Министерство образования и науки РФ ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет» __________________________________________________ Центр дистанционных технологий и электронного обучения 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30 Тел. (343)295-15-92 E–mail: [email protected] Утверждаю: начальник ЦДТ и ЭО УМКО _____________ Силина Т. С. « ___ » ___________ 2017 г. ВЫПУСКНАЯ АТТЕСТАЦИОННАЯ РАБОТА на тему: «Подсчет запасов на примере Томинского ГОКа с помощью горно-геологического программного обеспечения Micromine» Программа: «Геоинформационные системы и информационные технологии» Руководитель: _____________________ Шинкарюк В.А. Слушатель: ___________________________Гущин О.В. Екатеринбург 2017 СОДЕРЖАНИЕ Введение …………………………………………………………………………..3 1. Определение задач и последовательность их решения ……………..………4 2. Физико-географическое описание места района работ ……………………..5 3. Геологическое строение Томинского ГОКа .………………………………...9 4. Сведения о предприятии …………………………….……………………….17 5. Подсчёт запасов с помощью горно-геологического программного обеспечения Micromine………………………………………………………….19 5.1 Описание программного обеспечения Micromine …………………...19 5.2 Исходная информация. Результаты объемного блочного моделирования……………..…………………………………………………….22 5.3 Блочное моделирование………………………………………………..25 5.4 Предварительная оценка ресурсов месторождения по плотности разведочной сети………………………………………………………...…27 5.5 Каркасное моделирование………………………………………..……29 5.6 Категоризация запасов…………………………………………………31 5.7 Блочное моделирование по данным 2017 года…………………….....33 Заключение ………………………………………………………………………39 Список используемой литературы ……………………………………………..41 2 Введение Медь - один из первых металлов, широко освоенных человеком из-за сравнительной доступности для получения из руды и малой температуры плавления. Он входит в семёрку металлов, известных человеку с очень древних времён. Томинское месторождение медно-порфировых руд в Челябинской области - одно из крупнейших медных месторождений в России. Медно-порфировые руды здесь содержат медь, золото, серебро. Содержание металлов в руде низкое, поэтому для эффективной работы требуются большие объемы переработки. Для эффективной отработки месторождения применяются самые современные технологии добычи и обогащения руды, используются инновационные решения для повышения рентабельности проекта. В соответствии с потребностями ГОКа и развитии горной науки и техники, а так же низким содержанием металлов в руде возникает необходимость использовать мощное программное обеспечение и создавать на предприятии отдел ГИС. 3 1. Определение задач и последовательность их решения Целью выпускной аттестационной работы является подсчет запасов на примере «Томинского ГОКа» на базе Micromine. Работы включали изучение технической литературы, геологической документации, а так же других нормативно-правовых документов, касающихся непосредственно ГИС. Так же проводился сбор, обработка и анализ материалов по технологии подсчета запасов полезного ископаемого на «Томинском ГОКе». В результате работы изучена более подробно документация и работа горного предприятия, оценена укомплектованность службы ГИС программным обеспечением для подсчета запасов, усовершенствованы знания в области ГИС для обеспечения горных работ на «Томинском ГОКе». 4 2. Общие сведения о районе работ и предприятии Томинское месторождение находится на территории Сосновского района Челябинской области Российской Федерации в 25 км к югу от г. Челябинска с географическими координатами: 54º55'00'' северной широты и 61º12'00'' восточной долготы. Рис. 1 Обзорная карта-схема Томинского месторождения - Контур участка Томинского месторождения 5 В физико-географическом отношении это подзона средней лесостепи лесостепной зоны в пределах провинции эрозионно-абразионной платформы Уральской горной страны. К северу, в 25 км, расположен г. Челябинск – областной центр Челябинской области. Восточнее – с севера на юг – расположен Челябинский буроугольный бассейн. Населенные пункты вблизи месторождения электрифицированы и частично газифицированы. Технической и питьевой водой район обеспечен слабо. Возможность сопредельных найма районов специализированной имеется (из рабочих рабочей поселков силы из угольных предприятий). Электроэнергия поступает от Южноуральской ГРЭС системы «Уралэнерго». Для бытовых и промышленных нужд используется уголь Челябинского буроугольного бассейна. Лесоматериалы завозятся из других регионов. Щебень, песок и глина для строительных целей имеются в районе в достаточном количестве. Население занято на предприятиях различных отраслей промышленности и в сельском хозяйстве. Ближайший к Томинскому ГОКу Советский район г. Челябинска расположен в 15 км к северо-востоку от границ землеотвода комбината. Ближайшие селитебные территории расположены: в центре от границ занимаемого