Вопрос 1. Цели и научно-производственные задачи разведки и геолого-экономической оценки месторождений полезных ископаемых

Разведка – 4-я стадия III этапа геологоразведочных работ, проводимая с целью подсчета запасов полезных ископаемых месторождения и его подготовки к промышленному освоению. Разведка включает в себя последовательное выполнение следующих научно-производственных операций: оконтуривание залежей полезного ископаемого, отбор, обработку и испытание проб, сравнительную геолого-экономическую оценку исследуемого объекта.

Разведка является важнейшим инструментом геологоразведочного производства, направленным на воспроизводство и развитие минерально-сырьевой базы страны.

В результате проведения полного цикла геологоразведочных работ осуществляется последовательное решение следующих важнейших вопросов, связанных с геологическим изучением недр:

§ создание фундаментальной геолого-картографической основы и минерагенических баз данных для прогнозирования и поисков месторождений полезных ископаемых;

§ прогнозирование, поиски и оценку месторождений полезных ископаемых с применением геологических, геофизических, минералого-геохимических методов;

§ подготовка месторождений к промышленному освоению путем проведения разведочных работ с целью всестороннего изучения количества, качества и условий залегания тел полезных ископаемых;

§ геологическое обслуживание эксплуатируемых месторождений путем организации рудничной (шахтной) геологической службы для планирования и управления качеством рудопотока, направляемого на переработку.

Объектами исследований разведкиявляются промышленные месторождения полезных ископаемых (или их участки), образованные как природными, так и техногенными скоплениями минерального сырья, разработка которых экономически целесообразна.

Представление о значимости месторождения формируется на основе детального изучения определенных геолого-промышленных параметров, к важнейшим из которых, относятся:

§ масштаб месторождения (определяемый формой, размерами и строением тел полезных ископаемых);

§  качество минерального сырья в недрах, включая его технологические свойства;

§ горнотехнические и гидрогеологические условия вскрытия и эксплуатации месторождения.

В процессе разведки приходится решать также и ряд взаимосвязанных научно-производственных задач.

Перваязадача - заключается в построении оптимальной разведочной системы путем обоснованного выбора наиболее рационального размещения пунктов наблюдений (разведочные скважины, горные выработки и пр.), позволяющих при минимуме затрат осуществить достаточно надежное прогнозирование геологических показателей. Эта задача решается проведением разведочного оконтуривания месторождения (участка) и внутриконтурной разведки в пределах установленного горного отвода.

Вторая задача - состоит в необходимости изучения характера изменчивости полезного ископаемого путем проведения геологического документирования и опробования всех полученных разведочных пересечений, созданных в контуре месторождения.

Третья задача - заключается в разработке методов научного прогнозирования и оценки геолого-промышленных показателей в пространстве между пунктами наблюдений, подсчёте запасов по выделенным типам руд и проведении сравнительного технико-экономического анализа целесообразности разработки разведанного месторождения.

Таким образом, главная цель разведки – подготовка месторождения к промышленному освоению, достигается решением обозначенных выше научно-производственных задач.

Финансовые ресурсы, направленные на эффективную подготовку месторождения к промышленному освоению, всегда ограничены предварительными сметно-финансовыми расчетами и, поэтому, выделяемые на её проведение средства, должны использоваться наиболее эффективно для достижения главной цели – подсчета и оценки запасов в объеме, необходимом для создания нового коммерческого источника определенной продукции потребления.

Большое значение в достижении поставленной цели и оптимальном распределении финансовых ресурсов по стадиям разведки имеет надежность получаемой геологической информаций, так как на ее основе решается вопрос о том, направить ли средства на детализацию разведочной сети, либо использовать их на геотехнологические исследования минерального сырья или металлургических процессов на заключительной стадии разведки, когда это наиболее необходимо.

Общепринято считать, что геолого-экономическая оценка месторождения сводится в основном к определению стоимости содержащихся в нем запасов полезных ископаемых. То, что относится или не относится к запасам, определяется стоимостью затрат различных стадий освоения минеральных ресурсов, включая их оконтуривание, добычу, обогащение, первичную переработку, складирование отходов, рекультивацию и сбыт конечной продукции.

Суммарная стоимость всех указанных затрат, с учетом стоимости финансирования собственно геологоразведочных работ, определяет возможности планируемого производства по извлечению на месторождении балансовых (коммерческих) запасов минерального сырья.

