ГЛАВА 2. МЕТОДЫ РАЗВЕДКИ И ОПРОБОВАНИЯ РОССЫПЕЙ
2.1. ПРИНЦИПЫ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПРОВЕДЕНИЯ РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ
2.1.1. Общие положения о принципах, методах и средствах разведки
Процесс разведки включает в себя комплекс исследований и необходимых для их выполнения работ, направленных на определение промышленного значения месторождения.
Успешное проведение геологоразведочных работ возможно только на достоверной научно-методической основе. Фундаментальное значение для методики разведки месторождений, в том числе и россыпей, имеют три принципа, представляющих собой методологическую основу: 1) аналогии; 2) последовательных приближений и выборочной детализации наблюдений; 3) максимальной эффективности [29, 37].
Принцип аналогии используется при разведке месторождений для решения любых задач - от прогноза условий формирования и локализации продуктивных толщ до обоснования оптимальной плотности и геометрии разведочной сети, размера проб и количества разведочных пересечений. Использование принципа аналогии основывается на том, что природные объекты (эталон и изучаемый объект) сформированы в близких геологических условиях, обладают более или менее сходными условиями залегания, общими характерными чертами строения и состава, которые и обеспечивают подобие этих объектов. В соответствии с принципом аналогии в практике геологоразведочных работ на россыпных месторождениях используются различные классификации и группировки - от классификаций промышленных типов месторождений до группировок россыпей по степени изменчивости свойств полезных компонентов (см. разд. 1.1 и 1.2). Все они преследуют одну цель - создать эталоны, характеризующие особенности строения и изменчивости свойств типичных россыпных месторождений, с помощью которых по принципу аналогии можно было бы прогнозировать эти свойства при разведке новых месторождений.
Принцип последовательных приближений определяет методический подход к проведению разведочных работ. Согласно этому принципу, изучение недр осуществляется постепенно - от общего к частному. Оно начинается с региональных геологических исследований и прогнозной оценки отдельных районов и завершается одновременно с отработкой месторождений. На каждой стадии исследования недр объект изучения представляется совокупностью геологических элементов, размеры которых с учетом природных особенностей россыпеобразования зависят от густоты разведочной сети. По мере детализации геологоразведочных работ внутри каждого ранее выделенного геологического элемента выявляются мелкие обособления, представляющие собой геологические элементы более высокого структурного уровня. Принцип последовательных приближений реализуется действующим в нашей стране положением о стадийности геологоразведочных работ, при которых последовательно сужаются границы объектов исследований, а сами объекты изучаются со все большей детальностью. Принцип последовательных приближений проявляется не только в разведочных стадиях, но и в последовательной смене отдельных геологоразведочных операций в пределах каждой стадии, когда по данным более плотной разведочной сети по принципу выборочной детализации получают дополнительную информацию об особенностях строения месторождения с целью объективной оценки его промышленного значения.
Принцип максимальной эффективности геологоразведочных работ отражает необходимость достижения наибольших результатов при минимальных затратах труда и времени. Эффективность результатов разведки зависит в основном от природной ценности месторождения (количество и качество запасов полезных компонентов, их технологические свойства, горно-геологические условия эксплуатации) и во многом определяется существующими требованиями к достоверности геолого-экономической оценки запасов.
Повышению достоверности геолого-экономической оценки разведанных запасов способствуют:
- выбор технических средств и оптимальной системы разведки, учитывающей природные особенности месторождения;
- правильное использование комплекса современных геологических, геофизических и геохимических методов исследований;
- полноценно» использование всех видов разведочных выработок и скважин для изучения закономерностей распределения продуктивных толщ и полезных компонентов, их технологических свойств на различных участках месторождения, для выяснения гидрогеологических, инженерно-геологических и горнотехнических особенностей месторождения.
Таким образом, принцип максимальной эффективности подразумевает обязательное выполнение условий полноты исследований и оптимальности системы разведки. Однако полнота исследований и требования строгой последовательности в изучении месторождений, как правило, не способствуют сокращению сроков разведочных работ. При этом следует вырабатывать оптимальные сочетания необходимой и достаточной полноты исследований. Практически это выражается в обоснованном выборе методики разведки на каждой стадии геологоразведочных работ, обеспечивающей минимальный, по затратам времени и труда, объем исследований, но достаточный для полноценного решения основных задач по оценке месторождения.
Основные принципы разведки реализуются посредством использования определенных методов разведки месторождений полезных ископаемых, которые соответствуют трем главным звеньям геологоразведочного процесса: 1) создание системы разрезов; 2) опробование полезного ископаемого; 3) геолого-экономическая оценка месторождения.
Разведка россыпных месторождений золота и платиноидов осуществляется методом поперечных вертикальных разрезов, являющимся разновидностью метода геологических разрезов для выяснения формы, внутреннего строения и условия залегания месторождения. Разрезы создаются по данным проходки горных выработок и буровых скважин. Они могут располагаться как параллельно, так и под разными углами друг к другу.
Разведочное опробование является вторым основным методом разведки, с помощью которого выясняется качество и количество полезного ископаемого. Для достоверной оценки разведуемого объекта очень важно выбрать наиболее эффективный способ отбора и обработки проб в соответствии с конкретными особенностями данного типа месторождения.
Геолого-экономическая оценка месторождения предполагает сравнение или оценочное сопоставление ожидаемой себестоимости конечного продукта с оптовыми или директивными ценами. В основе оценочного сопоставления лежит понятие о народнохозяйственной целесообразности эксплуатации месторождения.
Для осуществления этих методов используют различные системы разведки, выбор которых является очень важным звеном в общем процессе геологоразведочных работ.
Система разведки - пространственное размещение определенных видов разведочных средств, находящихся в соответствии со всеми особенностями геологического строения месторождения. Эффективная система детальной разведки - это такое расположение разведочных выработок определенного вида в объеме месторождения, которое обеспечивает требуемую достоверность оценки запасов полезных компонентов при минимальных затратах на разведку.
Прослеживание и оконтуривание уже выявленных россыпных тел в процессе разведочных работ производится с помощью горных выработок или буровых скважин. Разведочная выработка, пересекающая металлоносный пласт на полную мощность, рассматривается как разведочное пересечение, а совокупность разведочных пересечений, расположенных в одной плоскости (по одной линии), образует геологический разрез. Разведочным пересечением могут быть точечные выработки - скважины и шурфы, расположенные в линиях поперек россыпи, а также линейные горные выработки - траншеи, шахты (шурфы) с рассечками, штольни. Точечные выработки различаются размером поперечного сечения: скважины малого диаметра (менее
Область применения разведочных средств диктуется горно-геологическими условиями залегания россыпи, сложностью ее внутреннего строения, а также экономической целесообразностью. Так, неглубоко залегающие (до
Таким образом, при разведке россыпей выделяются две основные системы - точечная и линейная.
Использование прерывистых линейных сечений, опробованных валовыми и бороздовыми пробами, можно отнести к промежуточной системе.
Пространственная совокупность разведочных выработок, проходимых с целью получения данных, характеризующих россыпь в продольном и поперечном направлении, образует разведочную сеть. Важнейшими характеристиками разведочной сети являются ориентировка, форма и размеры ее ячеек, то есть геометрия разведочной сети, которая в зависимости от природных особенностей россыпи и от решаемых разведкой задач, может быть значительно вытянутой вдоль россыпи, прямоугольной, квадратной, ромбической.
2.1.2. Последовательность проведения геологоразведочных работ и задачи разведки на каждом этапе
Выявление и промышленная оценка россыпных месторождений проводится по принципу последовательного приближения, что выражается в организации геологоразведочных работ по стадиям, последовательно сменяющим друг друга: поисковой, поисково-оценочной, предварительной разведки, детальной разведки, доразведки месторождения и эксплуатационной разведки (приказ Мингео СССР №161 от 20 апреля
В то же время, при поисках и разведке во многих случаях становится целесообразным совмещение отдельных стадий. Так, на крупных россыпях, имеющих к тому же значительную протяженность, в одной ее части могут вестись поисковые и поисково-оценочные работы, а в другой, более изученной - детальная разведка и даже эксплуатация. На мелких россыпях, разведуемых бурением, работы проводятся настолько быстро, что предварительная разведка практически «сливается» с детальной. В тех случаях, когда большинство поисковых линий выявляют промышленные концентрации металла, а расстояния между ними позволяют провести достаточно надежную оценку выявленной россыпи, поисковая стадия фактически становится поисково-оценочной, без проходки соответствующих дополнительных линий.
Следует подчеркнуть, что совмещение отдельных стадий изучения и разведки, а в ряде случаев исключение промежуточных стадий, должно быть направлено на ускорение геолого-промышленной оценки россыпи в целом, а не отдельных ее участков, в результате чего должны быть достигнуты необходимые соотношения запасов различных категорий для планомерного промышленного освоения месторождения.
Работы на поисковой стадии проводятся с целью выявления месторождений, оценки их прогнозных ресурсов по категории Р2 (в отдельных случаях по категории Р1), определения их возможного геолого-экономического значения и целесообразности их дальнейшего изучения.
Поисковые работы ставятся на участках, выделенных как перспективные по данным геологической и геоморфологической съемок масштаба 1:25000-1:50000 (1:200000), сопровождавшихся общими поисками.
И Большое значение имеет правильный (обоснованный) выбор мест заложения поисковых выработок и системы их расположения. Так, поиски элювиальных россыпей ведутся выработками, располагающимися по ромбической сети, покрывающей всю предполагаемую площадь россыпи; поиски всех остальных промышленных типов - проходкой выработок, расположенных, как правило, по линиям.
Поисковые линии всегда ориентируются вкрест «простирания» россыпи, с полным пересечением всех геоморфологических элементов рельефа.
При отсутствии каких-либо определенных геологических критериев (золотоносных притоков, рудопроявлений, шлиховых ореолов и т.п.) расстояние между поисковыми линиями и их количество определяется в основном протяженностью объекта.
Поисковые линии проходятся в местах, намечаемых на основании геолого-геоморфологического анализа, по которому место заложения выделено как наиболее благоприятное для россыпеобразования.
Долины протяженностью до
Поисковые линии размещаются следующим образом:
- в долинах, пересекающих рудное тело - на 0,5-
- в долинах ручьев небольшой протяженности (2-
- в долинах, имеющих верховья из двух составляющих, - ниже места слияния («стрелки») этих долин;
- в долинах рек с притоками - обычно ниже устьев этих притоков;
- в долинах с перегибами продольного профиля - в начале пологого участка, находящегося ниже крутого участка долины.
При значительных мощностях рыхлых отложений для выбора мест заложения поисковых линий целесообразно использовать данные геофизических исследований.
Расстояние между выработками по поисковой линии должно приниматься в зависимости от предполагаемой ширины россыпи. Обычно оно составляет 20-
Если поисковая линия не дает однозначного ответа о наличии промышленных содержаний, целесообразно сгустить по ней выработки в пределах интервалов с весовыми содержаниями.
Рис.4. Последовательность проведения геологоразведочных работ на россыпях: А – поисковые и поисково-оценочные работы; Б – предварительная разведка; В – детальная разведка: 1 – разведочные линии; 2 – участки с установленной промышленной металлоносностью; 3 – бровка эрозийно-аккумулятивной террасы; 4 – склоны долины; 5 – контуры россыпи: а – после проведения поисково-оценочных работ, 6 – после проведения предварительной разведки.
Поисковые работы предпочтительнее проводить скважинами малого диаметра. Более того, использование скважин рационально в тех случаях, когда горно-геологические условия мало изучены (мощность рыхлых отложений, их обводненность и валунистость, рельеф плотика и др.). Хотя скважины малого диаметра уступают по достоверности горным выработкам и скважинам увеличенного и большого диаметров, с их помощью наиболее оперативно получают геологическую информацию. Кроме того, эти скважины практически всегда обеспечиваю полное пересечение изучаемого разреза при сравнительно высокой производительности и низкой стоимости работ.
Поисковые работы должны обязательно сопровождаться инструментальным нивелированием и привязкой на карте каждой разведочной линии и геофизического профиля вне зависимости от полученных данных опробования. Помимо своего основного назначения это обеспечивает должный контроль за проходкой поисковых линии, которые должны полностью пересекать все элементы рельефа долины.
Работы на поисково-оценочной стадии проводятся с целью предварительной оценки выявленных перспективных металлоносных площадей и выбора объектов для первоочередной постановки предварительной разведки и отбраковки проявлений, не имеющих промышленного значения. В результате этих работ устанавливается возможное промышленное значение объектов, делается оценка прогнозных ресурсов по категории Р1 подсчет запасов по категории С2, составляются технико-экономические соображения (ТЭС) для решения вопроса о целесообразности проведения на этих объектах предварительной разведки, устанавливается группа структурной неоднородности россыпи, на основании чего делается выбор системы проведения дальнейших геологоразведочных работ. Кроме того, на заключительных этапах проводится определенный объем технологических исследований, позволяющих дать предварительную технологическую характеристику выявленных россыпей и рекомендации по схеме обработки геологоразведочных проб.
На этой стадии работы, как правило, также проводятся бурением. Предварительная разведка осуществляется с целью промышленной оценки выявленного месторождения и обоснования целесообразности постановки на нем детальных работ. На этой стадии уточняются условия залегания и общие размеры россыпи, продолжается детальное геоморфологическое картирование участка и проходка выработок по разведочным линиям (рис.4), а также дальнейшее технологическое изучение продуктивных отложений.
Линии предварительной разведки намечаются геологом на топографическом плане масштаба 1:2000 (1:5000) и инструментально выносятся на местность маркшейдером.
При разведке глубокозалегающих россыпей перед проходкой предварительных линий целесообразно проведение комплекса геофизических исследований (гравиразведки, электроразведки, микросейсмики.и т. п.).
Линии предварительной разведки должны полностью пересекать всю ширину геологического контура россыпи, установленного по данным ближайшей поисковой линии. При наличии нескольких металлоносных струй, все они должны быть пересечены, как и пустые (или слабозолотоносные) интервалы между ними. В целях надежного определения ширины россыпи за пределами ее контура должно находиться не менее двух выработок (или секций валового опробования).
В результате предварительной разведки определяются основные параметры россыпи: длина, ширина, мощность пласта, среднее содержание; уточняется структурная группа (см. подразд.2.2.1) россыпи и делается окончательный выбор системы проведения разведочных работ на детальной стадии.
Для крупных месторождений составляется технико-экономический доклад, содержащий обоснованную промышленную оценку и предложения о целесообразности детальной разведки месторождения. Одновременно разрабатывают технико-экономические обоснования (ТЭО) временных кондиций, на основе которых подсчитываются запасы полезного компонента по категории С2 и С1 (частично). Проводят технологические исследования, позволяющие рекомендовать обогатительные аппараты и схему обработки разведочных проб, а также дать предварительную технологическую типизацию песков.
Подсчет запасов мелких и средних россыпей проводится по региональным (районным) кондициям, действующим в данном геолого-экономическом районе.
Детальная разведка ставится с целью подготовки всего месторождения или его части к промышленному освоению. В результате проведения детальных работ производят подсчет запасов с утверждением их в установленном порядке и получают необходимые данные для технического проекта разработки месторождения. При этом важнейшими общим исходными данными для проектирования независимо от способов разработки россыпи являются:
- закономерности в распределении полезного компонента, как в плане, так и в разрезе;
- гранулометрический состав песков и полезного компонента;
- гидрогеологические и мерзлотные условия.
Вместе с тем в зависимости от предполагаемого способа разработки необходимо:
- на россыпях, предназначенных для разработки открытым способом с раздельной выемкой торфов и песков, особенно обратить внимание на положение кровли и подошвы пласта, характер распределения полезных компонентов в рыхлых и коренных породах;
- на россыпях, разведанных под дражную и гидравлическую разработку, наибольшее внимание уделить изучению рельефа и строения поверхности плотика, гранулометрического состава рыхлых отложений (глинистость и валунистость пород), мерзлотно-гидрогеологических условий;
- на россыпях, предназначенных для разработки подземным способом, особо тщательно изучить мерзлотно-гидрогеологические условия и рельеф плотика.
При необходимости на месторождении проводится определенный объем заверочных работ (см. подразд.4.3.1). Кроме того, если на поисково-оценочной и предварительной стадиях технологическими исследованиями предварительно выявляются труднообогатимые или новые типы песков, требующие при переработке специальной технологии, то на стадии детальной разведки отбираются и исследуются укрупненные технологические, а на крупных россыпях и большие технологические пробы для завершения необходимых технологических исследований.
Наряду с подсчетом запасов основных полезных ископаемых в процессе детальной разведки должна быть дана оценка целесообразности извлечения всех попутных полезных компонентов и при необходимости подсчитаны их запасы.
По результатам проведенного комплекса разведочных работ и с учетом данных всех предыдущих стадий составляется окончательный отчет с подсчетом запасов по категориям В + С1 + С2 (россыпи второй группы), С1 + С2 (россыпи третьей, четвертой групп).
Для крупных месторождений разрабатываются технико-экономические обоснования (ТЭО) постоянных кондиций, утверждаемых затем правительством республики в составе Российской Федерации, органом исполнительной власти края, области и автономного образования. Отчет с подсчетом запасов, произведенным по этим кондициям, вместе с необходимыми графическими и табличными материалами представляют на утверждение ГКЗ. Запасы мелких месторождений россыпного золота и платиноидов подсчитывают по районным оценочным кондициям, утвержденным в том же порядке, что и постоянные, и вместе с отчетом представляют на утверждение территориальной комиссии по запасам. Часть запасов передается промышленности «по актам» - по согласованию с добывающими предприятиями.
Доразведка месторождения проводится как на неосвоенных промышленностью месторождениях, так и на разрабатываемых. Работы проводят с целью доизучения недостаточно разведанных частей месторождения и разведки площадей, «прирезаемых» для расширения сырьевой базы предприятия. На этой стадии обобщаются материалы по дополнительно проведенным работам, а при необходимости делается пересчет ранее утвержденных запасов и их переутверждение (вместе с переутверждением ТЭО кондиций) в принятом порядке.
Эксплуатационная разведка проводится за счет средств горнодобывающих предприятий. Начинается она с момента организации добычи на россыпном месторождении и продолжается вплоть до ее окончания. Основная задача этой стадии - уточнение полученных при детальной разведке и доразведке данных о количестве и условиях залегания подготавливаемых к разработке тел полезных ископаемых с целью оперативного планирования добычи и контроля за полнотой и качеством разработки запасов. Производятся систематически оперативные подсчеты запасов, подготавливаемых и готовых к выемке блоков, составляются материалы, уточняющие параметры нарезных и очистных выработок, получают исходные данные для контроля полноты и качества разработки запасов и определения потерь и разубоживания полезного ископаемого.
Эксплуатационная разведка по целевому назначению и методам проведения работ разделяется на опережающую и сопровождающую. Опережающей эксплуатационной разведкой уточняются данные, необходимые для планирования производства: границы промышленной части россыпи, содержание и запас металла, мощность торфов и песков, строение плотика, физическое состояние рыхлых отложений, их температурный режим, гранулометрический состав рыхлых отложений и золота (платиноидов), гидрогеологические условия эксплуатации. По времени она несколько опережает вскрышные и очистные работы. Сопровождающая эксплуатационная разведка включает оперативное, систематическое и специальное опробование, объединяемые под общим названием - эксплуатационное опробование, с помощью которого уточняют границы промышленной россыпи, контролируют качество разработки запасов, а также осуществляют контроль за разубоживанием песков и потерями металла. По времени эксплуатационное опробование сопровождает вскрышу торфов, нарезные работы, разработку и переработку песков и завершается с полной отработкой и актированием выработанного пространства.
2.1.3. Модели уровней строения россыпей
Россыпные месторождения золота и платиноидов и заключающие их рыхлые отложения различного генезиса отличаются сложным неоднородным строением. При геологическом изучении на различных стадиях поисков и разведки месторождений выявляются характерные элементы неоднородности, которые в целом отражают уровень строения в соответствии с масштабами исследований. В процессе последовательного геологического изучения и детализации разведочных работ появляется возможность выделить в более крупных элементах неоднородности множество более мелких элементов, что означает переход на новый более высокий уровень изучения строения разведуемого объекта.
Применение моделирования по уровням строения россыпи обеспечивает создание структурной модели разведуемого объекта и позволяет дать качественную и количественную характеристики свойств неоднородности.
Важнейшие свойства уровней неоднородности могут быть охарактеризованы:
- соразмерностью структурных элементов, зональностью различных концентраций металла;
- пространственной изменчивостью параметров в системе, отношением и ориентировкой элементов неоднородности, определяющих анизотропию строения;
- размерами, морфологией и внутренней структурой зерен полезного компонента.
Каждый уровень строения в пределах единой общей системы различается свойственными ему чертами, их связями и взаимоотношениями. Однако есть и общие черты, которые проявляются в той или иной степени на всех структурных уровнях.
Характерным проявлением неоднородности строения является изменчивость геологических свойств, в частности изменчивость распределения полезных компонентов в россыпи. Представления об изменчивости распределения металла получают по результатам опробования разведочных выработок, и эти представления далеко не всегда могут быть объективными, так как они зависят от степени детальности исследований. Поэтому на каждой стадии разведки месторождение характеризуется так называемой наблюдаемой изменчивостью, которая не адекватна природной изменчивости, но отражает детальность наших представлений об изменчивости россыпи в зависимости от ее природной сложности и совокупности геологоразведочных наблюдений при ее изучении.
На основе информации, получаемой от геологоразведочных работ, начиная от поисковой стадии и заканчивая экспериментальными и лабораторными исследованиями, можно выделить шесть последовательных уровней неоднородности строения геологического объекта, включающего аллювиальную россыпь:
1) металлоносная долина (участок долины);
2) металлоносный аллювий;
3) россыпь;
4) морфологически обособленный участок россыпи;
5) гнездо россыпи;
6) зерно полезного ископаемого (табл.7, рис.5).
Первые два уровня неоднородности строения и частично третий уровень изучаются, как правило, на поисковой и поисково-оценочной стадии геологоразведочных работ. Уровень строения долины включает такие элементы неоднородности, как днище долины, тальвеги и разновозрастные террасы, которые могут вмещать россыпи. Уровень строения металлоносного аллювия включает два подтипа аллювиальных промышленных россыпей, которые можно выделить как россыпи насыщения и рассеяния в качестве элементов неоднородности строения (см. табл.7).
Более подробно рассмотрим четыре последних уровня строения, определяющие выбор методики разведочных работ.
Уровень неоднородности россыпи в целом характеризуется различной насыщенностью полезными компонентами по длине элементарной россыпи, выражающейся в последовательной смене зон нарастания, максимума и спада насыщенности. Более сложное чередование зон разной насыщенности наблюдается в россыпях, имеющих несколько коренных источников, а также питающихся за счет многочисленных золотоносных притоков и за счет размыва террасовых россыпей. Особо сложным распределением этих зон характеризуются россыпи крупных долин.
Распределение металла в плане и в разрезе россыпи в пределах зон разной насыщенности, по данным предварительной и детальной разведки, характеризует аллювиальную пластовую россыпь в общем виде как залежь с одним или несколькими относительно богатыми ядрами, окруженными серией зон с постоянно снижающейся концентрацией металла. Форма таких ядер различная: лентовидная, линзовидная, реже изометричная. Для характеристики и оценки изменчивости распределения металла можно воспользоваться понятием анизотропии в зависимости от характера изменчивости в трех главных направлениях - по длине, ширине и мощности продуктивной залежи.
