Peter Bliš ťan a Julián Kondela

ZÁKLADY BANSKEJ GEOLÓGIE

A VÝPOČTU ZÁSOB

KOŠICE, 2001

Ing. Peter Bliš ťan, PhD. a Mgr. Julián Kondela

ZÁKLADY BANSKEJ GEOLÓGIE

A VÝPOČTU ZÁSOB

KOŠICE, 2001

Dočasné vysokoškolské učebné texty (skriptá)

Ing. Peter Blišťan, PhD. a Mgr. Julián Kondela

Katedra geológie a mineralógie

Recenzenti: Prof. RNDr. František Zábranský, CSc.

Doc. RNDr. Michal Kaličiak, CSc.

Prof. Ing. Tibor Sasvari, CSc.

Technickí redaktori: Ing. Peter Blištan, PhD.

Mgr. Julián Kondela

Skriptá neprešli jazykovou úpravou

ISBN 80 – 88964 – 95 – 4

OBSAH:

ÚVOD .................................................................................................................................... 5

1 ÚLOHY BANSKEJ GEOLÓGIE (J. Kondela) ................................... .......................... 6

2 BANSKÉ PRÁVO A LEGISLATÍVA (P. Bliš ťan a J. Kondela) ................................ .. 7 2.1 Banské právo vo svete ....................... ...................................................................... 7 2.2 Banské právo na Slovensku ................... ................................................................. 7 2.3 Legislatíva v oblasti geologického výskumu a pr ieskumu ................................... 9

3 GEOLOGICKÁ DOKUMENTÁCIA (P. Bliš ťan) ........................................................... 9 3.1 Princípy a postupy pri bansko-geologickom mapov aní ....................................... 9 3.2 Prvotná geologická dokumentácia ............. ............................................................ 9

3.2.1 Dokumentácia vrtov ........................ ................................................................. 11 3.2.2 Dokumentácia rýh, šachtíc, šácht a komínov ................................................ 15 3.2.3 Dokumentácia banských diel ................ .......................................................... 15

Dokumentácia čelby ............................................ .............................................. 17 Mapovanie do horizontálnej roviny ............... ................................................... 17 Mapovanie do vertikálnej roviny ................. ..................................................... 17 Kombinovaná metóda mapovania .................... ............................................... 19 Technika banského geologického mapovania ........ ....................................... 19

3.2.4 Fotodokumentácia .......................... ................................................................. 20 Fotodokumentácia rýh, šachtíc a povrchových banskýc h prác ................... 20 Fotodokumentácia vrtných jadier ................. ................................................... 20 Fotodokumentácia banských diel .................. .................................................. 20

3.3 Súhrnná geologická dokumentácia ............. ........................................................... 22 3.3.1 Konštrukcia banských geologických máp a rezov ....................................... 22

Banské geologické mapy .......................... ....................................................... 22 Geologické rezy ................................. ................................................................ 25

3.3.2 Priestorový model ložiska ................. .............................................................. 26 3.3.3 Záverečná správa z bansko-geologického mapovania ....... .......................... 28

Štruktúra a náležitosti závere čnej správy geologickej úlohy .................... .... 28 3.3.4 Uchovávanie, evidencia a skartácia geologicke j dokumentácie ................. 29

Odovzdávanie závere čnej správy ...................................... .............................. 29 Uchovávanie geologickej dokumentácie ............ ............................................. 29 Evidencia a sprístup ňovanie geologickej dokumentácie ................. .............. 29 Skartácia geologickej dokumentácie .............. ................................................. 30

4 TECHNICKÉ PROSTRIEDKY PRIESKUMU (J. Kondela) ................................... ..... 32 4.1 Použitie technických diel pri prieskume ..... ........................................................... 32 4.2 Lokalizácia prieskumných diel .............. ................................................................ 34 4.3 Prieskumné systémy .......................... ..................................................................... 34

5 VZORKOVANIE (J. Kondela) ................................... ..................................................... 39 5.1 Ciele a význam vzorkovania .................. .................................................................. 39 5.2 Druhy vzorkovania ........................... ........................................................................ 40

5.2.1 Vzorkovanie vrtov ......................... ................................................................... 40 5.2.2 Vzorkovanie banských diel ................. ............................................................ 41 5.2.3 Vplyv textúry a štruktúry rudy na spôsob odb eru vzoriek ......................... 43

5.3 Hmotnos ť vzorky ......................................... ............................................................ 44 5.4 Hustota vzorkovania ......................... ....................................................................... 47 5.5 Zlučovanie základných vzoriek ....................... ....................................................... 47 5.6 Príprava vzorky na chemickú analýzu ......... .......................................................... 48 5.7 Kontrola vzorkovania ........................ ...................................................................... 51

6 OHRANIČENIE LOŽISKA (J. Kondela) ................................... .................................... 52

7 VÝPOČET ZÁSOB (P. Bliš ťan) .................................................................................... 55 7.1 Ciele výpo čtu zásob ........................................ ........................................................ 55 7.2 Ekonomicko-geologické princípy a problémy rieše né pri výpo čte zásob ........................................ ................................................................. 55 7.3 Základné parametre výpo čtu zásob pevných nerastných surovín ............. ........ 56

7.3.1 Plocha .................................... ........................................................................... 56 7.3.2 Mocnos ť ............................................................................................................ 58 7.3.3 Objem ..................................... ........................................................................... 61 7.3.4 Objemová hmotnos ť ........................................................................................ 63 7.3.5 Obsah úžitkovej zložky (J. Kondela) ............................................................ 64

Výpo čet priemerného obsahu úžitkovej zložky .......... .................................... 64 Kontrola chemických analýz ...................... ...................................................... 65 Minimálny priemerný obsah úžitkovej zložky ...... ........................................... 67 Extrémne obsahy úžitkovej zložky a ich definícia ......................................... 68

7.4 Metódy výpo čtu zásob pevných nerastných surovín ............. .............................. 70 7.4.1 Metóda geologických blokov ................ .......................................................... 70 7.4.2 Metóda ťažobných blokov ................................. ............................................. 72 7.4.3 Metóda geometrických obrazcov ............. ...................................................... 73

Metóda mnohouholníkov ........................... ....................................................... 73 Metóda trojuholníkov ............................ ............................................................ 74 Metóda štvoruholníkov ........................... .......................................................... 74

7.4.4 Metóda geologických rezov ................. ........................................................... 75 Rovnobežné horizontálne alebo vertikálne rezy ... ......................................... 75 Nerovnobežné rezy ............................... ............................................................ 76 Výpo čet na základe jedného rezu ...................... .............................................. 77

7.4.5 Metóda izolínií ........................... ....................................................................... 77 7.4.6 Metóda izohyps ............................ .................................................................... 78 7.4.7 Geoštatistické metódy ..................... ............................................................... 78

Konštrukcia experimentálneho modelu semivariogramu ............................. 79 Krigovanie ...................................... .................................................................... 81

7.5 Metódy výpo čtu zásob ropy a zemného plynu (J. Kondela) ...... .......................... 82 7.5.1 Parametre na výpo čet zásob ropy a zemného plynu ................... ................ 83 7.5.2 Výpo čet zásob ropy ................................... ...................................................... 84

Objemová metóda ................................. ............................................................ 84 Metóda materiálových bilancií ................... ...................................................... 85

7.5.3 Výpo čet zásob plynu .................................. ..................................................... 85 Objemová metóda ................................. ............................................................ 85 Metóda poklesu ložiskového tlaku ................ .................................................. 85

7.6 Variantný výpo čet zásob a jeho vplyv na cenu ložiska ........... ............................ 85 7.7 Presnos ť výpo čtu zásob ........................................ ................................................. 91 7.8 Modelovanie geologických objektov a ich paramet rov (P. Bliš ťan a J. Kondela) ................................ ......................................................... 93

7.8.1 Tvorba digitálnych modelov ................ ........................................................... 93 7.8.2 Matematické modely ........................ ................................................................ 94 7.8.3 Deterministické a dynamické modely ........ .................................................... 94

8 KATEGÓRIZÁCIA ZÁSOB A ZDROJOV (P. Bliš ťan) .............................................. 95 8.1 Kategórie zásob výhradných ložísk ........... ............................................................ 95 8.2 Hodnotenie prognóznych zdrojov nerastov ..... ..................................................... 96 8.3 Princípy klasifikácie zásob a zdrojov pod ľa OSN ................................................. 97 Porovnanie terminológie zásob a zdrojov v SR a OSN ........................................ 98

9 ZÁVEREČNÁ SPRÁVA VÝPOČTU ZÁSOB (P. Bliš ťan) ......................................... 100 9.1 Posudzovanie a odsúhlasovanie závere čných správ ...................................... .... 100 9.2 Obsah závere čnej správy k výpo čtu zásob ložiska nerastov ....................... ....... 100 9.3 Osobitné náležitosti závere čnej správy ...................................... ........................... 101 9.4 Prílohy k závere čnej správe a výpo čtu zásob ........................................ ............... 101

LITERATÚRA ..................................................................................................................... 102

5

ÚVOD

Práve sa Vám dostali do rúk vysokoškolské skriptá Základy banskej geológie a výpočtu

zásob. Ich cieľom je priniesť stručnú informáciu o základných metódach a princípoch, používaných v

banskej geológii a pri výpočte zásob. Veríme že text, ktorý ste sa práve rozhodli prečítať nebude pre

Vás len klasickým učebným textom. Dúfame, že sa stane aj príručkou, po ktorej siahnete vždy, keď

Vás riešenie študijných alebo pracovných úloh postaví pred potrebu použiť niektorú z opísaných

metód. Skriptá by mali poskytnúť návody na riešenie základných problémov, s ktorými sa ako riešiteľ

môžete stretnúť v banskej geológii a pri výpočte zásob.

Učebný text je písaný s dôrazom na to, že s rozvojom geovedných disciplín je spojená aj

potreba neustálej modernizácie metodiky geologického prieskumu a výpočtu zásob nerastných

surovín. Keďže zdroje nerastných surovín sú vo vrchnej časti zemskej kôry rozmiestnené

nepravidelne a každé z ložísk je jedinečné, ich vyhľadávanie, dokumentovanie a zhodnocovanie je

o to náročnejšie. Problematike dokumentovania geologických javov je venovaná jedna z hlavných

kapitol tejto učebnice - Geologická dokumentácia. Prehľadne opisuje základné typy geologickej

dokumentácie a zároveň uvádza princípy a postupy, používané pri dokumentácii prieskumných prác,

vykonávaných na povrchu i v podzemí. Kapitola Výpočet zásob definuje základné metódy a princípy

výpočtu zásob ložísk nerastných surovín. Zároveň sa snaží čo najjednoduchšie opísať moderné

metódy výpočtu zásob, akými sú geoštatistické metódy a variantný výpočet zásob. Záverečné

kapitoly sa venujú klasifikácii zásob ložísk nerastných surovín do jednotlivých kategórií v zmysle

platných právnych predpisov a štruktúre a náležitostiam záverečnej správy k výpočtu zásob.

Peter Blišťan a Julián Kondela

6

1 ÚLOHY BANSKEJ GEOLÓGIE

Poznatky z dejín poukazujú na to, že vývoj človeka a spoločnosti výrazne ovplyvnila ťažba

a spracovanie nerastov. Aj človek súčasnosti, ktorý už baníctvo vníma ako rušivý element vo svojom

prostredí, je stále odkázaný na ťažbu a spracovanie nerastných surovín. Pravdepodobne už v blízkej

budúcnosti ľudstvo prejde od využívania neobnoviteľných zdrojov nerastných surovín na využívanie

tých obnoviteľných. Dovtedy však zostáva banská geológia významnou geovednou disciplínou.

Samozrejme aj po tomto prelome sa budú vo svete ťažiť nerastné suroviny. Je len otázne kde, koľko

a akým spôsobom.

V súčasnosti u nás nie je docenené riešenie vážnej ekonomickej otázky ako je stratégia

a taktika zabezpečenia štátu nerastnými surovinami. V ekonomicky rozvinutejších krajinách sa od

surovinovej politiky štátu odvíja smerovanie a potreby národného hospodárstva. Poznanie zásob

nerastných surovín a možnosti ich dobývania sa určite aj u nás raz dostanú na popredné miesto.

Pri získavaní nerastných surovín sa geológia a baníctvo riadi nasledujúcou schémou:

I. Geologické vyh ľadávanie : (5 % životnosti banského závodu)

a) Regionálne vyhľadávanie – vymedzenie perspektívnych území na vyhľadávanie.

b) Podrobné vyhľadávanie – zhodnotenie najperspektívnejších území, z hľadiska indícií ložísk

nerastných surovín, vylúčenie tých území a typov surovín, ktoré nie sú v súčasnosti

perspektívne.

II. Geologický prieskum : (15 % životnosti banského závodu)

a) Vyhľadávací prieskum – výber najperspektívnejších ložísk a indícií na predbežný prieskum.

Vylúčenie ložísk, ktoré nemajú priemyselný význam.

b) Predbežný prieskum – ohraničenie ložiska, geologické, ekonomické a bansko-technické

zhodnotenie prieskumnou sieťou dostatočnej hustoty. Vymedzenie bilančných a nebilančných

častí ložiska.

c) Podrobný prieskum – podrobné ohraničenie ložiska. Dostatočné kvantitatívne overenie zásob

z hľadiska životnosti banského závodu.

III. Baníctvo : (80 % životnosti banského závodu)

a) Výstavba banského závodu – výstavba na povrchu, otvárka, rozčlenenie a príprava do ťažby.

Permanentná bansko-geologická dokumentácia a vyhodnocovanie.

b) Ťažba – paralelne s ťažbou prebieha ťažobný prieskum.

c) Úprava, spracovanie a marketing – úprava suroviny na ďalšie priemyselné použitie alebo na

požadovaný produkt, ktorý je vhodný na predaj. Zabezpečenie trvalého odbytu a čo

najekonomickejšieho predaja.

d) Konzervácia alebo likvidácia banského závodu – likvidačný prieskum, výpočet zostatkových

zásob, zabezpečenie banských priestorov a uzatvorenie bane. Vypracovanie štúdií

využiteľnosti ložiska alebo banských priestorov v budúcnosti. Rekultivácia povrchu.

Z uvedenej schémy vyplýva, že banská geológia a výpočet zásob zaujímajú svoje nenahraditeľné

miesto v geologickom prieskume a baníctve, preto je potrebné s rozvojom moderných geovedných

disciplín zachovávať a modernizovať aj metodiky používané v banskej geológii a pri výpočte zásob.

7

2 BANSKÉ PRÁVO A LEGISLATÍVA

Banské právo je súhrn právnych noriem, ktoré upravujú podmienky vyhľadávania, prieskumu,

ťažby, vlastníctvo a využívanie nerastného bohatstva. Vymedzuje vzťahy medzi štátom, vlastníkmi

pozemkov, na ktorých sa nachádzajú ložiská, a medzi subjektami banského podnikania. Určuje, ktoré

nerasty a za akých podmienok možno vyhľadávať a dobývať, kto to môže vykonávať a aké práva

a povinnosti sú s tým spojené. Banské právo si stále udržiava svoje špecifické znaky aj napriek tomu,

že jeho vývoj vždy úzko súvisí so spoločenským zriadením, ekonomikou a vedecko-technickým

rozvojom.

2.1 Banské právo vo svete

Každý štát má svoje vlastné banské zákony, ktoré sú v závislosti na vývoji spoločnosti

neustále upravované. Z pohľadu vzťahu štát – pozemok – nerastné suroviny (ložisko) môžeme

banské právo rozdeliť na (Tréger,1999):

- európske banské právo,

- britské banské právo,

- americké banské právo.

Európske banské právo – štát je vlastníkom nerastných surovín, bez ohľadu na to či je, alebo nie je

vlastníkom pozemku, pod ktorým sa nerastné suroviny nachádzajú. Udeľuje prieskumné a ťažobné

koncesie a vyberá za ne dane a poplatky.

Britské banské právo – majiteľ pozemku je aj majiteľom nerastných surovín, nachádzajúcich sa pod

ním a má právo ťažby. Takéto právo je charakteristické aj pre Kanadu, Austráliu a Južnú Ameriku.

Americké banské právo – vlastníctvo je súkromné aj štátne. V prípade súkromného vlastníctva má

právo ťažby majiteľ pozemku. Pri štátnom vlastníctve sú vlastníkmi vlády jednotlivých štátov

s vlastným banským zákonodarstvom, alebo federálna vláda využívajúca systém prenájmu pozemkov

na prieskum a ťažbu nerastných surovín.

2.2 Banské právo na Slovensku

Naše banské zákony vychádzajú z európskeho banského práva, čiže vlastníkom nerastných

surovín je štát, bez ohľadu na vlastníctvo pozemku. Podľa banského zákona č.44/1988 Zb. v znení

zákona č.498/1991 Zb. sa nerastné suroviny delia na vyhradené a nevyhradené. Vyhradené nerasty

tvoria nerastné bohatstvo, ktoré vlastní štát.

Banský zákon zároveň definuje podmienky ochrany a racionálneho využitia nerastného

bohatstva SR, pod ktorým sa chápe úplné vyťaženie suroviny ložiska a sprievodných surovín

s minimálnymi stratami a znečistením. Ťažba len najbohatších častí ložiska sa považuje za

rabovanie. To však nezodpovedá § 13 banského zákona odstavcu 3, podľa ktorého podmienky

využiteľnosti zásob výhradného ložiska v období prieskumu a dobývania určuje organizácia a na

základe, ktorých sa vypočítavajú zásoby a následne klasifikujú na bilančné a nebilančné. Na základe

uznesenia vlády SR č.661/1995 o surovinovej politike SR sa predpokladá v dohľadnej dobe

8

novelizácia banského zákona tak, aby bansko-geologická legislatíva bola vo všetkých smeroch

porovnateľná s banským právom Európskej únie. Akceptovaním návrhu klasifikácie zásob a zdrojov

OSN 1997 aj v našich podmienkach, by sme sa mohli priblížiť k štátom Európskej únie. To však bude

vyžadovať aj zmenu v legislatíve, ktorá musí vytvoriť podmienky aj pre oceňovanie ložísk vhodnou

metodikou (cash flow, IRR, NPV a pod.).

2.3 Legislatíva v oblasti geologického prieskumu a výskumu

Zoznam právnych noriem, týkajúcich sa oblasti geologického prieskumu a výskumu do roku 2001:

• Zákon č.44/1988 Zb. o ochrane a využití nerastného bohatstva (banský zákon) v znení

zákona SNR č. 498/1991 Zb.

• Zákon SNR č. 51/1998 Zb. o banskej činnosti, výbušninách a o štátnej banskej správe v

znení zákona SNR č. 499/1991 Zb. a zákona NR SR č. 154/1995 Z.z.

• Vyhláška Slovenského banského úradu č. 79/1988 Zb. o chránených ložiskových územiach a

dobývacích priestoroch v znení vyhlášky č. 533/1991 Zb.

• Vyhláška Slovenského geologického úradu č. 86/1988 Zb. o postupe pri vyhľadávaní a

prieskume výhradných ložísk z hľadiska ochrany a racionálneho využitia nerastného

bohatstva a o oznamovaní výskytu ložiska vyhradeného nerastu, jeho odmeňovaní a o

úhrade nákladov v znení vyhlášky č. 3/1992 Zb.

• Vyhláška Slovenského banského úradu č.89/1988 Zb. o racionálnom využívaní výhradných

ložísk, o povoľovaní a ohlasovaní banskej činnosti a ohlasovaní činnosti vykonávanej

banským spôsobom v znení vyhlášky č. 16/1992 Zb.

• Vyhláška Slovenského geologického úradu č. 97/1988 Zb. o správe výhradných ložísk a o

evidencii a odpisoch ich zásob v znení vyhlášky č. 4/1992 Zb.

• Nariadenie vlády SR č. 520/1991 Zb. o podmienkach využívania ložísk nevyhradených

nerastov.

• Vyhláška Slovenského geologického úradu č. 6/1992 Zb. o klasifikácii a výpočte zásob

výhradných ložísk.

• Vyhláška Ministerstva hospodárstva SR č. 208/1993 Z. z. o požiadavkách na kvalifikáciu a o

overovaní odbornej spôsobilosti pracovníkov pri banskej činnosti a činnosti vykonávanej

banským spôsobom.

• Vyhláška Ministerstva financií SR č. 305/1993 Z. z. o spôsobe a rozsahu financovania

geologických prác a zabezpečenia alebo likvidácie starých banských diel a ich následkov zo

štátneho rozpočtu.

• Vyhláška Ministerstva hospodárstva SR č. 333/1996 Z. z., ktorou sa určujú obvody

pôsobnosti obvodných banských úradov.

• Zákon č. 313/1999 Zb. o geologických prácach a štátnej geologickej (geologický zákon).

• Vyhláška Ministerstva životného prostredia SR č. 141/2000 Z. z. , ktorou sa vykonáva

geologický zákon.

9

3 GEOLOGICKÁ DOKUMENTÁCIA

Geologická dokumentácia geologických prác dokladuje písomnou, grafickou a hmotnou

formou geologické, technické a iné údaje o skutočnostiach a javoch zistených pri vykonávaní

geologických prác, potrebné na riešenie geologickej úlohy, jej kontrolu a na využitie jej výsledkov,

spolu s poznatkami významnými z hľadiska komplexného vykonávania a hodnotenia geologických

prác (Vyhl. MŽP SR 141/2000 Z.z). Geologickú dokumentáciu rozlišujeme podľa:

a) charakteru materiálu

- písomná (textová, tabuľková),

- grafická (kreslená, fotodokumentácia),

- hmotná (vzorky),

b) postupu dokumentovania

- prvotná,

- súhrnná (druhotná - odvodená).

Každá časť geologickej dokumentácie obsahuje:

a) názov a číslo geologickej úlohy, dátum vyhotovenia alebo doplnenia,

b) názov vykonávateľa geologických prác,

c) označenie miesta a objektu, na ktoré sa geologická úloha vzťahuje,

d) mená a priezviská vrátane podpisov osôb, ktoré ju vyhotovili, doplnili a kontrolovali.

3.1 Princípy a postupy pri bansko-geologickom mapov aní

Rôznorodosť geologickej dokumentácie si vyžaduje znalosť využívania hromadných údajov,

správne pochopenie a aktívne využívanie všetkých jej foriem, z čoho vyplýva niekoľko základných

princípov geologickej dokumentácie:

a) komplexnosť – je nutné zaistiť komplexné zhodnotenie dokumentovaných objektov a všetkých

geologických skutočností, tak ako to ukladá zákon. Pri práci je potrebné

prihliadať aj na potreby projekcie, výstavby, ťažby, ochrany ložísk a pod.,

b) systematickosť - všetky geologické práce je potrebné dokumentovať podľa dohodnutej

schémy, legendy a vo vopred určených krokoch (vzorkovanie, meranie

mocnosti a pod.),

c) presnosť - všetky práce vykonávať precízne s rovnakou presnosťou,

d) prehľadnosť - spracovávať dokumentáciu vždy prehľadne (správna mierka, generalizácia,

schematickosť, symbolika, značky a označovanie (obr. 3, 4 a 5) a pod.),

e) trvanlivosť - používať trvanlivé formy dokumentácie (papier s Al fóliou, vodovzdorný tuš,

elektronická forma dokumentácie).

3.2 Prvotná geologická dokumentácia

Prvotná geologická dokumentácia zaznamenáva údaje, skutočnosti a javy získané na

skúmanom území, prípadne v objekte. Zahŕňa najmä písomné a grafické, prípadne fotografické

10

záznamy dokumentujúce geologické práce, popis a vyznačenie odberov vzoriek, výsledky ich

rozborov a skúšok, protokoly o likvidácii prieskumných diel a o skartácii geologickej dokumentácie,

evidenčné knihy, prevádzkové záznamy. Prvotná geologická dokumentácia sa vykonáva tak, aby sa

predovšetkým:

a) zaznamenali zistené údaje, skutočnosti a javy v priebehu vykonávania geologických prác, ako

aj prípadné zmeny v závislosti od času (napr. hydrogeologické pozorovanie, znečistenie,

výrony plynov),

b) mohli podľa nej usmerňovať geologické práce,

c) mohli určiť dokumentované miesta aj po časovom odstupe a aby sa mohla následne

kontrolovať aj správnosť dokumentovania a výsledkov,

d) zabránilo znehodnoteniu alebo narušeniu vzoriek pri odbere, doprave a uchovávaní,

e) zabezpečila jej trvanlivosť v lehotách uvedených v zmysle platných predpisov.

Požiadavky na rozsah, presnosť a formy geologickej dokumentácie sa riadia jednotnými predpismi,

ale aj potrebami organizácie. Vyhotovuje sa preto v širokej škále mierok v rozsahu od 1:10 do 1:2000.

Banské geologické mapy a profily sú často podrobnejšie v porovnaní s povrchovou geologickou

mapou, čo vyplýva práve z potreby detailnej znalosti geologickej stavby ložiska. Výsledky geologickej

dokumentácie prieskumných a ťažobných diel je však treba spájať s výsledkami povrchového

geologického mapovania, čo je často dosť náročné.

Prvotná písomná a grafická dokumentácia okrem už uvedených náležitostí obsahuje:

a) druh a označenie dokumentovaného objektu, jeho polohopisné a výškopisné zobrazenie,

mierku zobrazenia, prípadne jeho priestorový priebeh, ako aj dátum jeho začatia a

ukončenia,

b) pozorované a zistené geologické skutočnosti a javy, najmä mineralogické, petrologické,

stratigrafické a inžinierskogeologické,

c) miesta odberov vzoriek s označením druhu vzorky a s výsledkami jej rozborov a skúšok,

d) ostatné údaje získané napríklad hydrogeologickým pozorovaním a meraním,

inklinometrickým a karotážnym meraním, geofyzikálnymi a geochemickými prácami.

Prvopis prvotnej písomnej a grafickej geologickej dokumentácie sa vyhotovuje takým spôsobom, aby

sa zachovala jej trvalá dokumentačná hodnota (môže sa vyhotovovať aj v digitálnej forme).

Hmotná geologická dokumentácia zahŕňa vzorky, najmä na mineralogické, paleontologické,

chemické, fyzikálne, geotechnické rozbory a skúšky, ako aj výbrusy a nábrusy z týchto vzoriek a

vzorky na dokumentovanie významných geologických skutočností a javov. Hmotná geologická

dokumentácia okrem už uvedených náležitostí obsahuje:

a) označenie vzorky, miesto odberu, rozmery, prípadne jej hmotnosť,

b) spôsob odberu vzorky a jej účel,

c) odkaz na prvotnú písomnú a grafickú geologickú dokumentáciu,

d) protokol o odobratí vzorky, ak to určuje technická norma alebo projekt,

e) dátum odoslania vzorky na skúšky a rozbory a dátum obdržania ich výsledkov.

Hmotná geologická dokumentácia rozlišuje podľa spôsobu určenia nasledovné typy vzoriek:

11

a) základné - odoberajú sa z prieskumných diel. Určené sú na geologický opis, bežné chemické

analýzy, technické a technologické skúšky a iné špeciálne rozbory.

b) dokumentačné - odoberajú sa ako dokladový materiál o zistených geologických

skutočnostiach. Vznikajú úpravou základnej vzorky a uchovávajú sa pre potreby

dodatočného doplnenia získaných poznatkov.

c) kontrolné - slúžia na overenie správnosti výsledkov získaných analýzou základných vzoriek.

d) duplikátne - špeciálne dokumentačné vzorky. Používajú sa na dodatočné kontrolné

stanovenia bez toho, aby sa museli pre tento účel upravovať.

3.2.1 Dokumentácia vrtov

Dokumentácia vrtov závisí predovšetkým od použitej metodiky vŕtania, pričom najúplnejšie

výsledky získame pri vŕtaní na jadro (pri geologickom prieskume najpoužívanejšie). Prvotná

geologická dokumentácia sa robí najčastejšie priamo v teréne pri vrtnej súprave. Prieskumné

a ťažobné organizácie majú svoje typizované formuláre na dokumentáciu prieskumného vrtu,

obsahujúce tieto údaje (obr. 1): označenie vrtu, volí sa obyčajne vo vzťahu k názvu lokality; kraj,

okres, katastrálne územie; pri podzemných vrtoch označenie bane a banského diela; súradnice ústia

vrtu X, Y, Z; doba začatia a skončenia vŕtania; mená osôb zodpovedných za technické prevedenie a

geologické vyhodnotenie; spôsob vŕtania; počiatočný a konečný priemer vrtného nástroja; spôsob

paženia; úhybové vŕtanie; druh výplachu; úklon a azimut vrtu; dĺžka vrtu; súradnice ložiska a iných

dôležitých bodov vo vrte; dĺžka návrtov; výnos jadra z návrtu; geologické údaje, ktoré sa znázorňujú

graficky a opisom. V dokumentácii vrtu sa uvádzajú aj výsledky hydrogeologických meraní, výrony

plynov, výsledky karotážnych meraní, ako aj výsledky chemických a iných rozborov (Böhmer a

Kužvart, 1993). Mierka sa volí najčastejšie 1:100.

Postup dokumentácie je nasledovný: očistené vrtné jadro sa uloží vo vzorkovniciach, pričom

sa označia hĺbkové údaje jednotlivých návrtov. Návrty sú oddelené priečnymi prepážkami s uvedením

hĺbkových údajov od - do. Poloha geologických rozhraní sa obyčajne odmeria od začiatku alebo od

konca návrtu. Sklon štruktúrnych prvkov na jadre meriame uhlomerom. Skutočný sklon však môžeme

určiť len podľa výsledkov inklinometrického merania (udáva zenitový uhol - odklon od zvislice). Počas

geologickej dokumentácie vrtu systematicky vyhodnocujeme výnos jadra podľa jednotlivých návrtov.

Ak je jadro rozlámané a neúplné, upravíme ho vo vzorkovnici tak, aby sa objem jadra blížil čo najviac

k teoretickému objemu v závislosti od vnútorného priemeru korunky. Výnos jadra v je potom:

%100.n

j

l

lv =

kde: lj - je skutočná dĺžka jadra - odmeriame vo vzorkovnici,

ln - je dĺžka návrtu - rozdiel hĺbky začiatku a konca návrtu.

Ak treba zistiť výnos jadra presnejšie, vypočítame ho ako podiel hmotnosti získaného jadra k

teoretickej hmotnosti vypočítanej z priemeru jadra, dĺžky návrtu a objemovej hmotnosti prevŕtanej

nerastnej suroviny. Výnos jadra je hlavným kvalitatívnym ukazovateľom kvality vŕtania. Z ložiska sa

obyčajne požaduje výnos jadra okolo 85-90 %. Z okolitých hornín sa obyčajne požaduje výnos jadra

okolo 75 %. Pri nižšom výnose jadra je účelné sledovať aj materiál sedimentujúci v usadzovacej rúre.

12

Obr. 1 Geologická dokumentácia prieskumného vrtu.

