Форма и геометрические параметры залежи полезного ископаемого реферат
Обновлено: 30.06.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Тема лекции: Элементы и формы залегания месторождений полезных ископаемых
План лекции
1. Понятие о месторождениях полезных ископаемых.
2. Формы и элементы залегания месторождений.
3. Минеральный состав месторождений
1. Ю. Ф. Васючков. Горное дело: Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 1990.- 512 с.: ил.с. 23-31
Содержание лекции
1. Понятие о месторождениях полезных ископаемых.
Полезные ископаемые - минеральные массы (твердые, жидкие, газообразные), которые добываются из недр Земли с целью использования их в народном хозяйстве.
Руда - горная порода или минеральное образование с содержанием полезных компонентов, обеспечивающим целесообразность извлечения их при современном состоянии экономики и техники.
До недавнего времени рудами называли только те агрегаты, из которых добывали металлы; в настоящее время термин руда распространен и на некоторые неметаллические полезные ископаемые (руды асбеста, апатита, бора и др).
Понятие полезных ископаемых и руды не являются постоянными, а изменяются в связи с изменением потребностей народного хозяйства, развитием техники добычи и переработки минеральных веществ. Например, горные породы, в которых находятся германий, галлий, рений, индий и другие элементы, относящиеся к группе рассеянных, до недавнего прошлого имели минералогический интерес, а теперь есть рудами.
Среди полезных ископаемых выделяют следующие главнейшие группы:
-металлические (руды), из которых извлекаются металлы или соединения металлов;
-неметаллические (часто тоже называемые рудами), которые используются либо как готовый минеральный агрегат (глина, песок, каменные строительные материалы), либо как сырье, из которого выделяют определенные минералы или химические соединения;
-каустобиолиты, к которым относятся в основном горючие полезные ископаемые (ископаемые угли, горючие сланцы, нефть, газ).
Месторождение - естественное скопление полезного ископаемого в земной коре, разработка которого при данной экономической конъюнктуре целесообразна.
Запасы твердых полезных ископаемых - весовое количество полезного ископаемого, заключенное в земных недрах на определенной площади. Качество полезных ископаемых определяется кондиционным содержанием в нем металлов или неметаллических компонентов, достаточным для экономически рационального использования полезных ископаемых в промышленности. Качество полезных ископаемых зависит от примесей в нем других полезных или вредных компонентов и других факторов.
Минимальные запасы и содержание ценных компонентов, а также максимальные содержания вредных примесей в минеральном сырье определяются для каждого месторождения промышленными кондициями.
Месторождения твердых полезных ископаемых по промышленному использованию разделяются на рудные (черные, цветные, легкие, редкие, радиоактивные и благородные металлы, рассеянные и редкоземельные элементы), нерудные (сырье для химической и металлургической промышленности, строительные материалы и др.), горючие (уголь).
Рудный пояс - большой по размерам (регионального масштаба), вытянутый в определенном направлении участок земной коры, в котором сосредоточены месторождения одного или нескольких близких генетических типов и определенных металлов. Рудный пояс обычно в свою очередь подразделяется на ряд рудных зон.
Рудная зона - значительная по размерам, обычно линейно-вытянутая зона, в пределах которой располагаются месторождения определенных типов полезных ископаемых. Приуроченность месторождения к этой зоне обусловлена особенностями ее геологического строения.
Рудное поле представляет собой группу месторождений, объединяемых общностью происхождения и единством геологической структуры. Площади рудных полей обычно имеют размер от нескольких до десятков квадратных километров.
Тело, или залежь, полезных ископаемых - ограниченное со всех сторон скопление природного минерального сырья, приуроченное к определенному структурно-геологическому элементу или комбинации таких элементов.
Рудопроявление - естественное скопление в горных породах рудных минералов невыясненных или небольших размеров, требует изучения.
Рудная точка - рудопроявление непромышленного характера (по размерам или содержанию полезных ископаемых).
2. Формы и элементы залегания месторождений.
Каждое тело полезного ископаемого имеет три измерения в пространстве. В зависимости от соотношения этих величин различают четыре типа тел полезных ископаемых: изометрические, плитообразные, трубо - или столбообразные и тела сложной формы.
Шток - большая, более или менее изометрическая залежь сплошного или почти сплошного минерального сырья.
Гнездо - рудное тело, размеры которого по каждому из трех измерений измеряются единицами метров.
Штокверк - более или менее изометрический объем горной породы, пронизанный мелкими жилками и насыщенный вкрапленностью минерального вещества.
