книги из ГПНТБ / Альбов М.Н. Рудничная геология

На рис. 35 дана схема последовательного проведения эксплуатацион­

Аналогичная разведка должна проводиться в этих условиях и в дру­ гих вертикальных сечениях, по мере подхода к ним штреков и проходки ортов. В некоторых сечениях орты могут быть заменены горизонтальными скважинами.

Помимо разведочных выработок, проводимых с целью уточнения гра­ ниц рудных тел и их состава, в процессе эксплуатационной разведки не­ редко приходится проходить скважины для выяснения гидрогеологичес­ ких или горнотехнических условий отдельных зон (рис. 36).

Как в условиях открытой, так и подземной разработки месторождения, геологическая документация минных скважин позволяет уточнить кон­ туры и строение рудных тел и детально определить химический состав руд, что ведет в ряде случаев к уменьшению объема необходимой эксплуата­ ционной разведки. Пример использования взрывных скважин для этой цели в условиях Лебяжинского железного рудника приведен на рис. 37.

4. Технические средства эксплуатационной разведки

При эксплуатационной разведке используют те же средства и техни­ ческие приемы, что и при детальной разведке. Одной из отличительных черт эксплуатационной разведки является последовательное ее проведение в отдельных частях, блоках и горизонтах месторождения, в связи с чем не обязательно пересечение каждой разведочной выработкой всей рудной толщи; эти выработки чаще всего имеют меньшую длину по сравнению с выработками, проходимыми в другие стадии разведки.

При эксплуатационной разведке проходят горные выработки (шахты, штольни, орты, гезенки, шурфы, канавы) и буровые скважины (колонко­ вого и ударного механического бурения), а также глубокие шпуры. Шахты, штольни и глубокие шурфы с рассечками из них проходят чаще всего при разведке рудных месторождений неправильной, сложной формы с отно­ сительно ценным полезным ископаемым. Разведочные выработки задают здесь с таким расчетом, чтобы в случае необходимости их легко можно было использовать как эксплуатационные.

Реже разведочные шахты с горизонтальными выработками из них проходят на месторождениях руд черных металлов, в том числе и железа. Так, на Воронцовском железном руднике (Северный Урал) для разведки окисленной зоны магнетитового месторождения пройдена наклонная шахта, которая в дальнейшем была превращена в эксплуатационную.

Шурфы и дудки проходят для разведки неглубоко залегающих пластообразных тел относительно небольшой мощности, перекрытых породами невысокой крепости, допускающих проходку в них выработок без взрыв­ ных работ. Здесь выработки служат как для общего сгущения сети в пре­ делах внутреннего контура залежи, так и для сгущения по внешним ее границам.

В тех случаях, когда не требуется особенно тщательного изучения характера и состава руд, а также при крепких и особо крепких породах

182

и рудах при разведке таких залежей проходят скважины механического бурения. Их проходят также и при разведке мощных пологопадающих залежей.

При сложном составе рудной толщи и разнообразии сортов руд при­ меняют скважины колонкового бурения; при относительном постоянстве состава руд можно проходить также и скважины механического ударного бурения.

Вусловиях подземной разработки месторождений для эксплуата­ ционной разведки широко применяется проходка горизонтальных, на­ клонных и вертикальных скважин подземного бурения. Местоположение

инаправление горных разведочных выработок выбирается чаще всего с таким расчетом, чтобы в дальнейшем эти выработки можно было исполь­ зовать в качестве подготовительных или нарезных.

Входе эксплуатационной разведки применяют также все способы опробования и методы изучения вещественного состава руд и их техноло­ гических свойств, которые использовались в процессе детальной разведки месторождения.

