Zakres i przedmiot geologii górniczej

Geologia górnicza to dział geologii stosowanej zajmującej metodyką rozwiązywania zadań geologicznych dla potrzeb górnictwa. W zakres geologii górniczej wchodzi poszukiwanie złoża, jego rozpoznanie, eksploatacja oraz likwidacja kopalni. Do głównych zadań geologii górniczej wchodzi forma i budowa złoża, rodzaj i jakość kopaliny, oszacowanie jej zasobów oraz geologiczno górnicze warunki wydobycia kopaliny (geometryczne, hydrogeologiczne, geologiczno - inzynierskie i gazowe). Praca gg powinna zapewniać beżpiecześntwo pracy załogi, czysość wybierania złoża i zmniejszenie wpływu ekspleatacji na środowisko naturalne.

Geologiczna obsługa wierceń

Do nich należą profilowanie rdzeni wiert. ich opróbowanie, chronometraż (czas zwiercania pewnego odcinka górotworu wzdłuż osi), obserwacja krzywienia otworu, obserwacja płuczki (barwa - jej zmiana świadczy o natrafieniu na pokłady), opis litologiczny rdzenia wierniczego (barwa, uziarnienie, spękania)

Metodyka i zasady kartowania geologicznego złóż

Kartowanie pośrednie - w złożach o skomplikowane budowie (żyły, kominy). Dozwolone skale to 1:10 do 1:250. Polega na rejestracji zjawisk poddziemnych na rysunku i obejmuje: informacje z ociosu spągi i stropu, spękania i uskoki, zjawiska gazowe oraz wycieki wody.

Kartowanie bezpośrednie - w złożach o prostej budowie; wzwrokowo wydziela się granice i zmienność złoża, na mapę wyrobisk nanosi się zgeneralizowane dane na podstawie bezpośrednich obserwacji.

Rysuje się od ogółu do szczegółu oraz zaznacza tektonikę, zjawiska gazowe, wycieki wody, litologię.

Opróbowanie bezpośrednie złóż w wyrobiskach i otworach

Cele: do badań chemicznych, mineralogiczno petrograficznych, fizyko mechanicznych, technologicznych, stratygraficznych.

Podział próbek: punktowa, punktowe w ukąłdzie liniowym, bruzdowa, zdzierakowa, z otworów strzałowych

Projekt opróbowania zawiera: rodzaj pobieranych próbek, orientacyjna masa, orientacja w przestrzeni złożowej, rozstaw próbek

Opróbowanie pośrednie

metoda wizualna; metoda oparta na modelu współzależności składników - wykorzystuje metody analizy matematycznej; metody geofizyczne - zależnośc między intensywnością zjawiska fizycznego naturalnego lub wzbudzanego od zawartości składnika użytecznego - promieniotwórczość naturalna (dla złóż uranu w granitach, oraz soli potasowych); promieniotwórczośc wzbudzana (dla PB, Zn, Sn, Cu) W skład zestawu pomiarowego wchodzi izotop plutonu oraz rejestrator widma.

Mapy górnicze

Jest to dokument kartograficzny sprzorządzony przez uprawnione osoby przedstawiający sytuację i rzeźbę terenu, sytuację wyrobisk, sytuację geologiczną. Sporządzany metodą rzutów geometrycznych lub odwzorowania.

Podział wg sposobu opracowania (podstawowa, przeglądowa, specjalna). Wg tematyki (powierzchniowa, wyrobisk górniczych, mapy geologiczne) Skale map: 1:50, 1:100, 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, 1:10000, 1:20000, 1:25000

Typy modele zmienności parametrów złożowych

Determistyczny - parametr jest funkcją położenia (z=f(x,y)). W takim przypadku można stosować mapy izoliniowe. Zmienność parametru jest regularna

Losowy: bez prawidłowości rozmieszczenia. Znajduja tu zastosowanie metody statystyki klasycznej

Mieszany - zarówno losowość jak i prawidłowość z=f(x,y)+E, gdzie E to składnik losowy. Stosuje się mapy geostatystyczne

Statystyczny opis zmienności

Metody statystyki matematycznej umozliwiają określenie zmienności opisu i ocenę parametrów. Statystyka, która działa wg rachunku prawdopodobieństwa pozwala a wnioskowanie o całej populacji na podstawie pojedynczej części zwanej próbką statystyczna. Warunkiem jest, założenie parametry badane są losowymi.

