поэтому оно не дает возможность установить химический состав
вещества. Поскольку в состав горных пород входят в основном химиче-
ские элементы с малыми атомными номерами, интенсивность рассеянного
гамма-излучения обусловлена в основном плотностью вещества. Поэтому
гамма-гамма-метод применяется преимущественно для определения плот-
ности горных пород или руд, а гамма-гамма-каротаж часто называют
плотностным каротажем.
Интенсивность рассеянного гамма-излучения измеряется теми же
радиометрами, что и при радиометрическом опробовании. Если в руде
присутствуют атомы с большими атомными номерами (Z>30), то элек-
тронная плотность вещества и интенсивность рассеянного гамма-
излучения заметно возрастают, что дает возможность определять содер-
жание тяжелых химических элементов. Известны примеры использования
гамма-гамма-каротажа для опробования руд свинца, вольфрама, сурьмы,
железа, меди. На Кадамджайском месторождении гамма-гамма-метод по-
зволяет определять содержание сурьмы начиная с 0,5-0,7% с погрешно-
стью 9-13 отн. %. Для контроля гамма-гамма-метода 10-30% рудных ин-
тервалов освещается химическим опробованием.
Рентгенорадиометрический метод (PPM) - один из наиболее пер-
спективных ядерно-физических методов. Под воздействием мягких гамма-
квантов, возбуждающих электроны атомов, возникает ответное характери-
стическое рентгеновское излучение. Энергия его для каждого химического
элемента постоянна, а интенсивность излучения пропорциональна содер-
жанию химического элемента в руде. Источниками гамма-квантов служат
чаще всего изотопы Se75, Cdl09, Snll9, Со57, Тн170 и др. Для возбужде-
ния рентгеновского излучения энергия гамма-квантов в каждом конкрет-
ном случае должна находиться в узком диапазоне, что достигается подбо-
ром соответствующего изотопа. Разделение характеристического рентге-
новского излучения специальными фильтрами, использование спектраль-
ных отношений, применение многоканальных анализаторов позволяют
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
291
определять содержание двух-трех химических элементов одновременно,
например свинца, цинка, железа или сурьмы, ртути, бария и др. Рентгено-
радиометрическим методом можно определять также содержание вольф-
рама, молибдена, меди, марганца, олова и др.
Гамма-нейтронный метод (ГНМ) используется в основном для оп-
ределения содержания бериллия. Под воздействием жесткого гамма-
излучения, создаваемого изотопом Sb 124, ядра атома бериллия возбужда-
ются и испускают нейтроны, интенсивность потока которых пропорцио-
нальна содержанию бериллия в руде. Метод ядерного гамма-резонанса
(ЯГРМ) основан на эффекте Мессбауэра (резонансном рассеянии гамма-
квантов) и используется для определения касситерита. Источником гамма-
излучения служит изотоп Snl 19m.
В реальных условиях обычно применяют комплекс различных гео-
физических методов опробования, что повышает его достоверность. На-
пример, на месторождениях железистых кварцитов для выделения магне-
титовых и гематитовых разновидностей применяют комплексный магнит-
ный и плотностной каротаж, а также кавернометрию (для введения попра-
вок).
Методы определения качества ПИ без отбора проб
Общие сведения
Для решения задач опробования иногда можно использовать зако-
номерные зависимости качества ПИ от геологических факторов - мине-
рального состава, типов руд, пространственного положения руд по отно-
шению к границам напластования, разрывным нарушениям, интрузивным
массивам и т.п. В основе использования геологических закономерностей
для определения качества руды лежит представление о наличии законо-
мерной и случайной изменчивости качества
q = F(xh х2, ... , Хд)+6,
где q - качество руды (например, содержание компонента); F(x7, х2,..., лу)
- закономерная изменчивость качества в зависимости от геологических
факторов х2, ... , Хд ; 6 - случайная изменчивость. Если закономерная
изменчивость F(xy, Х2, ... , Хд) выявлена, то она позволяет прогнозировать
качество расчетным путем: q = F(xt, х2, ... , Хд), а случайная изменчивость
6 характеризует погрешность прогноза. Выявление закономерной измен-
чивости, как правило, основано на применении принципа наименьших
квадратов погрешностей
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
292
min=
Можно выделить три наиболее распространенных способа прогно-
зирования качества:
по типам руд,
на основе пространственных закономерностей,
на основе взаимосвязей между компонентами.
Опробование по типам руд
Опробование по типам руд разработано проф. Н.В. Ивановым, по-
бывавшим, в частности, и на Урупском месторождении. Вначале руды пу-
тем химического опробования устанавливается средний состав каждого
природного типа руд, который и представляет в данном случае закономер-
ную изменчивость, выраженную в табличном виде. Если проба представ-
лена смесью типов руд, то содержание компонента составит
q = ср лу+ а2 х2+ ... +Gk Xk,
где aj, а2, ... , ак- доли типов руд в пробе, устанавливаемые при геологиче-
ской документации; qi,q2, ... ,qк - средние содержания компонента по ти-
пам руд. В линейной пробе доли типов руд вычисляются из соотношения
их длин, в площадной - из соотношения площадей типов руд, определяе-
мых при их геологической документации.
Рис. 7.65. Схема зарисовки
забоя (а) и стенки (б) горной
выработки при опробовании
по типам руд. S], S2, S3, S4, S5
- площади, занимаемые раз-
личными типами руд в за-
бое; Пр, П12, П1з, ПЦ, П15 - МОЩ-
НОСТИ различных типов руд,
вскрытых выработкой
Опробование по типам руд дает удовлетворительные результаты, ес-
ли средний состав руд разных типов устойчив, а случайная изменчивость
невелика. Опробование по типам руд уступает по достоверности химиче-
скому опробованию, но обладает высокой оперативностью. Наиболее эф-
фективно применение этого вида опробования в эксплуатационных выра-
ботках. В ходе разведки опробование по типам руд играет вспомогатель-
ную роль.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
293
Опробование на основе пространственных закономерностей
Опробование на основе пространственных закономерностей воз-
можно при наличии выдержанных в пространстве закономерностей изме-
нения качества руд, например, при повышении концентрации компонента
по мере приближения к рудоподводящему разлому; с глубиной залегания
возрастает степень метаморфизма каменных углей; концентрация тяжелых
минералов в россыпях возрастает по мере приближения к плотику и т.д. В
роли закономерной изменчивости выступает усредненное по нескольким
разведочным выработкам распределение качества в пространстве, которое
можно выразить в табличном виде, графически или аналитически . Если
закономерность устойчива, то, зная пространственное положение пробы
(координату х), можно определить прогнозное содержание как F(x).
Рис. 7.66. Кривые изменения средне-
го содержания золота с глубиной для
основных жил золоторудного место-
рождения
Рис. 7.67. Графики аппрокси-
мирующих функций содер-
жаний меди по скважине (Ва-
димо-Александровское место-
рождение). 1- исходные дан-
ные опробования; q0 -q3 -
структурные уровни аппрок-
симации
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
294
Опробование на основе взаимосвязей между компонентами руд
Опробование на основе взаимосвязей между компонентами широко
применяется при изучении попутных компонентов руд. Часто выявляется
четкая зависимость содержаний попутных компонентов от содержаний
главных, например, взаимосвязь между свинцом и серебром, цинком и
кадмием в полиметаллических рудах, между железом, серой и кобальтом в
магнетитовых рудах, между фтором и фосфором в апатитовых рудах и т. д.
Зависимости чаще имеют линейный или близкий к ним характер, иногда
криволинейный или множественный.
Для исследования зависимостей между главными и попутными ком-
понентами руд обычно используют групповые пробы. Получив графиче-
ское изображение зависимости, решают вопрос о ее характере (линейная
или криволинейная, простая или множественная). Далее рассчитывают
уравнение зависимости, т.е. закономерную изменчивость, на основе прин-
ципа наименьших квадратов погрешностей. В наиболее распространенном
случае простой линейной зависимости имеем:
р = aq+ Ь,
где р - содержание попутного компонента; q - содержание главного ком-
понента; а и Ъ - эмпирические коэффициенты, подбираемые на основе
данных опробования. Применение метода наименьших квадратов в дан-
ном случае приводит к уравнению регрессии
р = Д + г (q - q) ± tb,
о
q
где р - среднее содержание попутного компонента; q - то же, основного
компонента; <зр и aq - среднеквадратичные отклонения содержаний; г - ко-
эффициент корреляции между содержаниями; 8 = 6^1—г2; - средне-
квадратическая погрешность прогнозного уравнения; t - коэффициент до-
верительной вероятности.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
295
Определение объемной массы на основе взаимосвязей с геологическими
факторами
Рис. 7.68. Зависимость удельного
веса руды от содержания в ней руд-
ного минерала. d„ - удельный вес
нерудной части (кварца); dt! - удель-
ный вес минерала (касситерита); dp
- удельный вес руды
Ш 230 2.88 250 2.88 2.?3
Объем пьО fee
Рис. 7.69. Кривые зависимости объемного веса
железных руд Высокогорского ксесторождения
от содержания в них железа. I, П, Ш- средние
кривые зависимости, установленные по керну для
магнетитовых, полумартитовых руд; 1а, Па, Ша-
средние кривые для крупных масс с учетом их
трещиноватости (5 %- для магнетитовых и 10 %-
для полумартитовых и мартитовых руд)
а) б)
Рис. 7.70. График зависимости «объемный вес известняка-прочностъ» (а) и «объемный
вес известняк-водопоглощение» (б) для Центрально-Сокского месторождения
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
296
изменения
б)
влажности
глубиной
ных весов
Рис. 7.71. Графики
объем-
(а) и
(б) с
Контроль процесса опробования
При проведении опробования возникают разнообразные техниче-
ские погрешности, которые можно разделить на случайные, систематиче-
ские и промахи. Случайные погрешности в каждой отдельной пробе имеют
разный знак и величину. Они возникают по многим причинам и неустра-
нимы по своей природе. В отдельных пробах величина случайной погреш-
ности может быть весьма значительна. При оконтуривании случайные по-
грешности могут значительно исказить контур рудного тела. Однако при
вычислении средних содержаний случайные погрешности в отдельных
пробах взаимно компенсируются и их влияние на среднее невелико.
Систематические погрешности обычно обусловлены постоянным
влиянием на результаты опробования какого-либо одного фактора. В от-
личие от случайных они постоянны по знаку и величине в каждой отдель-
ной пробе. При вычислении средних содержаний сохраняется их значение,
что вносит существенную ошибку в подсчет запасов. Систематические
ошибки необходимо выявить и устранить. Промахи в опробовании возни-
кают при ошибках в нумерации проб, переписывании результатов анали-
зов и т.п. При обнаружении грубых ошибок пробы должны быть заново
отобраны. Исключение промахов обеспечивается правильной организаци-
ей процесса опробования.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
297
Рис. 7.72. Уточнение контура зале-
жи после исправления содержания
ценного компонента в минеральном
сырье по данным контрольных ана-
лизов. 1- контур залежи но основ-
ным анализам; 2- контур залежи по
контрольным анализам
Контроль опробования в целом
Процесс опробования состоит из трех операций: отбора, обработки и
анализа проб. Случайные и систематические погрешности возникают на
каждой из этих операций. Погрешности отбора проб могут быть вызваны
избирательным истиранием керна,
избирательным выкрашиванием хрупких минералов,
потерей части материала пробы в виде пыли и шлама,
засорением пробы посторонними примесями и т. и.
Оценка качества механического способа отбора проб особенно не-
обходима, если различия в физико-механических свойствах полезных ми-
нералов, жильных минералов и вмещающих пород позволяют предпола-
гать возможность избирательного выкрашивания (истирания) материала
пробы. Контроль способов отбора проб в горных выработках осуществля-
ется другим, технически более совершенным способом. Так, например,
для контроля качества отбора бороздовых проб отбираются сопряженные
с ними контрольные бороздовые пробы большего поперечного сечения.
Результаты контроля обычно оцениваются сравнением средних содержа-
ний, вычисленных по достаточно большому числу контрольных и контро-
лируемых проб. Это число зависит от степени неравномерности орудене-
ния, но во всех случаях должно быть не менее 40-50 проб.
Контроль пробоотбора при бурении скважин возможен путем после-
дующей проходки и опробования сопряженных с ними горных выработок.
Применение этого способа целесообразно для неглубоких скважин. При
бурении глубоких скважин проверка результатов их опробования возмож-
на при вскрытии участков буровой разведки системами разведочных гор-
ных выработок. Появление значительных погрешностей при взятии проб
может вызвать необходимость изменения системы отбора проб и даже
системы разведки, например, замену скважин горными выработками).
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
298
Погрешности обработки проб возникают за счет потери части мате-
риала при дроблении, при засорении проб, различии в составе частей проб
при их сокращении и др. Погрешности анализа проб вызваны погрешно-
стями химического и спектрального анализов, минералогических подсче-
тов и пр.
Для обеспечения достоверности опробования необходим постоян-
ный контроль погрешностей. Задачи контроля опробования состоят в вы-
явлении и устранении систематических погрешностей, выявлении уровня
и уменьшении случайных погрешностей.Обычно ограничиваются изуче-
нием погрешностей анализа как наиболее существенных по величине, в
отдельных случаях изучают погрешности опробования в целом. Изучение
случайных погрешностей опробования осуществляется путем повторения
опробования при условии равноточности наблюдений, что достигается
одинаковыми отбором, обработкой и анализом основных и контрольных
проб.
Внутренний геологический контроль химических анализов
Внутренний контроль предназначен для определения величин слу-
чайных погрешностей рядовых анализов и соответствия их предельно до-
пустимым среднеквадратическим погрешностям; осуществляется путем
анализа зашифрованных контрольных проб в той же лаборатории, которая
выполняет рядовые анализы. Контрольные пробы отбирают из дубликатов
аналитических проб (не менее 30 по каждому классу содержаний). Обра-
ботка основных и контрольных проб ведется по одной схеме. Анализ проб
должен выполняться в одной лаборатории, желательно в одно время од-
ним и тем же исполнителем.
Таблица 7.18
Форма таблицы расчета случайной погрешности анализов
№ п/п Содержания Расхождение
по рядовым анализам С ip по контрольным анализам cik Cip Cik (Cip Cik)
1 2 3 4 5
Определяются следующие параметры:
среднеарифметическое содержание компонента
£(с„ +С„)
С = 11------ ,
2п
где п - число контрольных проб, i = 1, 2,..., п;
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
299
Допустимые относительные среднеквадратические отклонения результатов анализов проб, %
Таблица 7.19
№ п/п Интервал содержаний, % А12Оз ВаО FeO Мп Sn Zn ВеО Pb Си W wo3 As Со Mo Cd Ni Hg Те Ga Ge T1 Ag Jn Au a Au 6 Au в
1 60,0 - 60,9 1,1 -
2 50,0-50,9 1,2 -
3 40,0 - 49,9 1,6 2,8 0,7 -
4 30,0 - 39,9 2,1 4,0 0,8 -
5 20,0 - 29,9 2,8 5,4 1,0 1,1 1,4 1,4 -
6 10,0 -19,9 3,5 7,0 1,6 1,4 1,8 2,1 1,8 2,1 -
7 5,0-9,9 5,4 9,0 3,0 2 2,8 2,8 2,5 2,8 2,1 5,4 6 -
8 2,0 - 4,9 8,0 11 5,6 2,8 4,3 4,6 3,5 4,7 3,5 6,5 7 2,3 -
9 1,0 -1,9 11 13 9,0 3,4 5,7 6,8 4,6 6,8 5 7,5 8 4 2,1 2,8 4,6 5,0 5,4
10 0,5 - 0,99 15 16 11 5,4 7,5 9 6 9 7 8,6 9 5,4 2,8 5,4 5,7 7,1 7,0 3,5 -
11 0,2 - 0,49 20 19 15 8 10 11 8 11 11 10 11 8 4,3 8 7,5 9,6 8,5 5,0 -
12 0,1 -0,19 25 21 20 11 15 14 10 14 14 12 13 10 5,4 11 10 13 9,0 5,7 7 7 7,1 - - - - -
13 0,05 - 0,099 28 27 23 17 16 18 12 17 20 14 15 13 8 15 13 17 11 8 9 9 9 2,5 11 - - -
14 0,02 - 0,049 30 28 27 21 20 21 16 21 25 18 19 18 14 19 18 20 14 11 11 11 11 5 14 - - -
15 0,01 -0,019 30 30 30 24 24 25 20 25 30 23 25 25 20 24 21 23 17 14 12 13 13 7 17 - - -
16 0,005 - 0,0099 30 30 30 28 30 27 27 30 30 28 30 30 30 30 25 25 25 18 15 16 16 9 21 3,2 6,5 9
17 0,002 - 0,0049 30 30 30 30 30 29 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 26 21 18 20 18 12 24 5,4 9 12
18 0,001 -0,0019 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 28 21 23 21 15 28 8,2 12 20
19 0,0005 - 0,00049 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 25 26 25 18 30 12 18 27
20 0,0002 - 0,00049 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 20 30 18 27 30
21 0,00005-0,00019 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 25 30 27 30 30
22 0,00002 - 0,000049 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30
Аи а - золото крупностью до 0,1 мм (в сульфидах)
Аи б- золото крупностью до 0,6 мм (в сульфидах и кварцевых прожилках)
Аи в- золото крупностью более 0,6мм (в кварцевых прожилках)
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
300
среднеквадратическая погрешность единичного анализа
п 2
Ж-с».)
В = Г 2п
относительная среднеквадратическая погрешность
SX100
*-ОТН “ -
с
Относительная среднеквадратическая погрешность сравнивается с
допустимыми относительными среднеквадратическими отклонениями ре-
зультатов анализов с помощью табл. 19.
Внешний геологический контроль химических анализов
Внешний контроль предназначен для оценки систематических рас-
хождений между результатами анализов в основной и контролирующей
лабораториях. На внешний контроль направляют не менее 30 проб каждо-
го класса содержаний, прошедших внутренний геологический контроль,
т.е. проанализированных в основной лаборатории два раза. В контроли-
рующей лаборатории пробы анализируют также дважды и среднее из двух
анализов вносят в таблицу расчета систематической погрешности {табл.
20).
Таблица 7.20
Форма таблицы расчета систематической погрешности анализов
№ п/п Содержания Расхождения с учетом знака di =Cip -Cik Расчет средне-квадратического отклонения
рядового ана- лиза CiP контролирующей лаборатории С±к di -d (di-d)2
1 2 3 4 5 6
Определяются следующие параметры:
среднее арифметическое содержание по основным пробам
п
где п - число пар сравнений;
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
301
абсолютное систематическое расхождение с учетом знака, выражен-
ное в исходных единицах (%, г/т, г/мЗ)
d-^-----------;
n
относительное систематическое расхождение в %
- _dxl00
отн --
с
р
Оценка значимости систематического расхождения с помощью кри-
терия Стью дента:
где Sd- выборочное среднеквадратическое отклонение:
При t3Kcn >tTeop систематическое расхождение значимо.
Таблица 7.21
Значение tTeop для разных уровней статистической значимости
Число степеней свободы f =п-1 Уровень значимости
0,01 0,05 0,02 0,01 ОД
29 1,70 2,04 2,46 2,76 3,65
30 1,68 2,04 2,46 2,75 3,65
40 1,67 2,02 2,42 2,70 3,55
Оценка значимости систематических расхождений по критерию «ни-
чтожной погрешности». При d /<J >0,33 погрешность значима,
где ОдСШ - допустимое среднеквадратическое отклонение, определенное по
таблице.
Оценка значимости систематического расхождения по критерию
знаков. Систематическое расхождение имеет место, если число испытаний
с реже встречающимся знаком расхождения не превышает при 0,05 уровня
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
302
значимости (95% вероятности) следующих пределов: (вначале указано
число пар сравнений, в скобках - число испытаний с реже встречающимся
знаком):
1-8(0) 9-П(1) 12 - 14 (2) 15 - 16(3) 17 - 19 (4) 20 - 22 (5) 23 - 24 (6)
25 - 27 (7) 28 - 29 (8) 30 - 32(9) 33 - 34 (10) 35 -36(11) 37 - 39 (12) 40 - 42 (13)
Арбитражный контроль проводится только при обнаружении сис-
тематических расхождений между результатами основной и контроли-
рующей лабораторий. При подтверждении систематических расхождений
арбитражным контролем вводится поправочный коэффициент к результа-
там рядовых анализов или к итоговой цифре среднего содержания в под-
счетном блоке:
с±рп = KCip ,
где К = (100 - doTH)/100; С1р - исправленный результат анализа i про-
бы, Cip - рядовой анализ i пробы в основной лаборатории, Сисп - исправ-
ленное среднее содержание в подсчетном блоке; С - среднее содержание
в блоке с систематической погрешностью, К - поправочный коэффициент,
dOTH - относительное систематическое расхождение, %.
Рис. 7.73. Сопостав-
ление погрешностей
взятия проб бороз-
довыми способами
по результатам ис-
следований редко-
метальных месторо-
ждений. 1- борозда
правильного сече-
ния; 2- объемная
борозда; 3- пунк-
тирная борозда
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Опробование полезных ископаемых
303
Рис. 7.74. График отно-
сительного расхождения
бороздового и кернового
опробования в зависи-
мости от выхода керна
g
I
Рис. 7.75. Изменение погрешно-
стей операций опробования на
Урупском медноколчеданном
месторождении. I- кривая меди;
П- кривая серы. 1- суммарная
погрешность опробования с уче-
том влияния изменчивости рас-
пределения компонентов в руде;
2- суммарная погрешность взя-
тие, обработки и анализа проб;
3- суммарная погрешность обра-
ботки проб и анализа проб; 4-
погрешность химического ана-
лиза проб
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
ОСНОВЫ ОЦЕНКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Основная цель и задачи геолого-экономической оценки
Под геолого-экономической оценкой (ГЭО) понимается анализ взаи-
мосвязей географо-экономических, инженерных факторов, горно-
геологических условий залегания месторождения, технико-экономических
показателей его эксплуатации, выбор оптимального варианта использова-
ния, определение места и роли оцениваемого месторождения в экономике
соответствующей отрасли промышленности. ГЭО месторождений являет-
ся важнейшей составной частью геологоразведочного процесса, заключи-
тельным этапом изучения объекта ГРР на всех стадиях их проведения (по-
иски, оценка, разведка). Цель ГЭО - определение промышленной ценности
месторождения как возможного источника минерального сырья.
