На оглавление
Задачи разведки решаются с помощью технических средств, характеризующихся различной стоимостью и скоростью проведения работ, а также обладающих разной достоверностью получаемых данных. Выделяются три группы технических средств разведки:
разведочные горные выработки,
разведочные буровые скважины,
геофизические работы.
Разведочные горные выработки. Позволяют получить наиболее полную и достоверную информацию, так как они обеспечивают непосредственный доступ исследователя к полезному ископаемому и поэтому исследования могут быть проведены в максимальном объеме и, в случае необходимости, повторены. Кроме того, горные выработки можно продолжить в любом направлении.
Для целей разведки используются поверхностные и подземные горные выработки. К поверхностным выработкам относятся расчистки, закопушки, канавы, шурфы и дудки.
Расчистками и (или) закопушками обнажают полезное ископаемое при мощности рыхлых отложений, перекрывающих полезное ископаемое, не более 1 м. Чаще эти выработки применяют при поисковых работах.
Канавы представляют собой горизонтальные выработки трапециевидного поперечного сечения и глубиной не более 5 м. В зависимости от назначения среди них различают магистральные и прослеживающие (собственно разведочные). Магистральные канавы служат для изучения геологического строения рудовмещающей толщи. Они проходятся вкрест простирания вмещающих пород и тел полезных ископаемых и имеют значительную длину (до нескольких сотен метров), вскрывая вмещающие породы на значительные расстояния от полезного ископаемого. Прослеживающие канавы также проходятся вкрест простирания, но их длина определяется видимой мощностью полезного ископаемого. Они располагаются на расстоянии от 20 до 50 м друг от друга. Если мощность рудного тела меньше ширины полотна канавы, то разведочные канавы ориентируют по его простиранию, прослеживая рудное тело вдоль. В этом случае длина канавы зависит от протяженности тела.
Шурфы и дудки - это вертикальные выработки прямоугольного (шурфы) или круглого (дудки) поперечного сечения. Их глубина достигает 20-30 м. Шурфы обычно проходят скреплением стенок и на большую (>10 м) глубину или в неустойчивых породах, поэтому их сечения довольно значительны - 1,5-3,5 м и более, а дудки - в крепких устойчивых породах, поэтому их сечения, как правило, не превышают 1 м. Вертикальные поверхностные выработки предназначены для разведки верхней части полезного ископаемого, перекрытого наносами большой мощности. С этой целью из шурфов и дудок проходят небольшие горизонтальные выработки - рассечки, располагаемые как по простиранию тела полезного ископаемого, так и вкрест его.
К подземным выработкам относятся шахты, квершлаги, штреки, орты, восстающие и штольни. Разведочные шахты представляют собой вертикальные выработки прямоугольного сечения площадью от 5 до 12 м, начинающиеся у поверхности и имеющие большую глубину. Из стволов шахт проводится система горизонтальных подземных выработок, включающая в себя:
квершлаги, проходимые диагонально или вкрест простирания пород и полезного ископаемого для полного пересечения продуктивной толщи;
штреки, ориентированные параллельно простиранию тел полезных ископаемых;
орты, отходящие от штреков и позволяющие получить полное пересечение рудного тела по мощности.
Для прослеживания полезного ископаемого по восстанию или падению из горизонтальных выработок, штреков, квершлагов или ортов проходят наклонные или вертикальные выработки - восстающие (снизу-вверх) или уклоны и слепые стволы (сверху-вниз).
Штольни - это горизонтальные выработки, проходимые с поверхности по простиранию тела полезных ископаемых (продольные) или вкрест его (поперечные). Они применяются в условиях гористого рельефа местности.
В зависимости от способа откатки отбитой горной массы (скреперными лебедками, рельсовым транспортом или самоходными горными машинами) и вида крепления сечения горизонтальных горных выработок колеблются от 3,5 до 7,1 м".
Скорости проходки горных выработок зависят от способа проходки, крепости и условий залегания пород, от площади сечения и вида выработки. Для поверхностных горизонтальных выработок (канав) - это сотни метров в месяц, для поверхностных вертикальных - десятки метров, подземных горизонтальных - до 100 м в месяц, для подземных вертикальных - от 15 (стволы шахт) до 40 м (восстающие).
Буровые скважины. Это - вертикальные, наклонные или горизонтальные выработки цилиндрического сечения небольшого (от 36 до 250 мм) диаметра и значительной (до 2,5 км и более) глубины. По способу разрушения породы различают:
вращательное,
ударно-вращательное
ударное бурение.
При вращательном бурении порода разрушается либо по всему забою скважины (бурение сплошным забоем), либо по внешнему кольцу (колонковое бурение); во втором случае в центре скважины остается цилиндрический столбик неразрушенной породы, называемый керном.
Колонковое бурение - главный вид разведочного бурения, так как оно позволяет непосредственно (по керну) изучать полезное ископаемое и вмещающие породы, а в случае отбора ориентированного керна - довольно точно определять условия залегания пород даже по единичным скважинам. По виду применяемого бурового наконечника (коронки) различают алмазное, твердосплавное и дробовое колонковое бурение. Частицы разрушенной породы удаляются из забоя скважины промывочной жидкостью или сжатым воздухом. Основным показателем качества колонкового бурения считается выход керна - отношение длины полученного керна к длине пробуренного интервала, выраженное в процентах. Данные по скважинам, в которых выход керна не превышает 50-70 %, обычно в расчет не принимаются (скважины бракуются). Для подсчета запасов по высшим категориям (А и В) учитываются данные по скважинам, в которых выход керна по полезному ископаемому составляет не менее 85-90 %.
