plik

1. Zakres i przedmiot geologii górniczej.
Geologia górnicza- dział geologii stosowanej zajmujący się rozwiązywaniem zadań geologicznych
dla potrzeb górnictwa.
4 etapy działalności na złożu:

 Poszukiwanie złoża
 Rozpoznanie złoża
 Eksploatacja złoża
 Likwidacja kopalni z zagospodarowaniem terenów pogórniczych

Podstawowe nurty zainteresowań geologa górniczego:
Określenie formy(kształt) i budowy złoża(stosunek złoża do skał otaczających)
Oszacowanie zasobów kopalni
Ocena jakości kopaliny( średnie zawartość składnika użytecznego i składników szkodliwych,
wielkość skupień minerałów, sposób zrostu z minerałami płonnymi)
Określenie geologiczno-górniczych warunków eksploatacji :

 Warunki geotermalne
 Warunki hydrogeologiczne
 Warunki gazowe(dopływy CH4,N2,wodoru)
 Warunki tektoniczne
 Warunki geologiczno-inżynierskie
Techniczne środki rozpoznania:
 Badania geofizyczne
 Otwory wiertnicze
 Wyrobiska górnicze(płytkie, głębokie)

2. Obsługa geologiczna wierceń

 Śledzenie chronometrażu- prędkość przewiercania górotworu d/t d=10 cm t- np. 1 min(

na tej podstawie dowiadujemy się jakie są skały przy zachowaniu stałych warunków
wiercenia)

 Obserwacja płuczki- jak zanika płuczka to występują kawerny, pustki, jak zaczyna

przybywać to natrafiono na zwierciadło naporowe

Zmiana barwy płuczki- natrafiono na minerały/ złoże
Pojawienie się pęcherzyków gazu
Zmiana zasolenia płuczki

 Zachowywanie się otworu wiertniczego – mówi nam o budowie geologicznej wokół

otworu.

Otwory:

 Pionowe
 Poziome
 Kierunkowe
 Kierowane(zmieniający się kąt w procesie wiercenia) przyjmowanie kierunku prostopadłego do

zespołu warstw macierzystych

 Profilowanie rdzeni wiertniczych(opis makroskopowy)

Geolog górniczy musi ocenić:
Uzysk rdzenia:
Ur=Lr/L*100%  LITE
(długość uzyskanego rdzenia przez długość przewiercenia)
W skałach litych ~90%
Ur=Ms/M*100%  LUŹNE
(masa wydobytego rdzenia przez masę teoretyczną rdzenia)

 Obserwacje makroskopowe rdzenia
Litologia rdzenia( barwa ,skład mineralny ,skład petrograficzny, struktura, tekstura, nazwa
skały)
Porowatość, Zwięzłość, Spękania

Opis mineralizacji(minerały użyteczne, minerały płonne, forma skupień mineralnych)
 Pobranie próbek z rdzenia – opróbowanie musi zawierać oś rdzenia

3. Metody kartowania geologicznego złóż w wyrobiskach górniczych

 Bezpośrednie

Do złóż o budowie prostej (pokłady). Wzrokowe wydzielenie granic i zmienności złoża. Na mapę
wyrobisk górniczych nanosi się zgeneralizowane dane na podstawie bezpośredniej informacji co
pozwala w sposób uproszczony na wyznaczenie typów granic.

 Pośrednie

Do złóż o skomplikowanej budowie (żyły, kominy)
Skale 1:10 do 1:250
Polega na rejestracji zjawisk podziemnych na rysunku i powinno obejmować: informacje z ociosu,
stropu, spągu+spękania, uskoki+zjawiska gazowe+wycieki wody.

KARTUJE się od ogółu do szczegółu. Zaznacza się tektonikę, spękania, zjawiska gazowe, wycieki
wody, litologię
Trudniejsze jest kartowanie rud bo trudniej określić co jest bilansowe a co nie jest bilansowe oraz
gdzie jest granica złoża / skała płonna

4. Opróbowanie bezpośrednie złóż w wyrobiskach górniczych i otworach wiertniczych (cele
opróbowania, podział próbek, projekt opróbowania).

 Cel opróbowania:

- Stratygrafia( badania paleontologiczne)
- Mineralogiczno petrograficzne
(skład mineralogiczny, rodzaj zrostów minerałów użytecznych z minerałami płonnymi, wielkość
skupień minerałów
- Fizykomechaniczne( gęstość przestrzenna kopaliny, wytrzymałość skał)
- Technologiczne( na ile kopalnia jest podatna na wzbogacanie)
- Chemiczne(określenie składu chemicznego)
Opróbowanie bezpośrednie to odspojenie pewnej porcji materiału.

