основн.дисциплины / поиск и разв.мест.п.и-Высоцкий / Курс лекций

Рис. 4. Разведка штольней с рассечками (по А. К. Полякову)

1 — оруденелая брекчия промышленная; 2 — оруденелая брекчия непромышленная; 3 — сланцы; 4 — известняки

271

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

гортонолитового дунита

— белый порфир; 4 — песчано-сланцевая толща

272

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Рис. 8. Система разведки наклонной шахтой с квершлагами (рудник Крейтон, Сёдбери)

Рис. 9. Сочетание штольни и подземных буровых скважин

Рис. 10. Сочетание разведочной шахты с буровыми скважинами

273

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Рис. 11. Системы разведочных шахт с подземными буровыми скважинами

а — крутонаклонные скважины из подземных горных выработок: 1 — джеспилиты; 2 — сланцы; 3 — рудное тело

б — горизонтальные скважины из подземных горных выработок: 1 — диориты, 2 — порфириты; 3— сульфидные руды; 4— зеленокаменные породы; 5— сланцы

274

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

ЛЕКЦИЯ 22

РАСПОЛОЖЕНИЕ РАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК

Как отмечалось выше, разведка заключается в получении данных о геологическом строении тела полезного ископаемого в отдельных его пересечениях и систематизации этих данных для характеристики геологического строения, формы и размеров залежи в целом, а также оценки качества минерального сырья. Наиболее наглядным средством систематизации получаемой информации является графический способ. Среди графических приемов больше распространен способ разрезов и меньше — способ изолиний.

В первом случае данные, полученные при разведке, используются для составления точных геологических разрезов, где тело полезного ископаемого изображается в окружении вмещающих его пород, взаимоотношения между которыми отражают структуру месторождения. Разрезы могут быть вертикальные, обычно построенные вкрест простирания тела полезного ископаемого или в других направлениях, горизонтальные или наклонные, расчленяющие тело по падению. Последние представляют обычно колонну разрезов, начинающихся картой поверхности месторождения, ниже которой располагаются подземные геологические планы отдельных горизонтов горных работ. Такие серии геологических разрезов дают наиболее полноценное представление о геологическом строении месторождения.

Во втором случае систематизация данных о геологическом строении месторождения производится на проекциях на плоскость, параллельную или близкую к параллельной по отношению к телу полезного ископаемого, а строение тела и распределение полезного компонента в нем изображаются на этих плоскостях системой изолиний. Наиболее распространенными являются системы изолиний мощностей тел полезного ископаемого, содержаний в нем полезного компонента, формы поверхности висячего и лежачего боков тела, глубины его залегания и др.

Составление разрезов, вскрывающих геологическую структуру месторождения, является основным способом систематизации геологоразведочных материалов. Построение систем изолиний не может полноценно отразить геологические особенности месторождения, особенно состав пород, вмещающих тело полезного ископаемого, геологическую структуру участка и др. Поэтому системы изолиний следует рассматривать как вспомогательную графику, дополняющую геологические разрезы.

Ориентировка разведочных разрезов должна быть такой, чтобы по ним можно было отчетливо видеть форму, элементы залегания и внутреннее строение тела полезного ископаемого, а также соотношение его с вмещающими породами. Наиболее отчетливое представление об особенностях тела полезного ископаемого может быть получено тогда, когда в разрезе возможно полно будут отражены изменчивость формы тела, условий залегания и изменчивость качества полезного ископаемого. Поэтому

275

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

разведочные выработки (и разрезы) должны ориентироваться по линиям максимальной изменчивости свойств тела полезного ископаемого.

Обычно направление максимальной изменчивости тела полезного ископаемого совпадает с линией его мощности, а разведочные сечения (разрезы) ориентируются вкрест простирания тела полезного ископаемого или рудной зоны, что относится к телам пластового, жильного и пластообразного типов.

