Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы геологии угля и горючих сланцев. Учебное пособие
.pdf
81
проб для петрографических, палеонтологических, химических и технологических
исследований.
Основным техническим приемом разведки угольных месторождений является
колонковое бурение. Высокая маневренность и возможность создания необходимой
сети искусственных обнажений на больших площадях и на любых необходимых
глубинах обусловили широкое применение этого метода.
Основным источником информации о мощности и строении угольных пла-
стов, качестве углей служит керновый материал. Главным критерием качества буре-
ния в интервале залегания угольных пластов является величина выноса керна и его
сохранность.
1 – скважины, 2 – шурф, 3 – канава, 4 – рассечка, 5 – штрек, 6 – шахтный ствол, 7 –
квершлаг, 8 – рудный штрек, 9 – камера, 10 - зумпф, 11- орт, 12 – восстающий, 13 –
ствол слепой шахты, 14 – подземная скважина, 15 – штольня, 16 – гезенк, 17 – руд-
ное тело.
Рисунок 3 – Основные типы горных выработок (Баранников А.Г., 1999)
82
Эти показатели зависят от геологических особенностей месторождения, тех-
нических условий бурения и других факторов. Выбор рационального диаметра
скважины, буровых наконечников, применение двойных колонковых труб, укоро-
ченных рейсов проходки способствует улучшению качества буровых работ и доку-
ментации скважин. При недостаточном выносе керна возникают затруднения в
определение истинных значений толщины и структуры угольного пласта и качества
угля. В отдельных случаях при низком выносе керна возникает необходимость забу-
ривания второго ствола в дефектных скважинах или бурение дополнительных кон-
трольных скважин.
В первичной геологической документации керна должны отражаться длина и
технология проходки каждого рейса в пределах угольных пластов, линейный или
весовой, объемный выход керна, степень его сохранности, детальное описание по-
род по каждому рейсу. При описании керна особое внимание уделяется подробной
характеристике строения угольного пласта, литологическому составу вмещающих
пород и внутрипластовым породным прослоям определяются углы падения пород,
отбираются образцы для изучения угля и вмещающих пород.
Все скважины и горные выработки должны быть инструментально привязаны
к опорной геодезической сети. Для вертикальных скважин глубиной более 300 м и
для наклонных скважин более 100 м должны проводиться замеры азимутального и
зенитного искривления ствола не реже чем через 50 м.
Методом, существенно повышающим качество буровых работ, является каро-
таж.
10.4 Промыслово-геофизические методы исследования скважин
В состав каротажных работ входят геофизические исследования с целью изу-
чения разреза вскрытых отложений. Каротаж включает также кавернометрию, ин-
клинометрию (определение азимутальных и зенитных искривлений скважины) и
83
геотермические исследования. Наиболее используемые масштабы работ на уголь-
ных месторождениях 1:200 до 1:20.
Геофизические исследования осуществляются в основном двумя методами:
электрическими и радиоактивными, в последнее время применяется также акустиче-
ские методы.
Из электрических методов наиболее широко применяются методы кажущихся
сопротивлений (КС), собственных или естественных потенциалов (ПС), токовый ка-
ротаж (ТК) и другие разновидности. При гидрогеологических исследованиях прово-
дится резистивиметрические работы, то есть определение удельного электросопро-
тивления бурового раствора, это позволяет установить место притока в скважину
пластовых вод. Применение метода расходометрии позволяет оценить фильтраци-
онные свойства отдельных интервалов разреза пород.
К радиоактивным методам относятся гамма-каротаж (ГК) и ГГК – плотностной гамма-гамма-каротаж. Эти методы наиболее широко используются на угольных
месторождениях.
Рационально подобранный комплекс геофизических исследований позволяет
решать следующие основные задачи:
1. Производить расчленение разреза по основным разностям пород.
2. Определять глубины залегания, толщину и строение угольных пластов и вме-
щающих пород.