13

Obr. 2 Geologická dokumentácia prieskumnej ryhy.

Dokumentácia nárazového vŕtania je menej presná, pretože je založená na dokumentácii

úlomkov vynesených lyžicou alebo výplachom. Lepšie možnosti pre dokumentáciu poskytuje

závitovkové a vibračné vŕtanie. Pri vŕtaní systémom rotary je geologická dokumentácia vo veľkej

miere nahradená karotážnym meraním a jeho geologickou interpretáciou. Pri tomto systéme vŕtania

je možné dokumentovanie geologickej stavby aj zo zachytených úlomkov (Böhmer a Kužvart, 1993).

14

Obr. 3 Vybrané bansko-geologické značky (podľa Výnosu MH SR č.1/1993).

Obr. 4 Vybrané geologické značky (Paukt a Bouček, 1975).

15

3.2.2 Dokumentácia rýh, šachtíc, šácht a komínov

Prieskumné ryhy a aj prieskumné šachtice dokumentujeme zakreslením geologickej situácie

jednej steny, alebo v zložitejších prípadoch zakreslením do rozvinutého plášťa prieskumného diela.

Obrázok 2 znázorňuje geologickú dokumentáciu prieskumnej ryhy s miestom odberu vzoriek.

Šachty a komíny sa dnes hĺbia v zväčša kruhovom priereze. Geologická dokumentácia

takýchto banských diel je zložitá a preto sa odporúča robiť ju zakreslením v dvoch na seba kolmých

profiloch. Z nich potom možno v ktorejkoľvek hĺbke určiť smer a sklon štruktúrnych prvkov. V praxi sa

často používa aj zakreslenie geologickej situácie do rozvinutého plášťa šachty (obyčajne pri

štvorcovom priereze šachty - obr. 6). Najúplnejšiu dokumentáciu dostaneme kombináciou oboch

spôsobov.

Veľmi dôležitá je ich správne lokalizácia a presnosť vykonaných geologických meraní. Polohu

prieskumných rýh, šachtíc, šácht a komínov je potrebné zakresliť do máp prieskumných prác, ktoré

po doplnení geologických meraní slúžia ako podklad pre zostavenie geologických máp.

3.2.3 Dokumentácia banských diel

Termín banské geologické mapovanie môže mať širší význam, označujúci všetky spôsoby

geologickej dokumentácie v bani alebo užší význam označujúci najmä geologickú dokumentáciu

banských chodieb, komínov a úpadníc. Zakreslením geologickej situácie do banských máp vzniká

banská geologická mapa. Banské geologické mapovanie je základná pracovná metóda na komplexné

štúdium a znázornenie geologickej stavby ložiska, jeho kvalitatívnych zmien a popis geologického

Obr. 5 Príklady šrafúr používaných v geologických mapách: 1-4) - hlbinné horniny, 5-8) - žilné

horniny, 9-12) - výlevné horniny, 13-16) - prefity, 17-20) - psamity, 21-24) - pelity, 25-26) - karbonáty, 27) - sedimentárne rudy, 28) - uhlie, 29-30) - kontaktne metamorfované horniny, 31-34) - ortobridlice, 35-39) - parabridlice, 40) - migmatity (Paukt a Bouček, 1975).

16

prostredia, v ktorom sa ložisko nachádza. Pri geologickom mapovaní majú svoje miesto aj výskumné

metódy - štruktúrnotektonické, mineralogické, petrografické a geochemické a treba ich spájať s

údajmi banského geologického mapovania. Výber spôsobu banského geologického mapovania je

závislý na úložných pomeroch ložiska a type prieskumných alebo otvárkových banských diel.

Obr. 6 Geologická dokumentácia šachty do rozvinutého plášťa.

Obr. 7 Geologická dokumentácia čelby.

17

Dokumentácia čelby

Dokumentácia čelieb predstavuje najdetailnejšiu formu dokumentácie banských diel. Na

prieskumných a ťažobných podnikoch sa čelby zakresľujú do formulárov, čo unifikuje spôsob

zakresľovania a záznamov. Čelby je potrebné zakresľovať predovšetkým v miestach odberu vzoriek,

alebo pri výskyte významných geologických fenoménov. Na formulároch sú okrem čísla a lokalizácie

aj záznamy o mocnosti ložiska, výsledkoch chemických analýz, výronoch plynov a vôd. Pri

dokumentácii čelieb máme možnosť študovať a zaznamenať aj dôležité genetické údaje, ako sú

textúry rudy, relatívne vekové vzťahy atď. Príklad dokumentácie čelby na ložisku Bankov – Košice

znázorňuje obrázok 7.

Mapovanie do horizontálnej roviny

Používa sa v dvoch variantoch:

a) Mapovanie do horizontálnej roviny v strope banského diela. Ide o zakreslenie geologickej situácie v

strope banského diela. Tento spôsob mapovania má prednosť v tom, že je zmenšeným obrazom

geologickej situácie stropu bez extrapolácie. Mapa sa dopĺňa nákresmi čelieb (obr. 8). Je to výhodné

vtedy, ak banská geologická mapa má dokumentovať geologickú situáciu stropných zásekových

vzoriek. Tento spôsob mapovania sa dá použiť najmä na strmouklonených ložiskách. U nás však

tento spôsob nie je veľmi rozšírený.

b) Mapovanie do horizontálnej roviny I50 cm nad počvou chodby. Metódu opísali mnohí autori,

napríklad Pouba (1959). Tento spôsob mapovania sa u nás používa najčastejšie, pretože má

všestrannejšie použitie ako predchádzajúci. Výška zakresľovacej roviny 150 cm sa volí z praktických

dôvodov - geológ v tejto výške môže najpohodlnejšie pozorovať steny chodby a aj banský merač

najčastejšie zameriava šírku chodby v tejto výške. Spôsob mapovania ukazuje obrázok 9. Všetky

štruktúrne prvky pozorované na stenách a v strope chodby extrapolujeme a interpolujeme až

vyšetríme ich priesečnice so zakresľovacou rovinou a v tejto polohe ich zakresľujeme v mape. V

tomto prípade mapa zobrazuje šírku chodby pri počve. V skutočnosti je geológ po získaní praxe

schopný zakresľovať geologickú situáciu do mapy priamo, bez pomocných konštrukcií v profiloch.

Mapa sa dopĺňa profilmi len v komplikovanejších úsekoch. Po extrapolácii sa geologická situácia

často zakresľuje mimo chodbu. Do mapy nezakresľujeme pravú ale horizontálnu mocnosť.

Geologická mapa tohto druhu predstavuje horizontálny rez ložiskom a je veľmi vhodná na zobrazenie

geologických štruktúr (Böhmer a Kužvart, 1993).

Mapovanie do vertikálnej roviny

Táto metóda si vyžaduje jednoduchú úpravu banskej mapy. Vedľa pôdorysu chodby sa

nakreslí sklopený bok chodby v mierke mapy. Mapovanie je veľmi jednoduché. Do mapy

zakresľujeme defilé boku chodby. Pri zložitejšej geologickej situácii (zložitá tektonika a pod.)

dokumentujeme oba boky chodby (obr. 10). Tento spôsob mapovania sa používa pre horizontálne a

mierne uklonené ložiská a tiež pre mapovanie úklonných banských diel, ako sú úpadnice a šikmé

komíny (Böhmer a Kužvart, 1993).

18

Obr. 8 Bansko-geologické mapovanie do horizontálnej roviny v strope banského diela (Pouba,

1959).

Obr. 9 Bansko-geologické mapovanie do horizontálnej roviny vo výške 150cm (Pouba, 1959).

Obr. 10 Bansko-geologické mapovanie do vertikálnej roviny (Pouba, 1959).

19

Kombinovaná metóda mapovania

Geologickú situáciu zakresľujeme do rozvinutého plášťa chodby. Banskú mapu upravíme tak,

že vedľa pôdorysu chodby vykreslíme prúžky predstavujúce oba boky chodby sklopené do roviny

stropu. Stredný prúžok predstavuje strop (obr. 11). Táto metóda najpodrobnejšie dokumentuje

geologickú situáciu. Vyžaduje sa podrobná mierka 1:100 alebo 1:200.

Technika banského geologického mapovania

Banské geologické mapovanie i iné formy geologickej dokumentácie sa dnes robia

systematicky s postupom razenia banských diel. Ako iné činnosti i táto si vyžaduje starostlivú

prípravu. Ako mapový podklad slúžia banské mapy jednotlivých obzorov so súradnicovou sieťou,

vyznačeným severom a nadmorskou výškou obzoru. Najčastejšie sa používajú mierky máp 1:200 a

1:500 (záleží to od zložitosti ložiska, potrieb organizácie a pod.). Ak sú potrebné banské geologické

mapy menšej mierky, vyhodnotia sa zmenšením a schematizáciou mapy väčšej mierky. Veľkú

pozornosť treba venovať správnej lokalizácii dokumentačných bodov a meraní preto, lebo slúžia ako

podklad pre zostavenie geologickej mapy a interpretáciu geologickej situácie. Rovnakú pozornosť

treba, venovať aj zostaveniu vysvetliviek, ktoré majú umožniť na úrovni súčasných geologických

znalostí zobraziť všetky závažné údaje o geologickom prostredí, ložiskových telesách a tektonike. Pri

kreslení máp je potrebné používať legislatívne schválené mapové značky, farby a šrafúry (obr. 3, 4

a 5). Výstroj geológa musí byť vhodný pre prácu v bani. Príslušenstvo na mapovanie je podobné ako

pri povrchovom geologickom mapovaní. Pracovný postup v podzemí býva obyčajne nasledovný:

a) očistenie stien chodby vodou (ak je to možné),

b) prehliadka mapovaného úseku,

c) rozmeranie chodby na úseky 2-5 m,

d) odber vzoriek pre potreby hmotnej dokumentácie,

e) lokalizácia a vlastné mapovanie.

Obr. 11 Bansko-geologické mapovanie kombinovanou metódou (Pouba, 1959).

20

Obyčajne mapujú dvaja, geológ a kolektor (vzorkár). Geológ zakresľuje do mapy všetky pozorované

geologické a hydrogeologické skutočnosti a technické údaje – výstuž banského diela, vyrúbané

priestory atď. Ak nie je k dispozícii mapový podklad, geológ si zameria chodby kompasom a pásmom

a vyhotoví mapu v potrebnej mierke. Veľkým problémom sú chodby vystužené oceľovou výstužou,

kde meranie kompasom môže byť chybné. Ak je to tak, smery štruktúrnych prvkov zakresľujeme

vzhľadom na os chodby, pretože banské mapy boli vyhotovené na základe meraní, ktoré nie sú

zaťažené chybou vznikajúcou prítomnosťou železa. V tomto smere sú už vypracované špeciálne

postupy mapovania. Často treba vypracovať špeciálnu metodiku banského geologického mapovania,

ak je chodba razená raziacim kombajnom alebo tunelovacím strojom s bezprostredným

vystužovaním. Takéto chodby majú obyčajne kruhový prierez .

Pre zlepšenie predstavy o geologickej stavbe sa banské geologické mapy obyčajne dopĺňajú

sériou geologických profilov ložiskom, konštruovaných v pravidelných intervaloch.

3.2.4 Fotodokumentácia

Fotodokumentácia geologických javov je najstarším prejavom geologickej fotodokumentácie.

V súčasnosti sa vďaka moderným technológiám snímania a ukladania obrazu oveľa častejšie používa

práve fotodokumentácia ako staro-nový typ geologickej dokumentácie. Svoje miesto má pri

dokumentácii:

- všeobecných geologických javov,

- rýh, šachtíc a povrchových banských prác,

- vrtných jadier,

- horizontálnych, šikmých i úklonných banských diel a čelieb.

Fotodokumentácia rýh, šachtíc a povrchových banskýc h prác

Pri dnešnej intenzite ťažby je to veľmi populárny a produktívny spôsob dokumentácie.

Mapujúci geológ môže za plnej prevádzky, bez vystavovania sa riziku úrazu, zdokumentovať

prieskumné alebo ťažobné práce. Takto vyhotovená dokumentácia po geologickom vyhodnotení slúži

ako plnohodnotná prvotná dokumentácia.

Fotodokumentácia vrtných jadier

Jedna sa v podstate o fotografovanie jadra uloženého vo vzorkovniciach s vyznačenou

metrážou (obr. 12-a). Je dôležité, aby snímkovanie bolo realizované kolmo na vzorkovnice a vždy

v rovnakej vzdialenosti od objektívu. Po odfotografovaní celého vrtu je z takto realizovanej

dokumentácie možné nakresliť profil vrtu.

Fotodokumentácia banských diel

Fotodokumentácia banských diel je asi najčastejším typom banskej fotodokumentácie. U nás

zatiaľ nie je rozšírená (až na niektoré typy, ako sú snímky čelby a detaily geologických javov - obr.

12-b) a berie sa hlavne ako doplnková metóda. Rozlišujeme pri nej tri metódy:

21

a)

b) c) d) e)

Obr. 12 Fotodokumentácia: a – vrtu (Adamus, 1986), b - všeobecných geologických javov,

c, d, e – princípy (Adamus, 1986),

- prerušovaná metóda (obr. 12-c) - používa sa pri jednoduchej geologickej situácii. Chýbajúce

úseky sa doplnia interpretáciou série fotografií.

- nadväzná metóda (obr. 12-d) - je založená na tesnej nadväznosti jednotlivých fotografií.

- metóda s prekrytím (obr. 12-e) - využíva prekrývanie jednotlivých fotografií o 10-25%. Výhoda

je v tom, že pri prekrývaní sa zníži skreslenie posunu na okrajoch fotografií, spôsobené

nekvalitným osvetlením a nerovnosťou stien.

Touto metódou môžeme dokumentovať obidva boky a aj strop banského diela podobne ako pri

klasických metódach. Po zložení fotografií je možné interpretovať geologickú situáciu a následne ju

prekresliť do banskej geologickej mapy.

22

3.3 Súhrnná geologická dokumentácia

Spracovaním prvotnej dokumentácie a jej spájaním do väčších celkov, reprezentujúcich časti

ložiska alebo niekedy aj celé ložisko, vzniká druhotná geologická dokumentácia. Existuje ešte vyšší

stupeň zhrnutia a spracovania výsledkov, ktorý predstavuje súbor materiálov prvotnej i druhotnej

geologickej dokumentácie upravený do definitívnej formy, označovaný ako súhrnná geologická

dokumentácia. Je to obyčajne záverečná správa z banského geologického mapovania, výskumu

alebo prieskumu. Charakteristickým znakom druhotnej i súhrnnej dokumentácie je to, že sa postupne

zväčšuje podiel interpretácie geológa tých faktov, ktoré poskytla prvotná geologická dokumentácia.

V súhrnnej geologickej dokumentácii sa vyhodnocujú výsledky prvotnej geologickej

dokumentácie a tieto sa spájajú do súhrnných celkov tak, aby sa mohlo podľa nej usmerňovať ďalšie

riešenie geologickej úlohy z hľadiska splnenia cieľa geologických prác uvedeného v projekte.

Súhrnná geologická dokumentácia je písomná a grafická. Zahŕňa najmä geologické povrchové a

banské mapy, zvislé horizontálne rezy, nákresy a iné súbory a celky s podrobnosťami a špecifikáciou

podľa cieľa geologických prác, s potrebnými popismi, vysvetlivkami a správami a so zhodnotením

výsledkov rozborov vzoriek a skúšok. Súhrnná geologická dokumentácia okrem uvedených

náležitostí (kapitola 3) ďalej obsahuje:

a) druh a označenie geologickej dokumentácie,

b) mierka zobrazenia, vysvetlivky, polohopisné a miestopisné zobrazenie dokumentovaných

objektov s odlíšením objektov prevzatých z iných, skôr vykonaných geologických prác,

c) ďalšie údaje, použité pri spracovaní a zhodnotení geologickej dokumentácie, potrebné na

súhrnné vyjadrenie zistených skutočností, ako aj na vyjadrenie predpokladov na základe

týchto skutočností.

Súhrnná geologická dokumentácia sa zobrazuje do meračskej dokumentácie, spracovanej podľa

osobitných predpisov tak, aby mala trvalú dokumentárnu hodnotu (v súčasnosti je často spracovaná

aj v digitálnej forme – obr. 14). Do konečnej podoby sa spracováva počas vyhodnocovania

geologickej úlohy do podoby záverečnej správy.

Pri spracovávaní grafickej banskej meračskej dokumentácie do digitálnej formy sa používajú

grafické pracovné prostredia (grafické editory), súhrnne nazývaných CAD systémy (Computer Aided

Design). CAD systémy komplexne riešia problematiku tvorby, úpravy a archivácie grafických dát (obr.

14, obr. 19). Ponúkajú takmer neobmedzené prezentačné možnosti od 2D zobrazovania, cez 3D

modelovanie až po virtuálne zobrazenie banských priestorov (Blišťan a Grinč, 1999).

3.3.1 Konštrukcia banských geologických máp a rezov

Banské geologické mapy

Banské geologické mapy predstavujú zmenšený a generalizovaný obraz geologickej situácie

interpretovaný v rôznych výškových úrovniach (na povrchu alebo pod povrchom) a zakreslený do

vhodného topografického podkladu. Pri ich kreslení sa používajú geologické značky, šrafúry a farby

(obr. 3, 4 a 5). Zostavujú sa predovšetkým preto, aby znázornili tvar ložiska, vnútornú štruktúru,

mineralogické a petrografické zloženie, tektoniku a situáciu prieskumných geologických prác. K týmto

23

Obr. 13 Banská geologická mapa obzoru.

Obr. 14 Digitálna banská geologická mapa obzoru, kreslená v CAD systéme MicroStation (Blišťan a Grinč, 1999).

24

mapám partia aj povrchové geologické mapy okolia ložiska. Pre rôzne účely prieskumu a ťažby sa

zostavuje niekoľko druhov povrchových a banských geologických máp:

a) prehľadné povrchové geologické mapy - kreslia sa v mierkach 1:2000 resp. 1:5000 a viac,

podľa potrieb organizácie, veľkosti ložiska a geologickej stavby. Je na nich zakreslená

geologická stavba okolia ložiska, situácia rýh, odkryvov, ústí vrtov, štôlní, jám a pod.

b) geologické mapy obzorov a etáží - kreslia sa v mierkach 1:100, 1:200, 1:500, 1:1000

a v prípade potreby aj vo väčších. Je v nich obyčajne zakreslená pozícia prieskumných

a ťažobných diel a geologická situácia na danom obzore alebo etáži (obr. 13, obr. 14).

c) mapy prieskumných prác - kreslia sa v rovnakých mierkach ako geologické mapy obzorov

a etáží. Znázorňujú pozíciu prieskumných prác (vrty, komíny, ryhy a pod.) a banských diel,

realizovaných v rámci geologického prieskumu.

d) mapy vzoriek - kreslia sa v rovnakých mierkach ako geologické mapy obzorov a etáží.

Znázorňujú pozíciu banských a prieskumných diel, čísla a miesta odberov vzoriek. Obyčajne

sú v mape uvedené aj výsledky analýz a to buď pri vzorke alebo v tabuľkovej podobe (obr.

15).

e) mapy izolínii kvality a obsahu škodlivín - kreslia sa na základe máp vzoriek. Prehľadne

zobrazujú distribúciu úžitkových zložiek a škodlivín na danom obzore alebo etáži a pozíciu

prieskumných a ťažobných diel. Obyčajne sa kreslia v rovnakých mierkach ako mapy vzoriek

(obr. 16).

f) hydrogeologické mapy - kreslia sa ako základné hydrogeologické mapy, alebo ako doplnok

banských geologických máp. Ich účelom je dokumentovať hydrogeologické javy (prítoky

vôd, ich chemické zloženie a pod.), pozorované v prieskumných a ťažobných dielach.

g) mapy zásob - kreslia sa do rovnakého topografického podkladu ako geologické mapy

obzorov. Zobrazujú prehľadne geologickú situáciu a polohu blokov zásob s ich označením

a zaradením do príslušnej kategórie zásob (obr. 17).

Obr. 15 Výsek z mapy vzoriek. Obr. 16 Mapa izolínií kvality.

25

Geologické rezy

Popri geologických mapách sú najdôležitejším dokladom geologického výskumu a prieskumu

geologické rezy. Predstavujú zmenšený a generalizovaný obraz geologickej situácie smerom do

hĺbky (zobrazenie geologickej situácie obyčajne do zvislej roviny). Vznikajú ako výsledok

geologického - logického vyjadrenia predstáv geológa, ktorý konštruuje a zobrazuje geologickú

stavbu smerom do hĺbky na základe znalosti geologickej situácie, interpretácie hlbinných vrtov,

banských diel a výsledkov geologického prieskumu.

Geologické rezy zostavujeme spravidla v miestach, kde je najviac prieskumných diel (banské

diela, vrty, ryhy a pod.). Pravidlom je, že geologický rez prechádza aspoň dvomi prieskumnými

Obr. 18 Princíp konštrukcie geologického rezu (Pouba, 1959).

Obr. 17 Mapa blokov zásob. Označenie bloku: 13-16 – číslo bloku, Z-2 – kategória zásob.

26

dielami. Princíp konštrukcie geologických rezov (obr. 18) sa dá zhrnúť do nasledujúcich bodov:

a) vyznačenie rezovej línie na mape a označenie strán rezu,

b) zostrojenie topografického rezu a označenie orientácie rezu,

c) zakreslenie geologickej situácie z geologickej mapy, vrtov, banských diel alebo iných

prieskumných diel do topografického rezu,

d) doplnenie náležitostí – mierka, vysvetlivky a pod.

Pri zostavovaní geologického rezu musí geológ premietnuť do rezu nielen všetky objekty ležiace

v rezovej línii ale aj objekty nachádzajúce sa v tesnej blízkosti línie rezu. Používa sa na to kolmé

premietanie do roviny rezu. Tento problém je zvlášť aktuálny, ak ide o zobrazovanie vrtov a banských

diel, ktoré sa používajú pri konštrukcii rezu, ale často neležia priamo v línii rezu.

3.3.2 Priestorový model ložiska

Pre zvýšenie názornosti a lepšie pochopenie priestorových vzťahov (geologická situácia,

orientácia, tvar a veľkosť ložiska) sa používa priestorové zobrazenie v podobe blokdiagramu,

zostrojeného obyčajne v axonometrickom premietaní. Asi najčastejšie používané a dostatočne

názorné sú modely ložísk, zostrojené ako systém paralelných rezov (horizontálnych alebo

vertikálnych) zobrazených v axonometrii (obr. 19).

Iným typom priestorového zobrazenia geologickej situácie je jej zakresľovanie do

blokdiagramov. Najčastejšie sa kombinuje geomorfológia s geológiou a to tak, že na vrchnej ploche

blokdiagramu sa znázorní morfológia zemského povrchu a na bočných stenách geologická situácia.

Náročnejším typom blokdiagramu, predovšetkým z hľadiska priestorového zobrazenia geológie, je

zobrazenie geologickej situácie aj na vrchnej strane blokdiagramu (obr. 20). Je to zložitý spôsob

zobrazovania, pretože je potrebné zobraziť pretínanie niekoľkých druhov plôch v priestore

(geologická situácia na vrchnej stane musí korešpondovať zo situáciou na bokoch blokdiagramu).

Tieto problémy už dnes zvládajú niektoré výkonné CAD systémy, umožňujúce modelovať napríklad

blokdiagramy s priehľadným povrchom a bočnými stenami a tak veľmi efektne zobraziť bansko-

geologickú situáciu pod povrchom (obr. 21).

a) b) Obr. 19 Priestorový model ložiska zostrojený z na seba kolmých geologických rezov:

a- geologická situácia na povrchu, b- model ložiska (Pouba, 1959).

27

Obr. 20 Blokdiagram geologickej situácie (Pouba, 1959).

Obr. 21 Priestorový model banských diel povrchovej situácie - ložisko Kobebierovo - Nižná Slaná (Blišťan, 1999).

28

3.3.3 Záverečná správa z bansko-geologického mapovania

Vykonávateľ geologických prác je povinný výsledky geologických prác vyhodnotiť v

záverečnej správe, a to i vtedy, ak sa nedosiahol cieľ, prípadne ak sa geologické práce vykonali len

čiastočne. Výsledky geologických prác, vykonaných v rámci geologickej úlohy inou riešiteľskou

organizáciou, sa vyhodnocujú v rozsahu dohodnutom s vykonávateľom geologických prác. Ak je

výsledkom riešenia geologickej úlohy postupné zistenie, prípadne overenie niekoľkých samostatne

využiteľných ložísk nerastov, zdrojov podzemných vôd alebo ak riešenie obsahuje iné samostatne

využiteľné časti geologickej úlohy, môžu sa tieto čiastkové výsledky postupne vyhodnocovať

čiastkovými záverečnými správami (Vyhl. MŽP SR 141/2000 Z.z.).

Záverečná správa obsahuje, dokumentuje a zdôvodňuje výsledky geologických prác v

súvislosti s ich projektom vrátane rozpočtu (ak projekt obsahoval rozpočet). Jej osnova, rozsah a

prílohy sa prispôsobujú cieľu geologických prác, vykonaným geologickým prácam, požiadavkám

navrhovateľa a potrebám využitia dosiahnutých výsledkov. Vyhotovuje sa tak, aby sa zachovala jej

trvalá dokumentačná hodnota.

Záverečnú správu podpisuje štatutárny orgán vykonávateľa geologických prác alebo ním

splnomocnený pracovník a zodpovedný riešiteľ.

Štruktúra a náležitosti závere čnej správy geologickej úlohy

Štruktúru a náležitosti záverečnej správy geologickej úlohy určuje vyhláška MŽP SR 141/2000 Z.z..

1 Geologická úloha a údaje o území.

1.1 a) názov a identifikačné číslo katastrálneho územia, názov a kód okresu, prípadne miestopisné

určenie skúmaného územia alebo skúmaného objektu,

b) cieľ geologických prác uvádzajúci okruh otázok, ktoré treba riešiť s prihliadnutím na budúce

hospodárske, technické, prípadne vedecké využitie ich výsledkov,

c) odkaz na predchádzajúcu etapu geologických prác, ak sa uskutočnili, a na súvisiace

geologické úlohy.

1.2 Údaje o projekte a jeho zmenách.

2 Charakteristika skúmaného územia a doterajšia geologická preskúmanosť.

3 Postup riešenia geologickej úlohy.

3.1 Údaje o realizovaných geologických prácach a použitej metodike

4 Výsledky riešenia geologickej úlohy.

4.1 Výsledky a nové geologické poznatky vrátane tých, ktoré nesúvisia s cieľmi projektu.

4.2 Hodnotenie výsledkov z hľadiska cieľov projektu.

4.3 Ekonomický prínos riešenia vo vzťahu k ekonomickému zdôvodneniu geologickej úlohy v

projekte.

5 Závery a odporúčania.

6 Údaje o uložení geologickej dokumentácie a osobitných správ, návrh na skartáciu ako aj na

zabezpečenie a likvidáciu geologických diel a geologických objektov.

7 Zoznam použitej literatúry a osobitných prameňov.

29

3.3.4 Uchovávanie, evidencia a skartácia geologicke j dokumentácie

Evidencia geologickej dokumentácie poskytuje prehľad o jej vzniku, spracovaní, nakladaní,

mieste a spôsobe jej uloženia. Vykonávateľ geologických prác zodpovedá za bezpečné a prehľadné

uchovávanie hmotnej geologickej dokumentácie a vedenie jej evidencie, a to až do jej odovzdania

navrhovateľovi alebo poverenej právnickej osobe. Ak hmotná geologická dokumentácia niektorých

nerastov (najmä soli, uhlia, radioaktívnych nerastov) vyžaduje osobitný spôsob jej uchovávania,

podmienky určí projekt (Vyhl. MŽP SR 141/2000 Z.z.).

Odovzdávanie závere čnej správy

Jeden exemplár záverečnej správy sa odovzdáva organizácii poverenej Ministerstvom

životného prostredia Slovenskej republiky výkonom štátnej geologickej služby. Obstarávateť odovzdá

poverenej organizácii záverečnú správu a iné geologické písomné a grafické materiály, ktoré

obsahujú:

a) záverečné správy a čiastkové záverečné správy o výsledku geologických prác,

b) odsúhlasené výpočty zásob výhradných ložísk a množstiev podzemných vôd,

c) štúdie, posudky a rešerše.

Záverečné správy a iné geologické materiály sa odovzdajú poverenej organizácii vyhotovené

technikou, ktorá zabezpečuje ich trvanlivosť a možnosť reprodukcie. Obstarávateľ ich môže odovzdať

okrem písomnej a grafickej formy aj v digitálnej forme (Vyhl. MŽP SR 141/2000 Z.z.).

Uchovávanie geologickej dokumentácie

Geologická dokumentácia by sa mala uchovávať na miestach alebo v archívoch, ktoré

spĺňajú podmienky pre jej uloženie a to predovšetkým odolnosť proti poveternostným vplyvom,

katastrofám, škodcom a zásahom nepovolaných osôb. Uchováva sa nasledujúca geologická

dokumentácia:

- originály - uchovávajú sa na pracovisku, ktoré vykonáva prieskum, po vyhodnotení sa

dokumentácia presúva do archívu,

- úplná súhrnná dokumentácia - v archíve na pracovisku, ktoré vykonalo geologický prieskum,

- duplikáty a zvyšky vzoriek - v laboratóriu,

- hmotná dokumentácia - v sklade hmotnej dokumentácie,

- evidencia zásob - na pracovisku, ktoré vykonáva ťažbu.

Evidencia a sprístup ňovanie geologickej dokumentácie

Evidenciu a sprístupňovanie geologickej dokumentácie rieši zákon NR SR č. 313/1999 Z.z.

o geologických prácach a o štátnej geologickej správe (geologický zákon) a Vyhláška MŽP SR č.

141/2000 Zb. Podľa týchto platných právnych noriem sa ukladá obstarávateľovi povinnosť bezplatne

odovzdať výsledky geologicko-prieskumných prác (záverečnú správu a inú geologickú dokumentáciu)

právnickej osobe poverenej ministerstvom (Geofond – ŠGUDŠ, Bratislava) na trvalé uchovanie

a ďalšie využitie.

30

Obstarávateľ môže pri odovzdávaní záverečných správ určiť podmienky, za ktorých možno

tieto záverečné správy sprístupňovať a poskytovať z nich informácie. V týchto podmienkach môže

obstarávateľ určiť:

a) vybrané časti záverečných správ, ktoré sprístupňuje alebo z ktorých poskytuje informácie

výhradne obstarávateľ,

b) vybrané časti záverečných správ, ktoré možno sprístupňovať alebo poskytovať z nich

informácie len s jeho predchádzajúcim súhlasom,

c) ostatné časti záverečných správ bez obmedzenia ich sprístupňovania alebo poskytovania

informácií z nich,

d) finančné úhrady požadované za poskytované. informácie,

e) čas, po ktorý platia obmedzujúce podmienky, najviac však päť rokov od ich odovzdania

poverenej organizácii.