Тела трубообразной формы, вытянутые штоки разведуются системой разрезов, ориентированных в зависимости от положения тела в пространстве. Горизонтальные или пологие трубы, имеющие определенную протяженность, должны рассекаться вертикальными разведочными разрезами вкрест простирания (вернее, протяженности), как и тела пластообразной формы, так как максимальная изменчивость свойств трубообразного тела полезного искоиаемого чаще всего отмечается в поперечном направлении. Крутопадающие трубы рассекаются горизонтальными разрезами.

Следовательно, в большинстве случаев плоскости разведочных разрезов ориентируются поперек наиболее длинного размера тела полезного ископаемого. Исключение составляют некоторые сложные по строению тела, в которых линия наибольшей изменчивости свойств резко отклоняется от линии, лежащей вкрест простирания. В этом случае разведочные выработки могут ориентироваться по направлению простирания (например, вмещающих даек, но вкрест простирания рудных тел). Примером такого сложного строения являются лестничные жилы Березовского золоторудного месторождения.

Тела штокверкового типа, гнезда часто не обладают отчетливо выраженным простиранием и имеют более или менее одинаковые размеры во всех трех направлениях. В таких случаях ориентировка разведочных разрезов (и выработок) должна производиться с учетом видимой полосчатости или както иначе выраженной изменчивости качества полезного ископаемого. Если же изометричные тела не обладают закономерной изменчивостью качества ни в каком направлении, являясь телами «изотропными», то для них ориентировка разведочных разрезов безразлична и может определяться техническими соображениями. Обычно в таких случаях строится система взаимно перпендикулярных разрезов.

Разведочные разрезы являются наиболее точными по сравнению с другими геологическими разрезами. Точность их зависит от двух обстоятельств: 1) от сложности геологического строения месторождения и 2) от применяемых средств разведки (например, от качества пробуренных скважин).

Абсолютная оценка точности разрезов пока не разработана. Д. А. Зенков рекомендует оценивать относительную точность разведочных разрезов. Им предложены две шкалы: первая — в зависимости от геологических особенностей месторождения (табл. 1), вторая — в зависимости от техники

276

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

разведки. Соответственно и точность определяется двояко: точность геологическая и точность разведочная.

Если разведочная выработка проводится по простиранию или падению тела полезного ископаемого, которое укладывается в размеры выработки, то контуры этого тела определяются наиболее точно и разрез, построенный по данным проходки такой выработки, относится к первой категории. Менее точны контуры тела полезного ископаемого, показываемые на разрезах, которые строятся с помощью интерполяции.

При разведке месторождений сложного строения фактический материал часто допускает в построении разведочных разрезов несколько вариантов, а иногда данные в таких разрезах вовсе не увязываются. Эти разрезы V, VI и VII категорий точности. IV и VI категории точности получают в результате так называемой двойной интерполяции, когда какойлибо разрез строится не по данным разведочных выработок, а на основании уже составленных с помощью интерполяции разрезов (например, когда по горизонтальным разрезам составляются вертикальные разрезы или наоборот). Наименее точны те разрезы, которые строятся с применением экстраполяции — VIII и IX категорий. Большое влияние на точность разрезов оказывают применяемые для разведки технические средства. Разрезы, построенные по горным выработкам, точнее разрезов, построенных на основании буровых скважин, а точность последних в свою очередь значительно зависит от качества буровых работ (выход керна) и сопутствующих им измерений (каротаж, замеры искривлений).

В связи с тем, что геологические разрезы являются основой разведки, горные выработки и скважины нужно располагать так, чтобы они давали возможность построить эти разрезы. Это осуществляется закономерным расположением разведочных выработок и скважин. Существует два основных способа закономерного распределения (размещения) разведочных выработок, по сетке и по линиям.

При разведке сеткой выработки и скважины располагаются по взаимно пересекающимся линиям. В зависимости от характера взаимных пересечений различают сетки квадратные, прямоугольные, ромбические и треугольные.