Бурение скважин эксплуатационной разведки с поверхности произ­ водится теми же станками, которые используются в процессе детальной разведки месторождения. Подземное колонковое бурение производят как обычными станками, применяемыми для бурения скважин с поверхности, так и специальными портативными станками типа БСК-2М-400. Специаль­ ные станки для подземного бурения монтируются на распорных колонках. Они предназначены для бурения скважин диаметром 55, 45 и 35 мм, глу­ биной до 100 м. Кроме того, для бурения подземных скважин длиной 10— 20 м применяют колонковые бурильные молотки (перфораторы), работа­ ющие на свертывающихся штангах.

Бурение производят как дробовыми коронками, так и коронками, армированными твердыми сплавами или алмазной крошкой. Угол наклона скважин к горизонту при бурении твердыми сплавами и алмазами может быть любым, при бурении дробью — обычно в пределах 90—70°.

Диаметр скважин не превышает 150 мм, что вполне обеспечивает цели разведки, но бывает недостаточным в тех случаях, когда скважины про­

сплавы, при проходке более твердых пород — алмазы или дробь (чугун­ ную или стальную).

Состав бригады на большинстве типов буровых станков два-три че­ ловека.

Для установки станков при подземном бурении скважин проходят специальные камеры или используют имеющиеся подземные горные вы­ работки и особенно их сопряжения. Размеры камер при бурении вер­ тикальных или близких к ним скважин и при длине свечи бурильных труб, равной 3 м, составляют: для станков БСК-2М-100 - 15,5 м3 , ЗИФ-300М - 45 м3 .

183

5. Организация, планирование и финансирование

эксплуатационной разведки

Эксплуатационная разведка проводится или специально созданным подразделением (отряд, партия), подчиненным главному геологу пред­ приятия, или рабочими и техническим персоналом отдельных рудников, карьеров и шахт, подчиненных руководителям этих производственных подразделений.

Если на горном предприятии имеется ряд рудников и шахт, то в этом случае эксплуатационная разведка может осуществляться одним подраз­ делением, обслуживающим все рудники и шахты в порядке преоблада­ ющей срочности и необходимости. Недостатком этой организационной формы эксплуатационной разведки является то, что в подземных горных выработках, где должен осуществляться единый постоянный контроль за всем персоналом, находящимся под землей, группа разведчиков не под­ чинена непосредственно начальнику и сменному надзору шахты.

При организации таких разведочных групп в составе отдельных эксплуатационных подразделений этот недостаток устраняется, но воз­ никает другой — начальник участка (рудника, шахты) стремится обеспе­ чить прежде всего план добычи руды и не уделяет достаточного внимания на участке разведочным работам, которые должны дать дополнительную информацию, необходимую для правильного направления и планирования

группы разведчиков переключаются на эксплуатационные работы; необ­ ходимые для последующих периодов разведочные выработки могут остаться в этом случае непройденными.

Вотношении формы организации эксплуатационной разведки нет определенных инструктивных указаний. Однако при любой организацион­ ной форме эксплуатационная разведка должна своевременно и в необхо­ димых объемах выполняться геологической службой горного предприятия. Геологическая документация разведочных выработок также ведется ра­ ботниками рудничной геологической службы.

Каждое горное предприятие составляет и утверждает в вышестоящих организациях план горных работ на новый и последующий годы; одно­ временно геологическая служба предприятия составляет проект эксплуа­ тационной разведки на этот же период. Проектом предусматривается возможность получения необходимых данных для систематического уточ­ нения направления горных работ в течение года и обеспечивается возмож­ ность получения необходимых материалов для обоснованного планирова­ ния горноэксплуатационных работ на ближайшие годы.

Годовой проект или план эксплуатационной разведки подписывают главный инженер и главный геолог предприятия и представляют его в вышестоящие организации на утверждение одновременно с планом гор­ ных работ.