землеотвода на расстоянии 100-300 м. расположена дер. Томино; в северо-западном направлении от промплощадки на расстоянии 1,14 км–пос. Томинский; в восточном направлении от промплощадки на расстоянии 1,765 км – ст. Дубровка; в восточном направлении от промплощадки на расстоянии 1,78 км – жилая застройка п. Тимофеевка; в южном направлении от промплощадки на расстоянии 0,89 км– д. Шумаки; в юго-западном направлении от промплощадки на расстоянии 3,01 км – пос. Первомайский; 6 в западном направлении от промплощадки на расстоянии 3,22 км – пос. Мичурино. Рис. 2 Схема расположения Томинского ГОКа Район экономически освоен. В сельских районах развито растениеводство, молочное и мясное животноводство. Дорожная сеть, разветвленная. Главные железные дороги электрифицированы. Основные населенные пункты и города соединены асфальтированными и щебеночными 7 дорогами, села – грунтовыми, непроезжими в распутицу. Район работ с юга на север пересекает газопровод Бухара-Урал (2-3 км к западу от месторождения). В восточном направлении, на расстоянии 880 м. от границ площадки, расположено садоводческое товарищество СНТ «Дубровский». Расстояние от железнодорожного разъезда Томино 2,5-3,0 км; железнодорожная станция Еманжелинская 10-15 км. Автострада ЧелябинскТроицк проходит в 15 км восточнее месторождения. Рельеф площади участка проектирования представляет собой фрагмент Зауральской холмистой равнины – Зауральский пенеплен с абсолютными отметками 274-292 м. Перепад высот составляет около 30 м. Томинское месторождение медно-порфировых руд приурочено к Биргильдинско-Томинскому рудному узлу, выделенному в пределах Полетаевской площади и состоит из двух рудоносных участков: Томинского и Калиновского. Рудный узел протягивается в северо-западном направлении на 40 км при ширине более 20 км (в центральной части) и имеет блоковое строение, создаваемое системами разрывных дислокаций различного генезиса. Месторождение локализуется в пределах массива диоритов, кварцевых диоритов и их порфировых разновидностей Биргильдинско-Томинского интрузивного комплекса. Массив ориентирован в северо-западном направлении и ограничен с запада и востока разрывными нарушениями. Оруденение приурочено к штоку диоритов сложной формы с общими размерами 3,5х3 км. 8 3. Геологическое строение Томинского месторождения Томинское месторождение расположено в 1,5 км юго-восточнее пос. Томино, в пределах одноименной тектонической зоны (Рис. 3). Рис. 3 Геологическая карта Томинского месторождения. Прожилково-вкрапленное медное оруденение приурочено к массиву диоритов, кварцевых диоритов и их порфировых разностей БиргильдинскоТоминского интрузивного комплекса (D3-C1bt), который является интрузивным аналогом вулканитов Березняковской толщи и составляет с ней единую вулканоплутоническую ассоциацию. Массив ориентирован в северозападном направлении и ограничен с запада и востока разрывными нарушениями того же направления. Вмещающие породы представлены 9 вулканитами Саргазинской толщи (O1-2sr) - афировыми и порфировыми базальтами, их кластолавами и туфами, ксенотуфами и в небольшом количестве риолитами. Как диориты, так и вмещающие их вулканиты инъецированы малыми телами Березняковских субвулканических андезитов (αD3-C1bz) и дайками гранодиорит-порфиров (γδπ1C2p), гранит-порфиров (γπ2C2p), субщелочных габбро-долеритов (ξυT2?š). Размеры рудовмещающего штока около 3,5×3 км. Форма его очень сложная, фигурная с заливообразными границами. В северной части массив раздваивается на два автономных тела, в виде «рыбьего хвоста», что свидетельствует о неоднократном внедрении диоритовой магмы. В интрузивных породах наблюдаются останцы и ксенолиты вмещающих базальтов мощностью от первых сантиметров до 15 метров. Диориты и вмещающие их породы часто рассланцованы, катаклазированы и милонитизированы. В поле силы тяжести над массивом наблюдается локальная отрицательная аномалия интенсивностью 2,5 мГал. Магнитное поле спокойное, пониженное. Большая часть массива сложена диоритами (до 65-70%), тогда как кварцевые диориты развиты в основном в периферийных частях штока (до 20%). Кварцевые диориты и их порфировые разности присутствуют фрагментарно в небольшом количестве, занимая центральную и западную часть штока. Диориты и кварцевые диориты имеют массивные текстуры, порфировые, порфировидные и реже аллотриоморфные структуры; состоят из плагиоклаза, кварца редко хлоритизированной роговой обманки и переменных соотношений хлорита, серицита и карбоната. Из акцессорных постоянно присутствует апатит; рудные минералы представлены халькопиритом, малахитом, азуритом, халькозином, молибденитом, пиритом и реже другими минералами меди. Порфировые выделения кварца неправильной, иногда округлой формы размером до 3-4 мм (3-10%), 10 плагиоклаз (до 35% состава) таблитчатой формы размером 0,5-2,5 мм, иногда зональный, соответствует андезину и олигоклазу (в зонах