3. Устанавливать наличие и амплитуду тектонических нарушений.
4. Определять искривление и кавернозность стволов скважин.
5. Устанавливать температурный режим вскрытого разреза пород.
Каротажные диаграммы, полученные по отдельным скважинам, используются
для корреляции геологических разрезов, которая позволяет получить достоверную
информацию об особенностях строения месторождения.
Сопоставление замеров толщин угольного пласта в горных выработках, то
есть визуальных и по керну с данными геофизических исследований показывает, что
средняя погрешность составляет при масштабе 1:200 ± 20 см, 1:50 ± 10 см, 1:20 ±
3 см.
84
При низком выносе кернового материала практикуется отбор образцов угля
или породы боковым грунтоносом (ГБС – грунтонос боковой сверлящий). Точность
определения контактов угля с породой зависит от расстояния между соседними точ-
ками отбора грунтов. Обычно расстояние составляет 10 см, что соответствует точности ГИС при масштабе исследования 1:50.
В последнее время разброс при отборе грунтов сокращается до 2 - 5 см.
Отобранные образцы грунтов используются также для физико-химических
анализов угля, определения зольности, содержания серы и т.д.
Полнота и достоверность получаемой по каротажу информации определяется
рациональным подбором комплекса ГИС, который зависит от геолого-
геофизических условий изучаемого месторождения. Особое влияние оказывает сте-
пень метаморфизма углей, состав пород, техническое состояние скважин.
На месторождениях с углями обладающими высоким электросопротивлением
(например, марки Г - газовые, Ж - жирные, Д - длиннопламенные и Т - тощие) или
наоборот, очень низкими электросопротивлениями, которые характерны для антра-
цитов, методы ГИС обеспечивают уверенное выделение угольных пластов. Но по
большей группе месторождений, содержащих бурые или высокозольные каменные
угли, надежное выделение угольных пластов методами электрокаротажа затрудни-
тельно из-за сходной с вмещающими породами геоэлектрической характеристикой.
Радиоактивные методы обеспечивают надежное расчленение разреза и выде-
ление пластов углей любого типа – от бурых углей до антрацитов.
В процессе углубления скважины происходит увеличение каверн в угольных
пластах и слабых по прочности породах пройденных ранее, поэтому большое значе-
ние имеет своевременное проведение ГИС.
К методическим и техническим недостаткам отрицательно сказывающимися
на качестве ГИС относится повышенная скорость подъема приборов, неправильный
выбор размера зондов и масштаба регистрации, а также методика интерпретации
кривых ГИС.
85
10.5 Вопросы и упражнения
1. Укажите основную цель детальной разведки.
2. Каково должно быть расстояние между разведочными выработками при де-
тальной разведке?
3. По каким категориям производится оценка запасов на различным стадиях по-
исково-разведочного процесса?
4. Укажите сопутствующие полезные ископаемые угольных месторождений.
5. В каком случае месторождение разрабатывается открытым способом?
6. Перечислить технические средства разведки.
7. Как проводится детальное геологическое картирование?
8. Перечислите комплекс специализированных карт.
9. Что такое геофизические исследования?
10. Какие виды исследований применяются при разведке угольных месторожде-
ний?
11. Укажите, в каких случаях при поисках и разведке месторождений угля приме-
няют гравиразведку, электро- и магниторазведку?
11 Запасы угольных месторождений. Классификация запасов
Классификация угля и других твердых ископаемых утверждена ГКЗ РФ в 1997
году. Она определяет единые принципы подсчета и Госучета запасов и прогнозных
ресурсов твердых полезных ископаемых по степени их изученности и экономиче-
скому значению.
Необходимая степень разведанности определяется степенью сложности строения месторождений. Выделяется 4 группы сложности.
86
1 группа – это месторождения простого геологического строения с крупными
по размерам угольными пластами, устойчивой толщиной и выдержанным каче-
ством. Все это определяет возможность в процессе разведки оценить запасы по ка-
тегориям А, В, С1 и С2.