Miary tendencji centralnej - średnia arytm.; rozrzutu - wariancja, odchylenie standardowe, współczynnik zmienności; współczynnik asymetri; wsp. ekscesu

Przykłady zastosowania statystycznego opisu

Klasyfikacja zmienności zlóż (grupa zmienności I V<20% mała, II V 20-40 przeciętna; III 40-100 duża; IV 100-150 bardzo duża, V >150 skrajnie duża)

Ocena jakości kopaliny (m - prawdziwa nieznana zawartość składnika uzytecznego, Eb - błąd bezwględy, Ew - błąd względny)

Ocena przedziałowa jakości kopaliny (dla n>30; alfa - poziom istotności alfa=5%; z - z tablic rozkładu z=f(p))

Wyznaczanie minimalnej licby pomiarów dla oszacowania wartości parametru z żądanym prawdopodobieńswtem

Statystyczna ocena dokładności

Błędy stadardowe ( bezwględny- wyrażony w jednostkach parametru; względny *100%; przedział ufności dla n>30) nieznana wartość mieści się w przedziale od do z prawdopodobieńswtem p=1-alfa

Wyznaczanie granic złoża bilansowego

Kryteria bilanosowści - graniczne wartość parametrów służących do wyznaczenia granic złoża bilanowego. Wg MSWI np. minimalna miąższość, brzżna wartość składnika uzytecznego, graniczna wartość składnika szkodliwego, maks, głębokość spągu, zasobność

Dla węgla - maks głęb. dokum -1000m, minimalna miąższość 1m, min. wartość opałowa - 15 MJ/kg, maks zawart siarki 2%

Metody obliczania zasobów

Wieloboków Bołdyriewa - dla rozpoznania wierniczego, geometryczna metoda szacowania zasobów (symetryszne odcinka łączącego otwory pozytywne, obliczenie pow. wieloboków, zasob. Jednot Qi=qi*Fi, zasoby całkowite). Dla kilkunastu otworów

Średniej zasobności - liczymy pow. całkowitą oraz średnią jednostkową zasobność, metoda statystyczna, Q=F*qśr

Metoda średniej arytmetycznej - metoda statystyczna; Q=M*p*gęstość śr*F*1/100%.

Statystyczna ocena dokładności szacowania zasobów

Błąd względny - ważny do obliczania zasobów metodą średn. arytm; ocena przedziałowa zasobów z=t-parametr prawdopodobieństwa odczytany z tablic, sq - odchylenie zasobności; zasoby gwarantowane Ql - prawdopodobieństwo, że rzeczywiste zasoby będą mniejsze wynosi 2,5%

Klasyfikacja zasobów złóż ze względu na stopień ich zbadania i przydatność gospodarcza

Kategorie zbadania (A - r. ekploatacyjne Ew=10%; B r. szczegolowe Ew- 20%; C1 r. wtępne Ew=30%; C2 poszukiwanie szczeółowe Ew=40%; D posz. Wstępne Ew>40%)

Wg przydatności gospodarczej ( geologiczne, pozabilansowe, bilansowe, nieprzemysłowe, przemysłowe, operatywne, ekploatacyjne

Projekt zagospodarowania złoża (część geologiczna - oszacowanie zasobów przemysłowych, nieprzemysłowych oraz przewidywanych strat; górnicza - sysytemy ekspooatacji; ekonomiczna)

Zasady prawidłowej gospodarki złożem

Sygnalizowanie potencjalnych zagrożen naturalnych, plan ruchu ( bezpiecznego prowadzenia ekspoatacji i gospodarki złożem); Czystość wybierania żłoża (minimalizacja strat - straty zasoby nie wybrane z złoża S=P-Qb(p) P- produkcja uzyskana); wykorzystanie kopalin towarzyszących; coroczna aktualizacja zasobów.

---