Пласт - наиболее распространенная форма рудных тел осадочных месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых. Это плитообразное тело осадочного происхождения, отделенное от других пород плоскостями напластования. Пласты могут иметь длину, измеряемую десятками километров, и столь же большую ширину. Мощность пластов может изменяться от десятков сантиметров до сотен метров. Различают пласты простые (без прослоев породы) и сложные (с прослоями породы).
Жила - плитообразное тело, образовавшееся в результате заполнения трещинной полости жильной породой или метасоматического замещения горных пород вдоль трещин минеральными веществами. В связи с этим различают жилы выполнения и жилы замещения.
Линза - плитообразное тело, имеющее максимальную мощность в центре и выклинивающуюся до краев. Линзы по длине достигают сотен метров .
Чечевица - отличается от линзы меньшими размерами при большей мощности.
Трубчатые рудные тела встречаются сравнительно редко. Типичным представителем трубчатых тел трубки кимберлитов. Трубки имеют эллиптическое или круглое сечение, измеряется десятками и сотнями метров, а на глубину прослеживаются на несколько километров.
Рудные столбы. Тела полезных ископаемых, главным образом жильные рудные тела, не бывают одинаково богаты рудой на всем протяжении. Обычно в них первичные рудные минералы концентрируются на некоторых участках, называемых рудными столбами, в отличие от убогих частей рудных тел. Если обогащенные рудными минералами участки имеют небольшие размеры, их называют кустами, ячейками, карманами.
Установление и определение таких обогащенных участков рудных телах, выяснение закономерностей их образования является одним из важнейших задач при разведке месторождения.
3. Минеральный состав месторождений
Месторождения полезных ископаемых, кроме минералов, содержащих ценные металлы или используются в качестве неметаллического сырья, обычно содержат минералы, которые не имеют практической ценности. Эти минералы в постмагматических месторождениях, имеющие форму жил, называются жильными, а в месторождениях других генетических типов - нерудными. Для полезных ископаемых, которые используются полностью (блоки мрамора, гранита, диабаза и др), разделение на полезные компоненты и нерудные минералы не проводится.
Жильными и нерудными минералами обычно являются кварц, опал, халцедон; карбонаты - кальцит, доломит, сидерит, родохрозит;
сульфаты - преимущественно барит, в меньшей степени гипс;
силикаты - полевые шпаты, хлорит, серицит, гранат, родонит, каолинит, турмалин; апатит, плавиковый шпат, пирит, марказит, пирротин; иногда роль жильных и нерудных минералов играют обломки изверженных, осадочных и метаморфических пород, среди которых залегает рудное тело.
В зависимости от состава полезных компонентов, содержащихся в рудах, различают мономинеральные, либо простые и комплексные (сложные) руды. Мономинеральные руды - это руды, в которых содержится в основном один полезный компонент, например железо, алюминий, хром; комплексные руды содержат несколько полезных компонентов.
По составу преобладающей части рудных минералов выделяют следующие главные типы руд:
1) окислительные - характерные в форме окислов и гидроокислов для месторождения марганца, железа, олова, урана, хрома, алюминия;
2) силикатные - типичные для неметаллических полезных ископаемых (слюда, асбест, тальк и др.);
3) сернистые - в виде сульфидов, арсенидов, антимонидов, типичные для месторождений меди, цинка, свинца, никеля, сурьмы и других металлов;
4) карбонатные - характерные для некоторых месторождения железа, марганца, магния, свинца, цинка и меди;
5) сульфатные - типичные для месторождений бария, стронция и других элементов;
6) фосфатные - характерны для месторождений фосфора и связанных с ним соединений;
7) галоидные - типичные для месторождения солей и флюорита;
8) самородными (золото, платина, медь).
По составу всей рудной массы, включая рудные и нерудные минералы, руды подразделяются на кремнистые, силикатные, карбонатные, сульфидные, сульфатные, окислительные, галоидные и органогенные (газа битумные).
1. Дайте определение полезных ископаемых?
2. Дайте определения месторождения полезных ископаемых?
3. Перечислите формы залегания месторождения?
4. Перечислите главные типы руд по составу преобладающей части рудных
1. Изучение материала конспекта лекций.
2. Ю. Ф. Васючков. Горное дело: Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 1990.- 512 с.: ил., с. 16-23
Геометризация предусматривает сбор исходных данных, их предварительную обработку, систематизацию, оценку точности, построение геолого-математической и геометрической модели с последующей оценкой ее качества (точности) и использованием модели при освоении недр. Геометризацию месторождения производят последовательно на каждой стадии его разведки и разработки.