2 группа – это месторождения сложного строения со средними размерами по
площади, с нарушенным залеганием пластов, неустойчивой толщиной и качеством
ископаемого. Запасы таких месторождений оцениваются по категориям В, С
и С2.
1
3 группа – это месторождения очень сложного строения со средними и мелки-
ми по размерам телами полезных ископаемых, нарушенным залеганием, изменчивой
толщиной пластов, невыдержанным качеством углей. Запасы оцениваются по кате-
гориям С
и С2.
1
4 – группа – это мелкие месторождения, с чрезвычайно нарушенным залегани-
ем пластов, резкой изменчивостью толщины и прерывистости пластов, крайне рез-
кой изменчивостью качества углей. Запасы подсчитываются по категории С
.
2
Следует иметь в виду, что в пределах месторождения могут быть выделены
участки, отнесенные к разным группам.
По степени изученности месторождения подразделяются на разведанные и
оцененные.
К разведанным относятся месторождения, запасы которых, их качество, тех-
нологические свойства и горно-технические условия разработки изучены по скважинам и горным выработкам с полнотой достаточной для технико-экономического
обоснования целесообразности ввода месторождения в разработку и составления
проекта разработки.
Степень изученности месторождения должна удовлетворять следующие тре-
бования:
1. Обоснование категории запасов в соответствии с группой сложности.
2. Изучение качества углей для определения технологии их использования.
3. Гидрогеологические, горно-геологические и другие природные условия изу-
чены с детальностью, необходимой для составления проекта разработки.
4. Изучено влияние разработки на окружающую среду.
87
К оцененным относятся месторождения, запасы которых, их качество, техно-
логические свойства, условия разработки изучены в степени позволяющей обосно-
вать целесообразность дальнейшей разведки и разработки.
Оцененные месторождения по степени изученности должны удовлетворять
следующим требованиям:
1. Возможность квалифицировать запасы по категории С2.
2. Вещественный состав и технологические свойства углей изучены с полнотой,
необходимой для выбора технологической схемы переработки и использова-
ния полезного ископаемого.
3. Получено представление о горно-геологических условиях и возможном влия-
нии отработки месторождения на окружающую среду.
Классификация запасов
Запасы углей по степени разведанности подразделяются на категории А, В, С
и С
.
2
Запасы категории А выделяются на детально изученных участках месторождений 1 группы и должны удовлетворять следующим требованиям:
установлены размеры, форма и условия залегания пластов угля, изучены зако-
номерности и их изменчивости, установлено наличие разрывных нарушений и
амплитуда смещений;
установлен состав и технологические свойства углей;
контур запасов категории А определен в соответствии с требованиями по ка-
честву скважин и горных выработок и качеству их опробования.
Запасы категории В выделяются на участках детализации разведываемых ме-
сторождений 1 и 2 групп сложности и должны удовлетворять тем же требованиям,
1
что к категории А, но при меньшей степени изученности участков за счет более ред-
кого размещения скважин и горных выработок и повышенной сложности строения
угленосной толщи.
Запасы С
составляют основную часть запасов месторождений 1, 2 и групп, а
1
также выделяются на участках детализации месторождений 4 группы сложности.
88
При этом должны быть выяснены размеры и характерные особенности пластов,
определены типы углей и их технологические свойства. Контур запасов С
опреде-
1
ляется по результатам опробования в скважинах и горных выработках с учетом гео-
физических исследований.
Запасы категории С
выделяются при разведке месторождений всех групп
2
сложности, а на месторождениях 4 группы составляют основную часть запасов. К
запасам категории С
предъявляются следующие требования:
2
размеры, форма, внутреннее строение оценены по данным геофизических ис-
следований и подтверждены ограниченным количеством скважин и горных
выработок;
контур запасов и качественная характеристика углей определены по результа-
там опробования редкой сетки скважин и горных выработок, а также методом
экстраполяции от участков с запасами более высоких категорий.
