книги из ГПНТБ / Альбов М.Н. Рудничная геология

целесообразна постановка предварительных разведочных работ для выяв­ ления промышленных месторождений с предположительной прогнозной оценкой возможных их размеров.

При поисковых работах кроме обычных способов прослеживания об­ нажений, их расчисток, проходки шурфов или скважин часто применя­ ются и геофизические методы, в том числе магнитные, гравитацион­ ные, электроразведочные и некоторые другие, а также геологические и структурно-геологические крупномасштабные съемки.

После обнаружения месторождения полезного ископаемого осущест­ вляется предварительная его разведка для выяснения общих масштабов месторождения и приближенного установления формы, условий залегания и качественного состава полезного ископаемого, на основании чего про­ изводится предварительная оценка народнохозяйственного значения этого месторождения.

Предварительная разведка служит в основном для обоснования капи­ таловложений, нередко довольно значительных, в детальную разведку. При положительных результатах предварительной разведки на основе полу­ ченных материалов обычно проектируется и проводится детальная раз­ ведка месторождения.

Однако в ряде случаев, когда необходим быстрейший ввод месторо­ ждения особенно дефицитных видов сырья в эксплуатацию, материалы пред­ варительной разведки и составленные в результате их технико-экономиче­ ские доклады используются горнодобывающими организациями и проект­ ными институтами также и для составления планового задания на проекти­ рование его разработки. Для многих магматогенных месторождений хорошо проведенная предварительная разведка дает основание для первой стадии горного проектирования — составления проектного задания на разработку месторождения.

Детальная разведка преследует цель надежно установить как общие запасы полезного ископаемого в месторождении, так и отдельные техно­ логические сорта его руды, уточнить структуру месторождения и выяс­ нить горнотехнические условия его разработки.

Совокупность материалов, полученных при детальной разведке, должна дать полное основание для второй стадии горного проектиро­ вания — составления технического проекта, в соответствии с которым выделяются ассигнования на промышленное строительство горного пред­ приятия или рудника.

С началом разработки сложных по составу и строению месторождений нередко возникает необходимость в дальнейшем продолжении разведочных

горных работ и эксплуатационных расчетов.

Такую разведку называют эксплуатационной. Она не охватывает од­ новременно все участки и горизонты месторождения, а проводится лишь на тех, которые намечены к разработке в течение ближайших двух-трех лет. Поэтому эксплуатационная разведка в необходимых случаях ведется на протяжении всего или почти всего периода эксплуатации месторождения. Проведение эксплуатационной разведки одновременно на всем месторо-

20

выполняемых специализированными геологосъемочными, геофизическими, поисковыми и разведочными партиями системы Министерства геологии

СССР или других министерств и ведомств, работы по эксплуатационной

Рудничные геологи теснее, чем геологи других специальностей, связаны со всесторонним изучением месторождений полезных ископаемых, наблю­ дая их на протяжении длительного периода эксплуатации и непрерывно от самых верхних до самых глубоких горизонтов. Работники рудничной гео­ логической службы, документально оформляя результаты наблюдений, используют полученные данные как для непосредственного направления горноэксплуатационных работ, так и для последующих выводов в отноше­ нии тех или иных закономерностей, характеризующих месторождения, для прогнозов о его дальнейших перспективах и для характеристики гор­ нотехнических, гидрогеологических и прочих условий дальнейшей их раз­ работки.

Всестороннее геологическое изучение месторождений в процессе их эксплуатации и вытекающие из этого изучения практические рекомендации по максимально возможному извлечению его запасов составляют основные задачи геологического обслуживания рудника или горного цеха. Этим определяются распространенные у нас в стране понятия «рудничная гео­ логия» и «рудничная геологическая служба».

2. Основные задачи и методы рудничной геологической службы

Основной задачей рудничной геологической службы, как указано выше, является всестороннее геологическое изучение эксплуатируемого место­ рождения и отдельных его частей и блоков для правильного решения всех горно-геологических вопросов, связанных с технически правильной и це­

вещество, находящееся в земной коре, которое может быть использовано для народного хозяйства в естественном состоянии или после соответству­ ющей переработки.

