Задачи поисков и месторождений полезных ископаемых
Разведка месторождений полезных
ископаемых — это комплекс исследований и работ по выяснению
промышленного значения месторождения. Разведочные работы на
месторождении производятся прежде всего для определения количества и качества
заключенного в нем полезного ископаемого, а также для выяснения природных
условий залегания минерального сырья и экономических условий, в которых
находится месторождение. Таким образом, разведочные работы преследуют цель
промышленной оценки месторождений и получения геологических материалов,
необходимых для составления проекта их эксплуатации и самой эксплуатации.
Главнейшие задачи, решаемые в процессе разведки, сводятся к следующему.
- Определение формы и размера промышленной части месторождения для оценки
количества полезного ископаемого. Геометризация тел полезных ископаемых в
недрах производится на основе изучения геологического строения участка
месторождения, его структурных особенностей, условий локализации тел, их
взаимоотношений с вмещающими породами. Изучение формы месторождений в ряде
случаев осложняется отсутствием естественных геологических границ, отделяющих
полезное ископаемое от вмещающих пород, необходимостью установления этих
границ по данным опробования. Надежное определение размеров тел может быть
произведено только с учетом закономерностей изменчивости их морфологии.
Поэтому разведка предусматривает изучение месторождений во всем их объеме. - Установление качественно-технологической характеристики полезного
ископаемого. Качество полезного ископаемого неотделимо от количества,
поскольку в контуры промышленных участков включаются лишь те части
месторождения, которые отвечают промышленным требованиям; иными словами, форма
залежей в известной степени определяется их качеством. Многие типы
месторождений характеризуются присутствием нескольких различных типов полезных
ископаемых (например, окисленные, сульфидные, смешанные рыды) и сортов руд
(различающихся по уровню содержания полезных компонентов, присутствию ценных
или вредных примесей).Задачей разведки является характеристика всех
природных разновидностей руд на основе технических требований к сырью
(кондиций) и изучение их пространственного размещения. - Выявление природных факторов, определяющих условия эксплуатации: характер
залегания и мощность тел, глубину залегания и мощность вскрыши (если
предусматривается открытая разработка), твердость и трещиноватость руд, состав
и физико-механические свойства вмещающих пород, обводненность месторождения и
другие факторы, имеющие значение при производстве добычных работ. - Определение соответствия всех параметров месторождения современным
геолого-экономическим требованиям промышленности. С этой целью проводится
анализ выявленных в процессе разведки геологических, горнотехнических,
технологических и экополитических факторов, на основе которого определяется
способ разработки месторождения, параметры будущего горнорудного предприятия,
экономический эффект от разработки месторождения.
Общей задачей поисков является обнаружение и геолого- экономическая оценка месторождений полезных ископаемых. Помимо приведенных поисковых критериев, используют различные поисковые признаки: выходы полезных ископаемых на дневную поверхность, эндогенные и экзогенные геохимические ореолы, локальные геофизические аномалии, гидротермально-метасоматические изменения горных пород и др.
Методы поисков разнообразны и применяются обязательно в комплексе с учетом ландшафтных и других условий и видов полезных ископаемых. Возможности их применения обусловлены местом проведения поисков по отношению к земной поверхности. Они могут вестись из космоса (космические методы), с воздуха (аэрометоды), непосредственно на поверхности Земли (наземные), над водой и под водой (в озерах, шельфовых зонах морей и океанов), из скважин и с горизонтов подземных горных выработок (подземные поиски).
Космические методы находятся в начальной стадии своего развития. Составленные на основе дешифрирования космических снимков (КС) мелко- и среднемасштабные карты линеаментов и кольцевых структур в совокупности с картами рудовмещающих геологических формаций используются для выявления перспективных территорий на обнаружение месторождений полезных ископаемых.
Аэрометоды включают визуальные наблюдения, геологическую аэросъемку, сопровождаемую дешифрированием аэроснимков, магнито-, грави-, радио-, электрометрическую, атмогеохимическую и другие съемки.
Наземные методы являются наиболее достоверными, разнообразными и широко распространенными в практике геолого-разведочных работ. К ним относятся крупномасштабное геологическое картирование, геологоминералогические, геохимические, геофизические и горнобуровые методы.
