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:

1. Określenie formy(kształt) i budowy złoża(stosunek złoża do skał otaczających)

2. Oszacowanie zasobów kopalnii

3. Ocena jakości kopaliny( średnie zawartość składnika użytecznego i składników szkodliwych, wielkość skupień minerałów, sposób zrostu z minerałami płonnymi)

4. Określenie geologiczno-górniczych warunków eksploatacji :

• Warunki geotermalne

• Warunki hydrogeologiczne

• Warunki gazowe(dopływy CH4,N2,wodoru)

• Warunki tektoniczne

• Warunki geologiczno-inżynierskie

Techniczne środki rozpoznania:

1. Badania geofizyczne

2. Otwory wiertnicze

3. Wyrobiska górnicze(płytkie, głębokie)

2. Obsługa geologiczna wierceń

1. 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)

2. Obserwacja płuczki- jak zanika płuczka to występują kawerny, pustki, jak zaczyna przybywać to natrafiono na zwierciadło naporowe

1. Zmiana barwy płuczki- natrafiono na minerały/ złoże

2. Pojawienie się pęcherzyków gazu

3. Zmiana zasolenia płuczki

3.Zachowywanie się otworu wiertniczego

Otwory:

• Pionowe

• Poziome

• Kierunkowe

• Kierowane(zmieniający się kąt w procesie wiercenia) przyjmowanie kierunku prostopadłego do zespołu warstw macierzystych

4.profilowanie rdzeni wiertniczych(opis makroskopowy)

• Geolog górniczy musi ocenić:

• Uzysk rdzenia:

Ur=Lr/L*100%

(długość uzyskanego rdzenia przez długość przewiercenia)

W skałach litych ~90%

Ur=Ms/M*100%

(masa wydobytego rdzenia przez masę teoretyczną rdzenia)

5.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

3.Metody kartowania geologicznego złóż w wyrobiskach górniczych

1. Bezpośrednie

• W mniejszej skali, warunkiem rozpoczęcia jest posiadanie np. mapy wyrobisk górniczych

• Skale od 1:500 do 1:10000

• Wpierw marszruta po wyrobiskach górniczych, później wydzielenie kontekstów geologiczno złożowych

1. Pośrednie

• Sporządzenie rysunków zjawisk geologicznych obserwowanych na ścianach wyrobisk

• Duza skala( wiekszę niż skale map górniczych)

• Skale 1:50 do 1:200

• Jak ciekawsze zjawiska to 1:10 czy 1:20

• Nanosimy obserwacje od ogółu do szczegółu

• Trudniejsze jest kartowanie rud bo trudniej określić co jest bilansowe a co nie jest bilansowe

• Sluży do określenia granic złoża – na granicy zaczyna się 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

• Próbka bruzdowa

• 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

1. Opróbowanie pośrednie

• Geofizyczne

• Korelacyjne

• Wizualne

Geofizyczne: polega na wykorzystaniu zależności intensywności zjawiska fizycznego a zawrtością 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(opis w opracowaniu coś z falami gamma)

Korelacyjne:

• Min 3. Oznaczenia chemiczne dla złoża np.wapieni

Cao(CaCo3,MgO,SiO2)

• Z wykresu mierzy się współczynnik korelacji lub aproksymacji

Wizualne ( na oko)

• Opróbowanie jest źródłem danych podstawowych?

1. Mapy górnicze (ich podział ,skale i treść)

• Mapa górnicza- to dokument kartograficzny sporządzony przez uprawnioną osobe 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

• Przeglądowe

• Specjalne

Szczególnym przykładem mapy podstawowej jest mapa zasadnicza

• Skale map: od 1:50 do 1:25000

7. Modele zmienności parametrów złożowych

Model deterministyczno-geometryczny

• Z=f(x,y) mapa izoliniowa opisuję tą funkcje

Model losowy( nap zawartość pierw. Rzadkich)

Model mieszany zmiennośći

• Wyznacza pewną prawidłowość?

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

• Niejednorodność złoża – zmienność obszarowa

• Anizotropia parametrów złożowych-zróżnicowanie zmienności parametru w zależnośći 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)

Zasobowa ocena zmiennośći za pomocą parametrów statystycznych:

Parametry pozycyjne

• Średnia artmetyczna 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
I	< 20	Mała
II	20-40	Przeciętna
III	40-100	Duża
IV	100-150	Bardzo duża
V	>150	Skrajnie duża

10.Kryteria bilansowośći i wyznaczenie granic złoża bilansowego

Kryteria bilansowości złóż- to granice wartości parametrów złożowych przy których eksploatacja jest praktycznie 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:

• Okuntorowanie 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

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:

• info z otworu centralnego

• Jest przypisywana całemu wielobokowi

• Gdy zmienność jest losowa i skokowa to zła metoda

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

• Metoda średniej artmetycznej

Tu wzór trzeba sobie dopisać

• 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 trzeba sobie dopisać

• 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( zapewniaja zysk)

• Zasoby operatywne-zasoby przemysłowe pomniejszone o przewidywalne straty

• Czystość wybierania złoża-pozostawienie jak najmniejszych strat

• Zasobe eksploatacyjne-zasoby operatywne powiekszone o domieszke 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 εw [P = 0,95]
A	Rozpoznanie eksploatacyjne	10%
B	Rozpoznanie szczegółowe	20%
C1	Rozpoznanie wstępne	30%
C2	Poszukiwanie szczegółowe	40%
D	Poszukiwanie wstępne	>40%