Методы подсчета запасов бокситов

Запасы бокситовых руд, как и других полезных ископаемых, подсчитываются в недрах без вычета потерь при добыче и переработке. Подсчет запасов проводится на всех стадиях разведки, а также во время эксплуатации месторождений.

Подсчет запасов на месторождениях бокситов является завершающим этапом поисковых и разведочных работ. Достоверность подсчета зависит от полноты и качества проведенных исследований, а также от правильной интерпретации и использования полученных при геологоразведочных работах данных, так как полученные данные приходится распространять на объемы, превышающие фактически опробованные в сотни, тысячи и миллионы раз.

Густота разведочных выработок (густота опробования), по которым проводится подсчет запасов бокситов, зависит от геологических особенностей месторождений: морфологии и размеров рудных тел, равномерности распределения бокситообразующих компонентов, условий залегания и строения бокситовых залежей и т. д. До настоящего времени при определении плотности разведочной сети пользуются опытными (эмпирическими) данными, так как общепризнанных методов для решения этой сложной задачи еще не разработано. Плотности разведочной сети для различных категорий на разведанных месторождениях приведены в табл. 6.

Подсчеты запасов бокситов на месторождениях бывш. СССР производились в основном методом геологических блоков и методом вертикальных параллельных сечений, а в первые годы изучения месторождений применялись методы многоугольников (четырехугольников) и ближайшего района.

Методом геологических блоков подсчитаны запасы бокситов на месторождениях Северо-Уральского, Южно-Уральского, Северо-Онежского, Южно-Тиманского, Амангельдинского, Центрально-Тургайского и других районов.

Положительной чертой этого метода является простота графических построений и вычислительных операций. Кроме того, при подсчете запасов бокситов этим методом выполняются требования промышленных кондиций по геометризации сортов бокситов по усредненному качеству на полную мощность руд по выработкам или подсеченным горизонтам. При этом методе в некоторых случаях можно сблокировать раздельно каждый сорт бокситов, отличающийся содержанием полезных компонентов и вредных примесей, а следовательно, и технологическими свойствами, а также различной степенью разведанности. Этот метод способствует установлению естественного пространственного положения в рудных залежах промышленных сортов бокситовых руд. В связи с этим максимально удовлетворяются требования проектирующих организаций, которые планируют добычу и переработку бокситов в зависимости и от их качества. При этом облегчается проектирование системы отработки залежей бокситов на полную мощность с применением высокопроизводительной техники.

Основным недостатком этого метода является то, что он не детально отражает распределение сортов и марок боксита. Для устранения этого недостатка приходится разделять бокситовые залежи на более мелкие геологические блоки.

При подсчете методом геологических блоков бокситорудные залежи и пачки разделяются на блоки по преобладающему сорту бокситов, с учетом качества руд на всю мощность, подсеченную выработкой. Блоки характеризуются одинаковой степенью разведанности, сходным строением, сходными условиями залегания и сложностью контура. При этом происходит некоторое усреднение качества руд по блокам, так как в укрупненные блоки с более высокими сортами бокситов иногда включались участки с более низкими сортами, и наоборот.

Средние содержания основных компонентов (глинозема, кремнезема, окиси железа, двуокиси титана и п. п. п.) по выработкам, блокам, рудным телам, участкам и месторождениям вычисляются средневзвешенным или среднеарифметическим способом.

Выход руд по маркам ГОСТ 972—50 и 972—74 и литологическим разновидностям обычно определяется в процентных соотношениях пропорционально суммарному метражу (линейному выходу), пройденному по бокситам каждой марки, литологической разновидности и т. д., в целом для всего месторождения или раздельно для каждого блока, рудного тела, участка.

Средняя плотность бокситовых руд определяется для каждой литологической разновидности лабораторным путем по образцам из скважин или методом выемки целиков в шурфах и рассечках. Для различных разновидностей и различных месторождений средняя плотность колеблется от 1,58 г/см3 для глинистых бокситов до 2,78 г/см3 для плотных каменистых бокситов.

При подсчете запасов средняя плотность бокситов в блоках, рудных телах или по всему месторождению вычисляется пропорционально процентному соотношению литологических разновидностей бокситов, принимающих участие в строении блоков, рудных тел или в целом по месторождению. На некоторых месторождениях в последнее время стали вычислять среднюю плотность для всего месторождения среднеарифметическим или средневзвешенным путем.

Рудные тела бокситов для наглядности часто изображаются на трех взаимно перпендикулярных плоскостях: на двух вертикальных (широтные и меридиональные разрезы) и на одной горизонтальной (подсчетные планы). При сравнительно крутых углах залегания бокситов принимаются не пересеченные мощности, а с поправкой на угол наклона пластов, т, е. истинные мощности.

На амангельдинских месторождениях бокситов в первые годы разведочных работ при подсчете запасов методом геологических блоков выделение отдельных сортов и марок бокситов в зависимости от применения их в промышленности и технологии извлечения глинозема проводилось тремя способами:

1) выделением внутри валовых запасов сортов бокситов с учетом сортности боксита по всей мощности рудного тела, вскрытой выработкой, с последующей блокировкой того или иного сорта;

2) геометризацией сортов бокситов путем разделения валовой мощности боксита по рудному телу на отдельные сорта и выделения их на разрезах и планах по усредненному химическому содержанию рудообразующих компонентов бокситов; в последнее время подсчет сортов таким способом не производился ввиду изменений кондиций, а также из-за условности геометризации сортовых пачек;

3) выделением сортов боксита внутри валового подсчета статистическим методом: путем разделения валовых запасов кондиционных руд пропорционально суммарной опробованной мощности сортов и марок бокситов внутри рудного тела.