Poverená organizácia uchováva odovzdané záverečné správy a iné, geologické materiály

bezpečne, dostupne a prehľadne tak, aby sa mohli využiť pri vypracúvaní koncepcií a plánov

geologických prác, pri ich projektovaní, vykonávaní a vyhodnocovaní, ako aj na ďalšie účely, pričom

zabezpečí podmienky obstarávateľa.

Skartácia geologickej dokumentácie

Skartáciou geologickej dokumentácie sa vyraďuje taká geologická dokumentácia, ktorá

neposkytuje ďalšie geologické ani technologické informácie a nie je potrebná na dokumentovanie a

zdôvodnenie riešenia geologickej úlohy, ani na kontrolu geologických prác. Na skartačné konanie

písomnej a grafickej geologickej dokumentácie sa vzťahujú osobitné predpisy. Skartačné konanie

hmotnej geologickej dokumentácie sa vykonáva až po náležitom písomnom a grafickom

zdokumentovaní technických prác, prípadne po schválení výsledkov geologických prác. Za náležité a

pravidelné vyraďovanie hmotnej geologickej dokumentácie zodpovedá vykonávateľ geologických prác

alebo navrhovateľ. Skartačné konanie hmotnej geologickej dokumentácie po schválení výsledkov

geologických prác pri geologickom výskume, ložiskovom a hydrogeologickom prieskume uskutočňuje

vykonávateľ geologických prác po dohode s obstarávateľom (Vyhl. MŽP SR 141/2000 Z.z.).

Skartačná komisia pre skartovanie písomnej a grafickej dokumentácie je zložená minimálne

z troch členov, pričom v nej musí byť merač a geológ. Zo skartačného konania sa vyhotoví protokol

o skartácii, v ktorom je uvedený zoznam členov komisie, meno organizácie, úloha z ktorej boli

skartované materiály, prehľad skartovaného materiálu a miesto uloženia dokumentácie.

Pri zániku vykonávateľa geologických prác alebo navrhovateľa prechádzajú povinnosti dbať o

vyradenie hmotnej geologickej dokumentácie na ich nástupcov, prípadne na orgány poverené ich

likvidáciou. Hmotnú geologickú dokumentáciu, ktorá sa pri skartačnom konaní určila na zničenie,

možno použiť len ako priemyselný odpad, ak vzhľadom na jej osobitnú povahu nie je určený iný

spôsob zničenia, resp. ak má dokumentácia vedecký význam, je možné ju darovať vedeckým

inštitúciám, školám, múzeám.

31

Písomná a grafická geologická dokumentácia sa obyčajne skartuje podľa nasledujúcich pravidiel a

princípov:

- dokumentácia k základným geologickým mapám sa neskartuje,

- súhrnná geologická dokumentácia sa v 1 exemplári uchováva trvalo, ostatná sa skatruje,

- prevádzkové záznamy (vrtné denníky a pod.) 3 roky po schválení dokumentácie, alebo 10

rokov po vzniku,

- ostatné 15 rokov ak nemá význam (inak sa archivuje).

Hmotná geologická dokumentácia sa skartuje nasledovne:

- vzorky k základným geologickým mapám sa uchovávajú trvalo,

- vzorky z rýh a šachtíc sa skartujú po vyhodnotení prieskumu (ak sa nejedná o základné

mapovanie),

- vrtné jadrá z plytkých vrtov pri mapovaní a z prevádzkových prác sa skartujú po vyhodnotení,

- výskumné a prieskumné vrty sa spracovávajú a skartujú v dvoch etapách: 1. etapa – po

riadnom písomnom a grafickom zdokumentovaní a ovzorkovaní sa uchovajú všetky tie

časti vrtu, ktoré poukazujú na dôležité geologické skutočnosti (horniny, premeny,

štruktúry, ložisko a pod.). 2. etapa – po schválení záverečnej správy. Vrty z jednej oblasti

sa môžu spojiť. Z vrtu sa uchovajú iba najdôležitejšie časti (typické horniny, štruktúry

a odchýlky od nich).

- významné štruktúrne a oporné vrty sa neskartujú,

- vzorky z banských diel sa skartujú tak, aby sa zachovali reprezentatívne typy ložiskovej výplne

a okolitých hornín,

- vzorky z dobývok 1 rok po vyrúbaní,

- vzorky na rozbory a skúšky sa skartujú podľa dôležitosti, a to výbrusy, nábrusy, paleontologické

preparáty sa neskartujú, mleté duplikáty vzoriek na rozbory 10 rokov po vyhodnotení,

ostatné duplikáty 1 rok po schválení záverečnej správy.

32

4 TECHNICKÉ PROSTRIEDKY PRIESKUMU

4.1 Použitie technických diel pri prieskume

Metódy geologického prieskumu používajú viaceré technické prostriedky na overenie,

ohraničenie a otvorenie ložiska. Patria tu zárezy, ryhy, šachtice, vrty a banské diela. Technickou

stránkou uvedených diel sa zaoberajú špeciálne banícke disciplíny. V ďalšom texte je uvedený len ich

význam a použitie v geologickom prieskume a výskume.

Zárezy – sú plytké povrchové diela, ktorými odkryjeme skalný podklad, nachádzajúci sa pod

zvetranou horninou.

Ryhy – sú plytké povrchové diela, používané na odkrytie východu ložiska. Spravidla býva ich šírka

1m a dĺžka je limitovaná veľkosťou ložiskového telesa. Niekedy bývajú hlboké až 5 m. Ak sú

hlbšie ako 2,5 m musia byť vystužené. Poznáme ryhy pozdĺžne, priečne a magistrálne (obr.

22).

Šachtice – používajú sa na odkrytie ložiska pod hrubšími pokryvnými útvarmi (5 – 20m). Sú to

vertikálne diela štvorcového alebo obdĺžnikového priemeru (obr. 23).

Vrty - rozlišujeme niekoľko druhov podľa účelu, pre ktorý sa realizujú. Hlboké oporné vrty sa

používajú na objasnenie alebo overenie regionálnej geologickej stavby. Štruktúrne vrty

overujú priebeh štruktúr, vrstiev a ložiskového telesa. Orientačné vrty majú overiť ložisko

alebo pokračovanie ložiska na základe vyhľadávacích kritérií a príznakov. Ložiskové vrty sa

používajú v etape predbežného a podrobného prieskumu. Slúžia na podrobné štúdium

kvantitatívnych a kvalitatívnych parametrov ložiska.

Obr. 22 Typy prieskumných rýh. 1-magistrálne ryhy, 2-pozdĺžne ryhy, 3-priečne ryhy, 4-východy

ložiska (Smirnov, 1957).

33

Banské diela - požívajú sa pri prieskume zložitých ložísk. Sú to technicky a finančne náročné diela.

Obyčajne sa používajú vtedy, ak vrtným prieskumom nie je možné overiť požadované

kritériá. Patria tu štôlne a prekopy ako horizontálne diela, úpadnice ako šikmé diela, šachty

a komíny ako vertikálne diela (obr. 24). Patria sem aj otvárkové rampy, ktoré bývajú

špirálovitého alebo cik-cakovitého tvaru.

Pri navrhovaní banských diel v prieskume je vždy potrebné riešiť aj problém použitia banských

prieskumných diel počas ťažby. Z tohto hľadiska môžeme prieskumné diela rozdeliť do troch skupín:

a) prieskumné dielo je pri ťažbe použiteľné bez úprav (doprava, odvod vody, prívod alebo odvod

vzduchu a pod.).

b) prieskumné dielo môže byť po úprave použité pri ťažbe (návrh ako).

c) prieskumné dielo nie je použiteľné pri ťažbe.

Z hľadiska ekonomickosti a efektívnosti geologického prieskumu je najlepšie, ak prieskumné diela

patria do prvých dvoch skupín.

Obr. 23 Šachticami overená ložisková poloha. 1-šachtica, 2-okolná hornina, 3-ložisková poloha (Smirnov, 1957).

Obr. 24 Technické diela prieskumu

34

4.2 Lokalizácia prieskumných diel

Základom správnej lokalizácie technických diel v prieskume je podrobná znalosť geológie,

štruktúrnych faktorov, priestorová predstavivosť a sústavné prehodnocovanie novozískaných

výsledkov. V opačnom prípade môže dôjsť k tomu, že technické dielo vôbec nezasiahne ložisko,

prípadne neprinesie nový poznatok. V prieskume sa objavujú aj negatívne prieskumné diela (napr. pri

ohraničovaní ložiska), je ale nutné, aby ich počet bol minimálny. Rovnako je potrebné, aby informácie

aj z takýchto diel boli spracovávané a vyhodnocované.

V prieskume má každé technické dielo svoju jednoznačnú pozíciu. Podľa Böhmera a Kužvarta (1993)

môžu nastať tieto pozície:

a) priaznivá geologická pozícia – je miesto, kde boli zistené spoločne geologické, geochemické

alebo geofyzikálne príznaky ložiska. V takomto mieste situujeme orientačný alebo štruktúrny

vrt.

b) okrajová geologická pozícia – je miesto ukončenia ložiska alebo jeho hluchých častí. Takéto

diela sa situujú na okraji ložiska. Často bývajú negatívne.

c) vnútroložisková geologická pozícia – situácia diela sa volí tak, aby so žiadanou presnosťou

overilo úložné pomery, morfológiu a kvalitu ložiska. Takéto dielo musí štruktúrne alebo

kvalitatívne ohraničiť ložisko.

d) náhodná geologická pozícia – prieskumné dielo je situované podľa návrhu typu a hustoty

prieskumnej siete. Prieskumné siete sa nesmú navrhovať mechanicky. Je nutné prihliadať na

geológiu, morfologickú stavbu, mocnosť, kvalitu a pod.

4.3 Prieskumné systémy

Najlepší spôsob ako vhodne určiť údaje pre projekt vrtu, je zostrojenie predpokladaného

geologického profilu. O tom akými technickými dielami a akým prieskumným systémom bude ložisko

overené rozhodujú spravidla geologické, prírodné a ekonomické faktory. Medzi geologické faktory

patrí genéza, veľkosť a tvar ložiska, spôsob jeho uloženia, premenlivosť kvality a iné. Čím je ložisko

väčšie, zložitejšie a jeho kvalita premenlivejšia, tým spoľahlivejší sa stáva banský prieskum pred

vrtným. Čím je ložisko väčšie a rovnomernejšie, tým viac je spoľahlivý vrtný prieskum. Čím je ložisko

uložené bližšie pod povrchom, tým viac kombinácii technických diel je možných. Z prírodných

faktorov má najväčší význam morfológia terénu a prítomnosť podzemnej alebo povrchovej vody.

Z ekonomických faktorov rozhoduje vzdialenosť od cestných, vlakových a energetických komunikácii.

Najviac výber ovplyvnia geologické faktory.

1. Prieskum subhorizontálnych a horizontálnych ložiskových telies pravidelnej mocnosti sa robí

vrtmi, rozloženými v pravidelnej prieskumnej sieti (štvorcovej, kosoštvorcovej). Pri plytkých

ložiskách je možný prieskum pravidelnou sieťou šachtíc. Pri stredne a strmo uklonených

ložiskách je tvar prieskumnej siete iný. Používa sa tu rovnako vrtný prieskum, ale je lepšie

používať vrty šikmé alebo vetvené. Pri voľbe prieskumnej siete sa vychádza z profilov

orientovaných kolmo na smer ložiska.

35

2. Ložiská veľkej mocnosti pretiahnuté v jednom smere (napr. šošovkovité) sa overujú vrtmi,

založenými v líniách, orientovaných kolmo na smer pretiahnutosti ložiska. Používa sa tu banský

alebo kombinovaný typ prieskumu.

3. Ložiská žilné alebo vrstevnaté (hydrotermálne ložiská, sedimentárne ložiská) bývajú preskúmané

vrtmi alebo kombinovaným systémom.

4. Ložiská, ktoré majú vo všetkých smeroch približne rovnaké rozmery (magmatické, niektoré

hydrotermálne, soľné, žilníkovo-impregnačné) sa overujú vrtmi, situovanými do pravidelnej

prieskumnej siete s prípadnou kombináciou banských diel.

Böhmer a Kužvart (1993) definujú pre potreby vyhľadávania a prieskumu rôznych typov ložísk

nasledujúce druhy prieskumných systémov :

1. Systém vertikálnych rezov vrtmi (obr. 25)

a) systém plytkých zvislých vrtov (plytko uložené pravidelné ložiská),

b) systém hlbokých zvislých vrtov (hlboko uložené pravidelné ložiská,

c) systém zvislých vrtov viacerých hĺbkových úrovní,

d) systém šikmých vrtov,

e) systém zvislých a šikmých vrtov.

Uvedené prieskumné systémy sa používajú pri málo premenlivých ložiskách, uložených v malých ale

aj veľkých hĺbkach.

2. Systém vertikálnych rezov banskými dielami

a) systém prieskumných rýh,

b) systém prieskumných šachtíc,

c) systém šachtíc s prekopmi.

Obr. 25 a – rez plytkouloženým ložiskom ako sú štrky, piesky, íly, kôry zverávania, rozsypy, b – rez hlbokouloženým ložiskom ako sú ložiská ropy, plynu, soli, farebných kovov, c – rez produktívnym súvrstvím veľkej mocnosti – ložiská uhlia, d – rez strmoukloneným šošovkovitým ložiskom – metasomatické ložiská Fe, Mg, e – rez ložiskom s premenlivým sklonom – vrasnené a metamorfované ložiská.

36

Varianty týchto systémov sa používajú na prieskum zložitých povrchových a pripovrchových ložísk,

nachádzajúcich sa nad hladinou podzemnej vody (značne premenlivé zvetrávacie ložiská a rozsypy).

3. Systém vertikálnych rezov vrtmi a banskými dielami (obr.26)

a) systém plytkých vrtov a prieskumných šachtíc,

b) systém prieskumných šachtíc a hlbokých vrtov,

c) systém prieskumných šachtíc s prekopmi a hlbokých vrtov,

d) systém úpadníc a hlbokých vrtov.

Uvedenými typmi prieskumných systémov môžeme overiť ložiská nepravidelného tvaru

s nepravidelnou distribúciou užitkovej zložky. Vrtný prieskum je rýchlejší a umožňuje v predstihu

overiť hĺbkové pokračovanie ložiska. Banské diela sa razia pomaly, ale umožňujú spoľahlivú

geologickú dokumentáciu a presný odber vhodného typu vzoriek. Zároveň overujú výsledky vrtného

prieskumu a umožňujú prognózovanie distribúcie sledovaných elementov.

4. Systém horizontálnych rezov banskými dielami (obr.27)

a) systém sledných chodieb (štôlní),

b) systém smerných chodieb s prekopmi na mocnosť.

Obr. 26 a – rez zvetrávacím Al– ložiskom a plán rozmiestnenia šachtíc a vrtov b – rez impregnačno-žilníkovým ložiskom a plán rozmiestnenia šachtíc a vrtov c – rez šošovkovitým ložiskom a plán rozmiestnenia technických diel d – rez uhoľným slojom

Obr. 27 a – vertikálny rez ložiskom a horizontálny priemet rozmiestnenia štôlní, b - vertikálny rez ložiskom a geologická mapa jedného horizontu.

37

Varianty týchto prieskumných systémov sa používajú na ohraničenie ložiska, overenie kvality

a distribúcie úžitkovej zložky. Uplatnia sa pri nepravidelných telesách s komplikovanou vnútornou

stavbou (nezrudnené vložky, zložitá tektonika a morfológia ložiska).

5. Systém horizontálnych rezov banskými dielami a vrtmi (obr.28)

a) systém smerných chodieb s horizontálnymi vrtmi,

b) systém sledných chodieb s prekopmi na mocnosť a horizontálnymi vrtmi.

Uvedené systémy sa najčastejšie používajú na ohraničenie nepravidelných ložiskových telies.

Lacnejšie vrty nahrádzajú a tým zrieďujú prieskumnú sieť banských prekopov. Kombinácia banských

diel s vrtmi je vhodná pri nepravidelných telesách s premenlivou kvalitou úžitkovej zložky.

6. Systém vertikálnych a horizontálnych rezov banskými dielami (obr.29)

a) systém sledných chodieb s komínmi,

b) systém smerných chodieb a komínov s prekopmi na mocnosť,

c) systém horizontálnych chodieb v štvorcovej alebo obdĺžnikovej sieti.

Obr. 28 a – geologická mapa jedného obzoru šošovkovitého ložiska metasomatických Fe rúd b – geologická mapa dvoch horizontov spojených úpadnicou žilno-žilníkových Ni-Co rúd 1 – ložisko, 2 – vrt, 3 – banská chodba s prekopom.

Obr. 29 a –vertikálny priemet žily, ktorá tvorí rudné stĺpy a geologická mapa slednej chodby na žile, b – vertikálny priemet žily a geologická mapa jedného horizontu c – vertikálny priemet a horizontálna mapa na izometrickom žilníkovom ložisku 1 – bohaté rudy, 2 – ekonomicky dobyvateľné rudy, 3 –banské diela

38

Tieto systémy sa najčastejšie používajú na ohraničenie nepravidelných ložiskových telies zo zložitou

vnútornou stavbou a ako podrobný stupeň prieskumu na overenie zásob pred ťažbou. Drahé banské

diela dôkladne overia morfológiu ložiskového telesa a zachytia premenlivosť kvality úžitkovej zložky.

7. Systém vertikálnych a horizontálnych rezov vrtmi a banskými dielami (obr.30)

a) systém sledných chodieb, komínov a povrchových vrtov,

b) systém smerných chodieb s prekopmi na mocnosť komínmi a povrchovými vrtmi,

c) systém smerných a sledných chodieb, komínov, prekopov na mocnosť a podzemných vrtov,

d) systém sledných chodieb na kontakte ložiska s prekopmi na mocnosť s povrchovými

a podzemnými vrtmi.

Tento typ prieskumných systémov, zahŕňajúci vhodnú kombináciu troch typov technických diel, sa

používa pri veľmi komplikovaných ložiskách. Častejšie sa tieto systémy používajú pri overovaní

ďalších zásob do ťažby. Ide o podrobný stupeň overenia zásob pred ťažbou. Kombinovať technické

diela je samozrejme možné viacerými variantmi. Na obrázku 30 sú vybraté len niektoré.

Obr. 30 a – priečny a pozdĺžny rez zložitým žilným telesom b – priečny a pozdĺžny rez zložitým šošovkovitým ložiskom so zložitou vnútornou stavbou c – priečny rez a geologická mapa žilno-žilníkového ložiska d – priečny rez a geologická mapa horizontu metasomatického ložiska so zložitou vnútornou stavbou. 1 – bohaté rudy, 2 – chudobné rudy, 3 – žilníkovo-impregnačné rudy, 4 – oxidické typy rúd, 5 – banské diela, 6 - vrty.

39

5 VZORKOVANIE

5.1 Ciele a význam vzorkovania

Pri geologickom prieskume a výskume je veľmi dôležitou pracovnou metódou vzorkovanie.

Niektoré vlastnosti nerastných surovín rúd - nerúd, kaustobiolitov, podzemnej vody sa dajú zistiť

meraním na mieste (úložné pomery, tektonické porušenie, prietok a pod.). Na štúdium ďalších

vlastností nerastných surovín (chemické, mineralogické a petrografické zloženie a pod.) je potrebné

odobrať vzorky, ktoré sa skúmajú laboratórne. Spôsob odberu, úpravy a vyhodnotenia vzoriek musí

byť prispôsobený požiadavkám jednotlivých etáp prieskumu, metodickým a laboratórnym možnostiam

a potrebám. Pre značnú rôznorodosť cieľov vzorkovania a metód laboratórneho spracovania vzoriek

je samotná definícia vzorky a vzorkovania dosť zložitá. Četverikov, (1980) vzorku definuje ako lokálne

meranie, určené na stanovenie ktoréhokoľvek príznaku v objeme nerastnej suroviny alebo horniny.

Podľa toho, ako sa meranie robí, navrhol nasledujúcu klasifikáciu vzoriek:

l. Hmotné vzorky a) súvislé materiálne vzorky,

b) zlúčené materiálne vzorky.

2. Nehmotné vzorky a) prístrojové nemateriálne vzorky,

b) vizuálne nemateriálne vzorky.

K základným vlastnostiam hmotnej vzorky patria:

- poloha v priestore, rozmery,

- geometrický tvar, orientácia,

- hmotnosť, neopakovateľnosť, reprezentatívnosť.

Neopakovateľnosť vzorky znamená to, že v prírode nie je možné odobrať 2 vzorky

s rovnakými základnými vlastnosťami. Vzorka musí byť reprezentatívna, to znamená, že hmotná

vzorka musí mať tie isté vlastnosti, ako mala v mieste svojho pôvodného umiestnenia v horninovom

masíve.

Vzorkovanie nerastných surovín vykonávame v prirodzených odkryvoch, povrchových i

podzemných prieskumných a ťažobných banských dielach, vo vrtoch, na haldách rúbaniny, na

dopravných prostriedkoch v pokoji (autá, vagóny) i v pohybe (dopravné pásy).

Vzorkovanie je najčastejšie zdrojom numerických údajov, potrebných pre výpočet zásob.

Vzorka by mala byť hodnotená vo vzťahu k celku, z ktorého bola odobratá. Účel, spôsob a rozsah

vzorkovania závisí od etapy prieskumu alebo priebehu ťažby. Podľa účelu ho môžeme rozdeliť na:

a) vzorkovanie na stanovenie parametrov výpočtového vzorca,

b) vzorkovanie na overenie mineralogického a petrografického zloženia suroviny a hornín,

c) vzorkovanie na štúdium technologických vlastností suroviny,

d) vzorkovanie na overenie fyzikálnych vlastností suroviny, hornín, minerálov.

Vzorkovanie sa skladá z týchto pracovných operácií:

1. odber vzorky alebo meranie vlastnosti in situ,

2. príprava na chemickú analýzu,

3. chemická analýza,

4. spracovanie analytických výsledkov alebo výsledkov meraní in situ pre výpočet zásob.

40

Odber vzoriek je spojený s riešením týchto otázok:

- počet vzoriek,

- pozícia, tvar a rozmery vzorky,

- spôsob odberu a spracovania vzorky.

Počet vzoriek je daný účelom, možnosťami vzorkovania a závisí od:

- preskúmanosti ložiska a jeho častí,

- etapy a systému prieskumu,

- štatisticky - od požiadavky na presnosť výpočtu zásob,

- metódy dobývania a úpravy suroviny,

- ekonomiky ťažby a prieskumu.

V praxi sa z celého objemu financií na prieskum a ťažbu ložiska vyčlení samostatná finančná

položka na vzorkovanie. Táto suma býva ovplyvnená optimalizáciou vzorkovania pre dosiahnutie

efektívnosti ťažby a spracovania suroviny. Podhodnotenie vzorkovania môže mnohonásobne zvýšiť

straty pri ťažbe a spracovaní nerastnej suroviny.

Pozícia, spôsob odberu, tvar a rozmery vzorky sú závislé od účelu vzorky, genetického typu

zrudnenia, rozmiestnenia úžitkovej zložky, textúry a štruktúry rudy, laboratórnych podmienok a pod.

Po správnom odoberaní vzoriek, laboratórnom spracovaní a vyhodnotení je možné:

1. Charakterizovať kvalitu zásob a vypočítať zásoby úžitkovej zložky, napríklad kovu v rude.

2. Zostaviť kvalitatívne mapy a mapy technologických typov nerastnej suroviny.

3. Vypočítať straty, znečistenie a výrubnosť.

4. Určiť kvalitu rúbaniny, ktorá sa dodáva úpravni alebo inému odberateľovi.

Všetky teoretické štúdie a aj závery odvodené z poznatkov v praxi potvrdzujú závažnosť správnej

metodiky vzorkovania. Každý výpočet zásob je priamo ovplyvnený systémom a kvalitou odberu

vzoriek a taktiež presnosťou a metodikou zhodnotenia odobratých vzoriek.

5.2 Druhy vzorkovania

5.2.1 Vzorkovanie vrtov

a) - vzorkovanie jadra

Jadro musí byť rozdelené pozdĺžne. Ako hmotná vzorka slúži jedna polovica vrtného jadra. Druhá

časť jadra slúži ako dokumentačná vzorka. Správne vzorkovanie jadra závisí od výnosu jadra. Za

dostatočný výnos jadra na vzorkovanie možno považovať výnos nad 85 %. Pri menšom výnose treba

brať do úvahy všetky straty z jadra.

b) - vzorkovanie drviny a kalu

Pri vŕtaní dochádza k rozdrobeniu horniny vrtnou korunkou. Tieto úlomky sa zachytávajú

v usadzovacej rúre (kalovke). Rovnako vzniká aj jemnejší kal (výplach), ktorý sa vynáša na povrch, a

usadzuje v sedimentačnej nádrži. Tento výplach a aj úlomky môžeme ovzorkovať. Výsledky

vzorkovania sú len orientačné. Majú nízku reprezentatívnosť. V drvine v kalovke často nájdeme

rozmyté minerály, ktoré môžu slúžiť na mineralogické štúdium.

c) - vzorkovanie bezjadrových vrtov

41

Bezjadrové vŕtanie sa používa najčastejšie pri prieskume nafty a plynu (systém rotary). Tu môžeme

vzorkovať vodný alebo vzduchový výplach.

d) - vzorkovanie nárazového vŕtania

Nárazové vŕtanie sa používa pri prieskume rozsypov a štrkopieskov. Rozdrvená hornina sa

z každého návrtu vyberie a hromadí v nádobe. Vzorka sa z nádoby odoberie bodovým spôsobom.

Používa sa na kontrolu výsledkov pri vzorkovaní jadra.

e) - vzorkovanie pri vibračnom vŕtaní

Ak sa použije pri prieskume tento typ vŕtania (je veľmi zriedkavý), vzorku získame pozdĺžnym

rozdelením materiálu z jadrovnice.

5.2.2 Vzorkovanie banských diel

Z ložiska overeného banskými dielami môžeme odobrať nasledujúce typy vzoriek:

a) - bodové

Bodová alebo otlková vzorka je súbor úlomkov horniny alebo nerastnej suroviny zhruba rovnakej

veľkosti. Odber takýchto vzoriek volíme spravidla v pravidelnej odberovej sieti z čelby, prekopu alebo

komína. Pri odbere takejto vzorky si napr. na čelbe navrhneme miesta odberových bodov a potom

z každého bodu odoberieme úlomok o rovnakej veľkosti. Čím nerovnomernejšie je roztrúsená

úžitková zložka, tým viac odberových bodov je nutné zvoliť. Veľkosť úlomkov volíme tak aby bola

dosiahnutá dostatočná hmotnosť vzorky. Bodovou metódou sa vzorkuje aj rúbanina na pásoch, vo

vagónoch a automobiloch. Je to pomerne rýchla metóda vzorkovania. Môže sa použiť pri výpočte

zásob.

Obr. 31 Vrtné jadrá. A - 100 % výnos jadra, hniezda a žilky antimonitu, B – 85 % výnos jadra, zóna greisenizácie.

Obr. 32 Príklady bodového vzorkovania. a - vzorkovanie čelby s hniezdovitým zrudnením, b - vzorkovanie rúbaniny v čelbe, c - vzorkovanie rúbaniny v dopravnom prostriedku (automobil, vagón).

42

b) – kusové

Kusová vzorka je súbor úlomkov horniny alebo nerastnej suroviny, ktoré charakterizujú zloženie,

prírodný alebo technologický typ ložiska. Používa sa na mineralogicko-petrologické štúdium, na

chemickú analýzu alebo určenie fyzikálnych vlastností. Nie je možné ju použiť pre výpočet zásob.

c) - zásekové

Záseková vzorka alebo skrátene zásek je najpoužívanejší a najuniverzálnejší odber vzorky. Je

dostatočne presný a variabilný a preto sa používa pri výpočte zásob. Môže mať rôznu hrúbku, hĺbku

a dĺžku a môžeme ho orientovať v rôznych smeroch (obr. 33). Pri tomto spôsobe odberu je len nutné

zabezpečiť odobratie všetkých úlomkov horniny alebo nerastnej suroviny. Záseky poznáme: stenové,

stropné, čelbové, delené. V rámci tohto delenia existuje ešte podrobnejšie delenie zásekov, tak ako to

ukazujú obrázky 33, 34 a 35. Záseky môžeme robiť aj v prieskumných ryhách (obr. 2).

d) - plošné

Plošná vzorka sa odoberá len vtedy, ak ide o ložisko s nízkym obsahom užitkového minerálu alebo

zložky s veľmi nepravidelnou distribúciou. Je to veľmi zriedkavý spôsob vzorkovania. Vzorka sa

odoberie napr. z celej plochy čelby o mocnosti 5 cm. Takéto vzorkovanie môžeme použiť pri

niektorých typoch Au, Sn, Pt ložísk.

Obr. 33 Rôzne spôsoby zásekového vzorkovania čelby. a) A - zásek v smere pravej mocnosti, B

– horizontálny zásek, b) A- zásek v smere pravej mocnosti, B- vertikálny zásek, c) bodový zásek A- zásek v smere pravej mocnosti, B- vertikálny zásek, d- e) - krížové záseky.

Obr. 34 Zásekové vzorkovanie: a - stropné zásekové vzorky, b - stenové zásekové vzorky

43

c) - objemové

Objemová vzorka sa odoberá pri vzorkovaní ložísk diamantov, drahých kameňov, optických

minerálov, zlata alebo platiny. Prevažne ide o ryžoviská a nánosy. Z odberového miesta sa odoberie

vzorka o hmotnosti minimálne tony a obsah úžitkovej zložky alebo minerálu sa určí po rôznych

technologických úpravách. Je preto veľmi dôležitá správna orientácia a lokalizácia vzorky. V praxi sa

podobá technologickej vzorke.

d) – odstrelové

Ide o odber vzorky, ktorým potrebujeme získať veľkú hmotnosť úžitkového nerastu. Odstrel sa

snažíme urobiť tak, aby zahŕňal celú mocnosť ložiska. Takéto vzorkovanie je veľmi zriedkavé.

Odstrelové vzorky slúžia na technické a technologické skúšky.

Opísané typy vzorkovania je možné použiť pri vzorkovaní prieskumných i ťažobných diel,

povrchových i podzemných odkryvov.

5.2.3 Vplyv textúry a štruktúry rudy na spôsob odb eru vzoriek

Veľkosť a tvar jednotlivých rudných zŕn a úžitkových nerastov spolu so sprievodnými

horninami sú na každom ložisku rôzne. Jednoduchšie je vzorkovanie na ložiskách s rovnorodou

výplňou. Komplikovanejší je odber vzoriek tam, kde rudnú výplň tvorí niekoľko typov nerastov.

Pri masívnych textúrach v ložiskovej výplni makroskopicky nerozoznávame jednotlivé zrná.