Бурение скважин сплошным забоем может быть вращательным, ударно-вращательным и ударным. При этом виде бурения керн не получают, порода измельчается на мелкие кусочки и пыль - шлам, который выносится на поверхность сжатым воздухом, промывочной жидкостью или удаляется из скважины специальным сосудом - желонкой. Шлам имеет смешанный состав и поступает на поверхность с некоторой задержкой - уже после проходки соответствующего интервала, поэтому определение состава пород и оценка качества полезного ископаемого в данном случае весьма затруднительны, а выявление условий залегания пород и текстурно-структурных характеристик полезного ископаемого вообще невозможно. Эти виды бурения применяются, главным образом, при эксплуатационной разведке для общей оценки качества полезного ископаемого в больших объемах.
Скорость и стоимость бурения разведочных скважин зависят от его вида, крепости (буримости) пород, глубины и угла наклона скважины и варьируют в широких пределах, но она во всех случаях значительно ниже, чем стоимость проходки горных выработок в тех же условия.
Высокие скорости разведочных работ, их относительная дешевизна обусловили широкое применение бурения в качестве основного (а иногда и единственного) технического средства при разведке месторождений горючих ископаемых, строительных материалов, агрохимического сырья, черных и некоторых типов месторождений цветных металлов. Повсеместное использование разведочного бурения в качестве главного технического средства сдерживается рядом недостатков, присущих этому виду работ.
Во-первых, небольшой объем керна часто не позволяет получить достаточное для всестороннего изучения полезного ископаемого количество вещества. Кроме того, полный выход керна - явление достаточно редкое, а какими причинами вызвано разрушение керна и на каком интервале, выяснить удается далеко не всегда.
Во-вторых, в процессе бурения ствол скважины отклоняется от заданного направления в горизонтальной (азимутальное искривление) и в вертикальной (зенитное искривление) плоскостях.
Точно установить истинное положение его в пространстве довольно трудно. Искривления скважин вызываются как геологическими (неоднородность физических свойств горных пород, их трещиноватость, слоистость, сланцеватость), так и техническими (перекос направляющей трубы, неправильное забуривание скважин, неудачно выбранный режим бурения и др.) причинами.
В-третьих, нередки случаи искажения содержания полезного компонента в керне вследствие его избирательного истирания. Если полезное ископаемое по физико-механическим свойствам и (или) текстурно-структурным особенностям разрушается в процессе бурения легче или, наоборот, труднее вмещающих пород, то может произойти, либо обеднение, либо обогащение керна полезным ископаемым по сравнению с истинным содержанием его в массиве. В случаях, когда степень обеднения или обогащения керна установлена, ошибка определения показателей качества по керну может учитываться с помощью поправочного коэффициента. Однако гораздо чаще удается выявить лишь общую тенденцию искажения, а не его величину.
Чтобы свести к минимуму влияние указанных недостатков бурения, скважины обязательно заверяются горными выработками. Только когда доказано, что получаемая в результате бурения геологическая информация достаточно полна и достоверна, разрешается использовать скважины в качестве главного технического средства разведки. В противном случае, а также, когда заверочные горные работы не проводятся, разведочное бурение рассматривается в качестве вспомогательного средства оценки общих условий и перспектив месторождения.
Геофизические работы. В процессе разведки месторождений с помощью методов геофизики решают следующие задачи:
выясняют общую геологическую структуру района и оконтуривают перспективные участки;
изучают внутреннее строение месторождения — прослеживают и приближенно оконтуривают тела полезных ископаемых или характерных (маркирующих) пород, выясняют положение тектонических нарушений;
приближенно (а для урановых руд и некоторых типов руд меди, свинца, олова и других — точно) определяют содержания полезных и вредных компонентов;
устанавливают физические свойства пород и полезного ископаемого (плотность, водонасыщенность, упругие характеристики и др.);
контролируют бурение скважин (измеряют искривления — проводят инклинометрию и каротаж).
Каротаж скважин и инклинометрия осуществляются в обязательном порядке, тогда как другие геофизические работы выполняются при наличии благоприятных условий (заметного отличия в значениях тех или иных физических свойств различных геологических образований). Под геофизическим каротажом понимаются исследования естественных и искусственных физических полей по стволу скважины. С его помощью устанавливается состав пород и уточняется положение их границ, определяется мощность полезного ископаемого и его качественные характеристики, изучаются температурный режим, водо-, газоносность и другие явления, влияющие на условия разработки месторождения. С помощью скважинных геофизических работ выявляется зенитное и азимутальное искривление скважин. По сравнению с бурением и проходкой горных выработок стоимость геофизических работ в несколько раз меньше, а скорость их проведения в несколько раз больше. Однако, интерпретация геофизических данных далеко не всегда однозначна, поэтому геофизические работы используют обычно в качестве вспомогательного средства. На рис. 2.17.приведен пример выявления золоторудных тел на основе электропроводности горных пород.
|
| серпентиниты массивные и рассланцованные |
| плагиограниты Холбинского комплекса | |
| сланцы оспинской свиты | |
| моренные ледниковые отложения | |
| золоторудные тела (установленные и предполагаемые | |
| метасоматические околорудные изменения (березитизация, реже сульфидизация) | |
| канавы (1997 г.) | |
| зона максимальной электропроводимости (данные геофизических работ 1997 г.) | |
| Рис 2.17..Выявление золоторудных тел Таинского месторождения (Россия) на основе электропроводимости горных пород |
Дата добавления: 2015-09-12; просмотров: 42 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |