§ 6. Геологоразведочные работы

Поиски месторождений угля. Постановка поисковых работ должна быть обоснована надежными геологическими данными по литологии, стратиграфии и тектонике исследуемого района. Кроме указанных данных, признаками угольных месторождений являют­ся: выходы угля на поверхность, обломки угля на участках выно­са рыхлого материала водой, вынос угольного шлама источниками подземных вод или выбросы его из звериных нор; нахождение угля, угольного шлама и сажи в вывороченных корнях деревьев; обнажения «горельников», образующихся при подземных пожарах и представляющих собой обожженную красную весьма крепкую породу; выходы на поверхность углистых сланцев и тонких про­слойков угля и т. д.

13

В зависимости от мощности покрывающих пород и особенно­стей геологического строения и рельефа участка при поисках про­ходятся канавы, шурфы или дудки, иногда небольшие штольни, производится ручное, мелкое и глубокое механическое бурение скважин. Последние бурят вертикально или наклонно в зависимо­сти от условий залегания пород.

Поисковые работы заканчиваются оценкой перспектив угленос­ности района и выделением площадей под разведку, целесообраз­ность постановки которой устанавливается на основе оценки дан­ных поисковых работ.

Предварительная разведка угольных месторождений. Задачей проведения предварительной разведки угольных месторождений является установление мощности пласта, элементов его залегания, площади распространения, характеристики вмещающих пород, их водоносности, физико-химических свойств и состава угля. Пред­варительные геологоразведочные работы в зависимости от условий залегания полезного ископаемого и вмещающих его пород про­изводятся различными методами: бурением мелких и глубоких скважин, проведением канав, шурфов, штолен, наклонных стволов. Применяются также геофизические методы разведки. Предвари­тельные разведочные работы позволяют составить геологический разрез месторождения, а анализ проб —его качественную харак­теристику.

Детальная разведка. Задачей проведения детальной разведки является окончательное определение запасов, распределение их в пределах месторождения, уточнение условий залегания, выяв­ление условий эксплуатации и опробование полезного ископаемо­го. Качество и технологические особенности углей определяются в результате анализа проб. Анализ бывает химический, техноло­гический и петрографический. В задачу детальной разведки вхо­дит также определение газоносности и водообильности угольных пластов и вмещающих пород. Детальная разведка производится путем бурения разведочных скважин, а также пробной добычи угля и выявления данных об обогащении угля, его пыльности и склонности к самовозгоранию.

Эксплуатационная разведка. Задачей проведения эксплуатаци­онной разведки является выявление частных случаев нарушения в залегании угольных пластов: сбросов, сдвигов, выклинивания или вздутия, взбросов. Эти работы производятся силами геолого­разведочной службы шахт или шахтоуправлений по мере надобно­сти при разработке месторождения.

Геофизические методы разведки. Для ускорения поисковых и разведочных работ, удешевления их за счет наиболее рациональ­ного расположения, разведочных выработок и для более полного освещения условий залегания полезного ископаемого применяют геофизическую разведку. На одних этапах (поиски) она предше-ствует геологоразведочным работам, а на других проводится имеете с ними с целью дополнения и уточнения полученных ре-i\ и.татов.

Горные породы характеризуются определенными физическими свойствами — плотностью, магннтностью, электропроводностью, упругостью, различным составом и условиями залегания.

Геофизические методы разведки основаны на изучении различ­ных параметров физических свойств горных пород, залегающих на участке наблюдений. Изучаемые при этом физические поля мо­гут быть естественными или искусственно созданными. К первым можно отнести магнитные и гравитационные поля, естественные электрические токи, ко вторым — поля заземленных источников электрического тока, поля упругих колебании при взрывах и уда­рах. Причем одно и то же поле в разных геологических средах различно по структуре и интенсивности. Это обстоятельство дает возможность устанавливать характер влияния и особенности про­странственного распределения горных пород. Чем заметнее раз­личаются горные породы по физическим параметрам, тем отчетли­вее выявляются границы, их разделяющие.

Геофизические наблюдения можно проводить на поверхности земли, в горных выработках, буровых скважинах, в воздухе, с по­верхности или по дну водных бассейнов.

Геофизические методы разведки дают возможность выявлять и изучать особенности геологического разреза как по длине его, так и на глубину от первых метров до многих километров. Они позволяют увеличивать объем информации о свойствах горны к пород и особенностях геологического разреза, которую трудно получить, применяя только одни геологические методы. Геофизи­ческие методы разведки весьма эффективны благодаря примене­нию различных технических средств.

Вместе с тем геофизическим методам разведки присущи и не­которые недостатки вследствие того, что разрешающая способ­ность их ограниченна. Геофизические наблюдения освещают гео­логический разрез осреднение.

Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод, что геофи­зические методы разведки не могут полностью заменить геологи­ческие методы поисков и разведки. Только правильное сочетание геологических, горных, буровых и геофизических методов исследо­вания позволяет осуществить эффективное проведение поисковых и разведочных работ.