К основным задачам ГЭО относятся:
• оценка проявлений и МПИна всех стадиях их изучения, отбраковка
непромышленных проявлений, выбор наиболее перспективных объ-
ектов для постановки дальнейших ГРР;
• выбор месторождений для первоочередного промышленного освое-
ния, определение сроков их изучения и их значения для экономики
соответствующей отрасли промышленности;
• определение эффективности ГРР;
• оценка минерального сырья с целью определения оптимального со-
отношения затрат на эксплуатацию месторождения и охрану окр-
ужающей среды, а также экономического ущерба от потерь ПИ в
процессе его добычи и переработки.
Содержание и методы геолого-промышленной оценки месторождений
Основной метод ГЭО - условное проектирование на базе оценивае-
мого месторождения горного предприятия и оценочное сопоставление его
параметров с разведанными и эксплуатируемыми месторождениями-
аналогами. Различают следующие виды горных предприятий:
• Горио-рудиые предприятия, включающие один или несколько руд-
ников, шахт, карьеров. Основной продукцией горно-рудных пред-
приятий является товарная руда.
• Горио-обогатителъиые предприятия (комбинаты), включающие
один или несколько рудников, шахт, карьеров, а также обогатитель-
ную фабрику. Основной продукцией горно-обогатительных пред-
приятий является товарный концентрат.
• Горио-металлургические предприятия (комбинаты), включающие
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
305
один или несколько рудников, шахт, карьеров, одну или несколько
обогатительных фабрик и металлургический завод. Основной про-
дукцией горно-металлургических предприятий является черновой
металл.
Из-за нестыковки оптовых цен на металл в руде, товарном концен-
трате и черновой металл результаты ГЭО месторождения, выполненные на
уровне горных предприятий различного типа могут существенно отли-
чаться. В связи с этим рекомендуется выполнять ГЭО по конечному про-
дукту (черновому металлу).
При рыночной экономике экономическая оценка месторождений
сводится к определению величины ожидаемой прибыли, которая может
быть получена в результате будущей эксплуатации месторождения при
различных вариантах его использования. Месторождение рассматривается
как абстрактный объект приложения капитала и оценивается только с точ-
ки зрения возможной эффективности капиталовложений. Конкретной це-
лью экономической оценки месторождения могут служить анализ:
□ целесообразности его приобретения,
□ вложения капитала в освоение месторождения,
□ внедрения новых методов и технологий добычи и переработки
минерального сырья.
Специфика экономической оценки месторождения как возможного
источника прибыли обусловлена тремя основными факторами, к которым
относятся:
длительный срок от момента открытия месторождения до начала его
эксплуатации (5-10 лет, иногда больше), в течение которого отсутст-
вует окупаемость затрат и получение прибыли;
ограниченный срок деятельности горного предприятия, связанный с
его неизбежным истощением;
наличие налоговых льгот, призванных стимулировать развитие
горной промышленности - скидка на истощение недр, уменьшение
налога в размере 25% от валовой прибыли, 33% от чистой прибыли и
т.п.).
Факторы геолого-промышленной оценки
Исходные данные и условия (факторы), на которых базируется ГЭО
месторождений целесообразно разделить на две группы: внешние, лежа-
щие вне сферы его производства и применения, и внутренние, обуслов-
ленные особенностями размещения источников минерального сырья, спе-
цификой его использования в промышленном производстве и его добычей.
Внешние факторы, влияющие на экономику, прирост запасов, добычу, це-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
306
нообразование минерального сырья и пр., можно объедининить в три
группы:
общеэкономические, действующие в масштабе всех стран или их
значительной части, обычно отражают характер экономического
развития во времени:
В научно-технический прогресс,
В развитие топливно-энергетического комплекса,
В увеличение потребления металлов и сопряженный с ним рост их
запасов, добычи руд и производства;
В экономические и производственные кризисы, периоды спада и
застоя и т.п.;
социально-политические, связанные с влиянием социальных процес-
сов и политических явлений на экономику:
^развитие минерально-сырьевой базы и ее активное освоение в
странах со спокойным политическим климатом, на необжитых
территориях,
^локальные войны,
^крупные забастовки в добывающих и перерабатывающих отрас-
лях промышленности и др.;
конъюнктурные, или локальные, обусловленные кратковременными
явлениями, происходящими, как правило, в одной стране, одном ре-
гионе или в отдельной отрасли производства, связанной с минераль-
но-сырьевой базой (создание или сброс стратегических запасов сы-
рья).
К внутренним относятся факторы, которые непосредственно связа-
ны с минерально-сырьевой базой, ее изучением, освоением и развитием
или же с производством и потреблением руд и металлов. В эту группу вхо-
дят:
географо-экономические факторы, связанные с влиянием терр-
иториального размещения месторождений;
структурные факторы, связанные с изучением, освоением и развити-
ем минерально-сырьевой базы полезных ископаемых;
fjl геологические факторы.
Географо-экономические факторы
Географо-экономические факторы включают особенности географи-
ческого размещения месторождений полезных ископаемых и их влияние
на освоение и развитие минерально-сырьевой базы:
географическое положение месторождения,
климат,
рельеф,
освоенность района,
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
307
наличие промышленных предприятий,
численность населения и его занятость, наличие свободной рабочей
силы,
транспортные условия района,
обеспеченность электроэнергией, стройматериалами, водными ре-
сурсами;
возможные потребители минерального сырья,
необходимость и объемы строительства дорог, ЛЭП, водоводов и др.
По степени влияния географо-экономических факторов МПИ можно
разделить на две группы:
□ месторождения, на которых объем месячного производства товарной
продукции составляет от первых топп до сотеп тонн, а сам металл
является более или менее дефицитным (месторождения вольфрама,
молибдена, ртути, иногда олова и других металлов); для месторож-
дений этой группы географический фактор не является определяю-
щим, т.к. они могут разрабатываться и в отдаленных, экономически
не освоенных районах;
□ месторождения, на которых объем месячного производства товарной
продукции составляет десятки и сотни тысяч, а иногда и миллионы
тонн, а получаемый металл является предметом широкого спроса
(месторождения железных, марганцевых, хромитовых руд, бокситов,
меди и отчасти свинца и цинка); месторождения этой группы долж-
ны иметь экономичные условия транспортировки с высокой пропу-
скной способностью.
Структурные факторы
К основным структурным факторам ГПО относятся
и масштабы (запасы) месторождений,
качество полезного ископаемого,
себестоимость добычи и переработки руд и др.
Общая величина запасов полезного компонента и его содержание в
рудах являются важными структурными экономическими факторами, ак-
тивно влияющими на производство металла, его себестоимость и ее струк-
туру. Группировка месторождений по масштабам и качеству руд приведе-
на в табл. 4.8, 4.10. В общем случае промышленное значение имеют:
□ крупные месторождения с бедными рудами,
□ средние - с рядовыми,
□ мелкие - с богатыми.
Вопрос об оптимальных масштабах месторождений, вовлекаемых в
эксплуатацию, чрезвычайно сложен. В период экономического подъема с
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
308
1950 г. по 1974-1975 гг., по мере отработки богатых месторождений и по-
стоянного роста спроса на минеральное сырье наибольший интерес прояв-
лялся к крупным и очень крупным месторождениям с относительно низ-
кими средними содержаниями металлов, обеспечивавшим получение дос-
таточных прибылей даже при крупных капиталовложениях. Степень риска
была допустимой, хотя уже в этот период боязнь национализации пред-
приятий сдерживала инвесторов.
Для развивающихся стран с избытком дешевой рабочей силы пред-
почтительной может быть разработка собственными силами средних и
даже небольших месторождений богатых руд. Представляется оправдан-
ным вариант старательской отработки небольших по масштабам месторо-
ждений цветных металлов жильного типа с богатыми рудами. Таким обра-
зом, для развивающихся стран не всегда лучшим вариантом является раз-
работка крупномасштабных низкосортных месторождений цветных ме-
таллов. Однако, обнаружение и оценка крупных месторождений способст-
вуют упрочению экономической независимости развивающихся стран, по-
вышению их кредитоспособности.
Геологические факторы
Геологические факторы являются основой оценки месторождений на
любой стадии их изучения. К ним относятся:
структура месторождения, рудного поля, района;
закономерности распределения в их пределах полезных ископаемых;
орографические, геоморфологические и климатические особености
района;
глубина и условия залегания рудных тел, их морфология, размеры,
мощность, внутреннее строение, запасы и перспективы их прироста;
структурно-тектонические особенности месторождений и рудных
тел;
закономерности распределения полезных и вредных компонентов
руд;
качество ПИ, вещественный (химический и минеральный) состав,
технологические свойства, природные типы и промышленные сорта
руд;
физико-механические свойства руд и вмещающих пород;
горно-, гидро-, инженерно-геологические и др. условия разработки
месторождений.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
309
Определение и назначение кондиций
Кондиции на минеральное сырье представляют собой совокупность
требований к качеству и количеству ПИ, горно-геологическим и другим
условиям их разработки, обеспечивающих наиболее полное комплексное и
безопасное использование недр на рациональной экономической основе с
учетом экологических последствий эксплуатации месторождения. Конди-
ции разрабатываются и уточняются в процессе ГЭО месторождений по
материалам их разведки и эксплуатации на основе специального технико-
экономического обоснования (ТЭО).
Кондиции делятся на разведочные и эксплуатационные.Разведочные
кондиции разрабатываются по результатам разведки и ГЭО месторожде-
ний для оконтуривания и подсчета запасов ПИ и определения их промыш-
ленной ценности. Разведочные кондиции, кроме того, подразделяются на
временные и постоянные1. Временные разведочные кондиции разрабаты-
ваются по материалам оценочных работ и используются для предвари-
тельной оценки масштабов, экономической значимости проявления, ме-
сторождения и обоснования целесообразности дальнейших разведочных
работ. Постоянные разведочные кондиции разрабатываются по материа-
лам разведки (доразведки) месторождения для определения его масштабов
и промышленной ценности, целесообразности и экономической эффек-
тивности промышленного освоения. Эксплуатационные кондиции разра-
батываются в процессе отработки месторождения при необходимости
уточнения граничных требований к качеству извлекаемого ПИ.
Основные показатели кондиций
Минимальное промышленное содержание
Минимальное промышленное содержание (МПС) полезного компо-
нента является основным показателем кондиций для весьма многочислен-
ной группы ПИ, ценность которых представлена химическим элементом,
его соединением или полезным минералом. Данный показатель выглядит
наиболее обоснованным, т.к. определяется исходя из условия равенства
извлекаемой ценности и полных затрат на получение товарной продук-
ции.МПС устанавливается применительно к отдельному подсчетному бло-
ку месторождения (рис.1}.
’Термины временные и постоянные кондиции сохранены для обеспечения пре-
емственности сложившихся в отечественной практике недропользования традицион-
ных понятий при геолого-экономической оценке месторождений. За рубежом им обыч-
но отвечают понятия предварительное и заключительное ТЭО.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
310
Рис. 8.1. Схема блокировки запа-
сов, заштрихованы промышлен-
ные блоки месторождения
В общем случае МПС (%) определяется аналитически на основе сле-
дующего соотношения:
3x100
9 =--------,
я"” ЦИР
где 3 - полные эксплуатационные затраты на добычу и переработку товар-
ной продукции; Ц - оптовая цена получаемой товарной продукции; И -
сквозное извлечение полезного компонента в товарную продукцию при
переработке минерального сырья, доли ед. , Р - коэффициент, учитываю-
щий разубоживание при добыче, доли ед.
Пример
Определить минимальное промышленное содержание меди в руде, если полные
эксплуатационные затраты на ее разведку, добычу и переработку составляют $35/т ру-
ды, оптовая цена меди на Лондонской бирже металлов - $3000/т меди, И - сквозное
извлечение меди при ее обогащении и металлургическом переделе И =0,8 (80%)', коэф-
фициент, учитывающий разубоживание при добыче, Р =0,8 (разубоживание 20%).
Решение: _ 35x100
Си =--------------= 1,82%.
3000x0,8x0,8
Бортовое содержание
При наличии четких, визуально различимых геологических границ
оконтуривание ПИ по мощности, в отдельных случаях - по простиранию и
падению тел осуществляется по материалам геологической документации
с привлечением результатов опробования. В этом случае специальным по-
казателем кондиций являются условия оконтуривания рудных тел, которые
должны содержать описание критериев, по которым устанавливаются гра-
ницы ПИ.
При отсутствии четких геологических границ оконтуривание осуще-
ствляется при помощи бортового содержания полезного компонента Ць в
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
311
пробах, величина которого отвечает максимальному экономическому эф-
фекту от промышленного использования месторождения. Если содержа-
ние рудного компонента к границам постепенно снижается, запасы окон-
туриваются по минимальному промышленное содержанию, которое в этом
случае и является бортовым (рис.2а). Использование бортового содержа-
ния меньшего по величине, чем минимальное промышленное, оправдано
только в случае неравномерного распределения рудного компонента
(рис.2в). Оконтуривание по минимальному промышленному содержанию
приведет к резкому сокращению запасов и разобщению единой рудной
залежи на ряд мелких рудных тел (рис.26). В итоге ухудшаются горно-
технические условия ведения работ, уменьшается производительность
горнорудного предприятия, увеличивается себестоимость его продукции.
Бортовое содержание определяется, как правило, на основе вариантных
подсчетов запасов и технико-экономических расчетов.
Рис. 8.2. Использование бор-
тового содержания при
оконтуривании разведочных
пересечений
Максимально допустимые содержания вредных примесей
Как правило, содержание вредных примесей выступает в качестве
кондиционного показателя на месторождениях сырьевых материалов тех-
нического назначения (керамическое, цементное и др.). Примеры вредных
примесей: содержания серы и фосфора в железных рудах и флюсовых из-
вестняках, мышяка и серы в ртутных рудах и т.д. (табл. 4.11) . Обычно
вредные примеси указываются в составе кондиций, если соблюдаются сле-
дующие условия:
содержание вредных примесей больше предельного исключает воз-
можность получения из сырья товарной продукции заданного сорта;
вредные примеси на месторождении распределены неравномерно и
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
312
существует возможность выделения и оконтуривания по их содер-
жанию различных промышленных сортов руды;
технически невозможна или экономически нецелесообразна перера-
ботка отдельных сортов руды для получения продуктов, соотвеству-
ющнх ГОСТам либо ТУ.
все затраты, связанные с удалением вредных примесей, должны вхо-
дить в общие затраты на переработку минерального сырья и учиты-
ваться при расчёте минимального промышленного содержания по-
лезных компонентов.
Минимальная мощность полезного ископаемого
Минимальная выемочная (рабочая) мощность МтЬг полезного иско-
паемого представляет собой минимальную мощность слоя, извлечение ко-
торого из недр технически осуществимо при выбранной технологии до-
бычи. При технологиях, когда в очистное пространство необходимо про-
никновение рабочего с инструментом, эта мощность определяется требо-
ваниями безопасности и обычно составляет для крутопадающих тел 0,7 м,
для пологопадающих 1,0 м. При технологиях, когда в очистное простран-
ство необходимо проникновение того или иного механизма, эта мощность
определяется его габаритами. При выемке крутопадающих угольных пла-
стов комбайнами, эта мощность может быть очень малой (0,5-0,2 м). При
выемке относительно крепких руд с применением в очистном пространст-
ве погрузочно-доставочных машин эта мощность составляет Зм и более.
Целесообразность отработки рудных тел меньшей мощности Мруд, но
с повышенным содержанием полезных компонентов qpyd определяется по
минимальному метпропроценту (метрограмму) Mmin >щтт, исходя из уста-
новленной минимальной мощности Mmin тела полез-
ного ископаемого и минимального промышленного
содержания
М^руд ЦрУд — M^min qmtn
Если содержание металла qnop в прихватывае-
мых пустых породах мощностью Mmin-Mpyd, пре-
вышает минимальное учитываемое содержание, то
кондиционность данного участка определяется на
основе условия
M^pyfi qруд ' ^Мmi)'! Мруд) qnop — Mmin qmin
Рис. 8.3. Схема определения минимальной мощности
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
313
Максимальная допустимая мощность прослоев пустых пород и некон-
диционных ПИ
Максимальная допустимая мощность прослоев пустых пород и не-
кондиционных полезных ископаемых ттах лимитируется кондициями с
позиций технической возможности селективной выемки участков полезно-
го ископаемого, разделенных этим прослоем. Если фактическая мощность
прослоя меньше установленной максимальной, он неизбежно будет отра-
ботан вместе с ПИ, что повлияет на разубоживание добытой массы, като-
роое должно быть учтено при подсчетах.
Рис. 8.4. Оконтуривание
слоистой залежи по пре-
дельной мощности про-
слоев пустых пород 2 м
(а) и 8 м (б). 1- надруд-
ные песчаники; 2- под-
рудные алевро-песчани-
ки; 3- контуры залежи
при оконтуриланин по
пустому прослою 2 м; 4-
то же, по прослою 8 м
Величина максимальной мощности прослоев определяется система-
ми отработки и устойчивостью пород и руд. При устойчивых породах и
рудах, и предельно-селективных низкопроизводительных системах, эта
величина может быть установлена в 1,0 м. При высокопроизводительных
системах подземной разработки с ограниченными возможностями забой-
ной селекции - 2,0-3,0 м, в карьерах - до 5 м. При массовых системах вы-
емки, исключающих забойную селекцию (камерные системы с отбойкой
скважинами, отбойка с поуступным взрыванием на карьерах и т.п.) ттах
может устанавливаться до 10м и более или даже вообще не лимитировать-
ся, поскольку порода любых прослоев оказывается практически неизвле-
каемой и должна учитываться разубоживанием.
Максимальная глубина подсчета запасов и предельный коэффициент
вскрыши
Максимальная глубина подсчета запасов при подземной разработке
месторождений на отдельных предприятиях достигла 2000м. Однако, ра-
боты на таких глубинах сильно осложняются высоким горным давлением,
ростом температуры и другими техническими факторами. Обычная глуби-
на действующих подземных рудников и шахт 300-500м. В России глубина
подземной разработки месторождений обычно не превышает 1000м. В
Криворожском железорудном бассейне проектировались шахты глубиной
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
314
до 1500м. Глубина шахт при разработке южноафриканского золоторудно-
го месторождения Витватерсранд достигает 4000м.
Предельный коэффициент вскрыши или максимально допустимое
соотношение мощностей вскрышных пород и полезного ископаемого ус-
танавливается для оконтуривания участков, подлежащих открытой добы-
че. Схема определения коэффициента вскрыши показана на рис. 5. Коэф-
фициент вскрыши определяется в пределах контура карьера как отноше-
ние объема вскрышных пород VB, приходящегося на единицу массы по-
лезного ископаемого Wp
ув
wP
либо как отношение массы вскрышных пород Wb, приходящегося на еди-
ницу массы полезного ископаемого Wp
W /
k = в П1/
в Wp
Очевидно, что чем больше величина коэффициента вскрыши, тем
выше затраты на отработку полезного ископаемого (рис. 4.20). Для двух
представленных вариантов карьерной отработки, 2 вариант обеспечивает
практически полную отработку запасов в то время как 1 вариант при поте-
ре части запасов характеризуется меньшей величиной коэффициента
вскрыши
у у +у 3 ,
£ = Bl < r/i/ ' r/i2 Лр/
в Ц/ Ц/ +Ц/ /пР
Pl Fl ' P2
В первом приближении, коэффициент вскрыши может быть оценен
по отношению мощности перекрывающих пород к мощности ПИ. Величи-
на коэффициента вскрыши зависит также от угла откоса бортов карьера
(табл. 4.14).
Рис. 8.5. Схема определения коэффициента вскрыши
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
315
Предельная величина коэффициента вскрыши определяется из усло-
вия: себестоимость открытой добычи 1т руды Со и приходящихся на неё
вскрышных пород Св не превышает аналогичной себестоимости добычи
1 т руды подземным способом Сп'.
Со + кв*Св < Сп,
откуда легко получить
Впред
Оконтуривание запасов
Оконтуривание запасов в недрах сводится к проведению общего
промышленного контура, которым запасы ПИ ограничиваются от вме-
щающих их пород. В пределах общего контура выделяются участки (бло-
ки), различные по простиранию, морфологии, степени разведанности или
составу ПИ. Эта операция называется блокировкой запасов.
Проведение контура между двумя разведочными выработками
Если во второй выработке отмечены некондиционные руды, про-
мышленный контур определяется, как правило, простой линейной интер-
поляцией содержаний между двумя выработками и располагается в точке,
содержание в которой равно qmin. Если оконтуривание осуществляется по
мощности залежи, то промышленный контур совмещается с точкой Mmin;
при оконтуривании по минимальному метропроценту (метрограмму) - со-
ответственно В точке Mmin 'ХЦпйп.
Рис. 8.6. Схема определения опорных
точек между пробами. ЛАг - содержание
полезного компонента в крайней конди-
ционной пробе (САу, BBj - то же в некон-
диционной про,е (СавУ, АВ- расстояние
между пробами (/): ДД - минимальное
кондиционное содержание полезного
компонента (Сля/н); ДВ-длина отрезка х,
отложенного от точки В к точке А, опре-
деляющая границу рудного тела
Если оруденение во второй выработке отсутствует проведение про-
мышленного контура, как правило, слабо обосновано, т, к. неизвестно по-
ложение нулевого контура. В этом случае используют простые геометри-
ческие приемы оконтуривания. Чаще всего считают, что нулевой контур
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
316
лежит на середине расстояния между выработками (рис.7,а), реже прини-
мают, что он совпадает с безрудной выработкой (рис. 7,6). Положение про-
мышленного контура в этих случаях определяется соответствующей ли-
нейной интерполяцией (рис. 6). Другая рекомендация заключается в том,
промышленный контур лежит на половине (трети или четверти) расстоя-
ния между выработками (рис. 7,в).