метасоматической проработки деанортизирован, представлен альбитом). Роговая обманка шестоватой формы (0-10%) размером 1,5-2,0 мм замещена хлоритом и карбонатом, редко тонкозернистым эпидотом. Серицит, карбонат и эпидот развиваются по плагиоклазу. Основная масса мелко-среднезернистая, аллотриоморфная, имеет тот же минеральный состав и иногда содержит мелкие чешуйки белой слюды. Минералогическим анализом в диоритах установлены сфен, турмалин, гранат, циркон, рутил и анатаз. Из рудных - пирит (в большом объеме), халькопирит, сфалерит, галенит и арсенопирит. Обращает на себя внимание стабильно высокое содержание апатита. Серийно-порфировые субвулканические андезиты отличаются от диоритовых и кварцевых диоритовых порфиритов четко выраженной порфировой структурой и апостекловатой (до скрытокристаллической) основной массой. Вкрапленники плагиоклаза в них образуют три генерации с размерами таблитчатых выделений 0,2-0,5, 0,5-1,5 и 1,5-4,0 мм. Плагиоклаз также представлен олигоклазом и андезином (иногда альбитом). Содержание роговой обманки варьирует от 0 до 10-15%. Она также имеет несколько генераций с размерами вкрапленников до 8,0 мм. Роговая обманка замещена хлоритом, карбонатом и тонкозернистым эпидотом и, кроме того, она часто опацитизированна, что лишний раз доказывает субвулканическую природу этих пород. По отношению к медному оруденению субвулканические андезиты стерильны, также как и дайки габбро-долеритов, гранодиорит-и гранит-порфиров. По химическому составу рудовмещающие породы Томинского месторождения отвечают диоритам и кварцевым диоритам нормального ряда (сумма щелочей меньше 7,5%) и принадлежат калиево-натриевой и, частично, натриевой серии. В кварцевых диоритах и серийно-порфировых андезитах субвулканического уровня Na2O/K2O=3,2 при близких значениях 11 суммы щелочей. В целом петрохимический состав всех интрузивов близок. Среди других диоритов площади они выделяются высоким содержанием глинозема и несколько пониженными содержаниями титана. Высокое содержание глинозема отражается в появлении нормативного корунда. По содержанию РЗЭ и малых элементов все диориты также близки. Они выделяются высокими содержаниями тяжелых лантаноидов, а диаграмме RbSr точки диоритов располагаются в поле толеитовой континентальной и островодужной исходных магм. На диаграмме распределения РЗЭ, нормированного по хондриту, диориты близки породам континентальных окраин и внутренних частей континентов. По Г.Б. Ферштатеру, диориты Биргильдинско-Томинского комплекса относятся к тоналит- гранодиоритовым сериям. Средняя плотность диоритов составляет 2,73г/см3. Диоритоиды практически не магнитны. Естественная радиоактивность пород 3-6мкР/ч. Интрузивные породы Томинского месторождения относятся к автономной диорит-кварцеводиоритовой островодужной формации. Они наиболее схожи с базальтоидными габбро-диорит-плагиогранитными формациями Урала, отличаясь от последних крайне слабым развитием основных и кислых дифференциатов. Для диоритов Томинской рудоносной зоны (скв.-551/85,5) по расплавным включениям получены параметры условий кристаллизации: Т=730-760ºС, глубина - 1,0-1,5 км. Возраст продуктивных гранитоидов диоритового ряда на Томинском месторождении обоснован их геологической позицией и определен радиологическими методами. Абсолютный возраст, определенный K-Ar методом, для мезогипабиссальных диоритов составляет 353+1 (скв-407/162,8), 336+10 (скв.401/100,1), 345+1 (скв.-7/80,5), 345+5 млн. лет (скв.-45/96,4). Формирование месторождения сопровождалось процессами интенсивной метасоматической проработки, в результате чего были образованы комплексы метасоматитов двух сопряженных формаций пропилитовой и кварц-серицитовой. В пределах Томинского месторождения метасоматиты этих формационных типов распространены очень широко. 12 Пропилиты развиты как по вмещающим базальтоидам Саргазинской свиты, так и по продуктивным диоритам. На месторождении они составляют 30-40% всего объема измененных пород. Метасоматиты пропилитовой формации имеют различный минеральный состав и различное соотношение породообразующих минералов. Пропилиты представлены следующими минеральными ассоциациями: альбит-актинолитэпидот-хлорит-(лейкоксен)-пирит, альбит-карбонат-хлорит-пирит, альбитэпидот-хлорит-(лейкоксен)-пирит, альбит-кварц-эпидот. Прожилково- вкрапленные руды развиты в них очень ограниченно, лишь в пределах интрузивных штоков. Метасоматиты кварц-серицитовой формации распространены более широко. В них устанавливается четко выраженная зональность. В общем случае поперечно-зональная метасоматическая колонка имеет следующий вид: внешняя зона представлена карбонат-хлорит-серицитовыми метасоматитами (минеральный парагенезис: альбит-кварц-карбонат-хлоритсерицит-пирит), составляющими 65-70% всех образований формации. Мощность зоны более 400 м. Промежуточная зона представлена кварцхлорит-серицитовыми метасоматитами с минеральной (альбит)-кварц-хлорит-серицит-пирит-(рутил). ассоциацией: Количественные вариации компонентов различны - на разных участках могут преобладать те или иные минералы. Зона в основном развита в пределах распространения рудовмещающих массивов. Метасоматиты промежуточной зоны составляют 15-20% измененных пород формации. Мощность ее от первых десятков до 200 м. В тыловой зоне развиты кварц-серицитовые метасоматиты с переменными содержаниями белых слюд, Расположение кварца зоны и стабильно соответствует высоким содержанием распространению пирита. максимального оруденения в восточном и западном эндоконтактах штока, вмещающего Томинское медно-порфировое месторождение. Мощность зоны колеблется от первых метров до 100-120 м. 13 Метасоматиты в пределах Томинского месторождения характеризуются единым минеральным комплексом, в котором от внешней зоны к центральной измененные породы стремятся к мономинеральному составу. Это относится как к пропилитам, так и к метасоматитам кварц-серицитовой формации. Плагиоклаз, как правило, деанортизирован до альбита-олигоклаза, и лишь в полиминеральных пропилитах он часто представлен андезином. Максимальная альбитизация отмечается в безрудной части рудовмещающего штока. Актинолит и эпидот также присутствуют только в метасоматитах пропилитовой формации. Актинолит бледно-зеленого цвета замещает пироксен в базальтах и развивается в виде разноориентированных игольчатых выделений в основной массе пород. Содержание его изменяется от 5 до 25%. По актинолиту часто развивается хлорит. Эпидот двух генераций: первичный - тонкозернистый, землистый, развивается по плагиоклазу в виде мелких (до 3,0 мм) скоплений тонкозернистого агрегата, и новообразованный - с яркими цветами интерференции и крупными зернами (до 2,0-2,5 мм). С эпидотом и той и другой генерации ассоциирует хлорит, карбонат и постоянно – разнокристаллический пирит кубического габитуса. Хлорит в составе метасоматитов представлен большей частью пеннином от бледно-зеленого до умеренно-зеленого цвета. Кроме того, в породах присутствует хлорит с высокой железистостью, по химическому составу соответствующий рипидолиту. Карбонат в измененных породах характеризуется широкой вариацией состава. В метасоматитах пропилитовой формации преобладает анкерит-брейнерит, тогда как в метасоматитах кварцсерицитовой формации – кальцит. Наибольший интерес представляет серицитовая составляющая метасоматитов. В результате детального изучения белых слюд А. И. Грабежевым впервые для региона была выявлена уникальная трехслюдяная ассоциация - арагонит - K-Na слюда-мусковит. Слюды образуют тончайшие срастания и их соотношения часто варьируют. В пределах Томинского месторождения преобладает парагонит. 14 в серицитовой составляющей Формирование месторождения носило полистадийный характер. При кристаллизации магматического расплава происходило сокращение его первичного объема. Это сокращение компенсировалось образованием в эндоэкзоконтактах массива штокверковых зон мелкой трещиноватости, по которой позже внедрялись рудно-метасоматические флюиды. На раннем постмагматическом этапе они были щелочными (ранняя щелочная стадия), что способствовало интенсивной альбитизации плагиоклаза и формированию обширного ореола альбитсодержащих пропилитов. Взаимодействие серной кислоты с карбонатсодержащими породами способствовало образованию прожилков ангидрита как в диоритах, так и во вмещающих вулканитах, что характерно для большинства медно-порфировых месторождений. По мере снижения температуры (до 400-350ºС) и разбавления растворов метеорными водами они становились нейтральными. Сульфатная сера восстанавливалась до сульфидной и связывалась в твердых фазах - пирите и пирротине. Поздний этап формирования месторождения характеризовался процессами кислотного выщелачивания и рудоотложения, в результате чего был образован комплекс метасоматитов кварц-серицитовой формации вмещающих прожилково-вкрапленные медно-порфировые руды. Основная часть руд сосредоточена в пределах центральной (тыловой) зоны - зоны кварц-серицитовых метасоматитов, в эндоконтактовой части интрузивного штока. Внутренняя часть рудовмещающего тела диоритов обособлена в виде безрудного ядра, возникшего вследствие экстракции меди в апикальную часть при прохождении кислотных растворов. Этим же можно объяснить максимально высокие концентрации парагонита в серицитовой составляющей околорудных метасоматитов. Хлориды и другие соединения халькофильных элементов, находившиеся во флюиде, реагировали с сульфидной серой с образованием халькопирита. Поздняя щелочная стадия проявлена на месторождении в незначительном объеме. На выклинках кварцсерицитовых зон устанавливаются небольшие тела (мощность до 1,0-1,5 м) серицитолитов, хлоритолитов и карбонат-хлоритовых метасоматитов с 15 повышенными концентрациями меди. В северной части рудовмещающего массива диоритовых порфиритов отмечаются спорадически развитые безрудные аргиллизиты. Таким образом, пропилиты, по-видимому, являются продуктом дорудного метасоматоза. Они имеют широкое ареальное развитие, обрамляя околорудные метасоматиты кварц-серицитовой формации. Рудная минерализация представлена в них исключительно сульфидами железа. 