22. Кенорынды геологиялық зерттеу, бағалау және барлауда қолданылатын техникалық құралдар.

Пайдалы қазба кенорындарын зерттеулер, нысана ретінде өнеркәсіптік қолдануға бағытталынған негізгі мәселелерді шешеді.

Барлаудың техникалық құралдары. Барлау мәселелері техникалық құралдар көмегімен шешіледі. Барлау техникалық құралдары үш топқа бөлінеді: барлау кен үңгімелері, барлау бұрғылау ұңғымалары және геофизикалык жұмыстар.

Қазбалардың түрлері мен сипаты бойынша жіктеледі және төмендегі мәселелерді шешеді:

Барлау жұмысы кезінде еңбек шығыны, материалдық қаржы, уақыт шығыны көбінесе тау-кен жұмысын жүргізуге немесе бұрғылау жұмыстарын жүргізуге кетеді. Бірақ олар барлау жұмыстарының міндеттерін шешуде толық немесе дәл ақпарат бере алады. Сондықтан жұмыс түрін таңдар алдында жақсылап ойлана негіздей отырып, қанша бұрғылау жүргізетіндігі, оның тереңдігі және орны анықталуы керек. Барлау жүйесі деп біз барлық жұмыстар түрінің міндеттерін шешетін барлау қазбаның саны, түрі, тереңдігі кеңістікте орналасуы; қазбалардың жүргізілу реті, оны жүргізуге кететін шығын мен уақыт шығынын үнемдеу деп түсінеміз. Осыдан барып барлау жұмысының жүйесінде жеке элементтерді бөлуге болады.

1. Барлау қазбалары (олардың түрлері мен сипаттамасы);

2. Қазбаларды орналастыру реті (барлау торының пішіні);

3. Барлау торының тығыздығы.

Барлау жүйесінің элементінен кешенді қарастыру керек. Барлау жұмыстарының жүйесін тиімді таңдау көп факторларға байланысты. Кенорындардың геологиялық көрсеткіштері өзгермелі болған жағдайда барлау торы тығыз болуы; қазбаның күрделі түрін пайдалану қажет болады. Көптеген кенорындар үшін жетекші фактор олардың құрылымы. Құрылым ерекшеліктеріне байланысты барлау жүйесі таңдалады. Басқа жағдайда мұндай факторларға кенденелерінің тереңде жатуы, ал өте күрделі кенорын үшін жетекші фактор пайдалы қазбаның құндылығы болып табылады. Бұл жағдайда барлау жүйесін таңдау сынаманың қажетті тығыздығы мен типіне байланысты болады. Барлау тығыздығын таңдау кезінде жетекші факторды анықтаудан басқа, жалпы жағдайды да ескеру керек.

1) Егер корреляциялық белгілер байқалса, мысалы, кен денесі қалыңдығы мен пайдалы қазба немесе пайдалы компонент сапасының заңды байланысы байқалса, онда мұндай корреляциялық байланысты барлау торын қарапайымдауға пайдаланады;

2) Жетекші барлау факторы сипатының кенорын бойынша немесе оның бір бөлігінде, тіпті кен денесінде, сонымен қатар қанаттарында, тереңдігінде, тектоникалық зоналарда және т.б. өзгерген жағдайында барлау жүйесін өзгертуге тура келеді. Барлаудың негізгі тектоникалық құралдарына тау-кен қазбалары, бұрғы ұңғымалары жатады. Сонымен қатар іздеу барлау қазбаларын жүргізбей-ақ жердің терең бөлігінде құрылымы мен құрамы жөнінде мәлімет беретін геофизикалық бақылауларда пайдаланады. Оған пайдалы қазбаның химиялық, минералогиялық құрамын, құрылысын зерттейтін ақпараттар жатады.

Бұрғылау ұңғымалары барлау қазбаларының кеңінен тараған түрі. Бұрғылау жұмысын, тау-кен қазбаларына қарағанда арзан болуы, уақыт үнемділігі, ұйымдастырудың оңайлығы, бұрғылау қондырғының жылжымалы болуы және көптеген жағдайда барлау мәліметінің мүмкіндікті немесе өкілетті болуымен ерекшеленеді. Барлау ұңғымалары пайдалы қазбаны қиып өту, шектеу, сынамалау үшін сонымен қатар кенорынның құрылымын зерттеу үшін, гидрогеологиялық жағдайын, газдылығын кенорынның термальды режимін, яғни жалпы барлау міндетін анықтау үшін жүргізіледі.