Входе эксплуатационных работ нередко приходится сталкиваться с теми или иными отклонениями от сложившихся ранее представлений о геологических контурах рудных тел или их составе и строении. Поэтому

184

довольно часто приходится проводить разведку, не предусмотренную годовым планом. Необходимые в этом случае дополнительные разведоч­ ные выработки намечаются геологом рудника, согласовываются с началь­ ником этого рудника и главным геологом предприятия и утверждаются главным инженером предприятия. Годовой план эксплуатационной раз­ ведки в необходимых случаях может быть изменен в деталях, не обяза­ тельно должны быть выполнены предусмотренные этим планом объемы работ и обеспечено выполнение общих задач, стоящих перед эксплуата­ ционной разведкой.

Эксплуатационно-разведочные работы финансируются за счет ос­ новной деятельности горного предприятия и затраты на них отражаются определенной статьей расхода в стоимости 1 т добытой руды. В соответ­ ствии с этим в годовом проекте эксплуатационной разведки производится расчет стоимости запроектированных к выполнению разведочных работ и соответствующая сумма учитывается при расчете плановой себестоимости

РУДЫ.

Подробные сметы на проходку эксплуатационных разведочных выра­ боток, как это делается при проектировании предшествующих стадий разведочных работ, чаще всего не составляют, расчет стоимости проходки эксплуатационных разведочных выработок производят по так называ­ емым единичным расценкам отдела капитального строительства горного предприятия. При отсутствии единичных расценок на те или иные виды работ для них составляется плановая калькуляция применительно к неко­ торым средним для горного предприятия условиям.

Годовой план эксплуатационной разведки подразделяется на кварталь­ ные и месячные планы, в выполнении которых горное предприятие от­ читывается перед вышестоящими организациями. Бухгалтерской отчет­ ности, специально относящейся к эксплуатационной разведке, обычно не ведется.

6. Геологическая документация при эксплуатационной

разведке и учет ее результатов

Геологическая документация выработок, пройденных на руднике в процессе эксплуатационной разведки, по существу не отличается от до­ кументации выработок всех предшествующих стадий разведки месторож­ дения. Проводится тщательная зарисовка и описание как горных вырабо­ ток, так и кернов и шламов буровых скважин, необходимое их опробова­ ние, регистрация и учет результатов исследования проб и т. п.

состава руд. Рудничный геолог должен стремиться к тому, чтобы с наи­ меньшими затратами времени и в кратчайший срок производить необхо­ димые коррективы и вносить уточнения в показатели характеристики дополнительно разведанных блоков и участков, по мере проходки в них новых разведочных выработок. В дальнейшем рудничный геолог должен использовать эти данные при планировании и проведении эксплуатацион­ ных работ.

185

Выработки эксплуатационной разведки по данным маркшейдерской съемки наносятся на сводный геологический или сводный разведочный план, геологические разрезы и погоризонтные геологические планы. Геологические разрезы и планы при этом соответствующим образом кор­ ректируются, на них уточняются контуры рудных тел.

Результаты опробования выработок эксплуатационной разведки на­ носят на качественные планы и учитывают совместно с данными предше­ ствующих этапов разведки и опробования эксплуатационных выработок при определении качественного состава руд в соответствующих блоках

иучастках.

Втех случаях, когда эксплуатационная разведка приводит к сущест­ венному изменению запасов руд в отдельных блоках или участках и выяв­ ляет изменение качественного их состава, производят соответствующий пересчет запасов руд и металла. Этот пересчет после соответствующего оформления направляется на утверждение в вышестоящие организации. При значительном уменьшении запасов, оказывающем существенное влия­ ние на сроки обеспеченности действующего горнообогатительного пред­ приятия, геологическая служба предприятия производит по новым кон­ дициям пересчет запасов и представляет их на утверждение в ГКЗ СССР.

Отчетность по эксплуатационной разведке — месячная, квартальная и годовая. В месячных отчетах приводится лишь таблица выполнения отдельных видов работ в сопоставлении с плановыми показателями, в квартальных и годовом отчетах кроме указанной таблицы дается краткая характеристика и основные результаты выполненных работ.