16 4. Сведения о предприятии В составе Томинского горно-обогатительного комбината планируется три основных производственных комплекса: – комплекс по добыче медно-порфировых руд Томинского и Калиновского участков - горнотранспортная часть; – комплекс по получению медного концентрата из сульфидных руд месторождения - обогатительная фабрика и хвостовое хозяйство; – комплекс по получению меди из окисленных руд месторождения – цех кучного выщелачивания и цех переработки растворов; Помимо основного производства для инженерного обеспечения производства и санитарно-бытового обслуживания персонала комбината будет организована «Производственная площадка предприятия с объектами инфраструктуры». Для обустройства и эксплуатации Томинского ГОКа предполагается построить: – автомобильную дорогу от Челябинской объездной дороги; – железнодорожную ветку от станции «Клубника» ОАО «РЖД», расположенную в п. Первомайский; – линии электропередач и подстанции ПС 220\10 кВ (мощностью 142 МВА) и ПС110\10 кВ (мощностью 10 МВА); – систему производственного технического водоснабжения для забора и подачи воды из поверхностных источников (с использованием стоков очистных сооружений пос. Новосинеглазово, г. Коркино, дренажных вод шахты «Коркинская» и угольного разреза «Коркинский); – систему хозяйственно-питьевого водоснабжения; – газопровод высокого давления и ГРП «Челябинскгазком»); – телефонную и оптиковолоконную линии связи. 17 (от ГРП ОАО Проектом не предусмотрено строительство собственных складских помещений и объектов подготовки взрывчатых материалов и средств взрывания – данные виды работ будут выполняться по договору подряда сторонней организацией. 18 5. Подсчёт запасов с помощью горно-геологического программного обеспечения Micromine 5.1 Описание программного обеспечения Micromine Micromine – это промышленности, комплексное охватывающее решение весь для горнодобывающей производственный цикл: от геологоразведки и трехмерного моделирования до контроля над горным производством, планирования и управления данными. Micromine предоставляет возможность геологам всестороннее оценить месторождение и сосредоточиться на перспективных участках для успешной реализации проекта. Горным инженерам программа предоставляет средства планирования и проектирования отработки месторождения. Модульная структура Micromine позволяет адаптировать систему под задачи предприятия. По мере увеличения и расширения производства Micromine будет изменяться вместе с ним. Гибкая структура Micromine делает возможным настроить это приложение согласно любым рабочим процессам. Графическая среда Micromine является “геологически логичной” и способна обрабатывать обширные и сложные наборы графических данных. Micromine включает в себя 11 модулей, которые можно комбинировать в зависимости от требований. Ядро – это основной модуль Micromine, который является обязательным к установке. Он позволяет импортировать, проверять, обрабатывать, выводить в просмотр и интерпретировать различные данные: поверхности, данные вдоль по скважинам и др. Редактор чертежей в модуле Ядро, имеющий интерфейс в стиле Визекс, используется для быстрого создания макетов сложных чертежей по заранее заданным или настроенным пользователем шаблонам. 19 Модуль Разведка включает возможности визуализации, управления базой данных скважин, инструментарий аналитики и моделирования, статистики и геостатистики, необходимые при детальной разведке или оценке ресурсов. Модуль Горный, разработанный специально для горных инженеров, предоставляет мощные и интуитивно понятные инструменты для планирования и проектирования открытых и подземных горных работ. Модуль Стратиграфическое моделирование идеально подходит для пластовых месторождений: угля, латеритного никеля, олова, фосфатов, бокситов, железной руды и платины. Результатом уникального процесса моделирования является блочная модель пласта (БМП). Результатом работы модуля Планировщик является диаграмма Ганта, схожая с такими приложениями, как Microsoft Project®. Данный модуль использует инструменты планирования и проектирования горных работ модуля Ядро; для создания трехмерных добычных блоков используются инструменты модуля Каркасное моделирование. Модуль Оценка запасов используется для оценки ресурсов и получения отчетности. Он предоставляет полный спектр функций для моделирования; некоторые из инструментов блочного моделирования также используются для планирования горных работ и подсчета запасов. Модуль Условное моделирование - это быстрое представление любых литологических границ или границ по заданному бортовому содержанию. Модуль