Таким образом, геологические данные, получаемые на стадии разведки, играют решающую роль в определении общей стоимости производства минеральной продукции и эффективности её добычи и переработки. Поэтому необходимо подчеркнуть, что роль геологоразведочных работ в рамках различных аспектов производства имеет решающее значение уже на ранних стадиях, когда производится предварительное оконтуривания месторождения (участка). Однако, если месторождение оконтурено и запасы уже подсчитаны и оценены, необходимо подумать о совокупных затратах на вовлечение месторождения в промышленное освоение и ожидаемом экономическом эффекте от реализации данного проекта. В этом случае инвестиционная привлекательность объекта разведки определяется извлекаемой ценностью минерального сырья в контурах выделенного горного отвода, поскольку запасы определяются как часть установленных ресурсов, которые можно экономически выгодно добывать из недр. Эта общая себестоимость затрат должна существенно отличаться от той цены, по которой можно продать конечный продукт.

Являясь важнейшей составляющей процесса воспроизводства минерально-сырьевой базы, разведка определяет не только что считать рудой на данном месторождении, но и управляет стоимостью, при которой руду можно эффективно извлечь из недр.

По результатам геологоразведочных работ, дается окончательная геолого-промышленная оценка вовлекаемых в эксплуатацию запасов, которая складывается из анализа сметной стоимости затрат на проведение горных, эксплуатационных работ, затрат на обогащение и переработку полезного ископаемого, рекультивацию нарушенного ведением горных работ земельного отвода, маркетинговых расходов на сбыт товарной продукции.

Оценка затрат на проведение горно-добычных работ определяется, главным образом применяемыми способами разработки месторождения. Последние основаны, главным образом, на экономичности и безопасности, что в свою очередь зависит от многочисленных физических и. геологических факторов. Здесь принимается решение в пользу открытого или подземного способа добычи, хотя в зависимости от особенностей продукции и других условий можно рассматривать и более экзотические способы, как, например, подземное выщелачивание, скважинная разработка и даже обогащение на месте залегания. При планировании открытых разработок, наиболее типичных при разработке общераспространенных полезных ископаемых, важными геологическими показателями являются глубина и характер вскрыши, полезная мощность залежи, буримость и взрываемость пород, устойчивость откосов, распределение типов пород по потребительским свойствам, обводненность и пр.

При подземной добыче большинство геологических параметров, перечисленных выше, также учитываются, но их роль может быть более определяющей благодаря большому вниманию, уделяемому безопасности работ и различным системам подземной разработки, о которых всегда следует помнить при выборе способа добычи и сопровождающих его требований по укреплению пород. В целом выделяются следующие классы систем разработки: 1) с открытым очистным пространством; 2) с креплением; 3) с полным обрушением. Последние, в свою очередь, подразделяются на системы - камерно-столбовую с отбойкой из магазина, блокового (этажного) обрушения и др.

К важным геологическим факторам, влияющим на выбор системы разработки и наиболее экономичного способа добычи, относятся: геометрия месторождения, типы пород, мощность, падение и простирание пластов, складки и сбросы, характер геологических контактов, трещиноватость, кливаж, твердость, характеристики вмещающих пород и гидрогеологические факторы водоносность, водопритоки в горные выработки, температура и рН шахтных вод.

Эти и другие факторы также принимаются во внимание в случае более экзотических или уникальных способов разработки.

Двумя важнейшими горно-технологическими факторами, которые необходимо учитывать при определении запасов руд, являются извлечение и разубоживание. Извлечение определяет, какое количество полезного ископаемого можно добыть, а по разубоживанию устанавливается качество извлеченного материала для последующего обогащения и производства ценного продукта. Все перечисленные геологические факторы оказывают влияние на план добычи и, следовательно, на извлечение и разубоживание. Относительное влияние отдельных геоло­гических факторов существенно меняется в зависимости от типа месторождения и способа добычи (открытого, подземного или какого-либо иного). Оно также меняется, в зависимости от типа конечного продукта.

Таким образом, геологическое строение месторождения и его непосредственная инфраструктура играют фундаментальную роль в отношении эффективности, безопасности, объема капиталовложений и стоимости горных работ, поэтому геолог должен работать в тесной связи с горным инженером.

Оценка затрат на обогащение минерального сырья. Переработка извлеченного минерального сырья - важный шаг в процессе производства товарной продукции, и ею нельзя пренебрегать при решении вопроса о том, что следует считать запасами. Однако при оценке совокупных затрат, необходимых для эффективного освоения месторождения, этот технологический процесс переработки добываемого минерального сырья нередко игнорируется.

