Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Геологическая документация

На оглавление

Геологические материалы, используемые при проектирова­нии горных работ, должны быть в наибольшей степени досто­верными. Неточность сведений влечет за собой ошибочные про­ектные решения по многим элементам технологической схемы горного предприятия, ведет к ошибкам в определении важных технико-экономических показателей и, в конечном счете, к эко­номическому ущербу.

Опыт проектирования и последующей работы горных пред­приятий свидетельствует, что наиболее часто ошибки допуска­ются при оценке качества и запасов полезного ископаемого.

В процессе разведки постоянно ведется тщательная доку­ментация всех исследований и работ. По характеру документа­ция может быть первичной, составляемой непосредственно на месте выполнения работ и исследований, сводной, содержащей результаты обработки первичных материалов, и итоговой отчетной), в которой обобщаются все материалы и результаты какого-либо этапа или всей разведки. Объем геологической до­кументации зависит, главным образом, от масштабов месторож­дения и сложности его геологического строения.

Цели геологической документации - установление ис­тинных границ тел полезных ископаемых, выявление их внутреннего строения и размещения типов и сортов для ра­ционального планирования подготовительных, нарезных и очистных работ, предотвращения сверхнормативных потерь и разубоживания при добыче. К основным видам геологиче­ской документации относятся: иллюстративно-текстовой — зарисовки забоев и других элементов подземных горных вы­работок, уступов, карьеров, их описание; табличный — жур­налы описания керна и шлама скважин, опробования; камен­ный — образцы, керн и шлам скважин, шлифы и аншлифы; фотодокументация.

Объектами геологической документации служат геолого­разведочные, подземные горные (штреки, квершлаги, орты, рас­сечки, восстающие, уклоны, гезенки) и открытые горные (уступы карьеров) выработки, а также разведочные и техноло­гические скважины. Выделяют следующие виды первичной гео­логической документации:

1) массовая - документация (в масштабе 1:500-1:200) всех скважин разведки и эксплуатационной разведки, всех дос­тупных для наблюдения горных выработок (подземных и от­крытых) и очистных забоев, журналы опробования, гидрогеоло­гических и инженерно-геологических исследований, каталоги образцов горных пород и полезных ископаемых;

детальная- характеризует наиболее интересные в гео­логическом, отношении объекты, тектонические нарушения, контакты, зоны выклинивания и внутреннее строение тел полез­ных ископаемых; специализированная - предназначена для отображения различных минеральных парагенезисов, структурно-текстурных особенностей, фациальных переходов, трещиноватости и др.

Документация буровзрывных скважин основана на изуче­нии и опробовании шлама, который систематически отбирается с определенным интервалом в процессе бурения. Разведочные скважины колонкового бурения документируются по керну, а при низком его выходе (менее 50 %) используется шлам.

При открытой разработке месторождений к первичным геологическим документам относятся:

журналы массовых зарисовок и фотографий уступов карьеров и забоев очистных заходок на уступах, а также журна­лы детальных и тематических зарисовок;

журналы документации и опробования скважин (буро­взрывных и эксплуатационной разведки), забоев и уступов карьера;

рабочие фрагменты геологических планов уступов карье­ров для отдельных участков и блоков;

журналы замеров водопритоков, определения объемной массы и других физических свойств горных пород и полезных ископаемых, обусловливающих их разрабатываемость и устой­чивость откосов.

При подземной разработке рудных месторождений пер­вичная документация включает в себя:

массовые зарисовки и фотографии разведочных, капи­тальных, подготовительных, нарезных и очистных горных вы­работок;

журналы документации и геологические колонки сква­жин (буровзрывных и эксплуатационной разведки);

журналы опробования скважин и горных выработок, оп­ределения физических свойств горных пород и полезного иско­паемого; журналы гидрогеологических наблюдений и определе­ния водопритоков; журналы документации признаков проявле­ния горного давления.

При подземной разработке угольных месторождений доку­ментируются скважины эксплуатационной разведки, вертикаль­ные, горизонтальные и наклонные подготовительные и нарез­ные выработки. Форма документации очистных выработок за­висит от принятой на шахте системы разработки. Серьезное внимание уделяется документации гидрогеологических, газо­метрических и инженерно-геологических исследований.