условное моделирование использует радиально-базисные функции (РБФ) для моделирования оболочек по содержанию, литологических границ, разломов и поверхностей. Модуль Каркасное моделирование предоставляет инструменты для построения, анализа 3D каркасов и поверхностей, детальной разведки, оценки ресурсов, горно-геологического моделирования. Модуль Съемка, специально разработанный для импорта маркшейдерских данных, обеспечивает условия для расчета точек, линий, поверхностей и 20 объемов, полученных в результате съемки при проведении открытых и подземных горных работ. Модуль Оптимизация карьера используется для определения наиболее экономически выгодных к отработке оболочек карьера, учитывая ресурсы полезных ископаемых и набор экономических и горно-геологических параметров. Таким образом програмное обеспечение MICROMINE способно предоставить решения для широкого спектра задач, стоящих перед добывающим предприятием. 21 5.2 Исходная информация. Результаты объемного блочного моделирования Месторождение изучалось в несколько этапов: 1985-1992. Поисковое бурение. 1997-2004. Оценочное и разведочное бурение. 2005-2006. Заверочное бурение. 2007-2008. Совместное заверочное бурение компании «Celtic» и ЗАО «РМК». 2009-2010. Доразведка Томинского месторождения до глубины 420 метров для подсчета промышленных запасов к утверждению в ГКЗ. 2012-2013. Оценка рудопроявлений на ближних флангах месторождений и доразведка Томинского месторождения до глубины 700 метров. В 2011 году на месторождении была произведена топографическая съемка масштаба 1:2000, на основе, которой была отстроена 3D поверхность, для последующего использования в ходе каркасного и блочного моделирования. Построение каркасов рудных штокверков проводилось по 21 поперечному разрезу путем интерполяции между рудными и безрудными интервалами и/или с использованием приемов экстраполяции. Содержание металла в краевых рудных пересечениях принималось не ниже бортового. Для пространственного разделения оруденения по технологическим типам было произведено построение поверхностей коры выветривания и границы зоны окисления с зоной вторичного обогащения. Эти поверхности были также использованы для разделения вскрышных пород на скальные, полускальные и рыхлые разновидности. Кроме этого была построена укрупненная модель тектонических разломов, как рудоконтролирующих факторов. 22 Рис. 4 Поверхность зоны окисления и модель тектонических нарушений. Первичные руды содержат в себе большую часть запасов месторождения и представлены, в основном, метасоматически измененными интрузивными породами. Месторождение пространственно разделяется на восточную, западную и северную зоны. Каждая зона состоит из блоков (доменов) с повышенным коэффициентом рудоносности и содержанием меди и, примыкающих к ним, обедненных блоков. 23 Рис. 5 Каркасная модель первичных руд по бортовому содержанию меди 0,2% Оконтуривание и построение каркасов окисленных руд производилось по бортовым содержаниям меди 0,1% и 0,2%. Рис. 6 Каркасная модель окисленных руд по бортовому содержанию 0,2% 24 5.3 Блочное моделирование Размер материнского блока был выбран, исходя из сети разведочных скважин и параметров пространственного распределения содержаний меди, и равен 25х25х10 м. Для более точного вписывания блочной модели в каркасы применялся субблокинг с разделением материнского блока на субблоки размером 5х5х5 м. Впоследствии все расчеты велись по сухой руде. Был проведен подсчет ресурсов Томинского месторождения по блочной модели методом обратных расстояний (IDW). Рис. 7 Блочная модель рудного тела Сформированная трехмерная модель месторождения в дальнейшем может быть использована для подсчета запасов месторождения или его участков, геолого-экономической оценке, задачах календарного планирования и определения экономически целесообразных контуров отработки. 25 Рис. 8 Контур карьера с геологическими скважинами и блочными моделями добычных блоков 26 5.4 Предварительная оценка ресурсов месторождения по плотности разведочной сети Оценка ресурсов по плотности разведочной сети была выполнена предварительно, как один из вариантов, для последующего использования оценки месторождения в соответствии с JORC и определялась по следующим критериям: Measured Окисленные руды, разведанные по сети 70х50 м; Вторично-обогащенные руды, разведанные по сети 70х50 м; Первичные руды, разведанные по сети 80х80 м. Indicated Окисленные руды, разведанные по сети 140х100 м; Вторично-обогащенные руды, разведанные по сети 140х100 м; Первичные руды, разведанные по сети 250х150 м. Inferred Окисленные руды, разведанные по сети реже, чем 140х100; оцененные единичными рудными подсечениями; фланговые участки, опирающиеся на одну скважину; блоки, проинтерполированные третьим эллипсоидом поиска; Вторично-обогащенные руды, разведанные по сети реже, чем 140х100; оцененные единичными рудными подсечениями; фланговые участки, опирающиеся на одну скважину; блоки, проинтерполированные третьим эллипсоидом поиска; Первичные руды, разведанные по сети реже, чем 250х150; фланговые участки, опирающиеся на одну скважину; участки с пониженным коэффициентом рудоносности или формальным подходом к оконтуриванию (домены E03, N02); рудные блоки блочной модели с содержанием меди более 0,2% расположенные между каркасами по борту 0,1 и 0,2%; блоки, проинтерполированные третьим эллипсоидом поиска. 