1 және 2 топқа жататын кенорындарды жиі бұрғылау арқылы барлайды. Сонымен қатар, бұрғылау жұмысы одан да күрделі кенорындарда да жүргізіледі. Егер пайдалы қазба денелері өте тереңдікте болғанда тау-кен қазба жұмыстары судың немесе газдың көп болуына, таужыныстардың беріксіздігінен т.б. тау-кен техникалық қолайсыз жағдайда жүргізіледі. Бұрғылау қолмен, механикалық, колонкалы, айналмалы кернсіз, соққылап бұрғылау деп бөлінеді. Тау-кен үңгімесін жүргізу бұрғылауға қарағанда толық немесе өкілетті мәлімет береді. Барлық бақылаулар толық жүргізіліп пайдалы қазба жақсы сынамаланады. Тау-кен қазбасында барлауға қажетті барлық фактілер мен көріністерді анық байқауға қажетті барлық фактілер мен көріністерді анық байқауға болады. – жыныстардың жапсары, олардың жатыс элементтері, жағдайы, минералогиялық немесе петрографиялық құрамы, құрылымы, бітімі, жарықшақтылығы, жағынан айқын көрінеді. Сонымен қатар фауна мен флора қалдықтарын дұрыс алуға мүмкіндік береді.

Жер бетіне жақын жүргізілетін қазба жұмыстары арзан және тиімді. Олар:

тазарту (расчиска), шұңқұр, ор, шурф жұмыстарын жүргізу арқылы іске асады.

Бұлар шашыранды қалдық, инфильтрациялық немесе т.б. жер бетіне жақын кенорынды барлау кезінде қолданады. Олар атқаратын мақсатына қарай көмекші және негізгі деп бөлінеді. Көмекшісіне шахтаның оқпаны, квершлаг штольня жатады. Негізісі орттар, штрек т.б.

Қазбалардың кеңістікте орналасуы

Барлау жүйесінің пішіні

Барлау қазбаның 2 негізгі пішіні қолданылады – геометриялық (текше, тік төртбұрышты, ромбалы);

Барлау қазбаның пішін таңдау кенорынның құрылымдық ерекшеліктеріне байланысты. Ұңғылардан басқа шурфтарда жүргізіледі. Олар бақылау қазбасының ролін атқарады. Әдетте барлаудың 1 сатысынан келесі сатысына ауысқан сайын барлау қазбаның арақашықтығы жиілейді. Кенорын көлемінде және кен денелерінің параметрлері орташа көрсеткіштен ауытқыған жағдайда яғни сүйірлену, тармақтану, байыған бөліктердің болуы, таужыныстың жарықшақтануы сияқты өзгерістер болғанда барлау жұмысын дәлдікті етуге тырысу керек. Мұндай жағдайда барлау тығыздығын жиілету, тордың пішінін өзгерту. Қазындыларды топтар бойынша бөлу керек. Барлау торының пішіні іздеу-барлау сатысына дұрыс геометриялық болып келеді. Алдын ала барлау сатысында жеке белдемдер мен блоктардың сипаттамаларына байланысты жұмыс контурын шектеу үшін тор тығыздығын жиілетеді. Ал, дәлдікті барлау кезінде алдында жүргізілген жұмыс сатысында анықтан жеке блоктарда кеннің табиғи типтерін шектеу үшін тордың тығыздығы әрқайсына жеке-жеке жүргізіледі. Қазындының тереңдігі барлаудың берілген тереңдігі мен кенорынның ерекшелігіне байланысты. Қазіргі уақытта қазындының мах-ды тереңдігі 1000-1200 м.

Барлау тау-кен үңгімелері ең толық және ақиқат ақпарат алуды қамтамасыз етеді. Өйткені олар зерттеушіге пайдалы қазбаны тікелей көруге мүмкіндік береді, сондықтан зертгеулер максимал көлемде жүргізілуі мүмкін, ал қажет болған жағдайда қайта жүргізуге де болады. Сонымен қатар, кен үңгімелерін кез келген бағытта жалғастыра беру мүмкіндігі де бар. Барлау мақсатында жер беті және жер асты кен үңгімелері пайдаланылады. Жер беті үңгімелері: тазартпа, шұңқыр, ор, шурф пен ұралар. Жер асты кен үңгімелері: шахта, квершлаг, штрек, орт, өрлеме, ылдилама, оқпан мен штольнялар.

Тау-кен үңгімелерін барлау құралдары ретінде пайдалану мынадай жағдайларды шешу үшін жүргізілуі қажет:

- тау-кен үңгімелерін орнату, жете геологиялық барлау мәліметтерінің сүйене отырып орнатылуы немесе барлау бұрғылау мәліметтеріне байланысты болуы қажет.

- тау-кен үңгімелерін жүргізгенде келешекте оларды кенорынды игруде, пайдалана алатын мақсатта орнатылуы тиіс;

- тау-кен үңгімелерін жүргізгенде оның көбісі пайдалы қазба кен денесінің үстімен өткені дұрыс, өйткені ол сынамалау жұмыстарын жүргізуге тиімді деп саналады.

Барлау геологиялық қималары кенорынның пішінін, ішкі құрылысы мен жатыс жағдайларын анықтаудың негізгі тәсілі болып табылады. Қималар.тік және көябеу болуы мүмкін, сондықтан қималар әдісінің үш түрлесі бөлінеді: тік қималар, көлбеу қималар және тік пен көлбеу қималардың бірлесуі.