Obsah úžitkovej zložky býva rozložený rovnomerne. Ovzorkovať takúto polohu môžeme bodovým

alebo zásekovým spôsobom. Niekedy aj tu bývajú výnimky. Musíme si preto všímať, či sa v priebehu

polohy nemení farba, krehkosť, tvrdosť, lesk ložiskovej výplne.

Pri vzorkovaní ložiskovej výplne tvorenej viditeľnými rudnými zrnami alebo zrnami úžitkového

nerastu sú možné dva prípady. Buď výplň tvoria len nerasty alebo je úžitkový minerál vtrúsený

Obr. 35 Zásekové vzorkovanie. I.-žila, II.-hniezdovité zrudnenie, III.-impregnačné zrudnenie a-

viacnásobný zásek čelby v smere mocnosti, b- viacnásobný horizontálny zásek čelby, c- sekciovaný zásek v prekope, 1-zásek na mocnosť, 2-horizontálny zásek, d – sekciovaný horizontálny zásek v prekope rozdelený podľa typu nerastnej suroviny.

44

v sprievodných horninách. Obidva prípady je možné vzorkovať zásekovou alebo bodovou metódou.

Podľa veľkosti zŕn je nutné posúdiť, či postačí jednoduchý zásek alebo treba dvojitý, či trojitý zásek.

Pri páskovanej textúre (súmernej alebo nesúmernej) je potrebné dosiahnuť skutočne

priemernú vzorku. Zvlášť komplikované to môže byť pri nesúmernej textúre. Vtedy je vhodné použiť

niekoľko zásekov nad sebou resp. vedľa seba (obr. 35-a, 35-b).

Pri kokardovej a brekciovitej textúre záleží na tom aké veľké sú úlomky rudy, jaloviny a aké

veľké sú voľné priestory medzi nimi. Podľa toho sa volí dostatočná šírka a hĺbka záseku. Najlepšie je

v tomto prípade použiť viac zásekov nad sebou (obr. 35-b).

Pri drúzových textúrach musíme brať do úvahy šírku drúzy, ale aj prázdnych dutín. Dôležité je

zohľadniť priestorové rozloženie drúz. Môžeme použiť krátke záseky alebo plošný odber vzoriek.

Chybné by bolo bodové vzorkovanie.

Pri sedimentárnych ložiskách sa často mení kvalita rudy aj v rámci jednej rudnej polohy.

Rudné polohy sa môžu striedať s jalovinou. Potom je nutné robiť zásek naprieč celou rudnou

polohou. V dôsledku malej mocnosti nezrudnených polôh sa tieto určite budú dobývať spoločne

s rudnými polohami.

Na tomto mieste môžu byť uvedené ďalšie prípady. Nie je však možné obsiahnuť všetky.

V kapitole je len poukázané na rozmanitosť vzorkovania pri rôznych textúrach rúd a na potrebný

individuálny prístup k spôsobu vzorkovania na každom jednom ložisku.

5.3 Hmotnos ť vzorky

Hmotnosť vzorky je jedným z rozhodujúcich parametrov, definujúcich vzorku. Nadmerná

hmotnosť predraží a predĺži vzorkovanie, ale naopak nedostatočná hmotnosť môže zapríčiniť

nereprezentatívnosť a nesprávne priemerné stanovenie kvality a kvantity nerastnej suroviny. Podľa

Aľbova (1961) hmotnosť vzorky ovplyvňujú nasledovné faktory:

1. Na ložiskách s pravidelným rozmiestnením úžitkových minerálov (masívne textúry) sa volí

začiatočná hmotnosť menšia ako na nepravidelných ložiskách s impregnačnými, brekciovými a

inými nepravidelnými textúrami.

2. Čím sú úžitkové minerály hrubozrnnejšie, tým má byť začiatočná hmotnosť vyššia a naopak.

3. Čím je vo vzorke väčšie množstvo zŕn úžitkového minerálu, tým menšia môže byt začiatočná

hmotnosť vzorky, a tým menej pravdepodobná je chyba pri zmenšovaní vzorky v príprave na

chemickú analýzu.

4. Čím vyššia je hustota úžitkového minerálu, tým väčšia má byť začiatočná hmotnosť vzorky.

5. Čím nižší je priemerný obsah úžitkovej zložky, tým vyššia musí byť začiatočná hmotnosť vzorky.

Hmotnosť vzorky sa určuje podľa vzorca Richardsa-Čečotta

Q = k . d2

Hmotnosť vzorky Q je úmerná štvorcu rozmerov najväčších zŕn úžitkového minerálu, konštanta (k)

vyjadruje stupeň kvalitatívnej premenlivosti ložiska. Odporúčanú hmotnosť vzoriek, vypočítanú podľa

uvedeného vzorca, udáva tabuľka 2 (Krejter, 1961). Charakteristika jednotlivých typov ložísk je

v tabuľke 1.

45

Každan (1974) uvádza vzorec pre kritickú hmotnosť vzorky, ktorá má zabezpečiť, aby sa do vzorky

dostal aspoň jeden úžitkový minerál, zlatinka.

CpmdQ=

kde: Q = hmotnosť (objem vzorky) v t alebo m-3, d – priemerná hmotnosť jedného zrna úžitkového minerálu v g, Cpm – priemerný obsah úžitkového minerálu v primárnej rude alebo rozsype v mg . t-1 alebo mg . m-3, k – opravný koeficient, zahrňujúci vplyv nedostatočne preskúmaných faktorov.

Tabuľka 1

V a r i a č n ý k o e f i c i e n t % Skupina Typ ložiska

Typ

premenlivosti mocností obsahu jed. zásob

1

sedimentárne: uhlie, horľavé

bridlice, fosfority, Fe-Mn-rudy

bauxity, evapority, stavebné

suroviny, síra

jednoduché magmatogénne

obyčajne

zákonitý

od 5 do 50 od 5 do 30

30

2

väčšina ložísk farebných kovov

zložité ložiská železných rúd

mangánové rudy, exogénne

i endogénne nerudné suroviny

obyčajne

náhodný

od 30 do 80

od 40 do 100

80

3

väčšina žilných ložísk, zložité

ložiská farebných a drahých

kovov, prevažne endogénne

nerudné suroviny

náhodný

od 50 do 100

od 100 do 150

130

4

malé veľmi nepravidelné

a porušené ložiská s veľmi

zložitým rozdelením úžitkovej

zložky, niektoré ložiská ortuti,

antimónu, z nerúd - fluorit,

drahé kamene

náhodný od 80 do 150 od 130 do 300 200

46

Tabuľka 2

Dostačujúca hmotnos ť vzorky (kg) pri maximálnej ve ľkosti z ŕn v (mm) Charakteristika

premenlivosti ložiska

Koeficient

20 10 5 2,5 1

a rovnomerné 0,02 8 2 0,5 0,12 0,02

b nerovnomerné 0,1 40 10 2,5 0,6 0,1

c veľmi

nerovnomerné 0,2 až 0,5 80 až 200 20 až 50 5 až 12 1,2 až 3,0 0,2 až 0,5

d mimoriadne

nerovnomerné 0,5 až 1,0 200 až 400 50 až 100 12 až 25 3 až 6 0,5 až 1,0

Pri výskume primárnych geochemických aureol navrhuje Govett (1983) hmotnosť určiť zo vzťahu

−=2

43 10).100(

6

..75,2

aPR

Pdg

π

kde: g = hmotnosť vzorky v gramoch, 2,75 g . cm-3 – objemová hmotnosť vzorky (uvádzame podľa skutočnosti, d- rozmer zrna, P – percentuálny obsah minerálu vo vzorke, Ra – relatívna smerodajná odchýlka analýz.

Výpočet podľa tohto vzťahu ukazujú nasledujúce grafy na obrázku 36. Hmotnosť vzorky rastie

v závislosti od požadovanej hodnoty relatívnej smerodajnej odchýlky analýz. Nedostatkom vzťahu je

to, že predpokladá izometrický tvar zŕn.

Obr. 36. Potrebná minimálna hmotnosť vzorky (pri objemovej hmotnosti 2,75 g . cm-3) a veľkosť

vzorky vo forme kocky (L - dĺžka strany kocky). Vľavo ako funkcia množstva úžitkového minerálu P, pri rôznych maximálnych rozmeroch zŕn (d) a pri relatívnej smerodajnej odchýlke analýz 10 %. Vpravo ako funkcia smerodajnej odchýlky analýz (R) pri rozdielnej zrnitosti (rozmer zrna d) a pri P = 1 % (Böhmer a Kužvart,1993).

47

5.4 Hustota vzorkovania

Hustota vzorkovania nemá ten istý význam ako hustota prieskumnej siete (pozri obr.37). Pri

obidvoch je nutné dosiahnúť čo najreprezentatívnejší a kvalitatívne čo najpresnejší údaj. To

znamená, nenavrhovať zbytočne husté vzorkovanie, ktoré iba zbytočne predĺži a predraží prieskum.

Naopak nedostatočne hustá sieť odberu vzoriek môže zapríčiniť nedostatočne presné určenie

priemeru kvantitatívnych a kvalitatívnych parametrov pre výpočet zásob a pod.

Voľba správnej hustoty vzorkovania je na každom jednom ložisku individuálna. Rovnako

v rámci jedného ložiska môžu byť jeho nerovnomerne zrudnené časti vzorkované rôzne hustou sieťou

vzorkovania.

5.5 Zlučovanie základných vzoriek

Pri niektorých typoch ložísk je na riešenie prieskumných úloh účelné vzorky spájať. Podľa

tohto kritéria delíme vzorky na:

- základné,

- združené,

- skupinové.

Základné vzorky sú vlastne všetky doteraz opísané vzorky v tejto kapitole. Združené vzorky

sú súborom niekoľkých základných vzoriek. Tieto vzorky by mali byť odobraté rovnakou metódou,

rovnakým systémom, s rovnakou hmotnosťou. Združenú vzorku môžeme vytvoriť pred jej

zmenšením alebo aj po zmenšení. Musíme však zachovať proporcie hmotnosti základných vzoriek.

Skupinové vzorky sú vlastne vzorky združené podľa určitého, vopred definovaného kritéria. Každá

skupina vzoriek má určitú spoločnú vlastnosť (spôsob odberu, hustota odberu, hmotnosť vzorky).

Združené a skupinové vzorky umožňujú zmenšiť počet analýz. Je účelné ich použiť

v pokročilejšom štádiu prieskumu alebo pri ťažbe. Umožňujú vykonať kompletné analýzy kvality

a kvantity, ale len vtedy ak už máme dokonalý obraz o variabilite distribúcie úžitkovej zložky na

ložisku. Na sledovanie závislosti medzi základnými úžitkovými a stopovými prvkami sa používa

korelačné zlučovanie vzoriek. Podľa charakteru rozdelenia kovu v rude odporúčajú Bıhmer a Kužvart

(1993) vzorky zlučovať (tab. 3).

a) b) Obr. 37 Rozdiel medzi hustotou vzorkovania a hustotou prieskumnej siete. L - vzdialenosť medzi

odbermi vzoriek. Obrázok a) znázorňuje vyššiu hustotu vzorkovania naproti hustote prieskumnej siete. Na obrázku b) je hustota vzorkovania zhodná s hustotou prieskumnej siete.

48

Tabuľka 3 Odporúčaný počet zlučovaných základných vzoriek (Böhmer a Kužvart, 1993).

Skupina Charakter rozdelenia

kovu v rude

Vzdialenos ť

medzi vzorkami

Počet združovaných

základných vzoriek

I veľmi rovnomerne 50 až 15 m nezlučujú sa

II rovnomerne 15 až 4 m obyčajne sa nezlučujú

III nerovnomerne 4 až 2,5 m 2

IV veľmi nerovnomerne 2,5 až 1,5 m 2 až 3

V mimoriadne nerovnomerne 1,5 až 1 m 3 až 4

5.6 Príprava vzorky na chemickú analýzu

Na chemickú analýzu v laboratóriách je potrebný materiál spravidla o hmotnosti od 0,5 až do

2,5 gramu. Hmotnosť konečnej vzorky, určenej na spracovanie do laboratória, býva po zmenšení od

0,5 až 1 kilogram. Aby sme získali objektívne výsledky analýz je nutné zabezpečiť rovnomerné

zastúpenie úžitkového minerálu v celej zmenšenej vzorke. Preto musíme odstrániť možnú

nehomogenitu starostlivou homogenizáciou celého kilogramu vzorky. Toto docielime úplným

zomletím vzorky na homogénnu jemnosť (rovnakú zrnitosť) a premiešaním obr. 38. Zrná všetkých

minerálov sa pri mletí uvoľnia, rozdrobia a rovnomerne rozdelia v celej vzorke. Pri takejto úprave

môže vzniknúť chyba pri zmenšovaní vzorky. Pri drvení a mletí musíme dbať na to aby nedošlo ku

kontaminácii vzorky oterom z drviacich zariadení.

Zo schémy na obr. 38 je vidieť, že vzorka sa zmenšuje kvartovaním. Pri kvartovaní podrvenú

vzorku nasypeme do tvaru nízkeho kužeľa a rozdelíme ju dvoma na seba kolmými rovinami na štyri

časti (obr. 39). Dve protičasti sa ponechajú ako jedna vzorka a druhé dve sa odložia ako duplikát

vzorky. Tento spôsob zmenšovania sa opakuje niekoľkokrát, tak ako je to znázornené na schéme na

obr. 38, kým nedosiahneme požadovanú hmotnosť.

Základnú vzorku môžeme zmenšiť na hmotnosť Q, ktorá závisí od rozmerov maximálnych

kúskov vo vzorke (ich veľkosť zistíme sitovaním - ako veľkosť okatosti sita). Túto závislosť vyjadrujú

vzorce Richardsa-Čečotta: 2.dkQ =

alebo Demonda a Halferalda: adkQ .=

kde: Q – hmotnosť vzorky (kg), d – priemer maximálnych zŕn (mm) určíme ako veľkosť okatosti sita, k – koeficient vyjadrujúci premenlivosť ložiska (tab. č.), a – koeficient variability nerastnej suroviny.

49

Obr. 38 Príklad zmenšovania a homogenizácie 60 kg vzorky so zrnitosťou 60 mm na

laboratóriom požadovanú hmotnosť 120 g a zrnitosť 0,1mm podľa (Rozložník et al., 1987-upravené).

Obr. 39 Znázornenie zmenšovania - kvartovania vzorky. a - jedna polovica vzorky, b - druhá

polovica vzorky.

50

Štatisticky vyjadrujú vzťah medzi hmotnosťou a zrnitosťou vzorky vzorce, ktoré navrhol Gy (1967) a

Reedman (1979):

132 1 −

−= mgdfclM

mS u

kde: S2 – disperzia, m – hmotnosť vzorky, M – hmotnosť vzorkovaného objektu, f – koeficient tvaru (obyčajne 0,5, pre Au je 0,2), c – koeficient mineralogického zloženia, lu – koeficient uvoľnenia, g – koeficient veľkosti zrna, d – veľkosť najväčšej rudnej častice.

Koeficient mineralogického zloženia určíme v prípade že sa ruda skladá z rudného minerálu a žiloviny

podľa vzorca:

( ) ( )

+−−= 21

11 δδ

a

aac

kde: a – priemerný obsah rudného minerálu (100% = 1), δ1 – hustota rudného minerálu, δ2 – hustota žiloviny.

Koeficient uvolnenia lu pri drvení a mletí závisí od podielu d/L (kde: d je najväčší rozmer častice a L je

rozmer, pri ktorom sa úžitkový minerál uvoľní z agregátu). Vzťahy oboch hodnôt vyjadruje tabuľka

d/L 1 4 10 40 100

lu 0,8 0,4 0,2 0,1 0,05

Hodnota M

m je veľmi malá, môžeme ju zanedbať a tak sa vzorec disperzie zjednoduší na:

m

CdS

32 = kde gfclC u=

pre zlatonosné rudy je a

C19=

Príklad: 10 kg vzorka granitovej horniny z vrtného jadra obsahuje 1% Cu v chalkopyrite. Po rozdrvení

je rozmer najväčších úlomkov 0,25 cm. Treba určiť v akých hraniciach bude obsah Cu na úrovni 95%

pravdepodobnosti po zmenšení vzorky kvartovaním na 1/8.

1% Cu ≈ 2,9 % chalkopyritu

505,0

25,0/ ==Ld , 38,0=ul

( ) ( )13965,22,4

029,0

029,01029,01 =

+−−=c

60,625,0.38,0.139.5,0lg === fcC

0000824,01250

25,0.60.6 32 =S 0091,0=S

Pri 95% úrovni pravdepodobnosti sa hľadaná hodnota nachádza v hraniciach: obsah Cu v pôvodnej

vzorke ± dvojnásobná hodnota smerodajnej odchýlky. Obsah Cu po zmenšení vzorky na 1/8 sa bude

nachádzať v intervale 0,98 a 1,02 % Cu.

51

5.7 Kontrola vzorkovania

Veľmi dôležitou činnosťou je kontrola vzorkovania. Je potrebné kontrolovať odber vzoriek,

zmenšovanie vzorky a aj chemickú analýzu. Výsledná chemická analýza je zaťažená chybou zo

všetkých spomínaných činností. Tieto chyby môžu byť náhodné alebo systematické.

Náhodné chyby sú dôsledkom mnohých príčin, a je veľmi ťažké sa im vyhnúť. Náhodnou

chybou bývajú zaťažené geofyzikálne a geodetické merania, merania času, chemických i fyzikálnych

procesov a ďalšie. Dostatočne veľkým počtom meraní sa náhodné chyby eliminujú.

Systematickú chybu zistíme kontrolou náhodne vybratých hodnôt z celého súboru. Ak je

chyba stálej veľkosti a rovnakého znamienka, potom spravidla ide o chybu prístroja alebo

pozorovateľa. Tento typ systematickej chyby sa dá opraviť, ale len v prípade, ak nepresahuje

prípustnú toleranciu merania.

Kontrola vzorkovania v banských dielach spočíva v posúdení správnosti rozmiestnenia,

orientácie a typu odberu vzoriek. V prípade zásekového vzorkovania sa kontroluje dodržanie šírky a

priečneho prierezu záseku. Chybný zásek môže vzniknúť pri nedôslednom vylamovaní krehkých

minerálov. Kontrola vrtov sa robí banskými dielami (ak je to možné), alebo kontrolou výnosu jadra.

Kontrola prípravy vzorky na chemickú analýzu sa robí analýzou odpadu z kvartovania. Posledným

stupňom kontroly je kontrola chemických analýz, môže byť vnútorná a vonkajšia. Podstata vnútornej

kontroly je v tom, že do laboratória dáme analyzovať duplikáty niektorých vzoriek. Odporúča sa dať

na vnútornú kontrolu 5 % vzoriek. Časť vzoriek posielame na analýzu do iného laboratória 3 - 5 %.

V tomto prípade ide o vonkajšiu kontrolu. Skupina kontrolných vzoriek musí zahŕňať všetky typy

nerastnej suroviny, bohaté aj chudobné rudy. Kontrolné analýzy sú predpísané aj pre výpočet zásob

a ich úlohou je zaručiť jeho správnosť a objektívnosť.

Vzorkovanie je zdrojom numerických údajov pre výpočet zásob. Ten však spravidla

nestanovuje presne, koľko vzoriek je nutné odobrať a koľko meraní je nutné opakovať. Prepojenie

a vzájomné väzby medzi jednotlivými vzorkami a skúmaným objektom býva presne známe až po

vyťažení a spracovaní suroviny. Aj keď rozvoj a kvalita matematických a štatistických metód zvyšuje

vierohodnosť výpočtu zásob, nikdy neodstráni nedostatky pri vzorkovaní. Štatistické spracovanie,

matematická analýza a syntéza číselných údajov vychádza z predpokladu, že pracujeme s údajmi

neskreslenými subjektívnymi alebo objektívnymi faktormi. Preto vždy musí byť metodika vzorkovania

počas prieskumu a ťažby kontrolovaná a prispôsobovaná meniacim sa podmienkam a potrebám.

Prostriedky vynaložené na tieto činnosti sa potom mnohonásobne vrátia v optimálnom využití

suroviny a ložiska.

52

6 OHRANIČENIE LOŽISKA

Hlavnou úlohou geologického prieskumu je nájdené ložisko ohraničiť, čiže nájsť hranicu

ložiskového telesa s okolitým prostredím. Nie vždy to znamená nájsť geologickú hranicu. V niektorých

prípadoch sa mení zastúpenie úžitkového nerastu v rámci jedného typu horniny. Často sa stretávame

s prípadmi, kedy je ložisko ohraničené bansko - technickými možnosťami dobývania (napr. minimálna

dobyvateľná mocnosť, únosná hĺbka dobývania, výška hladiny podzemnej vody a pod.), kvalitatívnymi

(napr. výška znečistenia, obsah škodlivín), a ekonomickými parametrami (napr. minimálny

ekonomický obsah úžitkovej zložky). Je zrejmé, že v praxi je skutočnou hranicou ložiska spoločný

prienik týchto hraníc.

Finančne a časovo nižšiu náročnosť na ohraničenie ložiska dosiahneme pri predvídaní

a poznaní geologickej stavby a jej zmien v okolí ložiska. Pre ohraničenie ložiska je potrebné poznať:

- faciálne zmeny na sedimentárnych ložiskách,

- eróziu na zvetrávacích ložiskách,

- kontakty mechanicky alebo chemicky kontrastných hornín na hydrotermálnych ložiskách a na

metasomatických ložiskách,

- výskyt materskej horniny, v ktorej sa zrudnenie vyskytuje (hydrotermálne Ni-Co rudy

v ultrabázikách, niektoré porfýrové rudy).

Nemožno zabúdať ani na to, že akýkoľvek genetický typ ložiska môže byť ohraničený aj tektonicky.

Hranicu ložiska určujeme v prieskumných priesekoch alebo rezoch podľa typu prieskumnej siete.

Často musíme používať interpoláciu a extrapoláciu parametrov ložiska (obr. 40), pretože hranice

mávajú len zriedkavo lineárny priebeh.

Celkové ohraničenie ložiska sa rieši v pôdoryse (vlastne hranica ložiska na mape) a v náryse

(spravidla pozdĺžny alebo priečny rez ložiskom). Hranica sa konštruuje prenášaním oporných bodov

(východov ložiska, pozitívnych vrtov alebo iných pozitívnych prieskumných diel) z rezov do vopred

zvoleného priemetu a požadovanej mierky. Pri výpočte zásob sa v geológii používa vonkajšia

a vnútorná hranica.

Obr. 40 Príklad interpolácie a extrapolácie hraníc ložiska. Vľavo príklad interpoláci: a -

vymapovaná žila v prekopoch, b – interpolovaná žila medzi prekopmi. Vpravo príklad zostrojenia vonkajšej hranice extrapoláciou a vnútornej hranice interpoláciou: 1-negatívny vrt, 2-pozitívny vrt, 3-plocha ohraničená vnútornou hranicou, 4-vonkajšia hranica.

53

Vnútorná hranica je spojenie všetkých okrajových pozitívnych prieskumných diel, a ohraničuje

overené zásoby. Môže byť zhotovená priamkovým spojením dvoch najbližších pozitívnych

prieskumných diel alebo interpoláciou medzi dvoma susednými pozitívnymi prieskumnými dielami

(obr.40). Najčastejšie sa interpolácia medzi bodmi alebo líniami pozorovania robí podľa:

a) predpokladu plynulej zmeny medzi bodmi pozorovania,

b) štatisticky vyjadrených charakteristík premenlivosti sledovaných parametrov,

c) podľa zvolených pravidiel pre sledované ložisko alebo sledovanú nerastnú surovinu.

Presnejšie môžeme ložisko ohraničiť len technickým dielom, ktoré prebieha priamo ložiskom (sledná

chodba, sledný komín). Presnosť ohraničenia ložiska klesá od interpolácie k neobmedzenej

extrapolácii. Vonkajšiu hranicu zostrojíme extrapoláciou. Extrapolácia sa uplatňuje vtedy, ak bolo

mimo vnútornej plochy ložiska zistené pozitívne prieskumné dielo. Zvyčajne túto hranicu vedieme

stredom spojnice medzi posledným pozitívnym a prvým negatívnym prieskumným dielom (obr. 40).

Vonkajšia hranica sa skoro nikdy nezhoduje so skutočne nulovou hodnotou ložiska. Na jej zostrojenie

môžeme použiť metódu obmedzenej extrapolácie alebo neobmedzenej extrapolácie. Všetky zásoby

medzi vonkajšou a vnútornou hranicou sú zaraďované do najnižších kategórií.

Neobmedzená extrapolácia sa konštruuje podľa týchto princípov:

a) geologického, hranica sa vedie podľa geologickej situácie zrudneného súvrstvia a po zlomoch,

utínajúcich ložisko (obr.41),

b) morfologického, hranica sa vedie podľa morfológie vykliňujúcej časti ložiska (obr. 42),

c) geofyzikálneho alebo geochemického, hranica sa vedie podľa izolínií,

d) ťažobných blokov, hranica sa vedie v horizontálnom smere vo vzdialenosti zhodnej

s rozmerom ťažobného bloku a vo vertikálnom smere v dvojnásobnej vzdialenosti (obr. 42).

Prvý princíp zohľadňuje väzbu úžitkového minerálu na určitý priaznivý horizont hornín (napr. súvrstvie

grafitických fylitov, karbonátovú alebo pieskovcovú polohu a pod.). Ak je možné tento princíp použiť

pri ohraničení ložiska, podáva spoľahlivé výsledky.

Druhý princíp zohľadňuje a uprednostňuje zákonitosti pri zmene tvaru ložiska (napr. postupné

vykliňovanie rudonosného súvrstvia, tektonické opakovanie ložiska a pod.). Hranica sa interpretuje

v línii niekoľkých paralelných vertikálnych rezov ložiskom. Tretí princíp je interpretáciou

geofyzikálnych meraní. Dá sa použiť hlavne na ložiskách rúd, kde môžeme kombinovať

gravimetrické, geomagnetické a geoelektrické metódy. Štvrtý princíp je možné použiť na ťaženom

ložisku.

Obr. 41 Ohraničenie podľa geologickej situácie.

1 – ložisko, 2 - vrty

54

Ohraničenie ložiska alebo výpočtových jednotiek blokov môže byť riešené viacerými

variantmi. Najčastejšie sa tieto varianty viažu na základné parametre vzorca pre výpočet zásob.

Na nasledujúcom obrázku 43 sú príklady interpolácie a extrapolácie hraníc ložísk spolu

s vyznačenými rezmi cez ložisko.

a) b) Obr. 42 Príklad neobmedzenej extrapolácie: a - podľa morfologického princípu, b - podľa

rozmerov ťažobného bloku. 1-vnútorná hranica, 2-vonkajšia hranica, 3-banské diela, 4-vrty.

Obr. 43 Príklady ohraničenia ložísk s rezmi. a - ohraničenie pri základnej prieskumnej vrtnej sieti, b – ohraničenie pri zhustenej vrtnej sieti, c – vnútorná hranica podľa pozitívneho banského diela, d – vnútorná a vonkajšia hranica podľa pozitívneho a negatívneho banského diela; 1 - vnútorná hranica, 2 - vonkajšia hranica, 3 - pozitívny vrt, 4 - negatívny vrt, 5 - vrt v rezovej línii, 6 - vrt mimo línie rezu, 7 - negatívne banské dielo, 8 - pozitívne banské dielo, 9 - negatívna šachtica, 10 - pozitívna šachtica.

55

7 VÝPOČET ZÁSOB

Výpočet zásob je cieľavedomý a ucelený postup zberu, spracovania a vyhodnocovania

údajov o geologickej pozícii, kvantite a kvalite úžitkových nerastov v ich prirodzenom alebo

antropogénnom uložení, umožňujúci rozhodnúť o ich ďalšom využití. Výpočet zásob ložiska nerastnej

suroviny je vyvrcholením práce geológa a zároveň aj dôležitým podkladom pre ekonomické

zhodnotenie, otvárku a uvedenie ložiska do ťažby. Zahŕňa spracovanie nesmierneho množstva

geologickej, technickej a inej potrebnej dokumentácie do podoby záverečnej správy, obsahujúcej:

- textovú časť - súbor geologických, banských, technických a technologických informácii

o ložisku (geologická stavba, petrografická a mineralogická charakteristika,

fyzikálno-mechanické vlastnosti suroviny a pod.)

- grafickú časť - súbor numericko-grafických údajov o ložisku (predovšetkým geologické

mapy, rezy, schémy, náčrty a pod.)

- numerické (tabuľkové) výstupy - tabuľky výpočtu zásob (zoznam vzoriek, výsledky rozborov,

kvalita a množstvo zásob a pod.).

7.1 Ciele výpo čtu zásob

Hlavným cieľom výpočtu zásob je vymedzenie hraníc ložiska, či už prírodných alebo umelých,

vymedzenie dobývateľných úsekov a výpočet množstva a kvality zásob v nich. Ciele výpočtu zásob

sa v priebehu jednotlivých etáp prieskumu menia. V závislosti na etape geologického prieskumu

rozoznávame nasledujúce druhy výpočtu zásob a z nich vyplývajúce ciele výpočtu zásob:

a) Výpočet zásob po ukončení každej prieskumnej etapy je podkladom pre posúdenie perspektív

ložiska, účelnosti ďalšieho prieskumu a výšky nákladov.

b) Výpočet zásob po ukončení etapy podrobného prieskumu je podkladom pre rozhodnutie

o výstavbe ťažobného závodu.

c) Operatívny výpočet zásob na otvorenom a ťaženom ložisku sa vykonáva pre potreby

plánovania ťažby a otvárky nových častí ložiska.

d) Generálny výpočet zásob ložiska a ložiskových oblastí slúži pre potreby strednodobého

a dlhodobého plánovania ťažby.

e) Likvidačný výpočet zásob sa realizuje pred ukončením ťažby, pričom odôvodňuje jej

ukončenie a podáva obraz o nevydobytých zásobách (Böhmer a Kužvart, 1993).

7.2 Ekonomicko-geologické princípy a problémy rieše né pri výpo čte zásob

Ekonomicko-geologické princípy výpočtu zásob sú súhrnom vzťahov, vyplývajúcich z

výrobných vzťahov a potrieb spoločnosti, vedecko-technického rozvoja spoločnosti a úrovne

geologického poznania dostupných častí zemskej kôry. Tieto vzťahy vymedzujú a regulujú úlohu

faktorov, pôsobiacich pri výpočte zásob nerastných surovín. Výpočet a klasifikácia zásob spolu

s ekonomicko-geologickým zhodnotením teda vyjadrujú určitú úroveň geologického poznania. Podľa

druhu suroviny alebo úžitkovej zložky sa menia nároky na skladbu a rozsah poznatkov, umožňujúcich

56

efektívne a racionálne využívanie ložísk. Úroveň geologického poznania ovplyvňuje i ekonomické

parametre ložiska. Riešenie problémov genézy a geologickej stavby ložiska (štruktúrno-tektonická

pozícia a mineralogická a petrografická charakteristika ložiska, rozšírenie úžitkovej zložky a škodlivín)

podáva obraz o jeho rozsahu, možnostiach výskytu a praktickom využití nerastnej suroviny.

Podľa priemyselného použitia sa pevne nerastné suroviny delia na rudy, nerudy

a kaustobiolity. Táto klasifikácia vychádza z konečného využitia suroviny a produktu, ktorý sa ďalej

priemyselne spracováva. Geologické problémy, riešené v súvislosti s výpočtom ropy a zemného

plynu a taktiež podzemných vôd majú oproti problematike pevných nerastných surovín niekoľko

odlišností, vyplývajúcich z charakteru prostredia v ktorom sa ropa a zemný plyn nachádzajú. Preto sa

pri týchto ložiskách používa iná metodika výpočtu zásob.

7.3 Základné parametre výpo čtu zásob pevných nerastných surovín

Základným podkladom a zdrojom vstupných údajov pre určovanie parametrov výpočtu zásob

je prvotná a súhrnná geologická dokumentácia. Používajú sa predovšetkým banské geologické mapy,

rezy ložiskom a povrchové geologické mapy. Slúžia k vytvoreniu predstavy o geologickej pozícii

a rozmiestnení ložiskových telies, distribúcii úžitkovej zložky a škodlivín v ložisku.

Základné parametre pre výpočet zásob sú (Böhmer a Kužvart, 1993):

P - plocha ložiska alebo jeho časti [m2],

m - priemerná mocnosť ložiska alebo jeho časti [m],

v - priemerná objemová hmotnosť [t.m-3],

c - priemerný obsah úžitkovej zložky [%], [g.t-1] a iných.

Z týchto parametrov sa vypočíta:

- objem ložiska alebo jeho časti PmV = [m3],

- zásoby ložiska alebo jeho časti VvQ = [t],

- zásoby úžitkových zložiek v ložisku alebo jeho časti 100

ii

cQS = [t],

resp. ak je priemerný obsah úžitkovej zložky v [g.t-1] 1000

ii

cQS = [kg].

7.3.1 Plocha

Výpočet plochy ložiska P alebo plochy blokov je jedným zo základných parametrov,

používaným pri výpočte zásob na ložiskách doskovitého tvaru (rudné žily, uholné sloje a pod.). Pre

izometrické ložiská s nepravidelným tvarom sa parameter plocha nepoužíva. Takéto typy ložiska sa

obyčajne rozdelia systémom paralelných rezov na malé segmenty a pri výpočte objemu segmentu sa

určuje plocha ložiska v daných rezoch.

Výpočet parametru plochy vychádza z vymedzenia obrysu ložiskového telesa alebo bloku v

rovine, prechádzajúcej buď podložím alebo nadložím doskovitého telesa, prípadne tvorí jeho osovú

rovinu. Zobrazovacou rovinou býva niektorá z priemetní, obyčajne horizontálna alebo vertikálna, do

ktorej je obrys kolmo premietnutý alebo je vymedzený v skutočnom tvare. Deliacou plochou medzi

57

premietaním do horizontálnej alebo vertikálnej zobrazovacej roviny je uhol sklonu telesa 45°. Pri

premietaní do zobrazovacej plochy dochádza k skresleniu skutočnej plochy P na nepravú plochu: Ph

– pri zobrazení do horizontálnej priemetne, resp. Pv – pri zobrazení do vertikálnej priemetne (obr. 44).

Vzťah medzi skutočnou plochou P a nepravou plochou Pv resp. Ph sa dá vyjadriť nasledovne:

- pri premietaní do vertikálnej roviny βsin

vPP =

- pri premietaní do horizontálnej roviny βcos

hPP =

Obr. 44 Vzťah medzi pravou a nepravou plochou. P – pravá plocha, Pv – vertikálna plocha,

Ph – horizontálna plocha, m – mocnosť ložiska, β - uhol sklonu ložiska (Böhmer a Kužvart, 1993).

a) b) Obr. 45 Výpočet parametru plochy: a - polárnym planimetrom, b - počítacom v CAD prostredí.

58

Výpočet plochy sa robí niekoľkými spôsobmi:

a) podľa výpočtových vzorcov pre elementárne plochy (trojuholník, štvorec, kruh a pod.),

b) planimetricky, napr. polárnym planimetrom (obr. 45-a),

c) pomocou mriežky,

d) intergáciou (klasický integrálny počet),

e) pomocou počítača pri digitálnom spracovaní mapovej dokumentácie (obr. 45-b).

7.3.2 Mocnos ť

Stanovenie parametru mocností m súvisí zo stanovovaním parametru plochy. Parameter

mocnosť je obyčajne strednou hodnotou jednotlivých údajov mocností ložiska nerastnej suroviny.

Obyčajne je mocnosť (hrúbka) definovaná ako dĺžka kolmice nakreslenej v ľubovoľnom bode osovej

roviny alebo plochy, prechádzajúcej medzi rovinami alebo plochami, ohraničujúcimi vrstvu alebo inak

definované ploché teleso. Vzhľadom k tomu, že prirodzené i umelé odkryvy môžu vrstvu alebo ploché

teleso pretínať v rôznych smeroch je potrebné rozlišovať:

a) pravú mocnosť, odpovedajúcu definícii mocnosti,

b) nepravú mocnosť.

Pri výpočte zásob sú pri výpočte parametra mocnosti používané väčšinou údaje o pravej mocnosti,

získané priamym meraním alebo prepočtom. V teréne najčastejšie získavame hodnoty nepravej

mocnosti z vrtov alebo pri meraní v banských dielach, šachticiach a ryhách. Pri prepočte je potrebné

brať do úvahy úklon banského diela alebo vrtu. Vzťah medzi jednotlivými druhmi mocnosti (obr. 46) je

nasledovný (Böhmer a Kužvart, 1993):

- pravá mocnosť βcosvmm = βsinhmm = )cos( αβ −= nmm

- horizontálna mocnosť βsin

mmh =

βtg

mm v

h = β

αβsin

)cos( −= nh

mm

- vertikálna mocnosť βtgmm hv = βcos

mmv =

βαβ

cos

)cos( −= n

v

mm

Obr. 46 Vzťahy rôznych druhov mocnosti: m – pravá, mn – všeobecná, mh – horizontálna, mv – vertikálna, α - odklon vrtu od vertikály, β - priemerný sklon ložiska.

59

Podľa nárokov na presnosť výpočtu zásob musia byť správne prepočítané všetky údaje o

nepravej mocnosti. Z hľadiska presnosti stanovenia jednotlivých údajov o mocnosti je možno rozlíšiť:

a) priame meranie,

b) hrubé meranie,

c) nepriame meranie.

Priame merania (pravej alebo nepravej mocnosti) podávajú vždy najpresnejšie údaje pre

výpočet parametra mocnosti. Realizujú sa na prirodzených alebo umelých odkryvoch ložiskových

telies. Presnosť merania sa spravidla volí podľa presnosti výpočtu zásob, pričom jej spodná hranica

je obyčajne 0,01m.

Hrubé merania sú spojené s odberom vzoriek, najčastejšie z vrtných jadier alebo zásekových

(obr. 47-a,b , obr. 48-a). Presnosť stanovenia mocnosti je daná dĺžkou analyzovaných segmentov

vzoriek. Takéto meranie sa najčastejšie používané na ložiskách, kde nie je možné makroskopicky

ohraničiť v odkryvoch obrys telesa ložiska alebo v jednotlivých východoch nieje možné určiť

jednoznačnú hranicu medzi surovinou a hlušinou (obr. 48-b).

Nepriame merania mocnosti vychádzajú zo skúmania fyzikálnych vlastností hornín, pri

ktorých sa uplatňujú geofyzikálne metódy prieskumu a vyhľadávania ložísk. Najčastejšie sa používajú

pri bezjadrovom vŕtaní alebo vo vrtoch s nedostatočným výnosom jadra. Mocnosť je potom odvodená

z karotážnych kriviek (obr. 47-c).

Vlastný výpočet parametru mocnosti je závislý predovšetkým na tvare ložiska, type

prieskumnej siete, metóde výpočtu zásob a v neposlednom rade aj empirických skúsenostiach

a) b) c)

Obr. 47 Určenie parametru mocnosti: a) z línie prieskumných vrtov na ložisku s premenlivou

mocnosťou (žilné ložisko, uholný sloj, rozsypy), b) v mieste odberu zásekovej vzorky, c) nepriamo pomocou karotáže (na základe karotážnej krivky).

a) b) Obr. 48 Problematika stanovenia mocnosti uholného sloja a vložiek na uhoľnom ložisku.

60

geológa. Priemernú mocnosť ložiska alebo niektorej jeho časti počítame rôznymi spôsobmi, a to ako:

a) jednoduchý aritmetický priemer - n

m

n

mmmmm

n

inn

p

∑=++++= − 1121 ...

Je vhodné používať ho v prvých etapách prieskumu pri orientačnom výpočte hlavne pri

malom súbore dát, resp. pri výpočtoch na ložiskách s malou zmenou mocnosti, alebo

overených pravidelnou prieskumnou sieťou (obr. 47-a). Mal by sa používať pri výpočte

mocnosti zo súboru dát s normálnym rozdelením hodnôt, ináč dochádza k skresleniu

výsledkov (obr. 49). Používanie aritmetického priemeru pri inom ako normálnom type

rozdelenia vedie v konečnom dôsledku k podhodnoteniu alebo nadhodnotenie množstva

zásob v ložiska (Blišťan, 1999).

Obr. 49 Vzťah medzi aritmetickým priemerom u , mediánom 0,5u~ a modusom Mu v prípade

symetrického a nesymetrického rozdelenia (Blišťan, 1999).

Obr. 50 Histogramy absolútnej početnosti tried: a- lognormálneho, b- exponenciálneho,

c- normálneho, d- dvojvrcholového normálneho rozdelenia (Blišťan, 1999).

61

b) vážený aritmetický priemer -

∑

∑=

++++++++=

−

−−n

i

n

ii

nn

nnnnp

L

Lm

LLLL

LmLmLmLmm

1

1

121

112211

...

...

Používa sa vtedy, ak je možné ku každému meraniu mocnosti mi jednoznačne stanoviť váhu

Li. Metóda zohľadňuje premenlivosť parametra mocnosti prostredníctvom váhy pozorovania.

Obyčajne váhou býva vzdialenosť prieseku s meranou mocnosťou od ťažiska ložiska alebo

tej časti, pre ktorú sa výpočet realizuje (obr.54). Váha môže byť zvolená aj iným spôsobom,

napr. ako vzdialenosť medzi pozorovaniami i a i+1 (obr. 47– b).

c) strednú hodnotu rozdelenia, s ktorým sa zhoduje alebo ku ktorému sa blíži rozdelenie

početnosti jednotlivých dát v súbore hodnôt (obr. 50). Základom je rozdelenie súboru hodnôt

do tried, zostavenie histogramu početnosti a následné porovnanie s niektorým teoretickým

rozdelením a to: normálnym, lognormálnym, exponenciálnym, binomickým a pod.

Presné stanovenie mocnosti ložiska je dôležité hlavne pre tie druhy surovín a typy ložísk, na ktorých

efektívnosť ťažby závisí predovšetkým na mocnosti, ako hlavnom ukazovateľovi podmienok

využiteľnosti ložiska. Jedná sa najčastejšie o ložiská pevných kaustobiolitov, niektorých nerúd a

taktiež rúd. Často sú kladené nároky hlavne na presnosť stanovenia mocnosti vložiek hlušiny vo

vnútri jednotlivých ložiskových telies. Postup výpočtu priemernej mocnosti vložiek jaloviny sa

obyčajne realizuje podľa tých istých kritérií ako výpočet mocnosti sloja.

Pri výpočte zásob je obyčajne sledovaná aj tzv. dobývateľná mocnosť, ktorá sa nie vždy

zhoduje so skutočnou mocnosťou ložiska. Parameter dobývateľná mocnosť súvisí obyčajne

s výberom metódy dobývania. Nahrádza parameter mocnosť z dôvodu nutnosti pribrať pri ťažbe

jalovinu v úsekoch, kde má ložiskové teleso síce malú mocnosť, ale vysoký obsah úžitkovej zložky.

7.3.3 Objem

Výpočet objemu ložiskových telies alebo blokov V vychádza z ohraničenia týchto telies

v geologickej alebo prípadne meračskej dokumentácii. Výpočet môžeme realizovať:

1) použitím vzorcov pre jednoduché (elementárne), geometricky definované telesá (obr. 51).

Patria sem predovšetkým:

- kváder abcV = kde: a, b, c - hrany kvádra,

- n-boký hranol PLV = kde: P - plocha podstavy,

L - výška kužeľa,

- kužeľ PLV3

1= kde: P - plocha podstavy,

L - výška kužeľa,

- zrezaný kužeľ 122121

3L

PPPPV

++= kde: P1 P2 - podstavy,

L12 - výška kužeľa,

62

- ihlan PLV3

1= kde: P - plocha podstavy,

L - výška ihlanu,

- zrezaný ihlan 122121

3L

PPPPV

++= kde: P1 P2 - podstavy,

L12 - výška ihlanu.

2) výpočtom objemu jednotlivých segmentov, na ktoré je teleso alebo blok rozdelený a ich

následným súčtom získame objem celého telesa.

V praxi sa najčastejšie počíta objem ložiska alebo jeho časti ako súčet jednotlivých

segmentov, ktoré vznikli rozdelením telesa alebo bloku sústavou rovnobežných alebo takmer

rovnobežných, obyčajne vertikálnych alebo horizontálnych rezov. V každom reze sa počíta plocha

a taktiež sa meria vzdialenosť rezov v segmente. Rezy ložiskom sa pre zjednodušenie výpočtu

obyčajne konštruujú v konštantnej vzdialenosti. Pre výpočet objemov jednotlivých segmentov alebo

telies sa používajú nasledujúce vzorce:

a) vzorec pre približne valcovité teleso, rozdelené rovnobežnými rezmi na segmenty s rovnakou

výškou, resp. hrúbkou ak rozdiely plôch v susedných rezoch nie sú väčšie ako 40% :

xnn

n LPLP

PPP

V ±

++++= − 2......

2 110

kde: V - objem telesa, P0,Pn - plocha okrajových rezov, Pi - plocha i-teho rezu, L - výška segmentu (vzdialenosť medzi rezmi), Lx - 1/2 výšky zvyškového segmentu, + - výčnelok, – - depresia.

b) Simpsonov vzorec pre telesá nepravidelného tvaru, kde rozdiely plôch v susedných rezoch sú

väčšie ako 40% :

( ) ( ) ( )[ ] ∑±+++++++++= + xxiin LPPPPPPPPPL

V3

1....2....4

3 24212310

kde: V - objem telesa, P0,Pn - plocha okrajových rezov, Pi - plocha i-teho rezu, L - výška segmentu (vzdialenosť medzi rezmi), Px - plocha rezu zvyškového segmentu, Lx - 1/2 výšky zvyškového segmentu, + - výčnelok, – - depresia.

a) b) c) Obr. 51 Aproximácia ložiskového telesa elementárnymi geometrickými tvarmi: a- kváder,

b- zrezaný kužeľ, c- zrezaný ihlan (Pluskal a Vaněček, 1982).

63

7.3.4 Objemová hmotnos ť

Objemová hmotnosť by mala vyjadrovať hodnotu, ktorá sa čo najviac blíži podmienkam

prirodzeného prostredia. Matematicky je to podiel hmotnosti vzorky k jej objemu. Pri jej určovaní sa

vychádza z objemu horniny, vrátane všetkých dutín, pórov a puklín, závisiacich od štruktúrnych a

textúrnych vlastností nerastnej suroviny. Z toho vyplýva, že objemová hmotnosť bude mať často

značne rozdielne (vždy menšie) hodnoty voči hustote. Jej určenie teda do značnej miery ovplyvní

správne miesto odberu, tvar a veľkosť vzorky na ktorej tento parameter budeme určovať. Objemovú

hmotnosť vždy stanovujeme na vzorkách nerastnej suroviny v ich prirodzenom stave (berie sa do

úvahy prirodzená vlhkosť, pukliny a póry). Vlastné stanovenie objemovej hmotnosti môžeme vykonať

nasledujúcimi spôsobmi (Böhmer a Kužvart, 1993):

a) Laboratórnymi metódami - vážením a meraním objemu vzorky v parafíne. Objem vzorky sa

zisťuje ponorením do vody a objem vytlačenej vody sa meria v kalibrovanej nádobe. Rovnaký

výsledok dosiahneme vážením vzorky na vzduchu a ponorením do vody. Vzorky poréznych

nerastných surovín sa pred meraním pokryjú vrstvičkou parafínu alebo inej vodo-nepriepustnej

látky. Potom sa objemová hmotnosť v vypočíta s korekciou na objem vrstvičky parafínu

ppr VV

qv

−=

93,01 qq

Vp

−=

kde: Vp - objem vrstvičky parafínu (cm3), q - hmotnosť vzorky pred parafínovaním (g), q1 - hmotnosť vzorky po parafínovaní, 0,93 - hustota parafínu (g.cm-3), Vrp - objem vzorky s vrstvičkou parafínu (cm3).

Ako nedostatok tejto metódy sa udáva, že vzorky, ktoré sa dajú takto spracovať, majú

malé rozmery. Určitou analógiou je zistenie objemu ponorením vzorky do jemnozrnného

piesku. Táto jednoduchá metóda umožňuje použiť vzorky veľkého objemu.

b) Objemovú hmotnosť zisťujeme tiež vážením rudy a meraním objemu zásekových vzoriek alebo

vrtných jadier.

c) Piknometricky.

d) Zostavením grafu závislosti medzi chemickým zložením nerastnej suroviny a objemovou

hmotnosťou (obr. 52).

Obr. 52 Určenie objemovej hmotnosti (t.m-3) na základe jej závislosti na chemickom zložení (%) suroviny (Blišťan, 1995).

64

e) Výpočtom z chemického zloženia nerastnej suroviny. Neodporúča sa, pretože tento spôsob

neberie do úvahy textúrne zvláštnosti rudy.

Pre každý technologický a prírodný typ nerastnej suroviny musíme mat 20-30 meraní, z

ktorých vypočítame priemernú hodnotu objemovej mocnosti a použijeme ju pri výpočte zásob

príslušných častí ložiska. Pri samotnom výpočte zásob je potrebné brať ohľad na jednotky, použité v

základných vzorcov výpočtu zásob, preto je vhodné používať objemovú hmotnosť v tonách na

kubický meter –[t.m-3].

7.3.5 Obsah úžitkovej zložky

Obsah úžitkovej zložky je obyčajne strednou hodnotou jednotlivých údajov získaných

analýzou vzoriek odobratých vo vnútri a na hraniciach telesa alebo bloku nerastnej suroviny. Je

rozhodujúcou charakteristikou pri výpočte zásob u všetkých nerastných surovín. Rovnako dôležitý je

aj údaj o obsahu škodlivín, ktoré často výrazne ovplyvňujú spôsob úpravy suroviny. Z toho vyplýva,

že množstvo a charakter škodlivín v ťaženej surovine vplýva v konečnom dôsledku nepriaznivo na

výrobne náklady závodu.

Vzhľadom na rôznorodosť typov nerastných surovín je aj spôsob v akom udávame obsah

úžitkovej zložky rozmanitý. Obsah úžitkovej zložky udávame v:

a) hmotnostných % chemického prvku (Cu, Pb, Zn, Mo a pod.),

b) hmotnostných % zlúčeniny úžitkového prvku (WO3, BeO, FeO, TiO2 a pod.),

c) gramoch na tonu [g.t-1] (primárne ložiská drahých kovov – Au, Ag, Pt a pod.),

d) kilogramoch, gramoch alebo miligramoch na m3 (ložiská rozsypov ilmenitu, volframitu,

drahých kovov – Au, Ag, Pt a pod.),

e) miligramoch alebo karátoch na m3 (ložiská rozsypov diamantov a drahokamov),

f) hmotnostných % úžitkového minerálu k hmotnosti nerastnej suroviny (ložiská barytu, grafitu,

korundu a pod.),

g) kilogramoch úžitkového minerálu na m3 nerastnej suroviny (sľuda),

h) kilogramoch úžitkového minerálu na m2 mineralizovanej pukliny (optické minerály).

Výpočet priemerného obsahu úžitkovej zložky

Obsah úžitkovej zložky, zistený v jednotlivých bodoch vzorkovaním, musí byť upravený na

prirodzené podmienky výskytu suroviny. Vážnu úlohu tu zohráva vlhkosť. Pretože stanovenie obsahu

úžitkovej zložky sa vykonáva z vysušeného materiálu je vždy potrebné výsledok opraviť. Preto sa

zavádza opravný koeficient na vlhkosť kde :

( )v

sv

q

qqA

−=

kde: A – opravný koeficient, qv – hmotnosť vzorky pred vysušením, qs – hmotnosť vzorky po

vysušení.

Spolu s opravou na vlhkosť musí byť pred výpočtom parametra obsahu zhodnotená aj

presnosť laboratórneho stanovenia. S rozvojom analytických metód sa presnosť analýz mení.

65

Kontrola chemických analýz

Pri výpočte zásob je dôležité zhodnotiť a overiť presnosť laboratórneho alebo terénneho

stanovenie obsahu úžitkovej zložky a škodlivín v jednotlivých vzorkách. Pre tieto účely sa vykonávajú

predpísané kontroly stanovenia obsahu sledovaných zložiek suroviny:

a) vnútorná kontrola (v tom istom laboratóriu),

b) vonkajšia kontrola (v inom laboratótiu)

c) arbitrážna kontrola (v špecálnych abritážnych laboratóriách).

Účelom kontrolných analýz je:

a) odkryť hrubé alebo systematické chyby pri vzorkovaní in situ, doprave, alebo kvartovaní,

b) odkryť hrubé a systematické chyby súvisiace s metódou stanovovania úžitkovej zložky

a škodlivín.

Každé laboratórium uvádza s akou presnosťou bola analýza vypracovaná. Pre každý druh nerastnej

suroviny musí byť aspoň 20 kontrolných analýz. Vnútorná kontrola sa robí opakovaním analýz tej istej

vzorky v tom istom laboratóriu.

Stredná kvadratická náhodná chyba sa vypočíta zo vzťahu:

( )2n

ccσ

n

1

2,pi∑ −

=

Relatívna náhodná chyba analýzy sa vypočíta zo vzťahu:

100cc

2σε

,pp +

=

kde: c – základná analýza, c‘ – kontrolná analýza, cp – priemerná hodnota analýz, n – počet dvojíc analýz.

Vonkajšia kontrola sa robí tak, že dvojice analýz (základná- kontrolná) sa dajú vyhodnotiť do iného

laboratória. Prítomnosť systematickej chyby zistíme zo vzťahu (Böhmer a Kužvart, 1993):

n

σ2rσσσ

cct

,, cc2

c

2c

,pp

−+

−=

kde: ci , ci ' – základná a kontrolná analýza, cp , cp

’ – priemery základných a kontrolných analýz, σc, σc

‘ – disperzia obsahov základných a kontrolných analýz.

Dokázaná systematická chyba je vtedy ak t ≥ 3.

( )n

ccσ

n

1

2pi

2c

∑ −=

( )n

ccσ

n

1

2,i

,i

2

c,

∑ −=

r – koeficient korelácie medzi obsahmi základných a kontrolných analýz, vypočítame ho zo vzťahu:

,ccσσ

kr = kde

( )( )n

cccck

n

1

,p

,ipi∑ −−

=

66

a) b) Obr. 53 Zásekové vzorkovanie: a - s nerovnakou dĺžkou sekcií v prekope (m – mocnosť, c – obsah

úžitkovej zložky) , b - stropu slednej chodby (m – mocnosť, c - obsah úžitkovej zložky, l – dĺžka vplyvu, p – plocha vplyvu).

Veľkosť chyby je možné vyjadriť opravným koeficientom K alebo podľa rovnice regresie:

p

,p

c

cK = alebo ( )pi

c

c,pi cc

σ

σrcc

, −+=

Ak nie je možné systematické chyby opraviť je nutné chybné analýzy vylúčiť. Ak ani po

vylúčení chybných analýz nie je možné dôjsť ku náprave, je nutné zhodnotiť zmenšovanie vzoriek

a ich odber, a tieto činnosti zopakovať.

Pri samotnom výpočte úžitkovej zložky z radových vzoriek sa používa aritmetický priemer

alebo rôzne druhy váženého aritmetického priemeru (Böhmer a Kužvart, 1993).

Aritmetický priemer: ∑=++++

=n

1i

n321p c

n

c....cccc

Vážené priemery:

∑

∑=

++++++++

=n

1i

n

1ii

n321

nn332211p

m

mc

m.....mmm

mc....mcmcmcc

Tento výpočet sa používa pri výraznej korelácii medzi mocnosťou a obsahom úžitkovej zložky a pri

sekciovom vzorkovaní s nerovnakou dĺžkou sekcií (obr.53-a).

∑

∑=

++++++++

=n

1i

n

1ii

n321

nn332211p

l

lc

l.....lll

lc....lclclcc

Tento spôsob výpočtu sa používa pri nerovnakej vzdialenosti v slednej chodbe a premenlivej

mocnosti, najmä ak zmena mocnosti je pravidelná, napríklad vykliňovanie. Niekedy si podmienky

vyžadujú použiť vážený priemer typu c; m; I (obr. 53 -b ).

∑

∑=

++++++++

=n

1i

n

1ii

n321

nn332211p

p

pc

p.....ppp

pc....pcpcpcc kde: iii lmp .=

Takýto vážený priemer sa používa zriedkavejšie, a to pri nerovnakých plochách vplyvu vzorky v

banských dielach a pri vrtnom prieskume.

67

Z praxe je zistené, že vážené priemery pri vhodnom použití dávajú presnejšie výsledky.

Aritmetický priemer býva zaťažený kladnou alebo zápornou systematickou chybou. Popri hlavných

úžitkových prvkoch sa rovnako počítajú aj priemerné obsahy sprievodných prvkov, prípadne

škodlivých prvkov. Najmä pri nízkych obsahoch kovov (farebné a drahé kovy) je štatistické rozdelenie

súboru silne vľavoasymetrické. Takéto rozdelenie sa dá transformovať na normálne (Gaussovo), ak

namiesto skutočných hodnôt parametrov (napr. analýz) použijeme ich prirodzené logaritmy. Preto sa

takéto rozdelenie nazýva lognormálne. Dôležité je, že aritmetický priemer lognormálneho rozdelenia

je vyšší a môže nadhodnotiť zásoby (obr.49). Preto sa výpočet priemernej kovnatosti robí z

prirodzených logaritmov súboru a pre vypočítaný priemer sa nájde antilogaritmus, ktorý je správnou

hodnotou priemeru (Blišťan, 1999).

Minimálny priemerný obsah úžitkovej zložky

Minimálny priemerný obsah úžitkovej zložky je to taký obsah kovu vo výpočtovom bloku rudy,

ktorý zabezpečuje návratnosť nákladov na ťažbu a spracovanie i požadovanú mieru zisku a

vymedzuje bilančné časti ložiska. Hraničný obsah predstavuje okrajové vzorky s takým obsahom,

ktorý zabezpečuje maximálny ekonomický efekt ťažby pri najmenších stratách suroviny v dôsledku

nevyťaženia. Správne volený hraničný obsah zjednodušuje tvar telies bilančných rúd a technické

podmienky dobývania, čo je výhodné i za cenu určitého zníženia minimálneho priemerného obsahu a

zvýšenia požiadaviek na kapacitu úpravne. Hraničný obsah sa stanoví viacvariantným výpočtom. Volí

sa do 10 variantov, pričom jeden z nich tvorí minimálny priemerný obsah. Hraničný obsah, ktorý je

obvykle menší ako minimálny priemerný obsah, sa volí najmä na ložiskách bez ostrých geologických

hraníc. Na ložiskách, kde mocnosť klesá pod minimálnu dobývaciu mocnosť, ale súčasne kvalita rudy

stúpa, používa sa na ohraničenie bilančných rúd minimálne meterpercento (súčin m . c).

Obsah úžitkovej zložky býva často udávaný podľa určitého modelu distribúcie obsahu v bloku

alebo na celom ložisku. Výsledkom modelovania sú izolínie obsahu, ktoré vyjadrujú premenlivosť

Obr. 54 Odhad chemizmu v bode B podľa metódy IDS. G1 - G9 sú body so známym chemizmom, d1 až d9 sú vzdialenosti bodov G1 – G9 od bodu B.

68

úžitkovej zložky vo výpočtovom bloku alebo na ložisku. Izolínie obsahu úžitkovej zložky bývajú

zostrojované lineárnou interpoláciou, metódou IDS (Inverse distance square) alebo krigingom. Princíp

lineárnej interpolácie je opísaný v kapitole Ohraničenie ložiska. Pri metóde IDS, sa vychádza

z predpokladu vzájomnej závislosti jednotlivých bodov pozorovania. V princípe vychádza zo vzťahu

pre výpočet váženého priemeru, ale váhou je v tomto prípade prevrátená druhá mocnina vzdialeností

medzi známymi hodnotami a počítanou neznámou hodnotou (obr.54). Táto metóda do istej miery

zohľadňuje charakter priestorovej distribúcie sledovaného parametra. Odhad úžitkovej zložky v bode

B výpočtového bloku sa vypočíta zo vzťahu:

( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( )29

28

22

21

29

928

822

221

1

11...

11

11...

11

dddd

dG

dG

dG

dG

B++++

++++=

Metóda krigingu je opísaná v kapitole Geoštatistické metódy.

Extrémne obsahy úžitkovej zložky a ich definícia

Pri výpočte zásob vzniká problém správneho hodnotenia vzorky s extrémne vysokým

obsahom. Sú to také vzorky, ktoré podstatne prevyšujú obsahy radových (bežných) vzoriek. Najmä

pri výpočte zásob jednotlivých blokov vzniká nebezpečie nadhodnotenia zásob. Extrémne vzorky sú

typické pre kvalitatívne nepravidelné ložiská Au, Ag, Sn, W, Mo, Sb, Hg a pod. Výskyt extrémnych

vzoriek ovplyvňuje hustota prieskumnej siete, hustota vzorkovania a rozmery vzoriek. Extrémne

vzorky sa vyskytujú na tom istom ložisku skôr pri malej hustote prieskumnej siete a vzorkovania a pri

malej hmotnosti vzoriek. Je to spôsobené tým, že za takýchto podmienok je výrazný rozdiel medzi

skutočným rozmerom hniezda bohatej rudy a plochou vplyvu vzorky, ktorá bola odobratá z tohto

miesta. V súčasnosti nie sú jednotné metódy na výpočet zásob na ložiskách s extrémnymi vzorkami.

