Руководство для практических занятий по курсу геология для студентов ii курса специальности 131201. 65 Физические процессы горного и нефтегазового производства
 Скачать 0.85 Mb.
|
|
С 1 и С 2 примерно в разных соотношениях, ино- гда с незначительным преобладанием запасов категории С 2 и желатель- но наличием 5–10% запасов категории В. На стадии детальной разведки главнейшей задачей является по- лучение всех данных и материалов, необходимых для составления тех- нического проекта рудника. Решение этой задачи осуществляется путем: 1) уточнения данных предварительной разведки; 2) оконтуривания руд- ных столбов, промышленных сортов руд и безрудных «окон»; 3) под- счета запасов по высоким категориям в требуемых инструкцией ГКЗ соотношениях. Обычно сумма запасов по категориям А+В должна составлять 20– 30% от общих запасов, за исключением очень сложных месторождений, на которых запасы не удается разведать выше, чем по категории С 1 При выборе системы детальной разведки применимы все рас- смотренные выше приемы геометризации и рассуждения. Но к началу этой стадии, как правило, оптимальная система разведки уже в основ- ном определена и требуется лишь окончательная ее увязка с будущей системой эксплуатации, чтобы разведочные выработки в максимальной степени могли быть использованы в процессе отработки месторождения. Вместе с тем вопрос о густоте разведочной сети приобретает здесь осо- бую актуальность, поскольку требуется значительное сгущение сети разведочных выработок. Поэтому при решении лабораторных задач по детальной разведке обязательно требуется определить оптимальную густоту разведочной сети с помощью известных геологических, стати- стических и аналитических методов, не пренебрегая и ориентировочны- ми технико-экономическими расчетами для сравнения эффективности различных вариантов или систем разведки, например, сравнение сроков, объемов, достоверности и стоимости разведки горными выработками с разведкой скважинами или комбинацией горных выработок и скважин. Детальная разведка не должна продолжаться более 2-х лет. Ускорению разведки на этой стадии может способствовать широкое применение подземного короткометражного и глубокого бурения, если есть условия для этого. На стадии эксплуатационной разведки главной задачей является уточнение внутреннего строения тел полезного ископаемого и распре- деления его промышленных сортов на отрабатываемых горизонтах, 34 в эксплуатационных блоках и уступах карьеров. Система разведки на этой стадии почти целиком определяется системой отработки: разведоч- ные выработки задаются преимущественно из имеющихся подготови- тельных, нарезных и очистных выработок, а также из выработок деталь- ной разведки. Подземное короткометражное бурение на этой стадии получает максимальное развитие, нередко в комбинации с геофизиче- скими методами разведки и опробования. Сеть разведочных выработок при формальном подходе иногда сгущается по сравнению со стадией детальной разведки в два-четыре раза и достигает плотности 12 12 × или даже 6 6 × м. Вместе с тем к началу и в процессе эксплуатационной раз- ведки, а также при отработке месторождения многие геологические за- кономерности могут быть изучены с такой детальностью, что их с большой степенью надежности можно использовать в практических целях, в частности для определения качества, количества и распределе- ния сортов полезного ископаемого на участках, подлежащих отработке. Поэтому геометризация на стадии эксплуатационной разведки не менее важна, чем на других стадиях. С помощью геометризации в ряде случаев можно существенно разредить сеть выработок эксплуатационной раз- ведки и обойтись лишь единичными выработками, предназначенными для подтверждения прогнозных построений или уточнения ситуации на особо сложных участках. Оптимальная разведочная сеть на этой стадии может быть уста- новлена также путем сравнения данных разведки и данных эксплуата- ции с использованием статистических и аналитических методов, метода разрежения и др. Эксплуатационная разведка продолжается на протяжении всего периода эксплуатации месторождения, но во избежание преждевремен- ных затрат она не должна опережать фронт очистных работ более чем на 1– 2 года. В процессе эксплуатационной разведки и геологического обслу- живания действующих рудников, шахт и добычных карьеров приходит- ся решать и ряд других задач. К ним относятся доразведка флангов, глу- боких горизонтов и тектонически нарушенных частей месторождения; поиски и разведка слепых и параллельных рудных тел, учет потерь и разубоживания, а также борьба с этими явлениями; изучение газового и термического режима и т.