Геометризация месторождения - это постепенный и последовательный процесс изучения и познания месторождения. Данные о МПИ постоянно уточняются в результате ведения горных работ. Геометризация недр не исключает геологического их изучения. Наиболее полные данные о МПИ получают в процессе его разработки.
Основные методы геометризации: метод изолиний, геологических разрезов (сечений) и профилей; объемных наглядных графиков и моделирования с использованием компьютеров. Каждый из перечисленных методов применяют самостоятельно или чаще совместно с другими.
Методом изолиний при геометризации недр изображают реальные и условные поверхности. Сложность отображения поверхностей зависит от геологических факторов. Достоверность изображения размещения показателя на плане в изолиниях зависит от изменчивости показателя, густоты и соответствия разведочных точек (определений, измерений) характерным точкам показателя, а также от размера, ориентировки проб и масштаба плана.
Недостатки метода: при изображении формы залежей возникает трудность одновременного изображения и литологии пород, окружающих полезное ископаемое ; сложно, а иногда и невозможно в изолиниях изображать тела трубообразной, других сложных форм, а также горизонтально или вертикально залегающие слои правильной формы.
Способ геологических разрезов позволяет отображать форму тела полезного ископаемого и представлять его положение среди вмещающих пород в вертикальном, горизонтальном или наклонном сечении. Исходными для построения геологических разрезов являются данные геологоразведочных скважин и горных выработок. При геометризации используют метод изолиний и геологические разрезы. Их сочетание дает больше наглядности и полноты изображения, а также облегчают взаимное построение и построение других горно-геометрических графиков и моделей.
Метод объемных наглядных графиков применяют для наглядного изображения формы, свойств залежей и горных выработок со сложным характером их размещения в недрах. Наглядные графики строят в I аксонометрических, аффинных, векторных, стереоаксонометрических проекциях. Исходными данными для построения служат планы, разрезы, профили, а также координаты характерных точек изображаемых объектов.
Метод моделирования основан на создании модели процесса или явления. Для создания наиболее точной модели процесса или явления выявляются существенные, характерные черты процесса. Различают физическое и символическое моделирование. При физическом моделировании модель воспроизводит изучаемый процесс или объект с сохранением его физической природы. Модели строят статические и динамические.
Статические модели строят для наглядного представления о месторождении на определенный момент его изученности. Главное внимание здесь обращают на выразительность изображения отдельных, особенностей месторождения. Динамические модели месторождений состоят из серии маркшейдерских или геологических планов. От динамических моделей требуется, чтобы они давали подобное уменьшенное изображение ситуации и рельефа местности, геологии участка и системы горных выработок, позволяли легко пополнять модель и видоизменятъ изображаемый объект по новым данным съемки и разведки.
Графическое моделирование, к которому относятся геологические, структурные, петрографические, геохимические планы, карты и разрезы, проекции рудных тел, карты трещиноватости, технологические карты, блок-диаграммы и др., весьма распространено в геологии и горном деле.
Геометрическая модель месторождения состоит из комплекта горно-геометрической графической документации, отражающей закономерности размещения форм и свойств залежей в пространстве недр, и установленных на основе математической обработки аналитические и вероятностные зависимости между геологическими признаками.
Геометрическая модель служит основой для - решения многих задач разработки месторождения: проектирование предприятия, планирования горных работ, обоснования кондиций, нормирования, подсчет запасов, прогнозирование размещения ПИ на неразведанных участках, рациональное использование недр.
Основные задачи геометризации: создание наиболее правдоподобной модели МПИ с оценкой ее точности и установления минимального числа точек наблюдения и их расположения при разведке, с обеспечением необходимой погрешности
Виды геометризации недр. Геологические показатели разделяются на признаки, характеризующие форму массива горных пород, его свойства и процессы, происходящие в недрах.
В зависимости от направления изучения недр различают: геометризацию формы залежей полезных ископаемых и условий их залегания; геометризацию размещения физико-химических и технологических свойств залежей и вмещающих пород; геометризацию процессов, происходивших и происходящих в недрах.
Геометризацию свойств залежей и массива горных пород представляют графики изолиний содержания того или иного компонента в полезном ископаемом, изолинии трещиноватости, пористости, крепости того или иного слоя горных пород и др.
В зависимости от этапа изучения месторождения конкретных задач и масштабов составления горно-геометрических чертежей различают региональную, детально разведочную и эксплуатационную геометризацию месторождений.