V súvislosti s výpočtom zásob treba riešiť dve otázky:

a) definovať extrémnu vzorku,

b) určiť spôsob výpočtu priemerného obsahu tak, aby sa zamedzilo nadhodnoteniu alebo

podhodnoteniu zásob na ložisku.

Vzťah určený Kuzminom (1967) definuje maximálny obsah kovu v radovej vzorke (H) podľa vzorca:

( ) ccp eKVcH ++= 01,01

Do vzťahu je potrebné dosadiť variačný koeficient Vc, ktorý vypočítame zo strednej kvadratickej

odchýlky súboru analýz sc:

%100p

cc c

sV =

( )n

cc

s

n

pi

c

∑ −= 1

2

69

Ďalej treba vypočítať chybu priemerného obsahu ec zo vzťahu:

n

tse c

c =

kde: ci - obsah úžitkovej zložky vo vzorke; cP - priemerný obsah v reze alebo výpočtovom bloku; n - počet vzoriek; K - koeficient vyjadrujúci asymetriu histogramu parametra c je najčastejšie v rozmedzí 4-6; t - koeficient pravdepodobnosti sa volí od 1,2 do 3 podľa požadovanej presnosti.

Kogan (1971) z praxe odporúča veľmi jednoduchý empirický postup. Za extrémnu vzorku sa pokladá

každá vzorka, ktorej hodnota zvýši priemerný obsah prieskumného rezu o 20 % a výpočtového bloku

o 10 % . Ak počítame priemerné obsahy aritmetickým priemerom, maximálna hodnota radovej vzorky

cmax je:

pre prieskumný rez ∑=n

icc1

max 2,0

pre prieskumný blok ∑=n

icc1

max 1,0

Ak na výpočet používame vážený aritmetický priemer, cmax je:

pre prieskumný rez i

n

i mcc ∑=1

max 2,0

pre prieskumný blok i

n

i mcc ∑=1

max 1,0

kde: ci - obsah úžitkovej zložky (vrátane vysokých obsahov) vo vzorke; mi - mocnosť.

Kogan (1971) píše, že metódu možno použiť pri množstve vzoriek väčšom ako 40, iní autori

usudzujú, že počet vzoriek by mal byt najmenej 70. Pri nedostatku vzoriek v jednom reze sa spája

niekoľko susedných rezov.

Výpočet priemerného obsahu za prítomnosti extrémnych vzoriek má rôzne empirické

pravidlá. Hodnota extrémnej vzorky sa nahrádza priemernými hodnotami rezu alebo bloku, ktoré sú

vypočítané s extrémnymi vzorkami. Kogan (1971) pri použití opísaného spôsobu odporúča nahradiť

extrémne vzorky najvyššou hodnotou radovej vzorky, ktorá sa vyskytuje v reze alebo bloku. Výpočet

priemernej hodnoty parametra v prítomnosti extrémnych vzoriek má takýto postup:

a) Prekontrolovanie správnosti odberu vzorky a analýzy extrémnej vzorky. Pri zistení chyby sa

analýza vylúči.

b) Ak skupina extrémnych vzoriek tvorí časť ložiska, ktorá sa dá ohraničiť ako obohatená zóna,

počítajú sa zásoby v tomto objeme s neredukovanou hodnotou extrémnych vzoriek.

c) Ak sú extrémne vzorky ojedinelé, nepravidelne rozptýlené, urobí sa výpočet zásob s redukciou

ich hodnôt podľa opísanej metodiky.

Geoštatistické metódy IDS alebo kriging zabezpečujú správnosť výpočtu vhodnou voľbou váh

pri výpočte priemeru parametra i v prípade extrémnych obsahov .

70

7.4 Metódy výpo čtu zásob pevných nerastných surovín

Postup triedenia a hodnotenia jednotlivých údajov pri výpočte, ako aj spôsob rozdelenia

ložiska na bloky, spôsob výpočtu kubatúry a ďalších hodnôt sa označuje ako metóda výpočtu zásob.

Počas vývoja banskej geológie sa počet metód postupne rozrastal, pričom niektorí autori (Smirnov et

al., 1960) rozlišujú až 15 metód výpočtu. J. D. Kogan (1971) rozlišuje v podstate dve základné

metódy, vhodné pre výpočet zásob na ložiskách pevných nerastných surovín:

a) metódu geologických blokov,

b) metódu geologických rezov.

Ostatné metódy považuje buď za modifikácie týchto dvoch metód, lebo za historicky prekonané.

Z veľkého počtu metód je možné stretnúť sa v praxi s týmito metódami:

a) metóda geologických blokov,

b) metóda ťažobných blokov,

c) metóda geometrických obrazcov,

d) metóda geologických rezov,

e) metóda izolínií,

f) metóda izohyps.

Voľba výpočtovej metódy závisí od geologickej stavby ložiska a typu prieskumnej siete. Uvedené

metódy sú u nás najpoužívanejšie. Okrem nich existujú a ojedinelo sa používajú aj geoštatistické

metódy.

7.4.1 Metóda geologických blokov

Metóda geologických blokov je založená na vymedzení blokov, zhodných s geologickými

obrysmi, prípadne na vymedzení úsekov mineralizovaných vrstiev alebo štruktúr, obsahujúcich

hniezda, šošovky alebo vložky suroviny tak, aby vyhovovali podmienkam využiteľnosti ložiska. Všetky

samostatne určované parametre sa počítajú ako jednoduchý alebo vážený aritmetický priemer

vstupných údajov v hraniciach vymedzených výpočtovými jednotkami. Metóda geologických blokov

aproximuje tvar telesa nerastnej suroviny obyčajne doskovitým telesom, ktorého obrys je určený

rozmiestnením bodov pozorovania.

Základom tejto metódy je dôsledná a podrobná analýza všetkých údajov o geologickej stavbe

Iožiska. Veľká pozornosť je venovaná štruktúrnej a látkovej kontrole distribúcie suroviny alebo

úžitkovej zložky vrátane vystihnutia je priestorovej premenlivosti a určeniu prirodzených hraníc medzi

surovinou a okolitým prostredím. Dôležitú úlohu hrajú údaje o tektonike, litofaciálnom vývoji, vplyve

endogénnych a exogénnych premien jednotlivých horninových typov v okolí ložiskového telesa.

Hranice geologických blokov sú vedené pozdĺž plôch zlomov (obr. 55), alebo sa pri

ohraničení bloku využíva poznatok o rozšírení niektorých horninových typov, zmenách mocnosti,

závislosti výskytu úžitkovej zložky na smere a sklone mineralizovaných vrstiev alebo štruktúr.

Ohraničenie geologických blokov sa robí na základe výsledkov prvotnej a odvodenej

geologickej dokumentácie. Najčastejšie sa zostavujú geologické rezy v rovine mineralizovanej vrstvy

alebo tektonickej poruchy, do ktorej sú vynesene priemety línií rôznych dislokácií, rozšírenie hornín v

podloží a nadloží, orientácia drobných šošoviek, hniezd a šmúh úžitkových nerastov. Ak je zistená

71

závislosť medzi kvalitou suroviny a tvarom telies nerastných surovín, premietne sa to do obrysu

telesa.

Výpočet základných parametrov výpočtu zásob sa robí ako jednoduchý aritmetický priemer

a to predovšetkým vtedy, ak sú jednotlivé údaje rozmiestnené buď v pravidelnej sieti alebo viac menej

rovnomerne v hraniciach vymedzeného bloku. Jednoduchý aritmetický priemer sa taktiež používa pri

orientačnom odhade zásob ložiska v prípade malého množstva údajov. Pokiaľ sú údaje rozmiestnené

nerovnomerne alebo je zistená plošná alebo priestorová závislosť medzi údajmi dvoch či viacerých

parametrov, je účelné nahradiť jednoduchý aritmetický priemer iným postupom. K spresneniu

výsledkov sa v týchto prípadoch odporúča:

a ) v prípade priamej alebo nepriamej závislosti medzi hodnotami obsahu a mocnosti sa počíta

stredná hodnota obsahu úžitkovej zložky ako vážený priemer, pričom váhou pozorovania je

mocnosť telesa v bode pozorovania. Meradlom závislosti je najčastejšie koeficient lineárnej

korelácie.

b) v prípade, že sa v okrajových častiach ložiskového telesa surovina líši svojimi vlastnosťami,

hlavne obsahom a objemovou hmotnosťou od suroviny v ostatných častiach telesa, je účelné

tieto úseky zhodnotiť samostatné. Za hranicu geologického bloku sa potom považuje vnútorný

obrys, spájajúci body pozorovaní zo zhodnými alebo blízkymi vlastnosťami suroviny. V.I.

Smirnov et al. (1960) doporučujú úsek medzi vnútorným a vonkajším obrysom rozdeliť na dve

časti. Časť patriaca k vnútornému obrysu je hodnotená a vypočítaná s použitím ukazovateľov

vnútorného obrysu, v druhej časti sú k výpočtu použité hodnoty zhodné s ukazovateľom

kondícií.

c) pokiaľ bol v dôsledku rozmiestnenia vstupných údajov (vzoriek alebo vrtov) vymedzený

vnútorný a vonkajší obrys telesa, môžu byť pri výpočte parametrov a ďalších sledovaných

vlastností suroviny použité údaje z vnútorného obrysu s váhou pozorovania pi=1 z plochy

medzi vnútorným a vonkajším obrysom s váhou pi=0,5.

Pri metóde geologických blokov nieje obecne riešená otázka extrémnych hodnôt jednotlivých

údajov, slúžiacich k výpočtu parametru základného výpočtového vzorce. Aj keď je pre túto metódu

príznačný výpočet parametra s použitím jednoduchého alebo váženého aritmetického priemeru,

mohol by sa vplyv extrémnych hodnôt nepriaznivo uplatniť v hodnotách parametrov, hlavne u

a) b) Obr. 55 Ohraničenie blokov zásob pri metóde geologických blokov: a – na základe tektoniky,

b- na základe horninových typov.

72

menších telies nerastných surovín, ktoré sú pri tejto metóde totožné s výpočtovou jednotkou. V

podstate metóde najlepšie vyhovuje taký prístup k extrémnym hodnotám, ktorý rešpektuje ich

prirodzený pôvod zo zreteľom na genézu a geologickú pozíciu suroviny. Preto je vhodné, aby

súčasťou geologických pozorovaní bolo dostatočné vyšetrenie príčin výskytu extrémnych hodnôt bez

ohľadu na to, či už týmto hodnotám bola v konečnom výpočte parametrov prisúdená náležitá váha

pozorovania. Základom výskumu môžu byť poznatky získané z podrobnejšie preskúmaných úsekov

ložiska alebo i iných, štruktúrne a látkovo príbuzných ložiskových typov. Váhou pozorovania prípadne

zónou vplyvu by mala byť hodnota, ktorá vystihuje rozšírenie extrémnych hodnôt vo väčšom areáli.

Jadrom metódy geologických blokov je hlboká a všestranná analýza geologických poznatkov,

vzťahujúcich sa k rozšíreniu suroviny v hraniciach ložiska. Metoda je veľmi často užívaná pri výpočte

zásob nerastných surovín po skončení podrobného prieskumu. Z metódy geologických blokov

spravidla vychádzajú základné skupiny modelov výpočtu zásob, hlavne pri vytváraní základných

predstáv o geologickej pozícii, priestorovom rozmiestnení a tvare telies nerastných surovín.

7.4.2 Metóda ťažobných blokov

Metóda ťažobných blokov slúži k výpočtu zásob v hraniciach telies nerastných surovín alebo

v geologicky vymedzených hraniciach mineralizovaných vrstiev a dizjunktívnych štruktúr v

nadväznosti na projektovanú, zvolenú alebo už v praxi zavedenú metódu dobývania. Metóda

ťažobných blokov je preto rozšírená predovšetkým pri výpočte zásob ložísk pripravovaných k ťažbe

alebo ťažených. Výpočet ostatných parametrov nadväzuje na vymedzenie plochy alebo častí telesa

nerastných surovín na základe použitej štruktúry otvárkových a prípravných prác, najčastejšie

horizontálnych a vertikálnych banských diel (obr. 56). Pri povrchovom dobývaní sú spravidla ťažobné

bloky podriadené orientácii a rozlohe jednotlivých rezov alebo etáží v nadväznosti na postup skrývky

nadložných vrstiev. Podľa typu a úložných pomerov telies nerastných surovín majú ťažobné bloky

tvar štvorcových alebo obdĺžníkových dosiek, príp. kociek alebo kvádrov (pri lomovom a komorovom

dobývaní). Parameter plochy alebo objemu závisí teda na technických ukazovateľoch a presnosť jeho

stanovenia je v podstate úmerná presnosti meračských prác na ložisku.

K výpočtu obsahu úžitkovej zložky, mocnosti príp. ďalších sledovaných vlastností suroviny v

hraniciach bloku sú použité všetky údaje, získané zo vzorkovania a meraní na obvode, prípadne i vo

vnútri bloku. V praxi sú najčastejšie samostatne vypočítajú stredné hodnoty obsahu, mocnosti a

prípadne i objemovej hmotnosti pre každé dielo na obvode bloku a hodnoty parametrov sú vyčíslené

ako vážený priemer týchto údajov, kde váhou pozorovania je dĺžka úseku, z ktorého bola mocnosť a

obsah samostatne počítaná podľa vzorca:

4321

44332211

LLLL

LmLmLmLmmb +++

+++= 44332211

444333222111

LmLmLmLm

LmcLmcLmcLmccb +++

+++=

kde: mb - priemerná mocnosť v bloku, m1 – m4 - priemerná mocnosť v dielach ohraničujúcich blok, L1 – L4 – dĺžky hraníc bloku, cb – priemerná kvalita v bloku, c1 - c4 - priemerná kvalita v dielach ohraničujúcich blok.

73

S metódou ťažobných blokov je spojený závažný smer výskumu a praktického

uskutočňovania čo najväčšej presnosti výpočtu, pre ktorý sa v posledných rokoch zaužíval názov

kriging. Táto metóda je vhodná pre tvarovo i rozmerovo blízke ťažobné bloky, preto že umožňuje na

ložiskách s rozvinutou ťažbou vystihnúť a premietnuť do výpočtu jednotlivých parametru v hraniciach

ťažobného bloku pravidlá premenlivosti parametrov, a tým dosiahnuť väčšiu presnosť výpočtu.

7.4.3 Metóda geometrických obrazcov

Táto metóda je veľmi často používaná na plošne rozľahlých ložiskách, preskúmaných viac

menej nepravidelným systémom lineárnych priesečníc, predstavovaných v praxi najčastejšie vrtmi.

Jednotlivé telesa alebo mineralizované štruktúry boli rozdelené na geometrické obrazce, vznikajúce

najčastejšie prepojením jednotlivých bodov, ktorými je teleso alebo štruktúra preťatá. Podľa spôsobu

rozčlenenia na jednotlivé segmenty je možné rozlíšiť:

a) metódu mnohouholníkov, označovanú aj ako metóda Boldyrevova,

b) metódu trojuholníkov,

c) metódu štvoruholníkov.

Metóda mnohouholníkov

Je založená na rozdelení telesa na jednotlivé bunky - mnohouholníky (podľa princípu

uvedeného na obrázku 57-a) a im sa priradia charakteristiky, získané prieskumnými dielami v strede

mnohouholníkov. Celkové množstvo zásob a úžitkovej zložky vo vnútri hranice telesa alebo ložiska sa

získa jednoduchým súčtom zásob v jednotlivých segmentoch a priemerný obsah je vypočítaný ako

vážený priemer obsahu jednotlivých segmentov. Popri jednoduchosti výpočtu, ohraničenia ložiska a

vylúčenia negatívneho vplyvu extrémnych hodnôt sa uplatňujú pri použití tejto metódy všetky

nedostatky, ktoré súvisia s formálnym ohraničením časti i celých telies nerastných surovín.

Nedostatočne sa rešpektuje i princíp plynulej zmeny, ktorý na mnohých ložiskách nerastných surovín

charakterizuje predovšetkým premenlivosť mocnosti, ale aj obsahu.

Obr. 56 Metóda ťažobných blokov (Böhmer a Kužvart, 1993 - upravené).

74

Metóda trojuholníkov

Je založená na rozdelení telesa na trojuholníky (obr. 57-b). Zásoby a obsah úžitkovej zložky

sa počítajú samostatne pre každý trojuholník ako jednoduchý aritmetický priemer z údajov vo

vrcholoch každého trojuholníka. Vzhľadom k tomu, že rozdelenie trojuholníkov nieje podriadené

ďalším princípom, je možné na tom istom ložisku realizovať niekoľko rôznych variant výpočtu, bez

toho aby mohla byt preukázaná prednosť jednej oproti druhej. Pokiaľ je zistená závislosť medzi ob-

sahom a mocnosťou, je spravidla počítaná stredná hodnota obsahu úžitkovej zložky v hraniciach

trojuholníka ako vážený priemer jednotlivých údajov na mocnosť.

Metóda štvoruholníkov

Líši sa od predchádzajúcej iba tým, že počítané teleso alebo ložisko je rozdelené na

štvoruholníky a im sú taktiež prisudzované charakteristiky na základe hodnôt, získaných v ich

vrcholoch.

7.4.4 Metóda geologických rezov

Metóda geologických rezov sa používa pre výpočet zásob ložísk nerastných surovín, ktorých

ohraničenie, tvar a veľkosť sú nepravidelné. Ide predovšetkým o telesá, ktoré nie je možné

aproximovať doskovitými telesami, alebo majú nepravidelný a často veľmi premenlivý tvar. Pri tejto

metóde sú jednotlivé telesá prípadne celé ložisko rozdelené systémom paralelných, kosých alebo

kolmých rezov. V každej z týchto rezových rovín je vymedzený obrys telesa (obr. 58). Sústava rovín

má byť zvolená tak, aby umožňovala čo najpresnejšie stanovenie veľkosti, tvaru a geologickej pozície

jednotlivých telies. Preto sa najčastejšie volí systém paralelných, väčšinou vertikálnych alebo

horizontálnych rezov. V závislosti na zvolenom systéme prieskumu a otvárky sú tieto rezy vzdialené

od seba o konštantnú alebo premenlivú vzdialenosť. Tým sa teleso v podstate rozpadne na sústavu

a) b) Obr. 57 Princípy metód: a – geometrických obrazcov, b – n–uholníkov (trojuholníkov). (Böhmer a Kužvart, 1993 - upravené).

75

doskovitých segmentov a jeho objem môže byt stanovený jednoduchou integráciou jednotlivých

segmentov.

Zostavenie rezov môže byť buď súčasťou základnej geologickej dokumentácie alebo sa pre

výpočet zásob realizuje samostatne. Je podložené geologickým výskumom úložných pomerov

ložiskového telesa a mali by sa v ňom premietnuť všetky zistené pravidlá, vzťahujúce sa k zmenám

tvaru i vlastností suroviny. V prípade, že je zistená prednostná lineárna či plošná orientácia

ložiskového telesa alebo anizotropia niektorej vlastnosti, je vhodné viesť sústavu rezov kolmo na túto

orientáciu. Vzhľadom k bežne používaným systémom prieskumu a otvárky ložiska v praxi prevládajú

systémy horizontálnych alebo vertikálnych rezov, pritom je snaha spravidla viesť rezy tak, aby v

rovinách rezu sa nachádzal čo najväčší počet jednotlivých údajov, slúžiacich k výpočtu sledovaných

parametrov.

Rovnobežné horizontálne alebo vertikálne rezy

Objem bloku V12 sa počíta z plôch geologických rezov P1 a P2 a ich vzájomnej vzdialenosti L12

(obr. 59-a). Pre výpočet objemu je celý rad vzorcov, ktorých prehľad je uvedený v kapitole Objem.

Najčastejšie sa výpočet robí podľa vzorcov pre:

- izometrické teleso 1221

12 2L

PPV

+=

- kužeľovité teleso 122121

12 3L

PPPPV

++=

Pre výpočet objemu telesa nepravidelného tvaru sa používa Simpsonov vzorec. Výpočet objemu

okrajového bloku sa počíta z posledného (okrajového) rezu, a to pri predpokladanom vyklinení

v tvare:

- klinu 10110 2

1LPV =

- kužeľa 10110 3

1LPV =

kde: V10 – objem okrajového bloku, P1 – plocha okrajového rezu, L10 – výška okrajového bloku.

a) b) c) d) Obr. 58 Princíp metódy geologických rezov. a – paralelné horizontálne rezy, b – paralelné

vertikálne rezy, c – nerovnobežné (kosé) rezy, d – výpočet na základe jedného rezu (Böhmer a Kužvart, 1993).

76

Nerovnobežné rezy

Snaha viesť rezy tými úsekmi ložiska, v ktorých je najhustejšia sieť prieskumných bodov

vedie v konečnom dôsledku často k sústave rezov vzájomne nerovnobežných (obr. 59-b). V týchto

prípadoch sa doporučuje prostý prepočet obrysov šikmých alebo nerovnobežných profilov do

zvoleného systému paralelných rezov tak, že:

ϕcosnP

P =

kde: P – prepočítaná plocha rezu, Pn – plocha v šikmom reze, ϕ - uhol dvoch rezov.

Tento postup je vhodný vtedy keď teleso nemá príliš komplikovaný tvar a v celku sa ložisko svojím

tvarom blíži niektorému z geometricky definovaných útvarov, ako je hranol, elipsoid, valec alebo

zrezaný kužeľ. Pri zložitejšom tvare telesa je vhodné uskutočniť výpočet zo sústavy skutočne

paralelných rezov. V prípade že rezy zvierajú uhol väčší ako 10° a teleso ma nepravidelný tvar, je

vhodné použiť pri výpočte objemu vzťah:

2

.2

.sin

212112

HHPPV

++=ϕ

ϕ

kde: V12 – objem časti telesa medzi rezmi 1 a 2, ϕ - uhol dvoch rezov, P1 a P2 – plocha rezov 1

a 2, H1 a H2 – dĺžka kolmice spustenej k ťažiskám protiľahlých rezov.

a) b) Obr. 59 Výpočet zásob metódou: a - paralelných rezov, b – nerovnobežných rezov. P1 a P2 –

plochý rezov, L12 – vzdialenosť paralelných rezov 1-1, a 2-2,, H1 – vzdialenosť nerovnobežných rezov, C1 a C2 – ťažiská rezov (Böhmer a Kužvart, 1993).

77

Výpočet na základe jedného rezu

Je to málo používaný spôsob, preto že je vhodný len pre morfologicky a kvalitatívne

jednoduché ložiská. Geologický rez je umiestnený v strede bloku, ktorého okraje zasahujú do

polovičnej vzdialenosti k susedným rezom (obr. 58-d). Objem bloku je potom:

PLV = .

Pri výpočte parametru obsahu úžitkovej zložky je vhodné zvoliť postup, vyplývajúci z

poznatkov o priestorovej premenlivosti látkového zloženia ložiskových telies. V súhrne je výpočet

parametrov obsahu úžitkovej zložky, objemovej hmotnosti alebo iných sledovaných vlastností

uskutočňovaný buď ako jednoduchý aritmetický priemer všetkých údajov v reze a ako vážený priemer

stredných hodnôt jednotlivých rezov, kde váhou pozorovania je plocha rezu alebo sú v jednotlivých

rezoch zostrojené izolínie obsahu úžitkovej zložky alebo iných sledovaných veličín a z nich je

odvodená stredná hodnota, podobne ako v predchádzajúcom prípade váženým priemerom.

7.4.5 Metóda izolínií

Metóda sa používa na ložiskových telesách značne nepravidelného tvaru s premenlivým

obsahom úžitkovej zložky. Jej podstatou je prevod ložiskového telesa na teleso, ktorého podstavu

tvorí základná zobrazovacia rovina (obr. 60-a). Vo zvolenom vertikálnom alebo horizontálnom reze

telesom alebo časťou ložiska sú do zvolenej roviny kolmo premietnuté hodnoty mocnosti ložiskového

telesa v pozorovaných bodoch. Z nich následne, spojením bodov s rovnakou hodnotou, zostrojíme

izolínie mocnosti (obyčajne lineárnou interpoláciou hodnôt medzi jednotlivými bodmi pozorovaní).

Takto vznikne v podstate vrstevnicový plán mocnosti. Mocnosť telesa je vždy kolmá vzdialenosť na

a) b)

Obr. 60 Princíp výpočtu zásob metódou: a- izolínií, b- izohyps.

78

zvolenou rovinu rezu. Najčastejšie sa roviny volia zhodne s jednotlivými horizontmi banských prác.

Týmto spôsobom sa po integrácii plôch medzi susednými izolíniami získa hodnota objemu telesa.

Samotný výpočet objemu môžeme robiť podľa vzorca pre:

- valec xnn

n LPP

PPPP

LV ±

+++++= − 2...

2 1210

kde: V - objem telesa, P0, P1, P2, Pn-1, Pn - plocha rezov, L - výška segmentu (vzdialenosť medzi rezmi), Lx - 1/2 výšky zvyškového segmentu, + - výčnelok, – - depresia.

- zrezaný kužeľ ( ) xnnnnn LPPPPPPPPPPPPL

V3

12...22

3 112211100 ±++++++++= −−

kde: V - objem telesa, P0, P1, P2, Pn-1, Pn - plocha rezov, L - výška segmentu (vzdialenosť

medzi rezmi), Lx - 1/2 výšky zvyškového segmentu, + - výčnelok, – - depresia. Podobne môžu byt zostavované aj izolínie meterpercenta a to tak, že v jednotlivých bodoch

pozorovania sú vynesené príslušné hodnoty a z nich lineárnou interpoláciou zostavené izolínie. Pri

zostrojení izolínií meterpercenta je vypočítané celkové množstvo úžitkovej zložky ako súčet

jednotlivých plôch priradených k izolíniám podľa vzorca:

( ) 2112211 10..... −

−− ++++= vIPIPIPIPQ nnnn

kde: Q - množstvo nerastnej suroviny, Pi - plocha izolínie Ii , Ii – izolínia meterpercenta, v – priemerná objemová hmotnosť.

Metoda izolinií je náročná na spracovanie vstupných dát a preto sa používa len zriedka. Jej

presnosť závisí od úrovne znalosti premenlivosti obsahu a mocnosti a správnosti zostrojenia izolínií.

Pri konštrukcii izolínií je potrebné vždy rešpektovať priebeh zlomových štruktúr, zložitosť morfológie

ložiskového telesa a charakter distribúcie úžitkovej zložky. Napriek týmto špecifikám je metóda

najvhodnejšia je pre výpočet ložísk, vychádzajúcich na povrch.

7.4.6 Metóda izohyps

Metóda izohyps sa používa pre telesá a ložiská s pomerne stálou mocnosťou, avšak s dosť

zložitými úložnými pomermi (uhlie, ropa, zemný plyn). Základom metódy je výpočet plochy pomocou

údajov, získaných lineárnymi priesečnicami ložiskového telesa (vrty, šachtice a pod.). Z nich sú v

mapovom podklade zostavené izohypsy, umožňujúce vypočítať skutočnú plochu ložiska (obr. 60-b).

Objem telesa sa počíta postupne medzi jednotlivými isohypsami podľa vzorca:

22 hbmlVi +=

kde: Vi - objem vymedzeného úseku medzi dvoma isohypsami, m - mocnosť vrstvy alebo telesa, l - dĺžka úseku medzi dvoma isohypsami, b - vzdialenosť medzi isohypsami, h - výškový rozdiel (krok) izohyps.

7.4.7 Geoštatistické metódy

Geoštatistika je oproti iným klasickým vedám, ako napríklad matematika, veľmi mladá vedná

disciplína. Vyvinula sa z klasickej matematickej štatistiky v 60 rokoch tohto storočia. Matematická

štatistika skúma vlastnosti náhodnej premennej, ale nezohľadňuje pri tom jej priestorové súvislosti.

79

Tento nedostatok začala riešiť geoštatistika, zaoberajúca sa predovšetkým priestorovými vzťahmi

sledovaných javov. Prvé geoštatistické metódy rozpracoval na základe svojich empirických

skúseností G. Matheron (1963) a neskôr boli prepracované francúzskou školou geoštatistiky.

Z hľadiska štúdia, popisu a modelovania predstavujú geologické telesá zložitý systém,

pozostávajúci z relatívne samostatných dielčích elementov usporiadaných do priestorovej štruktúry.

To znamená, že v geologickom telese musí existovať určitá zákonitosť v priestorovom rozmiestnení

hodnôt veličín, ktoré ho charakterizujú. Geologické teleso je potom možné definovať nasledovne:

geologické teleso je časť statického geologického priestoru, obmedzená hranicami, vo vnútri ktorých

sú spojité minimálne tie vlastnosti, ktoré boli použité k stanoveniu jeho hraníc.

Najčastejšou vlastnosťou geologických telies je zmiešaný charakter priestorovej distribúcie

hodnôt veličín, zahŕňajúcich nenáhodnú (zákonitú) zložku podliehajúcu geologickým zákonitostiam a

náhodnú zložku. Tento zmiešaný charakter sa odráža v nehomogénnom rozmiestnení hodnôt veličín

v telese. Geologické telesá sú teda anizotropné, pretože ich priestorová štruktúra vznikla pod

vplyvom zložitých procesov. Z toho vyplýva, že projektovanie a vyhodnocovanie geologicko-

prieskumných a ťažobných prác je závislé na type a charaktere polí geologických veličín. Štúdium

polí geologických veličín je potrebné pri:

- zisťovaní zákonitostí priestorového rozloženia hodnôt pozorovaných veličín,

- vymedzovaní normálnych a anomálnych úsekov poľa,

- hodnotení výsledkov geologicko-prieskumných prác,

- pozorovaní rôznych veličín a objektov,

- výbere optimálneho prieskumného systému,

- určení vhodného postupu oceňovania skúmaných ložiskových objektov a pri výpočte zásob.

Konštrukcia experimentálneho modelu semivariogramu

Odhalenie a popis charakteru priestorovej distribúcie sledovaných veličín na všetkých

štruktúrnych úrovniach je jednou z najdôležitejších podmienok spoľahlivého ocenenia ložiskového

telesa geoštatistickými metódami. Na kvantitatívne popísanie zmien v priestore regionálnej

premennej slúži semivariogram (obr. 61). Semivariogram je teda štruktúrna funkcia, popisujúca

očakávaný rozdiel v hodnotách medzi pármi vzoriek vzdialených od seba o vzdialenosť h. Túto

funkciu môžeme vyjadriť vzťahom:

( ) ( ) ( ) ( )( )( ) 2

12

1∑

=

−+=hn

íii vUhvU

hnhγ

kde: n(h) – počet párov vstupujúcich do výpočtu exp. semivarigramu na vzdialenosti h, h – vektor v n-rozmernom priestore, (vi + h) – nesie v sebe priestor, U(vi) – je konkrétna hodnota.

