Пайдалы қазбалардың түрі және жер қойнауын зерттеуге қойылатын талаптар кешені

Пайдалы қазбалардың түрі және жер қойнауын зерттеуге қойылатын талаптар кешені.

 

Пайдалы қазбалар деп жер қыртысындағы табиғи минералды заттарды атаймыз. Оларды бар өндірістік күштердің даму деңгейінде   өндірісте қолдануға келеді. Жер қойнауынан алынған заттар минералды шикізатты құрайды.

Қатты пайдалы қазбалар құрамы мен тағайындалуына байланысты рудалық, рудалық емес және жанғыш болып бөлінеді. Сұйық және газ тәрізді пайдалы қазбалар ерекше топты құрайды.

Рудалық пайдалы қазбалар минералды және минералды қосылыстардан тұрады, техника мен экономиканың  дамыған деңгейінде әртүрлі химиялық қосылыстар мен элементтерді (металдық, химиялық, агрономикалық рудалар) алу көзі болады.

Рудалық емес пайдалы қазбалар  деп қайта өңдеу кезінде олардың өнімі минералдар мен кристалдар (абразивтер, диэлектриктер, бағалы және жасанды тастар, пьезо-оптикалық минералдар), сонымен қатар қажетті тау кен түрлері, олар өндірісте арнайы қайта өңдеусіз қолданылады (флюстер, өрт тіректер, құрылыс және керамикалық материалдар).

Қатты жанғыш пайдалы қазбаларға көмір, жанғыш тақтатастар, асфальтиттер мен озокериттер жатады.

Сұйық және газ тәрізді пайдалы қазбалар ішінен келесілер ерекшелінеді: жанғыш пайдалы қазбалар (мұнай, жанғыш газдар); тұщы, минералды, тұздыжәне мұнайлы сулар мен инертті газдар.

Пайдалы қазбалардың кен орны деп кеңістіктік-ыңғайластырылған минералды заттардың жер қыртысындағы жиынтығын, яғни сандық және сапалық қатынастарда қазіргі заманғы өндіріс талаптарына сай және табиғи шарттар қосылысы өндірісте қолдануға мүмкіндік беретін кен орындарды айтады. Үлкен және орта кен орындар тау кен өндіру мекемесінің минералды-шикізат базасы бола алады.

Жер қойнауындағы минералды жиынтықтар кен орын болады, егер оларды өндірісте қолданудың экономикалық тиімділгі анықталса. Өндірістік құндылығының маңызды критерийлері:

• жер қойнауындағы минералды шикізат көзінің сапасы мен мөлшері;
• минералды шикізаттың технологиялық қасиеттері;
• кен орынды пайдалану кезіндегі тау кен – геологиялық шарттары;
• кен орынның географиялық-экономикалық жағдайы.

Аталған критерийлердің қосындысы жер қойнауындағы минералды шикізат қорын зерттеуге қойылатын талаптар кешенін анықтайды.

Минералды шикізаттың сапасы оның химиялық, физикалық және техникалық қасиеттеріне байланысты, олардың жиынтығының көмегімен пайдалы қазбалардың қоғамдық өндірістің қажеттілігін қанағаттандыруға, сонымен қатар оның өндірістік қолданылу мен қайта өңдеу технология шарттары анықталады. 

 Металдық, химиялық және  агрономикалық кендердің сапасы  заттық құрамымен (химиялық және  минералдық) және пайдалы компоненттер  мен зиянды қосылыстардың болуымен  сипатталады.

Пайдалы компоненттердің (элементтер ен пайдалы минералдар)  болуы салмақ пайызымен ауалы-құрғақ кен есебімен белгіленеді. Өлшеу бірлігін таңдау заттық құрамына, қайта өңдеудің технологиялық шарттары мен кенді ары қарай пайдалануға байланысты болады. Кендердің сапасы металдардың (темір, марганец, молибден, кобальт, никель, мыс, қалайы, цинк, қорғасын, сынап, сурьма, мышьяк, алтын, күміс, платина) немесе осы элементтердің оксидтерінің (WО3; V2О5; LiО2; BeO; Nb2Os; Ta2О5; TiО2; ZrO; K2O; B2О3; Cr2О3; P2О5; SrO) пайыздық мөлшерімен анықталады.