п. Указания по решению некоторых из пере- численных здесь вопросов содержатся в условиях задач. Определение необходимых объемов геологоразведочных работ при решении лабораторных задач, относящихся к любой стадии развед- ки, производится прямыми измерениями на проектных разрезах и пла- нах длин выработок и скважин. После этого выработки следует сгруп- 35 пировать по типам, глубинам, сечениям (диаметрам), углам наклона, метражу руд и пород различной крепости и т.п. Виды и объемы работ по опробованию должны определяться в соответствии с указаниями, при- веденными в разделе «Опробование». Ниже рассматривается пример решения типичной задачи на раз- ведку месторождения. Четвертый пример. В результате поисково-разведочных работ на поверхности обнаружено и оконтурено канавами два тела богатых полиметаллических руд (рис. 4 в приложении). Рудное тело 1 контроли- руется в основном структурным фактором – тектоническим контактом интрузии гранодиоритов с вулканогенно-осадочной толщей пород. Мощность рудного тела на выходе под наносы в среднем 1,5 м, длина по простиранию 49 м. Среднее содержание свинца в рудах 5,2%, цинка 8,9%. Рудное тело 2 контролируется структурным и литологическим факторами, оно приурочено к участку пересечения дорудной тектониче- ской трещины северо-западного простирания с горизонтом карбонатных пород широтного простирания. Средняя мощность его 2,5 м, длина по простиранию 9,2 м. Руды очень богатые: содержание свинца 13,5%, цинка 20,1%. Распределение свинца и цинка в рудах весьма неравно- мерное. Коэффициент вариации содержаний свинца равен 123%. Зона окисления практически отсутствует. Мощность наносов не превышает 0,5– 1 м. Рельеф плоский. Требуется: составить графическую часть проекта предваритель- ной разведки месторождения и определить объемы необходимых геоло- горазведочных работ. Ход решения: 1. Геометризация рудных тел. Пользуясь данными из условия за- дачи, строим горизонтальную и продольную вертикальную проекции рудных тел (рис. 4, 5, в приложении). Для этого сначала рисуем изогип- сы рудоконтролирующих трещин и кровли горизонта литологически благоприятных для оруденения пород, приняв условно отметку поверх- ности месторождения равной нулю. Из горизонтальной проекции (см. рис. 4, в приложении) видим, что раздув или рудный столб на за- падном фланге рудного тела 1, приуроченный к сопряжению дорудных трещин, имеет восточное склонение и скатывание в юго-восточном направлении: на поверхности раздув приурочен к пересечению изогипс трещин с нулевыми отметками, а на глубине 30 м – к пересечению изо- гипс с отметками – 30 м. Из практики разведки и эксплуатации анало- гичных месторождений известно, что рудные столбы имеют одинаковые со всем рудным телом элементы залегания. Следовательно, можно при- нять, что рудное тело 1 также имеет восточное склонение и юго- 36 восточное скатывание. Угол склонения определяется на вертикальной проекции с помощью транспортира. Для определения углов скатывания следовало бы построить разрезы вдоль горизонтальных проекций руд- ных тел или рудных столбов, но для решения данной задачи это делать не обязательно. На рис. 4 (в приложении) видно, что рудное тело 2 на горизонте – 30 м сливается с рудным телом 1, т.е. его перспективы ограничены как по этой причине, так и потому, что благоприятный горизонт с глубин- ной тектонически выклинивается. Зато на участке пересечения рудного тела 1 с благоприятным горизонтом на глубинах от 15 до 30 м следует ожидать раздув, поскольку известна положительная роль литологиче- ского фактора. В связи с тем, что глубже этого участка геологическая обстановка для рудного тела 1 будет той же, что и на поверхности (кон- такт гранодиоритов с вулканогенно-осадочными породами), следует ожидать, что его мощность ниже выклинивания благоприятного гори- зонта будет примерно такой же, как и на поверхности. На какой глубине рудное тело 1 выклинится полностью, нельзя установить ни по условию задачи, ни по результатам геометризации. Но по аналогии с разведан- ными месторождениями того же рудного узла можно принять, что руд- ное тело 1 выклинивается на глубине 340 м от поверхности. На верти- кальной проекции линию выклинивания проводим горизонтально. 