Соңғы жылдары пайдалы қазба кенорнының морфологиялық ерекшеліктерін таңдаудың және бір әдісі - кенорындарды компьютер көмегімен геометриялау дербес мәнге ие болуда.

Геофизикалық жумыстар кенорындарды барлау процесінде мынадай негізгі мәселелерді шешуге қолданылады: 1) ауданның жалпы геологиялық қүрылымын және перспективалық бөлшектерді контурлау; 2) кенорынның ішкі құрылысын зерттеу-пайдалы қазба денелерін немесе сипатық (белгілік) таужыныстардың, тектоникалық бұзылыстарды қадағалау және жуықтап контурлау; 3) пайдалы және зиянды компоненттердің мөлшерін жуықтап (ал уран, мыс, қорғасын, қалайы және т.б. рудалардың кейбір типтері үшін - дәл) анықтау; 3) таужыныстар мен пайдалы қазбаның физикалық қасиеттерін (тығыздығы, суқанықтылығы, серпімділік сипаттамалары және т.б.) анықтау; 5) бұрғылау ұңғымаларын зерттеу және бақылау (инклинометрия және каротаж).

Ұңғымаларда каротаж бен инклинометрия міндітгі түрде жүргізіледі, ал басқа геофизикалық жұмыстар қолайлы жағдайлар болғанда ғана орындалады. Геофизикалык каротаж деп ұңғыма оқпаны бойынша табиғи және жасанды физикалық өрістерді зерттеуді айтады. Оның көмегімен таужыныстардың құрамы анықталады және олардың шекаралары нақтыланады, пайдалы қазбаның қалыңдығы мен сапалық сипаттамалары анықталады, температуралық режим, кенді өндіру жағдайларына әсер ететін сулылық, газдылық және басқа құбылыстар зерттеледі. Ұңғымадағы геофизикалык жұмыстар көмегімен оқпанның зениттік және азимуттық қисаюы анықталады.

Геофизикалық жұмыстардың бағасы бұрғылау мен кен үңгімелерін қазумен салыстырғанда бірнеше есе аз, ал оларды жүргізу жылдамдығы бірнеше есе көп болады. Бірақ геофизикалық деректерді пайымдауды бір мағынада жүргізу көбінесе қиын болатындықтан, геофизикалық жұмыстарды әдетте кемекші құралдар ретінде пайдаланылады.

Барлау үңгімелері орналасуының екі тәсілі бар: сызықтар (қималар, профильдер) бойынша және тор бойынша. Барлау үңгімелері тор бойынша орналасқанда, олар тордың түйіндерінен орын алады. Барлау торы пішіні бойынша үш түрге бөлінеді: квадрат (шаршы), тік бұрышты және ромбалы (үш бұрышты). Тордың түйіндері арқылы жүргізілген сызықтар арқылы қималар жүйесі жасалады, бұл арқылы пайдалы қазба денесінің көлемдік сипаттамасын беруге болады.

Барлау процессінде осындай техникалық құралдарды таңдау көптеген факторларға байланысты болады; олар экономикалық тау-кен техникалық және геологиялық факторлар.

Жалпы экономикалық жағдайларға: электрэнергия көзі, су көзі, климат және сол ауданда жұмыс күшінің бар болуымен сипатталынады.

Тау-кен техникалық жағдайларға: рельеф, пайдалы қазба денесінің тереңдегі жатыс жағдайы, сыйыстырушы жыныстардың ерекшеліктері және бөлікшенің сулылығы жатады.

Геологиялық жағдайларға: пайдалы қазба кен денесінің тұрақтылығы, пайдалы қазбаның сапалық ауытқу ерекшеліктері, пайдалы қазбаның пішіндері мен өлшемдері жатады.

Бұрғылау ұңғымалары - тік, еңіс және көлбеу казылады, қимасы цилиндр пішінді, диаметрі әртүрлі(36-250 мм) және тереңдігі үлкен(2-2,5 км одан да асады). Таужыныстарды қирату тәсіліне байланысты айналмалы, соққылы-айналмалы және соққылы бұрғылау түрлері бөлінеді. Айналмалы бұрғылауда таужыныстар үғымының барлық ұңғысы бойынша (тұтас ұңғы мен бұрғылау) немесе сыртқы сақинасы бойынша (бағаналы бұрғылау) қарастырылады. Бағаналы бұрғылауда ұңғыманың өзегінде бүтін таужыныстың цилиндр пішінді бағанасы қалады, оны керн деп атайды.

Тау-кен бұрғылау барлау жүйесі тау-кен үңгімелері мен бұрғылау ұңғымалары арқылы іске асады және өндірісте кеңінен қолданылады.

Әртүрлі барлау жүйесінің үнемділік шығыны барланған кеннің шығым бірлігімен есептелінеді. Осындай барлау жүйесінің технико-экономикалық талдаулар, кенорынды дұрыс бағалауды жүргізгенде, осыған байланысы бар әрбір факторларды ескере отырып орындаған тиімді деп саналады.