Каждый этап добычи полезных ископаемых сопряжен с высоким риском: нужно найти полезные ископаемые, безопасно и эффективно их добывать и обеспечивать минимальное воздействие на окружающую среду.
Горнодобывающие и геологоразведочные компании давно используют авиа и наземные геофизические исследования для снижения затрат и рисков.
Моделирование удельного сопротивления позволяет определять местоположение грунтовых вод, которые можно использовать или необходимо охранять, находить месторождения полезных ископаемых, определять цели для программ бурения, а также узнавать о размещении хвостохранилищ.
«С самого начала наше программное обеспечение было разработано для поддержки больших наборов данных аэрофотосъемки», — рассказывает Токе Сёлтофт, директор и геофизик компании Aarhus GeoSoftware (AGS, часть компании Seequent).
«Программное обеспечение помогает горным инженерам определять нахождение тел полезных ископаемых, различных видов коренных пород, грунтовых вод или глин, которые могут вызвать оползни».
Программное обеспечение AGS может использовать данные со всех геофизических приборов для электромагнитных исследований и исследований удельного сопротивления, а также предоставляет инструменты для картирования подземных вод.
«Мы также поддерживаем результаты наземных исследований при разведке полезных ископаемых для создания моделей сопротивления.
При наличии локальных данных о рудных телах, например о скважинах, вы можете использовать их для ограничения моделей сопротивления».
Объединение различных типов геофизических данных в модели сопротивления делает картину геологического строения недр более ясной.
Ниже описаны пять способов использования ПО AGS для снижения рисков, затрат и принятия более эффективных решений:
1. Обнаружение полезных ископаемых
Различные литологические разности, коренные породы и металлы имеют разное удельное сопротивление в зависимости от их уникальной поляризуемости.
Например, глина имеет низкое удельное сопротивление.
Данные съемки можно использовать для сканирования большой площади и обнаружения участков с различным удельным сопротивлением, а затем использовать эту информацию для определения минерализованных зон.
«Рудники используют наши инструменты для обнаружения кимберлитовых тел, залежей золота, углерода, никеля и т. д. Часто они комбинируют модели сопротивления AGS с магнитными, гравиметрическими или даже сейсмическими данными».
Модели удельного сопротивления также могут помочь ограничить проекты бурения, помогая определить интересующие области.
Зачем бурить там, где нет полезных ископаемых?
Горнодобывающие и геологоразведочные компании могут улучшить свои программы бурения с помощью моделей сопротивления.
«У нас есть интерфейс ГИС, который вы можете использовать для нанесения данных об удельном сопротивлении на карты, чтобы лучше визуально представить, где находятся минеральные тела».
Подземные воды также могут иметь разное удельное сопротивление и химический состав, и их можно использовать для получения информации о том, какие типы полезных ископаемых могли образоваться поблизости.
Это дает ценную информацию геологам, ищущим подсказки во время разведки.
2. Лучшие данные, лучшие модели
Геофизические данные могут быть зашумленными, и на них влияет способ их сбора.
В горнодобывающих и геологоразведочных проектах данные собирают с помощью дронов, самолетов и вертолетов.
Программное обеспечение AGS учитывает уникальную информацию каждого прибора: геометрию, форму волны, временное окно, а также текущие и прочие характеристики работы прибора.
«Наличие этих верных характеристик чрезвычайно важно для получения наиболее надежных моделей сопротивления на основе данных разведки», — говорит Токе.
«Существует множество фильтров, которые можно применить для удаления или сглаживания зашумленных данных».
Используя инструменты обеспечения и контроля качества (QA/QC) AGS и обработку по конкретным приборам, команды горнодобывающих компаний получают более качественные и чистые данные и, таким образом, могут создавать более точные и полезные модели.
Display of the 3D constraints of the data in an inversion setup.
3. Устранение эффекта вызванной поляризации
Другой распространенной проблемой электромагнитной съемки является эффект вызванной поляризации (IP). Даже если сбор данных выполняется идеально, различные структуры на поверхности и под землей могут приводить к ошибкам в результатах.
Любой, кто работает с геофизическими данными, знаком с эффектом IP (и, скорее всего, раздражен им), поскольку он делает данные бесполезными, а модели, основанные на этих данных, неточными.