К сводным геологическим материалам относятся геологи­ческие карты района и месторождения с поперечными и про­дольными геологическими разрезами, которые составляются на основе данных до проектных стадий геологоразведочных работ и дают возможность оценить перспективы расширения сырьевой базы предприятия.

Геологические разрезы и планы представляют собой соот­ветственно вертикальные и горизонтальные сечения месторож­дения. Разрезы и планы составляются на маркшейдерской осно­ве в масштабе 1:200 — 1:2000 в зависимости от размеров и сложности строения месторождения. Более мелкие масштабы применяются редко. Разведка большинства месторождений осуществляется системой вертикальных сечений, ориентиро­ванных вкрест простирания тел полезного ископаемого. В этом случае базовыми сводными документами являются поперечные геологические разрезы (рис.2.31). На разрезы наносят профиль земной поверхности, линии горизонтов через 50-100 м с указанием абсолютных отметок, разведочные скважины и горные выработки. У устья скважины проставляют ее номер, иногда глубину. Разведочные выработки наносят на разрез при условии, если они отстоят от него на рас­стоянии, не превышающем 1/4 расстояния между смежными разведочными профилями. При этом выработки, отстоящие от разреза на расстояние до 5 м, рисуют сплошной линией, а рас­положенные на большем удалении от него - пунктирной.

Рис.2.31.Продольная вертикальная проекция рудной залежи Белорецкого месторождения (справа показан поперечный геологический разрез). По А. В. Зябки ну и Т. С. Калугиной:

1, 2 - девонские породы: 1 — песчаники и туфопесчаники, 2— мраморизованные известняки и карбонатно-силикатные сланцы; 3 - скарны; 4 - железные руды; 5-7 — запасы: 5 - категории В + С, 6 — категории С2, 7 - прогнозные; 8 - точки выхода скважины из рудной залежи; 9 - безрудные скважины; 10 - изолинии мощности рудной залежи, м; 11-14 — диапазоны изменения

По трассе разведочных выработок показывают вскрытые ими разновидности пород, типы и сорта полезного ископаемого, интервалы опробования, номера проб. Данные опробования приводятся обычно по укрупненным интервалам (среднее по типу полезного ископаемого). Иногда результаты анализа проб дают рядом с разрезом в виде таблицы. Увязка данных между разведочными выработками осуще­ствляется путем соединения с учетом особенностей структуры месторождения однотипных геологических границ, в результа­те чего на разрезе оконтуриваются тела различных пород и по­лезного ископаемого, его типы и сорта. На разрезах также по­казывают утвержденные ГКЗ контуры и блокировку тел полез­ного ископаемого по категориям разведанности запасов, гра­ницы и номера подсчетных блоков. Геологические разрезы по разведочным профилям служат основой для подсчета запасов полезного ископаемого способом вертикальных сечений, наи­более часто применяемым в практике разведки месторожде­ний.

В случае сложного строения тел полезного ископаемого, густой сети разведочных выработок и большого числа проб, на­ряду с описанными подсчетными геологическими разрезами, по каждому профилю составляют (обычно в более мелком масшта­бе) собственные геологические разрезы, на которые не выносят данные геологической документации и опробования выработок, а также границы блоков полезного ископаемого, утвержденные ГКЗ. Такие разрезы служат исключительно для отображения геологического строения месторождений, анализа закономерно­стей размещения полезного ископаемого и оценки перспектив его развития на флангах и глубоких горизонтах.