Обогащение - это высвобождение и отделение полезного компонента или компонентов, за которым обычно следует их концентрация. Общеизвестно, что на перевозку руды расходуются значительные средства, поэтому обогащение обычно производится в непосредственной близости от горного предприятия. Обогащение бывает простое, например промывка угля или просеивание агрегатов зерен, и сложное с различными стадиями переработки (как в случае вольфрама в шеелитовой руде), завершающееся получением паравольфрамата аммония. Дальнейшая обработка обычно связана с очисткой, которая производится уже на другом предприятии.

После того как запасы, полезных ископаемых определены, геологу следует задуматься о факторах обогащения. Конечно, об этом нужно думать и на более ранних стадиях, скажем при региональных геологических или оценочных работах. Во всяком случае, необходимо задать следующий вопрос: «Можно ли запасы руд, которые мы открываем, переработать с такой экономической эффективностью, чтобы получить конкурентоспособный товарный продукт?».

На обогащение руд оказывают непосредственное влияние следующие геологические факторы: типы вмещающих пород; минеральный состав руд и пустой породы; кристаллография (зональность кристаллов, прорастания, нарастания): размеры зерен; твердость пород, абразивность, коэффициент дробления и сцепления; степень окисления; возможные вредные примеси; потенциальные побочные продукты.

На ранних стадиях разработки месторождения геологи нередко являются единственными компетентными представителями персонала, и именно они, благодаря своему умению вести необходимые наблюдения, должны обнаруживать необычные свойства минерального сырья, так или иначе влияющие на его обогащение. Поэтому геологу-разведчику следует учитывать эти геологические факторы, так как они могут иметь непосредственное отношение не только к выбору возможных методов и процессов обогащения, но и конечных затрат по реализации данной программы.

Затраты на маркетинг минерального сырья. Заключительный фактор, которым часто пренебрегают при оценке запасов, - это стоимость маркетинга добываемого минерального сырья. Стоимость в данном случае может быть либо относительно низкой (золото), либо играть определяющую роль, как в случае многих неметаллических полезных ископаемых. Обычно стоимость маркетинга определяется спросом и предложением, Она мало зависит от геологических условий месторождения, но существуют геологические параметры, влияющие на маркетинг, которые следует принимать во внимание при оценке запасов.

Несомненный интерес представляют количество запасов и объемно-качественные их характеристики. Эти факторы будут определяющими при оценке способности месторождения противостоять изменениям на рынке. Можно ли с уверенностью увеличить добычу, удовлетворяющую повышенному спросу и возросшим ценам? Если спрос оказывается достаточно высоким, важно знать, можно ли производить продукцию другого качества или с некоторыми отступлениями от спецификаций. Следует ли уменьшать объем производства и повышать качество продукции; если положение на рынке складывается неблагоприятно?

Необходимо постоянно вести наблюдение за потенциально вредными минералами и химическими компонентами. Так, продажа сырья с большими мировыми запасами может стать затруднительной при наличии в нем нежелательных (технологически вредных или токсичных) примесей.

Таким образом, разведка является важнейшей составляющей программы, направленной создание, воспроизводство и развитие минерально-сырьевой базы страны, т.к. на её информационной основе достигается главная цель, заключающаяся в подготовке месторождений к промышленному освоению. На протяжении разведки и эксплуатации месторождения ведется учет движения запасов в результате их прироста, добычи, пересчета или списания с баланса горнодобывающего предприятия.

Вопрос 2. Основные термины и понятия, определяющие специфику курса.

Обучаемый, должен знать формулировки ряда основополагающих терминов, к которым относятся: «воспроизводство минерально-сырьевой базы», «запасы полезного ископаемого», «классификация запасов и ресурсов», «кондиции на минеральное сырье», «технико-экономическое обоснование (ТЭО кондиций) общераспространенных полезных ископаемых», «оценка и разведка месторождений полезных ископаемых», «подсчет (пересчет) запасов», «участок недр», «горный отвод» и др.

Воспроизводство минерально-сырьевой базы (ВМСБ) - комплекс геологоразведочных работ, обеспечивающих обнаружение новых месторождений или новых запасов (прирост запасов) полезных ископаемых с целью компенсации их убыли за счет текущей добычи либо других объективных факторов. При простом воспроизводстве прирост запасов должен соответствовать достигнутому объему добычи, при расширенном - существенно превышать её.