Рудалық құмдардың сапасы 1 м3 құмға келетін пайдалы компоненттердің бірлгімен анықталады.

Зиянды қосылыстар кейбір кендердің сапасын бағалауда маңызды рөл ойнайды. Темір мен марганеу кендерінде зиянды заттар болып күкірт пен фосфор, бокситтер үшін – кремнезем, күкірт, алтын үшін –мышьяк, силикатты никель кендері үшін –мыс, фосфориттер үшін – магний, күкірт кендері үшін –жалпы көміртек, битумдер, мышьяк пен селен.

 

 

 

 

Кесте 7

Әртүрлі минералды шикізат түрлерінің сапасына байланысты топтасуы

 

Минералды шикізат түрі	Негізгі пайдалы компонент	Минералды шикізаттың сапалы сипаттамасы)
		бай	қатарлы	кедей
Темір Флюорит Хром Фосфориттер	Fe CaF2 Cr2О5 P2О5	>50% >50% >45% >25%	50–30% 35–50% 30–45% 16–25%	30–22% 35–14% 30–24% 16–8%
Сурьма	Sb	Ондық пайыз	Пайыздар	пайыздар
Полнметалдар мыс, қалайы	Pb, Zn Cu, Sn	Пайыздар	Пайыздың ондық бірлігі	Пайыздың ондық бірлігі
Молибден Вольфрам, сынап Кобальт, ниобий Литка, уран	Mo WO3, Hg Co, Nb2O5 Li2O, U	Пайыздың ондық бірлігі	Пайыздың ондық бірлігі	Пайыздың жүздік бірлігі
Жиі жерлер Бериллий, тантал	TR BeO, Ta2O5	Пайыздың ондық бірлігі	Пайыздың жүздік бірлігі	Пайыздың ондық бірлігі
Алтын	Au	>15 г/т	5–15 г/т	Бірінші грамм тоннаға
Алмаздар	Алмаз	1 т*	Ондық бірлігі карат 1 т	Ондық бірлігі карат 1 т

*1 карат 0,2 г тең.

 

Пайдалы минералдар мен кристаллдардың сапасы анықталады: пайдалы минералдардың болуымен және  олардың ерекше физикалық қасиеттерi та сипаттайтын көрсеткiштердiң жиынтығымен (беріктілік, иiлгiштiк, талшықтың ұзындығы мен  асбест қышқылда ерігіштігі, пластиналардың өлшемi, олардың тегiстiгi,  слюдада тесіктердің болуы және жылуға тұрақтылығы, оптикалық қасиеттері, өлшемдері, пьезооптикалық шикізаттар үшін кристалдардың сапасы және т.б.).

 Пайдалы тау жыныстарының  сапасы техникалық қасиеттердің  жиынтығымен бағаланады,  олар  оның өндірістік    құндылығымен  анықталады. Аса маңызды  жанғыш  пайдалы қазбалардың сапасын  бағалау кезінде,  олардың жылу  шығару қабiлеттiлiгi және басқа  ерекше қасиеттері бірінші қатарда  ескеріледі.

Минералды шикізаттың сапасы оның құрамында бірнеше пайдалы компоненттердің болуынан әлде қалай артады. Егер алынатын пайдалы компоненттердің құны оғары болса, онда минералды шикізат кешенді деп аталады.  Кешенді негізгі пайдалы компоненттермен қатар минералды шикізат құрамында көптеген элементтер түрінде болатын іліспе компоненттер жиі кездеседі.  Олар өзіндік минералды пішіндер немесе шашыраңқы элементтер түзеді. Халық шаруашылығында минералды шикізаттардың әр түрін тиімді пайдалануда өндірісте оларға сапалық көрсеткіштер тағайындалады, бұл жерде осы шикізат түрін пайдалану экономика тұрғысынан орынды.