Г л а в а X V I ОПРОБОВАНИЕ РАЗВЕДОЧНЫХ

ИЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

1.Способы отбора химических проб в забоях горных выработок

Способы отбора химических проб в забоях горных выработок весьма разнообразны. Выбор того или иного из них зависит от многих геологи­ ческих и технико-экономических факторов. Наиболее целесообразным является тот способ отбора проб, который обеспечивает наибольшую пред­ ставительность при одновременно высокой производительности и наимень­ шей стоимости работ по опробованию.

из вагонетки или отвала. Такие пробы отбирают, если без специальных работ по опробованию хотят получить приближенную характеристику руды. На штуфных пробах проводят исследования физических свойств горных пород и руд (объемного веса, магнитной проницаемости, электро­ проводности, радиоактивности, технических свойств стройматериалов). Значительная часть исследований по обогатимости руд также может быть выполнена на штуфных пробах.

186

полосчатости. Порции можно брать с поверхности отбитой руды по квад­ ратам воображаемой сетки, намечаемой пробщиком путем откладывания постоянной длины (0,2 м), нанесенной на рукоятке молотка, в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Количество порций, составляющих одну горстьевую пробу, обычно принимают от 10 до 20, а все одной порции от 50 до 100 г. Отсюда следует, что вес одной горстьевой пробы может варьировать в широких пределах — от 0,5 до 2 кг. При этом для руд с равномерным распределением компонен­ тов в одну пробу можно брать 5—10 порций, а с неравномерным — от 15 до 25 порций. Вес одной пробы имеет подчиненное значение. Решающим фактором служит количество порций, слагающих одну пробу. Можно считать установленным, что лучше составлять горстьевую пробу из боль­ шого числа порций малого веса, чем из малого числа порций с большим весом каждой порции [11, 12]. Отбор проб горстьевым способом целесооб­ разно применять в забоях, пройденных по сплошной руде с хорошо разви­ той трещиноватостью, обеспечивающей при отбойке однородную кусковатость средней и малой крупности.

(жиле) от лежачего до висячего бока на полную его мощность. Весь ма­ териал из борозды составляет пробу. В табл. 32 приведены наиболее ти­ пичные размеры борозд и вес проб для руд разного качества.

Перед взятием пробы поверхность забоя подравнивают кайлом или геологическим молотком. Слой пыли и грязи в старых забоях смывают во­ дой с помощью ручного насоса. При отбойке проб киркой или зубилом на поверхности забоя высекают две параллельные канавки (вруба), рас­ стояние между которыми и составляет ширину борозды. Затем косыми ударами зубила и молотка сбивают выступ, образовавшийся между канав­ ками. Отбиваемый из борозды материал падает на брезент или на желоб из листового железа размером 0,5 X 1,0 м, подставляемый под борозду у стенки забоя. Отбитая проба ссыпается с желоба в пробный мешок. Размеры их различны и зависят от начального веса проб. Изготовляются мешки для проб из плотной и прочной материи. Внутрь мешка вклады­ вают бирку из фанеры с заранее написанным номером. Бумажные этикетки применять не рекомендуется, они быстро изнашиваются. Мешок с пробой

187

Т а б л и ц а 32

Типичные размеры борозд и вес проб

по возможности ближе к почве канавы. К результатам опробования канав следует относиться критически, так как руды могут быть загрязнены или выщелочены. В стволах шурфов и шахт геологическую зарисовку и от­ бор проб необходимо производить до установки крепления. По окончании проходки из отдельных зарисовок составляют полный геологический раз­

188

лен, заданных по простиранию рудных тел, борозды следует брать по линии мощности вкрест простирания, по возможности через равные интервалы. В забоях штреков со сплошной рудой борозда проводится горизонтально через весь забой на ширину штрека. В выработках, пройденных по мощным рудным жилам и пластам с ясно видимой поло­ счатой текстурой руды, борозды высекают секциями, соответствующими отдельным слоям или пачкам. Из каждой секции берут отдельную пробу.