Рис.5. Модели уровней неоднородности строения аллювиальных россыпей
(усл. обозн. в табл.7).
Таблица 7
Модели уровней неоднородности строения аллювиальных россыпей и стадии их изучения (см. рис.5)
| Уровни строения неоднородности | Модель | Элементы неоднородности | Стадии геологоразведочных работ, исследования |
| Золотоносная долина (участок долины) | I | Днище (1), тальвеги (2), террасы (3), (4) |
Поисковые работы масштабов 1:25000, 1:100000 |
| Золотоносный аллювий | II | Фациально-динамические подтипы россыпей: насыщения (1), рассеяния (2), (3); динамические фазы аллювия: А – инстративная и перстративная, Б – констративная | Поисково-оценочные работы масштабов 1:10000, 1:5000 |
| Россыпь или продуктивная залежь | III | Зоны различных концентраций золота: нарастания (1), максимума (2) и спада (3) запасов; А – распределение запасов в плане россыпи; Б – график распределения запасов | Предварительная и детальная разведка масштабов 1:5000, 1:2000 |
| Морфологически обособленный участок россыпи | IV | Скопление золота: гнезда, линзы (1), «пустые» участки (2) | Эксплуатационная разведка масштабов 1:2000, 1:1000 |
| Гнездо россыпи | V | Локальные скопления золота (1), струйки (2), отдельные самородки (3) | Экспериментальные исследования масштабов 1:500, 1:200 |
| Зерно золота | VI | А – зерна разной крупности и формы; Б – внутренняя структура: высокопробная оболочка, межзерновые прожилки | Минералогические исследования |
На уровне строения россыпи в соответствии с принятой геометрией разведочной сети и дискретностью точек наблюдения в плане россыпи неоднородность строения характеризуется анизотропией первого типа, когда отмечаются три направления изменчивости: максимальная изменчивость совпадает с направлением мощности, минимальная - с направлением длины россыпи, а с шириной залежи совпадает промежуточная величина изменчивости. В данном случае наблюдаемая изменчивость характеризуется качественно, так как количественная ее оценка требует одинаковую (сопоставимую) плотность наблюдений по трем направлениям изменчивости, а на стадии предварительной и детальной разведки осуществить это практически невозможно.
Уровень неоднородности морфологически обособленного участка россыпи изучается на стадии эксплуатационной разведки (эксплуатационного опробования) в пределах блоков отработки, приуроченных к той или иной зоне насыщенности. Элементами неоднородности являются относительно богатые гнезда металла (ПЭН) и относительно бедные и пустые участки (ОЭН). Размеры элементов соизмеримы с расстояниями между пробами. Формы ПЭН и ОЭН неправильные, удлиненные, овальные. По данным эксплуатационного опробования можно дать количественную оценку наблюдаемой изменчивости в пределах участка россыпи по длине (простиранию) и ширине продуктивного пласта. Так, изменчивость концентрации при прерывисто-гнездовом распределении металла по длине и ширине россыпи в большинстве случаев практически одинакова. Статистические показатели изменчивости (Jср) по некоторым россыпям Северо-востока, рассчитанные как отношения количества гнезд к длине профиля наблюдений [71] по длине россыпи изменяются от 0,062 до 0,087, по ширине - от 0,058 до 0,093 [39]; геометрические радиусы автокорреляций rср соответственно равны 9,5-11,6 и 9,0-
Следует отметить, что фрагменты элементов неоднородности уровня строения участка россыпи выявляются еще на стадии детальной разведки в разведочных линиях, где расстояния между точками наблюдений почти такие же, как и при эксплуатационном опробовании. Вместе с тем, по данным детальной разведки, осветить уровень неоднородности строения россыпи между разведочными линиями не представляется возможным, так как расстояния между линиями несоизмеримы с размерами элементов неоднородности. В этой связи, оценивая изменчивость распределения золота по результатам детальной разведки, исследователи отмечают значительно большую изменчивость по ширине россыпи, чем по длине. Это обстоятельство, по-видимому, и явилось причиной укоренения понятия о струйчатости россыпей как формы строения, однако это лишь наблюдаемая закономерность, и наши представления о ней существенно изменяются в зависимости от детальности наблюдений по данным эксплуатационного опробования (рис.6).
Уровень неоднородности строения гнезда как локального обособления россыпи устанавливается экспериментальными исследованиями по максимально плотной сети наблюдений. По данным экспериментального опробования, гнезда разных концентраций на уровне участка россыпи также неоднородны. Они распадаются на более мелкие гнезда, соизмеримые с минимальным поперечным сечением пробы - 0,1х0,1 м, т.е.
Нетрудно заметить, что показатели наблюдаемой изменчивости распределения металла (Jср и rср) для уровня неоднородности строения морфологически обособленного участка россыпи и для локального обособления - гнезда россыпи отличаются на один-два порядка. Следовательно, они количественно характеризуют различные уровни неоднородности прерывисто-гнездового строения россыпей.
Таким образом, прерывисто-гнездовое строение продуктивного пласта является общей закономерностью, прослеживающейся наиболее полно на 3, 4 и 5 последовательных уровнях неоднородности. Характеристика типа анизотропии изменчивости распределения металла изученных уровней неоднородности позволяет качественно и количественно оценить прерывисто-гнездовое распределение металла и обосновать интервалы опробования по мощности пласта, которые на два порядка меньше, чем интервалы между точками наблюдения по ширине россыпи. Наряду с этим количественная оценка анизотропии строения может быть использована и для обоснования геометрии сети разведочных выработок, а также геометрии одиночной пробы.
Уровень неоднородности зерна полезного компонента имеет большое значение для характеристики россыпей и выявления условия их образования, определения рационального объема проб и выбора эффективного способа разведки и опробования, а также для разработки технологических схем обогащения. В связи с этим проводят специальное изучение - определяют минеральный и химический состав, размеры зерен полезного компонента.
При минералогическом изучении зерен полезных компонентов описываются их первичная морфология, степень окатанности, характер поверхности, срастания с другими минералами; изучается внутренняя структура - первичная и ее изменения (высокопробные оболочки, межзерновые прожилки), определяются проба и элементы-примеси. Различные свойства полезных минералов помогают выяснению связи россыпей с коренными источниками, определению положения их обогащенных участков, восстановлению истории формирования. Этот уровень неоднородности изучается в лабораторных условиях, но информация об элементах неоднородности этого высшего уровня используется на всех этапах изучения месторождений.
Изучение каждого из рассмотренных уровней неоднородности строения россыпей проводится, как видно из описаний, на соответствующей стадии работ (см. табл.7). Но отдельные элементы более высоких уровней строения могут быть изучены и на более ранних стадиях. Так, элементы неоднородности участка россыпи и зерна полезного компонента фрагментарно выявляются на стадии поисков, когда используются расчистки, шурфы или скважины.
Рис. 6 Представление о структуре и морфологии россыпи по данным детальной (А) и эксплуатационной (Б) разведки: 1-4 – различные концентрации металла в гнездах россыпи; 5-разведочные выработки: а- шурф, б - скважина; 6- ствол эксплуатационной шахты; 7 – точки эксплуатационного опробования.
Рис. 7. Структура россыпи на уровне строения гнезда, а зависимости от стадии изучения россыпи: А, Б, В, - распределение металла по данным разреженной сети, Г - по данным сплошного опробования: 1-4 - гнезда с различной концентрацией металла: 1 - пустые, 2, 3, 4 - с концентрацией ниже среднего, близкой к среднему и выше среднего содержания; 5 - фактическая граница плотика; 6-7 - граница плотика при разреженной сети опробования; S - граница опробования пласта; 9 - изолинии концентрации; 10 - номер борозды.
2.2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СПОСОБА РАЗВЕДКИ И РАЦИОНАЛЬНОЙ СЕТИ РАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК
2.2.1. Выбор разведочных средств и эффективной системы разведки
Эффективность разведки россыпей во многом определяется степенью соответствия выбранной системы разведки строению россыпей. Применяемая в настоящее время на поисковой и поисково-оценочной стадиях точечная система опробования из скважин, шурфов, расчисток и т.п. нередко бывает малоэффективной или неприменимой на предварительной и детальной стадиях разведки для достоверной оценки запасов. Так, точечная система разведки наиболее эффективна при оценке россыпей насыщения, но недостаточно корректна для россыпей рассеяния. Если исходить только из сравнения затрат на разведку разными средствами (скважинами, шурфами, траншеями, шахтами с рассечками), то предпочтение отдается скважинам, как наиболее дешевым. Вместе с тем, по мере усложнения структуры россыпи, скважины становятся все менее пригодны для полной оценки запасов месторождения даже при большом их числе. Поэтому их «экономичность» постепенно теряет свое значение. В этом случае наиболее экономичной системой разведки сложных россыпей является система горных выработок с крупнообъемным опробованием.
Несоответствие применяемых разведочных средств природным особенностям россыпей является одной из основных причин неправильной оценки разведуемого объекта. Это положение можно проиллюстрировать на примере россыпей рассеяния. Россыпи рассеяния имеют ярко выраженное прерывисто-гнездовое строение пласта, как в разрезе, так и в плане. Средние концентрации металла в них относительно низкие, что в значительной мере затрудняет их выявление. При разведке таких россыпей скважинами малого диаметра контуры россыпи проводят путем выборки случайных наблюдений и, как правило, оценивают параметры россыпи по небольшому числу выработок в линии и в блоке (см. рис.6). При этом обычно искажаются технико-экономические показатели при промышленном освоении россыпи. Так, в долинах высоких порядков, где в основном распространены сложные россыпи, скважины редко фиксируют мелкие гнезда металла и тем более рассредоточенные золотины крупных фракций, на долю которых иногда приходится значительная часть запасов. В этих условиях данные опробования каждой одиночной скважины характеризуют в большей степени только саму точку и в меньшей мере пространство вокруг нее. При этом большая часть точечных выработок попадает в участки россыпи, не содержащие полезного компонента, а те, которые попадают в скопления золота, не обеспечивают однозначного представления о морфологии и внутреннем строении россыпи, что приводит часто к неподтверждению запасов, оконтуренных по данным скважин или шурфов. Поэтому для оценки россыпей рассеяния нашло широкое применение крупнообъемное линейное опробование из открытых и подземных выработок. При этом происходит «растаскивание» сконцентрированного в гнездах металла на длину опробуемого интервала, минимизация дисперсии содержаний и в целом повышение точности оценки запасов месторождения. Точность оценки достигается не столько увеличением объема пробы, сколько линейной ее геометрией, при которой опробованием выявляют все элементы неоднородности россыпи.
В случае разведки россыпей насыщения вероятность попаданий, точечных выработок в положительные элементы неоднородности такова, что в большинстве случаев (более 50 %) в пределах россыпи выработки их фиксируют и, тем самым, обеспечивается необходимая достоверность разведочных данных для оценки качества и количества запасов в россыпи.
Вместе с тем анализ данных результатов разведки россыпей скважинами малого диаметра показывает, что практически во всех случаях получаемая информация, как совокупность случайных наблюдений, уже на стадиях поисковых и поисково-оценочных работ дает возможность судить о неоднородности строения разведуемого объекта. Хотя эта информация не всегда позволяет выявить истинную структуру россыпи, она является чаще всего достаточной для обнаруживания россыпи, не вскрывая всех элементов ее строения. Используя материалы буровой разведки россыпей, специальными расчетами определены количественные признаки выделенных пяти типов структур россыпей (см. подразд.1.1.3), выраженные относительным числом скважин, вскрывших положительные элементы неоднородности россыпей (табл.8). Как видно из таблицы, область эффективного применения точечной системы разведки устанавливается пятидесятипроцентным попаданием скважин в положительные элементы неоднородности. Этот же показатель является в какой-то мере признаком границы между россыпями насыщения и рассеяния. Область рационального применения точечного опробования зависит не только от соотношения между положительными и отрицательными элементами неоднородности, но и от размеров положительных элементов. Когда линейные размеры положительных элементов неоднородности в несколько раз превышают расстояния между скважинами, система из неоднородной становится условно однородной, что позволяет оценить ее при помощи точечного опробования. В этом случае задача сводится к определению минимального числа скважин, обеспечивающих оценку параметров положительного элемента.
Таким образом, выбор эффективной системы детальной разведки определяется характером неоднородности строения россыпи. Тем самым в систематику россыпей вводится количественный классификационный признак как критерий распознавания простых и сложных россыпей по внутреннему строению, что позволяет конкретизировать группировку россыпей в классификации ГКЗ СССР, дифференцировать их по сложности строения и в зависимости от этого использовать соответствующие средства разведки (точечные выработки или линейные сечения).
Исходной информацией для целей выбора служат данные поисковых и поисково-оценочных буровых скважин малого диаметра. При этом, если долина разведуется бурением несколько лет, в анализ включаются все качественно пройденные и опробованные скважины независимо от года их бурения. Однако на новых объектах принадлежность россыпи к той или, иной группе по структурной неоднородности предварительно можно уже устанавливать по результатам тех поисковых линий, по которым в пределах металлоносных интервалов скважины пройдены по сгущенной сети.
Таблица 8
Признаки россыпей различных структурных групп и система их разведки
| Структурная группа россыпи* | Поперечный размер ПЭН, м | Соотношение размеров ПЭН и размеров линейных проб | Количество скважин в ПЭН, **% | Эффективная система разведки |
| I | Десятки-сотни | Гнезда значительно больше пробы | Более 80 | |
| II | Десятки |  |
Точечная | |
| III | Единицы-десятки | Гнезда больше пробы и соизмеримы с пробой |  |
|
| IV | Доли единицы-единицы | Гнезда на порядок или несколько порядков меньше пробы |  |
Линейная |
| V | Доли единицы-единицы |  |
* Характеристику россыпей см. в разделе 1.1
** При доверительной вероятности P= 0,87-0,89: в числителе - минимальное и максимальное, в знаменателе - среднее по россыпи
Последовательность операции для выбора системы разведки (способа опробования) по данным поисковых и поисково-оценочных линий следующая:
1. На геологических разрезах оконтуривают продуктивный пласт по мощности в каждой выработке. Нижнюю и верхнюю границу пласта проводят по данным опробования, включая в пласт все пробы с весовыми содержаниями, учитывая при возможности геологические границы пласта. Оконтуривание пласта по значениям бортового содержания (по районным кондициям) менее обоснованно из-за малой представительности секционной пробы из буровой скважины, обусловленной ее случайным характером. При проведении верхней границы пласта следует учитывать наиболее часто встречающуюся мощность песков в данной россыпи.
2. На планах выписывают значения мощности торфов и песков, средних содержаний (для открытых работ на массу, для подземных - на пласт) в каждой выработке и производят оконтуривание промышленного интервала по каждой линии в плане.
3. При оценке россыпи, имеющей четкие геоморфологические границы (тальвег, вся ширина днища долины, террасы и т.п.), в подсчете средних параметров по ширине россыпи участвуют данные по всем выработкам, пересекающим россыпь. Если оценивается наиболее обогащенный участок в геологическом теле россыпи, то оконтуривание интервала и подсчет параметров проводят по вариантам содержаний в выработках (обычно 3-4 варианта, возможно и более, рис.8).
Для более надежного определения группы россыпи по неоднородности строения желательно, чтобы минимальное количество скважин в интервале оконтуривания было не менее 5 в долинах низких порядков и 10 в высоких порядках. Оценка параметров интервала по меньшему числу выработок значительно снижает достоверность оконтуривания из-за случайного характера информации по данным опробования. В этой связи допускается включать в контур россыпи выработки с содержаниями металла ниже минимального для оконтуривания в плане. Для россыпей, которые вероятнее всего могут быть надежно разведаны скважинами, соотношение выработок, вскрывших и не вскрывших положительные элементы неоднородности, должно быть близким 2:1. Соблюдение этих условий позволит гарантировать достоверную геолого-экономическую оценку россыпи при дальнейшей разведке ее скважинами. Если же соотношения ПЭН и ОЭН изменяются в пользу последних, то дальнейшая оценка россыпи скважинами будет малодостоверной.
В зависимости от ширины оцениваемого интервала расстояния между скважинами на поисковых и поисково-оценочных линиях могут быть для узких россыпей 5-
Рис.8. Выбор оптимального варианта оконтуривания балансовых запасов:
1 - 3 - промышленные выработки, выделенные по вариантам минимального содержания: 1 - высокое, 2 - среднее, 3 - низкое; 4 - выработки с содержанием ниже минимального для оконтуривания в плане; 5 - 7 - контуры россыпи по вариантам оконтуривания: 5 - контур, удовлетворяющий требованию сплошности и «кондиционности», 6 - 7 - контуры с максимальной сплошностью, но «некондиционные»; 8 - балансовые запасы по районным кондициям с неоднозначными и разорванными контурами.
Подбором величины минимального содержания в выработке находят надежный вариант оконтуривания россыпи по совокупности сближенных скважин, крайние из которых в разведочных линиях показывают содержание выше или равное по величине выбранному значению.
4. Из всех вариантов оконтуривания выбирается тот, который отвечает двум условиям - одновариантности увязки и «кондиционности» интервала россыпи по линии. Первое условие обеспечивает однозначность в оценке параметров контура, второе - соответствие его современным требованиям промышленности. «Кондиционность» интервала определяют путем сравнения расчетного среднего содержания по интервалу с минимальным промышленным содержанием из районных кондиций. Для этого в таблицах районных кондиций, рассчитанных для разных геолого-экономических моделей россыпных месторождений, находят аналог, соответствующий по географо-экономическому положению и условиям залегания пласта россыпи и сравнивают значения среднего содержания по интервалу и минимальное промышленное по районным кондициям. Выбранный интервал может считаться оптимальным, если среднее содержание больше или равно минимальному промышленному. Возможность сравнения связана с допущением равенства затрат на разработку оцениваемой россыпи и ее аналога (геолого-экономической модели, рассчитанной в районных кондициях).
5. Если ни один из вариантов оконтуривания интервалов россыпи по поисковым и поисково-оценочным линиям не удовлетворяет требованиям сплошности, числу наблюдений и «кондиционности», то нужно переоконтурить продуктивный пласт по мощности в выработках, исключив ряд проб с низкими значениями содержаний и провести заново оконтуривание в плане и расчет параметров предполагаемой россыпи. Если и после этого россыпь не будет удовлетворять требуемым условиям, то вопрос о постановке дальнейших разведочных работ решается отдельно, с учетом индивидуальных кондиций или изменений цены на полезный компонент и т.д.
6. В пределах выделенных таким образом оптимальных интервалов по каждой поисковой и поисково-оценочной линии определяют отношение (в процентах) количества выработок с минимальным содержанием и выше по данному варианту оконтуривания к общему их количеству. Рассчитывают также среднее значение отношения количества выработок, попавших в ПЭН, к общему количеству выработок, расположенных внутри контура в целом по россыпи.
7. Среди рассчитанных отношений выделяют минимальное, максимальное и среднее значение по выделенным интервалам в поисковых линиях и в соответствии с данными табл.8 (графа 4) определяют принадлежность к той или иной структурной группе и выбирают систему разведки. Так, если по отношению выработок россыпь относится к I, II или III группе по неоднородности строения, то наиболее эффективна разведка россыпи скважинами, если к IV и V группе, то следует применять горные выработки с крупнообъемным опробованием. В случае, когда количественные критерии по поисковым и поисково-оценочным сечениям не позволяют однозначно определить структуру россыпи (I-III или IV-V группы), то предпочтение следует отдавать системе разведки горными выработками, обеспечивающими достоверную оценку россыпи сложного строения.
8. Структурная принадлежность россыпи учитывается и при определении «кондиционности» интервалов в крупных долинах. Если россыпь относится к I-III группе по неоднородности строения, то средние данные по скважинам можно считать достаточно достоверными.
Рассчитанные по данным поисковых и поисково-оценочных работ бурением средние содержания в россыпях IV-V групп в крупных долинах обычно требуют корректировки. Известно, что крупнообъемное опробование по сравнению с точечными выработками на низких содержаниях, как правило, показывает более высокие данные, поэтому, для отнесения россыпи к какой-либо группе на предварительно рассчитанные содержания иногда при прогнозировании можно применить поправочные коэффициенты в пределах 1,3-1,7.
Величина поправочных коэффициентов устанавливается обычно на основе сравнения результатов точечного и линейного опробования на аналогичных месторождениях района.
9. Точечная система опробования предполагает разведку скважинами малого диаметра с различными вариантами их расположения, скважинами увеличенного и большого диаметров, шурфами, шурфами с камерами и бороздами в траншеях. Необходимость использования при разведке выработок увеличенного сечения (диаметра) при точечной системе в большинстве случаев определяется необходимым объемом пробы, который в общем случае зависит от крупности металла. Однако увеличенные объемы точечных проб не могут заменить линейные горные выработки на россыпях с очень сложным внутренним строением.
2.2.2. Определение рационального объема пробы
Объем пробы при разведке россыпей золота и платиноидов в определенной степени влияет на достоверность подсчитанных запасов. Однако прямой расчет необходимого объема пробы не всегда способствует выбору эффективных средств разведки. Это обусловливается, прежде всего, тем, что при расчете объема пробы не удается учесть один из главных природных факторов, влияющих на достоверность разведки, - неравномерное и весьма неравномерное распределение металла, как в разрезе, так и в плане россыпи. При расчете используется, как правило, один-два фактора, имеющих количественную оценку, но не отражающих степени неоднородности строения россыпи. Поэтому при обосновании выбора эффективных средств разведки вначале определяют систему опробования на основе анализа структурной неоднородности россыпи по методике, изложенной в предыдущем разделе, а затем расчетом объема пробы дополняют обоснование выбора оптимального способа разведки.
Принцип расчета проб основывается на гранулометрических характеристиках полезных компонентов в россыпи. При этом исходят из того, что рассчитанным объемом наиболее полно выявляются характерные классы крупности зерен полезного компонента, гарантирующие надежную оценку содержания металла в россыпи. Вместе с тем известно, что россыпи золота и платиноидов характеризуются также неоднородным зерновым составом, поэтому случайное попадание в пробы зерен различной крупности значительно влияет на оценку наблюдаемой изменчивости содержаний металла. Примерное отражение зернового состава полезных компонентов в россыпи, можно получить только по группе проб; составляющих одну или две разведочные линии, а иногда и несколько. В этой связи объем пробы, рассчитанный по гранулометрическим параметрам полезных компонентов должен представлять объем групповой пробы, равный сумме объемов частных (рядовых) проб, расположенных на разведочных линиях в пределах контура (чаще на одной разведочной линии). Под рядовой пробой в данном случае понимается сквозная проба из шурфа, скважины или борозды, которой пересекают продуктивный пласт на всю его мощность.
Рассмотрим наиболее часто используемые способы расчета объема пробы.
В общем виде объем пробы (V) рассчитывается по формуле:
, (2.1)
где Р - масса металла, мг;
С - среднее содержание металла, мг/м3.
Из формулы следует, что чем меньше среднее содержание металла, тем больший объем песков понадобится для достоверной пробы.
В каждом конкретном случае для определения объема проб используются данные ситового анализа металла по россыпи или по эталонному объекту. Наиболее известный способ расчета предложен А.П.Божинским [4], который массу металла рассчитывал через среднюю массу золотины характерных фракций: Р = dcp. * К, тогда:
, (2.2)
где К - число в пробе условных золотин средней массы или математическое ожидание, называемое коэффициентом надежности;
С - минимальное содержание металла в выработке, принятое для оконтуривания россыпи в плане.
Поскольку dcp и К имеют значительную долю неопределенности, то и вычисленный объем пробы также становится грубо приближенным, малодостоверным и во многом субъективным.