Кроме поперечных разрезов, как правило, составляют про­дольные геологические разрезы (один - три разреза на место­рождение). Они служат для характеристики изменчивости строения по простиранию (вытянутости) продуктивных зон, от­дельных тел (залежей) полезного ископаемого и в целом струк­туры месторождения (погружения или воздымания шарниров складок, их ундуляции, литолого-фациальных переходов, верти­кальных смещений тектонических блоков по поперечным раз­рывным нарушениям).Продольные разрезы строят на основе поперечных, стре­мясь при этом, чтобы с каждого из них в плоскость продольно­го разреза попала или проходила вблизи нее разведочная скважина. На продольном разрезе показывают вертикальными линиями положение поперечных разрезов с указанием их но­мера, а на эти линии выносят следы пересечения геологиче­ских границ, установленных на поперечных разрезах, с плос­костью продольного разреза. Последовательным соединением следов однотипных границ между линиями поперечных разре­зов отстраивают геологическую ситуацию в плоскости про­дольного разреза.

Погоризонтные геологические планы составляются в слу­чае, когда тела полезного ископаемого имеют значительную протяженность на глубину и будут отрабатываться несколькими уступами (при открытом способе) или этажами (при подземном способе). Как правило, это крутопадающие тела самой раз­личной формы (пласты, жилы, штоки, столбы и т.п.) Масштаб планов и их содержание соответствуют таковым геологических разрезов месторождения.

На стадии разведочных работ обычно составляют один-три, редко более геологических погоризонтных планов через 50-200 м по вертикали в зависимости от глубины разведки. Сравнительный анализ таких планов позволяет оценить измене­ние с глубиной формы, размеров и внутреннего строения тел полезного ископаемого.

При проектировании горнодобывающего предприятия отстраивают геологические планы горизон­тов отработки. Эти планы служат основой при проектировании горных работ на эксплуатационных горизонтах и геологическом обеспечении их проведения

Когда разведка месторождения выполняется системой гори­зонтальных сечений, геологические погоризонтные планы яв­ляются первичными по отношению к разрезам. В этих, доста­точно редких случаях планы составляются по данным первич­ной геологической документации и результатам опробования разведочных выработок. Составленные таким образом геологи­ческие погоризонтные планы служат основой для подсчета за­пасов способом горизонтальных сечений.

Если месторождение разведывается системой вертикаль­ных сечений (как отмечалось ранее, такая система разведки самая распространенная), то геологические погоризонтные планы изначально являются производными от геологических разрезов, а в дальнейшем, при условии вовлечения месторождения в эксплуатацию, уточняются и пополняются по мере развития горных работ на горизонте. На маркшейдерскую ос­нову плана наносят линии разведочных профилей (пересечение поперечных геологических разрезов с планом), скважины (точки пересечения их стволов с планом), подписывают номе­ра разрезов и скважин. На каждой линии показывают следы геологических границ, взятых с поперечных разрезов. Увязка геологической ситуации между линиями профилей и построе­ние погоризонтного геологического плана осуществляются с учетом структуры месторождения.

Для месторождений со сложным вещественным составом минерального сырья, кроме геологических погоризонтных планов, составляют качественные и сортовые погоризонтные пла­ны, а также планы в изолиниях содержания полезных и вредных компонентов. Если полезное ископаемое требует обогащения, то в процессе разведки месторождения может быть выполнено геолого-технологическое картирование с отбором и испытания­ми малообъемных проб, разработкой классификации технологи­ческих типов сырья. Результаты такого картирования отражают­ся на геолого-технологических разрезах и погоризонтных пла­нах.

Проекции играют роль основных сводных геологических документов (наряду с разрезами и планами) при разведке упло­щенных линзообразных, пластообразных, штоковидных и жильных тел полезного ископаемого. Они наглядно отражают конфигурацию тела, степень его разведанности, изменчивость по простиранию и падению мощности и качества полезного ископаемого, служат основой для подсчета запасов методом геологических (эксплуа­тационных) блоков. Плоскость проекции должна быть параллельной генераль­ному простиранию тела полезного ископаемого и в зависимо­сти от угла его падения 5 горизонтальной (8 = 0+45°), верти­кальной (8 = 60+90°) или наклонной и параллельной телу (8 = 45+60°).

На проекциях показывают линии геологических разрезов и погоризонтных планов, контуры тела полезного ископаемого, пересечения его разведочными выработками, среднее по каж­дому пересечению содержание компонентов, регламентирую­щих качество полезного ископаемого, утвержденные ГКЗ гра­ницы блоков по категориям разведанных запасов, границы и номера подсчетных блоков. При проецировании тела на гори­зонтальную плоскость все значения мощности пересчитываются в вертикальные, на вертикальную плоскость - в горизонталь­ные, а на наклонную - в истинные мощности.

