Лекция 4. Критерии промышленной значимости месторождений

Минеральные скопления в Земной коре становятся промышленными месторождениями только после того, как проведенный на них комплекс геологоразведочных работ оценит и подсчитает запасы полезного ископаемого и даст заключение о их промышленной ценности, т.е. о целесообразности извлечения.

Важнейшими критериями промышленной оценки месторождений полезных ископаемых являются:

- количество и качество минерального сырья в недрах;

- технологические свойства минерального сырья;

- горно-геологические условия эксплуатации месторождения;

- географо-экономическое положение месторождения.

Количество минерального сырья определяется его массой. Промышленное использование находящегося в недрах минерального сырья целесообразно только в тех случаях, когда его количество превышает некоторый (установленный) минимальный предел.

Запасом полезного ископаемого называется количество минерального сырья в недрах, отвечающего по своему качеству современным требованиям промышленности.

Запасы всех коренных месторождений полезных ископаемых (уголь, золото, медь и т.д.) выражаются массой руды. Для тех видов минерального сырья, которые после добычи подвергаются процессу обогащения (редкие металлы – Мо, W, Be, Ne и т.д.), обычно подсчитываются и запасы полезных компонентов в руде. Масштабы месторождений определяются запасами минерального сырья и в зависимости от масштабов выделяются уникальные (Сёдбери, Витватерсранд), крупные (Кривой Рог, Жезказган, Чиатуры и др.), средние (Коунрад, Чатырколь и др.) и мелкие (Баян, Сырымбет, Жанет и др.) месторождения.

Качество – это минеральный и химический состав, а также физические свойства полезного ископаемого. Оно определяется процентным содержанием полезных металлов (Cu, Pb, Zn, Au др.) или окислов металлов (WO₃, Cr₂O₃, BeO, V₂O₅ и др.) в рудах. Существенное влияние на оценку качества некоторых руд оказывают вредные примеси, мешающие извлечению концентрата из руд. Таковым для руд железа и марганца являются сера, фосфор; для фосфоритов - магний; для руд золота - мышьяк.

По содержанию полезного компонента с учетом требований промышленности выделяются богатые, рядовые (средние) и бедные руды. Качество минерального сырья повышается, когда в его составе присутствуют несколько полезных компонентов (Cu + Pb + Zn; Au + Bi + U).

Большая часть руд полезных ископаемых представляет собой комплексное минеральное сырье, т.е. содержит несколько полезных компонентов, не говоря уже о рассеянных элементах. В связи с этим и исследования минерального сырья должны быть комплексными, т.е. в процессе этих исследований необходимо определять как содержание полезных компонентов, так и их важнейшие физические свойства, а также свойства вмещающих пород, чтобы можно было установить пригодность тех и других в различных отраслях промышленности. Необходимо уделять особое внимание на присутствие в рудах редких элементов или рассеянных, свойственных почти всем рудам (так колчеданно-полиметаллические руды месторождений Алтая помимо основных металлов – свинца, цинка, меди, содержат значительные количества золота, кадмия, германия, олова, серебра и других элементов, добываемых попутно с основными).

Количественная и качественная характеристики запасов тесно взаимосвязаны и взаимообусловлены, поэтому при оценке месторождений их учитывают одновременно.

Для промышленности наиболее предпочтительны крупные (по размерам) месторождения с рядовыми (средними) рудами.

Технологические свойства минерального сырья определяют возможность и экономическую целесообразность его переработки с целью извлечения всех полезных компонентов. Технологические свойства минерального сырья зависят не только от содержания полезных компонентов и вредных примесей, но также и от формы и размеров полезных минералов, их срастаний друг с другом, текстур и структур, физических свойств (твердость, хрупкость, вязкость и др.), а также от химического и минерального состава вмещающих руду пород. Известно, что от форм и размеров рудных минералов, характера их сочетаний, зависит оптимальная степень их дробления. Так, хорошо дробятся, а затем флотируются руды крупновкрапленные, а тонковкрапленные руды с тесным взаимным прорастанием минералов трудно обогащаются. Они требуют тонкого измельчения, в результате чего резко повышается количество шлама в пульпе, снижаются показатели извлечения и ухудшается качество концентратов.

Горно-геологические условия эксплуатации месторождения определяют возможность и экономическую целесообразность отработки его с учетом современного состояния горной техники. Эти условия зависят от совокупности следующих частных условий, к которым кроме запасов относятся: форма рудных тел, морфологические особенности, строение, условия залегания, степень сосредоточения полезного ископаемого в отдельных телах (равномерное, рассеянное), физико-механические свойства пород и руд (твердость, трещиноватость, буримость и т.д.), влияющие на эксплуатацию. Совокупным влиянием перечисленных условий определяются основные технико-экономические показатели горнодобывающих работ, себестоимость добычи тонны минерального сырья.

Географо-экономическое положение месторождения существенно влияет на уровень затрат, связанных со строительством горного предприятия, а также на сроки освоения капитальных вложений. Поэтому для более рационального размещения промышленности, в первую очередь, должны использоваться природные ресурсы доступные для быстрого освоения и дающие наибольший эффект. Предпочтительнее строить предприятия там, где уже есть железные дороги, электроэнергия, лес, вода, жилье, людская сила.

Основная литература: 1[11-21]; 2 [30-50]

Дополнительная литература: 4, 5, 6

Контрольные вопросы

1. Оценка качества полезного ископаемого.

2. Что определяют технологические свойства минерального сырья?

3. Что включают горно-геологические условия эксплуатации?