В ПГО «Яркутскгеология» [2,] для определения объема используют формулу:
, (2.3)
где di - средняя масса золотины «критического» класса крупности, мг;
N - накопленный выход всех фракций, принимаемых в расчете, %;
ni - выход «критического» класса (частота встречаемости), %.
И.М.Адельсон [1] предложил при расчете по формуле (2.3) во всех случаях принимать N=° 100 %, то есть:
, (2.4)
и тем самым наиболее полно учитывать выход «критических» фракций, принимаемых в расчете пробы.
Таким образом, в основу расчета оптимального объема пробы по продуктивному пласту положена средняя масса золотины «критической» крупности. Под этим классом понимается наиболее крупный класс, выявление которого с определенной вероятностью гарантировано рациональным объемом пробы.
Для расчета рационального объема пробы рекомендуется использовать типовые расситовки золота в россыпях с близкими гранулометрическими параметрами (средний размер золотины, средняя масса по фракциям, коэффициенты сходимости и корреляции, минералогические параметры форм золотин и т.д.), рассчитанные аналитическим или графическим способом. При этом необходимо учитывать, что для расчета объема пробы с приемлемой достоверностью ситовка металла крупных фракций должна быть достаточно дробной, чтобы избежать резкого различия средней массы золотины в соседних фракциях и соответственно избежать больших колебаний в объемах проб. Однако во всех случаях для проведения расчетов рациональных объемов проб необходимо использовать представительную расситовку, в которой должно быть не менее 5 гранулометрических классов (фракций) и масса проситованного металла - десятки-сотни граммов (табл. 9). Для новых районов такие расситовки получают обычно из больших технологических проб.
Покажем на конкретном примере порядок расчета объема пробы по данным ситового анализа золота из россыпи.
На примере табл.9 показаны необходимые гранулометрические параметры золота*. По данным таблицы, надо выбрать достоверность пробы, то есть определить «критический» класс крупности, задаваясь уровнем погрешности. Погрешностью является сумма процентов всех фракций крупнее «критического» класса.
Так, для четвертой фракции накопленный выход металла составляет 59 %, для пятой фракции - 81,5, шестой - 89, седьмой - 93,8 % и т.д. Погрешность соответственно составит: для четвертой фракции 100-59 - 41 % (или сумма процентов выхода 5, 6, 7, 8, 9 и 10 фракций), для пятой фракции - 18,5, для шестой -11, седьмой - 6,2 % и т.д.
Перед тем, как рассчитывать объемы проб различной представительности, следует проверить соблюдение условий, что в «критической» фракции будет одна золотина, а в каждой «предкритической» будет больше (графы 7-12 табл.9). Во всех случаях установлено, что частота встречаемости «предкритических» золотин устойчивая и превышает частоту встречаемости последних в два и более раз. В тех же случаях, когда частота встречаемости золотин любой из «предкритических» фракций будет менее единицы, то объем пробы, рассчитанный по массе одного зерна «критического» класса, не будет соответствовать выбранной достоверности. Для таких россыпей (или их участков) в расчет рационального объема пробы следует включать коэффициент, увеличивающий объем пробы до такого размера, чтобы она улавливала устойчиво не менее одной золотины всех «предкритических» фракций крупности.
Убедившись в том, что частота встречаемости золотин во всех «предкритических» фракциях выше, чем золотин «критического» класса, производится расчет объема пробы по формулам (2.3) или (2.4) с учетом гранулометрических параметров.
В табл. 10 показаны рассчитанные объемы проб при С - 500 мг/м и накопленном весовом проценте 59,0; 81,5; 89,0; 93,8; 97,6; 99,3 и 100.
__________________________________________
*В расчетах использованы материалы Н.В. Климова (ПГО «Якутскгеология»).
Как следует из формул (2.2)-(2.4), в расчете участвует практически только один природный фактор - гранулометрия полезного компонента, причем при условии равномерного распределения металла в россыпи [1]. Эти условия не соответствуют природным особенностям объектов разведки, поэтому для выявления неоднородностей строения россыпей, как уже отмечалось, целесообразно объем пробы, рассчитанный по формулам (2.3) и (2.4), считать как объем групповой пробы, соответствующий сумме объемов нескольких рядовых точечных проб по разведочной линии в пределах промышленной части россыпи. Так, сопоставления расчетных объемов с бороздовыми пробами (по данным экспериментального опробования траншей на россыпях Северо-востока) показывают, что расчетные объемы почти совпадают с суммарными объемами бороздовых проб (4-10 борозд) по разведочной линии (траншее) в пределах промышленной части россыпи. При этом средняя погрешность запасов в линии - 11-22 % (с вероятностью 0,73 погрешности запасов составляют класс 0±45 %).
Таблица 9
Гранулометрические параметры, необходимые для расчета оптимального объема работы
| Номер фракции | Размер фракции |
Масса золота во фракции, мг |
Выход фракции ni, % | Накопленный выход N,% | Средняя масса золотины di, мг | Количество золотин «предкритических» фракций, приходящихся на 1 золотину «критических» фракций | ||||||
| 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | ||||||
| 1 | -0,5 | 54857,1 | 9,6 | 9,6 | 0,5 | 109714 | 27428 | 5486 | 2742 | 914 | 65 | 32 |
| 2 | +0,5-1,0 | 64000,0 | 11,2 | 20,8 | 2,0 | 32000 | 8000 | 1600 | 800 | 267 | 19 | 10 |
| 3 | +1,0-2,0 | 144000,0 | 25,2 | 46,0 | 6,0 | 24000 | 6000 | 1200 | 600 | 200 | 14 | 7 |
| 4 | -2,0-3,0 | 74285,7 | 13,0 | 59,0 | 25,0 | 2971 | 742 | 148 | 74 | 25 | 2 | 1 |
| 5 | +3,0-4,0 | 128571,4 | 22,5 | 81,5 | 75,0 | 1714 | 428 | 85 | 42 | 14 | 1 | |
| 6 | +4,0-5,0 | 42857,1 | 7,5 | 89,0 | 369,0 | 116 | 29 | 6 | 3 | 1 | ||
| 7 | +5,0-6,0 | 27428,6 | 4,8 | 93,8 | 646,0 | 42 | 10 | 2 | 1 | |||
| 8 | +6,0-8,0 | 21714,3 | 3,8 | 97,6 | 1000,0 | 22 | 5 | 1 | ||||
| 9 | +8,0-10,0 | 9714,3 | 1,7 | 99,3 | 2500,0 | 4 | 1 | |||||
| 10 | +10,0 | 4000,0 | 0,7 | 100,0 | 4000,0 | 1 | ||||||
| Сумма | 571428,5 | 100,0 | ||||||||||
Таблица 10
Объем пробы, рассчитанный по критическому классу крупности
| Номер «критической» фракции | Ср. масса золотины «критиче-ской»фрак-ции dj, мг | Накопленный весовой процент фракции N | Минимальное содержание по выработке, мг/м3 С | Весовой процент выхода «критической» фракции и, | Объем пробы для середины фракции, м | |
| по формуле (2.3) | по формуле (2.4) | |||||
| 4 | 25 | 59,0 | 500 | 13,0 | 0,23 | 0,38 |
| 5 | 75 | 81,5 | 500 | 22,5 | 0,54 | 0,67 |
| 6 | 369 | 89,0 | 500 | 7,5 | 8,8 | 9,8 |
| 7 | 646 | 93,8 | 500 | 4,8 | 25,2 | 26,9 |
| 8 | 1000 | 97,6 | 500 | 3,8 | 51,4 | 52,6 |
| 9 | 2500 | 99,3 | 500 | 1,7 | 292,0 | 294,1 |
| 10 | 4000 | 100 | 500 | 0,7 | 1143,0 | 1143,0 |
Таким образом, если для оценки россыпи возможна точечная система опробования (см. подразд.2.2.1), то средство разведки (скважина, шурф и др.) определяется путем несложных расчетов через объем групповой пробы по формулам (2,3) или (2.4) и необходимого количества рядовых проб на разведочной линии в пределах предполагаемых границ россыпи, тем самым определяется минимально необходимое количество выработок того или иного диаметра (сечения).
При разведке россыпей линейными сечениями с валовым секционным опробованием примерный минимальный объем пробы из секции траншеи или подземного сечения (рассечки) можно непосредственно определить по формулам (2.3) или (2.4), так как такая проба отбирается на сравнительно большой площади и намытый металл по гранулометрическому составу примерно соответствует металлу россыпи или ее части. Вместе с тем, при определении мощности продуктивного пласта в траншее или подземном сечении часто возникает вопрос об объеме пробы из секции («проходки») борозды. В этом случае рациональный объем пробы в «проходке» определяется опытными работами с последующим доказательством путем сравнительного анализа результатов опробования. Иногда объем пробы принимают по аналогии при соответствующем обосновании.
В заключение следует отметить, что весьма ценным дополнением к обоснованию выбора необходимого средства разведки, а значит рационального объема пробы, могут служить результаты сопоставления данных разведки и разработки, аналогичных по геологическому строению месторождений. Хотя процесс сравнительного анализа требует серьезной оценки представительности данных сопоставления, результаты анализа позволяют, аргументировано обосновать рациональную методику разведки с учетом основных геологических и горнотехнических факторов, влияющих на достоверность разведочных работ. Кроме того, в этом случае проводится многофакторный анализ, при котором помимо объема пробы в точке наблюдения для конкретных условий участвует и количество выработок, и геометрия сети разведки.
2.2.3 Рекомендуемые параметры рациональной сети разведочных выработок
Расположение и плотность разведочных выработок должны определяться с учетом морфологии, условий залегания, размеров, строения продуктивного пласта, характера распределения компонента, распространения участков многолетнемерзлых пород и таликовых зон, строение поверхности плотика. При заложении разведочных линий необходимо принимать во внимание местные особенности геологического строения россыпи, в частности, наличие участков возможного поступления в долину полезного ископаемого (боковые притоки, коренные источники и др.) или резкого изменения в строении коренных пород плотика, их состава, формы долины и др. Необходимо подчеркнуть общее правило для разведочной сети – равномерное расположение выработок на месторождении или его участке однородного строения.
В каждом конкретном случае при выборе параметров разведочной сети следует учитывать предполагаемый способ разработки месторождения, так как запасы песков в подсчетном блоке, как правило, не должны превышать годовой производительности участка при выбранном промышленном оборудовании (драги, землесосных снарядов, шахтного поля и т. п.). В практике разведки для подавляющего большинства аллювиальных россыпей, характеризующихся большой протяженностью при относительно небольшой ширине, применяется разведочная сеть с расстоянием между разведочными линиями в 10-40 раз превышающим интервалы между выработками по линии или длину секции опробования траншеи (подземного сечения). Для россыпей, имеющих изометричную и неправильную форму и отличающихся весьма сложным внутренним строением, разведочная сеть может быть сгущена до прямоугольной, когда расстояние между линиями в 2-4 раза больше расстояний между выработками, и даже квадратной или ромбической.
Для выбора расстояний между разведочными линиями и выработками при проведении геологоразведочных работ рекомендуется использовать обобщенные данные о плотности сетей, применявшихся при разведке россыпных месторождений [22]. В таблице 11 приводится группировка россыпей по классификации ГКЗ СССР с дополнениями в соответствии с группами по структурной неоднородности строения, а также рациональные способы разведки и плотность сети разведочных выработок. Данные по плотности сети являются приемлемыми и не могут быть универсальными, приемлемыми к любому месторождению соответствующей группы. При выборе интервалов между выработками для конкретной россыпи необходимо учитывать ее фактическую ширину. В контуре россыпи расстояние между выработками принимаются равными 40,20 или
Таблица 11
Рекомендуемая плотность сети при разведке россыпных месторождений золота и платиноидов
| Группы и подгруппы месторождений | Характеристика и морфологические типы россыпей | Структурная группа россыпи по неоднородности строения | Рациональ-ный способ | Ширина россыпи, м | Сеть разведки для категории запасов | |||||
| В | С1 | Длина секции валового опробования, м | ||||||||
| Расстояние, м | ||||||||||
|
Групп- па |
Под- группа |
между линия- ми |
между выра- ботками |
между линия- ми |
между выра- ботками | |||||
| 2 | 2а | Крупные и средние относительно выдержанные по ширине и мощности продуктивного пласта, с неравномерным распределением металла и преобладанием обогащенных участков: аллювиальные, аллювиально-пролювиальные и прибрежно-морские | I-III | Линии скважин и шурфов | Более 100 | 150-200 | 20 | 300-400 | 20-40 | - |
| 2б | Крупные и средние относительно выдержанные по ширине, с непостоянной мощностью продуктивного пласта, с весьма неравномерным гнездово-струичатым распределением металла и преобладанием в россыпи бедных и пустых участков: аллювиальные, деформированные экзарацией или размытые, техногенные | IV |
Траншеи, шахты с рассечками, шурфами с рассечками |
До 200 | 300-400 | Непре-рывно | 600-800 | Непре-рывно | 20-40 | |
| Более 200 | 400-600 | 20-40 | 800-1200 | 20-80 | 20-40 | |||||
| 3 | 3а | Средние и мелкие выдержанные и невыдержанные по ширине и мощности, с неравномерным распределением металла и чередованием относительно бедных участков с обогащенными: (долинные, террасовые, русловые), прибрежно-морские, ложковые, техногенные | I-III | Линии скважин и шурфов* | Менее 50 | - | - | 100-200** | 5-10 | - |
| 50-100 | - | - | 100-200 | 10 | - | |||||
| Более 100 | - | - | 200 | 20 | - | |||||
| 3б | Средние и мелкие россыпи изометричной и неправильной формы, с неравномерным распределением металла и чередованием бедных, пустых и обогащенных участков: конус выноса; крупные обогащенные гнезда в слабо металлоносных отложениях; россыпи или их участки с закарстованным плотиком или деформированные экзарацией; склоновые, техногенные | Квадратная, прямоуголь-на, ромбовичес-кая скважина*** |
По размеру продуктив-ной площади*** |
- | - | 20-60 | 10-50 | - | ||
| 3б | Крупные и средние относительно выдержанные по ширине, с непостоянной мощностью продуктивного пласта, с весьма неравномерным гнездово-струичатым распределением металла и преобладанием в россыпи бедных и пустых участков: аллювиальные, деформированные экзарацией или размытые, техногенные | IV-V |
Траншеи, шахты с рассечками, шурфами с рассечками |
До 200 | 300-400 | Непре-рывно | 600-800 | Непре-рывно | 20-40 | |
| Более 200 | 400-600 | 20-40 | 800-1200 | 20-80 | 20-40 | |||||
* При разведке россыпей с участками сложного строения или для получения необходимого объема групповой пробы допускается проходка
сдвоенных или строенных линий скважин.
** Расстояние между пересечениями из сдвоенных или строенных линий, как правило,
*** Параметры квадратной, прямоугольной или ромбической сети скважин для разведки россыпей подгруппы 36 принимаются в зависимости
от формы и размеров продуктивной площади:
| Параметр | Площадь россыпи, тыс.м2 | ||||
| Размер сети для категории С1 (мхм) | менее 10 | 10-20 | 20-35 | 35-60 | более 60 |
|
(10 x20) (20x20) |
(20x20) (20x30) |
(30x30) (30x40) |
(40x40) (40x50) |
(50x50) (50x60) | |
Россыпи подгруппы 2а разведуют в основном линиями скважин малого диаметра. В случае повышенной крупности металла (средняя крупность более
Россыпи подгруппы 2б могут быть разведаны с необходимой достоверностью только с применением крупнообъемного опробования из траншей и подземных сечений секциями длиной 20-
Россыпи подгруппы 3а в основном разведуют одинарными линиями скважин по различной равномерной сети, плотность которой зависит от ширины россыпи (см. табл.11). При разведке узких россыпей, когда на одной линии количество скважин может оказаться недостаточным для надежного оконтуривания, эффективно использовать сдвоенные или строенные линии* скважин малого диаметра (рис.9). При этом расстояния между разведочными пересечениями из сдвоенных или строенных линий увеличивают до
К россыпям группы 3б относятся россыпи изометричной и неправильной формы типа конусов выноса и участки россыпей, заполняющие карстовые полости. Кроме того, нередко в крупных долинах на фоне слабой металлоносности приходится выделять промышленные обогащенные участки изометричной и неправильной формы, которые необходимо как бы выконтуривать разведкой. В этом случае более достоверные разведочные данные получают по совокупности скважин, пройденных квадратной, прямоугольной или ромбической сетью (рис.10). Параметры сети при этом зависят от размеров продуктивной площади (см. табл. 11).
Россыпи четвертой группы, как весьма сложные, относящиеся к IV-V структурным группам по неоднородности строения, могут быть разведаны и оценены только линейными сечениями: траншеями, шурфами или шахтами с рассчеками (см. табл. 11). На узких россыпях для отбора валовых проб чаще используют шурфы с рассечками, на мелкозалегающих - целесообразно использовать траншеи. Длина секции для отбора проб зависит от ширины россыпи и изменяется от 10 до 40м.
*Две или три разведочные линии, пройденные параллельно через 5-
Рис.9. Морфология россыпи по данным одинарных и строенных линий (с использованием материалов ПГО «Севвостгеология»):
1 - скважины: а - промышленные, б - непромышленные; 2 - контур россыпи: а - предварительные варианты, по данным одинарных линий, б - окончательный, по данным строенных линий.
При разведке россыпей линейными горными выработками мощность продуктивного пласта в секции валового опробования определяется бороздовыми пробами. В каждой секции валового опробования необходимо отбирать не менее двух бороздовых проб.
С целью обоснования оптимальных параметров разведочной сети для крупных и средних месторождений на наиболее представительных участках производится экспериментальное сгущение разведочной сети. Кроме того, если на аналогичном месторождении имеются данные эксплуатации, то для обоснования параметров разведочной сети на изучаемом месторождении используются результаты специально проведенного сравнительного анализа данных разведки и разработки.
Рис 10. Морфология участка россыпи по данным линейной и прямоугольной
Разведочной сети (по материалам ПГО «Севвостгеология»):
1 - контур россыпи при разведке линиями; 2 – то же при разведке прямоугольной сетью; 3 – подсчетные блоки при разведки линиями; 4 – то же при разведке прямоугольной сетью; 5 – выработки: а – промышленные, б – непромышленные.
Весьма значительную роль в минерально-сырьевой базе приобретают техногенные россыпи. Многие из них заново разведуют с целью повторной разработки. Однако опыт разведочных работ на частично отработанных россыпях до настоящего времени недостаточно обобщен, поэтому рекомендации по их разведке, приведенные в табл.11, имеют предварительный характер и в дальнейшем требуют уточнения.
Техногенные россыпи наиболее целесообразно разведывать линейными сечениями с валовым опробованием. В случае повторной разведки дражных полигонов значительной протяженности разведочные траншеи или дражные разведочные хода могут располагаться даже через 1,5-
2.2.4. Порядок нумерации разведочных линий и выработок
Все разведочные линии и выработки целесообразно нумеровать по следующим принципам. Нумерация линий ведется отдельно по каждой долине. В основу нумерации положен принцип пространственной привязки, позволяющий по номеру достаточно точно представить положение линии и выработки на местности и вынести ее на карту. Нумерация линий по временному принципу (в порядке времени их проходки) - неудобна и малоинформативна.
Нумерация линий, расположенных в долине, ведется от ее устья (щек) снизу вверх, при этом за номер линии принимается число целых сотен метров расстояния от данной линии до устья (щек) долины. При разведке россыпей притоков, продолжающихся в главной долине поперек ее или диагонально, линии, пройденные в пределах основной долины ниже устья (щек) притока, нумеруются от нуля и в обратном порядке с приставкой к нулю целых сотен метров 01, 02, 03 и т.д. (рис.11).
При разведке россыпей, ориентированных по падению склона, нумерация линий ведется снизу вверх от его подошвы, а линии располагаются поперек падения склона.
При разведке прибрежно-морских россыпей линии располагаются перпендикулярно современной или древней береговой линии и нумеруются с запада на восток или с севера на юг (рис.12). Отсчет ведется от установленной или предполагаемой западной или северной границы распространения металлоносных отложений. Если разведочные линии проходят в море, их нумерация ведется от современной береговой линии, принимаемой за ноль, в обратном порядке - 01,05,... 020 и т.д.
|
Рис.11. Порядок нумерации разведочных линий при разведке аллювиальных россыпей: 1 - контур долины; 2 - бровка эрозионно-аккумулятивной террасы; 3 - разведочные линии и их номера; 4 - контур россыпи. |
 |
| Рис.12. Порядок нумерации разведочных линий и выработок при разведке прибрежно-морских россыпей: 1 - металлоносные прибрежно-морские отложения; 2 - коренные породы; 3 - разведочные выработки и их номера. |
Рис.13. Порядок нумерации выработок при разведке россыпей по квадратной или прямоугольной (а) и ромбической (б) сеткам.
При разведке россыпи квадратной (прямоугольной) или ромбической сеткой ряды выработок нумеруются в зависимости от местоположения участка - в долине, на склоне или на морском побережье. При этом номера линий имеют дробное значение (рис. 13).
Номер выработки на линии в речной долине определяется расстоянием ее от левого борта долины и обозначает целое число десятков метров.
Номер выработки на линии, пройденной для разведки склоновой россыпи, определяется условно от предполагаемой левой (вниз по склону) границы золотоносных отложений (шлейфа).
На линии, поперечной морскому побережью (см. рис.12), нумерация ведется от границы распространения прибрежно-морских отложений (от современной или древней береговой линии).
Нумерация выработок, пройденных по сетке, производится в зависимости от положения разведуемого объекта - в долине, на склоне, на морском побережье.
При необходимости проходки выработок левее нулевой, нумерация ведется в обратном порядке с приставкой целых десятков метров к нулю - 01,02,... 012 и т.д.
При разведке россыпей сдвоенными или строенными линиями, нумерация показана на рис.9.
При нумерации скважин, составляющих «куст»*, им присваивается общий номер с добавлением буквенных индексов в порядке очередности проходки (например, скв.22а, 22б и т.д.).
Контрольным линиям и выработкам присваивается соответствующий номер разведочной линии или выработки с добавлением к нему буквы «К».
2.3. БУРОВЫЕ СПОСОБЫ РАЗВЕДКИ
Разведка россыпных месторождений золота и платиноидов осуществляется преимущественно бурением. Наибольшее применение получило механическое ударно-канатное бурение (УКБ), меньшее - колонковое (КБ), и незначительные объемы выполняются установками комбинированного бурения или другими способами.
2.3.1. Механическое ударно-канатное бурение
Ударно-канатное бурение применяется на всех стадиях геологоразведочных работ в различных по сложности горно-геологических условиях при мощности рыхлых отложений до
На разведке россыпных месторождений применяют буровые ударноканатные станки БУ-20-2 и его различные модификации (БУ-20-2М, БУ-20-2У, БУ-20-3, БУ-20-2УШ), УГБ-2УК (УКС-22М), УГБ-ЗУК (УКС-30), «Амурец» (БСА-6) и др. (табл.12).
При разведке россыпных месторождений буровой отряд чаще всего обслуживает два буровых станка.