Геометризация месторождений - комплекс геологоразведочных работ по оконтуриванию тел или залежей полезного ископаемого, имеющих конечной целью составление специальных маркшейдерских планов, разрезов, проекций и других графических материалов с изображением на них форм, условий залегания, качества и распределения ценных и вредных компонентов в пространстве.

Запасы полезного ископаемого балансовые - запасы, использование которых экономически целесообразно и которые удовлетворяют принятым кондициям для их подсчета в недрах при существующей прогрессивной технике и технологии добычи и переработки сырья с соблюдением требований по охране окружающей среды.

Запасы полезного ископаемого забалансовые - запасы, использование которых согласно утвержденным кондициям в настоящее время экономически нецелесообразно или технически (технологически невозможно). Со временем, при изменении кондиций, могут быть переведены в балансовые.

Кадастр месторождений полезных ископаемых - систематизированный свод сведений обо всех месторождениях, рудопроявлениях, точках минерализации, а также участках, рекомендованных для проверки.

Классификация запасов: 1- разделение запасов полезных ископаемых на категории в зависимости от их экономического значения и степени разведанности; 2 - нормативный документ, фиксирующий принятую в стране классификацию запасов.

Кондиции - качественные и количественные показатели, определяющие пригодность полезных ископаемых для промышленного использования с учетом требований промышленности к качеству минерального сырья и горно-геологическим параметрам месторождения при оконтуривании запасов в недрах.

Кондиции изменяются и для различных регионов. Так, требования к сырью для экономически обжитых районов с развитой инфраструктурой более низкие, чем для труднодоступных областей (например, Центральной Сибири или Чукотки).

Месторождение коммерческое - месторождение, для которого добыча конкретного вида полезного ископаемого промышленными методами определена как экономически рентабельная путем разработки ТЭО.

Недра - часть земной коры, расположенная ниже почвенного слоя, а при его отсутствии - ниже земной поверхности и дна водоемов и водотоков, простирающаяся до глубин, доступных для геологического изучения и освоения.

Общераспространенные полезные ископаемые – статус неметаллических полезных ископаемых из группы строительных материалов, перечень которых утверждается федеральным законом с учётом возможных правовых последствий, возникающих при оформлении вида недропользования.

В соответствии с перечнем, утвержденным для субъектов предпринимательской деятельности на территории Южного федерального округа, в группу общераспространенных полезных ископаемых входят: песок, гравий, песчаник, кварц, глина, аргиллит, алевролит, сланец, мел, известняк, доломитовый мергель, изверженные, вулканогенные и гидротермально-измененные породы.

Оценка месторождений полезных ископаемых - стадия геологоразведочных работ, устанавливающая геологическими методами и экономическими расчетами промышленную значимость выявленного в процессе поисков месторождения (или его части) и обосновывающая целесообразность дальнейшего проведения на нем разведки.

Подсчет запасов - определение объема или массы полезного ископаемого или отдельного компонента (металла, его оксида, минерала и т.д.) в недрах, в заданных границах требований кондиций.

Для уточнения ранее посчитанных и утвержденных запасов полезных ископаемых в случаях, когда оценка месторождения существенно изменилась в результате более детальных разведочных или эксплуатационных работ применяется п ересчет запасов.

Разведка - стадия геологоразведочных работ, проводимая с целью подсчета запасов полезных ископаемых месторождения и его подготовки к промышленному освоению. Включает в себя последовательное выполнение следующих производственных операций: оконтуривание залежей полезного ископаемого, отбор, обработку и испытание проб, сравнительную геолого-промышленную оценку исследуемого объекта.

Технико-экономические соображения (ТЭС) - документ, которым завершаются оценочные работы. Он содержит сведения о возможном промышленном значении месторождения и служит базовым документом для проектирования на месторождении разведочных работ.

Технико-экономическое обоснование (ТЭО) - документ, составленный по итогам разведки и содержащий обоснованную и целесообразную разработку и утверждение постоянных кондиций при подсчете запасов полезных ископаемых месторождения (или его частей), передаваемого в промышленную эксплуатацию.

Участок недр - участок земной коры в виде геометризованного блока, ограниченный по глубине и простиранию, координаты пространственных границ которого зафиксированы в табличной и графической формах на утвержденных вустановленном порядке планах горного отвода или специальных картах.