Рис. 8.7. Схемы проведения контура между рудной и безрудной скважинами
В ряде случаев, привлекая соседние разведочные пересечения, уда-
ется использовать угол выклинивания залежи. Такой прием называется
морфологическим. При использовании морфологических приемов следует
учитывать особенности распределения оруденения в соседних разведоч-
ных разрезах.
Рис. 8.8. Схема определения нулевого
контура при закономерном выклини-
вании линзовидного тела ПИ
Рис. 8.9. Оконтуривание тела ПИ с учетом его
морфологии в соседних разрезах
Проведение контура за пределами крайней выработки, встретившей
оруденение (экстраполяция разведочных данных), является ещё менее оп-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
317
ределённым. В качестве наиболее обоснованных при этом выделяются
геологические приемы оконтуривания, основанные на использовании раз-
личных геологических, геохимических, геофизических и др. закономерно-
стей распространения ПИ.
Рис. 8.10. Использование структурных особенностей месторождений для ооконтурива-
ния рудных тел
Оконтуривание рудных тел на планах и проекциях, блокировка запасов
в пределах общих контуров
При оконтуривании рудной залежи в плане обычно выделяются сле-
дующие виды контуров: нулевой контур, характеризующий полное окон-
чание (выклинивание) тела ПИ по мощности, промышленный контур, от-
деляющий промышленные участки тела ПИ от непромышленных. Даль-
нейшая классификация видов контуров может быть выполнена на основе
их различной достоверности (рис. 11).
Рис. 8.11. Оконтуривание крутопадающего
тела ПИ на вертикальной продольной проек-
ции. 1- скважины, вскрывшие тело ПИ; 2-
скважины, показавшие отсутствие ПИ; 3- кон-
тур внутренней интерполяции (по выработ-
кам); 4- внешний контур ограниченной экст-
раполяции (между выработками); 5- внешний
контур неограниченной экстраполяции (за
пределами выработок); 6- наносы, вскрытые
канавами; 7- горные выработки
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
318
Геологические приёмы оконтуривания тел ПИ за пределами разве-
дочных выработок являются наиболее надёжными. Их основой служат де-
тальные геологические карты, разрезы, тщательное изучение структурных,
фациальных, литологических и др.
рудоконтролирующих факторов
(рис. 12-15).
Рис. 8.12. Схема оконтуривания россыпи с уче-
том морфологии долины. 1- контур долины
реки; 2- контур подсчета запасов; 3- выработки
с промышленной концентрацией полезного
компонента; 4- выработки с непромышленной
концентрацией полезного компонента
Рис. 8.13. Схема разведки долинной россыпи. 1-
коренные берега, 2- долина, 3- промышленная
россыпь; шурфы 4- поисковые; 5- оценочные, 6-
разведочные. Закрашены шурфы, вскрышие
промышленную россыпь
а) б)
Рис. 8.14. Схема оконтуривания месторождения по смене благоприятных пород: а- план; б-
разрез по линии АБ. 1- сланцы; 2- роговики; 3- диориты; 4- золотоносные кварцевые жилы
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
319
Рис. 8.15. Проведение предполагаемого кон-
тура пласта по тектоническому нарушению. 1-
выход пласта; 2 - линии тектонических нару-
шений; 3- буровые скважины; 4- линия пред-
полагаемого контура
Формальные геометрические приёмы оконтуривания следует ис-
пользовать только в тех случаях, когда геологические либо морфологиче-
ские приёмы не могут быть использованы. Наиболее интересными пред-
ставляются приёмы, использующие размеры, вскрытых эррозией участков
(рис. 16).
Рис. 8.16. Оконтуривание тел ПИ по правилу Гувера
Подсчет запасов
Общие формулы подсчёта запасов
Общие формулы подсчета запасов:
V = mxS ;
W = wxV-, (8.1)
Q = qxW
где т, S, V,w,W,q ,Q - соответственно мощность (м), площадь (м2),
объем (м3), объемная масса (т/м3), запасы руды(т), содержание (% или
г/т) и запасы металла (т или кг). Исходными данными для подсчёта запа-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
320
сов являются мощность залежи т, объёмная масса ПИ w, содержания по-
лезных компонентов q и площадь рудной залежи S.
Методы подсчёта запасов ТПИ
Метод геологических блоков
Наиболее широко распространенный в практике разведки метод гео-
логических блоков, впервые описанный В.И. Смирновым в 1950 г., являет-
ся самым простым и наименее трудоемким. В соответствии с этим мето-
дом площадь проекции рудной залежи разделяется на отдельные участки
(блоки), имеющие различные геологические, морфологические и другие
особенности, условия залегания или разделенные тектоническими разло-
мами. Реальная сложная форма рудной залежи преобразуется в ряд сомк-
нутых пластин, форма которых в плане повторяет форму проекции блока,
с высотой, равной средней мощности блока (рис. 5.77). Для каждого (к-го)
геологического блока определяются средние значения мощности т^ , объ-
емной массы Wk и содержания металла Площадь, объем, запасы руды и
металлов рудной залежи в целом определяются суммированием соответст-
вующих параметров N блоков :
N N N N
у>=Тм а=Х^; (8-2)
к к к к
обшие средние оценки мощности, объемной массы и содержания металла -
отношением соответствующих параметров залежи :
И Q„
q0=f (8.3)
Метод среднего арифметического
Элементарным, частным случаем метода геологических блоков яв-
ляется метод среднего арифметического, когда все тело ПИ рассматрива-
ется как один блок. В этом случае тело ПИ, ограниченное сложными по-
верхностями, приравнивается к равновеликой фигуре - диску с постоянной
высотой и периметром, соответствующим внешнему контуру тела (рис. 17).
Средние мощность тела т, объемная масса w, содержания компонентов q
пределяется по данным всех горных выработок и скважин, пересекших
тело ПИ. Объем залежи, запасы руды и металлов определяются по форму-
лам (1). Объем части тела ПИ, которая приходится на приконтурную поло-
су, если она значительна, т. е. превышает 10% от общей площади, вычис-
ляется отдельно как произведение этой площади на половину средней
мощности залежи.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
321
Рис. 8.17. Схема преобразова-
ния формы рудного тела при
подсчете запасов методом
среднего арифметического: а-
план рудного тела; б- разрез по
линии А-Б; в- аксонометриче-
ская проекция преобразованно-
го тела.. 1- вмещающие горные
породы; 2- рудное тело; 3-
разведочные выработки; чер-
ные- пересекшие рудное тело,
светлые законтурные
В практической оценке месторождений метод среднего арифметиче-
ского применяется сравнительно редко, главным образом, для ориентиро-
вочной оценки запасов месторождений на ранних стадиях их разведки.
Метод разрезов
Рис. 8.18. К подсчету запасов способом разрезов
Соколовского железорудного месторождения. 1-
рыхлые отложения; 2- железная руда; 3- диабазо-
вые порфириты; 4 андезитовые порфириты; 5-
известняки; 6- разлом
Рис. 8.19. Оконтуривание мартитовых руд
Кривого Рога веерами подземных скважин.
1- мартитовые руды; 2- подземные скважи-
ны; 3- горные выработки
Метод разрезов (метод сечений, секционный метод) нашел широкое
применение при оценке рудных тел, имеющих форму штоков, штокверков,
мощных линз и пластовых тел, крутопадающих жильных и стратиформ-
ных залежей, трубообразных тел и др., разведанных выработками или
скважинами, расположенными в пределах плоскостей, образующих разре-
зы. Основное отличие данного метода связано, прежде всего, со способом
определения объемов рудных тел. Метод базируется на использовании
геологических разрезов для оценки площадей распространения рудных тел
в разрезах. При этом может достигаться более достоверная оценка рудной
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
322
площади по сравнению с формальной интерполяцией и экстраполяцией
данных разведки, характерной для метода блоков. Увеличение достовер-
ности обусловлено, как правило, более высокой разведанностью плоско-
стей разрезов и возможностью использования неформальных геологиче-
ских методов при их построении (рис. 18, 19).
После того как построены разрезы, разделение объема рудной зале-
жи на подсчетные блоки может быть выполнено двумя различными спосо-
бами. В первом, более распространенном, случае границами между блока-
ми являются плоскости разрезов (рис.5.76,а). Для каждого (k-го) разреза
неоходимо определелить средние значения объемной массы ну и содержа-
ний металла qk . Объем к-го подсчетного блока, заключенного между дву-
мя разрезами площадью Ад и Sk+I, раположенных на расстоянии Нк друг от
друга определяется по наиболее подходящей формуле:
призмы (для равновеликих параллельных сечений)
V + V
(8.4)
усеченной пирамиды (для более чем на 40% отличающихся по вели-
чине, изометричных сечений)
*5. + S, . + л/*5. ХЛ' /о ч
Vk = —--- --------— х Нк и др. (8.5)
Средняя объемная масса wk и среднее содержание металла qk для
к-го подсчетного блока определяется средневзвешенным на площадь соот-
ветствующего разреза способом
w _ $к +$к+1 х^+7 . п _ Sk xqk +Sk+1 xqk+1
w*~ CTv ’ lk~ v • (8-6)
Для крайнего блока, опирающегося на 1 разрез часть параметров
разреза (средняя объемная масса wk и содержание металла qk) просто рас-
пространяются на весь блок. Объем блока определяется с учетом оценен-
ного тем или иным способом расстояния Нк от плоскости разреза до точки
выклинивания рудной залежи по формулам клина. Vk =SkxHk /2', конуса:. Vk
=SkxHk /5 и др.
Во втором варианте границы между блоками, называемыми в этом
случае слоями, проводятся по условным плоскостям, проходящим по цен-
тру расстояния между плоскостями разрезов. Оценка объема слоя сводится
к распространению площади центрального сечения на весь слой
(рис.5.76,б): Vk =SkxHk .
Запас руды Wk и запас металла Qk k-го блока в обоих вариантах раз-
деления объема рудной залежи на подсчетные блоки определяются пере-
множением соответствующих показателей: Wk =Vkxwk, Qk =Wkxqk. Общие
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
323
параметры рудной залежи в целом определяются по аналогии с методом
геологических блоков: площадь, объем, запасы руды и металлов суммиро-
ванием соответствующих параметров N блоков (2); обшие средние оценки
мощности, объемной массы и содержания металла - отношением соответ-
ствующих параметров залежи (3).
Вычисление средних значений подсчетных параметров
Для подсчета запасов месторождений или отдельных их частей по
данным анализов отдельных проб приходится определять средние значе-
ния геолого-промышленных параметров в скважинах, выработках, разве-
дочных пересечениях, разрезах, подсчетных блоках. Определение произ-
водится обычно средним арифметическим или средним взвешенным спо-
собом. Средний арифметический способ является наиболее простым и
наименее трудоемким. Согласно этому способу средние значения по дан-
ным N проб мощности т, объемной массы w и содержания компонента q
определяется по формулам
w =—Х"1 w.; q =— Х"1 ц
1 1 N^1
l I
(8-6)
Среднее взвешенное содержание определяется более сложно. Взве-
шивание можно производить на
□ длину влияния отдельных проб или разведочных пересечений Z;,
□ площадь влияния отдельных проб или разведочных пересечений s,,
□ опробованную мощность тела полезного ископаемого т,,
□ объемную массу ПИ щ,
□ комбинированные значения (произведения) этих величин между со-
бой:
объем влияния разведочных пересечений v, =т, х$,;
запас ПИ И) =т, xs, xw,. = v, xw, и др.
При взвешивании пользуются следующими формулами:
н а длину влияния отдельных проб или разведочных пересечений Z;
(8-7)
на мощность тела ПИ т,
Ут xw. Ут ха.
----, 0 = ^-----;
(8-8)
на площадь влияния проб или разведочных пересечений s.
, ч
2л
(8-9)
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
324
на объем влияния разведочных пересечений v.
, Ч
u,_Yvixwi a_Yvix9i.
w~—, ‘1^-------,
Lvi Lvi
(8.Ю)
на объемную массу полезного ископаемого w.
„ Ywi X<A .
(8.И)
на запас полезного ископаемого W,
ч
YwiX(ii
(8-12)
Определение среднего содержания компонента по забою при секци-
онном опробовании (рис.7.11-7.15) производится уравновешиванием част-
ных содержаний на мощность отдельных секций (длины проб) по формуле
(7). В тех случаях, когда в пределах одного и того же типа руд отбираются
пробы различной длины, при вычислении средних содержаний следует
применять взвешивание частных содержаний на длину проб (7) или на
мощность ПИ (8). Во многих случаях вычисления средних значений со-
держаний полезных компонентов путем их взвешивания, сильно услож-
няющего расчетные операции, можно избежать. Для этого, прежде всего, в
процессе разведки и опробования месторождения необходимо соблюдать
равные интервалы между пробами. При этом длины влияний будут одина-
ковыми, взвешивание на них производить не придется и расчетные опера-
ции значительно сократятся. При относительно равномерном распределе-
нии компонента во многих случаях можно избежать взвешивания и на
мощность, т.к.простое среднее арифметическое (6), дает достаточно точ-
ные результаты. Однако возможность отказа от взвешивания в таких слу-
чаях следует проверить и подтвердить сравнительными расчетами по не-
скольким блокам или участкам.
Для рудных месторождений с неравномерным распределением по-
лезных компонентов показано, что при определении средних содержаний
уравновешивание по длинам влияния проб производить нельзя, т.к. оно не
компенсирует неравномерности оруденения. При отсутствии зависимости
между мощностью рудного тела и содержанием металла нельзя произво-
дить и уравновешивание по мощности, т.к. в этом случае средние содер-
жания не уточняются, а даже искажаются. Уравновешивание по мощности
следует производить лишь при наличии прямой или обратной зависимости
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
325
между мощностью рудного тела и содержанием металла, когда коэффици-
ент корреляции |г|>0,5. В ряде случаев средние показатели вычисляется
взвешиванием частных значений на прилегающую площадь их влияния с
применением формулы (8). Такое взвешивание правильно также при нали-
чии зависимости между площадью вляния и взвешиваемыми значениями;
при отсутствии зависимости формула способна не уточнить, а исказить
результаты подсчета.
Формулы (11, 12) используется в тех случаях, когда с изменением
содержания полезного компонента резко изменяется объемная масса ПИ,
например, для некоторых никель-кобальтовых, железных руд и др. Но и в
тех случаях, когда объемный вес резко изменяется в зависимости от дру-
гих составляющих вещества проб, например, барита в баритово-свинцовой
руде, при определении средних содержаний применяют взвешивание на
объемный вес или запас ПИ.
Компьютерные технологии подсчета запасов
В последние годы, наряду с компьютерным моделированием, при
подсчете запасов рудных месторождений используются геостатистпиче-
ские методы для оконтуривания рудных тел, создания блочной модели
месторождения, оптимизации горных работ и т.д. Использование методов
геостатистики, в т.ч. при разработке ТЭО кондиций, безусловно, перспек-
тивно, но в настоящее время не регламентируется какими-либо методиче-
скими и инструктивными документами. Геостатистические расчеты хоро-
шо подходят для укрупненных оценок, общих построений, незаменимы
при проектировании отработки и в оперативном планировании горно-
добычных работ, но не учитывают специфику условий недропользования в
России: подсчет запасов в недрах собственником (государством), налого-
обложение добычи с соответствующим контролем.
Для соблюдения этих условий требуется плотная сеть наблюдений,
соответствующая эксплуатационной. Создаваемая при разведке сеть на-
блюдений позволяет довольно точно подсчитать запасы во всем объеме
месторождения, но реальная картина продуктивности (по блокам и т.д.)
может существенно отличаться от полученной с помощью статистических
построений, что нередко приводит к завышению объемов запасов.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
326
Геостатистические методы позволяют использовать процедуру кри-
гинга для исследования закономерностей пространственного распределе-
ния изучаемых признаков и их оценок с определением амплитуды воз-
можных ошибок. Эффективность применения кригинга в значительной
степени обусловлена количеством и качеством исходной разведочной ин-
формации, методологией анализа первичных данных и моделирования,
отвечающей индивидуальным геологическим особенностям строения раз-
ведываемого месторождения (законам распределения подсчетных пара-
метров, характеру тренда и анизотропии, влиянию структурных границ,
структуре и качеству экспериментальных вариограмм, параметрам поис-
кового эллипсоида и др.). При использовании процедуры кригинга коли-
чество и плотность разведочных пересечений должны быть достаточными
для обоснования оптимальных интерполяционных формул (для двумерно-
го моделирования - не менее нескольких десятков разведочных пересече-
ний, для трехмерного - не менее первых сотен проб). Изучение свойств
пространственных переменных рекомендуется производить на участках
детализации.
При построении блочной геостатистической модели месторождения
максимально возможный размер элементарного подсчетного блока выби-
рается исходя из планируемой технологии добычи, минимальный опреде-
ляется плотностью созданной на месторождении разведочной сети наблю-
дений (не рекомендуется принимать размер сторон элементарного блока
менее 1/4 средней плотности сети).
Результаты подсчета запасов могут быть представлены в двух видах:
при расчете по сетке одинаковых равноориентированных блоков состав-
ляются таблицы подсчетных параметров по всем элементарным блокам
совместно со значениями дисперсии крайгинга; при расчете крупными
геологическими блоками индивидуальной геометрии каждый блок должен
быть привязан в пространстве и иметь список проб, входящих в зону влия-
ния.
Все массивы цифровых данных (данные опробования, координаты
проб или рудных пересечений, аналитические выражения структурных ва-
риограмм и др.) должны представляться в форматах, доступных для экс-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы оценки полезных ископаемых
327
пертизы с использованием наиболее распространенных программных ком-
плексов (например, в виде DBF-файлов с отдельным указанием способа
кодирования пропущенных значений или в виде ASCII-файлов стандарт-
ного формата GEOEAS). Модели симметризующих преобразований, трен-
дов и вариограмм, прочие параметры представляются в аналитическом и
описательном виде.
Считается, что геостатистический способ подсчета запасов дает наи-
лучшую возможность определения средних содержаний полезного компо-
нента в блоках, рудных телах и по месторождению в целом, позволяет сни-
зить ошибки оконтуривания рудных тел со сложной морфологией и внут-
ренним строением. Вместе с тем, геостатистические методы подсчета за-
пасов должны быть контролируемыми в своем применении и подчинены
особенностям геологического строения месторождения. Результаты гео-
статистического моделирования и оценивания должны проверяться (срав-
ниваться) с результатами традиционных методов подсчета запасов на
представительных участках.
При компьютерном подсчете запасов должна быть обеспечена воз-
можность просмотра, проверки и корректировки исходных данных (коор-
динаты разведочных выработок, данные инклинометрии, отметки контак-
тов, результаты опробования и др.), результатов промежуточных расчетов
и построений (каталог рудных пересечений, выделенных в соответствии с
кондициями; геологические разрезы или планы с контурами промышлен-
ного оруденения; проекции рудных тел на горизонтальную или вертикаль-
ную плоскость; каталог подсчетных параметров по блокам, уступам, раз-
резам) и сводных результатов подсчета запасов. Выходная документация и
машинная графика должны отвечать существующим требованиям к этим
документам по составу, структуре, форме и др.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
ОСНОВЫ ПОИСКОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Поиски полезных ископаемых
Поиски (поисковые работы) - это процесс прогнозирования, выявле-
ния и перспективной оценки новых месторождений полезных ископаемых,
заслуживающих разведки. В результате поисков среди массы проявлений
ПИ должны быть выделены те, которые предположительно могут иметь
промышленное значение и заслуживают разведки. Составными элемента-
ми поисковых работ являются прогноз ПИ, собственно их поиски и пер-
спективная оценка с целью решения вопроса о целесообразности поста-
новки разведочных работ. Поиски являются составной частью сложного
геологоразведочного процесса, в котором выделяются последовательные
стадии, оправдавшие себя на практике (рис.3.3').
В соответствии с «Положением о порядке проведения геологоразве-
дочных работ по этапам и стадиям (твердые полезные ископаемые)»,
1999 уже в результате среднемасштабного 1:200 000 (1:100 000) и крупно-
масштабного 1:50 000 (1:25 000) геологического картирования выявляются
и оконтуриваются прогнозные площади с оценкой прогнозных ресурсов
объектов ранга бассейна, рудного района, узла, потенциального месторож-
дения по категориям Р3 и Р2. Даются рекомендации для постановки поис-
ковых работ. На перспективных объектах проводятся поиски и оценка с
целью прогноза, выявления и предварительной оценки месторождений ПИ,
которые по своим геологическим, экологическим условиям и технико-
экономическим показателям пригодны для рентабельного освоения. Объ-
ектами исследований при поисковых работах являются бассейны, рудные
районы, узлы и поля или их части, по которым имеется оценка прогнозных
ресурсов категории Р3 и Р2.
В зависимости от сложности геологического строения территории,
формационного типа прогнозируемого оруденения и глубинности иссле-
дований поиски могут проводиться в масштабах 1:200 000 - 1:10 000. Сна-
чала проводятся комплексное геологическое изучение территории для вы-
яснении ее геологического строения и прогнозирования всех возможных в
данном геологическом регионе полезных ископаемых, в дальнейшем - спе-
циализированные поиски на определенные ПИ. Основным результатом
поисковых работ является геолологически обоснованная оценка перспек-
тив исследованных площадей. На выявленных проявлениях ПИ оценива-
ются прогнозные ресурсы категории Р2 и Р}. По материалам поисковых ра-
бот составляются геологические карты опоискованных участков в соответ-
ствующем масштабе, разрезы к ним, карты результатов геофизических и
геохимических исследований, отражающие геологическое строение и за-
кономерности размещения продуктивных структурно-вещественных ком-
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
329
плексов.
В отчете приводятся основные результаты работ, включающие гео-
лого-экономическую оценку выявленных объектов по укрупненным пока-
зателям и рекомендации о целесообразности и очередности дальнейшего
проведения работ. Выявленные и положительно оцененные проявления
включаются в фонд объектов, подготовленных для постановки оценочных
работ и выдачи соответствующих лицензий. Успешные поиски завершают-
ся оценочными работами, проводимыми с целью
прослеживания и оконтуривания выходов полезного ископаемого по
поверхности,
вскрытия их на глубину единичными скважинами или выработками,
первоначальной оценки возможных перспектив выявленного место-
рождения с определением прогнозных ресурсов и подсчетом части
запасов полезного ископаемого по категории С2.
