Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород

28.12.2016

Как правило, гидромеханизированный способ разработки применяется на горизонтальных и пологих месторождениях. Существует несколько способов подсчета запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород на таких месторождениях. При подсчете запасов известны способы среднего арифметического, геологических блоков, сечений, объемной палетки проф. П.К. Соболевского, метод геометрического анализа акад. В.В. Ржевского.
Способ среднего арифметического является наиболее простым. Он используется в том случае, когда месторождение разведано скважинными или горными выработками. Средняя мощность, м, залежи (и среднее содержание полезного компонента) определяется как среднее арифметическое значений мощности по всем разведочным выработкам в пределах контура карьерного поля, т. е.
Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород

где xi — мощность залежи по i-й разведочной выработке, м; n — число разведочных выработок в пределах карьерного поля.
Способ среднего арифметического позволяет ориентировочно подсчитать запасы месторождения при минимальных затратах труда и средств. Этот способ целесообразно использовать для подсчета запасов на слаборазведанных месторождениях при большом числе равномерно распределенных разведочных выработок. Недостатком этого способа является малая точность подсчета запасов для месторождений сложной формы и неравномерного распределения разведочных выработок.
При способе геологических блоков площадь залежи разделяется на блоки, что позволяет учитывать равную степень разведанности месторождения и различие вещественного состава. Запасы в пределах каждого блока подсчитываются способом среднего арифметического, а общие запасы полезного ископаемого определяются суммированием запасов по блокам. Достоинством этого способа является возможность выделения различных типов и сортов полезного ископаемого.
Способ сечений заключается в том, что через разведочные выработки, расположенные по параллельным линиям или на одних горизонтах, строятся соответственно вертикальные или горизонтальные сечения. Запасы полезного ископаемого qп и полезного компонента q'п в полосе залежи шириной b=1 м определяются по формулам:
Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород

где Vi — объем полосы залежи i-гo сечения; γi — средняя плотность полезного ископаемого в i-м сечении; q'п — среднее содержание полезного компонента в i-м сечении.
Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород

здесь Sc — площадь сечения залежи.
Если запасы в полосах i-го и (i-1)-го сечений различаются между собой более чем на 40 %, то запасы полезного ископаемого qб и полезного компонента q'б в блоке, ограниченном этими сечениями, определяются по формулам:
Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород

где Lб — расстояние между i-м и (i -1)-м сечениями.
Если запасы в полосах различаются между собой более чем на 40 %, то запасы блока определяются по формулам:
Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород

Если между сечениями угол αc ≤ 10° или αc ≥ 10°, то объем блока определяется по формулам соответственно
Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород

где Нi' — длина перпендикуляра, опущенного из центра тяжести i-го сечения на (i-1)-е сечение; — длина перпендикуляра, опущенного из центра тяжести (i-1)-го сечения на i-е сечение; Si — площадь j-гo сечения; Si-t — площадь (i-1)-го сечения.
Запасы полезного ископаемого qб и полезного компонента q'б в блоке определяются по формулам:
Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород

где γt-1 — средняя плотность полезного ископаемого в (i-1)-м сечении.
Формулы (3.11), (3.12) рекомендуется применять при условии, что γi = γi-1, q'i = q'i-1, a Si и Si-1, различаются между собой не более чем в 6 раз.
Суть способа объемной палетки проф. П.К. Соболевского состоит том, что на план изомощностей накладывается палетка в виде квадратной сетки, которая делит всю площадь на квадраты площадью ΔS (рис. 3.1). Каждый квадрат является нижним основанием вертикальной косоугольной призмы. Верхним ее основанием является элементарная площадка поверхности плана изомощностей. Объем i-й призмы определяется по формуле
Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород

где ΔS — площадь квадрата палетки, м2; hi — средняя высота i-й элементарной призмы, определяемая для центров квадратов палетки интерполяцией между изолиниями мощностей, м. Объем залежи определяется по формуле
Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород

Запасы полезного ископаемого и ценного компонента в залежи определяются соответственно по формулам:
Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород

где γc — средняя плотность полезного ископаемого; qc' — среднее содержание полезного компонента.
В пределах контура залежи границы крайних квадратов палетки не совпадают с линией контура. Поэтому высота элементарных призм умножается на коэффициент, равный доле площадки ΔS, входящей в контур залежи.
Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород

Подсчет производится при двух положениях палетки. За окончательный результат принимают среднее из двух значений показателей. Этот способ возможно применять только при наличии плана изомощностей. Он требует больших затрат ручного труда.
Точность подсчета запасов рассмотренными выше способами при условии полного учета геологической характеристики месторождения практически одинакова.
Объем вскрышных пород в границах карьерного поля подсчитывается методом сечений.
Суть метода геометрического анализа акад. В.В. Ржевского дня пологих и горизонтальных залежей заключается в вычерчивании ряда положений фронта работ через определенные интервалы его подвигания и определении для каждого положения фронта объемов вскрышных пород и извлекаемых запасов полезного ископаемого. Исходными материалами служат топографические планы с нанесенными изолиниями мощности вскрышных пород и полезной мощности залежи.
Применительно к россыпям при подсчете запасов используют три способа: линейный, геометрических блоков и ближайшего района.
Линейный способ подсчета запасов наиболее распространен. В его основу положен подсчет линейных запасов, который выполняют после оконтуривания россыпи в разрезе. При подсчете запасов по одной линии границы геологического блока проводят посредине между соседними линиями. Для определения запасов полусумма расстояний между соседними линиями умножается на площадь блока.
При подсчете запасов способом геологических блоков оконтуривается общая площадь россыпи или отдельные ее участки, характеризующиеся однородным геологическим строением и примерно одинаковой степенью разведанности. Запасы подсчитывают умножением площади блока на средние показатели, которые учитывают данные по всем разведочным выработкам. Этот способ используется в основном на россыпях неправильной и линзообразной формы, разведанных большим числом выработок.
Способ ближайшего района применяется очень редко. Суть этого способа состоит в том, что вся площадь месторождения разбивается на отдельные участки. На каждый участок распространяются данные разведочной выработки, находящейся в его центре.