Материальная часть буровой бригады следующая:
- буровые станки 2
- передвижная дизельная электростанция мощностью 50-60 кВт, смонтированная в передвижном домике 1
- сварочный аппарат 1
- трактор Т-100М 1-2
- сани для складирования и перевозки бурового инструмента 2
- сани транспортные 1
- волокуша 1-2
- передвижные емкости (2-
подогревом 2
- передвижная емкость для дизельного топлива (4-
_____________________________
*Группа из 3-5 сближенных скважин, пройденных на расстоянии 1-
Таблица 12
Параметры и технические характеристики основных типов станков, используемых на разведке россыпей
| Параметры | Ставки ударно-канатного бурения | Ставки комбинированного бурения | |||||||
|
УГБ-2УК (УКС-22М) |
УГБ-3УК (УКС-З0М) |
Амурец-6* (БСА-6) |
БУ-20-2УШ |
УБР-50-ВУ (БУУ-2)** |
УБР-2М | УБСР-25М | УБМ-20А | ||
| Максимальный диаметр скважин, мм | 600 | 900 | 150 | 400 | 200 | 219 | 715 | 600 | |
| Максимальная глубина бурения, м | 300 | 500 | 100 | 200 | 50 | 25 | 25 | 20 | |
| Инструмент | долото и желонка | Долото, желонка, колонковый снаряд | Грейфер, ковшовый бур, долото | Пневмоударный шарошечный и ковшовый бур | |||||
| Масса снаряда, кг | 1300 | 2300 | 600 | 1200 | 1000 | 300 | - | - | |
| Высота над забоем, мм | 350-1000 | 500-1000 | 283-605 | 520-720 | 500-1000 | 600 | - | - | |
| Грузоподъемность лебедки, кг: | |||||||||
| - инструментально | 200 | 3000 | 2000 | 1200 | 2670 и 4150 | 1800 | - | - | |
| - желоночной | 1300 | 2000 | 500 | 300 | 2100 и 3060 | - | - | - | |
| Тип двигателя |
Электро-двигатель АО-93-8 |
АО-93-8 | дизель, электро-двигатель |
электро-двигатель АОК-2-81-6 |
Дизель с воздушным охлаждением Д-65ЛС |
2ч-8,5/11 | дизель | дизель | |
| Мощность двигателя, кВт (л. с.) | 20 | 40 | 22 | ||||||
| Параметры | Ставки ударно-канатного бурения | Ставки комбинированного бурения | |||||||
|
УГБ-2УК (УКС-22М) |
УГБ-3УК (УКС-З0М) |
Амурец-6* (БСА-6) |
БУ-20-2УШ |
УБР-50-ВУ (БУУ-2)** |
УБР-2М | УБСР-25М | УБМ-20А | ||
| Средняя скорость навивки каната, м/с | |||||||||
|
- инструментальной лебедки |
1,18-1,47 | 1,1-1,42 | 0,6 | 1,4 | 1,0-1,57 | 0,5 | - | - | |
| - желоночной лебедки | 1,26-1,60 | 1,21-1,68 | 1,5 | 2,1 | 1,50-2,25 | - | - | - | |
| Высота мачты, м | 12,5 | 16 | 9,1 | 12 | 12 | 8 | 9 | 11 | |
| Транспортная база | колесная | прицеп |
колесная рама, или прицеп |
самоходная гусеничная | самоходная гусеничная | автомобиль или рама | самоходная | гусеничная | |
| Масса станка, кг | 7600 | 12700 | 3700 | 11400 | 13045 | 2150 | 15000 | 16000 | |
| Назначение установки | На мерзлых россыпях |
Приему- щественно на талых россыпях |
На мерзлых россыпях | На мерзлых и талых россыпях |
Приему- щественно на талых россыпях |
На талых россыпях | На мерзлых россыпях | ||
| Схема бурения | С креплением и без крепления обсадными трубами |
С креплением Обсадными трубами |
С ходовой колонной или опережающей колонной обсадных труб | С креплением обсадными трубами в талой части разреза | |||||
| Способ очистки забоя | Выжеланивание шлама желонкой | Желонкой или колонковым снарядом | Желонкой или забивным снарядом | Грейфером, ковшовым буром | Прямая продувка воздухом | ||||
| Параметры | Ставки ударно-канатного бурения | Ставки комбинированного бурения | |||||||
|
УГБ-2УК (УКС-22М) |
УГБ-3УК (УКС-З0М) |
Амурец-6* (БСА-6) |
БУ-20-2УШ |
УБР-50-ВУ (БУУ-2)** |
УБР-2М | УБСР-25М | УБМ-20А | ||
| Тип пробы | Шлам | Шлам или керн | Разрыхленная проба | Керн или шлам | |||||
| Характер проходимых пород | Талые и многолетние мерзлые рыхлые отложения с включением крупнообломочного материала, крепкие коренные породы | Приемущест-веено талые рыхлые отложения с включением крупнооблом. материала | Талые рыхлые отложения, гравийно-галечные | Многолетние мерзлые отложения с включением валунов, крепкие коренные породы | |||||
| Завод-изготовитель |
Новочеркасский (г. Новочеркасск) |
«Амурский металлист» (г. Благовещенск) | Оротуканский (п. Оротукан) | Стрыйский завод | Союзгеотехника | Бахмачский завод | «Полимермаш» | ||
__________________________________
Промышленностью не выпускается.
** По индивидуальным заказам
- промывочная станция («Проба-2М» или РС-400 ВНИИ-1), смонтированная в передвижном домике 1
- передвижной дом-столовая 1
- передвижной дом-красный уголок 1
- передвижная баня-сушилка 1
- передвижная ремонтная мастерская 1
- передвижные жилые домики 8-10
Бурение скважин
Процесс бурения состоит из следующих основных операций:
- поинтервальное долочение (разрушение) породы на забое;
- желонение (извлечение разрушенной породы);
- обсадка скважины трубами для закрепления неустойчивых стенок, для прикрытия водоносных горизонтов;
- извлечение труб из скважины (при ликвидации скважины);
- обработка пробы.
Бурение с обсадкой скважин трубами проводят по неустойчивым мерзлым рыхлым отложениям; в зоне водных таликов, в плывунах, в талых моренных отложениях.
Бурение скважин с обсадкой стенок трубами по неустойчивым мерзлым рыхлым отложениям, включает следующие операции:
1) дополнение на заданный рейс бурения (0,2-
2) обсадка трубами до глубины, достигнутой долотом;
3) повторное долочение в трубах;
4) желонение скважины желонкой или пробоотборником;
5) извлечение обсадных труб из скважины при ее ликвидации.
Крепят скважины трубами, используя забивное приспособление, извлекают их при помощи выбивной разрезной головки. Перед обсадкой трубы размечают на заданные рейсы.
Величина рейсов контролируется по метке на канате, устанавливаемой против торца забивной головки.
Для продуктивной работы долота в скважину периодически подливают воду или глинистый раствор, что противодействует образованию отстоя. Количество воды увеличивается при бурении мягких глинистых пород, насыщенных льдом. Бурение при густом шламе замедляется и может привести к искривлению скважин и прихвату долота и полнее извлекается при желонении.
Длительность операции долочения определяется в основном крепостью и характером (вязкостью, традиционностью, абразивностью и др.) буримых пород.
При бурении неметаллоносных отложений во время операции желонения достаточно 4-5 черпаний. При проходке продуктивных горизонтов необходимо добиваться наиболее полной очистки забоя во избежание обогащения нижних горизонтов недоизвлеченным металлом (просадки металла).
Бурение водных таликов с обсадкой трубами производится в такой последовательности:
1) опережающая обсадка трубами на установленный рейс бурения (0,2-
2) долочение, которое прекращается, не доходя
3) желонение; бурение в таликах, сильно насыщенных водой, без опережающей обсадки трубами не производится.
Бурение в плывунах производится с обязательным полным перекрытием горизонта трубами. Для этого башмак «задавливают» в плотные подстилающие породы. Дальнейшее бурение ведут обычным способом.
В случае большой мощности плывунов и напорных вод в скважину заливают глинистый раствор для создания гидростатического давления, препятствующего поступлению песка из затрубного пространства и обеспечивающего нормальную проходку скважин.
После обсадки колонной труб ниже водопроводного горизонта на глубину 1,0-
Бурение по моренным отложении проводится по вышеописанной схеме.
Бурение скважин без осадки трубами проводят в основном в устойчивых, обычно мерзлых породах, когда в процессе бурения долочение чередуется с желонением. Однако, при забуривании для крепления устья скважины производится забивка направляющих труб на глубину до
Бурение без труб в слабосвязанных породах производится при малом расходе воды. Рекомендуется ее подсаливание (5%-ный раствор). Хорошие результаты для закрепления стенок скважин дает применение глинистого раствора плотность 1,18-1,20.
Бурение скважин в мерзлых отложениях с включением валунного и крупноглыбового материала проводится утяжеленной ударной штангой, округляющими, реже крестовыми долотьями с углом приострения 110-1300.
Последовательность операций: 1) долочение на заданный интервал (0,2-
Для разбуревания валуна, полностью перекрывающего сечения скважины, применяют крестовое долото. Колибровку ствола выполняют окружающим долотом, особое внимание обращают на тщательность обработки стенок скважины во избежание заужения скважин. Износ долота по диаметру лезвия допускается до
При проходке бокового валуна производят забутовку этого интервала щебнем крепких пород (V, VI, VII категорий) с последующим разбуреванием крестовыми долотами. Во избежание искривления скважины снаряд должен работать при натянутом канате.
С целью разрушения крупных валунов применяются торпедирование.
Особенности технологии бурении. При ударно-канатном бурении особое значение придают технологии бурения, техническому состоянию бурового инструмента и желонки, влияющих на качество опробирование скважин. Качественно отобранная проба обуславливает правильное определение содержания металла, границ продуктивного пласта, гранулометрического состава полезных минералов, литологического состава рыхлых отложений, в том числе металлоносных песков, их физическое состояние.
Для реализации перечисленных условий специфические технологические схемы бурения, сущность которых заключается в следующем:
1. В рыхлых, сыпучих, обводненных отложениях колонна обсадки труб опережает забой на высоту предохранительного столбика, величина которого составляет 5-
2. В плотных отложениях с включением большого количества валунов и гайки допускается отставание башмака обсадных труб от забоя на интервал опробования. Но в этом случае, если бурение не совмещено по времени с отбором проб, а опережает его, то в начале забиваются трубы с учетом врезания башмака в целях в целях забоя на высоту предохранительного столбика, затем проводится (при необходимости) дополнительное разрыхление пробы в трубах и отбор пробы. Эта схема получила название бурение ниже труб.
3. В промежуточных по плотности устойчивости породах в процессе бурения забой скважины и башмак обсадных труб находится на одном уровне. Эта схема называется бурением на одном уровне.
4. В мерзлых и плотных устойчивых породах бурение ведется без крепления стенок скважины обсадными трубами, так называемое бурение без труб.
При всех разновидностях технологических схем бурения на разведке россыпных месторождений обязательным является тщательное ополаскивание бурового снаряда и желонки после каждого цикла бурения (долочение и желонения). Эта операция значительно уменьшает вероятность растяжки золотоносного пласта, так как исключает попадание прилипшей породы с частицами металла из предыдущего интервала опробования в последующей. Следует также следить за оптимальным количеством воды на рейс бурения, так как излишний подлив в скважину снижает оптимальную плотность шлама, что существенно влияет на механическую скорость бурения и полноту извлечения пробы желонкой. Тщательное желонение способствует более полному извлечению шлама с полезными компонентами, а также повышает скорость бурения.
2.3.2. Колонковое бурение
Колонковое бурение при разведке рассыпных месторождений золота и платиноидов применяется в довольно ограниченном объеме, хотя может быть использована на всех стадиях разведки. Преимущество этого способа разведки состоит в возможности получения ненарушенного керна разбуриваемой толщи рыхлых металлоносных отложений и подстилающих пород, что позволяет всесторонне изучить разрез рыхления толщ, условия формирования и залегания месторождения. Этот способ применим круглогодично в любых метеорологических условиях.
Тем не менее, физико-механические свойства и горно-геологические условия залегания рыхлых отложений (крупные валуны, глины, сущенцы, льдистость) часто не позволяют эффективно применять вращательное бурение всухую, с промывкой водой или продувкой воздухом, что ограничивает область применения колонкового бурения на разведке россыпей.
В последние годы в ЦНИГРИ создана принципиально новая техника для бурения колонковых скважин глубиной до
На Урале успешно применяют вибрационно-вращательное бурение скважин.
Буровые станки размещают в тепляках на санях. Тепляк размером 5,6 x
Буровой отряд оснащается передвижной дизельной электростанцией ДЭС-60 (или другой марки соответствующей мощности, установленной в передвижном домике), компрессором, электросварочным аппаратом, трактором Т-100М, помещением для промывки проб, а также необходимым комплектом рабочего аварийного бурового инструмента, в том числе колонковым набором КПР-161, КПР-184, КПР-216.
Бурение скважин с сухую. Колонковое бурение в сухую производится станками ЗИФ-650А, ЗИФ-650М. Зарубку скважин осуществляют твердосплавными коронками СТ-1 до глубины 4-
Бурение в сухую ведут на пониженных оборотах, и лишь при разбуривании льда возможно увеличение оборотов до второй скорости. Рекомендуется применять солевой раствор, не замерзающий при температуре до -150С, с целью исключения прихвата бурового снаряда.
Процесс проходки скважин состоит в следующем: разрушение породы по кольцу коронками, армированными твердыми сплавами, отрыв обуренного столбика породы (керна) или затирка с отрывом и извлечением керна. Этим основным операциям сопутствуют вспомогательные – крепление скважины трубами и последующее их извлечение, закрепление стенок скважины вяжущими материалами (глиной, цементом и др.), спуск-подъем бурового инструмента и т. д. Бурение ведут в сухую, без удаления из скважины шлама, который набивается в колонковую трубу и втирается в стенку скважины. При бурении в устойчивых мерзлых породах крепление скважины трубами не производит. Направляющую трубу устанавливают на глубину 4-
При разбуривании продуктивных горизонтов необходимо добиваться 100%-ного выхода керна. Для этого нужно обеспечить необходимый режим бурения, предохранять керн от перегрева и растирания.
Бурение в слабоустойчивых породах производят с применением вяжущих материалов (глины и др.) или с креплением трубами, а в плывунах – с обязательным перекрытием горизонта трубами.
Длина рейса при бурении линз льда возможно до 1,8-
В сложных горнотехнических условиях (слабосвязанные грунты, таликовые зоны, неустойчивые обводненные отложения) скважины крепят трубами до устойчивости мерзлоты или до коренных пород. Добуривание скважины разрешается производить меньшим диаметром. При бурении «сушенцов» рекомендуется в конце разбуриваемого интервала закрепить заклинивающие в колонковой трубе породы и извлечь керн с интервала «сушенцов». Такие горизонты можно преодолевать путем глинизации, постепенного промораживания и применения приспособлений для заклинивания керна. Обсадные трубы извлекают после окончания бурения скважины.
Галечно-валунные отложения, связанные плотной глиной, из-за нагревания коронки и колонковой трубы бурят небольшими рейсами (по
Бурение в сухую также проводится вибрационно-вращательным способом станками АВБ-3 или ЗИФ-650А, в комплексе с вибратором ВБ-7. При этом рыхлые породы до IV категории буримости проходят с помощью вибратора, начиная с V категории и выше бурение ведется обычным вращательным способом.
Последовательность проходки скважины вибрационно-вращательным способом заключается в следующем:
- зарубку скважины производят зондом диаметром
- после каждой уходки в 1,0 осуществляют подъем снаряда, извлечение керна и укладку его металлические ендовки;
- стенки скважины закрепляют обсадными трубами диаметром
- ниже обсадных труб продолжают бурить скважину зондом диаметром
- после каждой обсадки производят зачистку скважины от породы зондом диаметром
- скважину обсаживают колонной труб
- бурение плотных коренных пород производят вращательным способом.
При проходке скважин в плотных вязких глинистых породах, исключающих обвал стенок скважин, допускается бурение без крепления обсадными трубами. Длина рейсов бурения составляет 0,5-
При проходке песчано0галечных отложений вблизи коренных пород плотика россыпи, а также по коренным породам длина рейсов должна быть сокращена до 0,5-
При бурении скважины вибрационно-вращательным способом достигается полный выход керна, так как не происходит потери его из-за отсутствия вращения и расходки снаряда, что иногда бывает при колонковом бурении.
Вибрационно-вращательное бурение отличается относительно высокой производительностью (до
Для пневмоударного оборудования разведочных колонковых скважин на россыпных месторождениях в районах распространения многолетней мерзлоты применяется комплекс пневмоударный россыпной – КПР. Комплекс состоит из колонковых наборов КПР-161, КПР-184, КПР-216, которые позволяют бурить скважины глубиной до
Если выход керна удовлетворяет требованиям геологического задания, применяют колонковый набор с одинарной колонковой трубой и коронкой КП. В случае, когда одинарная колонковая труба не обеспечивает требуемый выход керна, применяют колонковый набор с двойной колонковой трубой ТДП и коронкой КДП.
При бурении с отбором роб следует соблюдать установленные режимы бурения. Основные параметры режима бурения в различных породах в зависимости от их состояния приведены в таблице 13.
Снижение расходов воздуха, а, следовательно, уменьшение энергии ударов в слабосцементированных породах является обязательным условием повышения сохранности керна.
Таблица 13
Режимы пневмоударного бурения пород в зависимости от их состава и физического состояния
| Породы | Расход воздуха, м3 /мин | Частота вращения коронки, об/мин | Осевая нагрузка, кгс |
| Прямые, хорошо сцементированные глины, суглинки, пески | 8-10 | 20-40 | 200-400 |
| Рыхлые слабосцементированные гравийно-галечные отложения, дресва | 5-8 | 10-30 | 100-150 |
| Все породы в сушенцовых зонах | 5-8 | 10-20 | 100-150 |
| Породы в таликовых зонах | 8-10 | 10-20 | 100-150 |
| Валуны, глыбы | 8-10 | 20-40 | 100-150 |
В таликовых зонах, песчаных и песочно-глинистых отложениях с повышенной льдистостью в летнее время допускается бурение без продувки забоя воздухом (всухую пневмоударником). Для этого применяют одинарную колонковую трубу с отверстиями в верхней части для прохода отработанного воздуха (шлам для опробования не используется).
Эта схема является рациональной для проходки мелких скважин, для чего между пневмоударником и колонковой трубой устанавливается необходимое количество бурильных труб диаметром
При бурении мерзлых пород в сушенцовых зонах применяют метод опережающего обводнения и замораживания. С этой целью в скважину о забоя опускают шланг или трубопровод, по которому подают 20-
При бурении по песчано-галечным отложениям во избежание срыва керна и выпадения его из колонковой трубы снаряд при продувке скважин нельзя поднимать выше длины блокировочного хода пневмоударника (
В случае оставления на забое керна производят повторный спуск снаряда с коронкой того же или большего внутреннего диаметра. Затем с вращением при давлении воздуха 0,25 МПа ведет «бурение по керну», после чего скважина углубляется на 10-20см и керн «затирается» при вращении снаряда с «рассаживанием» в течение 3-5 минут.
Затем поднимают снаряд и извлекают керн.
2.3.3. Другие способы бурения
Ударно-захватное и медленновращательное бурение. При медленновращательном бурении с использованием буровых установок УБРС-25 (диаметр скважин
Установка УБСР-25М с комплектом бурового и вспомогательного инструмента обеспечивает бурение скважин [33]:
- в неустойчивых породах - ковшовым буром с распорным механизмом, спуск и подъем которого производятся на канате с одновременным креплением стенок скважины обсадными трубами;
- в устойчивых породах - ковшовым буром на колонне бурильных труб без крепления ствола (бурение ниже обсадных труб);
- в неустойчивых и обводненных породах - ковшовым буром на колонне бурильных труб с одновременным креплением скважины обсадными трубами;
- в валунных отложениях - с разрушением их долотом и извлечением обломков грейфером.
Разрушение породы при медленновращательном способе осуществляется резанием, в результате чего с забоя снимается породная стружка. При вращении бурорежущие элементы днища внедряются в породу с определенной скоростью, поэтому для получения стружки, способной свободно проходить в окна днища, требуется некоторое время. Отсюда следует, что одним из основных режимных параметров является скорость вращения бура.
Режимы бурения медленновращательном способом приведены в табл.14.
Бурение скважин ударно-захватным способом производится сбрасыванием грейфера с открытыми челюстями на забой с последующим подъемом его с захваченной челюстями породой на поверхность. При этом бурение в талых породах сопровождается креплением стенок скважины обсадными трубами. Колонна обсадных труб может находиться в неподвижном состоянии или вращаться, а башмак колонны - опережать забой скважины или отставать от него.
Эффективность бурения (зачерпывающая способность грейфера) зависит от скорости падения породоразрушающего инструмента на забой, от технологической схемы бурения (в трубах или ниже труб), а также от кинематики труб, т.е. от того, вращаются ли трубы при бурении или находятся в неподвижном состоянии.
Для проходки скважин большого диаметра ударно-захватным способом в ЦНИГРИ разработаны рациональные параметры бурового процесса (табл.15).
В незначительных объемах на разведке россыпей золота применяется пневмоударное, пневмошарошечное бурение станками УБМ-20А, вибровращательное бурение станками АВБ-3.
Небольшой удельный вес, значительные перспективы имеет комбинированное бурение (колонковое и ударно-вращательное станками УБР-2М, УБР-50-ВУ) с той же технологией проходки скважин, которая рассмотрена выше.
Таблица 14
Режимы бурения станком УБСР-25М
| Параметры процесса бурения | Рациональные величины параметров | |
| песчаные отложения | глинистые отложения | |
| Скорость вращения бура, об/мин | 5 | 5 |
| Положение бура относительно башмака обсадных труб | На одном уровне или незначительное отставание (до5 см) от башмака | |
| Характер изменений нагрузки в течение рейса | Равномерный | По линейному закону |
| Оптимальная проходка за рейс при глубине бурения до |
Не более 40 | Не более 50 |
| То же при глубине бурения свыше |
Не более 50 | |
| Начальная осевая нагрузка при глубине бурения до |
3,5 | 2,3 |
| То же при глубине бурения свыше |
3,0 | 2,3 |
| Темп увеличения нагрузки за каждую минуту бурения, ТС/мин. | 0,9 | 0,6 |
Таблица 15
Рациональные параметры бурения станком УБСР-25М
| Параметры процесса бурения ударно-захватным способом | Рациональные значения параметров | ||
| Песчаные отложения | Глинистые отложения | Песчано-глинистые отложения с галькой и валунами | |
| Высота сбрасывания грейфера на забой | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Технологическая схема бурения | В трубах | В трубах | В трубах или незначительное опережение башмака обсадных труб грейфера |
| Кинематика обсадных труб | С вращением колонны | ||
2.3.4. Консервация и ликвидация скважин
По достижении проектной глубины и выполнении геологического задания бурение скважины прекращают, производят контрольный замер, извлекают обсадные трубы и демонтируют оборудование. Для сохранения и консервации скважины в мерзлых породах ее затопляют и замораживают; в талых породах - оставляют обсадные трубы, а устье перекрывают заглушкой.
На устьях всех пробуренных скважин устанавливают маркированные штаги.
2.4. РАЗВЕДКА ОТКРЫТЫМИ И ПОДЗЕМНЫМИ ГОРНЫМИ ВЫРАБОТКАМИ
К открытым разведочным горным выработкам относятся траншеи и шурфы глубиной до
2.4.1. Траншейный способ разведки
Назначение траншей. Траншейный способ применим в любых мерзлотно-гидрогеологических условиях, и может быть весьма экономичным и эффективным в связи с возможностью использования мощной землеройной техники и механизации отбора и промывки проб.
