книги из ГПНТБ / Проведение геологоразведочных, геофизических и маркшейдерских работ на зарубежных рудниках цветной металлургии

Малые диаметры бурения применяются при разведке всех ти­ пов рудных месторождений независимо от физико-механических свойств руд и вмещающих пород, характера распределения рудных компонентов и структурно-текстурных особенностей руд. Наиболее распространенным диаметром бурения по рудным зонам является 47,4 мм, обеспечивающий получение керна диаметром 28,6-32 мм. Вес пробы для обработки (половина керна) при плотности руды

3 г/см ? и выходе керна 1005? составляет для стандарта США 0,963кг, Канады - 1,206 кг, Швеции - 1,161 кг [1 б].

Эффективность этого прогрессивного направления очевидна как в отношении снижения расхода материалов и инструмента, так

иповышения скорости бурения. Одним из трудных вопросов при бурении скважин малых диаметров является получение кондицион­ ного керна. Однако использование алмазного бурового инструмента

идвойных колонковых труб обеспечивает достаточно высокий вы­

ход керна даже при его малых диаметрах.

В последнее время за рубежом геологическим отделом корпо­ рации "Сайт Джой минерале" разработан новый метод разведки руд­ ных месторождений. Метод, получивший название "Арк хоул дриллинг" (бурение дугообразных скважин), предусматривает бурение погруж­ ным пневмоударником с диаметром 76,2 мм ряда направленно-искрив­ ленных скважин диаметром 101,6 мм из подземной горной выработки вместо бурения ряда вертикальных скважин с поверхности.

Скважины забуриваются в кровле или груди забоя последова­ тельно под разными углами к горизонтам. .Наибольший опыт накоп­ лен при забуривании дугообразных скважин под углом +30° и пере­ сечении рудного тела под углом - 30°

Длина всех скважин различна и находится в пределах длины опробуемэго интервала рудной зоны. Каждая скважина состоит из участка (большей длины), который бурится без опробования, и участка (пересекающего рудную зону), буримого с опробованием.

20

Для опробования рудной зоны улавливают шлам, который является вполне представительным, или применяют колонковое алмазное бу­ рение.

По мере бурения скважины отклоняются вниз и могут подсе­ кать рудное тело на расстоянии 30-120 м впереди забоя горной выработки. Контроль положения скважины в пространстве осуществ­ ляется с помощью аркометра и аркографа. На номограмме аркографа с большой точностью фиксируются угол наклона скважины, ее азимут и радиус кривизны. Минимальный радиус искривления скважи­ ны составляет 38 м. Данные, полученные из номограммы, использу­ ются для пойнтерваяьного построения профиля скважин на геологи­ ческих картах и разрезах. Направление скважин замеряют с тем, чтобы определить мощность рудного тела и подсчитать запасы.

Важное требование нового метода - скважина в процессе бу­ рения должна быть сухой и чистой. Для этого применяют продувку скважины большим количеством воздуха.

Производительность и стоимость бурения новым методом близ­ ка по показателям к обычноу алмазноу подземному бурению. Сни­ жение себестоимости I пог.м по сравнению с бурением скважин с поверхности и значительное уменьшение объемов бурения позволя­ ют существенно снизить затраты на разведку. Так, на руднике "Нью Лид Белт" (США) затраты снижены в 10 раз £17].

Разведка месторождений рудных полезных ископаемых горными выработками "тяжелого" типа имеет, как известно, бесспорное пре­ имущество по сравнению с другими видами разведки. Она позволяет наиболее полно и всесторонне изучить месторождение, дает более достоверные горногеологические сведения, необходише для его оценки. Проведение подземных выработок является, однако, наибо­ лее трудоемким и дорогостоящим видомгеологоразведочных работ.

Проходка наземных горных выработок

21

При больших объемах работ, как правило, используется буль­ дозер. Стоимость аренды бульдозера в штате Аризона составляет 75-125 долл, в день, включая оплату труда механика, обслужива­ ние, топливо и ремонт (по другим данным, 150-250 дол л .). При перегоне бульдозера к его дневной арендной плате приплюсовыва­

Проходка разведочных шахт и штолен

При проходке разведочной шахты глубиной до 35 м с заклад­ кой первого штрека на глубине около 30 м и использованием при­ забойной части пространства в качестве зумпфа или места загруз­ ки скипа, сечение ее обычно принимается равным 2x3 м. Она кре­ пится длинными брусьями, обшивается досками и делится обычно на подъемное отделение сечением 1 ,2x 1,2 м и лестничный ходок 1x1,2м. При этом стоимость бригадо-смеяы составляет около 170 долл., из которых 101,8 долл., т .е . примерно 60$, составляет заработ­ ная плата бригады из 4 человек: старшего рабочего-бригадира, горнорабочих - проходчика, откатчика и стволового, а остальные 40$ приходятся на прочие прямые затраты (расходы на инструмент, возможный ремонт оборудования, водоотлив, содержание компрессо­ ра, транспорт, опробование и т .д . ) .