Ориентировочное соотношение запасов на месторождениях 1 группы сложно-
сти составляет: А – 10 %, В – 20 %, С1 – 50 %, С2 – 20 %.
Прогнозные ресурсы
Прогнозные ресурсы по степени их обоснованности характеризуются катего-
риями Р1, Р
, Р3.
2
Ресурсы категории «Р1», учитывают возможность выявления новых угольных
пластов на разведанных и разведуемых месторождениях. Для количественной оцен-
ки ресурсов этой категории используются представления о размерах и условиях за-
легания изученных пластов. Оценка ресурсов основывается на гелого-
геофизических исследованиях и данных, полученных на более изученной части ме-
сторождения.
Ресурсы категории «Р2» учитывают возможность обнаружения в бассейне или
угольном районе залежей угля, предполагаемое наличие которых основывается на
положительной оценке выявленных при крупномасштабной геологической съемке
угольных проявлений. Прогнозные ресурсы «Р2» оцениваются до глубин, доступных
89
для эксплуатации при современном и возможном в перспективе уровне техники и
технологии разработки месторождений.
Ресурсы категории «Р3» учитывают лишь потенциальную возможность откры-
тия месторождения на основании стратиграфических, литологических, тектониче-
ских и палеогеографических предпосылок, выявленных в результате мелкомасштаб-
ных геологических исследований. Количественная оценка ресурсов проводится без
привязки к конкретным объектам на основе аналогии с более изученными районами.
Экономическая оценка запасов
Запасы угля и содержащихся в них полезных ископаемых по их экономиче-
скому значению подразделяются на две группы, подлежащие раздельному подсчету
и учету:
балансовые (экономические);
забалансовые (потенциально экономические).
Балансовые запасы подразделяются на:
а) запасы, извлечение которых на момент оценки согласно технико-
экономическим расчетам экономически эффективно в условиях конкурентного рын-
ка при использовании техники и технологии добычи, обеспечивающих соблюдение
требований по рациональному использованию недр и окружающей среды;
б) запасы, извлечение которых на момент оценки не обеспечивает приемле-
мую эффективность их разработки из-за низких технико-экономических показате-
лей, но освоение которых возможно при осуществлении со стороны государства
налоговых льгот, субсидий и т.д.
Забалансовые запасы – это:
а) запасы, отвечающие требованиям к балансовым запасам, но использование
которых на момент оценки невозможно по горнотехническим, правовым, экономи-
ческим и другим обстоятельствам;
б) запасы, извлечение которых на момент оценки согласно технико-
экономическим расчетам экономически нецелесообразно из-за низкой толщины
90
пластов и их качества, но использование которых в ближайшем будущем может
стать экономически эффективным в результате технического прогресса, обеспечи-
вающего снижение издержек производства.
Отнесение к балансовой принадлежности производится на основании специ-
альных технико-экономических обоснований, подтверждается государственной экс-
пертизой. Запасы угля подтверждаются в Государственной комиссии по запасам по-
лезных ископаемых (ГКЗ) РФ.
12 Подсчет запасов углей
12.1 Общие положения
Подсчет запасов является завершающим этапом поисково-разведочного про-
цесса. В случае необходимости при эксплуатации может осуществляться пересчет
запасов с целью их уточнения.
При подсчете запасов выполняются следующие виды работ:
оконтуривается площадь промышленного распространения угольных
пластов;
устанавливается качество угля и попутных полезных ископаемых;
определяется степень изученности запасов, т.е. их категория;
подсчитывается количество балансовых и забалансовых запасов угля и
других полезных ископаемых с распределением по пластам.
С учетом результатов подсчета запасов определятся подготовленность место-
рождения для промышленного освоения.
Подсчет запасов на разведанных месторождениях производится по каждому
пласту, имеющему самостоятельное промышленное значение. Для площадей с запа-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]