Траншея на разведке россыпей - это открытая горная выработка значительной длины по сравнению с ее шириной и глубиной, предназначенная для создания искусственных обнажений россыпи в целях ее опробования бороздами и валовыми пробами. Траншейный способ разведки позволяет:
- получать открытые разрезы всей толщи рыхлых отложений и разрушенной части коренных пород, что дает возможность составить качественную геологическую документацию;
- опробовать отложения бороздовым способом через любые расстояния, брать необходимый объем бороздовой и валовой пробы;
- проводить без дополнительных затрат техническое опробование, испытания технологических свойств песков в полупромышленных условиях при промывке валовых проб;
- применять, наиболее производительные механизмы при проходке, на отборе и обработке проб;
- за счет непрерывного опробования по ширине россыпи повышать достоверность определения основных параметров россыпи.
Проходка траншей осуществляется в соответствии с утвержденными проектами на производство геологоразведочных работ.
Организация работ. В зависимости от конкретных горно-геологических условий залегания месторождения и технической оснащенности производственных подразделений существуют следующие способы проходки траншей:
а) механизированный - бульдозерами с естественной оттайкой мерзлых отложений и с рыхлением;
б) комбинированный - максимально возможная вскрыша торфов бульдозерами летом и добивка траншей по пескам в осенне-зимний период с применением буровзрывных работ;
в) буровзрывной способ проходки траншей зимой.
В условиях Севера траншеи глубиной до
Проходка траншей глубиной 6-
Комбинированную проходку траншей производят непрерывно в течение одного года:
- вскрыша торфов до 3-
- добивка до проектной глубины с применением буровзрывных работ (БВР) и отбор проб (ноябрь - май);
- промывка проб (июнь - сентябрь).
Экономические расчеты показывают, что в одинаковых горно-геологических у июни их стоимость проходки траншей комбинированным способом пи 12-15 % ниже, чем механизированным.
Зимний способ проходки траншей с применением БВР трудоемок и дорог. Поэтому он применяется в исключительных случаях, когда заведомо перспективный объект по горно-геологическим условиям в летний период времени разведать невозможно. При зимней добивке траншей извлечение взрыхленных песков и транспортировку их на руддвор проводит по следующим технологическим схемам:
- скреперование песков в бункер-накопитель (при отсутствии экскаваторов), погрузка в самосвал и доставка на руддвор;
- выдача песков и погрузка в самосвал экскаватором (экскаватор-самосвал);
- выдача песков бульдозером и погрузка в самосвал экскаватором (бульдозер -экскаватор - самосвал).
Наиболее экономично и целесообразно применять схему экскаватор-самосвал, при которой, по сравнению со скреперованием и выдачей песков бульдозером, повышаются производительность труда и качество отбора валовых проб.
При летней добивке траншей пески подаются бульдозером непосредственно к передвижному промприбору.
Технология проходки траншей
Разбивка траншей на местности. После вынесения проектных разведочных сечений на план масштаба 1:2000 уточняется место их заложения на местности с учетом времени проведения проходческих и промывочных работ и рельефа местности. В летний период при выборе места заложения разведочных траншей учитывается следующее: рельеф местности и плотика россыпи должны обеспечивать естественный сток воды, траншеи не должны приходиться на участки с крупными валунами, на пороги. Кроме того, не следует располагать их на участках с влиянием конусов выноса, действующих проток и стариц. В случае невозможности выполнения этих условий можно перенести место заложения траншеи вверх или вниз по долине, но не более чем на
Разбивка разведочных траншей на местности производится маркшейдером участка (партии) с закреплением пикетов и точек на местности, с обозначением границ секций и выездов.
Перед проходкой траншеи производится нивелирная съемка поверхности для составления профиля будущего литологического разреза, с вынесением всех секций, подлежащих проходке. По мере углубки траншеи литологический разрез пополняется геологом участка.
Началу работ по проходке траншей предшествует также расчистка трассы бульдозером от кочек, леса, кустарника, камней, снега, обеспечивающая устройство площадок для выкладки песков, удобство установки и передвижения механизмов и оборудования.
Нумерация траншей ведется аналогично нумерации разведочных линий, то есть разведочной траншее присваивается номер, кратный целому числу сотен метров от «щек» долины. Секции траншеи присваивается дробный номер, кратный целому числу десятков метров от левого увала до начала секции (первая цифра) секции. Например, траншея 20, секция 10/12, что соответствует положению траншеи в
Проходка траншей должна проводиться в соответствии с технологией, утвержденной проектом, с соблюдением действующих паспортов на проходку и всех требований техники безопасности. Способ и схема проходки траншей в каждом конкретном случае зависят от мощности рыхлых отложений, их физического состояния и типа применяемой землеройной техники (рис.14).
Основными параметрами траншеи являются ее длина и площадь поперечного сечения. Длина траншеи определяется шириной разведуемой россыпи, а площадь поперечного сечения - мощностью рыхлых отложений, способом проходки и типом применяемых технических средств. В свою очередь, мощность рыхлых отложений определяет глубину траншеи, способ проходки - угол откоса бортов, а тип землеройной машины - ширину полотна траншеи. Угол откоса бортов траншеи при проходке в летний период с естественной оттайкой принимается равным 45° (угол естественного откоса), при проходке в зимний период с буровзрывным рыхлением мерзлых пород - 60°.
Угол откоса бортов менее 45° принимается при проходке в летний период с естественной оттайкой только на сильно льдистых грунтах и при проходке траншей сроком более одного года. Угол откоса бортов более 60° (до 90°) принимается при проходке ступенчатых выработок в зимний период с буровзрывным рыхлением - при высоте каждого уступа не более
Ширина полотна траншеи принимается в зависимости от типа применяемых землеройных машин:
а) при мощности рыхлых отложений до
б) при мощности рыхлых отложений более
в) при добивке траншей буровзрывным способом ширина по полотну, равная
Углубка траншеи начинается с наиболее низкой части долины (русла реки, ручья или отработанного полигона) для обеспечения естественного стока воды.
Траншеи по торфам до глубины
При вскрыше торфов положение верхней границы металлоносного пласта песков устанавливается по проектному разрезу и контролируется результатами лункового опробования.
При проходке по торфам на проморозку в талых обводненных породах перед началом очередного цикла необходимо с помощью контрольных опережающих шпуров определить мощность зоны промерзания. Для этого контрольные шпуры располагают по осевой линии траншеи из расчета не менее двух для 20-метровой секции, и не менее трех для 40-метровой секции. Глубина контрольных шпуров превышает глубину взрывных не менее чем на
Определение конечной глубины вскрыши при проходке тофров с рыхлением пород буровзрывным способом производится по результатам опробования контрольных шпуров, которые бурятся по осевой линии траншей через 5-
Проходка выездных траншей для выдачи торфов и песков (выезда) проводится одновременно с углубкой по торфам, при этом торфа из выездной траншеи для выдачи песков транспортируют через выездную траншею, предназначенную для выдачи торфов.
По завершении проходки торфов траншея подготавливается для проходки по пескам, для чего вся рыхлая порода с бортов, а также вокруг бортов с поверхности на ширину 8-
Выездные траншеи, предназначенные для выгрузки песков из секций траншеи, углубляют опережающим забоем или на 1-2 цикла углубки, или на полную выемочную мощность песков. При проходке траншей на проморозку выезда проходят с опережением на глубину уходки за цикл. Пески от проходки выездных траншей складируются вместе с торфами.
Проходка по пескам осуществляется циклично, углубка за цикл обычно не превышает
При проходке траншеи по нижним горизонтам металлоносных отложений с применением БВР взрывные шпуры необходимо бурить с расчетом, обеспечивающим рыхление песков ниже подошвы выемочной мощности песков не менее
После добивки секции с применением БВР, ее борта и полотно зачищаются бульдозером от выброшенных при взрыве песков на глубину
Рис.14. Способы и схемы проходки разведочных траншей.
2.4.2. Шурфовочный способ разведки
Назначение шурфов. Шурфовочный способ является более достоверным по сравнению с буровым, но из-за малой производительности и высокой стоимости работ применяется в сравнительно небольших объемах.
Шурфовочные работы проводят при мощности рыхлых отложений до
Проходку шурфов с помощью взрывчатых материалов проводят как с механическим бурением шпуров и подъемом породы, так и с ручным бурением шпуров и подъемом породы ручным воротком.
На детальной стадии шурфовочный способ применяется как в разведочных целях, так и с целью заверки результатов буровой разведки, а также с целью проведения специальных видов опробования и изучения технологических свойств песков.
При крайне неравномерном распределении металла в россыпи в случае необходимости для получения болышеобъемных проб из шурфа по золотому пласту проходят камеры.
Организация работ. Проходка шурфов ведется согласно утвержденному проекту работ.
Подготовка к проходке шурфов начинается с оформления земельного отвода на право проведения разведочных работ, получения порубочного билета на расчистку просек и строительство складов ВМ.
Одним из главных требований к организации работ является механизация всех трудоемких процессов бурения, выгрузки породы, промывки проб.
Основная производственная единица - проходческая бригада. Состав бригады (проходчики, машинист передвижной электростанции, электрослесарь, взрывник) зависит от числа смен и фронта работ. Постоянный контроль осуществляет представитель технического надзора (начальник участка, горный мастер).
Технология проходки шурфов. Перед проходкой шурфов на местности производится разбивка поисковых и разведочных линий с закреплением вешками устьев будущих шурфов. При каком-либо препятствии место заложения одной выработки смещается в ту или иную сторону на расстояние до
Для выкладки породы с интервалов углубки («проходки») ниже устья шурфа расчищается площадка, размер которой определяется из расчета: для одной «проходки» с интервала углубки 0,2м - 1,5м2, а с интервала
Углубку шурфов производят чаще интервалами
Если при добивке шурфов встречены монолитные, нетрещиноватые коренные породы, шурф считается добитым независимо от содержаний металла в последней «проходке», при этом невозможность углубки обязательно фиксируется актом.
На стадиях предварительной и детальной разведки шурф считается добитым, если пласт пересечен выработкой и две последние «проходки» по плотику имеют содержания меньшие, чем принято кондициями для оконтуривания пласта по мощности.
Рыхлую породу, полученную от углубки шурфа, выкладывают; (рис.15) на подготовленную площадку по ее периметру и по ходу часовой стрелки от левого верхнего к правому верхнему углу площадки (вниз по течению). Породу выкладывают сначала в виде конуса, который формируют порциями породы, извлекаемой из шурфа и высыпаемой на вершину конуса для достижения сравнительно равномерного распределения полезного компонента в выкладке. Затем из конуса рекомендуется формировать удлиненную усеченную пирамиду (рис. 16). Размер ее по нижнему основанию 0,8x1,2 м, высота
При поисковой и предварительной разведке рыхлые отложения по всем пройденным интервалам углубки выкладывают на площадке для опробования, при детальной разведке неметаллоносные отложения (торфа) проходят до требуемой глубины, устанавливаемой главным (старшим) геологом, максимально возможными интервалами, а извлеченную породу выкладывают в навал. В «проходки» выкладывают лишь отложения продуктивного горизонта, который рекомендуется проходить интервалами не более 0,2-
Нумерация «проходок» кратна
| Рис.15. Схема вкладки и нумерации «проходок». |  |
| Рис.16. Форма выкладок «проходок» и образец деревянных бирок, устанавливаемых на проходке. |
Сверху на «проходках» устанавливают по две деревянные бирки, на которых простым карандашом указывают номер линии, номер шурфа и номер проходки (см. рис. 16).
В шурфе после добивки устанавливают маркированную штагу. Высота ее над устьем шурфа должна составлять не менее
2.4.3. Разведка подземными горными выработками
Назначение подземных горных выработок. К подземным горным выработкам относятся шахты с рассечками, штольни, шурфы глубиной более
Наряду с разведочными целями подземные горные выработки применяются для заверочных работ на глубоко залегающих россыпях, разведанных как скважинами малого диаметра, так и скважинами УКБ большого диаметра.
При разведке россыпей обычно применяют наклонные и вертикальные стволы с рассечками, а если позволяет рельеф - проходят штольни. Наиболее широко используют наклонные стволы с рассечками.
Организация горных работ. Организацию проходки подземных горных выработок начинают со стадии проектирования, на которой путем тщательного и всестороннего анализа результатов буровых работ определяются места заложения подземных горных выработок.
При выборе места заложения разведочных шахт на местности следует учитывать организационные и горнотехнические условия (подъездные пути, условия размещения оборудования и отвалов пород, возможность затопления выработок и пр.).
Проектные подземные выработки выносят на планы масштаба 1:2060 и геологические разрезы, составленные по буровым скважинам. В проект проходки включают все необходимые горно-подготовительные работы.
Технология проходки подземных горных выработок. Проходка подземных выработок начинается с подготовки околошахтной площадки (осушение, расчистка, горно-подготовительные работы) и подъездных путей.
Проходке ствола шахты предшествует проходка подходной траншеи для обеспечения над устьем шахты устойчивого козырька (не менее
В околоствольном дворе устраивают бункер для перегрузки горной массы песков из рассечек и последующей их транспортировки на поверхность.
Из обустроенного околоствольного двора вкрест простирания россыпи по продуктивной части, пласта песков проходятся рассечки с поперечным сечением
2.5. ОПРОБОВАНИЕ РАЗВЕДОЧНЫХ СКВАЖИН И ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
2.5.1. Общие сведения об опробовании
Опробование россыпей в процессе разведки является одной из самых ответственных операций, от качества которой в значительной мере зависит достоверность проведенных разведочных работ.
В зависимости от целевого назначения различают:
- рядовое или минералогическое опробование полезных ископаемых и вмещающих пород в естественном залегании;
- техническое опробование;
- технологическое опробование.
Рядовое или минералогическое опробование является ведущим при разведке россыпей золота и платиноидов. Рядовому опробованию подвергаются все поисковые, разведочные и эксплуатационные выработки. Как основной вид опробования оно проводится систематически для определения качества и количества полезного ископаемого. Результаты опробования используются для оконтуривания и оценки промышленно ценных участков россыпей, выявления морфологических особенностей и строения продуктивных пластов. Методика рядового опробования зависит от применяемых способов разведки и находится в тесной связи с технологией проведения разведочных выработок. Можно выделить: опробование буровых скважин (ударно-канатного, колонкового, вибровращательного, ударно-вращательного, комбинированного бурения), опробование шурфов, траншей, подземных выработок.
Рядовое опробование буровых скважин проводится, в общем, по сходной технологии. По мере углубки скважины в пробу поступает весь шлам или керн с интервала («проходки»), величина которого чаще всего составляет 0,2-
Опробование шурфов также осуществляется поинтервально (0,2-
Траншеи и подземные сечения опробуются бороздовым и валовым способами. Бороздовое опробование проводится с целью определения мощности продуктивного пласта россыпи и установления характера распределения металла по вертикали, в связи, с чем пробы отбираются поинтервально (секциями). Валовым опробованием определяется содержание металла на всю мощность опробуемой толщи, а затем по результатам бороздового опробования это содержание пересчитывается на мощность промышленного пласта. Таким образом, под валовой пробой при разведке россыпей понимают пробу, отбираемую на полную мощность металлоносных отложений. Валовое опробование может также проводиться по скважине, шурфу и т.д.
Если рассматривать рядовое опробование разведочных выработок по объему пробы на интервал 0,2-
Техническое опробование проводится для изучения различных физических и технических свойств слагающих россыпь пород: гранулометрического состава, валунистости, промывистости песков, коэффициента разрыхления породы, объемной массы породы, льдистости. Объем пробы в зависимости от цели исследований колеблется от
Технологическое опробование начинают проводить еще на поисково-оценочной стадии с тем, чтобы обосновать рациональную схему обработки разведочных проб на стадиях предварительной и детальной разведки. В период разведки месторождения технологическое опробование проводится для определения полного содержания полезного компонента, для дальнейшего изучения его состава и свойств, а также для изучения вмещающих россыпь пород с целью выявления наиболее рационального способа разработки и технологии обогащения.
2.5.2. Опробование скважин механического ударно-канатного бурения
На поисковых линиях опробуют всю толщу рыхлых отложений и верхнюю часть коренных пород. Интервалы опробования в пределах предполагаемых металлоносных горизонтов не должны превышать 0,4-
На линиях предварительной разведки непродуктивную толщу опробуют обычно не в каждой скважине (особенно на глубокозалегающих россыпях), а при детальной разведке начинают опробование примерно за
Мерные ящики (ендовки) для измерения выжелоненной породы должны быть стандартными.
Для установления фактического диаметра скважин при беструбном бурении применяют кавернометрию скважин (см. разд.3.4). Кавернограммы вкладывают в буровой журнал.
Пробы отбирают с помощью желонок типа Р-8Ж-4У (ЖМП-150). Перед началом желонения в скважину заливают воду в объеме 10-
Мерные ящики (ендовки) наполняют шламом не более чем на 2/3 объема во избежание потерь материала пробы при транспортировке и пробуторке. Если выжелоненный шлам не помещается в один ящик, его сливают в несколько ендовок. Весь шлам с одного рейса углубки является одной пробой и подлежит промывке в полном объеме. Не рекомендуется объединять шлам нескольких рейсов бурения в одну пробу. После слива в мерные ящики шлам пробуторивают с целью дезинтеграции и осаждения тяжелых фракций. Для ускорения пробуторки и улучшения дезинтеграции в пробный ящик подливают чистую воду, применяют импеллерные дезинтеграторы. Затем воду и взвешенные в воде легкие фракции сливают. Эту операцию повторяют несколько раз, пока глинистая примазка полностью не отделится. Дальнейшая обработка пробы производится на установке «Проба-2М» (рис.17) с доводкой концентрата на лотке или на центробежных сепараторах ДЦС-2 и ВЦДС.
Техническая характеристика импеллерного дезинтегратора (ДИ):
| Объем дезинтегрируемой пробы, м3 | 0,4 |
| Тип привода | Электросверло ЭР 14Д-2М |
| Мощность, кВТ | 1 |
| Частота вращения шпинделя, об/мин | 860 |
| Время дезинтеграции, мин | 1-5 |
| Масса привода с рабочим инструментом, кг | 18 |
Техническая характеристика установки «Проба-2М»
| Производительность, проб/смену | 120 |
| Извлечение золота, % | 97-100 |
| Обслуживающий персонал | 1 |
| Расход оборотной воды, м3/смену | до 1,5 |
| Водоснабжение | насос «Гном-10-10» |
| Максимальный объем загружаемой пробы, л | 40 |
| Объем снимаемого концентрата, л | 0,3 |
| Частота вращения сепаратора, об/мин | 340 |
| Число колебаний грохота в минуту | 680 |
| Амплитуда колебаний грохота, мм | 3 |
| Частота вращения импеллера, об/мин | 340 |
| Обогащение материала | |
| классам менее |
на центробежном сепараторе |
| классом 3- |
на шлюзе |
| Мощность, кВТ | 2,6 |
| Габаритные размеры, м | 1060х520х1520 |
| Масса, кг | 185 |
| Организация-разработчик | ПГО «Севостгеология» |
Рис. 17. Конструкционная схема установки «Проба-2М»
1 - питатель с бункером и омывателем; 2 - вал дисковым импеллером; 3 - конический виброгрохот; 4 – центробежный сепаратор; 5 - шлюз; 6- емкость; 7 – насос.
Техническая характеристика доводочных сепараторов
| Тип прибора | ДЦС-2 | ВЦДС |
| Производительность концентратов (проб) в смену | 55-70 | 33-48 |
| Извлечение золота, % | 98,5-99,5 | 99 |
| Обслуживающий персонал | 1 | 1 |
| Крупность исходного питания, мм | до 2 | до 10 |
| Выход шлиха (концентрата), см3 | 3-5 | 3-10 |
| Частота вращения чаши, об/мин | 370 | 370 |
| Амплитуда колебаний лотка, мм | - | 0,5-1,5 |
| Частота колебаний, об/мин | - | 930 |
| Перфорация грохота, мм | - | 2 |
| Эффективность грохочения,% | - | 97-99 |
| Вид энергии | электрическая | электрическая |
| Потребляемая мощность, Вт | 80 | 130 |
| Расход воды, м3 в смену | 0,18 | 0,24 |
| Тип устройства для доводки | чаша диаметром |
вибрационный лоток и чаша диаметром |
| Масса сепаратора, кг | 28,3 | 85 |
| Габариты, мм | 700х520х1500 | 1070х365х1000 |
| Организация-разработчик | ЦНИГРИ | ЦНИГРИ |
С
Технические характеристики промывочных приборов
| Тип прибора | РС-400 | ЛОс-15 | КПР-1М |
| Производительность | 30-40 | 15-20 | 15 |
| Извлечение золота, % | Не менее 97 | ||
| Расходы воды, л/мин | 10-30 | - | - |
| Максимальная крупность обрабатываемого материала, мм | 30 | 40 | 60 |
| Выход конечного концентрата, см3 | до 10 | до 1 | до 5 |
| Мощность двигателя, кВТ | - | 0,37-0,55 | 0,37 |
| Отопление калорифером (мощность, кВТ) | - | 6 | - |
| Габарита, мм | 880х820х780 | 1005х900х600 | |
| (высота с разгрузочным устройством) | |||
| Масса, кг | 150 | 170 | 170 |
| Организация-разработчик | ВНИИ-1 (г. Магадан) | ||
_______________
*ПУРС-400 - это комплектная промывочная установка для зимних условий, когда РС-400 размещается в вагончиках-балках вместе с другим оборудованием.
** ЛОС-15 устанавливается непосредственно на рабочей площадке станка.
Рис.18. Ротационный сепаратор PC-400:
1 - станина; 2, 4, 6, 10 - подшипники качения; 3 - полая ступица; 5 - маховик; 7 - солнечная шестерня; 8 - планетарная шестерня; 9 - ступица планетарной шестерни; 11 - лоток сполоска; 12 - обогатительный орган (чаша); 13 - шток; 14 - колпак; 15 - эластичный стержень; 16 - сборный кожух; 17 - бункер; 18 - электродвигатель; 19 - тормозная скоба; 20 - кронштейн; 21 - педаль; 22 - тормозной диск; 23 - тормозной диск чаши; 24 - пружина; 25 - промежуточный шток; 26 - контейнер под концентрат; 27 - окно для выпуска концентрата.
Часть пробуторенного материала, идущего в отвал (примерно 1/10 часть лотка), выкладывают в виде эталонов - образцов разбуренных пород, характеризующих каждый рейс бурения. Для выкладки эталонов возле всех скважин расчищают небольшие ровные площадки. Эталон-выкладку снабжают биркой с указанием номера линии, скважины, интервала углубки. Гале - эфельные отвалы (хвосты промывки) маркируются бирками, на которых указываются, кроме номеров линии и скважины, фамилия промывальщика.
2.5.3. Опробование керна
После подъема колонковой трубы керн разделяют на пробы по интервалам уходки: на поисковых линиях по 0,4 (0,5) м, на предварительных и детальных линиях: по торфам 0,4 (0,5)
На детальных линиях непродуктивную толщу не опробуют, а из металлоносной толщи для оконтуривания продуктивного пласта отбирают пробы интервалами по 0,2-0,4 (0,5) м.
Если в поисковую стадию выявляется, что верхние горизонты рыхлых отложений представляют собой полезное ископаемое, или устанавливается возможность разработки месторождения со сплошной выемкой запасов (горной массы), то опробование скважин на предварительной и детальной стадиях производят по всей глубине.
Во избежание пропуска границ промышленного пласта отбор керна для опробования следует начинать равными интервалами за
По окончании цикла бурения колонковый снаряд поднимают на поверхность и устанавливают у устья скважины над емкостью. Для лучшего извлечения керна снаряд обливают горячей водой, после чего керн свободно выходит из колонковой трубы. При повышенной глинистости пород керн извлекают с помощью ударов.