К основным методам геофизических исследований относятся: электроразведка, сейсморазведка, гравиразведка и магнитораз­ведка. Из перечисленных методов электроразведка наиболее рас­пространена. Она применяется в двух вариантах: метод вертикаль­ного электрического зондирования и метод электропрофилирова­ния. Оба метода основаны на изучении удельного сопротивления пород посредством наблюдения искусственно создаваемого в зем­ле постоянного электрического поля.

Сейсморазведка основывается на наблюдении путей и скоро­стей распространения упругих колебаний в массиве горных пород, вызываемых взрывами или ударами. Она применяется в двух ва­риантах: метод отраженных волн и метод преломленных волн.

и

;.".

Гравиразведка основана на изучении аномальных особенностей поля силы тяжести, вызываемых неоднородиостями распределения в разрезе изучаемой площади горных пород различной плотности. Магниторазведка основана на изучении особенностей поведе­ния земного магнитного поля в пределах той или иной площади исследования. Это позволяет установить закономерности распре­деления пород, различающихся по своим магнитным свойствам.

Классификация запасов по степени их разведанности. Запасы месторождения по степени их разведанности разделяются по кате­гориям, обозначаемым буквами латинского алфавита: А, В_г С, и С₂.

Категория А—запасы, разведанные и изученные с деталь­ностью, обеспечивающей: полное выяснение условий залегания, формы и строения тел полезного ископаемого; полное выявление природных типов и промышленных сортов минерального сырья, их соотношения и пространственного положения; выделение и окон-турнвание некондиционных участков внутри тел полезного иско­паемого; полное выяснение качества, технологических свойств по­лезного ископаемого и природных факторов (гидрогеологических, инженерно-геологических и др.), определяющих условия ведения горно-эксплуатационных работ. Контур запасов определяется па данным бурения скважин или проведения горных выработок.

Категория В — запасы, разведанные и изученные с деталь­ ностью, обеспечивающей: выяснение основных особенностей усло­ вий залегания, формы и характера строения тел полезного иско­ паемого; выявление природных типов, промышленных сортов ми­ нерального сырья и закономерностей его распределения без точ­ ного отображения пространственного положения каждого типа; выяснение соотношения и характера некондиционных участков внутри тел полезного ископаемого без точного их оконтуривания; выяснение качества, основных технологических особенностей по­ лезного ископаемого и основных природных факторов, определяю­ щих условия ведения горно-эксплуатационных работ. Контур запа­ сов полезных ископаемых определяется по данным разведочных выработок с включением ограниченной зоны экстраполяции при устойчивой мощности и выдержанном качестве полезного иско­ паемого. , Категория Q — запасы, разведанные и изученные с деталь­ ностью, обеспечивающей выяснение в общих чертах условий зале­ гания, формы и строения тел полезного ископаемого, его природ­ ных типов, промышленных сортов, качества, технологических свойств, а также природных факторов, определяющих условия ве­ дения горно-эксплуатационных работ. Контур запасов полезных ископаемых определяется по данным разведочных выработок и экстраполяцией по геологическим и геофизическим данным.

Категория Сг — запасы, предварительно оцененные; усло­вия залегания, форма и распространение тел полезного ископаемо­го определены на основании геологических и геофизических дан­ных, подтверждении" ".энными, полученными при вскрытии полез-

(6

ного ископаемого в отдельных точках, либо установленных по аналогии с изученными участками. Качество полезного ископаемо­го определяется по единичным пробам и образцам или по данным примыкающих разведочных участков. Контур запасов полезных ископаемых принимается в пределах геологически благоприятных структур и комплексов горных пород.

Кроме того, запасы месторождения полезного ископаемого делят на геологические, балансовые, забалансовые и промыш­ленные.

К геологическим относят все запасы, выявленные в пределах данного контура месторождения и на определенную глубину, независимо от процентного содержания полезного иско­паемого, его качеств и условий залегания.

К балансовым относят разведанные и изученные запасы полезного ископаемого, которые пригодны для эффективной раз­работки и использования в народном хозяйстве при существую­щем уровне техники.

К забалансовым относят часть геологических запасов, ко­торые в настоящее время по тем или иным причинам не могут быть использованы в народном хозяйстве. В будущем с улучше­нием средств эксплуатации, изменением спроса и потребления полезного ископаемого забалансовые запасы могут быть отнесены к балансовым.

К промышленным запасам относят часть балансовых за­пасов, которая в процессе разработки полезного ископаемого -мо­жет быть выдана на поверхность. Промышленные запасы равны балансовым за вычетом потерь в количестве, предусмотренном проектом разработки месторождения. Главными причинами потерь угля являются: оставление угля в выработанном пространстве в виде мелочи; оставление угля в целиках около горных вырабо­ток; оставление целиков угля под поверхностными зданиями, сооружениями или водоемами. В связи с этим различают коэффи­циент эксплуатационных потерь и коэффициент общих потерь.