Глубина поисков определяется достигнутой глубиной разработки
месторождений ПИ. Большинство металлических месторождений разраба-
тывается до первых сотен метров, и только на таких ПИ, как золото, алма-
зы, эксплуатационные выработки проникают на 1-3 км. Разведка и экс-
плуатация угольных месторождений проводится до глубин 1,5-2 км. Гео-
логи-нефтяники бурят обычные поисковые скважины до 5-6 км; в пределах
богатых нефтеносных площадей - до глубин 8-9 км.
При поисках важно не только обнаружить ПИ, но и дать его геолого-
экономическую оценку. Обычно из нескольких сотен и даже тысяч прояв-
лений ПИ только одно имеет промышленный интерес. Понятие «промыш-
ленное» или «непромышленное» месторождение является условным, так
как оно зависит от требований, предъявляемых к минеральному сырью.
Эти требования изменяются по мере развития техники, в результате чего
непромышленное месторождение со временем может стать промышлен-
ным. Это следует учитывать при оценке новых открытий.
Поисковые предпосылки и признаки
Первое обобщение поисковых признаков рудных жил содержится в
трудах М.В. Ломоносова, который выделил общие и «особливые» призна-
ки. Наиболее полное научное обобщение сделано проф. В.М. Крейтером
(1940). Им выделены поисковые геологические критерии, т.е. любые гео-
логические элементы, наличие которых указывает на возможность накоп-
ления в данных условиях тех или иных ПИ. Критерии подразделялись на
общие и локальные. Термин «поисковые геологические критерии» был
предложен В.М. Крейтером вместо термина «поисковые признаки». Поис-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
330
ковыми признаками им предлагалось называть только те факты, которые
прямо указывают, что месторождение или рудопроявление существует. В
последующих работах вместо термина «критерии» стали чаще употреб-
лять термин «геологические предпосылки»', поисковые признаки подразде-
лили на прямые и косвенные. Поисковые критерии - более общее понятие,
которое включает геологические предпосылки и поисковые признаки.
Таким образом выделяются две группы факторов, обосновывающих
прогноз и перспективы поисков ПИ - предпосылки и признаки поискового
прогнозирования. Предпосылки поискового прогнозирования - это любые
геологические факторы, позволяющие предполагать наличие ПИ. Геологи-
ческие предпосылки или их комплекс позволяют выделять территории,
перспективные на поиски месторожений полезных ископаемых. Среди
геологических предпосылок принято выделять стратиграфические, магма-
тические, структурные (структурно-тектонические), литолого-фациальные
и геоморфологические. Многие из них могут быть разделены на глобаль-
ные, региональные и локальные.
Признаки поискового прогнозирования - это такие геологические
факторы, которые непосредственно указывают на присутствие проявлений
ПИ. Различаются прямые и косвенные поисковые признаки. Прямые поис-
ковые признаки содержат в том или ином виде рудное вещество и поэтому
прямо указывают на наличие оруденения. К прямым поисковым признакам
относят рудные выходы, рассеянную рудную минерализацию, геохимиче-
ские ореолы и следы старых горных работ с остатками рудного материала.
Косвенные поисковые признаки свидетельствуют лишь о возможности об-
наружения оруденения. К ним относятся околорудные изменения горных
пород, минералы-индикаторы, геофизические аномалии, ботанические
признаки, историко-географические и археологические данные. Поисковые
признаки возникают одновременно с образованием месторождений или
появляются позднее при их разрушении.
Поисковые предпосылки
Стратиграфические предпосылки
Стратиграфические предпосылки заключаются в использовании воз-
раста геологических образований для прогноза и поисков ПИ. В истории
развития земной коры выделяются эпохи максимального накопления опре-
деленных видов экзогенных и эндогенных ПИ. Стратиграфические пред-
посылки имеют особое значение для осадочных месторождений таких по-
лезных ископаемых, как угли, горючие сланцы, соли, фосфориты, железо,
марганец. Образование этих месторождений происходило одновременно с
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
331
осадконакоплением, следовательно, они связаны с определенными страти-
графическими подразделениями. Например, образование более 90 % запа-
сов железа связано с процессами, протекавшими в докембрийское время. В
накоплении углей выделяются четыре главных периода: каменноугольный,
пермский, юрский, палеогеновый.
□□ 1ЕГО J 4
ГПа me z
Рис. 9.1. Распределение мировых запасов
ископаемых углей по геологическому
возрасту (в %): 1 - девон; 2 - карбон; 3 -
пермь; 4 - триас; 5 - юра; 6 - мел; 7 - па-
леоген - неоген
Стратиграфические предпосылки можно разделить на глобальные,
региональные и локальные. Глобальные стратиграфические предпосылки
касаются всех типов месторождений. Они выражаются в глобальных ме-
таллогенических (минерагенических) эпохах оруденения, специфичных
для каждого типа полезного ископаемого. Глобальные эпохи оруденения
охватывают всю историю развития земной коры - от архея до настоящего
времени. С течением времени происходила смена видов полезных иско-
паемых и типов месторождений (рудных формаций). Региональные страти-
графические предпосылки характерны для осадочных месторождений,
приуроченных к осадочным бассейнам. Бассейны образуются в платфор-
менных впадинах континентов и шельфов, во впадинах окраинных и внут-
ренних морей, в орогенных впадинах, в рифтах.
Магматпогенные предпосылки
Связь оруденения с магматизмом играет большую роль. Большинст-
во рудных и некоторая часть неметаллических полезных ископаемых обра-
зованы в результате магматических процессов. Существуют три аспекта
связи оруденения с магматизмом - связь оруденения с составом магмы,
связь оруденения с глубиной становления магматических тел и простран-
ственное размещение оруденения относительно магматических тел. Связь
с составом магмы является наиболее важным аспектом. Известно большое
количество магматических формаций, различающихся по составу, возрас-
ту, условиям размещения и рудоносности. Некоторые магматические фор-
мации сосредоточены в докембрийском временном отрезке (анортозиты,
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
332
граниты-рапакиви и т.д.), другие присутствуют во многих возрастных под-
разделениях (граниты, кимберлиты, карбонатиты), хотя характер их рудо-
носности с течением времени меняется. Связанные с ними рудные место-
рождения (золоторудные, порфировые, скарновые, грейзеновые и др.) мно-
гократно повторяются в истории Земли.
Рис. 9.2. Структурная схема
платформенного магматизма (по
С.В. Белову и др., 2008). Оранже-
вое - массивы ультраосновных
щелочных пород и карбонатитов;
фиолетовое - кимберлитовые
трубки; зелёное - проявления
траппового магматизма
Глубина становления магматических тел влияет на формирование
типов месторождений. Принято различать поверхностные (эффузивы и
вулканические туфы), близповерхностные субвулканические, гипабис-
сальные (глубина приблизительно 1-3 км) и абиссальные магматические
тела. Критериями глубины становления магматических тел могут быть
структура магматических пород (стекловатая, порфировая, порфиро-
видная, равномерно-зернистая), степень переработки ксенолитов вмещаю-
щих пород (остроугольные, оплавленные или полностью превращенные в
шлировыс выделения) и другие признаки.
Пространственная связь оруденения с магматизмом проявляется в
различной форме. Одни месторождения всегда залегают внутри магмати-
ческих тел (хромиты в дунитах, титано-магнетиты в пироксенитах, алмазы
в кимберлитах, апатиты и нефелиновых сиенитах и т.д.). Другие месторо-
ждения расположены на контакте или в зоне контакта магматических тел.
Если оруденение приурочено непосредственно к контакту с интрузивным
телом, можно говорить о структурно-магматическом контроле оруденения.
Третьи месторождения имеют пространственную статистическую связь с
магматическими комплексами, т.е. рудная провинция совпадает террито-
риально и связана генетически с конкретным комплексом, хотя может и не
находиться в непосредственном контакте с отдельными магматическими
телами. В некоторых случаях наблюдается зональное размещение оруде-
нения вокруг массивов - по удалению от него сменяются типы орудеиения.
Вблизи магматических тел расположены наиболее высокотемпературные
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
333
руды, по удалению от массива температура рудообразоваиия снижается и
руды сменяются средне- и низкотемпературными.
I |i F/Tfc
| е 161 Э 17 I С> I & f®~~| 9 Ц. |ю
Рис. 9.3. Зональное размещение месторож-
дений вокруг гранитного массива Кумыш-
таг в Таласском Алатау (по В.И. Смирно-
ву). 1- покровные отложения; 2- нижнепа-
леозойские отложения, 3- граниты; 4- ро-
говики; 5- пегматитовые жилы; 6- скарны с
шеелитом, молибденитом, арсенопиритом
и висмутином; 7- пирротиновые и халько-
пиритовые жилы, 8- арсенопиритовые жи-
лы; 9- полиметаллические жилы; 10-
кварц-карбонатные жилы с халькопиритом
и галенитом, а также границы зон распро-
странения типов оруденения
а) б) в)
Рис. 9.4. Схема связи эндогенных месторождений с магматическими образованиями: а-
генетическая связь с интрузивами; б- парагенетическая связь с интрузивами; в- параге-
нетическая связь с эффузивами. 1- месторождения; 2- интрувивные тела, 3- эффузивы;
4- магматические и рудоносные очаги; 5- векторы связи
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
334
Структурные предпосылки
Структурные (структурно-тектонические) предпосылки обусловлены
историей формирования Земли и земной коры и играют главную роль, они
определяют размещение магматических и осадочных формаций и связан-
ных с ними месторождений; заключаются в использовании тектонических
структур земной коры для прогноза и поисков МПИ. В основу прогноза
ПИ принимается тектоническое положение изучаемого объекта по отно-
шению к наиболее крупным структурам земной коры. Характер крупных
тектонических структур, размеры, история их формирования во многом
определяют размещение ПИ и могут использоваться для обоснования про-
гноза и поисков месторождений, как выходящих на поверхность земли, так
и скрытых.
Таблица 9.1
Тектоно-магматические этапы развития материков (по В.И. Смирнову)
№ Т ектоно-магматический этап Возраст, млн. лет № Т ектоно-магматический этап Возраст, млн. лет
1 Гренландский 5000-3800 7 Байкальский 1000-600
2 Кольский 3800-2800 8 Каледонский 600-400
3 Беломорский 2800-2300 9 Герцинский 400-250
4 Карельский 2300-1800 10 Киммерийский 250-100
5 Готский 1800-1500 11 Альпийский 100-0
6 Гренвилъский 1500-1000
Структурными элементами первого порядка являются крупные блоки
земной коры. Современная земная кора разделена на несколько десятков
геоблоков (плит) различного размера и ориентировки. Плиты уходят на
глубину в сотни метров и перемещаются по астеносфере и по более глубо-
ким горизонтам мантии. На самых крупных геоблоках расположены мате-
рики: Евразия, Африка, Северная и Южная Америка, Австралия, Антарк-
тида. Современные материки включают в себя не только континенты, но и
прилегающий к ним шельф. Корни литосферных плит и материков уходят
на глубину до 130 км в верхнюю мантию.
Структурными элементами континентов второго порядка являются
кратоны - устойчивые части континентов, большей частью погребенные
под платформенными отложениями, и подвижные пояса (складчатые об-
ласти). С течением времени подвижные пояса стабилизируются и перехо-
дят в платформенный режим. Подвижные пояса фанерозоя имеют различ-
ный возраст: Северо-Атлантический и Арктический подвижные пояса
сформировались в каледонскую эпоху складчатости, Урало-Охотский пояс
имеет каледонско-герцинский возраст, Тихоокеанский и Средиземномор-
ский пояса относятся к альпийской эпохе. Подвижные пояса представляют
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
335
собой области интенсивной складчатости и магматизма, возникшие при
коллизии (столкновении) и относительном перемещении океанических и
материковых плит.
На кратонах выделяют тектонические элементы третьего порядка:
кристаллический фундамент различного возраста, платформенный чехол,
включая шельф, континентальные рифты, активные окраины континентов
и зоны тектономагматической активизации. Кристаллический фундамент
может быть докембрийским (на Русской платформе) и палеозойским (в За-
падной Сибири, на Туранской плите). Если кристаллический фундамент
перекрыт платформенным чехлом, он образует нижний структурный этаж,
а платформенный чехол - верхний структурный этаж. Выходы докембрий-
ского кристаллического фундамента на дневную поверхность называют
кристаллическими щитами (Фенноскандинавский, Украинский, Анабар-
ский и др.).
Существуют многочисленные локальные структурные элементы бо-
лее низких порядков. Они слагают рудные узлы, рудные поля, различные
структурные ловушки, зоны трещиноватости, отдельные трещины, жилы,
жильные зоны, штокверки. Можно привести большое количество подоб-
ных месторождений, контролируемых структурными элементами различ-
ного возраста: Балей, Кочкарское, Наталка, Нежданинское, Сухой Лог, Де-
путатское в России, Мурунтау в Узбекистане, Кумтор в Киргизии, Колар в
Индии и многие другие.
Рис. 9.5. Обобщенные схемы пространственного положения скрытых месторождений в
различных тектонических условиях: а- на платформах с докембрийским фундаментом;
б- на платформах с палеозойским фундаментом; в- в краевых и внутренних прогибах; г-
в складчатых зонах различного возраста; д- во впадинах складчатых зон. 1- фундамент
платформ, прогибов и впадин; 2- складчатые зоны; 3- осадочный чехол; 4- рыхлый по-
кров четвертичного возраста; 5- покровы базальтов; 6- разломы; генетические типы
скрытых месторождений: 7- коры выветривания, 8- осадочные, 9- магматические, 10-
постмагматические, 11- метаморфогенные
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
336
Ведущими тектоническими предпосылками эндогенных месторож-
дений являются проницаемые зоны, представляющие собой системы раз-
рывных нарушений в земной коре, в пределах которых концентрировались
интрузивы, проникали постмагматические растворы, создававшие место-
рождения. Такие зоны создают аномальные геофизические и геохимиче-
ские поля. Многие из них связаны с активизацией тектонических структур.
По масштабу проявления проницаемые зоны могут быть планетарными,
региональными, локальными.
Литолого-фациальные предпосылки
Литолого-фациальные предпосылки основаны на предположении о
связи некоторых осадочных и остаточных месторождений с определенны-
ми фациями или типами горных пород. Фациальные условия устанавлива-
ют в основном по литологическому составу горных пород и по ископаемой
фауне. Кроме того, при исследовании фаций учитывают геолого-
структурную обстановку. Результаты изучения фаций изображают на па-
леогеографических картах. Главными типами литологических формаций,
включающих ПИ, являются: континентальные - обломочные, красноцвет-
но-обломочные, вулканогенно-осадочные; морские - карбонатные, карбо-
натно-обломочные, обломочные, вулканогенно-осадочные; лагунные - со-
леносные (для аридного климата), угленосные (для гумидного климата).
Такого рода предпосылки широко используются при выявлении же-
лезорудных и марганцеворудных горизонтов, а также связанных с ними
опок, спонголитов, яшм. Большинство бокситовых месторождений при-
урочено к корам выветривания, развивающимся главным образом на гра-
нитах и сиенитах. Силикатные никелевые руды залегают в коре выветри-
вания ультраосновных пород. Угленосные отложения состоят преимуще-
ственно из тонкообломочного терригенного материала. Наличие в разрезе
крупнообломочных толщ (конгломератов), как правило, является отрица-
тельным фактором при оценке угленосности района.
Н.М. Страхов разработал фациальный профиль накопления экзоген-
ных ПИ, связанных с литологическими формациями. Профиль составлен
для гумидного климата, характеризующегося положительной среднегодо-
вой температурой, преобладанием осадков над испарением, обилием на
поверхности суши активного «.живого вещества». Из схемы фациального
профиля при переходе от континента к океану видно, что кремнистые по-
роды (опоки), горючие сланцы, марганцевые и фосфорные руды, а также
глауконит образуются в морских условиях на шельфе. Железные оолито-
вые руды формируются в прибрежно-морских условиях (Керченское, Аят-
ское) и в дельтах рек (Лисаковское). Угольные месторождения (паралличе-
ские угли) в прибрежных равнинах распространены на континентах. Ме-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
337
сторождения коры выветривания расположены на пенепленах - равнинных
территориях, которые устойчивы в течение продолжительного отрезка
времени, достаточного для образования кор выветривания. Можно доба-
вить, что образование месторождений ископаемых солей происходит в ла-
гунных условиях, а железо-марганцевые конкреции расположены на дне
океанов.
Рис. 9.6. Фациаль-
ный профиль осад-
кообразования в ус-
ловиях гумидного
климата (по Н.М.
Страхову, 1955)
Разновидностью литолого-фациальных предпосылок является лито-
логический контроль оруденения, характерный для постмагматических ме-
сторождений. Роль литологии заключается в том, что метасоматическое
оруденение избирательно замещает химически активные горные породы.
Так, скарновые месторождений могут избирательно замещать горизонты
известняков, ангидритов и галита. Медно-колчеданные руды избирательно
замещают кислые вулканиты, но практически отсутствуют в основных
вулканических породах.
Геоморфологические предпосылки
Геоморфологические предпосылки отражают связь оруденения с со-
временными или древними типами рельефа. Использование форм рельефа
для поисков ПИ было известно еще в глубокой древности. Образно о гео-
морфологических предпосылках писал еще М.В. Ломоносов: «Ежели ка-
кая-нибудь продолговатая по горе лежащая логовина или борозда в таком
месте лежит, где не можно подумать, что ее водой промыло, то надобно
тут поискать, буде гора сама общие признаки в себе находящихся руд по-
казывает». Формирование рельефа земной поверхности определяет про-
странственное положение месторождений, связанных с разрушением ко-
ренных пород и переотложением рыхлого материала. Наибольшее значе-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
338
ние геоморфологические критерии имеют при поисках россыпных место-
рождений. Изучение истории формирования современных и древних реч-
ных долин способствует открытию различных россыпных месторождений
благородных металлов.
Россыпи образуются в основном в аллювиальных и в прибрежно-
морских условиях. Встречаются погребенные аллювиальные россыпи, за-
топленные морем в результате трансгрессии. В россыпях накапливаются
золото, платиноиды, алмазы, касситерит, монацит, циркон, ильменит и
многие другие ценные минералы, устойчивые к физическому и химиче-
скому выветриванию. Как правило, это тяжелые минералы, поэтому они
тяготеют к нижней части аллювиальных отложении. В аккумулятивных
формах рельефа накапливаются также песчано-гравийные строительные
материалы.
Россыпи часто имеют сложное строение. В аллювиальной россыпи
золота может содержаться несколько продуктивных пластов. Самая боль-
шая долинная россыпь находится на дне долины - на плотике. Выше рас-
положены несколько небольших «висячих» россыпей, сформировавшихся
на «ложных» плотиках. На склонах долины содержатся террасовые россы-
пи. Это бывшие долинные россыпи, которые после понижения базиса эро-
зии и углубления речной долины оказались на террасах. На рис.7 видны
три террасовые россыпи. Изредка встречаются русловые россыпи на дне
водных потоков и носовые россыпи на отмелях, сложенные мелким золо-
том. Россыпи сопровождаются непромышленными концентрациями или
единичными знаками золота на своем продолжении. Такие проявления зо-
лота называются «хвостом» россыпи и служат поисковым признаком.
Рис. 9.7. Разрез
типичной аллю-
виальной россы-
пи золота в Лен-
ском районе (по
Ю.П. Казаке-
вич). 1- галечни-
ки; 2- пески; 3-
пески с галькой;
4- морена; 5-
илы; 6- щебенка;
7- рудные пла-
сты; 8- коренные
породы (плотик)
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
339
Прямые поисковые признаки
Рудные выходы
Рудные выходы - это естественные на дневной поверхности или ис-
кусственные (вскрытые горными выработками или скважинами) выходы
рудного тела. Рудный выход на дневной поверхности или вблизи нее нахо-
дится под воздействием физического и химического выветривания и часто
заметно преобразуется по сравнению с первичными рудами, что затрудня-
ет его опознание.
Рис. 9.8. Увеличение размеров окисленной
части мышьякового рудного тела на выхо-
де. 1- арсеноплрлтовая руда; 2- скородито-
вая руда; 3- известняки; 4- делювий (по
В.И. Смирнову, 1969)
Рассеянная рудная минерализация
Рассеянная рудная минерализация представляет собой непромыш-
ленное оруденение за пределами промышленных контуров месторожде-
ний. Нередко рассеянная минерализация встречается вне связи с месторо-
ждениями, но и в этом случае она может указывать на возможное нахож-
дение промышленного оруденения в рудном районе. Так, вкрапленность и
прожилки халькопирита, сфалерита, галенита видны невооруженным гла-
зом при содержаниях в сотые доли процента, что на 1-2 порядка ниже
промышленных содержаний.
Рис. 9.9. Схема зональности
минерализации месторож-
дения Бингхем-Каньон (по
Н.В. Дудкину, 2013). 1- зона
вкрапленной медной мине-
рализации; 2- зона развития
молибденита; 3- зона мак-
симальных содержаний
борнита; 4- ореол пиритиза-
ции; 5- зона свинцово-
цинковой минерализации;
6- кварцевые латиты; 7- ла-
титы; 8- кварцевые монцо-
нит-порфиры
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
340
Россыпи золота за пределами промышленных содержаний сопрово-
ждаются единичными чешуйками золота (т.н. «знаками»), которые обра-
зуют «хвост» россыпи. Залежи бокситов карстового типа окружены бокси-
тоносными глинами, в которых гидроксиды алюминия присутствуют в
подчиненном количестве. Появление подобной рассеянной рудной мине-
рализации способствует обнаружению промышленного оруденения.
Геохимические ореолы
Геохимические ореолы сопровождают большинство эндогенных ме-
сторождений, образуя геохимические аномалии. Геохимические ореолы
делят но происхождению, по отношению к уровню эрозионного среза и по
среде нахождения химических элементов. По происхождению различают
первичные и вторичные ореолы и потоки рассеяния. Первичные ореолы
расположены в коренных породах и образуются одновременно с месторо-
ждением. Первичные ореолы распространены на первые сотни метров над
месторождениями, а так называемые «струйные» ореолы могут уходить от
месторождения по трещинам в земной коре еще дальше. По отношению к
уровню эрозионного среза первичные ореолы делятся на открытые, слепые
и погребенные.