Для характеристики изменчивости качества минерального сырья, мощности и продуктивности тела полезного ископаемого строят проекции в изолиниях содержания полезных и вредных компонентов. Морфологические особенности тела полезного ископаемого, в том числе связанные с пликативными осложне­ниями и смещениями по разрывным нарушениям, отражаются на горизонтальных проекциях в изолиниях абсолютных отметок висячего или лежачего бока (кровли или почвы) тела.

Блок-диаграмма представляет собой аксонометрическое, реже перспективное изображение месторождения, тела полезно­го ископаемого или их отдельных частей. Блок-диаграммы дают объемное отображение геологического строения месторождения и способствуют правильной увязке планов и разрезов. В зависи­мости от геометрического каркаса блок-диаграммы могут со­стоять только из планов, только из разрезов или совокупности тех и других. Для более наглядного изобра­жения отдельные части блок-диаграммы раздвигают, смещают или вырезают. Блок-диаграмма месторождения, выполненная в материале, представляет его объемно-макетную модель (см. рис. 2.32). Наиболее полной и наглядной является объемно-макетная модель, сделанная из прозрачных материалов. Она представляет собой трехмерную модель месторождения. Из-за большой трудоемкости построе­ния, корректировки и пополнения с учетом новых данных блок- диаграммы и объемно-макетные модели используются редко.

Рис.2.32. Объемная модель месторождения

В результате анализа и обобщения материа­лов первичной документации на предприятиях составляются сводные геологические документы:

погоризонтные геологические планы (на маркшейдер­ской основе), соответствующие по абсолютным отметкам почве эксплуатационных уступов или эксплуатационным горизонтам рудника (шахты); на них наносятся структурные элементы, стратиграфические границы, технологические типы и сорта по­лезного ископаемого;

поперечные и продольные геологические разрезы по профилям детальной и эксплуатационной разведки, характери­зующие морфологию и условия залегания тел полезных иско­паемых, размещение их технологических типов, положение во­доносных горизонтов и инженерно-геологических ярусов;

погоризонтные качественные, сортовые или геолого-технологические планы;

сводные геологические планы карьера, сводные планы эксплуатационных подземных горизонтов рудника (шахты);

планы и разрезы с изолиниями структурно-морфологических и качественных показателей месторождения и отдель­ных тел полезного ископаемого;

блок-диаграммы месторождения, гидрогеологические и инженерно-геологические планы (карты) для месторождений со сложными условиями.

На угольных месторождениях, кроме перечисленных, ис­пользуются также следующие сводные геологические документы:

план (карта) выхода угольных пластов под покровные от­ложения;

гипсометрические планы или вертикальные проекции угольных пластов;

геологические рабочие планы по угольным пластам (на маркшейдерской основе);

планы изолиний мощности (для невыдержанных уголь­ных пластов);

планы (или вертикальные проекции) изменения качества углей в изолиниях содержания золы, влаги, выхода летучих компонентов, серы и других качественных показателей, влияю­щих на технологические свойства угля;

литолого-прочностные планы пород кровли (на шахтах) и пород почвы (на карьерах) угольного пласта;

альбомы структурных колонок угольных пластов.

К сводной геологической информации относятся также ма­териалы математической обработки, данных опробования, тех­нологических испытаний, гидрогеологических и инженерно- геологических исследований.

Цель сводной геологической документации - обобщение и увязка между собой материалов первичной геологической доку­ментации дискретных линейных разведочных подсечений (скважин и горных выработок) с получением в результате этой процедуры сводных геологических документов (карт, планов, разрезов и т.п.), отражающих строение месторождения, качество полезного ископаемого, гидрогеологические и инженерно- геологические условия его отработки.