Вквадратной сетке выработки и скважины располагаются в углах квадратов. Такой способ расположения разведочных выработок чаще всего применяют для разведки изометричных в плане тел полезных ископаемых

(рис. 1, а)

Впрямоугольной сетке разведочные выработки располагаются в углах прямоугольников. Этот способ обычно применяется при разведке вытянутых

водном направлении тел полезных ископаемых, причем расстояние между пунктами пересечения тела по направлению его вытянутости больше, чем

по поперечному направлению (см. рис. 1, б).

В ромбической сетке, которая применяется иногда для разведки изометричных тел полезных ископаемых, разведочные выработки размещаются в вершинах ромба (см. рис. 1, в).

277

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Кроме того, выделяют треугольные сетки, в которых выработки располагаются в вершинах равносторонних треугольников. Д. А. Зенков, исследовавший основные свойства разведочных сеток, считает, что наиболее совершенными являются квадратная и треугольная сетки, позволяющие при одинаковой плотности выработок построить наибольшее количество разрезов с максимально сближенными на них выработками или скважинами.

Разведочные сетки чаще применяются для разведки горизонтально и полого залегающих залежей — пластов, линз, пластообразных тел. При наклонном залегании размеры разведочной сети — расстояния между выработками — следует измерять не на поверхности, а в плоскости тела полезного ископаемого.

При разведке линиями разведочные выработки располагаются по прямым направлениям, обычно ориентированным поперек тела полезного ископаемого. Такое расположение выработок принимается чаще для плоских крутопадающих тел полезных ископаемых — линз, жил, пластов. При этом разведочные выработки располагаются или по линиям, обеспечивающим создание серии вертикальных поперечных сечений (разрезов) (рис. 2, а), или по линиям, дающим возможность построить ряд горизонтальных разрезов

(рис. 2б).

Разведка линиями применяется также для неглубоких, горизонтально залегающих тел, вытянутых в одном направлении, например россыпей, рудных тел лентовидного типа и др.

Следует отметить, что систематическое размещение выработок по сетке или по линиям, создающее стройность разведочной системы и дающее возможность установить строение месторождения и оценить его промышленное значение на серии параллельных разрезов, в полной мере не всегда возможно. В процессе разведки нередко приходится отступать от жесткой системы сетки или линий и задавать выработки вне их. Это приходится делать для уточнения положения некоторых геологических границ, важных для детальной разведки. К таким границам относятся линии выклинивания тел полезного ископаемого, границы между различными сортами минерального сырья, линии тектонических нарушений и пр. На таких участках тел полезных ископаемых разведочная сеть должна сгущаться по сравнению с общепринятым расстоянием между выработками. Но не всегда при простом сгущении разведочной сети можно проследить указанные границы, и тогда приходится прибегать к проходке дополнительных пересечений, создаваемых специально для их прослеживания и выпадающих из сетки или линии. Таких выработок должно быть как можно меньше (но не меньше, чем это требуется). Выдерживать жесткую разведочную сетку ради самой сетки нецелесообразно.

При разведке сеткой или линиями в каждом пересечении тела полезного ископаемого помимо выработок, пересекающих тело, необходимо проходить по одной выработке за пределами тела полезного ископаемого.

278

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Такие выработки нужны для установления контуров залежи и называются оконтуривающими.

Правильное расположение разведочных выработок имеет особенно большое значение при разведке месторождений, состоящих из нескольких разобщенных тел. При их разведке буровыми скважинами должен быть решен вопрос о возможности и целесообразности разбуривания самостоятельными комплектами скважин каждого тела, группы их или всех тел месторождения сразу.

При разведке горными выработками необходимо установить возможность и целесообразность вскрытия самостоятельно каждого тела или всех тел и самостоятельного их прослеживания из общей выработки, или прослеживания основного тела с систематическим пересечением побочных тел вспомогательными выработками (квершлагами) из основного штрека

(рис. 3).

Общих рекомендаций по выбору подобных вариантов разведки дать нельзя. Они должны выбираться с учетом геологических особенностей месторождения и наиболее экономичного производства разведочных работ.