V praxi veľmi často dochádza v určitej vzdialenosti, nazývanej dosah semivariogramu, k stabilizácii

hodnôt semivariogramu okolo limity ( )γ k ∞ , ktorá sa nazýva prah a súhlasí s apriorným rozptylom

náhodnej funkcie. Prítomnosť nestacionarity v poli sa prejaví nárastom hodnôt semivariogramu buď

neobmedzene, alebo do určitej vzdialenosti.

80

Odvodenie experimentálneho semivariogramu môže byť založené na pravidelne, alebo

nepravidelne rozmiestnených prieskumných bodoch, ležiacich na línii, v ploche, alebo v priestore.

Pri konštrukcii semivariogramu sa používa nasledovný postup (Clark, 1979):

- vychádzame zo siete prieskumných bodov, v bodoch siete je meraný chemizmus, vytvárame

dvojice párov vo zvolenom smere a počítame podľa vzťahu:

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( )21

243

232

221 .....

2

1ii vvvvvvvv

hnh −++−+−+−= −γ

kde: vi - hodnota chemizmu v bode, n(h) - počet párov vytvorených na vzdialenosti h, h - vzdialenosť medzi bodmi v sieti,

- vypočítame hodnoty γ (h) pre rôzne vzdialenosti h ,

- pri výpočte platí pravidlo: h je maximálne 1/2 diagonálnej dĺžky skúmaného územia,

- dostaneme tabuľku hodnôt γ (h) a h, z ktorej zostrojíme graf experimentálneho semivariogramu.

Na horizontálnu os vynášame h a na vertikálnu γ(h). – obrázok 61. Takýmto postupom

vypočítame semivariogrami pre viac smerov a z nich sa vyberie ten, ktorý sa dá najlepšie popísať

niektorým z teoretických modelov.

Procedurálny postup spracovania, od popisu existencie nehomogenít v poli, až po preloženie

teoretických modelov a určenie ich parametrov, sa nazýva štrukturálna analýza a jej hlavnými

úlohami je:

- vyjadrenie kontinuity poľa pomocou kovariancie,

- popis existencie alebo neexistencie nehomogenít v poli hodnôt, ktoré sa prejavia buď nestálosťou

v priebehu semivariogramu v oblasti prahu (zjavné nehomogenity), alebo nespojitosťou v počiatku-

nugget efekt (skryté nehomogenity),

- určenie stacionarity určením existencie driftu,

- odhalenie anizotropie poľa pomocou sledovania zmien charakteristík semivariogramov

zostavených v rôznych smeroch,

- výber vhodného teoretického modelu semivariogramu pre krigovanie (Schejbal, 1983).

Obr. 61 Základné parametre sférického semivariogramu s prahom.

81

Jej výsledkom je nakoniec model semivariogramu, ktorý najdokonalejšie popisuje charakter

regionálnej premennej v priestore a zohľadňuje nehomogenity poľa a existujúci trend.

Teoreticky správny postup vyhodnocovania štrukturálnych charakteristík by mal vychádzať

z údajov bodového charakteru. To je prakticky nerealizovateľné, pretože analyzované vzorky majú

často rôznu hmotnosť a objem, čo sa dá v niektorých prípadoch vzhľadom k plošným rozmerom

ložiska prakticky zanedbať. Iná situácia nastáva vtedy keď musíme analyzovať a porovnať

semivariogrami, vypočítané z údajov získaných zo vzoriek rozdielnej veľkosti. V tomto prípade

nastáva jav prejavujúci sa tým, že semivariogrami sa vzájomne odlišujú a to hlavne posunom v smere

osi γ(h). Postup, ktorý umožní previesť semivariogrami na rovnakú úroveň, čím zaistí ich

rovnocennosť, sa nazýva regularizácia.

Hlavnou úlohou geoštatistiky je poskytnúť v konečnom dôsledku čo najlepší lokálny a

globálny odhad sledovaných veličín v určitom bode, bloku alebo v ložisku ako celku. Existuje niekoľko

empirických a matematických metód ako určiť hodnoty chemizmu T* v neznámom bode B, ak v jeho

okolí je niekoľko bodov Gi so známou hodnotou chemizmu (obr. 54). Jednou z nich je aj krigovanie.

Krigovanie

Mnohonásobnú regresnú procedúru, zameranú na získanie najlepšieho nestranného

lineárneho odhadu priemernej hodnoty veličiny v časti geologického telesa, zo známych hodnôt v

realizovaných prieskumných bodoch geologického telesa, nazval G. Matheron (1986) krigovaním.

Zaužíval sa pre ňu skrátený názov BLUE. Pre krigovanie platí vzťah

∑=n

ii GwT1

*

kde: T* - odhadovaná hodnota chemizmu v konkrétnom dobe B, Gi – známa hodnota chemizmu v i-tom bode (vzorka), wi - váha pozorovania v i-tom bode.

Kritériom vhodnosti odhadu T* voči skutočnej hodnote T je rozptyl odhadu

( ) ( ) ( )∑∑∑= ==

−−=n

i

n

jjiji

n

iii AAGGwwAGw

1 11

2 ,,,2 γγγσ ε

kde: ( )AGi ,=γ - priemerný semivariogram medzi každým bodom Gi zo známom chemizmom

a odhadovanou oblasťou A, ( )ji GG ,=γ - priemerný semivariogram medzi bodmi

v množine bodov zo známym chemizmom, ( )γ = A A, - priemerný semivariogram medzi každým bodom v odhadovanej oblasti A.

Konkrétna hodnota chemizmu, vypočítaná krigovaním závisí od:

- geometrie vzoriek v odhadovanej oblasti,

- modelu semivariogramu ,

- váh pridelených vzorkám.

Pre zaistenie optimálneho odhadu je potrebné minimalizovať chybu rozptylu odhadu:

σ∂σ∂ε

ε22

0− → =minwi

úpravou vzťahu dostaneme tvar:

82

( )( )

012

=−− ∑

i

i

w

w

∂λσ∂ ε

Ak položíme všetky parciálne derivácie rovné nule, dostaneme sústavu rovníc a ako výsledok

získame váhy w wi n... , pričom platí základná podmienka ∑=

=n

iiw

1

1.

Geoštatistika rozlišuje niekoľko typov krigovaní:

a) Pravidelné krigovanie - používa sa pri neznámej priemernej hodnote celej študovanej oblasti a

jednou zo základných podmienok pre použitie tejto metódy je neexistencia trendu. Pri splnení

všetkých podmienok získame veľmi presný odhad, ktorý podhodnocuje vysoké hodnoty

nadhodnocuje nízke hodnoty.

b) Jednoduché krigovanie - používa v prípadoch keď je známa priemerná hodnota celej oblasti.

c) Univerzálne krigovanie - používa sa pri existencii trendu, po jeho odhadnutí získame reziduá a z

nich vypočítame semivariogram a následne urobíme krigovanie.

d) Lognormálne krigovanie - postup je nasledovný: dáta sa transformujú do prirodzených logaritmov,

vypočíta sa semivariogram logaritmovaných hodnôt, vytvorí sa model semivariogramu, urobí sa

krigovanie logaritmov a nakoniec sa urobí spätná transformácia hodnôt.

e) Bodové krigovanie - používa sa v kombinácii s inými druhmi krigovania vtedy, keď je potrebné

oceniť blok nepravidelného tvaru. Hlavné využitie má ako principiálny základ procedúry

automatického kontúrovania.

7.5 Metódy výpo čtu zásob ropy a zemného plynu

Výpočet zásob ropy a zemného plynu sa líši od výpočtu zásob pevných nerastných surovín.

Je to dané rozdielnymi fyzikálnymi vlastnosťami týchto nerastov. Rozdiel je aj v tom, že sa

nevypočítava celkové množstvo ropy a plynu, ale len jeho vyťažiteľná časť.

7.5.1 Parametre na výpo čet zásob ropy a zemného plynu

Tvar a plochu ložiska zistíme zo štruktúrnej mapy povrchu a počvy produktívnej vrstvy.

V štruktúrnej mape musia byť zohľadnené aj výsledky z vrtov, ktoré ložisko nezasiahli, aby bolo

možné korelovať údaje podrobného seizmického prieskumu. Na obrázku 62 sú znázornené niektoré

typy ložísk uhľovodíkov v reze a štruktúrnom pláne.

Stanovenie polohy hladín ropa-voda, plyn-voda resp. ropa-plyn je ďalším dôležitým

parametrom. Hladiny jednotlivých médií môžu byť horizontálne, naklonené alebo inak deformované.

Prirodzené je horizontálne rozvrstvenie, spôsobené odlišnou mernou hmotnosťou ropy, vody a plynu.

Štruktúrou pórového priestoru, zmenami priepustnosti, faciálnymi zmenami v kolektorskej vrstve

alebo prúdením podzemných vôd dochádza k deformáciám pri rozvrstvení. Polohy hladín určujeme

karotážou (najlepšie neutrónovou karotážou) ale aj čerpacími skúškami.

Vonkajšia a vnútorná hranica produktívnosti sa stanoví ako priesečnica roviny povrchu alebo

počvy kolektorskej vrstvy s rovinou hranice ropa - voda alebo plyn - voda. Vonkajšia a vnútorná

hranica má v týchto prípadoch iný význam ako pri ložiskách pevných nerastných surovín.

83

Mocnosť ložiska sa vyčleňuje ako celková efektívna nasýtená mocnosť. Nepočítame do nej

preplástky ílovcov alebo takých súvrství, ktoré nespĺňajú podmienky priemyselného prítoku ropy

alebo plynu.

Pórovitosť je pomer objemu voľných pórov k celkovému objemu kolektorskej horniny. Udáva

sa v percentách. Rozoznávame tri druhy pórovitosti:

- intergranulárnu (medzizrnovú),

- puklinovú,

- kavernóznu.

Obr. 62 Základné typy ložiskových pascí ropy a plynu. 1 – priepustná vrstva, 2 - priepustná vrstva nasýtená uhľovodíkmi, 3 – nepriepustná vrstva, 4 – tektonické poruchy, 5 – izohypsy stropu produktívnej vrstvy, 6 – vyklinenie produktívnej vrstvy, 7 – vyslienenie produktívnej vrstvy, 8 – plocha diskordanie, 9 – hranica ropa-voda (Böhmer a Kužvart, 1993).

84

Výpočty zásob sa komplikujú ak v produktívnom súvrství existujú súčasne dva až tri typy pórovitosti.

Taká situácia môže nastať vtedy, ak sú kolektorskou horninou dolomity alebo vápence. Pórovitosť

hornín sa určuje laboratórne.

Koeficient nasýtenia pórov ropou alebo plynom je parametrom, ktorého stanovenie je

komplikované. Laboratórne z vrtných jadier ho nemožno objektívne stanoviť v dôsledku rôznej afinity

horninových minerálov k plynu, rope a vode. Stanovuje sa geofyzikálne - karotážou. Výsledky potom

korigujeme analógiou so známymi ložiskami. Najnižšia ekonomická hranica nasýtenia pórov ropou je

v ložiskových podmienkach asi 40% (Böhmer a Kužvart, 1993).

Koeficient vyťažiteľnosti je pomer množstva vyťažiteľnej ropy alebo plynu k jeho obsahu

v kolektorskej hornine. Určuje sa laboratórne filtrovaním vody cez vzorku horniny nasýtenú ropou. Pre

ropu je najefektívnejší v rozmedzí 30 až 45%, pre plyn medzi 15 až 30%, pre vodu medzi 60 až 80%.

V praxi býva vyťažiteľnosť ovplyvnená rýchlosťou odťažovania, spôsobom otvárky ložiska a vhodnou

metódou na udržiavanie ložiskovej energie (spôsoby zatláčania vody, plynu, vzduchu do ložiska).

Špecifická hmotnosť ropy (hustota) sa stanovuje laboratórne pri 15,5 oC a pre výpočet

berieme do úvahy hustotu pre celý horizont. Prepočítavací koeficient na zmenu objemu vyťaženej

ropy sa používa na prepočet zásob vypočítaných v hĺbke.

7.5.2 Výpočet zásob ropy

Objemová metóda

Tento spôsob výpočtu vychádza z výpočtu celkového objemu pórov a stupňa ich nasýtenia

ropou na ložisku. Môžeme ho použiť v rôznej etape prieskumu alebo odťažovania.

Základný vzorec (Pluskal a Vaněček, 1982):

bSmPQ ..... γΦ=

kde: Q - geologické zásoby ropy (t), P – produktívna plocha ložiska (m2), m – mocnosť produktívnej vrstvy (m), Φ – koeficient efektívnej pórovitosti, S – koeficient nasýtenia pórov ropou, γ – špecifická hmotnosť (hustota) ropy (t.m-3), b – koeficient stlačiteľnosti ropy.

Celkove vyťažiteľné zásoby určíme ako súčin geologických zásob a koeficientu vyťažiteľnosti.

Metóda materiálových bilancií

Môžeme ju použiť až po odťažení časti zásob (aspoň 20%). Principiálne ide o sledovanie

zmeny fyzikálnych vlastností kvapalín a plynov, obsiahnutých v ťaženom horizonte a ich vzájomnom

pomere v závislosti na zmenách počas ťažby. Tieto distribučné zmeny v ťaženom horizonte sú

podmienené zmenami ložiskového tlaku.

V praxi ide o porovnanie množstva vyťaženej ropy, s množstvom ropy alebo plynu, ktoré vnikli

do ložiska. Pritom musíme brať do úvahy stlačiteľnosť ropy, zmeny objemu rozpustného plynu,

množstvo vody alebo plynu, ktoré sme do ložiska natlačili na udržanie ložiskového tlaku.

Problematicky sa pri tejto metóde stanovuje množstvo vody, ktoré vnikla do zóny ťažby z vodného

zápolia alebo plynu z plynovej čiapky. Preto je potrebné v okolí ťažobného poľa mať situované

pozorovacie sondy. V týchto sledujeme zmeny vývoja tlaku a prietočnosti vody počas ťažby mimo

ložiskového poľa.

85

7.5.3 Výpočet zásob plynu

Objemová metóda

Pri výpočte zásob plynu určujeme počiatočný obsah plynu v hornine na základe geologických,

fyzikálnych a chemických vlastností plynového ložiska. Na rozdiel od výpočtu zásob ropy musíme

poznať vlastnosti plynu, zmeny jeho tlaku a teploty, pričom vychádzame z ložiskového tlaku, teploty a

chemického zloženia plynu.

Základný vzorec (Pluskal a Vaněček, 1982):

( ) kTTmPV .... 00 µααψ −Φ=

kde: V - vyťažiteľné zásoby plynu (m3), P – produktívna plocha ložiska (m2), m – mocnosť plynonosného horizontu (m), Φ – koeficient efektívnej pórovitosti, ψ – opravný teplotný koeficient pre prevod objemu plynu na štandartnú teplotu, T – priemerný ložiskový tlak (atm), T0 – reziduálny tlak (atm), α,α0 – koeficienty odchýlky stlačiteľnosti uhľovodíkových plynov proti chovaniu ideálneho plynu, µ – koeficient nasýtenia pórov plynom, k – koeficient vyťažiteľnosti (v prípade plynového režimu 0,8, v prípade vodného režimu 0,9).

Metóda poklesu ložiskového tlaku

Tento spôsob je použiteľný pre horizonty, kde počas ťažby nedochádza k zmenám prvotného

objemu pórov nasýtených plynom. Nie je použiteľný pri tlakovom vodnom režime, nesmie teda vnikať

voda z ložiskového zápolia do ložiska. Je operatívny a dáva pomerne presné údaje o zásobách.

Závislosť poklesu ložiskového tlaku od vyťaženého množstva plynu je priamková. Ak na takomto

ložisku uskutočníme tri až štyri merania ložiskového tlaku, tak extrapoláciou tejto priamkovej

závislosti do nulového tlaku zistíme hodnotu geologických zásob plynu v ložisku. Toto poznanie

viedlo k uplatneniu sa metodiky v etape prieskumu tzv. prieskum ťažbou.

Základný vzorec (Pluskal a Vaněček, 1982):

( )( )2211

002221

αααα

TT

TTQQV

−−−=

kde: T0,T1,T2 – priemerný ložiskový tlak (atm),), α0,α1,α2 – koeficienty odchýlky stlačiteľnosti uhľovodíkových plynov proti chovaniu ideálneho plynu, Q1, Q2- vyťažené zásoby.

7.6 Variantný výpo čet zásob a jeho vplyv na cenu ložiska

Zásoby výhradného ložiska alebo jeho časti zaraďujeme do bilančných alebo nebilančných

zásob na základe podmienok využiteľnosti zásob výhradných ložísk (PVZ), ktoré sú súborom

geologických, bansko-technických a ekonomických ukazovateľov. Podľa § 13 zákona č.44/1988 Zb.

v znení zákona č.498/1991 Zb. sa podľa nich posudzuje vhodnosť zásob výhradných ložísk na

využitie a sú podkladom na vyhodnotenie a výpočet zásob výhradného ložiska. PVZ výhradného

ložiska v období prieskumu a dobývania určuje ťažobná organizácia. resp. MŽP SR (ak ide o

geologické práce financované zo štátneho rozpočtu Slovenskej republiky).

Každé ložisko je však svojim spôsobom jedinečné a preto nie je možné vopred definovať PVZ

na rozdelenie zásob na bilančné a nebilančné, bez toho aby tieto podmienky nezohľadňovali statické

a dynamické parametre ložiska a ich vzájomnú závislosť. Doterajšie chápanie PVZ nezohľadňuje

vzťah medzi cenou ložiska a geologicko-ložiskovými parametrami, a tak neumožňuje určiť optimálnu

kontúru bilančných zásob.

86

Vopred určené PVZ nezohľadňujú existenciu závislosti medzi cenou ložiska a statickými

geologicko-ložiskovými parametrami - zásobami Z, priemernou kvalitou x a medznou kvalitou x0.

Závažným nedostatkom doterajšej metodiky určovania PVZ pre rudné a vybrané nerudné suroviny je

spoločné určovanie okrajovej vzorky (medznej kvality x0) pre bilančné aj nebilančné zásoby (spravidla

na úrovni 50 % nákladov na úpravu). Takýto prístup mal za následok, že na mnohých rudných aj

nerudných ložiskách sa zvyšovalo množstvo zásob, ale znižovala sa ich priemerná kvalita s

pochopiteľným negatívnym dopadom na cenu ložiska a klasifikáciu zásob z ekonomického hľadiska

(Tréger a Baláž,1999). Z toho vyplýva, že na klasifikáciu zásob na bilančné a nebilančné zásoby ako

aj na ekonomické zhodnotenie ložísk jednovariantný výpočet zásob nepostačuje.

Pomocou variantných výpočtov zásob pri rôznych medzných obsahoch x0 môžeme definovať

závislosti medzi zásobami Z, priemerným obsahom x a medzným obsahom x0. Množstvo

geologických zásob na ložisku ako aj ich priemerná kvalita závisí od stanovenia hodnoty medznej

kvality. Ak stanovíme nízku hodnotu medznej kvality dosiahneme veľké množstvo geologických zásob

s nízkou priemernou kvalitou. Pri zvyšovaní medznej kvality klesá množstvo geologických zásob ale

stúpa priemerná kvalita. Môžeme to sledovať na obrázku 63.

Každé ložisko nerastnej suroviny má svoje špecifické závislosti Z, x a xo, ktoré je možné

graficky a matematicky opísať vychádzajúc z variantných odhadov (výpočtov) zásob pri rôznych

Obr.63 Grafy závislosť množstva zásob na type distribúcie úžitkovej zložky pri rôznych druhoch nerastnej suroviny: a- zodpovedá lognormálnemu až ľavoasymetrickému rozdeleniu úžitkovej zložky, b- zodpovedá pravoasymetrickému rozdeleniu úžitkovej zložky, c, d - zodpovedajú normálnemu rozdeleniu úžitkovej zložky (Tréger a Baláž,1999).

87

medzných obsahoch. Krivka závislosti zásob na medznom obsahu sa mení v závislosti od typu

distribúcie úžitkových zložiek. Distribúcia úžitkových zložiek môže byť normálna (obr. 63–c,d),

lognormálna, ľavoasymetrická (obr. 63-a), pravoasymetrická (obr. 63-b) a pod. Závisí to od druhu

nerastnej suroviny. Závislosť medzi Z a xo býva väčšinou polynomickou funkciou vyššieho stupňa, pri

normálnom rozdelení však ide zväčša o lineárnu závislosť. Pri pravoasymetrickom rozdelení

úžitkových zložiek (napr. magnezity) má závislosť Z/xo parabolický charakter (obr. 63-b).

Nutnosť grafického a matematického opísania každého preskúmaného ložiska s definovaním

závislostí medzi Z, x a xo vyplýva jednak z potreby určenia kontúr bilančných aj nebilančných zásob a

tiež z nutnosti určenia optimálnych Z, x a xo zodpovedajúcich maximálnej cene ložiska pri meniacich

sa ekonomických a technicko-technologických parametroch (cena, výrobné náklady, znečistenie,

výrubnosť, výťažnosť a i.).

Zo závislosti medzi cenou ložiska a statickými geologicko-ložiskovými parametrami Z, x, xo

vyplýva (obr.64), že pri raste svetových cien nerastných komodít (SC1≥SC2≥SC3) a pri konštantných

výrobných nákladoch a technicko-technologických parametroch, dochádza nielen k rastu ceny ložiska

Obr. 64 Závislosť medzi maximálnou cenou ložiska (C) a geologicko-ložiskovými parametrami Z, x, x0 pri zmenách cien nerastných komodít (SC) (Tréger a Baláž,1999).

88

(C1≥C2≥C3), ale zároveň aj k posunu optimálnych geologicko-ložiskových parametrov Z, x a xo

zodpovedajúcich maximu ceny ložiska ( Tréger a Baláž,1999):

- Pri svetovej cene SC1 maximu ceny ložiska C1 zodpovedajú zásoby ložiska Z1 s priemernou

kvalitou x1 nad medzným obsahom xo1.

- Pri svetovej cene SC2 maximu ceny ložiska C2 zodpovedajú zásoby ložiska Z2 s priemernou

kvalitou x2 nad medzným obsahom xo2.

- Pri ďalšom poklese svetovej ceny na úroveň SC3 maximu ceny ložiska C3 zodpovedajú zásoby

ložiska Z3 s priemernou kvalitou x3 nad medzným obsahom xo3.

- Ďalší pokles svetovej ceny danej komodity by viedol k zápornej hodnote ceny ložiska, t. j. na

ložisku by neboli klasifikované bilančné zásoby, len zásoby nebilančné.

Podobné závislosti medzi cenou ložiska a statickými geologicko-ložiskovými charakteristikami

(Z, x, xo) platia aj v prípade významnejších zmien výrobných nákladov a technicko-technologických

parametrov. Z uvedených závislostí vyplýva, že cena ložiska C (ekonomická hodnota jeho overených

zásob) je funkciou ceny suroviny c, výrobných nákladov n, technicko-technologických parametrov tp,

ale tiež od geologicko-ložiskových parametrov (Z, x, Xo), ktoré zásadným spôsobom ovplyvňujú

dynamické ekonomické a technicko-technologické parametre:

C →→→→ f (Z, x, x o, n, c, tp)

Zo vzájomných závislostí medzi tzv. statickými (geologicko-ložiskovými) a dynamickými (technicko-

technologickými a ekonomickými) parametrami ložísk nerastných surovín vyplýva:

• Maximálnej cene ložiska pri konštantnej cene suroviny, konštantných výrobných nákladoch a

technicko-technologických parametroch zodpovedá len presne určené množstvo zásob

definované hodnotou medzného obsahu xo, hodnotou priemerného obsahu x a geologickými

zásobami Z.

• Významné zmeny cien surovín, výrobných nákladov, technicko-technologických parametrov,

majú za následok zmeny medzných obsahov xo, priemerných obsahov x a geologických zásob Z

definujúcich maximálnu cenu ložiska.

• Pri určitej relácii ceny suroviny a výrobných nákladov (n ≥ c) sa bilančné zásoby na ložisku

„strácajú“ (ZB = O) a zostávajú len nebilančné zásoby, ktorých množstvo (ZN) a priemerný obsah

(xN) zodpovedajú zásobám nad kontúrou medzného obsahu pre nebilančné zásoby (xoN).

Problém stanovenia bilančných a nebilančných zásob pri tejto metodike vychádza

z nejednoznačných definícii a určenia rozhraní medzi bilančnými a nebilančnými zásobami a medzi

nebilančnými a sterilnými, resp. slabo mineralizovanými horninami. Pri bilančných zásobách ťažba

musí byť zisková a problémom je stanovenie optimálnej miery zisku, ktorý vlastne určuje kontúry

bilančných zásob ložiska (obr.65).

Na niektorých veľkých ložiskách s vysokou kvalitou suroviny (s vysokou hodnotou

diferenciálnej banskej renty), je možné okrem kontúry zásob definujúcich maximálnu cenu ložiska (pri

x0max.), určiť aj kontúry zásob s hodnotou nižšou ako x0max , vyhovujúce požiadavke na bilančné

zásoby, napr. s rentabilitou 10 %, 20 %, 30 % a pod. Ide o problém metodický aj ekonomický - o

89

určenie racionálnej hranice medzi tzv. racionálnym využitím nerastného bohatstva a tzv. rabovaním

ložísk.

Pri definovaní spodnej hranice bilančných zásob by sa mali zohľadňovať trendy vývoja

techniky, technológie a ekonomiky (ceny surovín, výrobné náklady). Obrázok 66 zobrazuje metodiku

stanovenia bilančných a nebilančných zásob na základe výrobných nákladov a úžitkovej hodnoty.

Vhodná metodika ekonomického hodnotenia (oceňovania) ložísk zabezpečuje aj racionálnu

klasifikáciu overených zásob na zásoby bilančné a nebilančné. Podstata ekonomického hodnotenia

(ocenenia) ložiska nerastnej suroviny spočíva v určení podnikateľskej ceny prostredníctvom

podnikateľskej metódy ocenenia každého ložiska samostatne s modelovaním ťažby a určením ceny

ložiska pre každý variant vypočítaných zásob.

Obr. 65 Metodika určovania (klasifikácie) bilančných a nebilančných zásob na výhradných

ložiskách (Tréger a Baláž,1999).

90

Ak chceme pristúpiť k novému ekonomickému hodnoteniu overených zásob, zohľadňujúcemu

závislosti medzi tzv. statickými (geologicko-ložiskové) a dynamickými (technicko-technologické

a ekonomické) parametrami overených ložísk, musíme postupovať podľa nasledovných krokov

(Tréger a Baláž,1999):

- do procesu ekonomického hodnotenia vstupujú geologicko-ložiskové parametre - zásoby,

priemerné obsahy, medzné obsahy,

- systém ekonomického hodnotenia overených zásob začína variantným výpočtom zásob, ktorý

umožní priestorové okontúrovanie zásob rôznych kvalít pri rôznych medzných obsahoch,

pokrývajúcich celý interval kvalít overených v ložisku nad hodnotou medzného obsahu prijatého

pre nebilančné zásoby [xoN]. Variantný výpočet zásob umožní matematické a grafické vyjadrenie

závislostí medzi zásobami ložiska, medzným obsahom a priemerným obsahom,

1 2

Obr. 66 Metodika určenia bilančných a nebilančných zásob a ceny ložiska na základe výrobných nákladov a úžitkovej hodnoty nerastných surovín. 1 - bilančné zásoby, 2 - nebilančné zásoby. (Tréger a Baláž,1999).

91

- každý variant výpočtu zásob sa následne technicko-ekonomicky hodnotí a prostredníctvom

úžitkovej hodnoty 1t, výrobných nákladov na 1t a množstva vyťažiteľných zásob sa pre každý

variant výpočtu zásob vyčísli cena ložiska vhodnou metodikou (napr. cash-flow),

- po technicko-ekonomickom zhodnotení variantných výpočtov zásob je možné následne

klasifikovať:

Bilančné zásoby

a) medzný obsah pre bilančné zásoby [xoB],

b) priemerný obsah bilančných zásob [xB],

c) množstvo bilančných zásob [ZB],

d) medzný obsah pre bilančné zásoby, zodpovedajúci maximálnej cene ložiska [xoBmax.],

e) priemerný obsah pre bilančné zásoby, zodpovedajúci maximálnej cene ložiska [xBmax.],

f) množstvo bilančných zásob [ZBmax.], zodpovedajúce maximálnej cene ložiska.

Nebilančné zásoby

a) medzný obsah pre nebilančné zásoby [xoN],

b) priemerný obsah nebilančných zásob [xN],

c) množstvo nebilančných zásob [ZN].

Uvedené podmienky resp. kondície pre bilančné zásoby vychádzajú z požiadavky pokrytia výrobných

nákladov s 10 percentnou mierou zisku.

Definovanie bilančných a nebilančných zásob na overenom výhradnom ložisku prináša

nasledujúce výhody:

a) overené zásoby ložiska sú ocenené aj v peňažnom vyjadrení (je určená cena ložiska), na základe

platných cien v čase hodnotenia, výrobných nákladov a technicko-technologických parametrov,

čo umožní vlastníkovi ložiska rokovanie s ťažobným subjektom o úhradách za ťažbu ložiska

(royalty),

b) variantné výpočty zásob a ich výsledky, definujúce chudobné aj bohaté časti ložiska (bilančné aj

nebilančné zásoby), predstavujú vstupné informácie o ložisku

c) prehodnotenie bilančnosti - nebilančnosti a ceny ložiska je jednoduché, realizuje sa zmenou

vstupných ekonomických parametrov (ceny, výrobné náklady).

7.7 Presnos ť výpo čtu zásob

Vyjadrenie presnosti výpočtu zásob (množstvo alebo kvalita úžitkovej zložky) sa stáva stále

požadovanejšou charakteristikou nielen pri klasifikácii zásob ale aj pri riešení problémov ťažby a

spracovania suroviny. Presnosť výpočtu je vždy daná presnosťou stanovenia jednotlivých parametrov

a za predpokladu platnosti teórie chýb je možné vyčísliť súhrnnú chybu výpočtu množstva úžitkovej

zložky zo vzorca:

+

+

+

=2222

2

vcmPQ vcmP

Q

σσσσσ

92

kde: 2Qσ - disperzia množstva úžitkovej zložky, Q - vypočítané množstvo úžitkovej zložky,

P,m,c,v - parametre základného výpočtového vzorca, 2222 ,,, dcmP σσσσ - disperzie hodnôt

jednotlivých parametrov.

Pri vyjadrovaní presnosti výpočtu zásob (množstva) úžitkovej zložky je potrebné rešpektovať:

a ) spodnú hranicu, ktorá nesmie porušiť podmienku Qmin≥0 ,

b) také vyjadrenie a popis premenlivosti hodnôt vstupných údajov, ktoré sa do chyby stanovenia

parametra síce premietajú, ale s chybou sa nestotožňujú,

c) postup, objem a štruktúra vstupných údajov, z ktorých boli parametre výpočtu definované.