 Podział próbek:

- Próbka punktowa(cząstkowa)
- Próbka punktowa w układzie liniowym + sieciowym
- Próbka bruzdowa- wycięcie kawałka calizny
- Próbka zdzierakowa( bardzo kosztowna ale za to bardzo reprezentatywna
- Próbka z otworów strzałowych( głębokość 1-2 m, rozdrobniony materiał)
- Próbki z urobku(z wózków kopalnianych, bardzo reprezentatywne)
- Próbki ze zwałów

 Projekt opróbowania:

- Rodzaj próbki
- Określenie geometrii próbki: rozmiary, orientacja w przestrzeni złożowej, najdłuższy wymiar w
kierunku maksymalnej zmienności
- Masa próbki
- Rozstaw / krok opróbowania

5. Opróbowanie pośrednie



Geofizyczne



Korelacyjne



Wizualne

Geofizyczne: polega na wykorzystaniu zależności intensywności zjawiska fizycznego a
zawartością składnika użytecznego lub szkodliwego.
Zjawiska fizyczne: naturalne lub wzbudzone
Wzór: J=f(p)

 Naturalne

Mając skalibrowaną wartość z krzywej kalibracyjnej określamy zawartość minerału.

 Wzbudzone

Metoda rentgenofluorencyjna – wzbudzanie/emisja fal gamma, rejestracja fali odbitej z ociosu.
Korelacyjne:
Min 3. Oznaczenia chemiczne dla złoża np. wapieni
Cao(CaCo3,MgO,SiO2)
Z wykresu mierzy się współczynnik korelacji lub aproksymacji
Wizualne ( na oko)
Polega głównie na doświadczeniu geologa.

6. Mapy górnicze (ich podział ,skale i treść).
Mapa górnicza- to dokument kartograficzny sporządzony przez uprawnioną osobę
mierniczy/geolog górniczy.
Podział ze względu na treść:

 Mapa górnicza powierzchni terenu
 Mapy wyrobisk górniczych
 Górnicza mapa geologiczna

Podział ze względu na sposób powstawania:
Podstawowe 1:500/1000/2000
Przeglądowe
Specjalne
Szczególnym przykładem mapy podstawowej jest mapa zasadnicza
Skale map: od 1:50 do 1:25000
Mapy podstawowej nie wolno złożyć. Sporządzane w układzie współrzędnych 2000. W jednym
zakładzie górniczym wszystkie mapy muszą być wykonane w identycznym układzie
współrzędnych.

7. Modele zmienności parametrów złożowych.

 Model deterministyczno-geometryczny

Parametr opisany jest funkcją położenia z=f(x,y), gdzie x,y to współrzędne w obrębie złoża. Można
stosować mapy izoliniowe rozmieszczenia wartości parametrów w badanym złożu np. miąższość
pokładów węgla. Zmienność parametru jest regularna wykazująca prawidłowość.

 Model losowy (np. zawartość pierw. Rzadkich)

Bez prawidłowości rozmieszczenia parametru. Znajdują tu zastosowanie metody statystyki
klasycznej. Zmienność parametru jest losowa, skokowa, przypadkowa, nieprzewidywalna,
chaotyczna.

 Model mieszany zmienności

Obserwuje się zarówno losowość jak i prawidłowość w rozmieszczeniu parametru z=f(x,y)+E,
gdzie E to składnik losowy. Zastosowanie znajdują metody geostatystyczne

8. Niejednorodność złoża i anizotropia parametrów złożowych(cele badania).



Niejednorodność złoża – zmienność obszarowa



Anizotropia zmienności parametrów złożowych-zróżnicowanie zmienności parametru w

zależności od kierunku badania



Ma to zastosowanie w projektowaniu eksploatacji



Do prognozowania zasobów



Do projektowania zagęszczającego

9. Statystyczny opis parametrów złożowych.
Badania rozkładu prawdopodobieństw parametrów złożowych( histogramy)
Wyróżniamy histogram

 Z rozkładem symetrycznym
 Rozkład asymetryczny- dodatni( większość pierwiastków w rudach metali)
 Rozkład asymetryczny ujemny(np. zawartość CaO w wapieniach)
 Rozkład jednomodalny (złoże jednorodne)

 Rozkład wielomodalny (złoże niejednorodne)

Liczbowa ocena zmienności za pomocą parametrów statystycznych:

 Parametry pozycyjne

Średnia arytmetyczna z= 1/n ∑ zi

 Parametry rozrzutu

+ Wariancja s2=1/n∑(zi-z)2
+ Odchylenie standardowe s=√s2
+ Wariancja i odchylenie są bezwzględnymi miarami zmienności
+ Współczynnik zmienności: v=s/z*100%
+ Klasyfikacja Baryszewa