Среди геолого-минералогических методов выделяют визуальный, валунно-обломочный (обломочно-делювиальный, обломочно-речной, валунно-ледниковый) и шлиховой.
Визуальные наблюдения проводятся в условиях хорошей обнаженности пород, когда визуально можно обнаружить и даже предварительно оконтурить выходы полезных ископаемых на дневную поверхность.
Группа валунно-обломочных методов направлена на поиски и прослеживание рудоносных свалов, обломков, галек и валунов на склонах возвышенностей, в руслах рек и долинах, на площадях развития моренных отложений.
Шлиховой метод заключается в промывке проб, взятых из рыхлых отложений, и получении шлихов с последующим их минералогическим (шлиховым) анализом. Шлихи могут быть получены также при промывке протолочек проб горных пород и руд. Промывка ведется в деревянных лотках, ковшах, на бутарах, вашгердах и в винтовых сепараторах. По результатам шлихового анализа составляют шлиховые карты, на которых оконтуривают механические ореолы рассеяния ценных минералов или карты изоконцентрат.
Геохимические методы поисков позволяют выявить, оконтурить и оценить ореолы рассеяния элементов-индикаторов оруденения и элементов-спутников в коренных породах, рыхлых отложениях, источниках вод, растениях и воздухе. Соответственно выделяют лито-, гидро-, био- и атмохими- ческие методы, подразделяющиеся на поиски по первичным (эндогенным) и вторичным (гипергепным) ореолам или по потокам рассеяния элементов-индикаторов оруденения.
Геофизические методы поисков используются при создании геологической основы поисков, для выявления и оконтуривапия аномальных физических полей, выделения и оценки локальных рудоносных аномалий. К ним относятся магнито-, электро-, грави-, радио- и сейсмометрические, а также ядерно-физические методы.
Горно-буровые методы — самые достоверные среди других поисковых методов. Они позволяют определить в первом приближении геолого-структурные условия локализации тел полезных ископаемых, их морфологию, размеры и вещественный состав, проследить изменчивость этих параметров, произвести оценку прогнозных ресурсов и подсчет запасов по категории С2.
Указанные наблюдения ведут по сети с плотностью, соответствующей масштабу исследований.
Подводные методы получили развитие во второй половине XX в. в связи с освоением минеральных ресурсов шельфовых зон морей и океанов и изучением глубоководных марганцевых конкреций. Эти поиски включают визуальные наблюдения дна с воздуха и бурение с плавсредств, аэрофотосъемки, с последующим геолого-геоморфологическим дешифрированием, сбор образцов с морского дна, сейсмо- акустические методы, подводное телевидение и фотографирование, морские геофизические исследования.
Подземные методы могут проводиться на разрабатываемом месторождении. Они охватывают фланги и глубокие горизонты месторождения, смежные с ним структуры (участки) в пределах общего рудного ноля, благоприятные для оруденения. Основными техническими средствами служат горизонтальные и наклонные скважины колонкового бурения мелкого диаметра, расположенные в линию, пучком или веером, с использованием геофизических и геохимических методов.
Коротко рассмотрим задачи и методы поисков.
Поисковые работы проводятся на перспективных площадях в пределах известных и потенциальных рудных полей и бассейнов осадочных полезных ископаемых.
Выполнение работ этой стадии осуществляется комплексом перечисленных методов, исходя из ландшафтных и геологических особенностей расположения месторождений, вида полезного ископаемого и его промышленногенетического типа. В результате работ составляются геологические карты опоисковапных участков в масштабе от 1 : 25 000 до 1 : 5000 и разрезы, оцениваются прогнозные ресурсы полезных ископаемых но категории Р2, а на хорошо изученных участках — по категории Р,.
В завершение поисков осуществляется начальная геолого-экономическая оценка: определяются геологопромышленный тип оцениваемого объекта, ориентировочно — его контур в плане с экстраполяцией на глубину, что дает основание подсчитать запасы категории С2 и оценить ресурсы полезного ископаемого по категории Рг В результате объект или отбраковывают, как не представляющий практического интереса, или излагаются технико- экономические соображения о перспективах выявленного месторождения, позволяющие принять обоснованное решение о целесообразности и сроках проведения начальной стадии разведки.
Лекция №17
План:
I. Стадии поисковых работ.
1.Региональное геологическое изучение.
2.Геологосъемочные работы.
3.Поисковые работы.
4.Поисково – оченочные работы.
II. Стадии разведочных работ.
1.Предварительная разведка.
2.Детальная разведка.
3.эксплуатационная разведка.
4.Доразведка.
Ключевые слова: Съемка, поисковые, разведка, региональное, стадия, масштабы, геофизическое, исследование, оценочные, элементы геологических тел, поисковые предпосылки, поисковые признаки, критерии, прогнозные ресурсы, категории запасов.
Геологическое строение территорий (района). Месторождений определяется в процессе проведения геологоразведочных работ. Геологическая съёмка и поиски являются составной частью этих работ, которые в целях рационального и экономичного ведения выполняется по 8 стадиям.
1) Региональное геологическое изучение а) региональные геолого-геофизические исследования масштаба 1:1000000
б) регионально – геофизические, геологсъёмочные, гидрогеологические и инженерно геологические работы масштаба 1:200000.
2) Геологосёъмочные работы масштаба 1:50000-1:25000
3)Поисковые работы
4)Поисково-оценочные работы 5)Предварительная разведка
6)Детальная разведка 7)Эксплуатационная разведка
8)Доразведка
9)Эксплуатационная разведка Последние 4 стадии касаются разведочных работ. Главной задачей геологической
съёмки любого масштаба является составление геологической карты, графически отображающей элементы геологических тел, фиксируемых на земной поверхности или определённом глубинном срезе. Последний, может совпадать с подошвой или кровлей стратиграфического горизонта или поверхностью какого-нибудь геологического образования.
В процессе геологической съёмки и анализа составленных геологических карт выявляют благоприятные для рудообразования факторы, которые используют в качестве поисковых предпосылок. К ним относятся климатические, стратиграфические, геофизические, геохимические, геоморфологические, магматические и другие показатели. Всё это указывает на возможность обнаружения месторождений полезных ископаемых.
Поисковые признаки – это локальные факторы, прямо или косвенно указывающие на присутствие полезных ископаемых. Геологическое картирование масштаба 1:50000 сопровождается общими поисками полезного ископаемого, которые можно ожидать исходя из благоприятных геологических предпосылок. Общей задачей поисков являются обнаружение и геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых.
Методы поисков разнообразны и применяются обязательно в комплексе с учётом ландшафтных и других условий и видов полезных ископаемых. Возможности их применения обусловлены местом проведения поисков по отношению к земной поверхности. Они могут вестись из космоса, воздуха, скважин и горизонтов подземных горных выработок.
Наземные методы являются наиболее достоверными, разнообразными и широко распространёнными в практике геологоразведочных работ. К ним относится крупномасштабное картирование, геохимическое, геолого-минералогические, геофизические и горно-буровые методы.
Горно-буровые методы самые достоверные из других поисков методов. Они позволяют определить в первом приближении геолога – структурные условия локализации тел полезных ископаемых, их морфологию, размеры и вещественный состав, проследить изменчивость этих параметров, произвести оценку прогнозных ресурсов и подсчёт запасов по категории С2.
Поисковые работы проводятся на перспективных площадях в пределах известных и потенциальных рудных полей, а так же бассейнов осадочных полезных ископаемых. Поисковые работы проводятся комплексом перечисленных методов, исходя из ландшафтных и геологических особенностей расположения месторождений, вида полезных ископаемых и его промышленно – генетического вида. В результате работ составляются в масштабе от 1:25000 до 1:5000 и разрезы, оценивающие прогнозные ресурсы полезного ископаемого по категории Р2, а на хорошо изученных участках – по категории Р2. Поисково-оценочные работы выполняются на участках, получивших положительную оценку при общих поисках или поисковых работах и по заявкам первооткрывателей. На этой стадии определяется геолог – промышленный тип месторождения, ориентировочно m его контур в плане – с экстракцией на глубину, что даёт основание подсчитать запасы категории С2 и оценить прогнозные ресурсы полезного ископаемого по категории Р2. В результате проявление или отбраковывают, или излагаются технико-экономические соображения о перспективах выявленного месторождения, позволяющие принять обоснованное решение о целесообразности и сроках проведения предварительной разведки
Разведка месторождений полезных ископаемых. Цель разведки – выявление промышленных месторождений полезного ископаемого, получение разведанных в недрах запасов минерального сырья и других данных, необходимых и достаточных для рационального и последующего функционирования горнодобывающих и перерабатывающих предприятий.
