Геофизические работы при изучении месторождений полезных ископаемых

          В отдельных случаях при разведке участков, расположенных ниже по падению в отношении полей действующих шахт или вблизи от них по простиранию, при особо благоприятных результатах предварительной разведки и очевидной целесообразности освоения месторождения допускается переход от предварительной разведки к детальной, не ожидая окончания составления ТЭД, на основании предварительного решения проектной организации о раскройке месторождения и о границах площади первой очереди отработки, согласованного с Министерством топлива и энергетики . Переход от предварительной разведки к детальной без перерыва во времени позволяет в таких случаях экономить время и средства, в частности за счет использования временных зданий и сооружений, глинистых станций, высоковольтных линий, построенных при предварительной разведке.

         В случаях, когда в процессе детальной разведки устанавливаются серьезные отклонения от результатов предварительной разведки, которые могут принципиально изменить промышленную оценку месторождения, необходимо об этом тотчас же поставить в известность Заказчика. Детальная разведка должна вестись таким образом и в такой последовательности, чтобы обеспечивался принцип необходимой полноты исследований на месторождении. Недопустимо, чтобы детальная разведка охватывала только один или несколько пластов из разреза свиты и оставались неразведанными нижележащие пласты, находящиеся в пределах доступных глубин и подлежащие разведке для другой шахты .

         В проектах разведки глубоких участков должны учитываться возможности попутной до разведки расположенных выше пластов, разрабатываемых соседними шахтами. При проведении детальной разведки обращается особое внимание на те геологические факторы, которые особенно важны для оценки данного конкретного месторождения.

         Степень детализации отдельных частей разведываемого шахтного поля должна быть увязана с очередностью их освоения. Наиболее детально следует освещать площадь, намеченную к отработке в первые 10 - 15 лет работы шахты.    Разведанность запасов на этой площади должна обеспечить оценку запасов в основном по категориям А и В. Часть поля, осваиваемую в последующие годы,

достаточно  разведать до категорий В и  С₁. Глубокие горизонты и фланги месторождений, вскрываемые в далекой перспективе, разведываются до кат. С₁. Соответственно на площади первоочередного  освоения   тектонические   нарушения   и   аномалии   в строении и качестве пласта должны сыть разведаны с максимально возможной точностью, а в краевых частях шахтного поля они могут быть определены с большей погрешностью (400 - 500 м).

          По принципу размещения скважины детальной разведки разделяются на три группы .

          Первая группа предназначается для повышения достоверности и точности характеристики пластов, полученной на стадии предварительной разведки. Эти скважины размещаются по определенному геометрическому принципу и составляют основную разведочную сеть. Геологические особенности определяют только размерность сети, но не конкретное положение скважин.

          Ко второй группе относятся скважины, размещаемые на опорных профилях. Расстояние между скважинами в профилях обычно принимается равным 150 - 250 м при глубине разведки до 500 м и 200 - 400 м на глубоких участках. Эти профили оказываются высокоэффективными для определения выдержанности мощности и строения пластов, качества углей и особенно для изучения интенсивности проявления и морфологии мелких тектонических дислокаций. Количество и расположение опорных профилей обязательно увязывается с геологическими особенностями месторождения, при этом желательно профили совмещать с направлением основных горных выработок, намеченных ТЭД для вскрытия и подготовки месторождения. Опорные линии при детальной разведке проходятся чаще всего в начале работ. Однако, если полученные в ходе детальной разведки данные оставляют открытым вопрос о выдержанности основных пластов или степени нарушенности крупных блоков, приходится сгустить скважины еще в дополнительных линиях.

          Третья группа охватывает скважины для изучения конкретных геологических явлений вне основной сети разведочных выработок. Сюда относятся единичные скважины и скважины в коротких профилях для изучения морфологии отдельных нарушений, оконтуривания размывов, утонений и других локальных аномалий в пластах. При размещении скважин третьей группы следует руководствоваться исключительно геологическими соображениями независимо от принятой размерности сети основных разведочных выработок. Значительная часть этих локальных аномалий устанавливается (но не детализируется) в ходе предварительной разведки. Однако многие аномалии, как показал опыт разведочных работ в Донбассе, выясняются только после выполнения значительных объемов детальной разведки. Для их изучения, кроме скважин, конкретно привязанных в проекте разведки, предусматривается резервный объем бурения в количестве до 15 -20% от общего объема.

        Таким образом, детальная разведка отличается от предварительной значительно большей неравномерностью в распределении разведочных выработок по площади, что связано как с технико-экономическими соображениями (очередность отработки), так и с дифференциацией задач в отдельных частях шахтного поля в зависимости от конкретной геологической обстановки.

         Для промышленной оценки месторождения и проектирования горного предприятия детальная разведка должна дать многогранную количественную характеристику угленосности. тектоники. качества углей и горногеологических условий эксплуатации. При разведке месторождения буровыми скважинами далеко не на все вопросы могут быть получены однозначные и точные ответы, поскольку существующая методика прогноза ряда параметров по материалам бурения несовершенна. Прогноз мелких тектонических нарушений, мелких локальных размывов пластов, внезапных выбросов угля и газа осуществляется в настоящее время только на основании ненадежных аналогий. Поэтому, несмотря на большое значение этих факторов для экономики эксплуатации месторождения, характеристику их в процессе разведки получаем очень приближенную.

         Другие геологические параметры определяются с большей или меньшей погрешностью. Например по данным зольности по результатам бурения определяются с погрешностью около 5%, положение разрывных смещений, контуры размывов, линии расщеплений даже в пределах хорошо изученных площадей определяются с погрешностью 200, 300 м. метаноносность угольных пластов с погрешностью в среднем 2.5 м'' на 1 т угля, возможность внезапных прорывов воды, может быть предсказана лишь в общем виде без конкретной привязки по площади.