21

М е с т о р о ж д е н и е м называют естественные скопления (кон­ центрации) полезного ископаемого, занимающие определенный объем в зем­ ной коре и связанные между собой общностью действовавших при их об­ разовании геологических и физико-химических процессов; под п р о м ы ш ­ л е н н ы м и м е с т о р о ж д е н и я м и понимают такие, которые могут разрабатываться с экономической целесообразностью.

Месторождения полезных ископаемых, являясь производными слож­ ных и разнообразных геологических и физико-химических процессов, характеризуются в своей совокупности чрезвычайным разнообразием вещественного состава, форм, размеров, геологических условий залегания, способов образования (генезиса) и других присущих им свойств. Следует отметить, что абсолютно одинаковых месторождений в природе не сущест­ вует — каждое месторождение отличается от других индивидуальными осо­ бенностями. Поэтому и возникает необходимость систематического их изучения работниками рудничной геологической службы на протяжении всего периода эксплуатационных работ.

Задачи рудничной геологической службы распадаются на две основные группы:

1) задачи, связанные с увеличением геологических и промышленных запасов полезных ископаемых в недрах для продления срока суще­ ствования горного предприятия или увеличения его производитель­ ности;

2) задачи, связанные со всесторонней помощью горному предприятию (руднику, обогатительным фабрикам) в вопросах технически правильной разработки месторождения, и сокращения потерь полезного ископаемого при комплексном его использовании.

Для удлинения срока существования горного предприятия или уве­ личения его производственной мощности рудничная геологическая служба решает ряд частных задач:

а) обнаружение и разведка новых залежей полезного ископаемого на продолжении их по простиранию и на глубине или новых параллельных, залежей, в том числе не выходящих на дневную поверхность. Для решения этой задачи требуется разностороннее геологическое изучение месторо­ ждения и прилегающих к нему площадей, а также проведение эксплуатаци­ онной, а в отдельных случаях (с целью обнаружения в пределах горного отвода новых рудных тел) поисковой и детальной разведки;

б) обнаружение и разведка сброшенных частей месторождения или его отдельных жил, для чего требуется углубленное изучение его общей структуры и тектоники и проведение соответствующих разведочных работ;

в) использование некондиционного (бедного) полезного ископаемого или путем шихтования с богатыми рудами, или при соответствующей меха­ нической его обработке (обогащении), для чего требуется постоянное из­ учение вещественного состава полезного ископаемого, его текстур и обогатимости. Попутно с этим детально исследуется вещественный состав руд­ ных тел, производятся систематические минералогические, спектральные, физические и химические анализы на элементы-спутники основного иско­ паемого с целью комплексного использования полезного ископаемого,.

22

извлечения из него по возможности всех других полезных компонентов, использования отходов и т. п.;

г) борьба с потерями и разубоживанием, для чего требуется системати­ ческое опробование полезного ископаемого в недрах и опробование добы­ того полезного ископаемого, а также тщательное сопоставление по геологическим и маркшейдерским документам действительных контуров месторождения с отработанными контурами.

Общая задача всесторонней помощи горному предприятию в вопросах технически правильной разработки месторождения также распадается на ряд частных задач;

а) подготовка геологических материалов для планирования работы горного предприятия на основе всей совокупности разведочных материалов и систематической геологической документации горноэксплуатационных выработок, а также участие в планировании, обеспечивающем непрерывную добычу полезного ископаемого в необходимых размерах;

б) наблюдение на основе систематического опробования за качествен­ ным составом подготавливаемого к добыче и добываемого полезного иско­ паемого;

д) изучение гидрогеологических условий эксплуатации месторождения путем систематических наблюдений за притоками воды в горные выработки и изучения некоторых физических свойств полезного ископаемого и пород, •слагающих месторождение;

е) изучение ряда физических свойств полезного ископаемого и вме­ щающих и сопутствующих пород в отношении их устойчивости, крепости, объемных весов, коэффициентов разрыхления и т. п.;

ж) консультация работников горного цеха по всем геологическим во­ просам.

Кроме того, в задачи рудничной геологической службы входит: по­ мощь строительным и другим цехам предприятия в определении несущей способности грунтов и в обнаружении и разведке строительных материалов;

организациям всех необходимых геологических материалов, отчетов и спра­ вок геологического характера, необходимых для проектирования; состав­ ление заключений по геологической и горной частям проектов разработки

23

В основе этой документации лежит графическое изображение всех заслу­ живающих внимания геологических элементов и фактов с необходимыми текстовыми и цифровыми примечаниями или с краткими описаниями за­ фиксированных объектов.

Значение геологической документации при разработке месторождений полезных ископаемых состоит в том, что на основе ее систематически уточ­ няются все элементы геологической характеристики эксплуатируемого месторождения, первоначально установленные по разведочным мате­ риалам.

Рудничные геологи имеют возможность наблюдать подземные горные выработки или забои в карьерах в процессе их ежедневного и систематиче­ ского продвижения и изучать по ним многочисленные детали геологиче­ ского строения и структуры месторождения: формы рудных тел и скоплений (концентраций) руды или других полезных компонентов в составе этих тел; вещественный состав и текстуры полезного ископаемого, вмещающих и со­ путствующих пород. Это в свою очередь позволяет геологам рудников и карьеров не только решать практические вопросы эксплуатации и давать необходимую детальную геологическую характеристику отдельных участ­ ков и блоков месторождения, но и более глубоко изучать условия форми­ рования месторождения и закономерности локализации оруденения.

При систематической геологической документации горных выработок рудничный геолог имеет возможность постоянно проверять правильность прежних, полученных при разведке данных и вновь разработанных геоло­ гических гипотез.

Рудник или шахта является, таким образом, огромной исследователь­ ской лабораторией, в которой геолог ежедневно проводит исследования, наблюдая все новые и новые факты. Эксплуатационные работы исторически играют исключительную роль в развитии теоретической и прикладной геологии.

В процессе длительной работы у рудничных геологов вырабатываются навыки в области тщательного и детального наблюдения, графического фиксирования наблюдаемых геологических элементов с количественной оценкой тех из них, которые необходимы для установления различных эксплуатационных и обогатительных коэффициентов и решения других задач эксплуатации, связанных с выполнением плана добычи полезных ископаемых.

Дать достоверное заключение и целесообразные указания можно только после тщательных и длительных наблюдений, научного обобщения

в общем цикле геологоразведочных и горноэксплуатационных работ.

3. Организация и функции рудничной геологической службы

на горном предприятии

Геологическая служба должна быть создана на руднике с первых дней его организации и строительства. В первый период строительства рудника закладывают вблизи от него карьеры строительных материалов, исследуют

24

При проходке вскрывающих месторождение въездных траншей^ в карьер геологическая документация горных пород и проходимых в них взрывных скважин позволяет, во-первых, уточнить характер пород и со­ ответствие или несоответствие их породам, предусмотренным в проектах и сметах, во-вторых, дает основание для правильной разработки норм выработки буровыми бригадами и правильного расчета с ними за выпол­ ненную работу.

По мере дальнейшего развития работ перед геологической службой возникает ряд новых задач по уточнению естественной и промышленной классификации руд, физико-химических свойств руд и вмещающих пород, качества и запасов руд в отдельных блоках и основных эксплуатационных коэффициентов, а также по проведению эксплуатационной раз­ ведки и др.

Стационарная геологическая служба на большинстве рудников и гор­ норудных предприятий СССР была организована еще в 20-х и частично 30-х годах текущего столетия, однако до настоящего времени для нее не найдены окончательные, наиболее рациональные формы. Объясняется это тем, что такая форма зависит от ряда непостоянных факторов: характера эксплуа­ тируемых месторождений, состава и характера горнорудных предприятий,, системы применяемых горных работ и требований работников горного дела к геологической службе.

Обычно геологическая служба горнорудного предприятия состоит из геологического отдела или бюро в составе управления этим предприятием, рудничных, шахтных или участковых геологов (с младшим техническим персоналом при них) и специальной группы или цеха, ведущего эксплуа­ тационную разведку, а также из камеральной группы по обработке и обоб­ щению большого количества фактического материала. Возглавляется эта служба главным геологом предприятия, непосредственно подчиненным ру ­ ководству горнодобывающего предприятия. Иногда на наиболее крупных рудниках главный геолог является заместителем директора (начальника) предприятия или главного инженера.

и участковых геологов. При разбросанности рудников на значительной территории, что нередко встречается на Урале и в Сибири, главный геолог рудоуправления осуществляет лишь методическое руководство. Если в состав предприятия входит несколько крупных рудников, геоло­ гический персонал на отдельных рудниках возглавляется старшими геологами.

Обслуживая запросы горнорудного дела, все рудничные, шахтные-

IIучастковые геологи тесно соприкасаются в своей работе с начальниками

итехническими руководителями рудников, шахт и участков, а также с ра­

ников и выполнять их, согласуй это с главным геологом предприятия. Р а з ­ решение спорных вопросов производится главным геологом или главным инженером предприятия.

26

В состав геологического отдела или бюро рудоуправления входит глав­ ный геолог, в необходимых случаях гидрогеолог и определенное количество технических работников (геологов по камеральной обработке материалов, техников по подсчету запасов, чертежников, копировщиков). Все работ­ ники этого отдела или бюро относятся к управленческому персоналу а рудничные, шахтные и участковые геологи и младший технический пер­ сонал при них — к цеховому персоналу.

Следует считать целесообразным, чтобы каждая эксплуатационная единица (участок, шахта, карьер) обслуживалась отдельным (участковым) геологом; однако при небольших объемах работ участковому геологу не­ редко приходится обслуживать две и даже три эксплуатационных единицы. В зависимости от общего объема работ в распоряжении участкового гео­ лога находится определенное количество технического персонала: техни­ ков-геологов, коллекторов, пробщиков, чертежников и др.

При необходимости постоянного проведения и в сравнительно большом объеме эксплуатационной разведки на горнорудном предприятии органи­ зуется цех эксплуатационной разведки. В этом случае в распоряжении начальника цеха эксплуатационной разведки имеется необходимое горное и буровое оборудование и потребное количество рабочих и технического персонала: старших буровых мастеров, коллекторов, пробщиков и т. д. Цех эксплуатационной разведки по заданию главного геолога и в соответ­ ствии с общим планом работ проходит необходимые выработки на всех рудниках предприятия и ведет геологическую документацию и опробова­ ние этих выработок.

При небольших объемах эксплуатационной разведки и при проведении ее лишь в отдельные периоды наличие специального разведочного цеха или группы становится нерациональным. Необходимые разведочные выработки по указанию главного или участкового геолога проходят в этом случае бригады, выделяемые администрацией соответствующей эксплуатацион­ ной единицы и остающиеся в подчинении этой администрации. Геологиче­ скую документацию и опробование таких выработок проводит участковый геолог и подчиненный ему технический персонал.

Вкачестве примера ниже дается описание организации геологической службы на рудниках Криворожского железорудного бассейна.

Вкаждом шахтоуправлении имеется геологическое бюро (или ГРБ), возглавляемое главным или старшим геологом. Обычно в состав геологиче­ ского бюро входит один-три участковых или шахтных геологов, два-пять коллекторов и один чертежник. При наличии в шахтоуправлении несколь­ ких шахт участковые геологи и коллекторы административно подчинены начальникам шахт.

Проходка разведочных горных выработок и подземных скважин про­ изводится силами рудника попутно с проходкой подготовительных и ка­ питальных выработок. В некоторых случаях при значительном объеме раз­ ведок выделяются специальные разведочные участки, начальники которых

вадминистративном отношении подчинены непосредственно начальнику шахты, но в методическом отношении работают под руководством главного (старшего) геолога. Геологические бюро не имеют здесь в своем непосред­ ственном ведении ни рабочей силы, ни оборудования, а осуществляют лишь

27

планирование разведочных работ и их геологическую документацию. Такая организация эксплуатационной разведки имеет свои положительныестороны, однако начальники шахт должны при этом обязательно учитывать необходимость регулярного проведения разведочных работ и не допускать перевод бригад с разведок на эксплуатацию в ущерб выполнения плана раз­ ведочных работ.