Важная особенность первичных ореолов - их зональное строение.
Более подвижные химические элементы располагаются над месторожде-
нием, менее подвижные - под месторождением. Л.Н. Овчинников, С.В.
Григорян и Э.Н. Баранов в 1973 г. путем обобщения данных по многим
гидротермальным месторождениям выявили единый статистический ряд
элементов-индикаторов, отражающих вертикальную зональность первич-
ных ореолов (от подрудных сечений к надрудным): W^>Be^>Snr^Mo^>
Ni^As1-^Bi^Cu1-^Sn2-^Zn-^Pb^Ag^Cu2-^As2-^Sb^Ba-^Hg. Законо-
мерное размещение химических элементов в ореоле позволяет оценивать
уровень эрозионного среза месторождений и определять его надрудную и
подрудную части. А.П. Соловов предложил выделять пять уровней эрози-
онного среза первичных геохимических ореолов: I- надрудный, II- верхне-
рудный, III- среднерудный, IV- нижнерудный, V- подрудный. Изучая по-
ведение химических элементов в первичном геохимическом ореоле, можно
оценить уровень эрозионного среза ореола и рудного тела.
Вторичные ореолы возникают в результате разрушения месторожде-
ния и рассеяния рудного материала. На дневной поверхности физико-
химическое выветривание вызывает появление механических ореолов, ко-
торые представлены обломочным материалом различной крупности - от
валунно-галечного до тонко дисперсного. В зависимости от характера
рельефа обломочный материал может превращаться в элювий, но чаще пе-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
341
ремещается вниз по склону под действием силы тяжести и водных пото-
ков, образуя делювиальные, пролювиальные и аллювиальные ореолы и по-
токи рассеяния. Особый интерес представляет песчаная фракция, которая
перемещается постоянными и временными водными потоками, образуя
шлиховой ореол или россыпи на некотором удалении от коренного источ-
ника. Материалом для россыпей могут служить не только коренные место-
рождения, но и рассеянная рудная минерализация. Для геохимического ме-
тода поисков используются также потоки рассеяния в донных осадках рек.
Повышенное содержание рудных элементов указывает на возможность на-
хождения месторождения в бассейне водосбора.
Рис. 9.10. Первичные геохи-
мические ореолы (по А.П.
Соловову): а- открытые, б-
погребенные, в- слепые, г-
слепые погребенные. 1- элю-
виально-делювиальные отло-
жения; 2- песчано-глинистые
отложения; 3- граниты; 4-
другие вмещающие породы;
5- рудные тела с первичными
геохимическими ореолами; 6-
вторичные геохимические
ореолы
Агенты выбривания и денудации
Рис. 9.11. Блок-диаграмма вторичного
ореола рассеяния. 1 - элювий-делювий;
2 - аллювий; 3 - рудное тело и его пер-
вичный ореол; 4 - рудовмещающие
горные породы; 5 - контуры аномаль-
ных содержаний металла
По среде нахождения химических элементов геохимические ореолы
бывают литохимические, гидрохимические, атмохимические и биогеохи-
мические. Литохимические ореолы обусловлены присутствием в элювии,
делювии и в коренных породах химических элементов в минеральной тон-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
342
кодисперсной форме, в сорбированной форме, в элементарной форме. Ли-
тохимические ореолы бывают первичными (в коренных породах), вторич-
ными (в рыхлых покровных отложениях) и потоками рассеяния (в донных
осадках рек).
Гидрохимические ореолы развиты в подземных водах и появляются
при растворении рудных компонентов и перемещении их в направлении
движения подземных вод. Наиболее часто гидрохимические ореолы пред-
ставлены сульфатами, хлоридами, гидрокарбонатами и другими легко рас-
творимыми в воде солями. В поведении гидрохимических ореолов отме-
чаются сезонные колебания, и на них оказывают влияние климатические
условия. Ореолы рассеяния рудных элементов в водных потоках имеют
различную форму, зависящую от направления движения воды (рис. 12).
Гидрохимические ореолы могут представлять собой важные поисковые
признаки особенно месторождений, скрытых на некоторой глубине от со-
временной поверхности.
Рис. 9.12. Форма гидрохи-
мических ореолов: а- ореол
в стоячих и малоподвиж-
ных водах; б- ореол вытя-
нут в форме эллипса по на-
правлению сноса элемента
и движения воды; в- шлейф
(наиболее хорошо выра-
женный водный поток); г-
сектор; д- веер. 1- изоли-
нии концентрации рудных
элементов; 2- направление
движения воды; 3- рудное
тело
Атмохимические ореолы наблюдаются в подземных газах, иногда
вблизи дневной поверхности. Наиболее известны скопления углеводоро-
дов, в первую очередь метана, над месторождениями горючих полезных
ископаемых. Большинство гидротермальных месторождений сопровожда-
ются повышенным содержанием ртути, а радиоактивные полезные иско-
паемые - повышенным содержанием радона в подземных газах.
Биогеохимические ореолы обусловлены аккумуляцией растениями
микроэлементов из почвы и подземных вод, с повышением их содержаний
иногда в десятки и сотни раз. Микроэлементы накапливаются в золе раз-
личных частей растений (в листьях, ветках, коре, корнях и т.д.). Отмечают-
ся сезонные колебания в содержании микроэлементов.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
343
Следы старых горных работ
Следы старых горных работ с остатками рудного материала распро-
странены в горнодобывающих районах. В предыдущие века добывались в
основном богатые руды с видимым оруденением и в легкодоступных усло-
виях. В наше время, благодаря техническому прогрессу в области перера-
ботки руд, становится возможным эффективно перерабатывать бедные ру-
ды. Не исключено обнаружение богатых руд глубже старых горных работ.
Косвенные поисковые признаки
Околорудные изменения вмещающих пород
Околорудные изменения вмещающих пород - важнейший поисковый
признак. Многие месторождения, в первую очередь эндогенные, сопрово-
ждаются характерными изменениями вмещающих пород. По предложению
В.А.Жарикова (1988), Б.И.Омельяненко (1978) и др. околорудно изменен-
ные породы, имеющие локальное распространение, называют метасома-
тическими формациями, имеющими более более низкий структурный по-
рядок по отношению к геологическим формациями. Метасоматические
формации в большинстве случаев имеют зональное строение. Отдельные
зоны называются метасоматическими фациями. Каждая метасоматиче-
ская формация и метасоматическая фация сложена определенным набором
одновременно образованных вторичных минералов. Характерна связь ряда
метасоматических формаций с магматическими формациями.
Измененные околорудные породы являются важным поисковым кри-
терием месторождений различного генезиса в связи с тем, что они, как
правило, ярко окрашены и распространены на площадях, значительно пре-
восходящих размеры тел полезных ископаемых. Наиболее характерными
околорудными изменениями вмещающих пород эндогенных месторожде-
ний являются
скарнирование (месторождения железа, меди, полиметаллов, вольф-
рама, молибдена, золота, олова, бора),
грейзенизация (месторождения олова, вольфрама, молибдена, берил-
лия, тантала, ниобия, висмута),
каолинизация (средне- и низкотемпературные месторождения свин-
ца, цинка, золота, олова, флюорита, ртути),
серицитизация (месторождения золота, меди, цинка, свинца, редких
металлов),
окварцевание,
доломитизация.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
344
Рис. 9.13. Зоны измененных пород в южном борту 3-го карьера Гайского месторожде-
ния (по А.И. Малышеву, 2011). 1- юго-восточная, 2- южная зоны измененных пород, 3-
кварциты с обильной пиритовой вкрапленностью, 4- сплошные сульфиды
КЗ
Рис. 9.14. Разрез Промежуточного руд-
ного тела Худесского месторождения
(по Н.С. Скрипченко, 1966). 1- спилиты;
2- спилиты с вариолитовыми текстура-
ми; 3- лапиллиевые брекчии; 4- диори-
товый порфирит; 5- медисто-
цннковисто-колчеданная массивная ру-
да; 6- кварц-серицит-хлоритовые пири-
тизированные породы
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
345
Минералы-индикаторы
Минералы-индикаторы являются поисковым признаком для некото-
рых месторождений. Наиболее известный пример - пироп служит одним из
главных поисковых признаков кимберлитов, с которыми связаны алмазные
месторождения. Именно по пиропу найдены алмазные месторождения
Якутии, Архангельской области и некоторых зарубежных стран. Минера-
лы-индикаторы выявляются при шлиховом методе поисков и представле-
ны тяжелыми минералами, устойчивыми к физическому и химическому
выветриванию. Обычно в шлихах присутствует не один минерал-
индикатор, а закономерная минеральная ассоциация, характеризующая ис-
точник ее возникновения. Источником могут быть не только месторожде-
ния, но и горные породы, с которыми могут быть связаны месторождения.
Минеральные ассоциации образуют открытые и погребенные шлиховые
ореолы, которые служат поисковым признаком для многих ПИ, прежде
всего для золота, платиноидов, алмазов и ряда др.
Поисковое значение имеют свойства и состав минералов в шлихах.
Н.З. Евзикова обратила внимание на то, что кристаллографическая огранка
и свойства касситерита и некоторых других минералов зависят от типов
месторождений и от уровня их эрозионного среза: в сульфидно-
касситеритовых месторождениях присутствует длиннопризматический и
светлоокрашенный касситерит. В пегматитовых жилах касситерит корот-
ко-столбчатый и темноокрашенный до темно-бурого, почти черного цвета.
В темно-окрашенных касситеритах заметно возрастает содержание приме-
сей. Подобные закономерности отмечаются для многих минералов-
индикаторов: кварца, пирита, сфена, хромшпинелидов и др.
Рис. 9.15. Габитус кристаллов касситерита
(по Н.З. Евзиковой, 1984). Месторождения:
а- сульфидно-касситеритовые; б, в- силикат-
но- касситеритовые; г, д- кварц-
касситеритовые
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
346
Геофизические аномалии
Геофизические аномалии играют большую роль при поисках место-
рождений. Геофизические аномалии бывают магнитные, гравитационные,
электрические и радиометрические. Магнитные аномалии основаны на
изучении относительной напряженности магнитного поля, создаваемого
магнитной массой руд. Главным минералом, создающим магнитные поля,
является магнетит в рудах и во вмещающих породах. Значительно мень-
шую роль играет моноклинный пирротин. Магнитные аномалии бывают
положительные и отрицательные. Положительные аномалии возникают за
счет скопления магнитных минералов, прежде всего магнетита, и сопро-
вождают месторождения железных руд (рис. 16), а также богатые магнети-
том вмещающие породы.
Рис. 9.16. График вертикальной составляющей
магнитного поля над месторождением желези-
стых кварцитов (по Г.С. Поротову, 2012). 1-
покровные отложения; 2- сланцы; 3- желези-
стые кварциты; 4- значения Z
Гравитационные аномалии появляются за счет аномалий силы тяже-
сти Ag. Плотные руды или горные породы, например ультраосновные или
основные магматические породы, залегающие среди менее плотных вме-
щающих пород (песчаников, известняков и пр.),создают положительные
аномалии. Такие аномалии сопровождают месторождения железа, хроми-
тов, сплошных сульфидных руд. Отрицательные аномалии характерны для
соляных куполов, различных впадин (кальдер, карстовых полостей и пр.),
заполненных обломочным материалом. На величину гравитационного поля
заметно влияет подземный рельеф под покровными отложениями. Сказы-
вается также влияние горного рельефа местности. Поэтому часто возника-
ют ложные гравитационные аномалии. Для получения более точной карти-
ны гравитационного поля вводят различные поправки на рельеф и на дру-
гие природные особенности.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
347
Электрические аномалии основаны на изучении различных электри-
ческих процессов, происходящих в земной коре, как естественных, так и
искусственных, вызванных воздействием электрического тока или элек-
тромагнитных колебаний. Естественные электрические (теллурические и
магнитотеллурические) поля обусловлены внутриземными и космически-
ми причинами. Внутриземные электрические поля могут быть вызваны
движением магмы, подземных вод, медленным перемещением земной ко-
ры, землетрясениями и другими причинами. К космическим причинам от-
носят воздействие плазмы Солнца на ионосферу, в том числе и появление
магнитных бурь. Отмеченные явления создают как постоянные электриче-
ские токи внутри Земли (теллурические токи), так и электромагнитные ко-
лебания (магнитотеллурические поля) в результате взаимодействия маг-
нитного поля Земли с ионосферными и другими процессами.
Рис. 9.17. Аномалии кажущегося электри-
ческого сопротивлений рк и поляризуемо-
сти <р над токопроводящим рудным телом
(сульфидными рудами). А и В - электроды
(по Г.С. Поротову, 2012)
Радиометрические аномалии вызваны радиацией, создаваемой при-
родными радиоактивными элементами и их изотопами. Обычно изучается
интенсивность гамма-излучения. Радиометрические аномалии проявлены
над радиоактивными месторождениями урана и тория. Но аномалии соз-
даются не этими химическими элементами, а промежуточными продукта-
ми их распада, например изотопами радия или радона. Для месторождений
урана и тория радиоактивные аномалии можно отнести к прямым поиско-
вым признакам. Но радиоактивные аномалии сопровождают также многие
гидротермальные и инфильтрационные месторождения, т.е. носят косвен-
ный характер. Обычно во внешней зоне колонки метасомэтических пород,
сопровождающих гидротермальные месторождения, отмечается повышен-
ная радиация за счет присутствия небольшого количества радиоактивных
элементов. Это таккже косвенные поисковые признаки.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
348
Ботанические признаки
Ботанические признаки месторождений полезных ископаемых ис-
пользовались еще в глубокой древности - люди замечали, что в местах, бо-
гатых определенными минералами, растения выглядели не так, как обыч-
но. Биогенные (биогеохимические) ореолы и аномалии формируются в
растительном покрове. Типоморфные элементы органического вещества -
углерод, водород, азот, кислород составляют в сумме 98% массы растений.
Все остальные элементы являются второстепенными, поглощаемыми рас-
тениями в незначительных количествах.
Содержания микроэлементов в золе растений очень малы даже в
пределах рудного поля по сравнению с кларками в подстилающих горных
породах. Например, габбро имеет кларк меди 160 г/т; в золе растений над
рудными телами одного из участков, приуроченного к габбро, содержание
меди всего 10 г/т, в золе растений за пределами рудного поля над габбро
1 г/т. В связи с низкими содержаниями рудных элементов в растениях био-
геохимические ореолы рассеяния имеют ограниченное применение для
прогноза и поисков рудных месторождений.
Некоторый интерес при проведении полевых поисковых работ пред-
ставляют визуально различимые растения-индикаторы определенных хи-
мических элементов. Такие растения разделяются на универсальные инди-
каторы - всегда и везде указывающие на наличие определенных элементов
в почвах, например, цинковая или галмейная фиалка (Viola calaminaria) и
галмейная якутка (Thlaspi calominarium) произрастают над цинковыми ру-
дами и локальные индикаторы - свидетельствующие о наличии определен-
ных элементов лишь в отдельных районах, например, качим (Gypsophila
patrinii) и др. Кроме того, в районах месторождений иногда наблюдаются
специфические внешние изменения растений, вызванные дедйствием того
или иного химического элемента: уменьшение или увеличение размера
растений, изменений окраски цветов и т. и.
Важное значение для геологического картирования и поисков ПИ
имеют геоботанические аномалии, представляющие собой преимущест-
венное развитие специфических видов и форм растений на определенных
горных породах. Например, сосна растет в основном на песчаных почвах,
береза и осина - на глинистых и т. д. Различия подобного рода отчетливо
прослеживаются на космо- и аэро-снимках, дешифрирование которых по-
зволяет выделять площади, благоприятные для накопления отдельных ви-
дов ПИ.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
349
Галмейная фиалка (Viola lutea subsp. calaminaria)
произрастает над цинковыми рудами
Галмейная якутка (Thlaspi
calominarium) произрастает над
цинковыми рудами
Качим Патрэна - Gypsophila ра-
trinii Ser. Европа, Средняя Азия,
Сибирь, Сев. Монголия. В камени-
стых степях, по склонам, среди га-
лечника по берегам рек. На Алтае
произрастает над медными рудами
Рис. 9.18. Различимые растения-индикаторы
© В.И.Щеглов Основы поисков и разведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
350
Методы поисков
Наземные методы поисков
Наземные методы поисков являются ведущими методов, так как они
решают главную задачу - выявление МНИ на континенте. Наземные мето-
ды поисков ПИ могут осуществляться пешеходными маршрутами, а также
с использованием различных транспортных средств: автомашин, тракто-
ров, вездеходов.
Геологическая съемка как метод поисков
Геологическая съемка, имеющая целью составление геологической
карты, в то же время является и процессом площадного обследования для
выявления ПИ, одним из главных поисковых методов. При проведении
геологической съемки фиксируются все геологические факторы, которые
могут рассматриваться как поисковые предпосылки. Анализ геологической
карты позволяет выделить участки, перспективные на обнаружение тех
или иных ПИ, определить направление поисковых работ и методы поис-
ков. В каждом гелогосъемочном маршруте постоянно выполняются поис-
ковые наблюдения по обнаружению проявлений ПИ и их признаков. Ре-
зультатами геологической съемки являются не только геологические кар-
ты, но и карты ПИ, металлогенические карты, карты прогноза и т.п. Один
из самых важных результатов геологической съемки заключается в откры-
тии МПИ. Известно очень много примеров таких открытий - Горевское
полиметаллическое, Сарылахское сурьмяное месторождения и др. В США
в 1945-1955 гг. 50% открытых месторождений выявлено при проведении
геологических маршрутов. Геологическая съемка является не только од-
ним из методов поисков ПИ, но и научной основой комплексирования дру-
гих поисковых методов.
Минералогические методы поисков
Минералогические методы применяются для выявления и окон-
туривания минералогических полей и выделения среди них минералогиче-
ских аномалий (ореолов рассеяния), связанных с ПИ. Группа минералоги-
ческих методов включает:
• методы выявления и оценки выходов ПИ на поверхности;
• методы выявления и оценки ореолов рассеяния минералов:
в рыхлых отложениях -
° валунно-ледниковый,
° обломочно-речной (русловой и склоновый),
° шлиховой,
в коренных породах -
° метод минералогического картирования,
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
351
° протолочно-шлиховой метод.
Валунно-ледниковый метод применяется при поисках ПИ в северных
районах (Кольский п-ов, Карелия, Северный Урал), покрытых чехлом лед-
никовых отложений (ледниковые морены), нередко достигающих мощно-
сти 15-20 м и более. В моренах наряду с обломками и валунами горных
пород могут попадаться валуны полезного ископаемого или обломки ру-
довмещающих пород. Площадь ореолов рассеяния рудных валунов колеб-
лется в больших пределах. Известны случаи, когда валуны были унесены
от коренного месторождения на 126 км. Сущность метода состоит в оты-
скании рудных валунов на площади поисков и в нанесении на карту пунк-
тов их обнаружения. По форме ореола рассеяния рудных валунов можно
определить направление их перемещения от коренного источника (рис. 19).
Обычно она напоминает веер, ориентированный своей широкой частью в
направлении движения. Вершина веера указывает на месторождение ко-
ренных рудоносных пород.
Рис. 9.19. Изображение валунного Рис. 9.20. Схема строения делювиальных ореолов
веера и результаты подсчета валу- рассеяния в зависимости от положения рудного
нов. Заштрихованы обнажения ко- выхода в рельефе. 1 - рудное тело; 2 - ореол рас-
ренных горных пород. В процентах сеяния; 3 -горизонтали рельефа
- количество рудных валунов.
0% /Л 4' 20% -ЭД?
Обломочно-речной метод заключается в нахождении и прослежива-
нии обломков или галек полезных ископаемых, а также характерных вме-
щающих пород (скарны, кимберлиты и т. п.) вдоль речной сети. Наблюде-
ния ведутся вверх по течению рек. При приближении к источнику сноса
(месторождение или рудопроявление) количество обломков увеличивается,
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
352
а степень их окатанности уменьшается. С исчезновением галек полезных
ископаемых в аллювии поиски направляются вверх по бортам долины. По
полученным данным составляется схема обломочного веера (рис. 20) и про-
изводится вскрытие коренного источника обломков.
Шлиховой метод. Шлихом называют концентрат тяжелых минера-
лов, получаемых в результате промывки материала пробы из рыхлых от-
ложений или дробленых коренных пород. Масса исходной шлиховой про-
бы - 30-50 кг. Шлихи характеризуют состав механических ореолов рассея-
ния, с их помощью можно определить пути сноса ПИ и их коренной ис-
точник. В шлихах из аллювиально-делювиальных отложений могут нахо-
диться неустойчивые в зоне окисления минералы (например, сульфиды),
что указывает на непосредственную близость коренного источника. С по-
мощью шлихового метода производятся поиски коренных месторождений
золота, платины, касситерита, вольфрамита, колумбита, рутила, ильменита,
монацита, алмазов и др.
Рис. 9.22. Выявление возможного на-
хождения коренных месторождений с
помощью шлихового опробования. 1-
пустые пробы; 2- пробы с рудными ми-
нералами; 3- площади с коренными ме-
сторождения
Рис. 9.21. Кружковая шлиховая карта:. 1- ма-
ло минерала; 2- среднее количество минера-
ла; 3- много минерала; 4- золото; 5- кассите-
рит; 6- шеелит; 7- шлиховые минералы от-
сутствуют; 8- место взятия пробы и ее номер
Анализ шлиха производится непосредственно после промывки про-
бы и заключается в определении минералов с помощью лупы. Детальный
анализ шлихов осуществляется в лаборатории. Камеральная обработка ре-
зультатов шлихового опробования заключается в составлении шлиховых
карт, на которые выносятся все данные лабораторного изучения шлихов.
Наиболее распространенные способы нанесения проб - точечный и круж-
ковый. На точечных картах минералы, встреченные в шлихах, указываются
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
353
индексами. На кружковых картах содержится количественная характери-
стика минералов шлиха (рис.21}.