Presnosť objemových parametrov súvisí jednak s geologickou stavbou ložiska, ale aj s

hustotou pozorovaní a zo stanovením princípu vymedzenia základných výpočtových jednotiek.

Vylúčenie hrubých chýb zabezpečujú opakované merania. Presnosť parametrov rastie s hustotou

bodov a línií pozorovaní. Pretože parameter objemovej hmotnosti, zaťažuje výpočet zásob chybou až

do 15%, odporúča sa zväčšiť počet meraní objemovej hmotnosti na hranici každej výpočtovej

jednotky. Presnosť stanovenia parametra obsahu sa stáva v teórii i praxi základom hodnotenia a

pozorovania presnosti výpočtu množstva úžitkovej zložky. Z tohto hľadiska vychádza francúzska

geoštatistická škola, ktorá používa disperziu ako merítko presnosti. Závery tejto školy sa

zovšeobecňujú v hraniciach telesa nerastných surovín nebo výpočtových jednotiek. Celková disperzia

hodnoty obsahu sa podľa francúzskych výskumov člení:

222exvzc σσσ +=

kde: 2cσ - disperzia obsahu, 2

vzσ - disperzia vzorkovania 2exσ - disperzia extrapolácie.

Podklady pre štúdium presnosti výpočtu zásob poskytujú údaje, získané počas ťažby

jednotlivých ložísk a Iožiskových rajónov. Tieto údaje sa získavajú:

a) porovnaním vypočítaného množstva úžitkovej zložky so skutočne vydobytým množstvom v

hranici výpočtovej jednotky,

b) porovnaním vypočítaného parametra obsahu so stredným obsahom úžitkovej zložky vo

vyťaženej surovine,

c) porovnaním množstva vyťaženej suroviny s množstvom, vypočítaným podľa priebežného

sledovania distribúcie úžitkovej zložky počas dobývania.

Účel a možnosti porovnania závisia na druhu suroviny, genetickom type ložiska a zvolenom

postupe dobývania. Vierohodnosť výsledkov je ovplyvnená stratami alebo znečistením pri dobývaní,

doprave suroviny a stratami pri úprave. Na niektorých ložiskách sa počas ťažby vyskytnú polohy

alebo mineralizované štruktúry, s ktorými sa pri výpočte neuvažovalo, ale ich vydobytie ovplyvní

konečný výsledok. Preto na ložiskách, kde je na presnosť výpočtu zásob kladený patričný dôraz

prinesie najviac podkladov pre spresnenie výpočtu priebežné vzorkovanie bloku počas ťažby.

93

7.8 Modelovanie geologických objektov a ich paramet rov

Základným a často aj najťažším krokom pri riešení geologických problémov je prevod

reálnych geologických objektov do formy abstraktných modelov. Proces modelovania v zásade

rozlišuje priestorové modelovanie morfológie geologických telies a modelovanie vnútorných atribútov

geologických telies. Je potrebné zdôrazniť, že neexistuje jednotný postup modelovania ani

jednoznačné pravidlá výberu vhodných metód spracovania dát.

Zložitosť geologických objektov si obyčajne vyžaduje rozumné zjednodušenie modelu, ináč

by riešenie bolo príliš komplikované alebo dokonca nemožné. Skutočnosťou je aj to, že reálny efekt z

aplikovania zložitých modelov nie je často úmerný vynaloženej práci.

7.8.1 Tvorba digitálnych modelov

Bansko-meračskú a geologickú dokumentáciu v modernom ponímaní digitálnych technológií

predstavujú digitálne grafické dáta. Sú to predovšetkým digitálne mapy a snímky uložené v súboroch

na pamäťovom médiu. Delíme ich na základe toho, ako sú získané a upravované na dva základné

typy a to rastrové a vektorové.

Rastrové dáta - v prípade prevodu napr. papierových mapových podkladov do rastrovej formy sa celý

podklad scanovaním rozdelí na pravidelné základné jednotky, ktoré v počítačovej terminológii

označujeme pixely. Takto vznikne akási mozaika bodov, ktoré majú najčastejšie štvorcový tvar.

Rastrové dáta majú veľmi jednoduchú štruktúru, ale sú objemné.

Vektorové dáta - grafické dáta sú vo vektorovom tvare zaznamenané pomocou základných

elementov, ktorými sú body, lomené čiary a krivky. Dáta sú vo vektorovom súbore zapísané pomocou

súradníc koncových a lomových bodov. Výhodou vektorových dát je kompaktná dátová štruktúra,

presná lokalizácia objektov súradnicami a vyššia kvalita výstupov. Nevýhodou je pracná digitalizácia

dát (tvorba máp), realizovateľná následovnými spôsobmi:

a) Digitalizácia pomocou digitalizačného tabletu. Pri tejto metóde sa používa vektorovo orientovaný

grafický editor, ktorý je schopný spracovať dáta z digitalizácie, digitalizačný tablet a analógová

mapa, ktorú chceme transformovať do digitálnej podoby. Na snímanie bodov z podkladu

používame špeciálne zariadenie, tzv. kurzorovú myš, ktorou riadime aj samotnú digitalizáciu.

b) Vektorizácia scanovaných obrázkov. Na obrazovke počítača sa zobrazí scanovaný obrázok a

umiestni sa do reálnych zemepisných súradníc ako podklad. Pomocou grafického editora sa

tento obrázok prekresľuje v podobe čiar a kriviek do vektorového tvaru.

c) Vkladanie údajov z priameho geodetického merania. Potrebné polohové a výškové údaje sa

zamerajú v teréne a zaznamenajú sa vo forme textového súboru na záznamník. Grafické editory

tento textový súbor potom importujú a vykreslia digitálny obrázok.

d) Tvorba digitálnych podkladov pomocou GPS. Je to nová metóda, využívajúca na určenie polohy

akéhokoľvek miesta na Zemi satelitný systém GPS (Global Positioning System). Na určenie

polohy prijímača na Zemi, t.j. zemepisnej šírky a dĺžky musí prijímač spracovať údaje z troch

satelitov. Štvrtý satelit je potrebný na určenie výšky. Z takto získaných údajov sa následne

vykresľuje digitálny obrázok (Blišťan a Grinč, 1998).

94

Na kreslenie digitálnych vektorových máp a zostavovanie modelov sa používajú CAD systémy.

V súčasnosti existuje vo svete už celá paleta grafických prostredí, vhodných na kreslenie a

navrhovanie aj v oblasti geológie a baníctva. Ich používaním vznikajú nové možnosti pre tvorbu

analytických máp a priestorových modelov. Tieto technológie sa v posledných rokoch začínajú

uplatňovať pri modelovaní geologických telies a javov.

7.8.2 Matematické modely

Široké uplatnenie matematických metód v geovedách vyplýva zo skutočnosti, že v procese

formovania geologických telies dochádzalo interakciou celého radu faktorov k vzniku veľmi zložitých

systémov. Tieto sa vyznačujú určitou priestorovou štruktúrou a zastúpením náhodnej zložky. Pri

projektovaní, vykonávaní a vyhodnocovaní geologických prác sa stretávame s problémami popisu

charakteru priestorových geologických dátových veličín.

Z hľadiska aplikácie matematicko-štatistických metód je možné vyčleniť určité typy úloh a

postupy, ktoré sú spoločné pre rôzne druhy riešených problémov. Riešenie týchto typových úloh

spracovania dát je možné rozdeliť do niekoľkých chronologicky za sebou nasledujúcich krokov.

Výsledkom matematického modelovania sú v konečnom dôsledku 2D alebo 3D modely geologických

objektov, zobrazujúce distribúciu sledovaného javu (mapy izolínií a pod. obr. 16 a 21).

7.8.3 Deterministické a dynamické modely

Využitím širokej palety metód aplikovanej matematiky je možné zostrojiť komplexné modely

geologických objektov. Od charakteru a presnosti vstupných dát závisí vypovedacia schopnosť a

hodnovernosť takéhoto modelu. Podľa účelnosti a významu je ich možné rozdeliť na:

- deterministické - modelujú genézu a charakter distribúcie na základe prírodných zákonov. Sú v

podstate nemenné, pretože sú jednoznačne dané prírodnými podmienkami in situ.

- dynamické - sú flexibilné, meniace sa v čase a prispôsobujúce sa definovaným parametrom a

účelu, pre ktorý boli zostrojené. Zobrazujú sledovaný jav na základe preddefinovaných

parametrov (kvalita, mocnosť, podmienky využiteľnosti a pod. - obrázok na obálke: model

rozloženia blokov bilančných zásob a banských diel na ložisku Kobeliarovo).

Z teoretického hľadiska sú významné deterministické modely. V praxi ich jednoznačne nahrádzajú

dynamické modely, zostrojené obyčajne na báze deterministických. Vhodne zostrojené dynamické

modely prinášajú vyššiu produktivitu a efektívnosť vo všetkých oblastiach ich použitia.

95

8 KATEGÓRIZÁCIA ZÁSOB A ZDROJOV Výpočtom parametrov ložiska - množstvo a kvalita suroviny, získame podklady pre zaradenie

zásob do jednotlivých kategórií preskúmanosti. Výsledky výpočtu zásob celého ložiska slúžia neskôr

pre celkové ocenenie ložiska.

8.1 Kategórie zásob výhradných ložísk

O klasifikácii a výpočte zásob výhradných ložísk pojednáva vyhláška SGÚ č.6 / 1992 Zb.

Zásoby výhradného ložiska sa podľa stupňa preskúmanosti výhradného ložiska alebo jeho časti a

stupňa znalosti jeho úložných pomerov, akosti, technologických vlastností a bansko-technologických

podmienok klasifikujú na tieto kategórie:

a) overené zásoby Z-1

b) pravdepodobné zásoby Z-2

c) predpokladané zásoby Z-3

Kategória overených zásob Z-1 zahŕňa zásoby, ktorých:

a) tvar, rozmery, úložné pomery a vnútorná stavba sú známe a overené prieskumnými dielami,

b) akosť, technologické vlastnosti a zákonitosti priestorového rozmiestnenia technologických

typov sú určené na základe laboratórnych a modelových, prípadne prevádzkových skúšok

a priestorová distribúcia úžitkových a škodlivých zložiek je preukázaná,

c) geologické a bansko-technické podmienky určujúce ich dobyvateľnosť sú známe a overené.

Kategória pravdepodobných zásob Z-2 zahŕňa zásoby, ktorých:

a) tvar, rozmery, úložné pomery a vnútorná stavba sú odvodené z geologických, geochemických

a geofyzikálnych údajov a sú potvrdené takým rozsahom prieskumných diel, ktoré dovoľujú

predpokladať prepojiteľnosť medzi jednotlivými bodmi pozorovania,

b) akosť, technologické vlastnosti a priestorové rozmiestnenie technologických typov sú určené

na základe laboratórnych, prípadne modelových skúšok a priestorová distribúcia úžitkových

a škodlivých zložiek je známa,

c) geologické a bansko-technické podmienky určujúce ich dobyvateľnosť sú zistené

z vykonaných prieskumných diel a sú odvodené aj na základe analógie z obdobných ložísk.

Kategória predpokladaných zásob Z-3 zahŕňa zásoby, ktorých:

a) tvar, rozmery, úložné pomery a vnútorná stavba sú odvodené z geologických, geochemických

a geofyzikálnych údajov, odkryvov alebo aj ojedinelých technických prác (ďalej len

prieskumné diela),

b) akosť a technologické vlastnosti sú určené na základe laboratórnych skúšok alebo na základe

analógie z obdobných ložísk, distribúcia úžitkových a škodlivých zložiek je známa orientačne,

c) geologické a banskotechnické podmienky určujúce ich dobyvateľnosť sú odvodené

z ojedinelých údajov a na základe analógie z obdobných ložísk.

Podľa vhodnosti na hospodárske využitie sa zásoby klasifikujú na:

a) bilančné zásoby,

b) nebilančné zásoby.

96

Bilančné zásoby sú zásoby v súčasnosti využiteľné a vyhovujú súčasným technickým,

technologickým a ekonomickým podmienkam využitia výhradného ložiska alebo jeho časti.

Nebilančné zásoby sú zásoby v súčasnosti nevyužiteľné, ich využiteľnosť sa však s ohľadom na

očakávaný technický, technologický a ekonomický vývoj predpokladá v budúcnosti.

Podľa možnosti dobývania, podmienenej technológiou dobývania, bezpečnosťou prevádzky a

určenými ochrannými piliermi sa zásoby klasifikujú na:

a) viazané zásoby,

b) voľné zásoby.

Viazané zásoby sú zásoby v ochranných pilieroch povrchových a podzemných stavieb, zariadení a

banských diel a v pilieroch, určených na zaistenie bezpečnosti prevádzky a ochrany chránených

záujmov. Ostatné zásoby sú voľné.

Zaradenie zásob výhradného ložiska alebo jeho časti do bilančných alebo nebilančných

zásob určujú podmienky využiteľnosti zásob, ktoré sa použijú podľa druhu nerastu a charakteru

ložiska. Ukazovatele podmienok delíme do týchto skupín :

a) geologické,

b) bansko-technické,

c) ekonomické.

Na základe týchto podmienok sa vypočítavajú zásoby výhradného ložiska.

8.2 Hodnotenie prognóznych zdrojov nerastov

Prognózne zdroje nerastov sa odhadujú do hĺbok prístupných pre súčasné alebo výhľadové

dobývanie podľa súčasných ekonomických, bansko-technických, technologických a iných podmienok,

pričom sa prihliada aj na možné zmeny týchto podmienok v budúcnosti. Odhad sa vykoná v

jednotkách hmotnosti alebo objemu s vymedzením prognóznej plochy.

Množstvo prognóznych zdrojov nerastov sa udáva na základe odborného odhadu v

hraniciach veľkých regiónov, panví alebo ložiskových celkov a v ich častiach. Hodnotenie

prognóznych zdrojov nerastných surovín upravuje vyhláška MŽP SR č. 141/2000 Z.z.

Prognózne zdroje nerastov sa členia na:

a) prognózne zdroje nerastov P 1, ktorých prítomnosť sa predpokladá na základe extrapolácie

zásob a na základe pozitívneho hodnotenia ložiskových indícií a anomálií zistených pri

geologickom mapovaní a geofyzikálnych, geochemických a iných prácach v panvách, revíroch

alebo geologických regiónoch, kde sú známe ložiská rovnakého formačného a genetického

typu; odhad prognóznych zdrojov nerastov a predstava o tvare a rozmeroch ložiskových telies,

ich zložení a kvalite vychádzajú z analógie so známymi ložiskami nerastov,

b) prognózne zdroje nerastov P 2, ktorých prítomnosť sa na základe priaznivých stratigrafických,

litologických, tektonických a paleogeografických predpokladov zistených v hodnotenej oblasti

pri geologickom mapovaní a analýzou geofyzikálnych a geochemických údajov predpokladá v

hodnotenej oblasti; odhad množstva a kvality prognóznych zdrojov nerastov vychádza z

analógie s inými, podrobnejšie preskúmanými oblasťami, v ktorých sa zistili alebo overili ložiská

rovnakého genetického a formačného typu.

97

8.1 Princípy klasifikácie zásob a zdrojov pod ľa OSN

Klasifikácia OSN vychádza z troch faktorov, a to geologickej preskúmanosti, odhadu

využiteľnosti a ekonomickej efektívnosti. Najdôležitejším faktorom je ekonomická realizovateľnosť,

ktorá je podporovaná ostatnými dvoma faktormi.

Geologická preskúmanosť – je rozdelená do štyroch etáp geologických prác, na seba naväzujúcich

podľa geologickej istoty v poradí: výskum, vyhľadávanie, predbežný prieskum a podrobný prieskum.

Odhad využiteľnosti – delí sa na tri stupne s rastom detailnosti: geologická štúdia, predbežná štúdia

využiteľnosti, štúdia využiteľnosti / ťažobná správa. Najvyšší stupeň istoty má ťažobná správa a

štúdia využiteľnosti, ktoré poskytujú údaje o ekonomickej realizovateľnosti.

Ekonomická efektívnosť – charakterizuje stav zásob (zdrojov) vyplývajúcich z ocenenia

realizovateľnosti. Je vlastne tretím rozmerom matice v systéme klasifikácie OSN. Ekonomickú

realizovateľnosť delíme na: ekonomickú (tú podrobnejšie delíme na normálne ekonomickú a

podmienene ekonomickú ) a potenciálne ekonomickú (podrobnejšie delenú na okrajovo ekonomickú

a podokrajovo ekonomickú).

Všetkým trom faktorom je priradené číslo charakterizujúce stupeň ich poznania. Nasledujúca

schéma (obr. 67) znázorňuje vzťah týchto troch faktorov.

Obr. 67 Systém klasifikácie zásob podľa OSN. Osy: E – economic (pre ekonomickú efektívnosť), F – feasibility (pre štúdiu využiteľnosti) G – geology (pre geologickú štúdiu) (Tréger a Baláž,1999).

98

Porovnanie terminológie zásob a zdrojov v SR a OSN

Každý národný klasifikačný systém zásob a zdrojov vo svete používa svoje vlastné pojmy.

Klasifikácia OSN vychádzala z definície pojmov zásob a zdrojov z CMMI (Council for mining and

metallurgical Institutions). Definície CMMI používajú investori, akcionári a bankári. Tieto definície boli

zahrnuté do klasifikácie OSN ako základ pre ďalšie diskusie o použití týchto definícii v rôznych

jazykoch. Tabuľka 4 ukazuje spôsob zohľadnenia kategórií CMMI do systému OSN.

Tabuľka 4 Prevod medzi systémom klasifikácie CMMI a systémom OSN (Tréger a Baláž,1999)

Kód CMMI kategória OSN návrh

111 dokázané minerálne zásoby dokázané zásoby

121 a 122 predpokladané minerálne zásoby pravdepodobné zásoby

211 merateľné minerálne zdroje podrobne ocenené zdroje

221 a 222 indikované minerálne zdroje predbežne ocenené zdroje

331 merané minerálne zdroje merané zdroje

332 indikované minerálne zdroje pravdepodobné zdroje

333 prechodné minerálne zdroje predpokladané zdroje

334 prognózne zdroje

Celkové minerálne zdroje - sú definované ako prírodný výskyt koncentrácie surovín ekonomického

záujmu so špecifikovanou geologickou istotou.

Zásoby - predstavujú ekonomicky ťažiteľnú časť celkových minerálnych zdrojov ako sú

definované ocenením využiteľnosti.

Zvyškové zdroje - predstavujú ostatné celkové minerálne zdroje, ktoré nie sú definované ako

zásoby.

Podľa medzinárodnej klasifikácie zásob a zdrojov OSN sú zásoby a zdroje rozdelené do 8 tried ako

vidíme v tabuľke 5. Každá trieda je charakterizovaná určitou kategóriou ekonomickej efektívnosť: 1 =

ekonomickou, 2 = potencionálne ekonomickou, 1–2 = ekonomickou až potencionálne ekonomickou,

? = neurčitou.

Mimo klasifikácie zásob a zdrojov existujú tzv. mineralogické výskyty a neekonomické

výskyty, ktoré nie sú súčasťou zásob q zdrojov. Definujeme ich nasledovne:

a) mineralogické výskyty - predstavujú mineralizáciu bez špecifickej geologickej určitosti.

b) neekonomické výskyty - minerálne koncentrácie bez ekonomického významu.

Tieto termíny boli definované na demonštráciu hraníc systému klasifikácie OSN a súčasne na

vyjasnenie rozličných významov, s akým sa tieto termíny používajú. V tabuľke 6 je znázornený návrh

kritérií pre zaradenie súčasných zásob klasifikovaných v SR do tried klasifikácie OSN podľa

jednotlivých os (EFG), t.j. podľa geologickej preskúmanosti, odhadu využiteľnosti a ekonomickej

efektívnosti.

99

Tabuľka 5 Rozdelenie zásob a zdrojov do 8 tried podľa medzinárodnej klasifikácie zásob a zdrojov OSN (Tréger a Baláž,1999)

Systém klasifikácie OSN Podrobný prieskum

Predbežný prieskum Vyhľadávanie Rekognoskácia

Národný systém

Podrobná štúdia

využite ľnosti alebo ťažobná

správa

1 dokázané zásoby (111)

2 podrobne ocenené zdroje

(211)

obvykle irelevantné

Predbežná štúdia

využite ľnosti

1 pravdepodobné zásoby (121) + (122)

2 predbežne ocenené zdroje (221) + (222)

Počiato čná štúdia

využite ľnosti

1-2 merané zdroje

(331)

1-2 pravdepodobné zdroje (332)

1-2 predpokladané zdroje (333)

? prognózne zdroje

(334)

Tabuľka 6 Návrh kritérií pre zaradenie súčasných zásob klasifikovaných v SR do tried klasifikácie OSN ( Tréger a Baláž, 1999)

Klasifikácia OSN Ekvivalent v SR

Geologická preskúmanosť:

4 - rekognoskácia

3 - vyhľadávanie základný výskum, regionálna geológia

2 - predbežný prieskum vyhľadávací prieskum

1 - podrobný prieskum podrobný prieskum, ťažobný prieskum

Odhad využiteľnosti:

3 - počiatočná štúdia využiteľnosti výpočet zásob podľa podmienok využiteľnosti zásob

2 - predbežná štúdia využiteľnosti variantný výpočet zásob s odhadom ceny ložiska

1 - podrobná štúdia využiteľnosti technicko-ekonomická štúdia

Kategórie ekonomickej efektívnosti (vyplývajú zo stupňa odhadu využiteľnosti):

3 - ekonomická až potenciálne ekonomická nebilančné až bilančné zásoby

2 - potenciálne ekonomická nebilančné zásoby

1 - ekonomická bilančné zásoby

100

9 ZÁVEREČNÁ SPRÁVA VÝPOČTU ZÁSOB

9.1 Posudzovanie a odsúhlasovanie závere čných správ

Záverečná správa s výpočtom zásob výhradného ložiska alebo s výpočtom množstiev vôd v

hydrogeologickom celku sa musí posúdiť a odsúhlasiť do šiestich mesiacov od jej predloženia alebo

sa v tejto lehote vráti na doplnenie. Doplnená záverečná správa sa musí posúdiť a odsúhlasiť do

troch mesiacov od jej doplnenia.

9.2 Obsah závere čnej správy k výpo čtu zásob ložiska nerastov

Obsah záverečnej správy k výpočtu zásob určuje vyhláška MŽP SR 141/2000 Z.z.. Podľa uvedenej

vyhlášky musí záverečná správa obsahovať nasledujúce body: 1. Priestorová charakteristika ložiska

1.1 Začlenenie ložiska do geologického regiónu

1.2 Opis ložiska a jeho uloženie

1.3 Vnútorná stavba ložiska

1.4 Sprievodné nerasty

2. Akostná a technologická charakteristika ložiska

2.1 Vymedzenie druhu nerastov a jej technologických typov

2.2 Akostná charakteristika nerastov a jej technologických typov a sprievodných surovín, hlavné a

vedľajšie úžitkové a škodlivé zložky

2.3 Premenlivosť kvality nerastov

3. Hydrogeologická charakteristika

3.1 Hydrogeologická charakteristika územia

3.2 Zvodnené vrstvy, vplyv tektoniky a skrasovatenia na hydrogeologické pomery ložiska a výskyty

krasových vôd

3.3 Riešenie vzťahu zvodnenia ložiska k nadložiu a podložiu a k jeho okoliu

3.4 Chemické zloženie vôd, možné zdroje znečistenia

3.5 Výpočet prítokov vôd pri otvorení ložiska a jeho dobývaní, oblasť hydraulického vplyvu

odvodnenia

4. Spôsob spracovania a výsledkov výpočtu zásob

4.1 Metodika výpočtu, základné parametre vo vzťahu k podmienkam využiteľnosti zásob

4.2 Výsledky kontrolných skúšok

4.3 Zásady geometrizácie, extrapolácie a zaradenia zásob do kategórií

4.4 Tabuľka výpočtov, celkové výsledky výpočtu a porovnanie s predchádzajúcim výpočtom

4.5 Odborný odhad prognóznych zásob

5. Evidenčný list prognóznych zdrojov nerastov, náležitosti záverečnej správy

6. Pasport zásob výhradného ložiska, náležitosti

7. Podmienky využívania zásob a hodnotenie vzťahu k životnému prostrediu

8. Návrh na optimálne využitie ložiska a jeho hospodársky význam

101

9.3 Osobitné náležitosti závere čnej správy

Osobitné náležitosti záverečnej správy s výpočtom zásob výhradného ložiska sú (Vyhl. MŽP SR

141/2000 Z.z):

a) návrh na schválenie zásob výhradného ložiska, ktorý obsahuje identifikačné údaje o ložisku,

jeho miestopisnú polohu, nerastnú skladbu, údaje o geologickej preskúmanosti s geologickou

charakteristikou a opisom ložiska,

b) podmienky a spôsob jeho ochrany a využívania,

c) stav a kvalita zásob výhradného ložiska podľa kategórií a typov,

d) podmienky využiteľnosti použité na ich vyhodnotenie,

e) osvedčenie o výhradnom ložisku,

f) povrchová mapa situácie.

V záverečnej správe s odborným odhadom prognóznych zdrojov nerastov sa tieto prognózne zdroje

vyhodnocujú podľa zvláštnych podmienok stanovených zákonom. Záverečná správa v takých

prípadoch obsahuje evidenčný list progróznych zdrojov nerastov. Ak je záverečná správa základného

geologického výskumu súčasťou úlohy grantovej agentúry, forma a osnova záverečnej správy sa

zladia s požiadavkami obstarávateľa.

9.4 Prílohy k závere čnej správe a výpo čtu zásob

Zoznam príloh záverečnej správy a výpočtu zásob určuje vyhláška MŽP SR 141/2000 Z.z.. Sú to: 1. Situačná mapa skúmaného územia s označením čísla mapového listu

2. Geologická mapa skúmaného územia

3. Geologické mapy a rezy (vrátane mapy dokumentačných bodov)

4. Mapy a rezy blokov dokumentujúce výpočet zásob ložiska nerastov

5. Mapy prognóznych zdrojov nerastov

6. Podmienky využiteľnosti zásob výhradných ložísk alebo množstiev vôd

7. Súhrnná geologická dokumentácia vrtov, banských diel a pod., grafy meraní a čerpacích skúšok,

údaje získané rozbormi vzoriek dokumentujúce textové časti

8. Návrh na schválenie zásob výhradného ložiska alebo množstiev vôd

102

LITERATÚRA

Aľbov, M. N. (1961): Oprobovanie rudnych mestoroždenij. Moskva, Gos. Nauk. Tech.-izd. Lit. Po gor.

Delu. 255s.

Blišťan, P. (1995): Analýza kvalitatívnych a kvantitatívnych parametrov ložiska Rožňava-Strieborná

žila. Manuskript, archív KGaM, F BERG-TU, Košice, 61s.

Blišťan, P. a Grinč, A. (1998): Spracovanie geologickej dokumentácie pomocou CAD systémov a GIS.

Monografia: Rožňavské rudné pole, Acta Montanistica Slovaca, 1/3/1998, Košice, s. 157-

167.

Blišťan, P. (1999): Dizertačná práca. Možnosti aplikácie geografických informačných systémov pri

spracovaní dát na ložisku Nižná Slaná – Kobeliarovo. Manuskript, archív KGaM, F-BERG,

TU v Košiciach, 95s.

Blišťan, P. (1999): Matematická štatistika v geológii. Acta Montanistica Slovaca, 2/4/1999, Košice, s.

115-123.

Böhmer, M. a Kužvart, M. (1993): Vyhľadávanie a prieskum ložísk nerastných surovín. SPN,

Bratislava, 495s.

Clark, I. (1979): Practical geostatistics. Elsevier Applied Science Publischers, London, 129s.

Četvernikov, L. I. (1980): Metodologičeskije osnivy oprobovania porod i rud. Voronež, Izd. Voronež.

Univerzita. 122s.

Govett, G. J. S. (1983): Handbook of exploration geochemistry in mineral exploration. Amsterdam,

Elsevier, 461s.

Gy, P. (1965): Calculateur d Echantilonage (Gys sampling slide rule). St. Etienne, France, Soc. de

Industre Minérale 16s.

Každan, A. B. (1974): Metodologičeskije osnovy razvedki poleznych iskopajemych. Moskva, Nedra,

270 s.

Kogan, I. D. (1971): Podsčet zapasov i geologo-promyšlennaja ocenka rudnych mestoroždenij.

Moskva, Nedra, 205s.

Krejter, V. M. (1961): Poiski i razvedka mestoroždenij poleznych iskopajemych. Moskva,

Gosgeoltechizdat, zv 2, 722s.

Kuzmin, V. I. (1967): Geometrizacija i podsčet zapasov mestoroždenij tverdych poleznych

iskopajemych. Moskva, Nedra, 108s.

Matheron, G. (1963): The intrinsic random functions and their applications. Adv. Appli. Prob., Vol. 5,

439s.

Paukt, F. a Bouček, B. (1975): Praktická cvičení z geologie. Vydalo SPN, Praha, 126 s.

103

Pluskal, O. a Vaněček, M. (1982): Výpočet zásob nerostných surovin. Vydala Univerzita Karlova

v Prahe, Praha, 202s.

Pouba, Z. (1959): Geologické mapování. Nakladatelství Československé akademie věd, Praha, 523.

Reedman, J. H. (1979): Techniqes in mineral exploration. Barking, Essex, England, Appl. Sc.

Publishers, 553s.

Rozložník, l., Havelka, J., Čech, F., Zorkovský, V. (1987): Ložiská nerastných surovín a ich

vyhľadávanie. ALFA Bratislava, ANTL Praha 693s.

Schejbal ,C. (1983): Aplikovaná geostatistika I -IV. Ediční středisko VŠB, Ostrava, 553s.

Smirnov, V. I. (1957): Geologičeskije osnovy poiskov i razvedok rudnych mestoroždenij. Moskva,

587s.

Smirnov, V. I. a kol. (1960): Podsčet zapasov mestoroždenij poleznych iskopajemych. Moskva,

Gosgeoltechizdat, 671 s.

Tréger, M. (1999):Špecifiká nášho banského práva. Profit č.24 (8.6.1999), s.16,17.

Tréger, M. a Baláž. P. (1999): Nerastné bohatstvo Slovenska, problémy jeho klasifikácie a

oceňovania. Acta Montanistika Slovaca 2/4/1999,Košice, s.90 – 99.

Výnos Ministerstva hospodárstva SR z 20.7. 1993, č.1/1993 o banskomeračskej dokumentácii

a niektorých činnostiach vykonávaných banským spôsobom.

Ing. Peter Blišťan, PhD. a Mgr. Julián Kondela

Základy banskej geológie a výpočtu zásob

Vydavateľstvo: ELFA, s.r.o., Letná 9, 042 01 Košice 1. vydanie, 2001 Náklad: Počet strán: 103 ISBN 80 – 88964 – 95 – 4

ISBN 80 – 88964 – 95 – 4