Геологические карты отражают геологическое строение оп­ределенной территории на уровне земной поверхности. Они строятся на топогеодезической основе (горизонтальной проек­ции земной поверхности) путем увязки между собой данных первичной документации обнажений, горных выработок (канав, шурфов) и скважин.

В отдельных случаях, связанных с особенностями размеще­ния полезного ископаемого, карты строятся также по поверхно­сти, являющейся границей между структурными ярусами (этажами). Например, месторождения железных руд в бассейне КМА залегают в докембрийском кристаллическом фундаменте платформы, перекрытом чехлом молодых (фанерозойских) оса­дочных пород, вследствие чего в состав сводных документов по этим месторождениям обязательно входит геологическая карта поверхности фундамента платформы.

Обычно к отчету по разведке месторождения прилагаются геологическая карта района месторождения и геологическая карта месторождения.

Геологическая карта района месторождения составляется в масштабе 1:50 ООО — 1:25 ООО, иногда крупнее, по результатам поисково-съемочных работ, предшествующих разведке место­рождения. Она имеет обзорный характер и отражает геологиче­ское строение, минерагению, минерально-сырьевую базу рай­она, а также геолого-структурную позицию в нем разведуемого месторождения.

Геологическая карта месторождения составляется по ре­зультатам поисково-оценочных и геологоразведочных работ. Масштаб карты зависит от размеров месторождения и меняется от 1:1000 до 1:10 ООО; наиболее распространен масштаб 1:2000 - 1:5000. Карта сопровождается одним - тремя характерными раз­резами различных участков месторождения. На ней, кроме геоло­гической нагрузки, наносят разведочные линии, скважины, гор­ные выработки и их номера. Стволы глубоких (обычно более 500 м) скважин, подвергающиеся существенному искривлению, показывают в виде горизонтальной проекции, которая отстраива­ется по данным инклинометрии. Эта карта отражает геолого- структурные особенности месторождения, форму, размеры и про­странственное положение тел полезного ископаемого, систему их разведки и степень разведанноcти, состояние изученности флан­гов месторождения. Геологическая карта месторождения является основой для проектирования всей наземной производственной инфраструктуры горного предприятия и для оценки перспектив расширения его сырьевой базы.

Совокупность сводных геологических документов, по су­ществу, является графической моделью месторождения, которая служит основой для подсчета запасов, проектирования вскрытия и разработки месторождения, планирования добычи полезного ископаемого, прогноза его распространения на глубину и флан­ги месторождения, проектирования доразведочных и эксплуатационно-разведочных работ. Сводная геологическая графика выполняется в соответствии с требованиями существующих Инструкций и с применением унифицированных для данного типа месторождений условных обозначений. До конца прошлого века сводные геологические материалы как графические приложения к отчетам о результа­тах геологоразведочных работ с подсчетом запасов по месторо­ждениям выполнялись исключительно ручным способом на бу­маге. Да и сам подсчет запасов производился аналогичным спо­собом с применением простых вычислительных устройств (арифмометров, калькуляторов).

В настоящее время, благодаря широкому распространению мощных персональных компьютеров и периферийных устройств (сканеров, принтеров, плоттеров), формирование сводных гео­логических документов и подсчет запасов по месторождениям осуществляется с применением компьютерных технологий, ко­торые позволяют быстро и точно составлять традиционные сводные геологические документы (карты, планы и разрезы), строить трехмерные модели месторождений, хранить и переда­вать их в электронном виде, получать их высококачественные цветные изображения на бумаге.

Итоговые материалы представляют собой ежегодные гео­логические отчеты, оперативный и генеральный (по итогам раз­ведки) подсчеты запасов полезных ископаемых и полезных компонентов.

Своевременная геологическая документация разведочных работ чрезвычайно важна для определения дальнейших геоло­горазведочных работ, результатов разведки и в итоге - для промышленной оценки месторождения, а также для эффектив­ного проектирования и эксплуатации горнодобывающего пред­приятия.

Контрольные вопросы и задания

1. Охарактеризуйте цели и виды геологической документации.

2. Что включает в себя первичная геологическая документация?

3. Что включает в себя сводная геологическая документация?

4. Назначение итоговой геологической документации.