2. Выбор системы разведки. Из условия задачи и результатов геометризации следует, что объект разведки можно отнести к четверто- му геолого-промышленному типу полиметаллических месторождений, характеризующихся в данном случае мелкими, весьма изменчивыми по форме и содержанию полезных компонентов рудными телами. Согласно инструкциям ГКЗ и учебным пособиям такие месторождения должны разведываться комбинацией горных выработок и буровых скважин. В пользу горных выработок говорит и то, что месторождение, по всей вероятности, будет разрабатываться подземным способом. Но при ров- ном рельефе поверхности месторождения для его разведки на глубину потребуется проходка одной или даже двух разведочных шахт глубиной по 80 м, так как на стадии предварительной разведки рудные тела долж- ны подсекаться через два эксплуатационных горизонта высотой по 40 м. Кроме того, потребуется проходка подходных квершлагов, штреков, рассечек и короткометражных скважин подземного бурения. Даже не прибегая к технико-экономическим расчетам, видим, что применение горных выработок обусловит значительное удорожание работ и недопу- стимое затягивание срока предварительной разведки. На этом основании принимаем в проекте этажную систему разведки скважинами колонко- вого бурения, учитывая что технологические пробы для лабораторных 37 испытаний обогатимости руд могут быть отобраны как по керну, так и из канав. Горные выработки в случае необходимости могут быть пройдены на стадии детальной разведки. При обосновании необходимой густоты сети скважин и их распо- ложения (форма сети) исходим из результатов геометризации и следу- ющих положений: а) для подтверждения прогнозных построений в отношении руд- ного тела 2 достаточно пробурить всего одну скважину (рис. 4, скв. 1 в приложении); б) на глубину должно разведываться только рудное тело 1, по- скольку рудное тело 2 не будет продолжаться глубже 30 м; в) скважины должны пересекать рудное тело на отметках буду- щих эксплуатационных горизонтов, пропуская один горизонт (предва- рительная разведка), т.е. на отметках –80 и –160 м; более глубокие гори- зонты могут быть разведаны по сети, разреженной в два раза или более; г) рудное тело 1 более выдержано по падению, чем по простира- нию, что обязывает уменьшить расстояние между скважинами по про- стиранию по сравнению с тем, которое принято по падению; принимаем расстояние между скважинами по простиранию равным 40 м, что при- мерно соответствует длине эксплуатационного блока. Таким образом, густота сети в плоскости вертикальной проекции на двух верхних разведочных этажах будет 80 40 × м, а на более глубо- кие горизонты зададим единичные скважины. В соответствии с этим размещаем проектные скважины на плане, разрезах и вертикальной про- екции (рис. 4 и 5 в приложении), нумеруя скважины в порядке их про- ходки. Все скважины будут буриться со стороны висячего бока в плос- костях меридиональных разрезов, т.е. азимуты направления наклонных скважин будут равны 360°. На поверхности никаких работ не преду- сматриваем, так как на стадии поисково-разведочных работ канавы бы- ли пройдены по достаточно густой сети. 3. Объем проектируемых работ. Измерения на графических по- строениях показывают, что для предварительной разведки месторожде- ния потребуется пробурить 10 колонковых скважин. Общий метраж бу- рения 2028 пог. м. Углы наклона и проектные глубины скважин приве- дены в следующей таблице 5. Во всех скважинах предусматривается произвести электрокаро- таж, гаммакаротаж, радиоволновое просвечивание и замеры зенитных и азимутальных искривлений через каждые 25 м. В скважинах, которые пересекут рудное тело (рис. 5 в приложе- нии), длина интервалов, подлежащих опробованию, составит в среднем 38 около 5 м с учетом необходимости опробования околорудных пород. Пять проектных скважин встретят рудное тело, поэтому общий метраж керна, подлежащего опробованию, составит 25 м. По опыту разведки аналогичных месторождений длина рядовых проб будет колебаться от 0,5 до 2 м (в зависимости от мощности минералогических разновидно- стей руд) и в среднем будет равна 1,25 м. Общее количество рядовых проб 25:1,25 = 20 проб. Таблица 5 Номер скважины Угол наклона. град. Проектная глубина, м 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 90 68 68 68 68 75 75 75 90 90 20 120 120 120 120 200 200 200 360 400 Все рядовые пробы будут анализироваться на свинец и цинк, а объединенные пробы, кроме того, на серу, медь, серебро, золото, кад- мий, индий, селен, теллур, таллий, мышьяк и сурьму. Предусматривается также отбор трех технологических проб мас- сой по 200 кг для испытаний руд на обогатимость в лабораторных усло- виях. Две технологические пробы будут отобраны из канав раздельно по рудным телам 1 и 2, а одна проба – из керна рудных скважин путем рас- калывания на две части оставшихся после отбора рядовых проб полови- нок керна. Для лабораторного определения объемной массы руд и вмещаю- щих пород будет опробовано 20 типичных образцов из канав и керна скважин. Кроме того, два определения объемной массы будет сделано полевым способом по валовым пробам из канав. Минералого-петрографические исследования предусматривают: а) отбор, изготовление