27 Помимо категории Measured, Inferred и Indicated были оценены условно прогнозные ресурсы, к которым были отнесены ресурсы домена N04. Поверхность дна бурения Рис. 9 Контур блочной модели в разрезе Рис. 10 Блочная модель ресурсов первичных руд, разделенная по плотности разведочной сети 28 5.5 Каркасное моделирование После проведения доразведки глубоких горизонтов было установлено, что Томинское месторождение имеет подтвержденное до глубин 700 метров штокверковое строение рудных залежей, которые в целом образуют кольцевую структуру. Оруденение также связано с метасоматически измененными интрузивными породами Биргильдинско-Томинского комплекса, представленного диоритами, кварцевыми диоритами и их порфировыми разностями. На флангах месторождение ограничивается слабо минерализованными вулканогеннно-осадочными породами. Проведено построение одного объединенного каркаса окисленных руд и трех основных крупных каркасов рудных штокверков состоящих из вторично-обогащенных и первичных руд, охватывающих практически все ресурсы месторождения в интервале глубин 0-700 метров. Оконтуривание и построение каркасов окисленных руд проведено по бортовому содержанию меди 0,1% и фактически принимается предыдущего раздела без перерасчета объемов и содержаний меди. 29 из Рис. 11 Каркасная модель Томинского месторождения до глубины 700 метров 30 5.6 Категоризация запасов Категоризация запасов была произведена в соответствии с классификацией ГКЗ РФ и определялась по следующим критериям: Категория С1: Первичные руды, разведанные по сети 80-100х80-150 м. Категория С2: Первичные руды, разведанные по сети 250х150 Категория Р1: Первичные руды, разведанные по сети реже, чем 250х150; фланговые участки, опирающиеся на одну скважину Рис. 12 Блочная модель первичных руд с разделением по категориям запасов 31 Рис. 13 Разрез блочной модели по линии А-А1 32 5.7 Блочное моделирование по данным 2017 года На данный момент на предприятии идет доразведка полезных ископаемых, детализация и подтверждение имеющихся данных. ЭБМ (эксплуатационная блочная модель) создаются с целью уточнения локализации оруденения, и последующего разделения горной массы на пустую породу и руду. Руда так же может быть разделена по сортам при использовании соответствующего бортового содержания. Задачи, решаемые при использовании ЭБМ: – определение рабочих контуров с разделением руды на промышленные типы; – проектирование ГПР, ГНР, БВР и суммарных объемов выемки товарной руды; – оперативный подсчет запасов в пределах выемочных единиц на ПГР и ОГР; – формирование оперативных недельно-суточных планов. Задание на эксплуатационное моделирование выдается главным геологом предприятия. по согласованию с главным геологом УК. Сроки и параметры моделирования определяются специалистом ГИС или геологом по запасам предприятия в зависимости от объемов исходных данных, и согласуются со специалистом ГИС УК. Готовая ЭБМ проверяется главным геологом предприятия, и сохраняется на сервере предприятия для использования отделом горного проектирования и планирования, а так же для доступа со стороны УК. На данном этапе отработки месторождения проводится детализация и подтверждение ранее известных запасов руды, путем выноски и пробурки дополнительных геологических скважин на Томинском месторождении. Для объемного блочного моделирования Томинского месторождения предоставлена геологическая база данных, содержащая: Координаты устьев скважин Данные инклинометрии 33 Результаты рядового опробования керновых проб Результаты группового опробования попутных компонентов Результаты геологического описания керна Для создания объемного блока загружаются в программу исходные данные, координаты устьев пробуренных скважин по профилям с известными глубинами. И создается рудный контур на пробуренный горизонт. Рис. 14 Загрузка пробуренных скважин Для дальнейшего планирования бурения наносятся скважины на модель карьера. 