Минералды шикізаттың мөлшері оның массасымен анықталады. Жер қойнауында орналасқан минералды шикізатты өндірістік пайдалану тек оның мөлшері минималды деңгейінен артық болғанда ғана орынды. Пайдалы қазбалардың қоры дегеніміз сапасы бойынша қазіргі өндіріс талаптарына сай келетін жер қойнауындағы минералды шикізаттың мөлшері.   Пайдалы қазбалардың қоры барлық түпті кен орындардың кен массасымен белгіленеді. Өндіргеннен кейін байытуды қажет ететін минералды шикізат түрлеріне кен орнындағы пайдалы компоненттер қоры қосылады. Минералды шикізаттың түрі мен минералдану масштабына қарай  пайдалы қазбалардың қоры әр кен орынында миллиард тоннадан килограммға дейін өзгеруі мүмкін. Қорымды кен орындардың қоры кен құмдарының метр кубымен өлшенеді, ал ондағы пайдалы компоненттер қоры – салмақ өлшемдерімен өлшенеді.пайдалы қазбалардың кен орындарының масштабы минералды шикізат қорымен анықталады. Масштабына байланысты бірегей, ірі, оташа және ұсақ кен орындар болыпбөлінеді.

 

Кесте 8

Масштабына байланысты әртүрлі қатты пайдалы қазбалар кен орындарының топталуы

 

Пайдалы қазбалар	Кен орындардың масштабы, т
	бірегей	ірі	орташа	ұсақ
Темір рудалары Апатиттер Марганец рудлары Бокситтер Мыс     Қорғасын Молибден Қалайы Сурьма сынап алтын Исландиялық шпат	>109  – >2,5·108 >2·108 >5·106 >1·106 >1·105 >5·104 – >1,5·104 >1·102 –	1·109–3·108 >2·108 2,5·108–7,5·107 2·108–1·108 5·106–1·106 1·106–3·105 1·105–2·104 5·104–1,5·104 >3·104 1,5·104–3·103 1·102–5·10 >1	3·108–5·107 2·108–5·107 7,5·107–2,5-107 1·108–2,5·107 1·106–1·105 3·105–1·105 2·104–5·103 1,5·104–3·103 3·104–1·104 3·103–1·103 5·10–1·10  l–10-1	<5·107 <5·107 <2,5·107 <2,5·107 <1·105 <1·105 <5·103 <3·103 <1·104 <1·103 <10 <10-1

 

Бірегей кен орындар дүниежүзі бойынша бірлі-жарым кездеседі. Ірі кен орындар ондаған болып есептеледі. Жетекші тау кен өндіріс мекемелердің минералды-шикізат базасы осылармен анықталады. Орташа кен орындар қатарлы мекемелердің минералды-шикізат базасын құрайды. Ұсақ кен орындардың өзіндік өндірістік маңызы жоқ.  Тау кен өндіру мекемелері мұндай кен орындардың бірнеше жиынтығы базасында құрылуы мүмкін.

Пайдалы қазбалар қорының сапалық және сандық қасиеттері тығыз байланысқан және өзара шарттастырылған. Сапалық қасиеттердің өзгерісі пайдалы компоненттер қоры мен пайдалы тау массасының өзгеруіне алып келеді. Металдың шекті бекітілген мөлшері неғұрлым аз болса, кендердің мөлшері, руда қоры мен метал қоры соғұрлым көп болады.  Металдың төменгі деңгей мөлшерінің артуы, руданың сапасының артуына алып келеді, бірақ  кен мөлшерінің қысқаруына және барлық қорлардың азаюына алып келеді (сурет 1).

 

 

 

1– граниттер; 2 – монцониттер; 3 – тектониалық өзгерістер; 4 – руда жиынтығы, шартты металдың мөлшері 3%; 5 – дәл сол, тек мөлшері 1%; 6 – сол, тек мөлшері 0,5%. Контурдағы шартты металдың орташа мөлшері; 4 –5%, аудан қоры 1600 бірлік. Контурдағы шартты металдың орташа мөлшері 4+5 –2,9%, аудан қоры 2650 бірлік.  Контурдағы шартты металдың орташа мөлшері 4+5+6 – 1,5%, аудан қоры 472 0 бірлік.

Сурет 1- Аудан қорлардың өзгеріс және руданың сапасы

 

Пайдалы компоненттер туралы айтқан кезде, қолданылатын қуаттардың қатысуынсыз бұл қосылыстар тарайды деген тәжирибелік мағынасы жоқ. Бұл көрсеткіштерді бөлек-бөлек қарастыру, бақыланатын минералды жиынтық туралы жалпы мәлімет бере алмайды.