         Наличие горных выработок вблизи разведываемого участка существенно дополняет информацию, получаемую по буровым скважинам, особенно при характеристике горногеологических условий месторождения. В новых районах, где горных работ нет, параметры, которые разведка бурением не определяет, приходится прогнозировать на основании сопоставления с удаленными объектами и по региональным соображениям.

         Таким образом, детальная разведка не может, к сожалению, дать ответ на некоторые вопросы с исчерпывающей точностью, и они уточняются в процессе освоения месторождений.

         Учитывая реальные возможности разведки, необходимо в проектах строительства шахт предусматривать резервную линию забоев, применять коэффициенты запаса при расчетах водоотлива, вентиляции. Если не учитывать таким образом реальные возможности разведки, неизбежны просчеты в проектах строительства шахт.

         Точность характеристики основных геолого-промышленных параметров зависит от конкретных геологических условий разведываемого месторождения (участка) и от методики и объемов разведки.

По сложности  геологических условий разведки месторождения подразделяются на три группы :

         Группа 1 - месторождения (участки) простого строения с выдержанными мощностью основных рабочих пластов и качеством углей.

        Группа 2 месторождения (участки) сложного строения или с преимущественно изменчивыми мощностью и строением основных рабочих

пластов, или с невыдержанным качеством  углей, на которых выявление запасов  категории А в процессе детальной разведки нецелесообразно вследствие очень высокой стоимости разведочных работ.

       Группа 3 - месторождения (участки) очень сложного (нарушенного) строения или с очень сложными изменчивыми мощностью и строением пластов, или с очень невыдержанным качеством углей, на которых в процессе разведки нецелесообразно выявлять запасы категории В.

      Угольные месторождения Донбасса относятся в основном к первой и второй группам. Месторождения очень сложного строения, соответствующие третьей группе, в Донбассе не разрабатываются.

      Для месторождений, подготовленных для промышленного освоения, инструкция ГКЗ устанавливает следующее обязательное соотношение запасов категорий А, В и С₁. На месторождениях группы I не менее 50% запасов должно быть разведано по категориям А + В.

На месторождениях группы 2 запасы категории В должны составлять не менее 50% общих запасов категорий В и С₁. На месторождениях группы 3 проектирование горнодобывающих предприятий допускается на базе запасов категории С₁.

      Для крупных месторождений I и II групп, вовлекаемых в промышленное освоение не полностью, указанные соотношения запасов различных категорий должны выдерживаться для той части площади, на базе которой проектируется предприятие.

       На некоторых сложных месторождениях, несмотря на высокую плотность разведочных выработок, не удается достичь требуемого соотношения запасов промышленных категорий. В таких случаях необходимо установить рациональный предел детализации и обосновать целесообразность освоения месторождения при достигнутой степени разведанности. Предоставление права проектирования и строительства шахт при соотношении запасов промышленных категорий ниже нормативного является прерогативой ГКЗ.

       Методика    детальной    разведки это    комплекс    исследований угленосности, тектоники и горногеологических условий разработки. Рациональный проект детальной разведки должен в единой системе расположения выработок совмещать возможность исследования всех основных параметров, и каждая разведочная выработка в этом отношении должна нести максимальную нагрузку.

       Опыт разведки в Донбассе показал, что для оценки месторождения наибольшее количество разведочных скважин необходимо для изучения параметров угленосности и тектоники. Исследование качества углей, газоносности, гидрогеологии, физико-механических свойств пород и др. обычно может быть произведено достаточно полно по меньшему числу выработок. Поэтому при рассмотрении методики детальной разведки целесообразно сгруппировать месторождения (шахтные поля) по особенностям их тектонического строения и угленосности. 

3. Основные  положения ТЭО  по материалам предварительной  разведки.

       Технико-экономические обоснования разведочных кондиций составляют с учетом особенностей экономико-географического положения месторождения, горнотехнических, гидрогеологических и других природных условий

месторождения, качественной и количественной характеристики разведанных запасов полезных ископаемых, содержащихся в них полезных компонентов и др.     При этом необходимо обосновать: оптимальную производственную мощность будущего предприятия, его структуру и технологический режим работы; наиболее рациональный способ вскрытия и разработки месторождения (участка); принятую прогрессивную оптимальную технологию добычи полезного ископаемого (глубина разработки, углы наклона бортов карьера) и комплексную переработку данного вида минерального сырья - технологическую возможность и экономическую целесообразность промышленного извлечения попутных полезных ископаемых и компонентов, а также отходов рудосортировки и обогащения, оптимальные размеры потерь, разубоживания, показателей качества добываемого сырья и продуктов обогащения;

- принятую  систему осушения месторождения, возможности использования водоотлива

- мероприятия  по охране недр, предотвращению загрязнения окружающей среды и рекультивации земель.

        При по вариантных расчетах и обосновании кондиций технико-экономические показатели определяются по каждому из вариантов за год и за весь период эксплуатации. Принимается вариант, обеспечивающий максимальное использование разведанных запасов.

        В основу ТЭО кондиций принимают  балансовые запасы руды Q и полезного  компонента М, последовательно  переходящие в процессе технологического  проектирования и отработки в  промышленные и эксплуатационные. Промышленными являются такие запасы, которые попадают в контуры отработки. Эксплуатационные запасы руды Qэ и полезного компонента Мэ, кроме того определяются полнотой извлечения полезного компонента Кн и коэффициентом разубоживания Кр. Определение потерь и разубоживания может быть расчетным, конструктивным и статистическим. Преимуществом пользуется расчетный метод, осуществляемый по вариантам отработки с учетом геологического строения, горнотехнических условий, технологии и экономических факторов отработки.