Klasyfikacja zmienności złóż – kryterium stanowi współczynnik zmienności V

Grupa
zmienności

V[%] Zmienność

< 20 Mała

20-
40

Przeciętna

III

40-
100

Duża

100-
150

Bardzo
duża

>150 Skrajnie

duża

10.Kryteria bilansowośći i wyznaczenie granic złoża bilansowego.
Kryteria bilansowości złóż- to granice wartości parametrów złożowych przy których eksploatacja
jest technicznie możliwa i może przynieść korzyści gospodarcze. Kryteria bilansowości nie
gwarantują zysków.
Parametry Kryterialne;



Głębokość spągu złoża G[m]



Miąższość złoża M[m]



Metroprocent? M[%]



Zawartość składnika użytecznego szkodliwego p[%]



Miąższość nadkładu N[m]



Stosunek miąższości nadkładu do miąższości złoża



Kaloryczność

Kryteria te przyjmuje się na zasadzie analogii i doświadczenia górnictwa światowego.
Służą do określenia granic złoża. Na podstawie tych kryteriów określamy czy otwór jest
pozytywny.
Wyznaczenie granic złoża bilansowego:
Okonturowanie złoża w płaszczyźnie poziomej do wyznaczenia granic pionowych
Na podstawie K.B określamy punkt/otwór pozytywny czyli miejsce w którym stwierdzono
bilansową zawartość składnika użytecznego
Tu są 3 wzory które trzeba spisać!!

11. Metody obliczania zasobów.



Metody geometryczne

Metoda wieloboków Bołdyriewa
Oparta na RW. Buduje się wieloboki tak, aby symetralne odcinków między punktami rozpoznania
utworzyły boki wieloboków. Wielobok ma parametry otworu centralnego M, P, Y. (symetralne
odcinka łączące otwory pozytywne  obliczenie powierzchni wieloboków).
Jego istotą jest to że każdy punkt w obrębie wieloboku jest bliżej otworu centralnego niż każdego
innego otworu. Liczymy zasoby dla każdego wydzielonego wieloboku. Tworzy się wielobok wokół
otworu negatywnego i się go wyłącza z szacowania zasobów.
Qi=qi*Fi

Zasoby
Q=∑Qi
Łatwa ale żmudna robota
Wada:
Informacja z otworu centralnego jest przypisywana całemu wielobokowi.
Gdy zmienność jest losowa i skokowa to zła metoda. Do stosowania tej metody wymagany jest
model deterministyczno-geometryczny o niewielkiej zmienności.
Metoda trójkątów
Dwa wzory które trzeba sobie dopisać

 Zalety:

Prosta metoda mniej żmudna niż metoda wieloboków, bardziej precyzyjna

 Wada:

Niejednoznaczność wykreślania trójkątów
Zasada: trójkąty powinny być jak najbardziej zbliżone do równobocznych



Metody Statystyczne RW i RG

Metoda średniej arytmetycznej
Wzór.Można stosować gdy parametry zmieniają się w sposób czysto losowy
Nie może występować korelacja pomiędzy podanymi we wzorze parametrami
Metoda średniej zasobności
Nie ma wady związanej z korelacją, która jest w metodzie średniej arytmetycznej
Wzór. Można stosować gdy parametry zmieniają się w sposób losowy.

12. Źródła błędów w oszacowaniu zasobów i jakości kopalin



Błędy opróbowania (pobrania próbki)



Błędy przygotowania próbki do analizy chemicznej



Analiza chemiczna



Naturalna zmienność złoża



Dobór metody obliczenia zasobów

13.Statystyczna ocena dokładności oszacowania zasobów w złożu.
Wzory na błędy względne i bezwzględne
Przedział ufności

14.Klasyfikacja zasobów złoża ze względu na przydatność gospodarczą.
Zasoby geologiczne - całkowita ilość kopaliny/składnika użytecznego w złożu.
Zasoby bilansowe - część zasobów geologicznych spełniających kryteria bilansowości.
Zasoby pozabilansowe - na razie nie spełniające kryteriów bilansowych ale w przyszłości mogące.
Zasoby przemysłowe - część zasobów bilansowych które spełniają kryteria złoża przemysłowego(
zapewniają zysk).
Zasoby nieprzemysłowe – eksploatacja nie przyniesie zysku, część złoża zostawiona ze względu
na bezpieczeństwo – filary ochronne, ochrona środowiska.
Zasoby operatywne - zasoby przemysłowe pomniejszone o przewidywalne straty
Czystość wybierania złoża - pozostawienie jak najmniejszych strat
Zasoby eksploatacyjne - zasoby operatywne powiększone o domieszkę skał płonnych

15.Podział złóż ze względu na stopień ich zbadania
Klasyfikacja złoża ze względu na stopień zbadania złoża

Kategoria stopnia
zbadania złoża

Nazwa kategorii

Wymogi ilościowe ε

[P = 0,95]

Rozpoznanie eksploatacyjne

10%

Rozpoznanie szczegółowe

20%

Rozpoznanie wstępne

30%

Poszukiwanie szczegółowe

40%

Poszukiwanie wstępne

>40%