ПОРЯДОК ПРОХОЖДЕНИЯ РАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК

Горные выработки и скважины, которыми разведуются месторождения, можно проходить последовательно, параллельно и последовательнопараллельно.

Последовательная проходка выработок или скважин предусматривает закладку каждой новой выработки или скважины после завершения предыдущей. Каждая новая выработка закладывается с учетом геологических данных, полученных в предыдущих выработках, и обоснованно направляется с учетом этих данных. Такой порядок проходки выработок обеспечивает наиболее правильное использование объемов геологоразведочных работ, но значительно увеличивает период разведки месторождений и в практике не применяется. Иногда его вынужденно применяют в начальную стадию изучения месторождения, когда неизвестна структура месторождения и выбор места заложения новой выработки затруднен.

Параллельная проходка выработок или скважин может быть осуществлена одновременным продвижением всех выработок, при помощи которых намечена разведка месторождения. Такой порядок проходки обеспечивает минимальные сроки разведки. Но при этом требуется огромная концентрация ресурсов на очень короткий срок работы, а существенная часть выработок и скважин может быть пройдена нерационально, на безрудных участках, в то же время ряд геологических вопросов, важных для оценки месторождения, может оказаться неразрешенным. Поэтому описанный порядок проходки разведочных выработок не применяется.

Параллельно-последовательная проходка разведочных выработок сводится к параллельному развитию геологоразведочных работ по ряду пересечений (линий, этажей) при последовательной проходке выработок на

279

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

каждом из них. Например, месторождение разведуется десятью линиями, в каждой из которых необходимо пробурить десять скважин. При этом способе проходят по одной скважине на каждой линии, для чего потребуется десять буровых станков. По мере завершения бурения этих скважин проходятся следующие. Таким образом, при параллельной работе десяти станков последовательное бурение скважин на каждой линии позволяет осуществить разведку месторождения сотней скважин.

Описанный порядок обеспечивает достаточно широкий фронт работ, разумное их направление и выполнение в сжатые сроки и поэтому часто применяется в практике.

Последовательность проходки выработок и скважин тщательно продумывается с учетом необходимости планомерных накоплений геологических данных о месторождении, обеспечения геологоразведочных работ, кадрами, техникой, ассигнованиями; скоростей продвижения выработок и скважин; времени, отводимого для разведки, и обычно оформляется в виде специального графика (рис. 4).

ВЫБОР РАССТОЯНИЙ МЕЖДУ РАЗВЕДОЧНЫМИ ВЫРАБОТКАМИ

Расстояния между выработками и скважинами при разведочных работах определяются на основе имеющегося опыта. Оно бывает больше при предварительной разведке и при разведке простых по морфологии и распределению полезных компонентов месторождений и меньше при детальной разведке сложных по строению и распределению полезных компонентов месторождений. Для предварительной разведки расположение разведочных выработок определяется геолого-структурными особенностями месторождений и строгих расстояний между выработками не устанавливается. Количество разведочных выработок обычно ограничивается предварительными данными о мощности тела, его протяженности, условиях залегания и содержании полезного компонента.

Детальная разведка осуществляется путем сгущения расстояний между разведочными выработками предварительной разведки. В этом случае приходится определять, до каких пределов необходимо сгущение разведочной сети, чтобы, с одной стороны, получить достаточный материал для правильной оценки месторождения, а с другой, — выполнить для этого минимальный объем геологоразведочных работ. Объективных методов полноценного решения этого вопроса к настоящему времени не разработано. В геологоразведочной литературе описаны некоторые предложения по определению рационального расстояния между разведочными выработками, среди которых следует выделить три наиболее распространенные; метод сравнения с данными эксплуатации, метод последовательного разрежения разведочной сети и аналитический метод.

Сравнение с данными эксплуатации. Сравнение контуров тел по-

лезных ископаемых, их отдельных частей, геологического строения месторождения, подсчитанных по данным разведочных работ запасов с

280

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»