Извлеченный керн техник-геолог замеряет, определяет выход керна и документирует. Каждую пробу керна складывают отдельно в специальные металлические мерные ящики размером 500x200x200 мм, которые снабжают бирками с указанием номера линии скважины, пробы, диаметра керна, даты проходки. После окончания бурения составляется сопроводительная ведомость, и ящики отправляются в промывочный цех партии.
При опробовании бывает трудно отделить шлам от керна, тогда весь материал уходки помещают в общий пробный ящик и документируют как одну пробу, даже если величина рейса составляет только
На пневмоударном бурении опробование ведут по объединенной керно-шламовой пробе. При отсутствии керна для опробования может быть использован шлам, если выход его не ниже 80 % . Практикой установлена достаточная представительность такой шламовой пробы. Шлам при пневмоударном бурении на разведке россыпей улавливается в двух точках: в скважине разъемными шламовыми трубами и на поверхности - циклоном.
При наличии разъемных шламовых труб и выходе керна более 80% допускается бурение в продуктивном интервале рейсами 0,8-
Промывка проб производится на механических промывочных установках «Проба-2М», ПОУ-4-2М, ПОУ-6 с доводкой концентрата на центробежных сепараторах ДЦС, ВЦДС (рис.19, 20).
Техническая характеристика промывочных установок:
| Тип установки | ПОУ-4-2М | ПОУ-6 |
| Техническая производительность, м3 /смену | 5,2 | 3,2-8,0 |
| Извлечение золота % (фр. + |
не менее 90 | не менее 90 |
| Расход воды, м3/мин (л/мин) | 0,14 (140) | 0,090 (90) |
| Габаритные размеры, мм | 3100х1300х2000 | 3380х2300х2290 |
| Мощность привода, кВт | 6,14 | 6,84 |
| Масса, кг | 970 | 1720 |
| Организация0разведчик | ЦНИГРИ | |
Рис.19. Принципиальная схема обработки геологоразведочных проб на золото.
Рис.20. Принципиальная схема обработки рядовых проб на платиноиды.
При использовании установки ПОУ-4-2М проба полностью или по частям загружается на приемочный лоток в объеме не более
Мелкий материал пробы (класс
Центробежный сепаратор вращается со скоростью 350 об/мин. Пульпа под действием центробежной силы равномерно распределяется по стенкам чаши и поднимается к верху. Золотины, благодаря своей большой плотности, прижимается к внутренней поверхности, и скапливаются в кольцевых нарифлениях футеровки чаши. Хвосты центробежного сепаратора непрерывно разгружаются через контрольный шлюз, покрытый резиновым ковриком.
Разгрузка сепаратора периодическая. Сполоск его производится после окончания обработки каждой пробы. Полученный концентрат обрабатывается на доводочном центробежном сепараторе малого диаметра (
2.5.4. Опробование скважин большого диаметра
В процессе проходки и опробования скважин большого диаметра (шурфоскважин) для более полной сохранности материал пробы с интервала (рейса) бурения помещают в специальные емкости и в них транспортируют к месту промывки.
Промывку проб производят на гидровашгерде, состоящем из промывочной кабины с грохотом, имеющим отверстия диаметром
Процесс промывки среднеобъемных проб следующий. Объем пробы замеряют методом долива, мерными ендовками или прямым обмером породы в рыхлом состоянии. После этого пробу загружают в бункер гидровашгерда и подвергают интенсивной дезинтеграции гидромонитором.
Крупную фракцию (+10) складируют для проведения анализов. Если в ней встречают глинистые окатыши, то их вновь направляют в гидровашгерд для полного отделения обломочного материала от илисто-глинистой смазки.
Техническая характеристика гидровашгерда
| Назначение | Для обработки среднеобъемных вод |
| Обслуживающий персонал | 3 |
| Производительность в смену, м3 | 0,5-4 |
| Извлечение золота, % | 90 |
| Масса, кг | 200 |
| Габариты, мм | 3000х800х1400 |
| Загрузка породы | Ручная |
| Подача воды | Водонасосом |
| Потребляемая мощность, кВТ | 9-15 |
| Расход воды в смену, м3 | 17-30 |
| Способ дезинтеграции | Напорной струей воды |
| Устройство для концентрации | Шлюз |
| Устройство для доводки | ПОУ-4-2М и ДЦС |
| Организация-разработчик | ПГО «Уралгеология» |
Материал крупной фракции после просмотра на наличие самородков, описания петрографического состава и проведения гранулометрического анализа направляют в отвал.
После промывки каждой пробы снимают концентрат шлюза и пропускают через ПОУ-4-2М и ДЦС. Полученный из этого концентрата металл характеризует шлюзовое извлечение металла при опробовании россыпей по описанной схеме, наиболее приближенной к промышленной гидравлической добыче.
Хвосты основного шлюза (эфеля) собирают в хвостовой ендовке, и после промывки каждой пробы замеряют, дополнительно размывают импеллерным дезинтегратором и пропускают через ПОУ и ДЦС. Процесс промывки на ПОУ и ДЦС аналогичен описанному выше. Металл, по лученный от промывки хвостов, учитывают отдельно, но вместе с металлом основной пробы (шлюзовой) включают для определения содержания в опробованном интервале выработки.
2.5.5. Опробование траншей
Рядовое или минералогическое опробование траншей разделяется на оперативное, основное и контрольное.
Оперативное опробование ведут в процессе проходки траншеи с целью установления верхней и нижней границ металлоносного пласта путем отбора проб из лунок (копушей) при проходке траншей с послойным вскрытием рыхлых отложений, а также путем отбора шламовых проб из скважин при проходке траншей с применением буровзрывных работ [25].
Основное опробование проводят по металлоносным отложениям путем отбора бороздовых проб для определения мощности промышленного пласта песков, глубины залегания пласта и установления характера распределения металла в россыпи по вертикали и путем отбора валовых (крупнообъемных) проб для установления среднего содержания металла в промышленном пласте россыпи.
Контрольное опробование по способам отбора проб ведут постоянно с целью повышения качества разведочных работ.
Оперативное опробование
Лунковое опробование начинается по торфам за
Объем лунковых проб принят равным 0,02-
Лунковой пробе присваивается номер, равный расстоянию ее центра в десятках метров от левого борта долины.
Промываются пробы сразу после их отбора на механизированных промывочных установках типа «Проба-2М» или вручную на лотке.
Шламовое опробование. При проходке траншей с буровзрывным рыхлением мерзлых пород оперативное опробование заключается в отборе и промывке бурового шлама контрольных скважин.
Перед бурением взрывных скважин в уступе, в котором ожидается), явление металлоносного пласта, проходят контрольные скважины с углубкой на 0,2-
Допускается установление верхней границы металлоносного пласта без опробования, если она достаточно четко контролируется геологическими признаками, например, литологией отложений. Для этого по конкретным скважинам определяют глубину залегания пород, слагающих продуктивный пласт, которую и принимают как ориентир для буровзрывных скважин.
Перед бурением взрывных скважин в уступе, в котором ожидается появление нижней границы металлоносного пласта, также проходят контрольные скважины с углубкой на 0,2-
Контрольные скважины располагают по продольной оси траншеи через 5-
Основное опробование
Бороздовое опробование проводится с целью определения мощности промышленного пласта и установления характера распределения металла в россыпи по вертикали. Бороздовые пробы отбираются после завершения проходки траншеи по металлоносному пласту, а в секциях опасных по затоплению - по мере углубки полотна траншеи. Борозды располагают по нижнему (по течению водотока) борту траншеи. Интервал между бороздовыми пробами зависит от принятой длины секции валового опробования и составляет:
| При длине секции | Интервал между бороздами | -5 | |
| -“- | 10- |
-“- | - 5- |
| -“- | 20- |
-“- | - 10- |
Как уже отмечалось, каждая секция валового опробования должна быть охарактеризована не менее чем двумя бороздовыми пробами.
Бороздовая проба по вертикали разбивается на секции («проходки»). При этом немаловажное значение придают объему пробы из секции борозды. Надежнее всего определять объем пробы из «проходки» для конкретных условий опытно-экспериментальным способом. Например, для Колымских россыпей по данным экспериментов надежным объемом пробы для определения мощности пласта является проба не менее
1) ширина
2) ширина
Во втором случае ширина увеличена в два раза, а глубина соответственно уменьшена. Достоверность опробования при этом не снижается, а, наоборот, возрастает, так как увеличение ширины борозды повышает вероятность фиксирования металла в поперечном сечении россыпи.
Общая длина борозды определяется мощностью металлоносного пласта с учетом двух-трех интервалов, оконтуривающих пласт сверху и снизу.
Номер секции опробования определяется аналогично номеру шурфочной «проходки», то есть кратно интервалу
Геолог (техник-геолог) непосредственно на месте взятия размечает количество и положение секции бороздовой пробы, постоянно контролирует качество отбора проб. Отбор бороздовых проб производится либо вручную при проходке траншей с естественной оттайкой мерзлых пород, либо отбойными молотками на разостланный брезент размером не менее 2x1,5 м. Объем замеряется стандартной ендовкой.
Пробы упаковываются в целые брезентовые мешки (зимой возможен отбор в двойные крафт-мешки) и снабжаются этикетками внутри мешка, а снаружи привязывается деревянная бирка. На этикетке и бирке указывается: наименование водотока, номер траншеи, номер борозды и номер секции. На поверхности пробы складируются раздельно по бороздам.
Промываются бороздовые пробы или в траншее сразу после их отбора, или в специальных помещениях на промывочных установках ППР-0,25, ПМ-1 или РОП-2 с доводкой мелкой фракции на лотке, либо механизированным способом на ДЦС. При этом отставание промывки отбора бороздовых проб не должно превышать 50-
Характеристика промывочных установок для обработки среднеобъемных разведочных проб
| Тип прибора | ППР-0,25 | ПМ-1 | РОП-2 |
| Производительность, м3/ч | 0,25 | 3-5 | 1-1,5 |
| Расход воды, м3/смену | вода оборотная | 4-6 | 0,25-0,5 |
| Тип и мощность двигателя |
АБ-4-Т/230 0,6 кВТ |
Электродвигатель или «Дружба» | ручной |
| Способ подачи проб на промывку | вручную | ||
| Масса прибора, кг | 150 | 280 | 77,5 |
| Процент извлечения металла | 95 | 96-99 | 96-99 |
| Способ транспортировки | переносной | ||
| Организация-разработчик | ВНИИ-1 | ПГО «Севвостгеология» | |
Валовое опробование ведется для определения среднего содержания металла по выработке на выемочную мощность и на промышленный пласт песков, выделенный по результатам бороздового опробования.
Объем валовой пробы зависит от выемочной мощности металлоносного пласта, ширины полотна траншеи и принятой длины отбора валовой пробы по полотну траншеи. Оптимальная длина секций траншей составляет: при ширине россыпей до
В валовую пробу поступает вся порода, полученная при проходке траншеи по пласту. Валовые пробы отбирают из траншеи на всю мощность пласта посекционно.
При проходке траншеи в летний период бульдозерами или скреперами по металлоносному пласту проводится секционное валовое опробование по мере углубки, при этом пески по секциям подаются бульдозером непосредственно к промприбору, который устанавливают в траншее. С одной стоянки прибора обычно промывают до пяти 20-метровых секций. При длине траншеи более
Хорошее качество опробования обеспечивается при отборе валовых проб экскаватором. В этом случае траншея проходится бульдозером или колесным скрепером до верхней границы металлоносном пласта. Затем экскаватором послойно на глубину оттайки или рыхления отбирают валовую пробу непосредственно из полотна траншеи, грузят в автосамосвал и отвозят к промывочной установке на обработку.
При добивке траншей в зимнее время с применением буровзрывных работ пески выдают на поверхность и складируют посекционно на заранее подготовленной площадке с последующей промывкой их в летний период.
Вывозка и складирование валовых проб. При невозможности промывки валовых проб непосредственно на месте проходки траншей пробы вывозятся к месту их обработки и размещаются на специально подготовленной площадке (руддворе).
Площадка руддвора предварительно должна быть тщательно зачищена, а места выкладки и границы размещения каждой пробы отмечены колышками и замаркированы бирками с указанием номеров траншей и секций.
Пробы на руддворе выкладываются согласно схеме, учитывающей очередность их промывки. Расстояния между пробами на руддворе принимаются 2-
В целях избежания потерь при транспортировке пески в кузов самосвала загружают до отметки ниже верхней кромки бортов. После вывозки каждой пробы кузова самосвалов тщательно зачищают.
Место выкладки валовой пробы у траншеи после ее вывозки на руддвор зачищают бульдозером на глубину 10-
При обнаружении весовых знаков зачистку площадок и вывозку грунта производят повторно.
Бирку на месте выкладки пробы у траншеи необходимо сохранять до составления акта на зачистку.
Промывка валовых проб. Валовые пробы промываются согласно утвержденному графику, учитывающему очередность получения результатов для решения геологических задач.
Промывка валовых крупнообъемных проб производится на промприборах типа МПД-4 или МПД-6 самоходной промывочной установке, ППГ-15, СПП-1 или на самоходной промывочной установке УПС-1 ВНИИ-1.
Характеристика приборов для промывки крупнообъемных проб из траншей, подземных выработок
| Тип прибора | МПД-4 | МПД-6 | ППГ-15М | СПП-1 |
| Производительность, м3/смену | 10-150 | |||
| Габариты, м | 35х3х5 | |||
| Вид энергии | электрическая | от дизельной станции | электрическая | |
| Потребляемая мощность, кВТ | 48 | |||
| Расход воды, м3/смену | 320 | |||
| Масса, кг | 41900 | |||
| Извлечение по фракциям, % | ||||
| + |
96 | |||
| -0,5+ |
70 | |||
| -0,2м | до 50 | |||
| Организация-разработчик | ПО «Севервостокгеология» | |||
Самоходная промывочная установка УПС-1 (опытный образец)
| Производительность, м3/ч | 4-5 |
| Расход воды, м3ч | 50 |
| Мощность двигателя трактора, л. с. | 110 |
| Мощность электрогенератора, кВТ | 75 |
| Номинальная скорость передвижения, км/ч | 9 |
| Вместимость ковша экскаватора, м3 | 0,15-0,25 |
| Наибольшая глубина копания, м | 3 |
| Габаритные размеры в транспортом положении, мм | |
| длина | 6800 |
| ширина | 2600 |
| высота | 3300 |
| Масса, кг | 15000 |
| Организация-разработчик | ВНИИ-1 |
Шлюз промприбора устанавливается по уровню под углом 4,5-6° к горизонтальной плоскости. Горизонтальность установки и угол наклона шлюза систематически контролируются транспортиром с отвесом и уровнем, которыми снабжается каждый промывочный прибор. Дно шлюза покрывается стандартными резиновыми ковриками, которые плотно прижимаются трафаретами. Загрузка приемного бункера промприбора должна производиться равномерно. Одновременная подача больших масс песков в скруббер ведет к быстрому заиливанию шлюза и этого следует избегать.
Соотношение жидкой и твердой фаз пульпы в скруббере промприбора должно составлять не менее 4:1.
Крупные валуны обмываются в бункере водой, поступающей в шлюз, и только после этого выбрасываются в отвал.
После промывки валовой пробы место ее выкладки на руддворе, а также пути транспортировки пробы в бункер должны тщательно зачищаться бульдозером и весь грунт от зачистки промываться вместе с пробой. Оптимальное расстояние подачи грунта не должно превышать
Съемка шлюзового концентрата производится не менее двух раз для проб из секций длиной
Съемка шлюзового концентрата производится путем поочередного споласкивания резиновых ковриков, начиная от головки шлюза и до его конца, слабой струей воды из шлангов. Допускается сокращение материала путем перебуторки его в конце шлюза и удаления крупной галечной фракции.
При контейнерном съеме весь материал со шлюза смывается без какого-либо сокращения слабой струей воды в металлические контейнеры, которые закрываются на замок, пломбируются и отправляются на пункт централизованной доводки.
Доводку шлюзового концентрата рекомендуется производить на концентрационном столе с включением в схему обогащения отсадочных машин, что обеспечивает наиболее полное извлечение мелкого металла в пределах 90-95 %.
Для обнаружения весьма мелкого и тонкого металла периодически из хвостов доводки шлюзового концентрата на шлихообогатительной установке (ШОУ) отбираются пробы и повторно доводятся на ДЦС с применением амальгамации. При получении положительных результатов в технологической схеме обогащения песков в дальнейшем предусматривается обязательная обработка хвостов от доводки шлюзового концентрата на ШОУ с применением амальгамации.
2.5.6. Опробование шурфов
Опробование рыхлых отложений из шурфов состоит из двух последовательных операций - отбора и промывки проб.
Наиболее распространена следующая схема опробования шурфов:
а) при оперативном опробовании шурфов на поисковых линиях с целью определения границ металлоносных отложений промывают из каждой выложенной «проходки» с интервала
б) после проведения оперативного опробования из всех «проходок» по металлоносному пласту, а также из трех сверху и двух снизу, оконтуривающих пласт, материал промывают полностью; из слабо металлоносных отложений пласта промывают по три ендовки из «проходки» интервалом
в) на предварительных линиях торфа опробуют через две проходки на третью, а при интервальности
г) на линиях детальной разведки опробование проводится только по пласту, и промывают все «проходки» полностью.
Промывку проб проводят с помощью промывочных приборов с ручным или механическим приводом (РОП-1 и РОП-2, ППГ-0,25, приборов типа ПОУ и др.) непосредственно на месте производства горных работ или, при хорошей организации транспортировки проб, в централизованных условиях на базе партии. Доводку проб проводят вручную на лотке в зумпфе с чистой водой или на центробежных сепараторах ДЦС, ВЦДС.
При ручной промывке первичную обработку (пробуторку) пробы проводит на лотке несколько увеличенных размеров в отдельном большом зумпфе с подогревом воды. После обработки пробы по частям в этом лотке крупные фракции сбрасывают в галечный отвал, а средние и мелкие - в промывочный лоток.
Доводку пробы делают во втором (доводочном) зумпфе с чистой водой. При этом окончательно отделяют глинистую фракцию водой, мелкую и среднюю обломочную фракции сбрасывают в эфельный отвал, оставшаяся в лотке часть материала составляет обогащенный концентрат пробы.
На поисковых разведочных линиях доводку ведут до серого шлиха, на предварительных и детальных - до черного, если не установлено более легких, чем золото и платиноиды, сопутствующих полезных минералов.
После доводки на лотке или сепараторе шлих сушат в совке. Шлих с включением минералов платиноидов сушить в совке рекомендуется на песчаной бане, не поднимая ее температуру свыше 100°.
Шлих, полученный от промывки каждой «проходки», ссыпают в капсюль.
На капсюле надписывают название объекта, номер линии, шурфа, «проходки», количество промытых ендовок, визуально определенное количество полезных минералов.
Эфеля и гале-эфельные отвалы по каждому промытому шурфу складируются отдельно на очищенной площадке и маркируются биркой с номером опробованной выработки, датой промывки и фамилиями промывальщика и руководителя бригады.
2.5.7. Опробование подземных горных выработок
Опробование подземных горных выработок производят в процессе их проходки, по всей системе выработок, вскрывающих месторождение (в стволах шахт, рассечках, вентиляционных выработках и т.д.).
Основные виды опробования в подземных сечениях (рассечках) - бороздовое и валовое, целевое назначение которых остается тем же, что и при опробовании траншей. Бороздовые пробы отбирают из стенок горных выработок, валовые - путем отбора всей породы, полученной при проходке рассечки, с последующим пересчетом содержаний на установленный пласт, либо из стенок или забоя выработок задиркой на всю мощность пласта (после оконтуривания его бороздами).
Стволы шахт опробуют только бороздами. Отбор проб в каждой борозде проводят секционно; размер каждой секции стандартный: длина 1,0-
Складирование металлоносных и неметаллоносных отложений из ствола шахты проводят отдельно.
После оконтуривания металлоносного пласта по стволу шахты приступают к оборудованию околоствольного двора, из которого проходят рассечки. Металлоносные породы, полученные при оборудовании околоствольного двора, также складируются отдельно на поверхности. Бороздовое опробование рассечек проводят по мере их проходки по сети, утвержденной проектом схемы опробования для отбора бороздовых и валочных проб. Места отбора бороздовых проб в рассечках совмещаются, как правило, с пройденными скважинами. Перед отбором пробы стенку рассечки тщательно очищают от пыли и льда и выветривают. При устойчивых стенках отбор проб начинают с подошвы выработки, при этом подстилают железные листы или брезент, чтобы исключить потери материала пробы и облегчить его подборку. Отобранную породу документируют, замеряют стандартной ендовкой, затаривают в брезентовые мешки или ящики и доставляют на промывку. Не допускается разрыв во времени отбора и промывки проб.
Подземное сечение нумеруется аналогично нумерации разведочных линий - единица в номере соответствует
Шахты (стволы) нумеруются по расстоянию центра околоствольного двора от левого борта долины: единица номера соответствует
Секции подземных сечений (валовые пробы) нумеруются аналогично нумерации секций траншей: по расстоянию начала и конца секции (слева направо) от левого борта долины (единица номера соответствует
После выгрузки породы валовой пробы тщательно зачищают подошву рассечки и весь путь транспортировки породы на поверхность, на котором возможны потери металла. Собранный грунт затаривают и отправляют вместе с валовой пробой на промывку.
Требования к вывозке, складированию и промывке валовых проб из подземных горных выработок изложены в подразд. 2.5.5.
2.5.8. Контрольное опробование
Для проверки и повышения достоверности результатов разведки проводят контроль на всех этапах и стадиях геологоразведочного процесса.
Геологическая служба партий, экспедиций осуществляет внутренний и внешний контроль за соблюдением проходки разведочных выработок, их сечением и добитостью, правильностью отбора проб и качеством их обработки, а также за полнотой документации и соответствием ее исходным данным и геологическим особенностям месторождения. Для внешнего контроля организовывают специальную комиссию и контрольный отряд. В количественном отношении состав контрольного отряда определяется объемами и дислокацией выполняемых работ.
Контрольные работы оформляют соответствующей документацией, результаты их анализируют, по ним корректируют технологию и методику разведочных работ, принимают меры по устранению нарушений и брака. Все результаты контроля и соответствие документации пройденным выработками приводят в отчете к подсчету запасов по месторождению
Контрольное опробование скважин
По каждой скважине ударно-канатного бурения проводят контрольное опробование гале-эфельных отвалов, мест разгрузки желонок площадок буровых станков, сливов из пробных ящиков (ендовок) после отмучивания проб. Контроль осуществляется силами геологической службы отряда (партии), проводящей геологоразведочные работы. Из гале-эфельного отвала отбирают контрольную пробу на определение качества промывки в объеме не менее одного лотка (0,25 ендовки). При установлении весовых количеств полезного компонента в гале-эфельном отвале или в сливе последние полностью перемывают.
По каждой колонковой скважине, кроме основных проб, отбираются контрольные пробы из следующих видов хвостов: 1) отмучивания проб (слива), 2) чаши ПОУ, 3) чаши ПОУ (большого шлюза), 4) ДЦС (доводки), 5) ПОУ (малого шлюза).
При установлении в контрольной пробе «весового» металла хвосты перемываются полностью.
