Podział złoża i jego zasobów z uwagi na jakość kopaliny ma znaczenie wówczas, gdy zróżnicowanie cech mineralogicznych, petrograficznych kopaliny lub zróżnicowanie zawartości składników użytecznych lub szkodliwych albo innych parametrów charakteryzujących jej jakość znajduje wyraz w różnym jej zastosowaniu lub powoduje konieczność zastosowania różnych procesów jej przeróbki, uszlachetnienia lub wzbogacenia. W przypadku węgli kamiennych podział opiera się na zespole cech fizycznych, decydujących o kierunku zastosowaniu węgla i jego jakości (podział na typy węgla), oraz w zależności od zawartości popiołu i siarki. Kryteria podziału muszą być zawsze w sposób jednoznaczny zdefiniowane, to znaczy podane graniczne wartości tej cechy lub zespołu cech, na podstawie których następuje wydzielenie odpowiedniego gatunku lub rodzaju kopaliny (Nieć i in. 2015).
Jeśli w złożu występuje kilka wyróżnionych gatunków kopaliny, to ich rozmieszczenie musi być pokazane na mapach i przekrojach, a ich zasoby obliczone oddzielnie. Tak więc w złożach węgli osobno oblicza się zasoby poszczególnych ich typów i zasoby części złoża, w których węgiel różni się zawartością popiołu. W zależności od cech jakościowych kopaliny i jej zasobów, a także od budowy złoża i warunków jego występowania, złoże może przedstawiać różną wartość gospodarczą. Dotyczyć to może tak całego złoża jak również wydzielonych jego części, różniących się budową, jakością kopaliny, warunkami występowania czy nawet stopniem rozpoznania. O wartości gospodarczej złoża i jego zasobów (lub wydzielonych jego części) decydują: atrakcyjność złoża dla zagospodarowania, określona przez warunki
występowania złoża, głębokość położenia, jego budowę, właściwości kopaliny, stopień przygotowania złoża do zagospodarowania,
proponowany sposób zagospodarowania złoża,
stopień ryzyka związanego z oceną warunków technicznych i ekonomicznych wydobycia, przeróbki i sprzedaży surowców wytwarzanych z kopaliny.
Wymienione czynniki są ze sobą ściśle powiązane, ale można wyróżnić wśród nich dwie grupy:
związane z działaniami zmierzającymi do jego zagospodarowania.
4.1 Kryteria przemysłowości zasobów
Kryteria przemysłowości zasobów są wyznaczane na etapie projektowania eksploatacji złóż. Podstawę do ustalania zasobów przemysłowych stanowi projekt zagospodarowania złoża wraz z analizą techniczno-ekonomiczną warunków budowy (rozbudowy) zakładu. Analiza ta powinna określić optymalny wariant sposobu wykorzystania zasobów w nawiązaniu do geologicznych warunków występowania złoża oraz aktualnych możliwości technicznych i ekonomicznych. Analiza techniczno-ekonomiczna powinna naświetlić i uzasadnić także podstawowe elementy, decydujące o gospodarce zasobami, a w szczególności:
wybór sposobu udostępnienia i systemu eksploatacji złoża z określeniem przewidywanych strat w zasobach geologicznych,
ustalenie podstawowych parametrów górniczo-geologicznych, określających kryteria kwalifikowania zasobów do zasobów przemysłowych,
określenie kosztów eksploatacji i wzbogacania surowców występujących w złożu, określenie wskaźników ekonomicznych, decydujących o efektywności
eksploatacji złoża lub jego określonych części.
Wymienione powyżej elementy należy określić dla wszystkich analizowanych wariantów wykorzystania złoża w przypadku, gdy warunki geologiczno-górnicze występowania złoża stwarzają możliwości różnych rozwiązań sposobu i rozmiaru jego eksploatacji. Należy także określić dla optymalnego wariantu wykorzystania zasobów parametry graniczne, jakim powinna odpowiadać kopalina oraz warunki występowania złoża (lub jego części), aby bilansowe zasoby geologiczne mogły być zakwalifikowane do zasobów przemysłowych (Nieć 1982).
Z zasobów przemysłowych wydziela się zasoby operatywne, to znaczy zasoby przemysłowe pomniejszone o straty. Planowanie budowy lub rozbudowy zakładu górniczego, sporządzanie założeń techniczno-ekonomicznych i projektu technicznego kopalni, mogą być przedsięwzięte po uprzednim rozpoznaniu złoża i zatwierdzeniu dokumentacji zawierającej bilans geologicznych zasobów złoża kopaliny oraz
zatwierdzeniu zasobów przemysłowych (Nieć 1982). Klasyfikację zasobów ze względu na znaczenie gospodarcze zaprezentowano na rysunku 4.1.
Rys. 4.1. Klasyfikacja zasobów ze względu na znaczenie gospodarcze (Nieć 1982)
Zdolność produkcyjną zakładu eksploatującego złoże kopaliny i okres jego żywotności określa się podczas projektowania kopalni przez pomniejszenie zasobów przemysłowych o straty przewidywane w przyjętym systemie eksploatacji złoża oraz w przyjętych procesach przeróbki kopaliny.
Podziału zatwierdzonych geologicznych zasobów bilansowych na zasoby przemysłowe i nieprzemysłowe dokonuje się w projekcie zagospodarowania złoża, uwzględniającym kompleksowe wykorzystanie kopaliny głównej oraz kopalin towarzyszących i odpadów, a także przedsięwzięcia zapewniające ochronę środowiska.