Минералды шикізаттың технологиялық қасиеттері одан барлық пайдалы компоненттерді бөліп алу мақсатының мүмкіндігі мен экономикалық орындылығын анықтайды.

Минералды шикізаттың технологиялық қасиеттері сапалық көрсеткіштердің жиынтығынан тұрады, олардың ішінде, пайдалы компоненттер мен зиянды қоспалардың болуынан басқа,  негізгі мағынасы бар көрсеткіштер:

• шикізаттың минералды құрамы, пайдалы компоненттер мен зиянды қосылыстардың жеке минералдар бойынша бөлінуі, пайдалы минералдардың пішіні мен өлшемдері,  олардың бір-бірімен, тау-жыныс түзуші және желілі минералдармен бірігу мінезі, минералды агрегаттардың құрылымы мен текстурасы;
• минералды шикізат пен оның қосылғыш пайдалы минералдарының физикалық қасиеттері, олардың қаттылығы, меншікті салмағы, морттылығы;
• аралас жыныстар мен желілі массалардың химиялық және минералды құрамы.

Шикізаттың минералды құрамымен пайдалы компоненттер кешені анықталады, ал оның технологиялық сызбасы мен оны қайта өңдеудің технико-экономикалық көрсеткіштері пайдалы компоненттердің минералдар бойынша таралуына байланысты болады.

Рудалық минералдардың пішіні мен өлшемдеріне, олардың қосылу қасиеттері, минералды агрегаттардың құрылымы мен тексурасына байланысты кенді ұсақтаудың тиімді дәрежесі анықталады. Жұқа  сеппелі кендерді байыту өте қиын. Олар аса ұсақтауды қажет етеді, соның нәтижесінде пульпадағы шламның мөлшері күрт артады, бөлінетін көрсеткіштер төмендеп, концентраттың сапасы төмендейді.

Кен орынды пайдаланудың тау кен-геологиялық шарттары тау технологияының қазіргі жағдайын ескере отырып дамытудың мүмкіндігі мен экономикалық орындылығын анықтайды.    Кен орынды пайдаланудың тау кен-геологиялық шарттары жеке шарттардың қосындысына тәуелді, олардың ішінде минералды шикізаттың қорынан басқа келесілер бірінші маңыздылыққа ие:

• өлшемдері, морфологиялық ерекшеліктері, пайдалы қазбалардың құрылымы мен жер қыртысында орналасуы, оларды өңдеудің ең тиімді анықтаушы тәсілдер;
• кен орынның өнімділігі, пайдалы қазбалардың бөлек денелер мен кен орындарда жалпы жинақталуды сипаттайтын деңгейі. Өнімділік аудан бірлігіне келетін кен орынның бір метр тереңдіктегі бірегей пайдалы қазба қорымен белгіленеді;
• кен орынның гидрогеологиялық шарттары;
• пайдалы қазбалар мен аралас жыныстардың физико-механикалық қасиеттері, олардың тұрақтылығы, беріктілігі, қаттылығы, ылғалдылығы, бұрғыланғыштылығы, шақпақтылығы, т.б.;
• кен орынды пайдалануда қиыншылықтар тудыратын және арнайы іс-шараларды қажет ететін факторлар: карстты дамыту, кен орынның газдалуының жоғарылығы, жыныстардың ылғалданған кезде еруі немесе өздігінен тұтануы және т.б.

Айтылған  көрсеткіштердің жиынтығының негізінде тау кен барлау жұмыстары кезіндегі технико-экономикалық көрсеткіштер, яғни бір тонна минералды шикізат пен пайдалы компоненттерді өндіру мен кен орындарын өндеу жұмыстарының өзіндің құны анықталды.

Кен орынның геогрофо-экономикалық орналасуы тау кен мекемесін салуға кететін шығындар мен капиталды салымдарды меңгеру уақытына айтарлықтай әсер етеді. Сондықтан өндірісті рационалды орналатыруда бірінші кезекте тез игеруге мүмкіндік  және халық шаруашылығында  үлкен нәтиже беретін табғи қазбалар ресурстарын пайдалану керек.   
 Негізгі әдебиеттер: 1[6-13]