Горно-геометрическое исследование горного массива

Для горно-геометрического исследования горного массива применен алгоритмический метод плавающего конуса, в рамках которого сделан анализ морфологии рудного тела с точки зрения его отработки открытым способом. Суть метода заключается в определении количества запасов и граничного коэффициента вскрыши для множества в плане элементарных карьеров с заданными геометрическими и экономическими параметрами. Геометрическими параметрами являются ширины берм, устойчивые углы наклона уступов и борта карьера, его глубина и размер дна (Рис. 174).

Рис. 174 Элементарный карьер с отметкой по дну -500 м. (а) и его 5 вариантов (б) с отметкой дна -150,-195, -255,-300,-410 для анализа карьерного поля методом плавающего конуса

Параметры элементарных блоков рассчитываются по блочной геологической модели месторождения. Для решения данной задачи использовалось шесть элементарных карьеров разной величины и диаметра от глубин +150 м до -500 м и геологическая блочная модель заданного месторождения с размером элементарного блока 10х10х10 м. Шаг передвижения элементарного карьера принят 80 м из расчета, что при перемещении дна элементарного карьера не оставалось пропущенных блоков.

Рис. 175 Аксонометрическое отображение результатов алгоритмического запроса при работе метода плавающего конуса на одном из шагов расчета.

Для расчета усредненного коэффициента вскрыши в каждой точке по заданной в плане регулярной сети (Рис. 175) геометрическим запросом к блочной модели определялся объем горной массы, принадлежащий элементарному карьеру с раздельным подсчетом руды, рыхлой и скальной вскрыши. Применение нескольких вариантов элементарного карьера обусловлено необходимостью обеспечить наличие расчетных вариантов для рудных залежей разной морфологии. Очевидно, что для вытянутых в плане субвертикального залегания рудныхзалежей с понижением отметки дна расчетного карьера доля вскрышных пород будет возрастать более интенсивно нежили для изометричных рудных тел с более высокими площадными характеристиками. Блочная геологическая модель месторождения (Рис. 176) построена путем пространственной растеризации геологических погоризонтных планов сформированных в процессе геолого-структурной увязки геологических разрезов для подсчета запасов. (Рис. 177)

Рис. 176 Аксонометрическая проекция блочной геологической модели рудных тел нижней и верхней железорудных подсвит (оттенки красного) и межрудных сланцев скальной вскрыши (зеленый) для анализа месторождения методом плавающего конуса

Использование картографической погоризонтной геологической модели для блочного моделирования, сформированной методом геолого-структурной увязки результатов детальной разведки месторождения, наиболее приемлемо и предпочтительно по сравнению с каркасной для метомарфогенных стратиформных месторождений 1-й категории сложности с резкими геологическими границами рудных тел и низкой изменчивостью содержания полезного компонента, поскольку позволяет наиболее полно учесть изменчивость геологического строения, избегая трудоемких пространственных построений каркасовс грубой линейной интерполяцией между опорными разрезами.

Рис. 177 Аксонометрическая проекция месторождения с контурами подсечения межрудных сланцев и сланцев верхнекоробковсой подсвиты на геологических разрезах и их плановой увязкой на горизонте -150

В процессе работы алгоритма оценивается значение соотношения суммы весов или объемов блоков вскрышных пород к сумме весов рудных блоков в выборке (м3/т или т/т) , полученной по геометрическому запросу на элементарном шаге для элементарного карьера в регулярной сети запроса. Для каждого из блоков выборки (рудных и вскрышных) присваивается значение полученного коэффициента, если он меньше ранее рассчитанного для этого же блока вранее обработанной выборке на предыдущих шагах запроса. Проведенный таким образом алгоритмический анализ горного массива позволяет геометризовать геологическое пространство карьерного поля по критерию локального коэффициента (К) вскрыши в точке пространства для строительства карьера заданной формой борта и различной отметкой дна. Результат работы вышеизложенного алгоритма отображен в мультипликативной картограмме ниже.

Рис. 178 Мультикативная картограмма результатов работы алгоритма плавающего конуса расчета локального К вскрыши т/т по блочной модели месторождения. Оттенки зеленого диапазон 0-0.5;оттенки синего диапазон 0.5-0.8; 0.8-1.2-оттенки серого и желто-оранжевый диапа-зон > 1.2.

В блочной модели, помимо геологических литотипов –руда нижней и верхней подсвит, окисленные руды, толща рыхлых отложений и скальной вскрыши 3-х разновидностей (сланцы, гнейсы и кварцито-песчанники), введен виртуальный литотип –обьекты капитального строительства, для которого был задан удельный вес, многократно привышающий удельный вес руды. Таким образом алгоритм приобрел чувствительность к граничным условиям по поверхности. В данном варианте расчета граничное условие было установлено только по объектамза периметром действующего карьера.