Jednym z głównych czynników powodujących zaliczenie zasobów do nieprzemysłowych jest ich uwięzienie w filarach (ochronnych, bezpieczeństwa, oporowych). Za nieprzemysłowe uznaje się również zasoby tych części złoża, których eksploatacja mogłaby stwarzać zagrożenie dla życia pracującej załogi i ciągłości ruchu zakładu. Są to przede wszystkim (Nieć 1982):
pokłady podebrane przez wcześniejszą eksploatację,
strefy występowania zagrożeń wodnych, gazowych, pożarowych itp. nie dających się opanować dostępnymi środkami technicznymi
strefy silnie tektonicznie zaburzone, w których trudno jest opanować ciśnienie górotworu.
Podbieranie pokładów jest częstym zjawiskiem w złożach wielopokładowych (np. węgla), zwłaszcza eksploatowanych na zawał. W zależności od miąższości eksploatowanego pokładu i jego odległości od wyżej leżącego pokładu, zasoby pokładu podbieranego, jeśli nie jest on wyprzedzająco eksploatowany, mogą być uznane za nieprzemysłowe lub ze straty zasobów.
4.2 Straty i zubożenie kopalin
Straty eksploatacyjne (straty ilościowe) znacznie obniżają efektywność eksploatacji złoża, powodując między innymi wzrost nakładów na prace poszukiwawcze i przygotowawcze. Zubożenie (straty jakościowe) natomiast jest bezpośrednią przyczyną wzrostu kosztów transportu i wzbogacania, a także obniża wartość produktu uzyskiwanego w procesie przeróbczym. W tabeli 4.1 zaprezentowano źródła zubożenia kopaliny i sposoby przeciwdziałania.
Tabela 4.1. Źródła zubożenia kopaliny i sposoby przeciwdziałania (Nieć 1982) Przyczyna
zubożenia Sposób powstawania zubożenia Możliwe sposoby przeciwdziałania
Przybierka skał stropowych i spągowych
zbyt mała miąższość złoża w stosunku
do wymaganych wymiarów wyrobiska eksploatacja selektywna
zmienne położenie partii zmineralizowanych w profilu,
urozmaicona morfologia stropu i spągu złoża, drobne zafałdowania, uskoki
na ogół uniknąć się nie da; w wyjątkowych przypadkach dokładne rozpoznanie i eksploatacja selektywna
Nieciągłość złoża, płonne przerosty
brak informacji, przerosty i partie płonne o dużych rozmiarach
dokładne rozpoznanie, eksploatacja selektywna
występowanie cienkich przerostów. brak możliwości eksploatacji selektywnej
nie da się uniknąć zubożenia
Zanieczyszczenie skalą płonną
obrywy lub zawał skał stropowych odpowiednia technologia wybierania, pozostawienie półki ochronnej niekompletne zdejmowanie nadkładu w
kopalniach odkrywkowych
kontrola czystości zdejmowania nadkładu
domieszanie urobku z „robót w kamieniu" lub podsadzki
kontrola odstawy urobku; odpowiednia technologia podsadzania
Nieczyste wybieranie
pozostawienie bogatszych stropowych
lub spągowych części złota kontrola czystości wybierania
Rozrzut i segregacja urobku
rozrzut i segregacja przy urabianiu i transporcie
kontrola czystości wybierania i odstawy urobku; całkowicie uniknąć się nie da
Wietrzenie
długotrwałe odsłonięcie złoża, długotrwałe składowanie urobku na wolnym powietrzu
odpowiednia organizacja prac wydobywczych, odstawy i przeróbki
Powodem zaliczenia zasobów do nieprzemysłowych może być ich występowanie w odosobnionych soczewach, płatach lub apofizach, trudnych do udostępnienia i eksploatacji ze względu na konieczność zmiany regularnej linii frontu wybierania lub zmianę jego systemu i związane z tym dodatkowe koszty udostępnienia. Przykłady zubożenia kopaliny zaprezentowano na rys. 4.2 (Nieć 1982).
Duża zmienność miąższości, zmuszająca do przybierania skały płonnej do uzyskania wymaganej wysokości furty roboczej, a także zmienna, a zarazem duża liczba przerostów płonnych, mogą powodować znaczne zubożenie lub zmuszać do separacji skały płonnej z urobku. Zwiększa to koszty produkcji, zwłaszcza operacji przeróbczych.
Rys. 4.2. Przykłady zubożenia kopaliny (Nieć 1982)
a - kieszenie krasowe, b - rozmycie, c - drobne uskoki, d - cienkie przerosły nie dające sią wydzielić w czasie eksploatacji. 1 - złoże, 2 - skały zubożające, 3 - kontur wyrobiska
Przeciwdziałanie nadmiernemu zanieczyszczeniu kopalin, powstającemu w wyniku przybierki skał stropowych i spągowych polega przede wszystkim na odpowiednim doborze systemów eksploatacji i gabarytów maszyn do miąższości bilansowej eksploatowanego złoża. Stosuje się również selektywne urabianie kopaliny użytecznej i kamienia z możliwością częściowego lub całkowitego lokowania kamienia w zrobach. Zanieczyszczeniom wynikającym z nieprzewidzianych zmian miąższości złoża lub zmian jego położenia oraz niewielkich płonnych przerostów trudno jest uniknąć. Można je zmniejszyć przez zagęszczenie sieci punktów rozpoznawczych oraz stosowanie specjalnie dobranych systemów eksploatacji złoża.
Zanieczyszczenie skałą płonną z wyrobisk chodnikowych może następować w przypadku łączenia transportu węgla i kamienia na węzłach przesypowych w jeden system transportowy. W tym przypadku należy wydzielać w dobowym bilansie czasu zmiany do transportu kamienia.