При обработке основных проб извлечение металла составляет 97-98 %. В хвостовых контрольных пробах улавливается порядка 2-3 % металла, который распределяется пропорционально массе металла основных проб и включается в подсчет запасов. В этом случае металл из хвостов также нельзя считать потерями при опробовании.
Для проверки технологического режима работы промывочных приборов необходимо периодически (ежемесячно) составлять групповые пробы из стерильного по золоту или минералам платиноидам материала, затем добавить к ним известное количество полезных компонентов и произвести промывку по принятой схеме для основных проб. По разнице массы металла в пробе и полученного после промывки (основной и контрольной) определяются потери металла при существующей схеме опробования шлама или керна буровых скважин.
Кроме того, необходимо весь материал после опробования каждой десятой скважины вновь полностью собирать и пропускать через ПОУ или другой прибор, а доводку производить на ДЦС. Полученный при этом металл будет характеризовать качество промывки керновых и шламовых проб.
Контрольное опробование при разведке скважинами большого диаметра состоит в следующем.
После обработки каждой пробы хвосты доводки ДЦС собираются со всей выработки и повторно доводятся на ДЦС. Полученный при этом металл распределяется пропорционально массе металла отдельных проб.
Кроме этого, как из крупной фракции (+
Внешний контроль за опробованием и качеством промывки проб осуществляет специальное звено контрольного опробования (из экспедиции или объединения). Скважин, подлежащие контрольному опробованию, намечает обычно главный геолог экспедиции. Внешнему контролю подлежат все скважины с промышленным или повышенным содержанием металла. Остальные выработки намечаются с таким расчетом, чтобы число проконтролированных составило не менее 10 % от общего количества. Результаты контрольного опробования заносят в промывочный журнал.
Контрольное опробование шурфов
Контрольное опробование шурфов заключается в проведении систематического внутреннего и внешнего контроля за качеством промывки проб.
Внутренний контроль производится техником-геологом после опробования каждого шурфа. Производится отбор и промывка контрольной пробы из гале-эфельного отвала (две ендовки) и из хвостов доводки концентратов (одна ендовка). При выявлении контрольными пробами весового металла отвалы перемываются полностью. Шлихи от контрольных проб капсюлируются отдельно, и намытый металл вместе с основной пробой включается для определения содержания по выработке. Результаты промывки контрольных проб заносятся в полевую промывочную книжку. Металл из хвостовых проб нельзя считать потерями при опробовании.
Внешний контроль периодически производит контрольное звено экспедиции (партии) в составе геолога (техника-геолога), контрольного промывальщика и опробщика.
Контрольное звено, кроме промывки гале-эфельных отвалов и хвостов доводки концентратов, контролирует правильность отбора проб из «проходок» и соблюдение принятой схемы опробования по шурфам.
В контроль входит сравнение глубины шурфа (по возможности) и количества выложенных «проходок», проверка порядка их выкладки, соответствие объема «проходки» интервалу углубки, а также взятие и промывка проб из грунта, если он еще остался в «проходках».
В шурфах, по которым обнаружены резкие несоответствия основного и контрольного опробования, по металлоносному пласту из верхней (по течению) стенки шурфа при возможности отбирают бороздовые пробы интервалами по
Более представительный способ контрольного опробования - отбор валовой пробы по металлоносному пласту путем проходки рассечек (камеры) длиной
Контрольное опробование траншей и подземных горных выработок
Геолог участка после окончания отбора валовой пробы следит за качеством зачистки полотна траншеи или рассечки, всех путей транспортировки валовой пробы по горной выработке путем отбора контрольных лунковых проб. В случае обнаружения металла в пробах производится повторная зачистка.
В процессе промывки крупнообъемных проб систематически контролируется качество оттайки и дезинтеграции (пробуторки) материала пробы, наличие окатышей глины или глинистой примазки на отдельных обломках пород в гале-эфельном отвале.
Контроль за технологическим режимом работы промприборов осуществляется постоянно сменным горным мастером путем отсечки хвостов шлюза и промывки их вручную на лотке.
Объем контрольной пробы - одна ендовка, количество их должно составлять не менее десяти по каждой валовой пробе. При обнаружении в контрольной пробе «знаков» контролируется технологический режим промывки и при необходимости изменяется соотношение количества воды и объема подаваемого в бункер грунта, изменяется угол наклона шлюза и пр. При наличии весовых знаков хвосты основного шлюза (эфеля) данной валовой пробы подлежат повторной промывке.
Результаты технологического контроля заносятся в «Журнал контрольной промывки», а шлихи сдаются геологу участка, который направляет их для дальнейшей обработки. Металл от промывки хвостов учитывается отдельно и включается в расчет содержания металла. Ответственность за технологический режим и качество промывки несут сменный горный мастер и геолог участка.
Периодический (внешний) контроль за качеством промывки производится геологической службой партии и экспедиции путем отбора проб из эфельных отвалов и промывки их на приборах типа ППР-0,25, «Про-ба-2М», ПОУ. Производится также промывка крупнообъемных проб (2-
2.5.9. Техническое опробование
Специальными видами опробования рыхлых отложений определяются: процент валунистости и льдистости, коэффициент разрыхления, гранулометрический (механический) состав торфов и песков, промывистость песков.
Определение процента валунистости и льдистости рыхлых отложений производят на всех стадиях поисков и разведки россыпей золота и платиноидов отдельно по каждой «проходке» каждой горной выработки и по россыпи в целом.
Коэффициент разрыхления, гранулометрический состав и промывистость песков определяются для достоверного подсчета и технологической оценки запасов. При разведке мелких объектов допускается использовать эти характеристики по аналогии с изученными месторождениями, характеризующимися сходной литологией рыхлых отложений.
Определение валунистости пород. Валунистость - отношение общего объема средних и крупных валунов (глыб) размером более
Определение объема валунов производится путем подсчета количества валунов с замером их измерительной линейкой.
В основу определения объема валуна положено допущение, что объем трехосного эллипсоида, к которому приближается по форме большинство валунов, близок к объему шара с диаметром, равным среднему арифметическому значению длины трех осей (диаметров) эллипсоида. В соответствии с этим производят измерение валуна в трех перпендикулярных направлениях и берут их среднее арифметическое, которое и является диаметром шара соответствующего объема.
Можно использовать и другой способ: валуны укладывают в бочку (полубочку, зумпф и др.) известного объема и мерным сосудом доливают в нее воду. Объем валунов при этом будет составлять разницу между объемом бочки (полубочки, зумпфа) и объемом долитой воды.
Объем валунов плитчатой формы вычисляется как объем параллелепипеда.
Процент валунистости пород определяется при геологической документации выработок, контролируется выборочно по каждой линии старшим геологом (геологом участка) и заносится в соответствующие графы полевых книжек и журналов по документации горных выработок, а позже уточняется при промывке.
Валунистость определяют с точностью до 5 % (10, 15, 20 и т.д.) и учитывают при расчете средних содержаний по каждой «проходке».
Определение процента льдистости. Этот показатель имеет очень важное значение при расчете содержаний по «проходкам», промывка которых осуществлялась летом, после того, как они перешли в талое состояние. В этих случаях при расчете содержаний необходимо вводить понижающий коэффициент, равный проценту общей макрольдистости (Лм), который определяют на глаз непосредственным наблюдением в горных выработках (методика расчета приводится в разд.3.3).
Определение коэффициента разрыхления необходимо проводить для правильного вычисления объема пробы в целике, а, следовательно, и среднего содержания металла в пробах, отбираемых из горных выработок (шурфов, шахт, штолен, траншей, колонковых скважин). Коэффициент разрыхления (Кр) представляет собой отношение объема извлеченной породы в рыхлом состоянии (Vp), замеряемого мерным сосудом, к объему выработки после выемки породы в целике (Vц):
, (2.5)
Коэффициент разрыхления любых пород всегда больше единицы и его значение возрастает с увеличением крупности (кусковатости) извлекаемых обломков пород.
Для определения коэффициента разрыхления большое значение имеет физическое состояние породы.
Фактические значения коэффициента разрыхления по некоторым россыпям колеблются: в сушенцах от 1,1 до 1,3, среднее - 1,2, в талых грунтах от 1,36 до 1,73, среднее - 1,40, в мерзлых от 1,66 до 2,0 и выше, среднее - 1,75.
Отбор проб для определения коэффициента разрыхления производится в присутствии геолога, который фиксирует результаты определения в соответствующем журнале.
При проведении замеров принимаются меры против осыпания стенок, разбрасывания и потери породы. Все замеры производят с точностью до
Все подлинники журналов хранятся в камеральной группе, а копии прилагают к отчету по подсчету запасов.
Замеры на месторождении должны проводиться не менее, чем по трем-пяти выработкам. В каждой такой выработке определение ведется отдельно по торфам, отдельно по аллювию и верхнему разрушенному слою коренных пород с выводом средневзвешенного (на мощность горизонта) значения по пласту в целом. Коэффициент разрыхления следует определять для каждого нового объекта или группы месторождений.
Для россыпей, разведка которых была проведена бурением, коэффициент разрыхления принимается по аналогии с рядом расположенными или аналогичными по литологии пласта месторождениями, разведанными горными выработками.
Определение гранулометрического (механического) состава пород проводят с целью их классификации (выделения основных их типов), определения категории промывистости песков, для получения инженерно-геологической и гидрогеологической характеристики россыпи при дражном и гидравлическом способах отработки (определения величины коэффициента фильтрации грунтов, оценки возможного подэфелевания драг и др.) и изучения горно-технических условий разработки россыпи во вновь осваиваемых районах.
Пробы рыхлых отложений разделяют на фракции (классы) ситованием и отмучиванием по размерам частиц (в мм): более 200, 200-100, 100-80, 80-30, 30-20, 20-15, 15-10, 10-5, 5-2, 2-1, 1-0,05 и менее 0,05.
Для ситования применяют стандартные наборы почвенных сит с диаметром круглых отверстий (в мм): 200, 100, 80, 30, 15, 10, 5 и квадратных (сетка) - 2,1, 0,5,0,25,0,10 и 0,05.
В полевых условиях ситованию подвергают обычно только фракцию крупнее
Ситование проб: просушенную пробу с предварительно растертыми глинистыми комками взвешивают и небольшими порциями просеивают через набор сит. Рассеянные по классам крупности части пробы высыпают в мерные сосуды и взвешивают каждую в отдельности. Данные взвешивания или замера объема заносят в журнал.
Расхождение между общей массой (объемом) пробы до просеивания и суммой масс (объемов) после просеивания не должно превышать ±0,5 %. Разница массы (объема) разбрасывается по всем фракциям пропорционально. Полученные таким образом данные пересчитываются в проценты.
Огмучивание проб: из фракций, прошедших через сито с отверстием диаметром
, (2.6)
где V1 - объем осевшего песка, см;
V2 - объем пробы до отмучивания, см.
По данным отмучивания пересчитывают процентное содержание песка (Vr) и илисто-глинистых частиц (Vr) на всю пробу с помощью следующих уравнений:
1) для песка (фракция 1-
, (2.7)
где V1 - содержание суммы фракций менее
К - пересчетный коэффициент; 2
2) для илисто-глинистых фракций (менее
, (2.8)
где V1 - содержание суммы фракций менее
Vп - содержание песка, % .
Когда рыхлые отложения включают валуны и глыбы, содержание которых в пробе определяется обычным способом, в полученный результат гранулометрического анализа на каждую группу фракции по классам вводят поправочный коэффициент, рассчитываемый по следующему уравнению:
, (2.9)
где V - содержание данной фракции, % ;
Vк - валунистость (каменистость), %;
V1 - содержание данного класса фракций, полученное ситованием пробы, %.
Окончательные результаты со всеми пересчетами и поправками заносят в соответствующий журнал.
Пробы отбирают либо из уже пройденных выработок, после зачистки стенок, либо в процессе проходки выработок. Выработки, по которым отбирают пробы, должны располагаться равномерно по россыпи или в участках, отличающихся по составу рыхлых отложений. В любом случае количество опробованных выработок не должно быть меньше трех. По каждой выработке на россыпях для подземного способа разработки отбирают две пробы - одну из галечной части пласта, другую из элювиальной. На россыпях для открытых работ дополнительно озирают третью пробу, характеризующую состав торфов.
Представительность пробы зависит от литологического состава пород. При расситовке для определения содержания фракций крупнее
При составлении отчета к подсчету запасов в разделе, характеризующем механический состав и промывистость песков, фактические данные результатов гранулометрических анализов приводят в виде таблиц.
Промывистость песков зависит от физических свойств связующего компонента и от количественного соотношения глинистой и галечной фракций. Характеризуется она коэффициентом промывистости (Кпр), который определяют по следующей формуле:
, (2. 10)
где Р - число пластичности глинистой фракции, % ;
V1 - выход иловой фракции (класс -0,
V2 - выход галечной фракции (класс +
W - влажность обрабатываемого материала, %.
При определении степени промывистости песков выход иловой и галечной фракции замеряют на месте работ. Пробу на определение влажности пласта отбирают в процессе проходки выработки.
Число пластичности и влажности устанавливают в лаборатории.
Число пластичности глинистой фракции получают путем определения диапазона влажности, в котором грунт обладает пластическими свойствами [20]:
(2.11)
где Р - число пластичности, % ;
Wв - верхний предел влажности, при которой грунт переходит из пластичного состояния в жидкое, %
WH - нижний предел влажности, при котором грунт переходит из пластичного состояния в твердое, %.
Данные для расчета коэффициента промывистости заносят в ведомость по следующей форме:
|
Место взя- тия пробы |
Коэффи- циент пла- стичности (Р), % |
Выход иловой фракции (V2), % |
Выход галечной фракции + (V,), % |
Влаж- ность пес- ков (W), % |
Коэффи- циент про- мывисто- сти (Кпр) |
Примеча- ние |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
По полученному коэффициенту промывистости определяют тип песков и категорию промывистости.
Коэффициент промывистости песков по месторождению средних размеров определяется как средневзвешенный (на мощность пласта) из замеров и определений степени промывистости песков по 5-10 выработкам, равномерно характеризующим отдельные участки россыпи на всем ее протяжении с учетом геоморфологических особенностей (табл. 16).
Таблица 16
Группировка песков по степени промывистости [20]
| Группа песков | Выход глинистых м иловых фракций (< |
Отношение количества глины к песку | Коэффициент промывистости | Категория промывистости |
| Легкопромывистые | Менее 10 | 1:50 | Менее 1 | I |
| Среднепромывистые | 10-15 | 1: (20-40) | 1-1,5 | II |
| Труднопромывистые | 15-20 | 1: (10-8) | Более 1,5 | III |
| Весьма труднопромывистые | Более 20 | 1: (2-4) | - | IV |
На практике ориентировочно степень промывистости можно определять по затратам времени на промывку
В определенной степени промывистость песков зависит от их влажности. Для ее замеров в процессе проходки разведочной выработки отбирают пробы отдельно по каждому литологическому слою, входящему в состав пласта. Масса пробы около
Пробу помещают в полиэтиленовый мешочек и «запаивают», чтобы исключить возможность высыхания испытуемого материала, маркируют, указывая наименование и номер разведочной выработки, место взятия пробы, и отправляют в лабораторию.
2.5.10. Технологическое опробование
В процессе разведки россыпных месторождений золота на специальных пробах проводятся технологические исследования. Эти исследования преследуют две цели: 1) выбрать рациональную технологию (или разработать эффективные технологические методы) обработки геологоразведочных проб, 2) выбрать рациональные типовые промышленные схемы обогащения песков (или разработать принципиально новые схемы, предусматривающие использование нестандартного оборудования), обеспечивающие максимальное извлечение золота или платиноидов и сопутствующих полезных минералов при наименьших затратах.
Практика технологических исследований показывает, что большинство россыпей может разведываться с применением стандартных методов обработки проб и разрабатываться с применением типовых схем обогащения песков. Однако для ряда месторождений, например, россыпей, содержащих значительное количество попутных полезных компонентов, требуется вносить определенные коррективы в технологические и аппаратные схемы. Для некоторых месторождений, например, россыпей с мелким и тонким металлом, необходимо разрабатывать рациональные схемы обработки проб и промышленные схемы обогащения песков, рассчитанные на использование нового оборудования. Из этого следует, что для большей части россыпей технологические схемы обогащения песков можно выбрать по аналогии с другими россыпными месторождениями такого же минерального и генетического типа, выполнив необходимые исследования на стадии поисково-оценочных работ (табл.17); проведение полного комплекса технологических исследований требуется при разведке россыпей с трудными условиями обогащения, а также при выявлении месторождений новых типов.
Пробы для технологических исследований отбираются на различных стадиях геологоразведочных работ (от поисково-оценочных до детальной разведки), а также в процессе эксплуатации [39]. На каждой стадии работ производится отбор разных видов проб и по ним решаются соответствующие задачи (см. табл.17). Чем детальнее работы, тем представительнее должны быть пробы для технологических исследований. Основные требования к представительности технологических проб сводятся к следующему: гранулометрический и вещественный состав пробы должен соответствовать среднему гранулометрическому и вещественному составу песков на опробуемом участке россыпи, содержание золота и других полезных компонентов в пробе должно быть близко к среднему содержанию их в песках на опробуемом участке, крупность полезных компонентов в пробе должна правильно отражать размерность их в песках.
Технологические исследования включают два взаимосвязанных и последовательно выполняемых вида работ: предварительную технологическую оценку песков и испытания их на обогатимость.
На стадии поисково-оценочных работ задача технологических исследований заключается в предварительной технологической оценке песков, предусматривающей определение полного (истинного) содержания золота и платиноидов и установление гранулометрического и вещественного состава песков (см. табл.17).
Результаты технологических исследований используются при геолого-экономической оценке россыпного месторождения и составлении технико-экономических соображений (ТЭС) о его народнохозяйственном значении.
Технологическое опробование производится в завершающий период поисково-оценочных работ, после оконтуривания запасов по категории С2, в пределах общего контура запасов.
Отбор проб осуществляется из двух-трех выработок, специально пройденных шурфов или шурфоскважин в наиболее типичном участке оконтуренной площади россыпи. Материал в технологические пробы отбирается из песков по всей их мощности. При мощности песков от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров отбирается одна технологическая проба по вертикали, при большей мощности - две и более проб с учетом литолого-фациальных особенностей песков.
Каждая проба должна быть составлена из частных проб (порций), количество которых соответствует числу опробованных выработок. При малой мощности песков в пробу поступает весь материал каждого выкида, при значительной мощности песков выбирается материал из небольшой траншейки, пройденной через каждый выкид на всю мощность выложенных песков.
Таблица 17
Виды технологических проб и задачи их исследования
| Стадия геологоразведочных работ | Вид проб и их назначение | Объем пробы, м3 (определение экспериментальным путем) | Количество проб | Основные задачи технологических исследований проб |
| Поисково-оценочные работы | Рядовые технологические лабораторные | 0,3-0,5 | 1-2 и более | Предварительная технологическая оценка россыпи: определение истинного содержания полезного компонента с установлением количественного соотношения его технологических видов; определение вещественного состава и степени промывистости отложений. Рекомендация схемы обработки геологоразведочных проб |
| Предварительная разведка | Рядовые технологические лабораторные (на участках россыпи с различными типами отложений) | 0,3-0,5 | 2-3 и более | Предварительная технологическая типизация песков. Рекомендация схем и аппаратуры для обработки разведочных проб на разных участках россыпи. Определение целесообразности отбора укрупненных технологических проб для дальнейших исследований на обогатимость |
| Десятки | Технологическое картирование на крупных россыпях с высокой степенью изменчивости технологических свойств песков. | |||
| Детальная разведка | Укрупнение технологических лабораторий | 2-3 и более | По числу предварительно выделенных технологических типов песков | Исследование на обогатимость: уточнение технологической характеристики основного полезного компонента и определение промышленной ценности каждого из его технологических видов; уточнение вещественного состава песков, ценности шлиховых минералов. |
| Технологическая типизация песков. Разработка технологической схемы их обогащения. Определение необходимости проведения опытно-промышленных испытаний | ||||
| Большие технологические лабораторные* | 8-10 и более | То же | То же | |
| Опытно-промышленные | Сотни и тысячи | 1 и более (по числу технологических типов песков) | Проверка технологической схемы обогащения песков в полупромышленном масштабе со снятием технологических показателей, необходимых для подсчета запасов и проектирования промышленного объекта |
_________________________
* Большие технологические пробы отбирают в том числе, когда при технологических исследованиях укрупненных проб решаются не все.
Не допускается отбор материала в пробу из старых выкидов шурфов, так как под влиянием атмосферных воздействий - размыва дождевыми и талыми водами - изменяется характер песков: вымывается глина, частично может быть вынесен полезный компонент и т.д.
Если по геологическим и горнотехническим условиям невозможна проходка шурфов, следует пройти шурфоскважины или два-три «куста» колонковых скважин, которые обеспечили бы необходимый объем технологических проб (в каждом конкретном случае производится специальный расчет количества скважин в «кусте» с учетом диаметра скважин, выхода керна, интервала отбора технологической пробы и т.д.).
Скважины ударно-канатного бурения (в том числе и скважины УКБ большого диаметра) не могут быть использованы для отбора технологических проб, так как при этом виде бурения возможны потери полезного компонента, деформация его частиц, нарушение гранулометрического состава отложений в результате переизмельчения материала при долочении и т.д.
Одновременно с отбором технологических проб из песков, вскрытых выработками, проводится их геологическая документация. На зарисовках отмечаются места отбора технологических проб и их номера.
Технологические пробы сразу же после отбора должны быть хорошо упакованы в плотные ящики или бочки, которые маркируются установленным образом. Массу каждого ящика (бочки) в целях удобства транспортировки следует ограничить 60-
На каждую технологическую пробу составляется паспорт, в котором указывается название россыпи, номер пробы, ее вид, объем, место и способ отбора. Там же приводится краткая геологическая характеристика россыпи с данными о гранулометрическом и вещественном составе рыхлых отложений, о содержаниях полезных минералов (по результатам рядового опробования), а также сведения о способе упаковки пробы и количестве упаковок (ящиков, бочек).
Рядовые технологические пробы направляются в лаборатории геологических объединений, где исследуются по сокращенной схеме (рис.21, 22).
На стадии предварительной разведки целью технологического опробования является завершение предварительной технологической оценки россыпи. В результате изучения отобранных в эту стадию проб выявляется изменение технологических свойств песков по простиранию и в разрезе промышленного контура россыпи, дается предварительная типизация песков, определяется целесообразность проведения дальнейших исследований песков на обогатимость, необходимых для составления ТЭО временных кондиций (см. табл.17).
На небольших россыпях, относительно однородных с точки зрения вещественного состава отложений и особенностей золота и платиноидов (по данным геологического изучения и опробования), технологическое опробование на стадии предварительной разведки не проводится.
Рисунок 21.Схема обработки рядовых технологических проб на золото. Исходная проба объемом 0,3-0,5 м3: Auc – «свободное шлиховое золото», Аuст-«свободное тонкое» золото, Аuсв - «связное» золото. Цифры за скобками соответствуют условиям: 1 – классы рассева +100, -100+40, -40+20, -20+10, -10+
Рисунок 22. Схема изучения вещественного состава и технологической оценки проб на платиноиды на установке ПОУ-4-2М.
Примечание. 1) – химический анализ и другие аналитические исследования.
При технологическом опробовании в стадию предварительной разведки отбор проб производится на нескольких участках россыпи, где по геологическим данным выявлены заметные изменения качественных характеристик песков.
Количество проб (минимальное две-три) определяется числом предварительно выделенных участков и мощностью песков (расчет количества проб в зависимости от мощности песков производится так же, как и на стадии поисково-оценочных работ).