Этой цели на каждом этапе экономического и социального развития страны отвечают общие задачи.
Стадии разведки. Разведочные работы более трудоёмкие и дорогостоящие, чем поисковые. Выделяются 3 стадии разведки: 1) предварительная; 2) детальная 3) эксплуатационная и 4) доразведки (после эксплуатационной разведки). Предварительная разведка проводится после поисково-разведочной стадии и продолжает их на более высоком уровне для получения достоверной информации,
способной обеспечить надёжную геологическую, технологическую и экономически обоснованную оценку промышленной значимости месторождения. На этой стадии уточняются геологическое строение месторождения, общие его размеры и контуры. Составляются крупномасштабные (до 1: 500) геологические карты.
Основным направлением является разведка месторождения на глубину до горизонтов, доступных для разработки (путём закладки буровых скважин, подземными горными выработками геофизические исследования, отбираются технологические породы для лабораторных испытаний). Выясняются морфология тел полезных ископаемых, их внутренние строение, условия залегания и качественных. Кроме того, изучают гидрогеологические, инженерно – геологические, горногеологические и другие природные условия, влияющие на вскрытии и разработку месторождения. Такая изученность должна обеспечить возможность подсчёта запасов по категории С1 и С2. По результатам предварительной разведки разрабатываются временные кондиции, и составляется технико-экономический доклад о целесообразности промышленного освоения месторождения и проведения на нём детальной разведке.
Детальная разведка проводится на месторождениях, положительно оценённых предварительной разведкой и намеченных к промышленному освоению в ближайшие 5 -10 лет. Она подготавливает месторождения для передачи в промышленное использование в соответствии с требованиями классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. По результатам детальной разведки составляется технико-экономическое обоснование постоянных кондиций. Согласно утверждённым кондициям выполняется подсчёт запасов полезного ископаемого с представлением его в Государственную комиссию по запасам при Министерстве геологии РУз.
Месторождения с утверждёнными запасами в требуемых количествах предаются в промышленное освоение отраслевым министерством. Доразведка разрабатываемого месторождения сосредотачивается на менее изучаемых участках: глубоких горизонтах, телах или залежах. Эксплуатационная разведка начинается с момента организации добычи полезных ископаемых и продолжается в течение всего период разработки месторождения. По отношению к добычным работам она может быть опережающей или сопровождающей. Здесь уточняются контуры тел полезных ископаемых, их условий залегания, внутреннее строение, качественная характеристика и количество запасов, пространственное положение промышленных типов и сортов, руд гидрогеологические, горно-геологические и другие факторы разработки месторождений.
Технические средства разведки. Это канавы, траншеи, расчистки, шурфы (поверхностные) и штольни, шахты квершлаги, штреки, рассечки (подземные) и буровые скважины и геофизические методы разведки. Наиболее информационными являются горные выработки, пройденные вкрест простирания рудоносных структур тел и залежей (канавы, шурфы) и другие выработки (траншеи, штреки и др.) пройденную по простиранию и падению рудных тел залежей позволяет проследить по эти направлениям изменчивость их морфологии качественного состава. Шахты с целью разведки проходят редко, чаще их назначение совмещается с отбором больших объёмных технологических проб для заводских испытаний или пробной эксплуатацией. Это так называемые разведочно-эксплуатационные шахты. Буровые разведочные скважины являются универсальным, техническим средством разведки. При вращательном бурении обеспечивается получение керна (ненарушенного столбика горной породы внутри трубы). Такое бурение называется колонковым. Что
является основным видом разведочного бурения на рудных месторождениях. Скважины колонкового бурения могут быть вертикальными, наклонными и горизонтальными. Выбор бурового агрегата и конструкции буровой вышки зависит в основном от проекторной глубины разведочных скважин и условий (станки 300 м, ЗиФ).