Метод вертикальных параллельных сечений (разрезов) применялся в основном при подсчете запасов бокситов месторождений Западно-Тургайского (Краснооктябрьское, Белинское, Аятское и др.), Чадобецкого (Центральное) и Белгородского (Висловское) бокситоносных районов.

Применению этого метода благоприятствует то обстоятельство, что большинство месторождений указанных бокситоносных районов разведаны по прямоугольной сети, т. е. параллельными линиями, расположенными вкрест вытянутости рудных тел. Блокировка запасов в этом случае осуществляется на подсчетных геологических разрезах и иллюстрируется кроме разрезов горизонтальной проекцией на план.

Метод вертикальных разрезов относительно прост и удобен при подсчете запасов крупных линзообразных рудных тел со сложным строением, в которых мощность бокситов изменяется в широких пределах на коротких расстояниях, при переслаивании бокситов с огнеупорными глинами и вмещающими породами и при расщеплении бокситового горизонта в краевых частях залежей. При этом методе лучше, чем при других методах, учитываются и отражаются в подсчете особенности геологического строения рудных залежей.

Площади на разрезах подсчитывались аналитически по геометрическим фигурам или планиметром при отстройке подсчетных разрезов по геологическим контурам. Объем подсчетных блоков определялся по формулам определения объема призмы, усеченной пирамиды, конуса и клина. Запасы бокситов для каждого блока, общие запасы по залежи, участку и месторождению подсчитываются путем суммирования запасов отдельных блоков.

Средние содержания основных компонентов бокситов (глинозема и кремнезема) по выработкам, сечениям и блокам на некоторых месторождениях определялись средневзвешенным путем, а содержания остальных компонентов (окиси железа, двуокиси титана, двуокиси углерода, окиси кальция) и потери при прокаливании определялись среднеарифметически. На других месторождениях по скважинам, сечениям и блокам средние содержания всех компонентов бокситов определялись среднеарифметическим путем. Средние содержания основных компонентов по рудным телам и по месторождениям подсчитывались средневзвешенным путем, так как блоки и рудные залежи, как правило, не являются равновеликими.

Если литологический состав бокситов на месторождении неоднородный, средняя плотность бокситов для блоков, рудных тел или всего месторождения подсчитывается пропорционально процентному соотношению литологических разновидностей бокситов, принимающих участие в строении блоков, рудных залежей и месторождений.

Выход марок ГОСТ 972—50 и 972—74, сортов руд и литологических разновидностей бокситов подсчитывается статистически. На некоторых месторождениях в последнее время в соответствии с кондициями статистически подсчитываются марки и сорта руд, усредненные на полную мощность по выработке или горизонту.

Применительно к месторождениям бокситов метод вертикальных разрезов наряду с положительными сторонами имеет и существенные недостатки. При подсчете запасов бокситов этим методом нельзя полностью выполнить требования промышленности, предусматривающие геометризацию сортов бокситовых руд, так как блокировка производится строго по линии без учета сортности руд по выработкам, и средний сорт по блоку получается произвольно.

Если блоки выделять с учетом сортности руд по выработкам, то нарушается принцип подсчета этим методом и получается подсчет методом треугольников (четырехугольников) или мелких геологических блоков.

Метод вертикальных разрезов обеспечивает лишь вычисление усредненных показателей между двумя линиями и не отражает распределения сортов вкрест вытянутости рудного тела или участка. С усреднением показателей качества бокситовых руд при этом методе можно было бы согласиться в том случае, если бы границы блоков располагались вдоль естественных границ различных сортов. Ho качество бокситов является более выдержанным по простиранию рудных тел, В то же время блоки при этом методе располагаются в перпендикулярном направлении к их вытянутости. При методе вертикальных разрезов границы блоков проводят формально по разведочным линиям, не считаясь с естественными контурами отдельных сортов,

Метод ближайшего района применялся главным образом для подсчета запасов бокситов небольших карстовых месторождений, когда в рудоносном карсте пройдена одна или две-три скважины. Этим методом подсчитывались мелкие карстовые месторождения Западно-Тургайского, Целиноградского и других бокситоносных районов Северного Казахстана.

Среднее содержание глинозема, кремнезема и других компонентов бокситов подсчитывалось средневзвешенным или среднеарифметическим путем.

Методом четырехугольников (реже треугольников) подсчитаны запасы бокситов Кушмурунского и Приозерного месторождений Северного Казахстана, в некоторых случаях этот метод применялся для месторождений Амангельдинского бокситоносного района.

Запасы бокситов при этом методе подсчитывались по блокам, опирающимся на 3—4 скважины; блоки в этом случае были равновеликими. Блокировка запасов производилась на подсчетных планах, площади блоков вычислялись планиметром или аналитическим путем по геометрическим фигурам.

Основным недостатком этого метода является слишком дробное деление рудных залежей на мелкие блоки, что приводит к большому объему вычислительных операций. Каждая из выработок участвует в подсчете не менее четырех раз, что значительно увеличивает объем подсчетных таблиц, особенно, если учесть, что боксит является многокомпонентным полезным ископаемым и при вычислениях часто применяется метод средневзвешенного.

Таким образом, все пласто- и линзообразные месторождения Северо-Уральского, Южно-Уральского, Северо-Онежского, Южно-Тиманского, Высокопольского и других районов подсчитывались методом геологических блоков, а все карстовые, контактово-карстовые и карсто-котловинные месторождения Северного Казахстана, Центральной и Южной Сибири подсчитывались методом вертикальных параллельных сечений.