Представительность технологической пробы достигается путем отбора рыхлого материала из нескольких разведочных выработок, расположенных относительно равномерно в пределах опробуемого участка россыпи или разведочной линии, пересекающей опробуемый участок. Таким образом, каждая технологическая проба составляется из частных проб (порций).
Объем частной пробы для среднегалечных отложений (наиболее распространенных в россыпных районах) должен быть не менее 0,02-
Количество частных проб, а, следовательно, и количество опробуемых выработок рассчитывается с учетом объема частной пробы.
При разведке россыпного месторождения траншеями (подземными сечениями) частные пробы отбираются бороздовым способом из борта траншеи (подземного сечения) на всем ее протяжении, с равными интервалами между бороздами. Сечение борозды и интервал между бороздами подбираются таким образом, чтобы после отбора частных проб объем технологической пробы не превышал установленную величину.
При разведке россыпей другими способами для технологического опробования всегда предпочтительнее шурфы и шурфоскважины, но не исключается применение и «кустов» скважин колонкового бурения. При этом принцип расчета количества колонковых скважин в «кусте» и отбора проб из выкидов шурфов и шурфоскважин тот же, что и на стадии поисково-оценочных работ.
При большой изменчивости технологических свойств песков в плане и в разрезе россыпи, обусловленной, как правило, наличием нескольких технологических типов песков, производится технологическое картирование россыпей. Оно предусматривает разделение месторождения на участки, отличающиеся друг от друга по крупности зерен полезного компонента, формам его нахождения, а также по гранулометрическому и вещественному составу рыхлых отложений, в первую очередь, по содержанию глинистой фракции (в большой мере определяющей степень промывистости песков), выходу и составу тяжелой фракции и т.д., что в конечном итоге позволяет предварительно выделить технологические типы песков.
При технологическом опробовании намечаются участки для отбора проб с целью картирования вдоль всей россыпи, с учетом типа и положения коренных источников, а также факторов, определяющих литологический состав отложений, содержащих полезный компонент, выход и состав тяжелой фракции по ряду разведочных линий, а иногда и в пределах разведочных линий, характеризующих россыпь в разных ее частях.
В пределах каждого участка линии в зависимости от мощности песков отбирается от одной (при мощности песков до
Результаты технологического картирования отражаются на планах и разрезах в виде контуров распространения песков различных технологических типов. Таким образом, итогом этого вида работ является предварительная типизация песков.
На основе данных технологического картирования уточняется схема обработки геологоразведочных проб применительно к участкам россыпи с различными технологическими свойствами песков.
Оформление документации, транспортировка и обработка рядовых технологических проб производятся тем же порядком, что и на стадии поисково-оценочных работ.
Рядовые технологические пробы исследуются в лабораториях ПГО по сокращенной схеме.
На стадии детальной разведки целью технологического опробования является уточнение вещественного состава песков и промышленной ценности россыпи, определение технологических свойств песков и извлечение полезных компонентов, разработка принципиальной схемы извлечения основных и попутных полезных компонентов, включающей доводку концентратов (см. табл. 17).
В начальный период детальной разведки, с учетом результатов предварительной технологической оценки, проводятся испытания песков на обогатимость.
Если по данным предварительной оценки новая россыпь, разведываемая в районе, оказывается аналогичной по своим технологическим свойствам, разрабатываемым здесь россыпям, то испытания песков на обогатимость не обязательны при том, однако, условии, что схемы обогащения, принятые на разрабатываемых россыпях, установлены на основании технологических испытаний и проверены в процессе эксплуатации.
По результатам исследований технологических проб, отобранных в эту стадию, проводится технологическая типизация песков. При этом может оказаться, что выделенные по данным предварительной технологической оценки разнотипные пески обогащаются по одной и той же схеме и, следовательно, могут быть отнесены к одному технологическому типу. При подсчете запасов золота и платиноидов в россыпном месторождении следует оценить запасы песков каждого технологического типа в отдельности.
Исследования песков на обогатимость требуют отбора укрупненных технологических проб объемом 2-
Если не все задачи технологических исследований (например, доводка концентратов и др.) решаются на укрупненных пробах, отбираются большие технологические пробы объемом 8-
Укрупненные и большие технологические пробы отбираются из каждого технологического типа песков, предварительно выделенного при технологическом картировании. При этом среднее содержание основного полезного компонента в технологической пробе должно быть близко к среднему содержанию его на опробуемом участке россыпи, где распространен тот технологический тип песков, который будет представлять отбираемая проба.
Представительность пробы должна обеспечиваться составлением ее из частных проб (порций), отбираемых из разведочных выработок по возможности равномерно на всей площади распространения опробуемого типа песков. Эти частные пробы отбираются из шурфов, разведочных шахт, траншей, разведочных полигонов по тому же принципу, что и рядовые технологические пробы на стадии предварительной разведки.
Количество мест отбора частных проб зависит от степени неравномерности распределения содержаний в россыпях (коэффициент вариации) и программируемой ошибки в определении среднего содержания в технологической пробе и рассчитывается по формулам математической статистики.
После проведения геологической документации всех опробуемых выработок и надежной упаковки проб в плотные ящики или бочки пробы направляются в лаборатории.
Исследования песков на обогатимость проводятся в лабораториях научно-исследовательских институтов или в лабораториях геологоразведочных организаций, оснащенных специальным оборудованием.
Схемы обработки укрупненных технологических проб приведены на рис.23, 24.
На основании данных исследования технологических проб на обогатимость делается заключение о необходимости отбора проб для опытно-промышленных испытаний.
Задачей отбора опытно-промышленных проб является проверка и уточнение схемы обогащения песков, рекомендованной на основе лабораторных исследований на обогатимость, и определение оптимальных технико-экономических показателей. С учетом этих показателей составляется технико-экономическое обоснование (ТЭО) постоянных кондиций и производится подсчет запасов.
Отбор опытно-промышленных технологических проб предусматривается, главным образом, для крупных, имеющих большое народнохозяйственное значение, россыпных месторождений, разработка которых требует применения новых или недостаточно апробированных практикой схем обогащения песков. При этом должна быть определена экономическая целесообразность и рентабельность извлечения полезных компонентов на современном уровне развития обогатительной техники. Это же относится и к сопутствующим ценным шлиховым минералам.
Объем опытно-промышленной пробы составляет сотни и тысячи кубических метров. Пи определении объема пробы учитываются технологические особенности песков, сложность технологической схемы их обогащения, производительность опытной установки, на которой проба будет обрабатываться.
Для опытно-промышленных испытаний из россыпи отбирается одна технологическая проба, если месторождение представлено одним технологическим типом песков, что присуще абсолютному большинству россыпей, или две и более проб, если месторождение представлено несколькими технологическими типами песков.
Отбор технологической пробы для опытно-промышленных испытаний осуществляется по специальному проекту, в котором обосновываются объем технологической пробы и схема ее отбора. Проект составляется геологами, ведущими разведку россыпи, на основании всех имеющихся по месторождению геологических и технологических данных. После согласования с организацией, проводящей технологические исследования, проект утверждается руководством геологоразведочной партии или экспедиции.
Технологическую пробу для опытно-промышленных испытаний, представляющую все россыпное месторождение, следует отбирать на нескольких его участках (составляя из частных проб, из расчета одной частной пробы с участка), подобранных таким образом, чтобы в сумме частные пробы наиболее полно отражали все основные технологические свойства песков россыпи.
Соотношение объемов песков, отбираемых в частную пробу, на каждом участке должно быть пропорционально объему песков, которые она представляет. В соответствии с объемом частной пробы рассчитываются параметры разведочного полигона, предназначенного для технологического опробования.
Отбор частных проб осуществляется из открытых полигонов и шахт с помощью экскаваторов, бульдозеров, скреперов и других механизмов и агрегатов.
Отбор опытно-промышленной технологической пробы, представляющей один из технологических типов месторождения, производится таким же порядком, но ограничен той частью месторождения, которая сложена песками этого технологического типа.
Опытно-промышленные технологические пробы отбираются только на детально разведанных участках россыпи.
Для сбора всего материала технологической пробы на месторождении около опытно-промышленной установки должна быть подготовлена специальная крытая площадка. После отбора частных проб они доставляются к месту испытаний в самосвалах или специальных контейнерах. Обработку проб следует по возможности приблизить к месту их отбора с тем, чтобы не перемещать на значительные расстояния большие массы породы.
К паспорту технологической пробы прилагается план россыпи с нанесенными на него всеми горными выработками, из которых отбирался материал в технологическую пробу, характерные разрезы месторождения с теми же горными выработками, геологическая документация этих выработок.
Рис. 23. Схема обработки укрупненных технологических проб на золото. Исходная проба объемом 2-
Рис.24. Схема обработки укрупненных технологических проб на платиноиды: Цифры за скобкой соответствуют условиям: 1 — три навески объемом по
2.6. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ПРИ РАЗВЕДКЕ
Документация разведочных выработок всесторонне освещает геологическое строение россыпи, условия залегания продуктивного пласта, содержание и особенности распространения полезного ископаемого, а также горно технические особенности строения месторождения. В материалах документации дается совокупность сведений, по которым отчетливо можно судить о генезисе, типе, морфологии и размерах месторождения.
К материалам документации относятся полевые книжки, журналы документации разведочных выработок, геологические разрезы по разведочным линиям (сечениям).
2.6.1. Документация скважин
Документацию и опробование буровых скважин производят одновременно с их проходкой в целях оперативного получения и использования результатов для эффективного направления разведочных работ.
Поскольку при ударно-канатном бурении извлекаемый из скважины материал в значительной мере раздроблен, определение первоначального литологического состава породы, размеров составляющего ее обломочного материала и степени его окатанности представляет определенную трудность, от геологов требуются навык и внимание при документации.
Полевую книжку заполняют на месте работы по мере углубления скважины и опробования шлама или керна. В нее заносят все предусмотренные формой сведения. Запись ведут простым карандашом или шариковой ручкой.
Каждую пробу, поступающую на промывку, записывают отдельной строкой. Количество записей должно соответствовать количеству проб и капсюлей.
Результаты опробования записывают в специальной графе («Масса металла, определенная глазомерно») полевой геологической книжки.
После завершения проходки скважины и промывки проб заполняют буровой журнал, в котором отмечают результаты опробования (взвешиванием на аптекарских весах или визуально).
Буровые журналы составляют в одном экземпляре на основании полевой книжки проходки и опробования скважин. По мере проходки скважин геолог составляет рабочие разрезы по разведочным линиям.
Профиль поверхности по буровой линии вычерчивает маркшейдер партии и передает геологу бурового отряда до начала бурения. При составлении геологических разрезов по поисковым линиям на обратной стороне миллиметровки дают абрис территории в районе разведочной линии с нанесением бровки террас и указанием их уровней, показывают линии террасоувалов, делювиальных шлейфов, русел, проток и других морфологических элементов. Границы таликовых зон, наледей выносят по данным бурения и наземным признакам.
Геологические разрезы (профили) начинают составлять после добивки первой скважины и систематически пополняют по мере проходки следующих, что помогает своевременно корректировать технологию бурения, более точно определять границы между различными литологическими горизонтами и яснее представлять строение россыпи, а, следовательно, принять решение о необходимости сгущения выработок и оценить правильность их добивки.
В случае разбуривания горизонтов погребенных торфяников, в них необходимо проводить тщательный сбор растительных остатков (шишки, плоды, семена растений, обломки древесины).
Для эффективного ведения поисковых и разведочных работ необходимы организация быстрейшей обработки проб и анализ полученных результатов.
2.6.2. Документация шурфов
Шурфы документируют по мере проходки, а при опробовании - в процессе отбора и промывки проб. В процессе ведения разведочных работ и по их завершении составляется следующая документация: полевая книжка проходки шурфов, журналы документации шурфов, полевая книжка отбора и промывки проб, промывочные журналы, зарисовки стенок и полотна шурфов, геологические разрезы по разведочным линиям.
Полевая книжка проходки шурфов - первичный документ шурфовочной разведки. Все записи делают на месте простым карандашом или шариковой ручкой. Графы заполняют с указанием исполнителя и руководителя. Шурфы в разведочной линии документируют по порядку проходки, каждый отдельно и непрерывно до полной добивки шурфов. Книжку ведут ежедневно в строгом соответствии с интервалами углубки, которые замеряют в присутствии проходчиков специально размеченной рейкой или рулеткой. Глубина шурфа должна строго соответствовать количеству и номерам выложенных «проходок». Следует тщательно описывать литологический состав, зарисовывать полотно (забой) каждого шурфа при его добивке, замерять элементы залегания коренных пород, описывать текстуру и структуру пород, отбирать пробы из рудных образований. Зарисовку следует ориентировать.
Журнал документации шурфов составляется в камеральных условиях на основании полевой книжки геологом участка или техником-геологом. Заполняют все графы за исключением результатов опробования, массы металла, сопутствующих полезных компонентов и подсчета среднего содержания по проходкам, пласту и на массу, то есть кроме тех граф, которые заполняются после проведения лабораторного взвешивания металла. В случае остановки недобитого шурфа составляется акт. При проходке шурфов с проморозкой к журналу прикладывают графики проморозки. После добивки шурфа журналы документации направляют в камеральную группу, где заполняют все остальные графы. Журналы обязательно подписывают ответственные лица, указанные на бланке.
Полевую книжку отбора и промывки проб заполняют на месте работ с указанием в ней названия ручья, номера линии, шурфа, «проходки», количества отобранных на промывку из «проходки» ендовок, характеристики породы, процента валунистости (каменистости), физического состояния породы, даты отбора проб, вида опробования; должность и фамилию проводившего опробование. На месте промывки проб документируют количество промытых ендовок и визуально определяемый результат промывки. Записи ведут простым карандашом или шариковой ручкой: при отсутствии металла - «пс», при наличии отдельных мелких знаков - «зн», при наличии весового металла - 5, 10,..., 100 мг и т.д.
Если последняя проходка коренных пород в шурфе не содержит металла, в полевой книжке делают отметку «Шурф добит», в противном случае ставят в известность руководителя шурфовочных работ для принятия мер.
На основании записей в полевой книжке отбора и промывки проб составляют промывочные журналы. В них заполняют все графы за исключением графы «Лабораторная масса».
На каждый шурф и на каждый вид опробования составляют отдельные промывочные журналы с четкой надписью в правом верхнем углу: «Оперативное», «Основное», «Контрольное».
Записи производят по «проходкам», а в конце представляют суммарное количество промытых ендовок, «проходок» и капсюлей.
Промывочный журнал подписывает руководитель промывочной бригады и промывальщик, производивший доводку. Промывочные журналы и капсюли промывочных проб на полностью опробованные шурфы пересылают на базу партии (экспедиции) с сопроводительной на имя главного (старшего) геолога.
2.6.3. Документация подземных выработок и траншей
Первичная геологическая документация включает в себя: полевую книжку проходки шурфов, шахт; полевой альбом документации траншей, рассечек, восстающих, гезенков; полевую книжку отбора и промывки проб из шурфов, шахт, траншей, рассечек и др.; журнал документации шурфов, шахт, бороздовых проб из траншей, рассечек, гезенков и восстающих; промывочные журналы; план опробования масштаба 1:500 (возможны 1:1000, 1:2000).
В полевых книжках проходки шурфов с рассечками и шахт ведут зарисовки и описание ствола шурфа или шахты. Документацию наклонных стволов ведут в проекции на вертикальную плоскость.
По стенкам стволов зарисовывают вскрытые отложения, отображают их литологический состав, слоистость, границы различных генетических типов рыхлых отложений, их физическое состояние (талики и мерзлота), границы водоносных отложений и сушенцов, а также характер границ рыхлых отложений и коренных пород, элементы залегания.
При описании литологических типов рыхлых отложений и коренных пород указывают их цвет, уплотненность и цементацию, гранулометрический состав, форму и окатанность обломочного материала, минеральный и петрографический состав, слоистость, растительные и животные остатки, рельеф поверхности и состав коренных пород плотика, характер разрушенной части плотика, отмечают проявления рудной минерализации, минерализованные дайки, жилы, зоны дробления и измененных пород, места взятия рудных проб.
Документацию траншей и рассечек ведут в полевом альбоме документации. На зарисовке указывается номер линии, номер траншеи, рассечки, азимут выработок, горизонтальный и вертикальный масштаб зарисовки, шкала абсолютных или относительных отметок по вертикали.
Зарисовывается нижняя по течению опробуемая стенка и полотно выработки в масштабах: горизонтальный - 1:500 (возможны 1:1000, 1:2000), вертикальный - 1:50. Во избежание больших разрывов между стенкой и полотном на рисунке полотно располагают параллельно нижней границе стенки.
Зарисовку траншей, рассечек, гезенков и восстающих делают простым карандашом по мере их проходки.
На зарисовках выработок отмечают места отбора проб, интервалы опробования и номера проб.
Описание рыхлых отложений по выработкам производится сверху вниз и слева направо и привязывается по вертикали к глубине от поверхности, а по горизонтали - к началу выработки слева, при этом требования к полноте зарисовок и геологической документации остаются теми же, что и при документации шахт (изложены выше).
Полевую книжку опробования ведут на месте отбора проб и их промывки. Регистрируют отбираемые и промываемые пробы, визуальное определение результатов промывки и все виды опробования - лункового, бороздового, валового и рудного. Форма полевой книжки единая на траншеях, шурфах и подземных выработках. На основании полевой книжки опробования выписывают промывочные журналы отдельно на каждый вид опробования, которые вместе с закапсюлированными шлихами отправляют в лабораторию.
При опробовании и промывке каждую пробу документируют отдельной строкой, результаты выносят на зарисовку.
По результатам опробования определяют промышленную часть россыпи, и контур ее выносят на зарисовку. По зарисовкам составляют планы опробования подземных выработок на инструментальной основе обычно масштаба 1:500, где показывают все разведочные выработки, места отбора, параметры бороздовых и валовых проб.
2.6.4. Сводная геологическая документация
Сводная геологическая документация: различные карты (обзорная, геологическая, геоморфологическая, полезных ископаемых или разведанности, рельефа и геологии плотика, распределения полезных ископаемых в россыпи, технологические и другие специальные карты), планы разведочных работ и блокировки россыпей, продольные и поперечные геологические разрезы и т.п. составляются в соответствии с требованиями «Инструкции» [26].
Для получения представления о строении месторождения и его пространственном положении составляют поперечные и продольные геологические разрезы, построенные на инструментальной основе обычно в масштабе 1:1000-1:2000 (горизонтальный) и 1:100-1:200 (вертикальный). Продольные разрезы составляют в масштабах, удобных для пользования.
На разрезах показывают: профиль долины и ее склоны (поперечные разрезы), литологические, фациальные, а при возможности, и возрастные разновидности рыхлых отложений, распределение металла по разрезу, контур промышленной россыпи, мерзлотно-гидрогеологические данные и разведочные выработки. Разрезы строятся маркшейдером (каркас) и старшим техником-геологом или геологом камеральной группы (геологическая нагрузка) по данным шурфовочных и буровых журналов или альбома документации траншеи или подземных сечений. Для построения разрезов используют те же условные обозначения, что и для зарисовок выработок. Продольные разрезы поставляют либо на отдельные участки россыпи, либо на всю россыпь. При составлении разрезов, помимо журналов, используют рабочие геологические разрезы, составленные на участках. Все эти разрезы, являющиеся иллюстративной графикой, выполняются на миллиметровке.
Поперечные геологические разрезы иллюстрируют строение долин и поведение россыпи, что дает возможность определить добитость выработок, необходимость «прирезки» линий, то есть проходки дополнительных выработок влево или вправо для пересечения и оконтуривания россыпи.
Разведочные планы и планы блокировки россыпи составляют с целью наиболее эффективного проведения разведочных работ и подсчета запасов, а также для проектирования и контроля работ.
Планы составляют на основе топографической съемки масштаба 1:2000 и вычерчивают на ватмане. Для оперативного подсчета запасов и направления геологоразведочных работ допускается использование планов масштаба 1:5000. Если разведочные работы опережают топографическую съемку, изготавливаются схематические планы с имеющихся топографических карт или аэрофотоснимков.
Разведочные планы и схемы систематически пополняются. Кроме новых разведочных выработок, результатов опробования и подсчетных контуров на планы и схемы выносятся основные элементы геоморфологического строения долин.
Нa инструментальные планы блокировки россыпи выносят окончательные результаты опробования и окончательный вариант оконтуривания россыпи.
Для получения полного представления о строении месторождения составляются карты, характеризующие распределение полезных компонентов в россыпи, вертикальных запасов, крупности (гидрокрупности) зерен полезных компонентов, пробности и др. Информации выносится в изолиниях путем усреднения или принятия наиболее характерных показателей по выработкам. Карты вычерчиваются в масштабах, удобных для наглядной характеристики особенностей строения месторождений (1:2000-1:10000).
Для промышленных россыпей составляются карты рельефа плотика и масштабах 1:5000-1:25000 по геофизическим и разведочным данным. Эти карты используются при выборе направления геологоразведочных работ и проектирования горно-эксплуатационных работ.
Составляются и постоянно пополняются карты россыпей в масштабе 1:25000 и карты металлоносное - 1:100000, согласно действующим рекомендациям и руководствам.
На выявленные месторождения необходимо составлять кадастры по установленной форме.
2.7. КОНТРОЛЬНО-РЕВИЗИОННЫЕ РАБОТЫ
Ревизию старых геолого-поисковых и разведочных работ проводят с целью выявления ранее пропущенных месторождений в хорошо изученных районах и возможного расширения границ уже разведанных россыпей.
Уточняются геоморфологические карты, карты металлоносности (1:100000) и карты россыпей (1:25000). Для этого дополнительно проводят углубленное дешифрирование крупномасштабных (1:15000-1:17000) аэрофотоснимков, морфометрические, литолого-стратиграфические и структурно-тектонические исследования.
В процессе анализа поисковых и разведочных работ важным является определение полноты и завершенности работ по объекту, добитости разведочных выработок, полноты пересечения разведочными линиями всех геоморфологических элементов долин и рыхлых отложений на всю их мощность, объективности и качества опробования, точности подсчета средних параметров по выработкам. Для установления этих данных организуют полевые ревизионные работы путем проведения геоморфологических и поисковых маршрутов с ревизионным опробованием (при возможности) горных выработок. Все разведочные линии и выработки выносят на топографические карты или аэрофотоснимки, определяют качество и завершенность проведенных работ.
Полноту пересечения разведочными линиями всех геоморфологических элементов и добитость выработок определяют обследованием линий и выработок на местности, а в сложных долинах, помимо этого, - с помощью дешифрирования аэрофотоснимков и построения разрезов. Добитость выработок определяется путем изучения литологического состава и характера отложений по сохранившимся «проходкам» из шурфов и скважин, отвалам и сливам шлама.
Контрольно-ревизионное опробование проводят по разработанной схеме, составленной, но ревизии первичной документации. В зависимости от результатов основного опробования, вызывающих сомнения, намечаются выработки, подлежащие ревизионному опробованию. В скважинах опробуются сливы около устья и гале-эфельные отвалы. Полученные результаты сличают с первичными, при резком их несоответствии пытаются установить причины расхождений. В зависимости от результатов ревизионного опробования и всей ревизии объекта в целом намечаются повторные поисковые работы по другой методике или новому способу разведки.
В итоге ревизии дается новая или уточняется существующая оценка промышленных перспектив россыпной металлоносности, разрабатывается направление геологоразведочных работ, рекомендуются способы разведки и густота разведочной сети, намечаются сроки выполнения работ.