34 Рис. 15 Нанесение скважин на границы карьера После получения анализа керна из лаборатории с процентным содержанием меди и ее залегания создаются композиты по содержаниям. Файл композитов необходим для определения рудных интервалов, по которым будут построены СМ и КМ рудного блока, и которые должны соответствовать принятым кондициям (в качестве таковых международными стандартами определяются бортовое содержание и минимальная мощность). В условиях РФ для создания композитов используются параметры, определенные в ТЭОК на отработку: – бортовое содержание полезного компонента для выделения рудных интервалов; – минимальная промышленная мощность рудного тела, включаемая в подсчет запасов; – минимальный метрограмм или метропроцент для подсечений с мощностью, меньшей минимальной промышленной, но с более высокими содержаниями; – максимальная мощность прослоев пустых пород и некондиционных руд. Для моделирования созданные композитные интервалы должны быть отображены в Визексе в виде цветных линий, либо интервалов с 35 содержаниями вдоль трасс выработок. Перед визуализацией файлы композитов должны быть подключены к соответствующим базам данных, а БД - обновлены. Ниже на рисунке предоставлены траектории солидов скважин для визуализации участков руды с содержанием меди в пределах рудного тела. Интервалы проб закодированы цветом согласно содержанию. Рис. 16 Создание композитов по содержанию меди в скважинах Дальнейшее использование композитных скважин позволяет привести пробы к одинаковой длине, что исключает вероятность не точной интерпретации данных. 36 Рис. 17 Нанесение скважин на границы карьера Данная операция позволяет визуализировать данные опробования скважин применительно к участку работ. Так мы имеем возможность контролировать процесс отработки месторождения. Вести оперативный учет добычи руды и горной массы, что уменьшает необоснованные потери полезного компонента. Заключительным этапом работы является создание блочной модели месторождения. Блочная модель позволяет подсчитывать запасы руды, вести оперативный контроль качества содержания полезных компонентов, а также прогнозировать направление дальнейших горных работ. 37 Рис. 18 Блочная модель рудного тела со скважинами и добычными блоками С помощью создания блочной модели рудного тела были подсчитаны запасы Томинского месторождения по всем типам руд. Среднее содержание Категория запасов меди, % Запасы сухой золота, серебра, руды, г/т г/т тыс. т Запасы меди, тыс. т золота, серебра, кг т Балансовые запасы Категория В 0,47 - - 15452,7 72,1 - - Категория C1 0,46 - - 247289,5 1134,2 - - Категория С2 0,45 0,11 0,45 313360,4 1418,7 61634 257,4 Всего по категориям B+C1+C2 0,46 0,11 0,45 576102,6 2625,0 61634 257,4 460,1 15986 85,7 Забалансовые запасы С2 0,45 0,16 0,84 101717,9 Проектная мощность Томинского ГОКа по добыче принята исходя из возможностей переработки обогатительной фабрики – 28 млн.т сульфидной руды в год. Срок эксплуатации Томинского карьера с учетом развития и затухания горных работ составляет 24 года. Балансовые запасы руды Томинского медно-порфирового месторождения, утвержденные в ГКЗ, по кондиции с бортовым содержанием Cu 0,3%, составляют 576,1 млн.т. 38 Заключение Широкое использование компьютеров и новейшего программного обеспечения позволяет полностью перейти к безбумажной технологии выполнения работ. В зависимости от конфигурации и программного обеспечения компьютеров могут использоваться как дополнительный способ при выполнении съёмочных работ, так и служить ядром компьютерной системы сбора и обработки полевой информации. ГИС Micromine является современной системой, которая может применяться для решения полного спектра задач при моделировании месторождений Математический полезных аппарат ископаемых системы постоянно различного вида. совершенствуется, пополняется новыми процедурами и функциями пространственного моделирования систем. Подсчет запасов минерального сырья по любому промышленному месторождению является важнейшей задачей, завершающей его изучение и оценку. От количества запасов минерального сырья и его качества зависит дальнейшая эксплуатация месторождения и сроки его экономической окупаемости. По этим причинам подсчету запасов минерального сырья уделяется большое внимание. В результате использования ГГИС Micromine: • достигнута прозрачность в структуре баз данных геологии и маркшейдерии; • значительно сократилось время ручной обработки документов; • создана и проведена заверка базы данных месторождения (буровых скважин) и проведен классический статистический и геостатистический анализ данных опробования; 39 • построены каркасная и блочная модель рудного тела «Томинское» и подсчитаны запасы; • выполнена оптимизация при проектировании горных работ. 40 Список используемой литературы 1. Отчет по модели Томинского месторождения. 2. Регламент процедуры создания эксплуатационных моделей. 3. Проектная документация АО «Томинский ГОК». 4. План развития горных работ Томинского ГОКа, 2017 год. 5. План развития горных работ Томинского ГОКа, 2018 год. 6. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом ПБ 03-498-02. Утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 09.09.02 №57. 7. Отчет по инженерно - геодезическим изысканиям на Томинском месторождении медно-порфировых руд в границах площадки строительства Томинского ГОКа. 8. Атлас Челябинской области. Челябинск, 2015 год. 41