Региональную геометризацию осуществляют в масштабах от 1:50000 до 1: 500000 по данным поисковых работ, космической, аэрофотографической, геологической и геофизической съемок. Она позволяет делать широкие обобщения и общие прогнозы, определять районы, перспективные для дальнейшей разведки месторождений.
Детально-разбивочную геометризацию проводят в масштабах от 1:5000 до I: 50000 не основе данных детальной разведки, геологической, структурно-геологической и геофизической съемок. На этой стадии составляют различные горно-геометрические графики формы, условий залегания залежи, размещения в них компонентов и пр. По материалам геометризации оценивают месторождения, подсчитывают запасы, проектируют горные предприятия.
Эксплуатационную геометризацию составляют в масштабах I: 100- 1: 5000. Ее проводят на основе материалов детальной разведки и горно-геологической информации, получаемой при проходке подготовительных и очистных горных выработок
Эксплуатационная геометризация позволяет вскрывать закономерности структурного и качественного характера, на основе которых становится возможным строить прогнозы на ближайшие участки недр и планировать рациональную их разработку.
Региональная, детально-разведочная и эксплуатационная геометризация - этапы последовательною изучения и познания месторождения от открытия и до полной отработки.
В методике геометризации рассматривают вопросы техники и методики выявления и изображения форм и свойств месторождений, их условий залегания и процессов, происходящих в недрах.
Геометризация месторождений полезных ископаемых является прикладной частью отрасли горно-геологической науки, называемой геометрией недр, или горной геометрией,— дисциплины, сформировавшейся сравнительно недавно.
Создание и развитие этой области науки обусловлено необходимостью эффективного и рационального ведения геологоразведочных работ, проектирования горных предприятий и эксплуатации месторождений полезных ископаемых.
Геометризация месторождений представляет собой комплекс работ по изучению, систематизации, горно-геометрической обработке, оценке и графическому изображению на гео - лого-маркшейдерских планах, диаграммах, разрезах и других материалах геологоразведочной и маркшейдерской информации, накопленной в процессе разведки, изучения и эксплуатации месторождений.
Главной задачей геометризации месторождений является всесторонняя геометрическая характеристика разведуемого или разрабатываемого месторождения в удобной для практических целей и наглядной форме, позволяющей не только отражать структуру месторождения и качественные особенности минерального сырья, но и получать новые выводы и результаты.
Теоретические основы горной геометрии и геометризации недр разработаны проф. П. К. Соболевским, который исходил из того, что хотя недра Земли и представляют собой сложный комплекс геохимических полей и форм залегания, но тем не менее они не являются случайным и хаотичным скоплением различных веществ. Он считал, что недра Земли имеют такое строение и такие закономерности размещения полезных или вредных компонентов, которые можно математически (геометрически) описать с той или иной степенью точности.
Числовое значение V любого структурного или качественного показателя залежи полезного ископаемого в общем случае является переменной величиной и меняется в пространстве и во времени. Следовательно, математически его можно представить в виде выражения
V = f(x, у, z, t).
Однако, учитывая, что в период разведки и эксплуатации месторождения значения показателей V залежи практически не меняются, это выражение можно представить в виде
V = f(x, у, z).
В ходе выполнения геологоразведочных работ накапливается большое число данных, характеризующих форму залежи полезного ископаемого, условия залегания и различные качественные показатели полезного ископаемого. Характер распределения этих показателей может быть выражен аналитически в виде функциональной зависимости, таблично или графически.
Аналитическое выражение этих функций, т. е. математическое моделирование, не всегда представляется возможным. Использование ЭВМ в последние годы позволило решить ряд частных задач методом математического моделирования. Однако этот метод пока не получил широкого практического применения.
Табличный способ удобен для представления полученных данных, но он неудобен для обобщения этих данных и выявления закономерностей их размещения в пространстве.
Графический способ позволяет простыми средствами и способами геометрически моделировать закономерности пространственного распределения изучаемого показателя V путем построения горно-геометрических графиков.
Таким образом, основной задачей геометризации месторождений на современном этапе является разработка методов составления геометрических моделей, наглядно отображающих закономерности пространственного размещения структурных и качественных показателей месторождений полезных ископаемых.
Горно-геометрические графики делятся на структурные и качественные.
Структурными называются горно-геометрические графики, дающие наглядное пространственное представление о форме, элементах и условиях залегания, нарушениях и других геометрических особенностях залежи.
Качественными называются горно-геометрические графики, дающие наглядное пространственное представление о характере изменения качественных свойств полезного ископаемого (например, содержание полезных или вредных компонентов).