Система разведки факторы, влияющие на их выбор. Изучение геологических свойств месторождений на разведочных стадиях проводится с применением большого объёма буровых скважин и горных выработок.
1. Линейное подсечение. Это совокупность отдельных пресечений рудного тела скважинами и горными выработками по одному из 3 направлений (мощь, простирание, падение). Наиболее информационным является направление простирания рудного тела, совпадающее с её мощностью. Получение разведочных данных по 3 направления позволяет оценить объёмную изменчивость геологических свойств месторождений. Провести графическое и объёмное моделирование, построив системы поперечных и продольных разрезов, погоризонтальных планов и блокдиаграмм.
2.Группа буровых систем является универсальной, экономии обеспечивает получение полной информации на месторождениях, имеющих значительные размеры тел полезных ископаемых.
3.Группа горных систем. Здесь выделяют системы канав, шурфов, разведочных шахт.
4.Группа горно-буровых систем характеризуется применением в различных
сочетаниях горных выработок и буровых скважин.
Факторы, влияющие на выбор систем разведки, подразделяются на геологические, горно-технологические и географо-экономические: а) Основной фактор – геологический – это структурно – морфологические особенности месторождения (формы, размеры, строение); б) горно-технологические факторы обуславливают способы вскрытия и технологию разработки месторождения, исходя из горно-геологических, гидрогеологических условий месторождения; в) географоэкономические факторы оказывают наибольшее влияние на выбор разведочных систем в трудоспособных или отдалённых районах с суровыми климатическими условиями, со слабым развитием производительных сил.
Методы разведки:
Основными методами разведки являются:
1.Детальное геологическое картирование
2.Линейные подсечения тел полезных ископаемых системами буровых скважин и горных выработок.
3.Геофизические исследования в горных выработках и скважинах.
4.Геохимические и минеральные исследования.
Геологическое картирование производится на топографической основе масштаб от 1:10000 до 1:500 при этом на геологическую карту наносится привязка обозначений, разведочные скважины ( при помощи теодолитных ходов и геометрического нивелирования) отмечается маркирующие горизонты, контуры тел, элементы технологических нарушений и т.д.
Линейные подсечения тел полезных ископаемых осуществляются либо разведочными системами буровых скважин, либо системами горно-разведочных выработок. Ценной для разведки является геологическая информация, получаемая в процессе проходки разведочных выработок и бурения скважин.
Геофизические исследования в скважинах и горных выработках являются универсальным, по комплексу решаемых задач. Они используются при коррекции геологических неоднородностей. Широко применяется «каротаж», который основан на воздействии локальных естественных и искусственно вызванных физических полей внутри скважин на специальный зонд в датчиках которого возникают сигналы, предающиеся по кабелю к регистрационным и обрабатывающим наземным приборам. Определяется самопроизвольной поляризацией, кажущиеся сопротивлений, радиоактивность пород в разрезе скважины (галса каротаж), изменения магнитного поля по вертикали, изменение теплового режима (термический каротаж) и др.
Геологические исследования производятся с целью увязки рудопродуктивных зон, оценки рудоносности глубоких горизонтов и др. Минералогические исследования направлены на решение следующих задач:
1.Определение полного минерального состава руд и околорудных пространств
2.Выделение по особенностям минерального состава, текстурам и структурам руд их природных типов.
3.Изучение минералогической зональности в дополнение к геохимической.
Контрольные вопросы:
1.Какие задачи геологической съёмки месторождения?
2.Для чего производится детальная разведка месторождения?
3.Что такое – рудное тело, рудоносная структура?
4.Поперечный и продольный разрез месторождений?
5.Что даёт геологические информации при проектировании разработок месторождения?
Литература:
1.Якушева А. Ф. «Общая геология». М. Недра 1988.
2.Мильнучук В. И. «Общая геология». М. Недра 1989.
3.Ершов В. В. «Основы геологии». М. Недра 1986.
4.Иванова М. Ф. «Общая геология». М. Недра 1974.
5.Панюков П. Н. «Основы геологии». М. М. Недра 1978.