По ассоциациям минералов, встречаемых в шлиховых пробах, можно
судить о возможном типе разрушаемого коренного месторождения. На
шлиховые карты обычно выносятся основные геологические контуры и
границы, поисковые критерии и признаки. По результатам геоморфологи-
ческих наблюдений составляются геоморфологическая карта и карта чет-
вертичных отложений. Анализ всех этих материалов позволяет выделить
перспективные участки и площади для поисков коренных и россыпных ме-
сторождений полезных ископаемых (рис. 22).
Геохимические методы поисков
Геохимические методы применяются для изучения геохимических
полей, выявления, оконтуривания и оценки геохимических аномалий, соз-
даваемых ПИ в литосфере, гидросфере, биосфере и атмосфере. Общими
принципами геохимических методов являются
□ массовое опробование,
□ ускоренный анализ проб,
□ наглядное изображение результатов.
Основные операции геохимического опробования включают
□ отбор проб,
□ обработку (подготовку) проб,
□ анализ проб,
□ обработку результатов анализов,
□ графическое оформление.
По условиям локализации объектов опробования геохимические ме-
тоды подразделяются на четыре группы:
• литохимические,
• гидрохимические,
• биогеохимические,
• атмохимически е.
Различают также геохимические поиски по первичным и вторичным
ореолам рассеяния. Наибольшее распространение в практике поисковых
работ нашли геохимические методы, основанные на изучении вторичных
ореолов рассеяния. Литохимический метод поисков основан на система-
тическом опробовании коренных пород и рыхлых отложений. Плотность
сети опробования определяется масштабом поисковых работ. В общем
случае геохимические профили, как правило, совпадают с линиями геоло-
гических маршрутов, шаг опробования - расстояние между пробами в про-
филях - определяется масштабом поисковых работ (табл. 2).
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
354
Таблица 9.2
Густота сети отбора проб при литохимических поисках
Масштаб по- исков Расстояние между про- филями, м Расстояние между пробами (шаг опробования), м Число проб на 1 км
1 : 200 000 2000 100-50 5-10
1 : 100 000 1000 100-50 10-20
1 : 50 000 500 50 40
1 : 25 000 250 50-20 80-250
1 : 10 000 100 20-10 500-1000
1 : 5 000 50 20-10 1000-2000
1 : 2 000 20 10 4000-10 000
Рис. 9.23. Первичные ореолы вокруг рудных тел (месторождение Вост. Канимансур)
1- фельзиты и сферолит-порфиры; 2- туфы и туфолавы; 3- андезитобые порфириты; 4-
тектонические нарушения; 5- зоны дробленых порол; 6- рудное тело: 7- 8- содержания
элементов, %; 7- Ва 0,04- 0,2; РЬ 0,005- 0,1; Ag 0,00001- 0,0001: Zn 0,005- 0,01; Cu
0,0045-0,01; Bi 0,00008-0,001; Sn 0,001-0,0043; Co 0,00022-0,001; NI 0,00022-0,001; Mo
0,0001- 0,001; W 0,0002-0,001; 8- Ba 0,2- 0,05 Ag 0,001-0,06; Zn 0,01-0,8; Cu 0,01-3,0; Bi
0,001- 0,1; Sn 0,001-0,002; Co 0,001-0,0064; Ni 0,001- 0,0018; Mo 0,001- 0,0086; W 0,001-
0,1; 9- интервалы опробования
Графическое оформление результатов литохимического опробования
производится на геохимических картах, разрезах, колонках, графиках. Об-
щий принцип составления таких документов заключается в отображении
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
355
геохимических полей распределения содержаний химических элементов в
изолиниях и основных структурно-геологических и тектонических элемен-
тов, на фоне которых оконтуриваются геохимические ореолы и аномалии
различной интенсивности. Данный подход по сравнению с изображением
только геохимических аномалий имеет преимущества, особенно при выяв-
лении скрытого оруденения.
Гидрохимический метод наиболее успешно применяется для поисков
сульфидных месторождений, руды которых при окислении образуют лег-
корастворимые сульфатные соединения и радиоактивных руд. Гидрохими-
ческий метод может быть использован при мощных наносах и на площа-
дях, перекрытых дальнеприносными отложениями, в залесенных, заболо-
ченных и труднодоступных горных районах. Он обладает большой глу-
бинностью в связи с тем, что подземные воды проникают в глубокопромы-
ваемые рудоносные структуры. Значительная протяженность водных орео-
лов рассеяния определяет относительно небольшое число проб, необходи-
мое для их обнаружения, так как каждая водная проба характеризует весь-
ма значительный по площади участок поисков.
Атмохимический метод поисков основан на выявлении газовых ано-
малий родона, гелия, торона и углеводородов в почве, надпочвенном воз-
духе и в подземных выработках. Он применяется при поисках нефти, газа,
ископаемых углей, ртути (газовый метод) и радиоактивных руд (эманаци-
онный метод). Достоинствами метода являются взаимосвязь газовых выде-
лений или радиоактивных эманаций с их источником и возможность при-
менения этого метода в закрытых районах, при значительной мощности
дальнеприносных отложений. Отбор проб почвенного воздуха производит-
ся специальным зондом с глубины 0,5-1 м или в скважинах при помощи
пробоотборников. Газовые пробы хранятся в герметически закрытых сосу-
дах. Данные опробования выносятся на геологические или специальные
поисковые карты.
в И’
Рис. 9.24. Атмохимические
аномалии над свинцово-
цинковыми месторождения-
ми. 1- рыхлые отложения, 2-
граниты. 3- порфиры, 4- раз-
рывные нарушения, 5- графи-
ки концентрации газовых
компонентов в почвенном
воздухе
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
356
Биогеохимический метод поисков основан на выявлении вторичных
ореолов рассеяния в растениях. Основным достоинством биогеохимиче-
ского метода является его глубинность, т. е. возможность обнаружения
рудных тел, перекрытых наносами мощностью до 30 м. Метод может при-
меняться при поисках полезных ископаемых в пустынных, лесистых, забо-
лоченных районах, в областях недавнего оледенения. При постановке про-
изводственных биогеохимических исследований особое значение имеет
выбор растений для опробования. Для новых районов комплекс растений
устанавливается опытными методическими работами; для известных рай-
онов - по аналогии с ранее проведенными исследованиями. При этом
должно быть выяснено, какие части растений - корни, ветви, листья - яв-
ляются концентраторами элементов-индикаторов.
0,37. 0,15%
Рис. 9.25. Биогеохимиче-
ский профиль через поли-
металлическое месторож-
дение. 1- песчано-глинис-
тые сланцы и роговики; 2-
осветленные песчано-
глинистые сланцы; 3- пес-
чаники и конгломераты; 4-
гранит порфиры; 5- лам-
профиры; 6- современные
аллювиальные отложения;
7- оруденелая тектониче-
ская зона; 8- пункты оп-
робования березы; 9- со-
держание элементов в ли-
стьях; 10-содержание эле-
ментов в ветвях
Геофизические методы поисков
Геофизические методы поисков основаны на изучении физических
свойств горных пород и ПИ. Эти методы имеют большое значение для по-
исков месторождений, перекрытых мощными рыхлыми отложениями и за-
легающих на больших глубинах. Наибольшей эффективности геофизиче-
ские методы достигли при поисках месторождений нефти и газа, радиоак-
тивных и железных руд, угля, колчеданных руд и подземных вод.
Магнитометрический метод заключается в определении магнитного
поля на поисковом участке. По способности к намагничиванию - магнит-
ной восприимчивости % - все вещества делятся на диамагнитные (%<0) и
парамагнитные (/ 0). Вещества с высокой магнитной восприимчивостью
называются ферромагнитными. Диамагнитными свойствами обладают
кварц, кальцит, барит, флюорит, соль, гипс, ангидрит, мрамор. К парамаг-
нитным относятся породы, содержащие в своем составе магнетит, титано-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
357
магнетит, гематит, пирротин. Для производства магнитных измерений ис-
пользуются наземные магнитометры, аэромагнитометры и др. При поисках
месторождений магнитных железных руд, цветных и редких металлов,
приуроченных к зонам разломов и контактам интрузивных пород, и для
выявления складчатых структур, перспективных для поисков месторожде-
ний нефти и газа, применяется аэромагнитная съемка. На рис. 26 приведен
график, показывающий характер изменения вертикальной составляющей
напряженности магнитного поля dz над сульфидными медно-никелевыми
рудами. Повышенная магнитность рудного тела объясняется наличием в
руде пирротина, обладающего ферромагнитными свойствами.
Рис. 9.26. График изменения Д z при
поисках медно-никелевого рудного
тела магнитным методом в Сёдбе-
ри.
1 - ледниковые моренные отложе-
ния;
2 - нориты;
3 - рудное тело;
4 - подстилающие метаморфиче-
ские породы
Таблица 9.3
Сравнительная таблица плотности некоторых пород, минералов
и оболочек Земли
Порода Плотность, г/см3 Порода Плотность, г/см3
Нефть 0,8-1,0 Г нейсы 2,6-2,8
Вода 1,0 Габбро 2,8-3,1
Уголь 1,1-1,4 Базальт 2,7-3,2
Почва 1,13-2,0 Перидотит 2,8-3,4
Песок 1,4-1,7 Медный колчедан 4,1-4,3
Глина 2-2,2 Магнетит, гематит 4,9-5,2
Песчаник 1,8-2,8 Плотность верхних частей земной коры (средняя) 2,67
Известняк 2,3-3,0 Средняя плотность Земли 5,52
Гранит 2,4-3,0 Плотность ядра >12
Гравиметрический метод основан на изучении поля тяготения на
поверхности земли, аномалии которого обусловлены различной плотно-
стью горных пород, зависящей от их минерального состава и пористости.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
358
Плотность измеряется в граммах на кубический сантиметр и колеблется в
значительных пределах. Основным измеряемым параметром является ус-
корение свободного падения. При выполнении гравиметрических исследо-
ваний, как правило, измеряется только вертикальная компонента вектора
ускорения, которую обычно обозначают как Ag. Размерность единиц изме-
рения ускорения (гравитационного поля) в СИ - м/с2 или см/с2', последняя
единица носит название гол', 0,001 гал=1 мгл.
Поисковое значение гравиметрических работ заключается в выявле-
нии крупных структур, благоприятных для локализации залежей нефти и
газа. При крупномасштабных гравиметрических исследованиях успешно
решается вопрос поисков месторождений железных, хромитовых, медно-
никелевых руд и некоторых других. Из неметаллических полезных иско-
паемых гравиметрия помогает искать уголь и соли. С помощью гравимет-
рии в Прикаспийской впадине были обнаружены сотни соляных куполов,
что ускорило и удешевило поиски солей.
Рис. 9.27. Результаты
гравимагнитных работ
по одному из разрезов
полиметаллического
месторождения.
1 - песчано-глинистые
отложения; 2- осадоч-
ные, преимущественно
карбонатные породы
верхнего девона-ниж-
него карбона; 3- жел-
ваковистые известня-
ки; 4- известняки крас-
ноцветные; 5- эффуз-
нвы и туфы; 6- гема-
тит-магнетитовые ру-
ды; 7- гематитовые ру-
ды; 8- полиметалличе-
ское орудеиение
Сейсмометрический метод основан на изучении скорости распро-
странения и времени пробега в земной коре продольных упругих волн, вы-
зываемых взрывами в скважинах. Скорость распространения волн в гор-
ных породах зависит от физических свойств этих пород и глубины их зале-
гания. Наибольшая скорость распространения сейсмических волн харак-
терна для изверженных пород, несколько меньшая - для карбонатных и
песчано-глинистых, самая низкая - для рыхлых отложений. Сейсмометри-
ческие исследования применяются при изучении глубинного строения
районов поисков, в которых отмечаются резко отличные по упругим свой-
ствам горные породы и полезные ископаемые. Наибольшее значение сейс-
мический метод имеет для поисков нефтяных и газовых месторождений,
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
359
позволяя обнаруживать нефтегазоносные структуры на большой глубине.
Детальные исследования дают возможность определить размеры структур
и расположение глубоких структурно-поисковых скважин. Широкое при-
менение сейсмометрия находит при поисках угольных и соляных место-
рождений.
Сейсморазведочные работы проводят по сейсморазведочным профи-
лям. На профиле наблюдений с определенным интервалом друг от друга
бурят взрывные скважины глубиною 8-30 м, в которые помещают заряд
взрывчатого вещества (ВВ). В качестве ВВ чаще всего используется тро-
тил. На профиле до момента производства взрыва раскладываются сейс-
мические косы (жгуты проводов), к которым подключаются расставляемые
равномерно по профилю с шагом 20-100 м сейсмоприемники упругих ко-
лебаний, позволяющие улавливать даже слабые сотрясения поверхности
земли, вызванные взрывом. Электрические сигналы, генерируемые
ссйсмоприемником, по косе передаются на вход специальной регистри-
рующей аппаратуры-сейсморазведочпой станции, размещенной обычно в
специальном кузове автомобиля (рис.28).
Рис. 9.28. Схема проведения сейсморазведочных работ: 1-источники сейсмических
волн; 2- приёмники; 3- отражённая волна; 4- преломлённая волна; 5- передвижная
сейсморазведочная станция
Поступившие сигналы в сейсморазведочной станции усиливаются,
фильтруются и записываются в виде сейсмограмм. На сейсмограммах вы-
деляются регулярные волны, энергия которых закономерно изменяется от
трассы к трассе. В процессе обработки сейсмограмм можно получить так
называемые временные сейсмические разрезы (рис. 29). Анализируя вре-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
360
менные разрезы, геофизик может определить пространственное положение
сейсмических границ, на которых произошло отражение или преломление
сейсмических волн. Эти границы, как правило, имеют определенную лито-
лого-стратиграфическую привязку в разрезе.
Рис. 9.29. Временной сейсмический разрез, на котором четко видны два соляных купо-
ла. Левое поднятие - соляная подушка, правое - соляной диапир
Электрометрические методы основаны на различной электропро-
водности горных пород и руд, измеряемой как удельное сопротивление в
омметрах. Горные породы обычно имеют очень высокое сопротивление. В
то же время сульфиды (пирит, галенит, халькопирит), некоторые окислы
металлов (магнетит, касситерит, манганит), угли и графит обладают высо-
кой электропроводностью. Методы электроразведки широко применяются
как при геолого-структурных исследованиях и геологическом картиро-
вании, так и при поисках и разведке МПИ. При региональных геофизиче-
ских исследованиях с помощью электрометрических методов определяется
мощность рыхлых отложений, выявляются аномалии над рудными телами
и линзами пресной воды, скрытыми под наносами.
Первые работы по применению электричества при поисках ПИ отно-
сятся к 1829 г., когда А. Фокс наблюдал над медноколчеданными место-
рождениями Корнуолла (Англия) естественные электрические поля, свя-
занные с окислительно-восстановительными процессами. В электроразвед-
ке сейчас насчитывается свыше 50 различных методов и модификаций,
предназначенных как для глубинных исследований, так и для изучения
верхней части разреза, что обусловлено многообразием электрических
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
361
свойств горных пород (сопротивление, диэлектрическая и магнитная про-
ницаемость, поляризуемость, поглощение, электрохимическая активность
и т.д.), с возможностью использования широкого диапазона частот, а также
различных источников тока - естественных и искусственных. Электромет-
рические методы широко используются как прямые методы поисков для
выявления главным образом сульфидных месторождений, как косвенные -
для прогноза многих других ПИ.
При детальных работах для поисков новых и уточнения контуров и
элементов залегания известных рудных тел, прослеживания рудоконтро-
лирующих разломов широко применяются методы
естественного поля - при поисках сульфидных месторождений, неко-
торых типов углей и графита,
вызванной поляризации -для поисков сплошных и вкрапленных руд-
ных тел, сложенных минералами, хорошо проводящими электриче-
ский ток,
заряженного тела - для прослеживания рудных тел, вскрытых хотя
бы в одной точке,
радиопросвечивания,
вертикальной электроразведки - ВЭЗ,
электропрофилирования и др.
Рис. 9.31. Корреляционные профили Ну. полученная при электромагнитном профилиро-
вании методом аэроэлектроразведки ДК. 1,2- положительные и отрицательные анома-
лии; 3- оси аномалий, приуроченные к тектоническим нарушениям
Рис.9.30. Геофизический профиль в
тайге
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
362
Радиометрический метод является ведущим для поисков радиоак-
тивных руд и оказывает существенную помощь в решении общих вопросов
геологического строения и поисков месторождений других полезных ис-
копаемых. Метод основан на определении радиоактивности природных
образований. Под радиоактивностью понимается свойство ядер атомов
приходить в относительно устойчивое энергетическое состояние с выделе-
нием элементарных частиц. Такой процесс, происходящий в элементах са-
мопроизвольно, вызывает естественную радиоактивность, а под воздейст-
вием внешних возбудителей, например нейтронов - искусственную, или
наведенную, радиоактивность. В геологической практике широко приме-
няются методы измерения естественной и искусственной радиоактивности.
Известно более 230 радиоактивных изотопов элементов. К ним отно-
сятся изотопы таких тяжелых элементов, как уран, радий, торий, актиний,
и ряда легких элементов - калия, рубидия, рения, индия, олова, теллура.
Радиоактивность горных пород определяется, прежде всего, радиоактивно-
стью породообразующих минералов и, в зависимости от качественного и
количественного состава минералов, условий образования, возраста и сте-
пени метаморфизма, изменяется в очень широких пределах. Радиоактив-
ность пород и руд по эквивалентному процентному содержанию урана
принято подразделять на следующие группы:
1. породы практически нерадиоактивные (U<10‘5 %) - ангидрит, гипс,
каменная соль, известняк, доломит, кварцевый песок, ультраоснов-
ные, основные и средние породы и др.;
2. породы средней радиоактивности (U<10‘4 %) - кислые изверженные
породы, песчаник, глина, тонкодисперсный морской ил, обладающий
способностью адсорбировать радиоактивные элементы, растворен-
ные в воде;
3. высокорадиоактивные породы и убогие руды (U<10‘3 %);
4. бедные радиоактивные руды (U<10 2 %);
5. рядовые и богатые радиоактивные руды (U>0,l %).
Рис. 9.32. Сцинтилляционные геолого-разведочные радиометры:
а- СРП-68-01, б- СРП-88, в- СРП-97
Радиоактивность пород и руд выражается в альфа-, бета- и гамма-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
363
излучении. Наиболее широкое распространение получили методы поисков,
основанные на измерении гамма- и бета-излучения. Существуют следую-
щие модификации этого метода:
аэрогамма-съемка;
автогамма-съемка;
пешеходные гамма- и гамма-бета-съемки.
Аэрогамма-съемка применяется для непосредственных поисков ме-
сторождений радиоактивных элементов и оценки радиоактивности пород
на значительных площадях. Основное преимущество этого способа заклю-
чается в его высокой производительности, экономичности и эффективно-
сти в обнаружении крупных месторождений. Возможность выявления
аномалий определяется высотой полета, расстоянием между маршрутами и
чувствительностью гамма-радиометра. Детальные поиски на участках
аномалий аэрогамма-съемки осуществляются наземными методами. Авто-
гамма-съемка успешно применяется в степных, лесостепных, полупустын-
ных и предгорных районах при мощности рыхлых отложений до 3-5 м.
Пешеходная гамма-съемка может производиться с любой необходимой
степенью детальности.
Рис. 9.33. Профили концентраций урана, тория
и калия по данным гамма-спектрометрии над
месторождением тантала в Восточной Сибири.
1- породы песчано-сланцевой толщи; 2- орого-
викованные породы; 3- диабазовые порфириты;
4- двуслюдяные мусковитовые граниты; 5- пор-
фировидные мусковитовые граниты; 6- амазо-
нит-альбитовые граниты
Горно-буровые методы поисков
Горно-буровые методы являются единственным средством проверки
результатов, полученных другими поисковыми методами, а также собст-
венно методами поисков месторождений ПИ, которые трудно выявить
другими способами. Горно-буровые методы осуществляются проходкой
горных выработок и бурением скважин. Характерными условиями осуще-
ствления горно-буровых работ на стадиях поисков являются значительные
по сравнению с разведкой расстояния между поисковыми пересечениями,
небольшая глубина поисковых пересечений, кроме специальных глубоких
скважин, отсутствие хороших дорог и централизованных источников энер-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
364
гии на площадях ведения поисковых работ. Эти условия определяют тип
горных выработок и скважин, а также применяемые для их проходки ме-
ханизмы. Горные выработки поискового и поисково-оценочного назначе-
ния в основном поверхностные, неглубокие: копуши, шурфы, дудки, рас-
чистки, канавы, траншеи. Значительно реже применяются штольни.
Комплексирование методов поисков
Под рациональным комплексом поисковых работ понимается такое
сочетание поисковых методов, которое обеспечивает максимальную эф-
фективность выявления МПИ в данном районе. Комплексность поисковых
работ имеет 2 основных аспекта:
• выявление всего комплекса ПИ, представляющих промышленный
интерес;
• использование рационального комплекса методов, обеспечивающих
решение поставленных задач при минимальных затратах времени и
средств.
Рациональное комплексирование поисковых методов определяется
задачами поисковых работ, природными условиями ведения работ и ожи-
даемыми видами ПИ. В большинстве случаев нельзя каким-либо одним
методом обеспечить надежное решение основной задачи поисковых работ.
Рациональное комплексирование поисковых методов определяется. В про-
цессе поисков проводится крупномасштабная геологическая съемка, кото-
рая является основным методом поисков. Выявленные при этом геологи-
ческие, геоморфологические и др. закономерности, предпосылки и призна-
ки, контролирующие пространственное размещение ПИ, а также установ-
ленные и предполагаемые физические свойства, минеральный состав вме-
щающих пород и руд служат основой для выбора наиболее эффективных
методов поисков. Рациональные комплексы методов для поисков месторо-
ждений различных ПИ показаны в табл. 4. Традиционным при выборе ра-
ционального комплекса методов поисков ПИ являетя геолого-
экономическое направление, которое учитывает совокупность геологиче-
ских, ландшафтно-географических, экономических факторов.
Физико-географические условия (ландшафты) имеют большое значе-
ние при выборе поисковых комплексов. Так в областях сплошного разви-
тия мощных четвертичных отложений в закрытых районах применение ви-
зуальных геолого-минералогических методов практически невозможно.