В жилах малой и средней мощности, где часть боковой породы по­ ступает в отбиваемую рудную массу, длина борозд должна соответство­ вать принятой на руднике минимальной выемочной мощности. В штреках по тонким жилам и прожилкам (менее 0,2 м) бороздовую пробу распола­ гают вдоль прожилка по всей его мощности. Крупные включения рудного минерала в забое требуют проведения двух-трех параллельных борозд большого сечения с отбойкой материала в одну пробу.

Увеличение числа борозд и их размеров приводит уже к задирковому способу отбора проб.

Опробование пласта или жилы на участке уже пройденного штрека проводят по кровле (при крутом падении) или по боковой стенке штрека (при пологом падении). В штреках с установленным неполным креплением борозды отбивают с кровли или со стенок в промежутках между крепле­ ниями.

При полукруглом сечении штрека (арка) и резко полосчатом строении рудной жилы возникает опасность появления систематической ошибки при отбойке бороздовых проб под острым углом к линии истинной мощ­ ности. В этом случае следует предварительно подработать кровлю по жиле и затем отбирать бороздовые пробы по линии истинной мощности жилы.

При восстановлении старых шахт над откаточными штреками часто расположены очистные работы. Опробование рудной залежи в почве штрека является самым неблагоприятным случаем отбора проб. Затраты на подго­ товку и отбор проб здесь значительны, а результаты опробования могут оказаться ненадежными. Рудную жилу в почве штрека лучше опробовать другими методами (например, подземным колонковым бурением).

Эксперименты К. Л. Пожарицкого [17], Е. П. Зайцева [6] и многих других геологов убедительно показали, что уменьшение сечения и веса бороздовых проб не снижает их представительности. Высокая представи­ тельность шпуровых проб, которые можно рассматривать как борозды малого сечения, указывает на возможность более широкого применения бороздовых проб малого веса.

Отбитые ручным способом бороздовые пробы не являются совершен­ ными. Объем борозды можно рассматривать) как сумму объема прямо­ угольной призмы (полезный объем) и дополнительного объема за пределами призмы (вредный объем). Последний появляется при различии в меха­ нических свойствах минералов и их агрегатов, слагающих руду. Хрупкие и непрочные рудные минералы (сульфиды, шеелит и т. п.) выкрашиваются, что увеличивает их содержание в пробе. При выкрашивании непрочных нерудных минералов (серицит, хлорит и т. п.) содержание полезного ком­ понента в пробе снижается. В обоих случаях возникает систематическая погрешность опробования [7].

189

/ L i

i\

ш ш

2

Рис. 40. Примеры расположения пробных борозд в забоях:

а — канав; б — дудок (шурфов) при пологом падении рудного тела; в — то же, при

крутом падении; г и а — квершлагов и ортов; е и ж — при крутом и пологом падении пласта (жилы); з — секционные пробы по двум типам руд в забое; и — отбор пробы по жиле малой мощности (прожилку); к — пробные борозды в минерализованной зоне смятия; л — борозда по кровле штрека

П л е н о ч н ы е п р о б ы отличаются от обычных бороздовых проб значительно меньшей глубиной отбойки, малым весом на единицу длины и высокой представительностью. Они отбиваются с помощью специального

ков (порций), отбитых со стенки забоя в строго определенном расположении, например, по узлам квадратной, прямоугольной или ромбической сетки (рис. 41). Точечный способ отбора проб допускает большое разнообразие расположения точек набора пробы с поверхности забоя. Текстура руды является решающим фактором выбора наиболее представительной сети точек при отборе пробы. Анизатропное расположение рудных минералов допускает только одно направление — расположение порций точечной пробы по линии вкрест полосчатости рудных текстур. Количество порций точечной пробы и их вес те же, что и при горстьевом способе отбора проб.

Точечная линейная проба при определенных условиях может быть непрерывной. Расстояние между порциями на поверхности забоя должно

190