Количество персонала рудничной геологической службы зависит от масштабов работ предприятия. В Северо-Карабашском рудоуправлении, например, эксплуатирующем уральские колчеданные месторождения и имеющем для этого три шахты, геологический персонал состоит из 18 че­ ловек: старшего геолога, гидрогеолога, трех шахтных геологов, трех тех­ ников-геологов, пяти коллекторов и пяти пробщиков. В соседнем ЮжноКарабашском рудоуправлении, имеющем пять шахт, но с меньшим объ­

ТРЕБОВАНИЯ К ГЕОЛОГИЧЕСКИМ МАТЕРИАЛАМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫМ ПРИ СОСТАВЛЕНИИ ПРОЕКТА* РАЗРАБОТКИ ГОРНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

1. Общие положения

Горнорудным называют такое предприятие, которое включает один или несколько рудников или карьеров и шахт. Рудник в свою очередь мо­ жет включать один или несколько карьеров или шахт, дробильно-обогати- тельные, реже агломерационные фабрики и ряд вспомогательных цехов (энергетический, механический, транспортный и т. п.), обеспечивающих добычу так называемых «сырых» руд и получение из них обогащенных концентратов и агломерата. Всякое горнорудное предприятие базируется на определенных месторождениях.

Согласно существующим в Советском Союзе законоположениям, месторождения полезных ископаемых, на базе которых строятся горные предприятия или рудники, должны быть предварительно разведаны. Ма­ териалы этой разведки должны дать возможность правильно запроекти­ ровать работы по добыче руд и их обогащению, осуществить строитель­

горазведочных работ, геологоразведочные партии составляют отчет по раз ­ ведкам, производят подсчет выявленных в недрах запасов полезного ископаемого и направляют этот отчет с подсчетом запасов и со всеми гео-

28

логическими материалами на утверждение в Государственную комиссию по запасам при Совете Министров СССР (ГКЗ) или, когда запасы имеют местное значение, в одну из территориальных комиссий по запасам (ТКЗ) Министерства геологии СССР (по территориальной принадлежности).

Утверждению ГКЗ подлежат все разведанные запасы твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых в недрах, которые являются или могут явиться минеральносырьевой базой для действующих, проектиру­ емых или реконструируемых предприятий союзного и республиканского подчинения.

Утверждению Т К З подлежат разведанные запасы различных полезных ископаемых, являющихся минеральносырьевой базой действующих, про­ ектируемых и реконструируемых предприятий местного значения, и запасы месторождений строительных материалов для всех предприятий незави­ симо от их ведомственной подчиненности.

Только после проверки и утверждения запасов в Г К З или ТКЗ вновь разведанные месторождения могут быть переданы для промышленного использования горным предприятиям тех министерств, которые заинтере­ сованы в добыче этих полезных ископаемых. Передача промышленности разведанных месторождений полезных ископаемых и отчетов по ним с под­ счетами запасов производится геологоразведочными организациями, с обязательным составлением двухсторонних актов.

До начала промышленного освоения любого месторождения состав­ ляется проект его разработки. Поэтому после приемки вновь разведанного месторождения горнорудное предприятие или ведомство выдает проек­ тирующей организации (институту) утвержденное соответствующим глав­ ным управлением или министерством задание на проектирование.

Директивными органами запрещено проектирование и строительство новых и реконструкция и расширение действующих предприятий на базе месторождений полезных ископаемых, запасы которых не утверждены Г К З или в соответствующих случаях ТКЗ . Исключение из этого правила в каж­ дом частном случае допускается лишь по специальным решениям Прави­ тельства Союза ССР.

2. Основные требования к подсчету запасов полезных ископаемых

Для проектирования и последующей разработки месторождения недо­ статочно знать общие валовые запасы полезного ископаемого в недрах и средний его состав. Большинство рудных месторождений характеризуется непостоянством состава руд в отдельных частях, блоках и горизонтах. Вследствие этого при определенной последовательности отработки того или иного месторождения может случиться так, что в одни периоды будут до­

хозяйства.

2»