Здесь существенную помощь при поисках различных ПИ могут оказать
геофизические методы в комплексе с геохимическими. В любых условиях
наиболее благоприятными для поисков являются так называемые откры-
тые («обнаженные») районы. Возможности поисков в открытых районах
определяется резкостью и глубиной расчленения рельефа.
В районах с высокогорным сильно расчлененным альпийским рель-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
365
ефом (с относительными превышениями до 2000-3000 м), где преобладает
физическое выветривание, наиболее эффективно применение обломочно-
го, шлихового, гидрохимического методов и метода донных осадков. В
районах со среднегорными формами рельефа (относительные отметки ред-
ко превышают 1000 м), где существенную роль в выветривании пород и
руд играют окислительно-восстановительные процессы, широко развива-
ются механические, литохимические ореолы, потоки рассеяния, гидрохи-
мические ореолы. В этих условиях, как правило, применимы все методы
поисков. Равнинные районы, плато, области мелкосопочника, характери-
зующиеся развитием мощных рыхлых отложений и интенсивной расти-
тельностью, малоблагоприятны для поисковых работ. В этих условиях
наиболее эффективным является комплексирование геохимических и гео-
физических методов, особенно аэрометодов.
Таблица 9.4
Рациональные комплексы поисковых методов
Полезное ископаемое Методы поисков
Визуальные и геологические Шлиховые Геохимические Г еофизические
Магнитометрия Радиометрия Электрометрия Гравиметрия Сейсмометрия
Железо XX X XX X XX X
Марганец XX X X X
Титан X XX X XX X X
Хром X X X XX X X
Медь XX X XX X XX XX
Свинец, цинк X XX XX X
Никель, кобальт XX X X X X
Олово X XX X X X X
Вольфрам X XX XX X X
Молибден X XX XX X X
Сурьма X X X
Ртуть X XX XX
Бериллий X XX XX
Редкие земли X XX XX XX
Золото X XX X X X
Уран X XX X X X X
Торий X XX X XX X
Нефть X XX X X XX
Примечание. Поисковые методы: х - вспомогательные; хх - ведущие.
Важным фактором, оказывающим влияние на методику поисков, на
© В.И.Щеглов Основы поисков и разведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
366
комплексирование методов и выбор технических средств, являются усло-
вия залегания месторождений. Различают месторождения выходящие на
поверхность и скрытые, среди последних - слепые (никогда не выходив-
шие на дневную поверхность) и погребенные (прежде обнажавшиеся на
поверхности, но впоследствии перекрытые). Поиски глубокозалегающих
скрытых месторождений возможны благодаря тому, что каждое из них об-
разует вокруг поле, соответствующее его минералогическим, химическим
или физическим свойствам. При поисках скрытых месторождений особое
значение имеют геофизические методы, с помощью которых определяется
общее геологическое строение района и выявляются залежи ПИ и геохи-
мические методы, особенно по литохимическим ореолам рассеяния. Глу-
бинные литохимические поиски обычно проводятся в районах, перспек-
тивность которых на обнаружение того или иного вида ПИ установлена по
данным ранее проведенных геологических, геофизических и геохимиче-
ских работ. В ряде случаев при благоприятных условиях развития вторич-
ных литохимических ореолов возможно эффективное применение литохи-
мической съемки с отбором проб из неглубоких (до 1м) копушей. На Юж-
ном Урале при поисках медно-колчеданного оруденения таким образом
были выявлены вторичные ореолы рассеяния при мощности рыхлых отло-
жений до 30 м.
Воздушные методы поисков
Воздушные методы поисков (аэрометоды) основаны на использова-
нии авиационных средств для непосредственного выполнения геологиче-
ских и поисковых работ и для повышения эффективности этих работ в на-
земных условиях. Авиасредства представлены самолетами и вертолетами
(табл. 5), которые используются геологическими организациями по дого-
ворам. Малая авиация развивается в нашей стране бурными темпами, но не
смотря на это, многие сегменты рынка еще не заполнены конкурентно спо-
собными самолетами и вертолетами. Самолет АН-26 используется при ре-
гиональных съемках (аэрогамма-спектрометрические съемки, геотравер-
сы и т.д.) или при проведении поисковых работ масштаба 1:25 000 и мель-
че на больших площадях. Он оборудуется аэрогамма-спектрометром и
магнитометром с датчиком, который находится в буксируемой гондоле.
Достижимая производительность - 35 000 пог.км в месяц. Для решения
аналогичных задач применяется более легкий самолет Л-410. Месячная
производительность такого комплекса может достигать 20 000 - 25 000
пог.км.
Аэрометоды поисков ПИ подразделяются на основные группы: гео-
логические, минералогические, геохимические, геофизические. Геологиче-
ские аэрометоды включают аэровизуальные наблюдения, дешифрирование
аэрофотоматериалов, десантные операции. Аэровизуальные геологические и
поисковые наблюдения осуществляются специалистами-геологами, геофи-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
367
зиками, умеющими правильно эксплуатировать специальную аппаратуру и
приборы и годными по состоянию здоровья к летной работе при рекогнос-
цировочных полетах на самолетах ЯК-12 и АН-2 на высотах 500-1500 м,
контрольных полетах на вертолетах МИ-2, МИ-1, КА-26 на высотах 250-
500 м.
Таблица 9.5
Типы самолетов и вертолетов, применяемых в геологии
Тип са- молета Скорость, км/ч Коммерческая загрузка, т Тип вер- толета Скорость, км/ч Коммерческая загрузка, т
АН-12 570 17,0 КА-26 135 0,7
АН-26 435 4,5 КА-226 195 1,35
ЯК-12 169 0,355 Ансат до 280 1,3
Л-410 380 1,6 МИ-2 194 0,7
АН-2 180 1,5 МИ-8 200 з,о
Геологическое дешифрирование аэрофотоматериалов применяется
для познания геологического строения региона и закономерностей разме-
щения ПИ. Поисковое дешифрирование аэрофотоматериалов заключается
в разработке предпосылок поискового прогнозирования и в выявлении
прямых или косвенных поисковых признаков. Для геологического и поис-
кового дешифрирования используются черно-белые, цветные, спектрозо-
нальные снимки, данные радарных и тепловых (инфракрасных) съемок. На
основе поискового дешифрирования этих материалов могут быть с той или
иной степенью достоверности выделены:
• разломы, контролирующие размещение МПИ;
• продуктивные горизонты или свиты осадочных, вулканогенных, ме-
таморфических пород;
• интрузивные тела, в т.ч. массивы, дайки, трубки;
• россыпи тяжелых минералов;
• жильные зоны с оруденением;
• следы старых и древних горных выработок, которые можно исполь-
зовать для поисков новых месторождений.
По данным дешифрирования аэроматериалов производится редакти-
рование ранее составленных геологических карт и карт ПИ. При этом ис-
пользуются аэрофотоснимки детальных масштабов, особенно для участ-
ков, которые намечаются как перспективные в отношении ПИ. Хорошие
результаты дает дешифрирование аэрофотоматериалов при поисках и
предварительной оценке месторождений строительных материалов, так как
многие из них связаны с литологией четвертичных отложений. При этом
удается выделить:
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
368
□ ленточные глины, супеси, суглинки, пригодные для изготовления кир-
пича и черепицы;
□ аллювиальные и флювиогляциальные пески, пески с галькой, пригод-
ные для строительства дорог и как наполнители бетона.
Рис. 9.34. Монтаж аэрофотоснимков территории Калмыкии
При поисках рудных месторождений большое значение имеет де-
шифрирование разрывных нарушений. Связь рельефа поверхности с тек-
тоникой фундамента и чехла на плитах отражается в
□ линейных элементах ландшафта,
□ строении долин рек,
□ степени расчлененности и заболоченности местности,
□ конфигурации речной сети.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
369
Мобильная система картографирования СгорСат
CropCam - радиоуправляемая модель беспилотного планерного са-
молета, предназначенного для проведения съемки местности высокого
пространственного разрешения. CropCam оборудован приемником Trimble
GPS, миниатюрным автопилотом, 10 мегапиксельными цифровыми каме-
рами Pentax Optio АЗО и Sony XNiteSonyDSC-N2.
CropCam запускается вручную, взлетает и садится автоматически.
Позволяет получать снимки высокого разрешения на запрограммирован-
ных точках по GPS. Для получения снимка необходимо запустить самолет
весом в 3 кг с руки. Миниатюрный, но мощный самолет, автопилот и
Trimble GPS выполнят съемку автоматически, двигаясь по заранее сплани-
рованному в ГИС маршруту. Компактная цифровая камера высокого клас-
са от PENTAX с усиленной функцией антитолчка, делает возможным
съемку высококачественных изображений, в т.ч. в инфракрасном диапазо-
не. После полета CropCam приземлится в ту же точку, откуда он взлетел
автоматически. В текущей версии самолета максимальное время полета 55
мин. Скорость самолета около 30 км/час, следовательно за 1 полет он мо-
жет пролететь 28 км по прямой.
Рис. 9.35. Запуск беспилотного планерного самолета CropCam
Для каждого снимка фиксируются географические координаты цен-
тральной точки, высота и угол съемки, полный набор телеметрических
данных. Программное обеспечение CropCam позволяет экспортировать
снимки в формат TIFF, совместимый с World files (.tfw) для использования
в ГИС. Разрешение снимков - до 1 см на пиксель. Данные такого качества
не способен предоставить ни один из существующих спутников или само-
летов. Дополнительными преимуществами являются возможность съемки
небольших территорий, космическая съемка и традиционная аэрофото-
съемка которых не являются рентабельной, съемка под облаками в облач-
ные дни. Стоимость различных вариантов самолета с камерой в ценах 2007
года - от 150 до 550 тыс. руб.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
370
Космические методы поисков
Космические методы исследования применяются для изучения Зем-
ли и других планет с различными целями. Спутники Земли подразделяют-
ся на
• космические корабли типа «Союз» (с космонавтами на борту),
• научные орбитальные станции типа «Салют»
с космонавтами на борту,
работающие в автоматическом режиме,
• корабли-автоматы типа «Космос», «Метеор» и др.
Изображения земной поверхности могут фиксироваться на фото-
пленке или передаваться на Землю средствами телевидения. Со спутников
Земли можно картировать планетарные геологические структуры и обра-
зования, имеющие значение для прогноза и поисков ПИ:
• планетарные глубинные разломы;
• планетарные пояса развития ПИ:
расположенные на континенте,
скрытые под водами морей и океанов.
Космические исследования представляют интерес не только в отно-
шении общего изучения планет и выявления закономерностей распределе-
ния ПИ, но и для разработки новых или усовершенствования известных
методов поисков ПИ на Земле. В экспедиции на корабле «Аполлон-17»
участвовал первый космический геолог Харрисон Шмитт, обычные геоло-
гические исследования которого на поверхности Луны осложнялись отсут-
ствием кислорода, громоздкостью скафандров, слабой силой тяжести. Ме-
тодика «полевых» работ включала:
□ сбор комплекта лунных пород на месте прилунения;
□ расстановка научной аппаратуры;
□ бурение скважин глубиной до 2,5 м с отбором керна;
□ подготовка лунного вездехода - тележки «Ровер»;
□ маршруты на «Ровере».
Более широко используется иследование поверхности планет с по-
мощью возвращаемых автоматов или планетоходов длительного действия.
Впервые автоматическое бурение на Луне с отбором керна, который был
доставлен на Землю, произвел корабль «Луна-16», позже - «Луна-20». В
1960-е годы космическую геологию понимали как поиск внеземных ме-
сторождений полезных ископаемых (видимо, с целью последующей их
эксплуатации). Говорили даже о буксировке к Земле «золотых астерои-
дов», о торговле «космическим жемчугом». Экономическая несообраз-
ность этих планов видна невооруженным глазом. При средневзвешенной
стоимости более 10.000 долларов за килограмм груза, выведенного на низ-
кую орбиту, доставка вещества из пояса астероидов обойдется в миллионы
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
371
USD/кг. Трудно придумать вещество, добыча которого оправдала бы по-
добные транспортные расходы.
Дистанционное зондирование Земли
Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) - данные о поверхности
Земли, объектах, расположенных на ней или в ее недрах, полученные лю-
быми неконтактными, т.е. дистанционными методами. По сложившейся
традиции, к ДДЗ относят данные, полученные с помощью съемочной ап-
паратуры наземного, воздушного или космического базирования, позво-
ляющей получать изображения в одном или нескольких участках электро-
магнитного спектра. Рабочий диапазон длин волн, принимаемых аппарату-
рой, составляет от долей микрометра (видимое оптическое излучение) до
метров (радиоволны). Методы зондирования могут быть пассивные, ис-
пользующие естественное отраженное или вторичное тепловое излучение
объектов на поверхности Земли, обусловленное солнечной активностью, и
активные - использующие вынужденное излучение объектов, иницииро-
ванное искусственным источником направленного действия.
Данные ДЗЗ, характеризуются большой степенью зависимости от
прозрачности атмосферы, Поэтому используется многоканальное оборудо-
вание, регистрирующие электромагнитное излучение в различных диапа-
зонах. Аппаратура первых ДЗЗ в 1960-70-х гг. была трассового типа - про-
екция области измерений на поверхность Земли представляла собой ли-
нию. Позднее широко распространилась аппаратура ДЗЗ панорамного типа
- сканеры, проекция области измерений на поверхность Земли которых
представляет собой полосу.
Человеческий глаз в спектре солнечного света в среднем различает
около 160 оттенков цветов, но наиболее чувствителен к излучению с дли-
ной волны 555 нм (зеленая часть спектра). На самом деле ширина видимо-
го спектра зависит от конкретного человека и может быть несколько шире
- потенциально видимый свет состоит из спектрального распределения
электромагнитной энергии с длинами волн в диапазоне примерно 380-760
нм. Диапазон длин волн 200-400 нм нм (нанометр - 10'9 м) соответствует
ультрафиолетовому излучению, 400-700 нм - видимому излучению, 700-
1200 нм - инфракрасной области спектра. Видимый свет - это небольшой
сектор спектра электромагнитного излучения, который лежит в диапазоне
длин волн 400-700нм. Цвета излучений, длины волн которых расположе-
ны в диапазоне видимого света в определенных интервалах вокруг длины
какого-либо монохроматического излучения, называются спектральными
цветами. Например, излучения с длинами волн 380-470нм имеют фиолето-
вый и синий оттенки, 470-500 нм - голубовато-зеленые, 500-560нм - зеле-
ные, 560-590нм - желто-оранжевые, 590-760нм - красные; в небольших
участках этих интервалов цвет излучений соответствует различным оттен-
кам указанных цветов. Комбинация этих цветов дает видимый белый цвет.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
372
ti II
0,5 нм 1И ш 500 нм 10000 нм
космичелгне рянтганпвстон ультрафиолет видимый инфракрасное ми»,« воцмовш гл <*-•-г/'—,
«гамма-лучи- мзлучвшп сэет излучение излучение
Рис.9.36. Види-
мый дипазон
спектра солнеч-
ного света
уослиыи»**©
уменьшат?!
Энергия
Частота
Длина волны
yMflHtxUJSHWfl
умеадиемие
улслеоив
Рис. 9.37. Общий вид участка Олон-Оботского рудного узла с наложенным векторным
изображением геологической карты (по Н.В. Глушковой и др.). Оранжевым цветом вы-
делены основные зоны развития эпитермальной золотоносной, зеленым - флюоритовой
минерализации.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
373
Пространственное разрешение - величина, характеризующая размер
наименьших объектов, различимых на изображении. В зависимости от
пространственного разрешения на снимках можно различать объекты, со-
поставимые с величиной единичного элемента разрешения (пиксела).
Классификация снимков по пространственному разрешению:
• космические снимки очень низкого разрешения 10 000 -100 000 м;
• космические снимки низкого разрешения 300 - 1 000 м;
• космические снимки среднего разрешения 50 - 200 м;
• космические снимки высокого разрешения:
космические снимки относительно высокого разрешения 20-40 м;
космические снимки высокого разрешения 10-20 м;
космические снимки очень высокого разрешения 1-10 м;
космические снимки сверхвысокого разрешения меньше 0,3-0,9 м
Способность эффективного дешифрирования ДДЗ обеспечивается
при пространственном разрешении изображения 8-10 лин./мм, что в пере-
счете для масштаба 1:1 000 000 дает разрешение на местности 100-170 м,
для масштаба 1:200 000 - не хуже 30 м. С учетом необходимости картиро-
вания важных внемасштабных объектов эта характеристика уменьшается.
Таким образом, пространственное разрешение ДДЗ для масштаба
1:1 000 000 хотя бы для одного из каналов съемки должно быть не хуже 80
м, для масштаба 1:200 000 - 15 м.
Станции дистанционного зондирования Земли из космоса
Станция приёма данных ДЗЗ создана при Государственном научном
центре «Южморгеология» (г. Геленджик) на базе антенной системы «Уни-
Скан» производства ИТЦ «СканЭкс», которая даёт возможность «видеть»
территорию в радиусе от 2500 до 3000 км от Геленджика. «УниСкан» -
универсальная станция для приёма информации по радиоканалам различ-
ных форматов в диапазоне 8 ГГц. Она позволяет принимать изображения
земной поверхности с пространственным разрешением от 1 км до 5 м, что
даёт возможность регулярного наблюдения как крупных объектов (остро-
ва, морские течения, ледовая обстановка, и так далее), так и мелких -
вплоть до морских портов и их коммуникаций, инфраструктуры прибреж-
ных населённых пунктов, и т.д. Геленджикская станция ведёт приём ин-
формации со спутников RADARSAT-1, IRS-1C/1D, Terra, Метеор-ЗМ.
Общие элементы станции - антенная система, ВЧ тракт, цифровой
интерфейс - рассчитаны на приём информации до 100 Мб/с со спутников,
работающих на орбитах высотою 600-1000 км. В состав станции входят
антенная система, устройства преобразования и обработки информации,
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
374
интерфейс связи с компьютером, персональный компьютер, программное
обеспечение. Антенная система станции «УниСкан» - зеркальная парабо-
лическая на трёхосном антенно-поворотном устройстве (диаметр зеркала -
три метра, масса антенной системы - 800 кг). На антенне установлен облу-
чатель с малошумящим усилителем и преобразователем частоты.
Рис. 9.38. Схема приёма информации со
спутников
Рис. 9.39. Территория, наблюдаемая спутни-
ками
Подводные методы поисков
Подводные методы поисков применяются для обнаружения МНИ,
залегающих под водами океанов и морей или в прибрежных частях конти-
нента, периодически заливаемых водой. На континенте эти методы приме-
няются для поисков месторождений под водами озер и крупных рек. Под-
водные методы включают все основные группы: геологические, минерало-
гические, геохимические, геофизические, горно-буровые, но используются
в особых условиях постоянного или периодического наличия водных масс
над объектами поисковых работ. Это обуславливает необходимость разра-
ботки и применения для данных условий особых модификаций поисковых
методов.
Подводные методы поисков ПИ активно развиваются, особенно в
странах, имеющих выход к океанам и морям. В 1964 г. издан специальный
международный закон, определивший права государств на проведение ра-
бот в районах континентального шельфа, примыкающего к границам госу-
дарств. Разработка месторождений, особенно россыпей, в таких районах
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
375
весьма выгодна, так как не требует вскрышных работ и позволяет механи-
зировать все процессы. Разрабатываются технические средства ведения
поисковых работ:
• геофизическая аппаратура,
• пробоотборники,
• понтонные суда,
• платформы и пр.
Учитывается многолетний опыт подводных поисков в др. странах -
Индии, Австралии, Новой Зеландии, Индонезии, США и др. Подводные
поисковые работы осуществляются в глубинных частях океанов, в при-
брежной их зоне, в различных частях континентальных водоемов с исполь-
зованием надводных, подводных кораблей, аквалангистов, обычных на-
земных методов в условиях побережья .В глубинных частях океанов иссле-
дования, всегда включающие и элементы поисков ПИ, ведут с надводных
кораблей типа «Академик Курчатов», «Витязь», «Дмитрий Менделеев» и
др.
Рис. 9.40. Буровое судно
Рис. 9.41. Система повторного
вхождения в скважину
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
376
Рис. 9.42. Бурение в океанах: 1- с судна «Гломар Челленджер» в 1968-1985 гг.;
2- с судна «ДЖОИДЕС Резолюшн» начиная с 1985 г.
Объектами подводных поисков являются прибрежно-морские рос-
сыпи тяжелых минералов, железомарганцевые руды: железомарганцевые
конкреции (ЖМК) и кобалътомарганцевые корки (КМК), глубоководные
полиметаллические сульфиды (ГПС) и тесно с ними связанные рудоносные
илы и рассолы. Конкреции образуются на поверхности неконсолидирован-
ных донных осадков; корки отлагаются на поверхности коренных пород
или начавших литифицироваться осадочных отложений. Крупные, часто
гигантские скопления конкреций залегают на поверхности дна в один слой,
будучи погруженными в разной степени в рыхлые донные осадки абис-
сальных котловин. Их размер в поперечнике колеблется от 2 до 10-12, ред-
ко возрастает до 15-2 0см. Количественной мерой продуктивности конкре-
ций и корок является весовая плотность их залегания на 1м2. Для конкре-
ций этот параметр варьирует от 1-2 до 30-35 кг/м2. В рудных районах он в
среднем составляет 10-20 кг/м2. Для корок эта величина изменчива и мо-
жет варьировать от 50-60 до 100-120 кг/м2, иногда достигает 300 кг/м2.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
377
Рис. 9.43. Карта распространения в Мировом океане ЖМК и КМК. Места обнаружения
1- ЖМК; 2-КМК; 3- границы мегапояса; 4- границы Субантарктического пояса
Распространенность и масштабы проявления этих рудных образова-
ний контролируются в каждом из крупных океанических бассейнов (Ти-
хий, Атлантический, Индийский океан) особенностями их геолого-
тектонического строения и развития. К числу значимых ТПИ океана могут
быть также отнесены океанические фосфориты и газогидраты, залегающие
в поверхностном слое донных отложений океана в виде льдоподобных
твердых агрегатов.