«Часто при использовании данных TEM при добыче полезных ископаемых глина и минералы могут создавать в данных эффект вызванной поляризации, IP-эффект», — рассказывает Токе.
«В большинстве случаев данные TEM, на которые повлияла вызванная поляризация, не могут быть использованы. Поэтому вам необходимо удалить эти данные, прежде чем создавать модели сопротивления. В Workbench вы можете моделировать эффект IP в данных, используя модель Коула-Коула (Cole-Cole) или MPA (максимальный фазовый угол)».
Алгоритмы инверсии AGS могут учитывать эффект IP и позволяют пользователям хранить больше собранных данных и использовать их для моделирования.
4. Использование и охрана подземных вод
Программное обеспечение AGS появилось в результате проекта по картированию и охране подземных вод Дании с помощью геофизики.
На данный момент они нанесли на карту 40% территории Дании и около 5600 километров погребенных долин, где находятся грунтовые воды.
В настоящее время на рудниках применяют более чем 20-летние опыт и знания, реализованные в их программном обеспечении.
«Наше программное обеспечение используется для поиска подземных вод на рудниках по многим причинам, в первую очередь для добычи или обработки полезных ископаемых. Однако, если шахта опускается ниже уровня грунтовых вод, это может истощить грунтовые воды или создать приток в шахту», — объясняет Токе.
«Подземные воды также представляют большой риск для горных работ.
Поэтому часто грунтовые воды откачивают. Программное обеспечение AGS может помочь в составлении карты грунтовых вод, определении их качества и направления потока».
Затопление может иметь катастрофические последствия в плане безопасности рудников и проведения работ. Кроме того, подземные воды, необходимые местным сообществам и экосистемам, должны охраняться.
Но для обработки и добычи руды необходимо наличие неподалеку от рудника значительных объемов воды.
«На рудниках не хватает воды для обработки и добычи полезных ископаемых, поэтому там составляют карту водоносных горизонтов с помощью ПО AGS», — рассказывает Токе.
В рамках ПО AGS команды могут импортировать информацию о скважинах и интерпретировать ее вместе с данными аэроэлектромагнитометрии, чтобы найти водоносные горизонты вокруг участков добычи полезных ископаемых.
Это также позволяет им наносить на карту протяженность грунтовых вод, чтобы избежать слива вод и загрязнения других территорий.
5. Планирование и контроль хвостов
Хвостохранилища — наиболее очевидные объекты, для которых грунтовые воды являются важнейшим фактором. Их размещение сопряжено с серьезными рисками.
Вам необходимо понимать стабильность геологического строения, чтобы гарантировать, что участок не деформируется и не разрушится, а также знать, где находятся грунтовые воды, чтобы избежать их загрязнения.
«Другой вопрос — расположение этих хвостохранилищ. При постройке дамб хвостохранилищ очень важно избежать неблагоприятного взаимодействия с грунтовыми водами. Просачивание должно быть сведено к минимуму, поскольку оно может привести к загрязнению грунтовых вод».
Соблюдение экологических норм и минимизация локального воздействия являются ключевыми факторами при проведении горных работ. Это гарантирует общественное одобрение работ, а также позволяет избежать огромных затрат на очистку.
«Если хвостовая вода просочится в грунтовые воды, это будет большой проблемой.
Поэтому понимание гидрогеологии районов добычи полезных ископаемых действительно важно во избежание серьезных рисков и воздействия на окружающую среду».
Каково будущее моделей сопротивления в горнодобывающей промышленности?
По мере появления на рынке новых типов датчиков и исследований профессионалы в горнодобывающей отрасли получают шанс проявить творческий подход.
«ПО AGS использовалось даже для поиска коренных пород, чтобы определить, где можно разместить дробильную машину», — рассказывает Токе.
AGS обеспечивает связь между приборами геофизической разведки, моделирования удельного сопротивления и экспорта этих файлов в инструменты геологического моделирования, такие как Leapfrog.
Получение более точных данных и их объединение позволяет лучше понять состояние грунта и грунтовых вод и помогает горнодобывающим и геологоразведочным компаниям снизить риски.
Узнайте больше о расширенном портфеле новых решений Seequent.