Проходка разведочной шахты глубиной до 150 м (без учета стоимости необходимых наземных сооружений) обходится в 9001800 долл, за I м [18] ,

В последние годы за рубежом одни:,, из прогрессивных направ­ лений в развитии техники и технологии проведения геологораз­ ведочных шурфов и шахт является широкое внедрение бурового способа проходки.

Бурение обеспечивает высокую скорость проходки, позволяет наиболее полно механизировать процесс углубки вертикальных горноразведочных выработок, повышает безопасность работ и зна­ чительно улучшает условия труда. В настоящее время шурфы и раз­ ведочные шахты проходятся, как правило, специализированными либо скважинными буровыми установками.

Примером специализированной установки для проходки шурфов

является универсальный буровой станок BBI0, вылускаешй фирмой "Зальогйттер машинен АГ" (ФРГ), предназначенный для проходки

22

значительный объем в общем парке погрузочных машин. Краткие технические данные машин этого типа, выпускаемых различными фирмами США, Швеции, ФРГ, Японии, Италии,предприятиями ЧССР, ПНР и ГДР, приведены в табл. 6 .

Т а б л и ц а 6

Техническая характеристика ковшовых погрузочных мавшн

25

■г) На гусеничном ходу,.

■“ ^На колесном ходу.

26

.ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАЗВЕДКИ

Рост промышленного производства за рубежом требует посто­ янного расширения запасов минеральных ресурсов и, следователь­ но, совершенствования и повышения эффективности методов поис­ ков и разведки полезных ископаемых, в том числе геофизических методов исследования как наиболее экономичных и производитель­ ных»

В настоящее время отчетливо прослеживаются два основных направления этих исследований:

1)собственно геофизические, проводимые как с поверхности

ив скважинах, так и в шахтно-рудничных условиях;

2)ядерно-геофиздческие методы опробования и анализа ми­ нерального сырья»

Ниже кратко освещено использование геофизических методов исследований при проведении геологоразведочных работ на горно­ рудных предприятиях»

Собственно геофизические исследования

Собственно геофизические исследования проводятся различ­ ными методами и их модификациями, основанными на различии фнзических свойств руд и вмещающих пород: магниторазведка - плот­ ностей пород и руд; электроразведка - удельных сопротивлений, диэлектрических постоянных, поляризуем)сти; радиометрия - есте­ ственной радиоактивности и т .п . В соответствии с этим магнито­ разведка чаще всего применяется при поисках и разведке руд с относительно повышенной магнитностью, для прослеживания текто­ нических и минерализованных зон; гравиразведка - при поисках и разведке сравнительно крупных рудных тел, значительно отличаю­ щихся от вмещающих пород по плотности: медноколчеданных, медно­ никелевых, барит-полиметаялических и' т .п .

В области электроразведки в США, Канаде и ряде других стран наибольшим распространением пользуется метод вызванной поляризации, главные преимущества которого по сравнению с дру­ гими методами состоят в том, что это единственный метод, кото­

рым возмэжно выявлять оруденение вкрапленного типа и разведывать залежи с относительно низким содержанием сульфидов в областях с мощной корой выветривания. Указанные преимущества подтвержда­

ются опытом выявления ряда новых месторождений медноколчеданных

27

(Канада) с успехом используется гравиразведка. Чаще всего она применяется в комплексе с электро- и магниторазведкой.

Как показывает зарубежный опыт, наиболее эффективным яв­ ляется комплексное применение геофизических методов, с помощью которых решаются следующие задачи:

поиски и оконтуривание рудных тел на флангах и глубоких горизонтах эксплуатируемых месторождений, в межвыработочных и околоскважинных пространствах;

выявление пропущенных в ходе бурения рудных тел и уточнение их мощности;

увязка между собой рудных тел, выявленных соседними сква­ жинами или горными выработками.

Ядерно-геоФизические методы опробования и анализа

Ядерно-геофизические методы опробования и анализа мине­ рального сырья сводятся к облучению исследуемой среды (стенок выработок,скважин, проб пород и руд) определенным видом ядерного излучения и измерению состава и интенсивности вторичного излучения, возникшего при взаимодействии первичных лучей с веществом горных пород и руд.

Важнейшим преимуществом ядерно-геофизических исследований является возможность как качественной, так и количественной оцен­ ки минерального сырья без отбора и обработки проб, непосредствен­ но в забоях горных выработок, скважинах и т .п . в течение са­ мого непродолжительного времени (секунды, минуты). При этом достоверность опробования этими методами не ниже, чем у ныне применяемых способов опробования на базе химического анализа. Вместе с тем, при исследовании пород в естественном залегании через поисково-разведочные скважины пользуются сложным и гро­ моздким комплектом аппаратуры, размещаемой в каротажной станции, но для работы в рудничных условиях, где необходимы портативные и механически надежные приборы, подобрать необходимую аппаратуру очень сложно. Именно из-за этого в рудничных условиях ядерная геофизика получила пока менее широкое распространение.

Современный комплекс ядерно-геофизических методов поз­ воляет определять в породах практически любой химический элемент таблицы Менделеева. При этом зачастую для определения одного элемента могут быть использованы два и более методов,

В последние года за рубежом при разведке полезных ископа­ емых наибольшее практическое развитие получили гамма-гамма и

29