Рис. 9.44. Железо-марганцевая конкреция (по
А.О. Мазаровичу, 2005)
Рис. 9.45. Кобальтоносная марган-
цевая корка. НИС Геленджик
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
378
Оценка результатов поисковых работ
Перспективная оценка результатов поисковых работ
Основные требования к результатам поисково-оценочных работ за-
ключаются в следующем:
а) на основе тщательного изучения поверхности и единичных разведоч-
ных пересечений на глубине должен быть определен промышленный
тип месторождения;
б) по данным геологических, геохимических и геофизических исследо-
ваний должен быть установлен ориентировочно контур месторожде-
ния в плане и дан геологически обоснованный прогноз распростра-
нения ПИ на глубине;
в) в геологически обоснованном контуре месторождения или его наибо-
лее изученной части подсчитываются запасы категории С2;
г) на слабо изученной, но перспективной в отношении распространения
ПИ части месторождения, определяются прогнозные ресурсы ПИ, не
привязанные к определенному подсчетному контуру.
Несмотря на недостаточность данных в стадию поисков для надеж-
ной оценки месторождения, опыт показывает, что эти работы дают воз-
можность отбраковать значительную часть явно непромышленных мине-
ральных скоплений и обосновать целесообразность разведки перспектив-
ных объектов. Существуют различные приближенные способы оценки
возможного промышленного значения месторождения, выявленного в ре-
зультате поисковых работ. Перспективная оценка проявлений ПИ может
быть произведена так называемым методом простых аналогий. В.И. Крас-
ников предложил производить перспективную оценку месторождения по
пяти признакам:
□ крупности месторождения,
□ качеству ПИ,
□ продуктивности,
□ горнотехническим условиям разработки,
□ экономике района.
При этом рекомендована 10-бальная оценочная шкала и произведено
подразделение признаков на три категории (табл. 6). По числу баллов ме-
сторождения могут быть разделены на следующие группы:
• непромышленные месторождения - менее 3-4 баллов;
• месторождения с сомнительной промышленной ценностью - 3-4 бал-
ла;
• рядовые промышленные месторождения - 5-6 баллов;
• месторождения повышенной ценности - 7-8 баллов;
• исключительно ценные месторождения - 9-10 баллов.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
379
Оценка месторождений по 10-балльной шкале
Таблица 9.6
Наименование признака Оценочные баллы
2 1 0
Крупность месторождения Крупное Среднее Мелкое
Качество полезного ископаемого Высокое Рядовое Низкое
Продуктивность месторождения Высокая Средняя Низкая
Горно-технические условия эксплуата- ции Особенно благоприятные Обычные Неблагоприятные
Экономика района Особенно благоприятная Обычная Неблагоприятная
Годная лроиз^диспельюсть по товарной руде, тыс т
Нпщие мопсы дальней массы, тыс т
Рис. 9.46. Граничные параметры браковочных кондиции жильных месторождений мо-
либдена при нормальных условиях освоения и местонахождения при подземной их от-
работке
Необходимо хотя бы приблизительно определить величину запасов и
прогнозных ресурсов ПИ, его качество и сравнить их с оценочными кон-
дициями, которые разрабатываются применительно к различным промыш-
ленным типам месторождений с учетом специфических горнотехнических
и географо-экономических условий их нахождения. Если прогнозируемые
показатели выше оценочного минимума, то месторождение, безусловно,
заслуживает разведки; если же они окажутся ниже браковочных кондиций,
то целесообразность разведки такого объекта сомнительна. Предваритель-
ная оценка объектов поисков может производиться по специальным гра-
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
380
фикам (рис.46), учитывающим технико-экономические показатели их про-
мышленного использования. Оценочные кондиции для молибдена и дру-
гих ПИ определены для нормализованных горнотехнических, технологи-
ческих, географо-экономических условий.
Оценка прогнозных ресурсов
Геологические структуры, заключающие в своих пределах еще не
установленное (предполагаемое) ПИ, оцениваются ориентировочной вели-
чиной прогнозных ресурсов. Количественная оценка прогнозных ресурсов
является одной из наиболее важных и сложных задач оценки месторожде-
ний при их поисках (табл. 7). Выбор конкретного комплекса методов зави-
сит от следующих основных факторов: уровня прогнозно-поисковых ис-
следований; характера объекта поисков и прогноза, наличия выявленных
критериев и признаков оруденения.
Таблица 9.7
Основные методы количественной оценки прогнозных ресурсов
Оценка прогнозных ресурсов Уровень прогнозных исследований
Крупномасштабный Детальный Локальный
Методы экспертных оценок + + +
Методы прямых расчетов + + +
Методы экстраполяции: собственно экстраполяции метод ближайшего блока тренд-анализ
+ + +
+
+ +
Методы аналогии: близкой аналогии дальней аналогии
+ +
+
Геохимические методы: по потокам рассеяния по первичным ореолам по вторичным ореолам
+
+ + +
+ +
Геофизические методы + + +
Математическое моделирование + + +
Метод аналогии
Принцип аналогии используется в большинстве методов оценки про-
гнозных ресурсов. Метод аналогии применяется на различных стадиях
ГРР, но наиболее эффективен при оценке ресурсов геологических структур
с отчетливо проявленными границами, например, металлогенических зон.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
381
При прогнозировании по аналогии анализируются две группы объектов,
принадлежащие к одному иерархическому уровню: эталонные и оценивае-
мые (потенциально рудоносные).
В качестве эталонных выбираются объекты с известными общими
ресурсами минерального сырья, отвечающие по изученности, по крайней
мере, следующей по сравнению с изученностью оцениваемых объектов
стадии ГРР. Эталонными могут быть также модельные объекты с усред-
ненными характеристиками геологического строения и рудоносности. С
учетом степени сходства (аналогии), а также с учетом других обстоя-
тельств (наличию отрицательных рудоконтролирующих факторов на оце-
ниваемом объекте и др.) подбираются или рассчитывается поправочные
(обычно понижающие) коэффициенты (Q<ki<l,O'), оценивающие степень
сходства эталонной и оцениваемой территории по нескольким признакам.
Уровень эталона при этом принимается за 1,0. На их основе определяется
общий поправочный коэффициент к (коэффициент аналогии}, количест-
венно характеризующий уровень сходства оцениваемой площади и эталона
в целом. Наиболее простая рекомендация при этом заключается в пере-
множении отдельных поправочных коэффициентов к = кЩ2к3 ...
На следующем этапе определяются параметры удельной продуктив-
ности (на единицу длины, площади или объема) эталонной территории.
Чаще всего при региональных оценках используется удельная рудонос-
ность на единицу площади (q = Q/S), выражаемая в т/км2 для большинства
ПИ, исходя из геометрических размеров (S) и рудоносности (ресурсов Q)
эталонных объектов. На заключительном этапе определяются геометриче-
ские параметры оцениваемой перспективной территории (длина L, пло-
щадь S, объем Г) или ее рудоконтролирующих элементов (протяженность
рудоконтролирующих разломов, площадь выхода магматических пород,
объем благоприятного литологического (стратиграфического) горизонта и
т.п.). С учетом промышленных кондиций и глубины оценки рассчитыва-
ютсяются общие ресурсы минерального сырья оцениваемой территории по
известной формуле Быховера (1973):
Q=kqV.
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
382
Методы экспертных оценок
В их основу положено получение оценки прогнозных ресурсов без
строгого доказательства путем интуитивного обобщения опыта, накоплен-
ного отдельными исследователями. Экспертная оценка прогнозных ресур-
сов имеет особую ценность на ранних этапах исследований. Среди экс-
пертных методов различаются индивидуальные, когда оценка перспектив
производится одним специалистом, и коллективные, когда прогнозирова-
ние осуществляется группой лиц. При групповых оценках значения фор-
мула расчета прогнозных ресурсов (0 имеет следующий вид:
/ п
где Qi - оценка ресурсов, данная z-м экспертом; п - число экспертов.
Расчет прогнозных ресурсов прямыми методами
Расчет прогнозных ресурсов прямыми методами проводят в тех слу-
чаях, когда есть возможность хотя бы предположительно установить пара-
метры, входящие в формулу подсчета:
Q=Vwq
Прогнозируемый объем вычисляется как
V=LxLyLz
или
V=SH,
где Lx, Ly, Lz - прогнозируемая или измеренная протяженность оценивае-
мого объекта по простиранию (Zx), падению (Zr) и мощности (Zz); S - пло-
щадь прогноза; Z7 - глубина прогноза. Произведение длины объекта по
простиранию на длину по падению и на его мощность характеризует объем
прямоугольного параллепипеда, которым для упрощения заменяется объем
действительного тела полезного ископаемого. Для расчета объема ПИ на
ранних стадиях работ может быть использовано правило Гувера - оконту-
ривание рудного тела на глубину по типу треугольника или прямоугольни-
ка.
При расчете прогнозных ресурсов прямыми методами генетически
однотипные месторождения и рудные тела различных классов крупности
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
383
допустимо рассматривать в качестве геометрических и геохимических фи-
гур подобия, отношение линейных и площадных размеров в которых ха-
рактеризует коэффициент подобия
k = m,: т2 =y[s^s2 =3yfo~&,
где rttj и т2 -линейные размеры (длина или мощность), м; Sj и $2 -площади
выхода рудных тел на дневную поверхность, м2; Qi w Q2~ ресурсы металла,
т. Полные ресурсы металла в таких объектах будут находиться в соотно-
шениях: Q]=k 3Q2 Качество прогнозных ресурсов определяется либо по
данным опробования, либо по аналогии с хорошо известными эталонными
объектами.
Методы экстраполяции
Методы экстраполяции используют распространение закономерно-
стей, полученных по одной части явления на другую, неизученную часть.
Метод собственно экстраполяции, применяемый при крупномасштабных
исследованиях, базируется на распространении основных параметров, дос-
товерно установленных на изученных объектах-эталонах с известными за-
пасами, на оцениваемые площади, смежные с эталонными. Расчет про-
гнозных ресурсов производят по формуле:
Qn k j к 2 Р^ Н„ S„,
где Qn - прогнозные ресурсы металла (руды) оцениваемой площади, т; $„ -
оцениваемая площадь, м2; Рэ - удельная продуктивность эталонного ме-
сторождения; к} - коэффициент сходства (подобия), учитывающий сопос-
тавимость суммы критериев и признаков перспективной площади и этало-
на; к 2 - коэффициент надежности прогноза, принимается от 0,3 до 0,8 в за-
висимости от достоверности геологических данных; Нп - экстраполируе-
мая глубина распространения оруденения (глубина прогнозирования), м.
Удельная продуктивность эталона
SH,
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Основы поисков полезных ископаемых
384
где <2э - запасы металла (руды) по эталону (месторождению), т; Sj - пло-
щадь выхода оруденелых пород эталона, Нэ - глубина подсчета запа-
сов, м.
При локальном прогнозе оруденения для оценки прогнозных ресур-
сов глубоких горизонтов и флангов месторождений широко используется
экстраполяция установленных геолого-промышленных параметров (мощ-
ность, содержание полезных компонентов и др.) рудных зон. Метод бли-
жайшего блока предусматривает непосредственное распространение па-
раметров оруденения подсчета запасов на менее изученную, прилегающую
к нему область. В основе метода тренд-анализа используется выявление
тенденций изменения прогнозируемых параметров на хорошо изученной
части объекта и распространении их с учетом выявленных закономерно-
стей на слабо изученные. На практике применяютя тренд не высокого (1-2,
реже 3-го) порядка (рис. 47).
Рис. 9.47. Схемы использования тренд-
анализа для оценки прогнозных ресурсов.
1- рудные пересечения, 2- контур рудного
тела, 3,4- установленные и предполагае-
мые изолинии значений признака
1лувмна
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Альбов М.Н. Опробование месторождений полезных ископаемых,-
М.: Недра, 1975.-287 с.
2. Бирюков В.И., Куличихин С.Н., Трофимов Н.Н. Поиски и разведка
месторождений полезных ископаемых: Учебник для техникумов,- М.:
Недра, 1987,- 415 с.
3. Задачник для лабораторных работ по курсу «Поиски и разведка
месторождений полезных ископаемых»/ Е.О.Погребицкий,
С.В.Парадеев, Г.С.Поротов и др,- М: Недра, 1975,- 216 с.
4. Закон Российской Федерации «О недрах» (в ред. Федеральных законов
от 03.03.1995 N 27-ФЗ, от 10.02.1999 N 32-ФЗ, от 02.01.2000 N 20-ФЗ)
5. Каждая А.Б. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых.
Научные основы поисков и разведки,- М.: Недра, 1984.-285 с.
6. Каждая А.Б. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых.
Производство геологоразведочных работ. - М.: Недра, 1985,- 288 с.
7. Макаров В.А., Стримжа Т.П. Основы поисков и разведки
месторождений полезных ископаемых: теоретическая подготовка:
конспект лекций/ ФГОУ ВПО СФУ ИГДГиГ, Красноярск, 2008,- 143с.
8. Положение о порядке проведения геолого-разведочных работ по
этапами стадиям (твердые полезные ископаемые). ГКЗ МПР, М.: 1999.
28 с.
9. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых/ Е.О.
Погребицкий, С.В.Парадеев, Г.С.Поротов и др,- М.: Недра, 1977,- 405
с.
10. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых:
Лабораторный практикум/В.В.Аристов, Б.Г.Безирганов, А.Я.Бортников
и др,- М: Недра, 1989. - 191 с.
10.09.2013 Оглавление
386
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ..............................................3
Цель и задачи курса.....................................3
Исторические сведения...................................4
Принципы поисков и разведки МПИ.........................9
Принцип полноты исследования.........................9
Принцип максимальной эффективности..................10
Принцип равномерности (равной достоверности)........10
Принцип последовательных приближений................11
Принцип аналогии....................................11
Принцип выборочной детализации......................12
Принцип геологического прогноза и его проверки......12
Значение минерального сырья в экономике промышленности.13
Современное состояние и перспективы развития минерально-
сырьевой базы страны...................................16
Современное состояние...............................16
Основные проблемы...................................19
Перспективы развития................................23
Структура геологической службы и организация геологоразведочных
работ..................................................26
Структура Федерального агентства по недропользованию.28
Территориальные органы управления ФАН...............29
Финансирование геологоразведочных работ................30
ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ...........................37
История горного права..................................37
Закон о недрах.........................................39
Система лицензирования пользования недрами.............40
Организация проведения в конкурсов и аукционов на право
пользования недрами....................................47
Платежи при пользовании недрами........................49
Налог на добычу полезных ископаемых....................52
ЭТАПЫ И СТАДИИ ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ...................62
Этапы и стадии геолого-разведочных работ...............62
Необходимость разделения ГРР на этапы и стадии......62
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Оглавление
387
Положение о порядке проведения геологоразведочных работ по
этапам и стадиям (твердые полезные ископаемые).....65
Работы общегеологического и мшнерагенического назначения. 65
Поиски и оценка месторождений......................66
Поисковые работы...................................67
Оценочные работы...................................68
Разведка месторождения.............................69
Эксплуатационная разведка..........................72
Рациональный комплекс и последовательность ГРР.........75
Основные особенности стадийности ГРР за рубежом........77
ОБЪЕКТЫ ГРР И ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ ТРЕБОВАНИЯ...............80
Виды ПИ................................................80
Месторождения..........................................80
Промышленная классификация месторождений...........81
Генетические модели месторождений..................83
Морфологическая классификация тел полезных ископаемых.86
Разведочная классификация месторождений............97
Геолого-промышленная классификация месторождений...99
Факторы, определяющие промышленную ценность месторождений
....................................................102
Запасы месторождений..............................102
Качество полезных ископаемых......................108
Горно-технические условия эксплуатации............111
Инженерно-геологические условия...................121
Гидро-геологические условия.......................123
Технологические свойства сырья....................125
Географо-экономшческие и экологические условия эксплуатации
..................................................133
МЕТОДОЛОГИЯ, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА
ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ..................................136
Системный анализ как методологическая концепция исследования
недр..................................................136
Структурно-системная модель объектов ГРР..............139
Геологоразведочные системы............................142
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Оглавление
388
Структурно-системная модель геологоразведочной системы 142
Разведочные сети...................................149
Технические средства геологоразведочных работ......152
Классификация технических средств ГРР..........152
Горные разведочные выработки...................153
Буровые разведочные скважины...................158
Геофизические методы...........................167
Классификация геологоразведочных систем по виду
используемых технических средств....................170
Горные разведочные системы..........................171
Буровые разведочные системы.........................173
Комбинированные горно-буровые разведочные системы......175
Основные факторы, определяющие выбор технических средств
разведки месторождений.............................177
Геологические факторы..........................177
Горно-технологические факторы..................180
Географо-экономические факторы.................180
Оцениваемые объемы недр................................181
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ.................................189
Назначение геологической документации горных выработок и
скважин................................................189
Формы и виды геологической документации................189
Содержание геологической документации..................192
Масштабы геологической документации....................196
Последовательность операций геологической документации....196
Документация поверхностных горных выработок............197
Геологическая документация канав...................197
Документация шурфов................................201
Геологическая документация подземных горных выработок..205
Геологическая документация буровых скважин.............210
Сводная геологическая документация.....................214
Фотодокументация горных выработок......................222
ОПРОБОВАНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ............................231
Задачи, виды и основные операции разведочного опробования.231
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Оглавление
389
Задачи разведочного опробования....................231
Основные виды разведочного опробования:............232
Основные виды разведочных проб.....................232
Способы отбора проб....................................233
Способы отбора проб в обнажениях и горных выработках.233
Бороздовые пробы...................................235
Типичные размеры и вес бороздовых проб.............238
Расстояния между бороздовыми пробами...............242
Шпуровые пробы.....................................242
Точечные пробы.....................................245
Задирковые пробы...................................245
Штуфные и валовые пробы............................246
Способы отбора проб в отбитых рудных массах........248
Горстевой способ...............................248
Способ вычерпывания............................249
Способы отбора проб в скважинах....................251
Отбор газовых проб.................................260
Применение различных способов отбора проб..........260
Требования к отбору секционных проб................263
Обработка проб.........................................264
Основные принципы обработки проб...................264
Операции обработки проб............................264
Формула Ричардса-Чечотта...........................271
Схема обработки проб...............................272
Испытания проб.........................................273
Определение химического состава....................274
Определение минерального состава...................278
Техническое опробование............................281
Определение объемной массы.....................281
Определение пористости.........................283
Определение влажности..........................283
Определение коэффициента разрыхления...........284
Определение кусковатости руд и пород...........284
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Оглавление
390
Определение зольности и калорийности ископаемого
топлива..................................284
Технологическое опробование.........................286
Геофизические методы опробования....................287
Методы определения качества ПИ без отбора проб..........291
Общие сведения......................................291
Опробование по типам руд............................292
Опробование на основе пространственных закономерностей 293
Опробование на основе взаимосвязей между компонентами руд
....................................................294
Определение объемной массы на основе взаимосвязей с
геологическими факторами.............................295
Контроль процесса опробования...........................296
Контроль опробования в целом........................297
Внутренний геологический контроль химических анализов.298
Внешний геологический контроль химических анализов..300
ОСНОВЫ ОЦЕНКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ...........................304
Основная цель и задачи геолого-экономической оценки.....304
Содержание и методы геолого-промышленной оценки
месторождений...........................................304
Факторы геолого-промышленной оценки.....................305
Географо-экономические факторы......................306
Структурные факторы.................................307
Геологические факторы...............................308
Определение и назначение кондиций.......................309
Основные показатели кондиций............................309
Минимальное промышленное содержание.................309
Бортовое содержание.................................310
Максимально допустимые содержания вредных примесей....311
Минимальная мощность полезного ископаемого..........312
Максимальная допустимая мощность прослоев пустых пород и
некондиционных ПИ.....................................313
Максимальная глубина подсчета запасов и предельный
коэффициент вскрыши.........................313
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекций) ЮРГТУ(НПИ)
10.09.2013 Оглавление
391
Оконтуривание запасов.................................315
Проведение контура между двумя разведочными выработками
..................................................315
Оконтуривание рудных тел на планах и проекциях, блокировка
запасов в пределах общих контуров.................317
Подсчет запасов.......................................319
Общие формулы подсчёта запасов....................319
Методы подсчёта запасов ТПИ.......................320
Метод геологических блоков.....................320
Метод среднего арифметического.................320
Метод разрезов.................................321
Вычисление средних значений подсчетных параметров.....323
Компьютерные технологии подсчета запасов..............325
ОСНОВЫ ПОИСКОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ........................328
Поиски полезных ископаемых............................328
Поисковые предпосылки и признаки......................329
Поисковые предпосылки.............................330
Стратиграфические предпосылки..................330
Магматогенные предпосылки......................331
Структурные предпосылки........................334
Литолого-фациальные предпосылки................336
Геоморфологические предпосылки.................337
Прямые поисковые признаки.........................339
Рудные выходы..................................339
Рассеянная рудная минерализация................339
Геохимические ореолы...........................340
Следы старых горных работ......................343
Косвенные поисковые признаки......................343
Околорудные изменения вмещающих пород..........343
Минералы-индикаторы............................345
Геофизические аномалии.........................346
Ботанические признаки..........................348
Методы поисков........................................350
Наземные методы поисков...........................350
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НИИ)
10.09.2013 Оглавление
392
Геологическая съемка как метод поисков..........350
Минералогические методы поисков.................350
Геохимические методы поисков....................353
Геофизические методы поисков....................356
Горно-буровые методы поисков....................363
Комплексирование методов поисков................364
Воздушные методы поисков...........................366
Мобильная система картографирования СгорСат.....369
Космические методы поисков.........................370
Дистанционное зондирование Земли................371
Станции дистанционного зондирования Земли из космоса
................................................373
Подводные методы поисков...........................374
Оценка результатов поисковых работ.....................378
Перспективная оценка результатов поисковых работ...378
Оценка прогнозных ресурсов.........................380
Метод аналогии..................................380
Методы экспертных оценок........................382
Расчет прогнозных ресурсов прямыми методами.....382
Методы экстраполяции............................383
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..........................................385
© В.И.Щеглов Основы поисков иразведкиМПИ (курс лекции) ЮРГТУ(НПИ)