и исследование под микроскопом 100 прозрачных и 20 полированных шлифов, из расчета один шлиф на 20 м скважины и четыре аншлифа на каждую рудную скважину; б) отбор, полные спектральные и расширенные химические ана- лизы мономинеральных проб главных рудных и нерудных минералов, всего 15 проб. 39 ЗАДАЧА № 3 На полиметаллическом месторождении канавами оконтурен изо- метрический выход богатых полиметаллических руд, приуроченный к пересечению двух тектонических трещин в известняках. Одна из этих трещин имеет простирание СВ 45° и падает на СЗ под углом 80°. Другая трещина имеет простирание СЗ 330º и падает на ЮЗ под углом 60°. Площадь рудного выхода 200 м 2 . Предполагается, что рудное тело рас- пространяется до глубины 400 м (считая от поверхности по вертикали) и имеет трубообразную форму. Требуется: 1. Выбрать систему предварительной разведки рудного тела. 2. Составить в масштабе 1:1000 разрез вдоль склонения рудного тела и плоскость вертикальной проекции, построенной по линии, пер- пендикулярной проекции линии склонения на горизонтальную плос- кость. 3. Показать на разрезе и вертикальной проекции разведочные вы- работки. Ход решения: На листе миллиметровой бумаги изобразить две трещины с указанными в условии задачи элементами залегания. Затем плоскости этих трещин изобразить в системе изогипс. Сечения изогипс через 5 м. Через точки пересечения изогипс, имеющих одинаковые отметки, про- вести линию, которая и будет горизонтальной проекцией линии склоне- ния. После этого провести на полученном плане линию построения тре- буемой проекции и спроектировать на последнюю контуры рудного тела. На построенном плане, разрезе и вертикальной проекции показать расположение проектируемых выработок предварительной разведки. ЗАДАЧА № 4 На одном из рудопроявлений олова канавами были вскрыты кварцево-сульфидные жилы с касситеритом, которые названы рудными телами 1 и 2 (рис. 6 в приложении). Падение жил юго-восточное по уг- лом 27°, мощность в среднем 2 м. Мощность наносов 1–1,5 м. В канавах 2 и 10 обнаружена бедная вкрапленность касситерита (содержание олова 0,1– 0,2%), в канавах 3, 4 и 9 – рядовые руды с содержанием олова 0,6% и в канавах 5, 7 и 8 – богатые руды с содержанием олова 5%. Канавами 1, 6 и 11 жилы подсечены не были. Для оценки перспектив рудных тел на глубину пройдены две вертикальные скважины механического ко- лонкового бурения. Скважина 1 встретила рядовые руды мощностью 2,1 м, скважина 2 жилу не встретила. По аналогии с соседними место- 40 рождениями считается, что жилы будут продолжаться по падению ми- нимум на 200 м от поверхности. Требуется: 1. Сделать вывод о том, какая стадия геологоразведочных работ закончена на рудопроявлении. 2. Оценить перспективы рудопроявления. 3. В случае необходимости запроектировать геологоразведочные работы для дальнейшего изучения рудопроявления и сформулировать основные задачи этих работ. Ход решения: 1. На плане провести линии истинных простираний жил и по- строить контур их горизонтальных проекций, учитывая возможное наличие склонения. 2. Выбрать систему разведки и показать расположение проектных выработок на горизонтальной проекции и на двух-трех разрезах. IV. ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 4. Задачи по подсчету запасов Подсчет запасов производится в строгом соответствии с установ- ленными для данного месторождения кондициями. Устанавливается следующая последовательность операций па под- счету запасов: 1) оконтуривание месторождения, 2) подсчет запасов. Оконтуривание месторождения Оконтуривание представляет собой один из важнейших и ответ- ственных элементов геолого-экономической оценки месторождения. Вначале производится выделение нулевого, промышленного (балансового или рабочего) и забалансового контуров. Затем уже в пре- делах каждой группы запасов выделяются контуры запасов по категори- ям и, наконец, в пределах последних – контуры подсчетных блоков. Обычно в практике проводят только балансовый и забалансовый контуры, что нередко бывает оправдано тем, что нулевой контур прак- тически установить не удается. Наиболее надежным методом проведения всех контуров является метод оконтуривания по опорным точкам, т.е. непосредственно по точ- кам измерения геолого-промышленных параметров. Дискретность гео- логических наблюдений диктует необходимость использования и менее 41 надежных методов оконтуривания: интерполяцией между двумя точка- ми наблюдения и экстраполяцией за пределы пункта наблюдения. Естественно, что при интерполяции и экстраполяции необходимо в полной мере использовать геофизические наблюдения и все имеющие- ся данные по рудному контролю, закономерностями изменчивости ору- денения и др. |