Прогнозные запасы. Кроме запасов категорий А, В, Q и Сг, подсчитанных по отдельным месторождениям и площадям, в некоторых случаях для оценки потенциальных возможностей уг­леносных провинций, областей и районов на основе общих геоло­гических представлений определяются прогнозные запасы. Эти за­пасы не подлежат утверждению в комиссиях по запасам.

Подсчет разведанных запасов угля. На завершающей стадии разведочных работ производится подсчет запасов полезного иско­паемого. Количество запасов, например угля, на разведанном участке с учетом горнотехнических условий и особенностей опре­деляет промышленную ценность месторождения или его части, а подразделение запасов на категории отражает степень геологи­ческой изученности объекта в целом и отдельных его частей.

или разведочны!

, p_flfi>vr киянленные за! Техническип С-блиогена

Шахты „ЗИП-Днем" объединения ,к.н1^уголь"

Обычно запасы подсчитываются после окончания поисковых

абпт, Выявленные запасы

тверждаются Госу-17

дарственной комиссией по запасам полезных ископаемых при Со­вете Министров СССР (ГКЗ СССР).

Подсчет запасов выполняется в следующей последовательно­сти: подготовляются н собираются исходные данные и оформляют­ся графические материалы; оконтуриваются площади подсчета и промышленные группы запасов; последние подразделяются по степени изученности и блокам подсчета; выполняются технические операции и оформляются результаты подсчета.

Подсчет запасов производится различными методами, сущность

которых рассмотрена ниже.

Метод геологических блоков используется почти по­всеместно на самых различных по генетическому типу и геологиче­ским условиям месторождениях. Сущность метода заключается в том, что площадь подсчета запасов делят па части (блоки), ха­рактеризующиеся общностью показателей мощности и строения пласта, условий залегания, качества угля, степени нарушенности, обводненности, газоносности, пыльности и т. д. Общие запасы месторождения определяют суммированием запасов отдельных

блоков.

Метод ближайшего района применяется при неравно­мерной густоте разведочной сети и наличии резких колебаний в показателях, характеризующих месторождение по соседним вы­работкам. Сущность метода заключается в том, что площадь под­счета запасов делят на блоки по числу разведочных выработок, причем каждый из них представляет собой многоугольник, опираю­щийся на разведочную выработку. Общие запасы месторождения также определяются суммированием запасов отдельных блоков.

Метод разрезов применяется при подсчете запасов по разрезам, пересекающим пласт. Сущность метода заключается в том, что на основе данных разведки строят геологические разре­зы, на которых оконтуривают площадь подсчета и участки с раз­личной степенью изученности. Данный метод используется при подсчете запасов месторождений, содержащих сложные по форме, строению и условиям залегания мощные угольные пласты

н залежи.

Метод изолиний применяется при горизонтальном или

близком к нему залегании пласта. Сущность метода заключается в том, что на условной плоскости, параллельной напластованию, строят изолинии равной мощности пласта. Метод изолинии исполь­зуется при подсчете запасов мощных угольных пластов сложной формы при значительных, но равномерных изменениях мощности, при наличии большого числа выработок, обеспечивающих возмож­ность надежного построения изолиний.

Метод среднего ар иф мети ч е с к о го применяется-при подсчете запасов по всему месторождению или его части, рассмат­риваемой в качестве единого блока. Метод очень трост и исполь­зуется при равномерной густоте разведочной сети и отсутствии резких изменений показателей мощности и качественных свойств угля в разных частях оцениваемой площади.

18

_I

Статистический метод применяется для подсчета запа-СОВ по категории Сг и прогнозных запасов. Сущность его заклю­чается н определении исходных средних данных об угленосности, приходящихся на единицу площади отложений.

Метод эксплуатационных блоков. Область его при­менения ограничивается контуром горно-эксплуатационных работ. Сущность метода заключается в использовании исходных показа­телей, полученных в процессе вскрытия и эксплуатации месторож­дения. По этим показателям вычисляются средние данные о мощ­ности и качестве угля в блоке.

Топографические и маркшейдерские планы масштабов 1 :2000 и 1 :5000 являются графической основой для подсчета запасов промышленных категорий. При подсчете запасов категорий Ci и С₂ применяются планы масштаба 1 : 10 000.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какое значение имеет угольная промышленность для народного хо­ зяйства?

2. Что Вы знаете об образовании каменного угля?

3. Что Вам известно о классификации углей?

4. Какие бывают нарушения в залегании угольных пластов?

5. Где расположены главнейшие угольные бассейны СССР?

6. Каково значение геологоразведочных работ в народном хозяйстве?

7. Расскажите о стадиях геологоразведочных работ.

8. Чем характеризуется детальная разведка?

9. В чем различие категорий запасов угля?

10. Как производится подсчет запасов угля?

11. Изменяется ли глубина подземных разработок?