При составлении этих графиков в горизонтальной плоскости проекции они называются горно - геометрическими планами.
Структурные и качественные горно-геометрические графики (планы) составляются по мере накопления фактических данных о месторождении в период его разведки и эксплуатации.
В зависимости от характера исходной геолого-маркшейдерской информации, а также поставленных задач геометризация месторождений подразделяется на региональную, детально-разведочную и эксплуатационную.
Региональная геометризация производится с целью выявления общих вопросов структуры региона для укрупненных обобщений и выделения в регионе структуры, благоприятной для детализации поисков и разведки. Исходными данными для региональной геометризации являются результаты геологической съемки в мелких и средних масштабах, а также данные разведочного структурного бурения.
Детально - разведочная геометризация производится для перспективных участков месторождения полезных ископаемых и включает составление структурно-геометрических карт, планов и разрезов. Эти материалы используются для проектирования таких геологоразведочных выработок, как шахтные стволы, штольни и т. д.
Эксплуатационная геометризация является основой для правильного ведения и планирования подготовительных, нарезных и очистных горных работ. На данной стадии геометризация осуществляется детально и горно-геометрические графики составляются в крупных масштабах 1:2000—1:500, а на отдельных добычных участках даже в масштабах 1 : 200—1 : 100.
Характерная особенность составления этих графиков заключается в том, что они по мере накопления новой геолого-маркшейдерской информации систематически обновляются и уточняются.
Таким образом, структурные и качественные горно-геометрические графики отражают степень изученности месторождения в данный момент времени и позволяют правильно и эффективно осуществлять планирование и ведение геологоразведочных и горных работ.
Вопросы для самоконтроля:
1. Дать определение геометрии недр.
2. Перечислите данные, характеризующие форму залежи полезного ископаемого.
3. Охарактеризуйте структурные и качественные горно-геометрические графики.
Введение 3
Глава I. Теоретические основы геометризации месторождений 5
Глава II 9
Опробование как неотъемлимый элемент работ по геометризации. 9
Глава III 10
Геостатистические исследования при геометризации месторождений 10
Заключение 12
Список литературы 13
Содержание
В целом
Шахта "Распадская" расположен в юго-западной части Томь-Усинского-экономического района Кузбасса. На западе, востоке и севере шахтное поле ограничено детально разведанными участками: Распадским, Береговым, Распадским XII и Распадским VI-VII-VIII; с юга примыкают безугольные отложения нижних горизонтов ильинской под.
Рельеф шахтного поля характеризуется большой расчлененностью глубокими логами и долинами рек Ольжерас, Чебол-Су, Еловая, Прохладный, Слепой. Потерять четвертичные отложения развиты на всей площади шахтного поля и представлены в основном делювиальными суглинками и глинами с включениями слабообкатанной гравия и щебня коренных пород. Юрские отложения на площади шахтного поля находится в пределах блока 2, в западной части блока 3 и фрагментарно на уклонных полей блоков 4 и 5. Мощность юрских месторождений колеблется от 0 до 280 м сложность структуры геологических участков относится к второй группе, юго-запад, часть - на третьем.
Угленосные отложения шахтного поля относятся к кольчугинской серии верхнепермского возраста. Делятся они на две под - ильинскую и ерунаковскую.
Основной угленосной слой угля поля илия подсерия, которая подразделяется (снизу вверх) на казанково - маркинскую и ускатскую выпуска. Отложения ерунаковской под встречаются на небольшом участке в северо-восточной части поля и представлены нижние горизонты ленина пакета.
Обоснование необходимости геометризации ТЫС.
Под геометризацией ТЫСЯЧ понимают совокупность наблюдений, измерений, вычислительных и графических работ, цель которых выявить тенденции, присущие месторождению и отображать их в виде горно-геометрической модели, с помощью которых отображается форма (гипсометрия, мощность, глубина, поверхности разрывных нарушений), свойства (содержание полезных и вредных компонентов), условий залегания и процессов, которые имеют место в подвале.
ТЫС. характеризуется комплексом показателей, знание которых позволяет определить условия развития и дальнейшего использования сырья. Изучение показателей разработка и развитие месторождений, предоставление результатов в удобном для использования как основные задачи геологической и маркшейдерской служб. Изучены показатели характеризуют условия залегания, размера, формы, структуры месторождений, вещественный состав полезного ископаемого, горно-геологические условия разработки. Очень важной является функция размещения, перечисленные показатели в подвал. Количественная оценка показателей и пространственного их размещения в недрах составляют основное содержание ТЫСЯЧ.
Читайте также: