Что такое геология и разведка месторождений полезных ископаемых?

Разведка полезных ископаемых: как ведут геологоразведочные работы

Цели и основные направления геологоразведки

Геологоразведочные работы — это мероприятия, направленные на выявление и подготовку к освоению в промышленных масштабах месторождений полезных ископаемых. В процессе выполнения таких работ в том числе изучается размещение пластов ископаемых, условия их образования и состав. Кроме того, изучаются компоненты, сопровождающие залежи полезных ископаемых, в том числе редкие металлы, попутный газ, сера и т. д., выясняется возможность их извлечения или же утилизации.

Геологоразведка сопряжена с анализом условий природы и климата в районах работ, социально-экономических предпосылок для реализации конкретных проектов. Она предусматривает изучение возможных способов добычи ископаемых при условии рациональной эксплуатации блоков и минимизации возможного вреда окружающей среде. Результатами осуществления работ по геологоразведке является расчёт и утверждение запасов полезных ископаемых, оценка их количественных ресурсов, в том числе прогнозная.

В случае, если залежи полезных ископаемых получают положительную оценку в результате поисково-оценочных мероприятий, проводится непосредственно разведка открытого месторождения. В её ходе выясняются геологическое строение участка, размеры, условия залегания и пространственное расположение залежей. Кроме того, вычисляются качество и количество ископаемых, технологические факторы, которые будут определять условия эксплуатации блока.

Сейсмическая, электрическая и гравитационная разведка

Одним из самых эффективных и популярных методов первичных геологических исследований месторождений, в основном залежей нефти и газа, является сейсморазведка. Её принцип базируется на регистрации сейсмических волн, которые создаются искусственным путём при помощи специального источника волн, в роли которого обычно выступает взрывчатка. Тротил размещается в неглубоких скважинах. Для инициирования как продолжительных, так и коротких импульсных колебаний могут применяться автомобильные вибраторы.

Вибрационная установка Nomad-65

С помощью источника в породе создаётся избыточное давление и распространяются колебания периодического типа. Эти волны наталкиваются на слои с разными показателями упругости, после чего меняют не только направление, но и амплитуду, а также создают новые колебания. По пути следования волн размещаются датчики-приёмники, которые фиксируют колебания и передают операторам полученные сигналы. Сейсмокомплексы представляют собой типовые системы, в состав которых входит один источник и до 300 приёмников, расположенных через 25–50 метров друг от друга. Если оператор правильно выбирает схему, это позволяет исследователям получать необходимую информацию без избыточных затрат.

Сейсмическая разведка: 1 — передающая система; 2 — приёмная система; 3 — сейсмоприёмники; 4 — сейсмическая волна; 5 — отражённая сейсмическая волна; 6 — нефтеносный пласт

В зависимости от того, как расположены друг относительно друга источники и приёмники колебаний, различают такие виды сейсморазведки:

• совмещённые источник и приёмник — 1D;
• расположение источника и приёмников на одной линии — 2D;
• расстановка приёмников на параллельных линиях по площади участка — 3D;
• периодическое повторение 3D-разведки при разработке месторождения — 4D.

После регистрации и записи колебаний проводится их анализ с целью определения особенностей распространения и свойств волн. В частности, извлекается геологическая информация о границах сейсмики. Полученные сейсмограммы требуют серьёзной обработки, поскольку они в условиях полевых работ обычно включают помехи. Что касается полезных волн, то они зачастую сложны для интерпретации. Для анализа данных применяется современная компьютерная техника.

Сигналы усиливаются, фильтруются, очищаются от нежелательных колебаний и конвертируются в цифровой формат, после чего поступают на сейсмостанцию для наблюдений. По результатам обработки геологи получают материал для дальнейшего толкования. Если на полученных геологических разрезах идентифицируются аномальные зоны распространения волн, то, как правило, это является свидетельством наличия залежей полезных ископаемых.

При наличии значительного преимущества — высокой точности измерений, сейсморазведка обладает рядом существенных недостатков. В частности, геологи не в состоянии определить качество залежей полезных ископаемых, не могут применять сейсморазведку на сложном рельефе местности. Кроме того, при наличии солевых горизонтов такая разведка неэффективна. Применение взрывчатки, в свою очередь, может негативно влиять на экосистему исследуемого района.

Закладка взрывного источника сейсмических колебаний

Ещё одним популярным видом геологоразведки является разведка электрическая. Данное направление включает способы исследования недр, которые применяются для изучения как верхних слоёв породы, так и для глубинной разведки. В свою очередь, они делятся на две большие группы.

Методы электрической разведки:

• Индукционные методы.
• Методы сопротивлений.

Исследование недр индукционными методами предусматривает создание электромагнитного поля за счёт эффекта магнитной индукции под влиянием переменного электрического поля или же магнитного поля. При обладании информацией о параметрах источника поля оператор может свободно измерить магнитные и электрические составляющие индуцированного поля и, следовательно, восстановить параметры среды их возникновения.

В свою очередь, методы сопротивлений основываются на пропускании через грунт электродов с постоянным током. Измеряется напряжение, которое вызвано данным током, поступающее от первой ко второй группе электродов. При наличии информации о напряжении и силе тока можно вычислить показатель сопротивления среды, через которую пропускается электричество. Благодаря конфигурации электродов точно устанавливается участок пространства, в которой меняется сопротивление.

Принципиальная схема электроразведки методами сопротивлений: 1 — питающая линия; 2 — измерительная линия; 3 — измерительные заземления; 4 — питающие заземления; 5 — область исследования; 6 — линии тока

Электроразведочная станция для вертикального электрического зондирования

Поиск возможных залежей полезных ископаемых производится в том числе способом гравитационной разведки. Он основан на принципе измерения показателя ускорения свободного падения. Последнее зависит не только от параметров планеты в целом, но и от аномальной плотности пород в районах поисков. Таким образом, неоднородность плотности подземных горизонтов легко вычисляется в гравитационном поле.

Поиск залежей твёрдых ископаемых

Хотя конкретные способы разведки месторождений зависят от возможности применения определённых технических средств в конкретных условиях, для выявления залежей твёрдых полезных ископаемых (руд, минералов и т. д.) соответствующие мероприятия, как правило, проводятся в шесть типовых стадий:

1. Геофизические и геолого-съёмочные работы. Данный этап включает исследование крупных геологических структур, в которых, вероятно, присутствуют полезные ископаемые. Перспективные площадки по завершению данной стадии передаются на специализированные поисковые работы.

2. Поиск месторождений. Геологи работают над обнаружением запасов определённых видов полезных ископаемых. Работы осуществляются в несколько промежуточных этапов. Вначале проводится поиск общего характера с целью выявления границ зоны потенциального размещения ископаемых. После этого обустраиваются горные выработки или скважины для выполнения структурно-геологических исследований. По результатам оценивается потенциальное промышленное значение месторождений. Если исследования оказались продуктивными, в этом случае осуществляется подсчёт ресурсов в категории C2. Составляются прогнозы добычи в количественном плане, а также разрабатывается технико-экономическое обоснование (ТЭО) продолжения геологоразведки.

3. Предварительная разведка. Геологи определяют промышленное значение участка, параметры месторождения, технологические свойства и размеры формаций полезных ископаемых, условия залегания. Составляется предварительная характеристика условий освоения блока. Результатами этой работы являются расчёт запасов не только в категории C2, но и C1, а также ТЭО на проведение детальной разведки. На этапе предварительной разведки применяется бурение (глубокое, колонковое или ударно-канатное). При изучении месторождений цветных металлов обустраиваются штольни, небольшие шахты, шурфы с целью отбора проб.

4. Детальная разведка. Данный этап работ проводится исключительно на участках с доказанной промышленной ценностью запасов. Осуществляется дополнительный подсчёт запасов в категориях A и B. По завершению этого этапа должны быть собраны данные, достаточные для начала промышленной эксплуатации месторождения согласно требованиям к изученности исследуемой зоны, в соответствии с классификацией запасов и прогнозными ресурсами.

5. Доразведка. Проводится на участках, которые были в недостаточной степени изучены на предыдущих этапах работы. Кроме того, она осуществляется в пределах флангов, обособленных участков, в глубоких горизонтах горных отводов. На этой стадии проводится последовательный перевод ресурсов из категорий C1 и C2 в более высокие классы, подсчитываются новые выявленные запасы. На ряде объектов при этом строятся глубокие шахты как разведочного, так и эксплуатационно-разведочного назначения.

6. Эксплуатационная разведка. Такой вид разведки проводится одновременно с проходческой работой, направленной на подготовку выработок. Мероприятия по разведке реализуются до момента начала очистных работ с целью обеспечения добычи на текущем этапе, а именно для уточнения информации о залежах, полученной на стадиях детальной разведки. Речь идёт о данных относительно качества, условий залегания, строения и морфологии пластов. На этапе эксплуатационной разведки проходка вертикальных, горизонтальных и наклонных выработок является основным методом работ. Кроме того, возможно обустройство перфораторных — безкерновых — или же колонковых скважин для получения керна.

Особенности разведки нефтегазовых месторождений

Специфика геологоразведки нефтегазовых месторождений обусловлена особенностями залегания и природными свойствами этих полезных ископаемых. Отличительной чертой нефти и газа является то, что их залежи находятся обычно в одних и тех же районах. Газ может быть как растворён в нефти, так и образовывать газовые шапки в верхней части пространства, занимаемого «чёрным золотом».

Накопление углеводородного сырья происходит в осадочных оболочках планеты. В общей сложности в мире выявлено порядка шести сотен нефтегазоносных бассейнов. Нефть и газ находятся на глубинах от одного до нескольких километров и распределены по микроскопическим пустотам. Около 85% запасов сконцентрированы в алевритовых песчаных породах с глиняной прослойкой, остальные ресурсы — в породах карбонатного типа. Огромны запасы шельфовых месторождений, однако степень их изученности крайне мала. Пронедра писали ранее, что, по данным Минприроды, более 90% площади арктического шельфа не разведаны.

Геологические экспедиции, которые занимаются изучением нефтегазовых месторождений, выполняют комплекс работ по исследованию структуры блоков, выделению продуктивных пластов, вычислению предполагаемых дебитов нефти, газа и конденсата, давления в залежах. Все эти данные используются для составления проектов эксплуатационных работ, а также для расчётных обоснований промышленной разработки участков.

Стартует геологоразведка по стандартной схеме — со съёмки и составления геологических карт. В дальнейшем применяется гравитационная разведка. Выявление запасов по данной методике обусловлено отличительной особенность пород, насыщенных нефтью и газом — их плотность меньше, соответственно, и меньшим будет ускорение свободного падения. Нефтегазовые ресурсы выявляются в том числе с применением специфической аэромагнитной разведки, направленной на выявление антиклиналей — геологических ловушек для углеводородов мигрирующего характера на глубинах до семи километров.

Аэромагнитная съёмка выполняется с помощью магнитометров, расположенных в хвостовом коке самолёта

Особенностью же проведения сейсморазведки является то, что такой вид исследования при поиске нефтегазовых запасов осуществляется не только для выявления залежей, но и с целью определения оптимальных мест для бурения скважин разведочного назначения. Одним из эффективных методов обнаружения ресурсов «чёрного золота» и «голубого топлива» является низкочастотное сейсмическое зондирование. Данный способ основан на анализе аномального изменения спектра естественного сейсмического фона в районе размещения залежей на частотах до 10 герц.

Оборудование для сейсморазведки

Нефть и газ также выявляются при помощи методики геохимической разведки. Геологи анализируют состав подземных вод на предмет содержания органических компонентов и газов. Рост концентрации таких элементов в единице объёма пробы воды может указывать на близость пласта. Тем не менее, самым достоверным и эффективным способом разведки углеводородов в настоящее время является непосредственное бурение скважины для выявления степени достаточности их объёмов для промышленного освоения месторождения. В среднем только в трети случаев после бурения обнаруживаются такие запасы.

Бурение разведочной скважины «Шахринав-1п», Таджикистан

В современной России геологоразведка нефтегазовых ресурсов производится не только с целью немедленной разработки конкретных блоков, но и для общего прироста количества углеводородов в соответствии с требованиями Энергетической стратегии, рассчитанной до 2020 года. Напомним, что, по мнению Владимира Путина, геологоразведка крайне важна для экономики России. Открытие и изучение новых месторождений — это работа на перспективу, поскольку выявленные ресурсы фактически являются сырьевым вкладом в будущее страны.

* Новости рассылаются в виде подборок каждую неделю

Разведка месторождений полезных ископаемых

Разведка месторождений полезных ископаемых (геологоразведка) — совокупность исследований и работ, осуществляемых с целью выявления и оценки запасов полезных ископаемых. В ходе геологической разведки выявляются следующие параметры залежей полезных ископаемых:

• геологическое строение месторождения полезных ископаемых;
• пространственное расположение, условия залегания, формы, размеры и строение залежей;
• количество и качество полезных ископаемых;
• технологические свойства залежей и факторы, определяющие условия эксплуатации месторождения.

Геологоразведка в России

В России финансирование геологоразведки осуществляется как за счет бюджетных средств, так и частными компаниями. В 2009 году объём бюджетного финансирования геологической разведки составил 18 931 млн руб. (в 2008 году — 21 975 млн руб.). По углеводородному сырью в 2009 году было всего разведано месторождений на 620 млн т, в 2008 году — на 589 млн т. [1]

Примечания

1. ↑Юлия Говорун. «Нельзя продать — и забыть», — Юрий Трутнев, министр природных ресурсов и экологии // Ведомости, № 14 (2532), 28 января 2010

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Разведка месторождений полезных ископаемых» в других словарях:

разведка месторождений полезных ископаемых — совокупность работ для выявления и геолого экономической оценки запасов минерального сырья в недрах. Состоит из трёх главных стадий: предварительной, детальной и эксплуатационной … Энциклопедический словарь

Геологическая разведка месторождений полезных ископаемых — Геологической разведкой месторождений полезных ископаемых признается проведение работ на поверхности и в недрах земли с целью установления качественных и количественных характеристик запасов полезных ископаемых, в том числе их технологических… … Официальная терминология

Оконтуривание месторождений полезных ископаемых — определение формы залегания месторождений полезных ископаемых и границ их распространения, а также выделение внутри месторождений участков с различным качеством минерального сырья. О. м. п. и. является важнейшей операцией подсчёта запасов … Большая советская энциклопедия

Поиски месторождений полезных ископаемых — (a. mineral deposits prospecting; н. Aufsuchen, Erschurfen, Prospektieren; ф. recherche de gisements, prospection miniere; и. prospecciones de yacimientos de minerales, exploraciones de fociles utiles) комплекс геологоразведочных работ,… … Геологическая энциклопедия

РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ — РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, процесс извлечения полезных ископаемых или строительных материалов из недр Земли. Включает подземные, наземные и подводные технологии. Под разработкой месторождений подразумевается прежде всего… … Научно-технический энциклопедический словарь

Разведка месторождений — полезных ископаемых, совокупность геологоразведочных работ и связанных с ними исследований, проводимых для выявления и геолого экономической оценки запасов минерального сырья в недрах. По данным разведки выясняются: геологическое строение … Большая советская энциклопедия

РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ — полезных ископаемых совокупность работ для выявления и геолого экономической оценки запасов минерального сырья в недрах. Состоит из трех главных стадий: предварительной, детальной и эксплуатационной … Большой Энциклопедический словарь

Разведка месторождений — твёрдых полезных ископаемыx (a. mineral exploration; н. Prospektion der Mineralienlagerstatten, Erkundung der festen Bodenschatze; ф. prospection des gisements mineraux, exploration des gites mineraux; и. prospeccion de yacimientos de… … Геологическая энциклопедия

РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ — полезных ископаемых, совокупность работ для выявления и геолого экономической оценки запасов минерального сырья в недрах. Состоит из трех главных стадий: предварительной, детальной (см. ДЕТАЛЬНАЯ РАЗВЕДКА) и эксплуатационной (см. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ … Энциклопедический словарь

РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ — полезных ископаемых комплекс работ, проводимых с целью выявления геол. строения месторождения, кол ва, качества и распределения запасов минер. сырья в недрах, горно технич. условий эксплуатации, а также разработки схемы обогащения руд и химико… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Курсы по программе «Геологическая съемка, разведка и поиски месторождений полезных ископаемых»

В настоящее время человечество находится в большой зависимости от множества видов полезных ископаемых. Сырье, добываемое из недр, используется во многих областях жизни человеческого общества. Полезные ископаемые необходимы для функционирования таких отраслей промышленности, как цветная и черная металлургия, химическая промышленность, теплоэнергетика, топливная промышленность, строительное дело, сельскохозяйственные удобрения и др. Даже разработка современных электронных приборов невозможна без использования некоторых редких металлов и минералов.

Таким образом, можно говорить, что добыча полезных ископаемых является актуальным и очень востребованным видом хозяйственной деятельности. В настоящее время добывается множество различных видов полезных ископаемые – горючие, рудные, минеральные. Но независимо от вида сырья, его добычи предшествует широкий комплекс мероприятий направленных на поиск и разведку месторождения.

Поиск полезных ископаемых

Поисковые геологические работы – это комплекс геологических исследований, направленных на выявление перспективных, в промышленном плане, скоплений полезных ископаемых. Поиск предполагает широкий список работ и методов, применяемых для значительных площадей территории, с потенциалом нахождения полезных ресурсов. Поисковые работы ведутся на территориях, имеющих необходимые геологические, геохимические, геоморфологические и другие предпосылки к формированию залежей полезных ископаемых. Можно выделить несколько основных этапов поиска:

Общие поиски, в рамках которых проводится мелкомасштабная и среднемасштабная геологическая съемка, применяется комплекс геохимических и геофизических методов, используется аэрофото- и космоснимки и другие методы, необходимые для выявления крупных площадей (бассейнов, рудных узлов и т.д.) имеющих перспективы наличия полезных ископаемых.

Поисковые работы – работы, направленные на поиск конкретных месторождений на перспективных площадях. В процессе поисковых работ проводится более детальная геологическая съемка (масштаба 1:10 000, 1:5 000), применяется бурение, шурфовка, проходка горных выработок.

Поисково-оценочные работы, проводятся на участках, выявленных на стадии поисковых работ, более значительный упор делается на горные выроботки, бурение, на определение выгодных для разработки месторождений, и отсеивание нерентабельных.

Разведка полезных ископаемых

Целью разведки является определение объемов и промышленного значения залежей, получивших положительную оценку при поисковых работах. В рамках производства разведочных работ широко применяется бурение (ударно-канатное, колонковое, шнековое, ручное), опорные шурфовочные линии и канавные работы, шлиховые работы. В настоящее время активно используются геофизические и геохимические методы. В ходе разведки определяется глубина залегания, геометрические формы и другие параметры залегания полезных ископаемых. Изучаются возможные риски связанные с местными особенностями рельефа, геологического строения и климатических условий.

Геологическая съемка

Комплекс работ и исследований направленный на составление разномасштабных геологических карт. Геологическая съемка — один из основных методов в геологии. Производится на всех этапах поиска и разведки полезных ископаемых. Для составления геологических карт местности используются архивные материалы, аэрофото- и космоснимки, анализ рельефа, отбор образцов горных пород, бурение и шурфовка.

Геологическая съемка делится на несколько видов по масштабу составляемых карт, выбор масштаба съемки зависит от конечной цели и назначения картографического материала. Можно выделить следующие основные масштабы съемки:

Мелкомасштабная (1:1 000 000, 1:500 000).

Среднемасштабная (1: 200 000, 1:100 000).

Мелкомасштабная (1:50 000, 1: 20 000).

Детальная (1:10 000 и подробнее).

Составление геологических карт требует знания широкой теоретической геологической базы, знания основ топографии и морфометрии рельефа. Умение использовать геологические методы и технические средства.

Дистанционное обучение геологии и горному делу

Межрегиональная академия дополнительного профессионального образования (МАДПО) проводит набор на учебные курсы по специальности «геология и горное дело», по программе «Геологическая съемка, разведка и поиски месторождений полезных ископаемых». Обучение по данной программе позволит овладеть всеми необходимыми знаниями и навыками, чтобы выполнять весь список полевых и камеральных мероприятий, необходимых для работы в области поисков и добычи полезных ископаемых. Обучение проводится на базе полного высшего или специального среднего образования, на выбор слушателя доступны два направления обучения – курсы профессиональной переподготовки (переквалификации) и курсы повышения квалификации. Для учащихся доступно аудиторное обучение и дистанционные курсы.

Профессиональная переподготовка (переквалификация)

Курсы профессиональной переподготовки дадут возможность бакалаврам и специалистам, занятым в близких областях (геология, география, геоморфология, горное дело и др.) овладеть необходимой методической базой, теоретическими аспектами и практическими навыками для успешного приложения своих профессиональных умений в сфере разведки и поиска месторождений. Продолжительность обучения составляет 252-520 часов, в зависимости от начального уровня слушателя. По инженерным специальностям длительность курса может составлять до 1000 академических часов. Курс можно пройти как очно, так и дистанционно. После прохождения курса и сдачи экзамена выдается диплом установленного образца.

Курсы повышения квалификации

Курсы повышения квалификации для слушателей, уже занятых в области геологии и горного дела позволят овладеть новейшими техническими средствами, программным обеспечением и повысить уровень теоретической подготовки, обеспечив высокую конкурентоспособность на рынке труда. Получить дополнительное образование в направлении поиска и разведки ресурсов можно в форме очного или дистанционного обучения. Продолжительность курса 72-140 академических часов. После успешного освоения учебной программы и прохождения итоговой аттестации выдается удостоверение установленного образца.

Геология и разведка месторождений полезных ископаемых

Этап разведки месторождений полезных ископаемых подразделяется на три стадии:

1) предварительная разведка;

2) детальная разведка;

3) эксплуатационная разведка.

Это подразделение разведочного этапа на стадии непосредственно вытекает из первого принципа разведки — последовательных приближений.

Предварительная разведка преследует цели выяснения общих размеров месторождения и получения приближенного представления о форме, размерах и качестве основных тел полезного ископаемого, составляющих сложное месторождение. В эту стадию завершается детальное изучение поверхности месторождения на основе уточнения крупномасштабной геологической карты.

Если на поисково-разведочной стадии поискового этапа геологическая съемка нередко ведется на глазомерной или полуинструментальной основе, то к началу предварительной разведки необходимо иметь достаточно точную геологическую карту масштаба 1 : 10 ООО — 1 : 5000, составленную на инструментальной топографической основе. В соответствии с этой картой направляются первые разведочные работы. На стадии предварительной разведки разведочные выработки задаются уже по определенной системе и некоторые из них доводятся до большой глубины.

Для освещения глубоких горизонтов месторождения и фиксации нижней границы оруденения часто бывает целесообразно до начала постепенного разбуривания месторождения сразу же пройти одну- две скважины до глубины, где предполагается наличие полезно! о ископаемого, это дает возможность перевести запасы данного месторождения или рудного тела в категорию С2 или Сх (в зависимости от типа месторождения).

Разведочные выработки целесообразно наносить одновременно на имеющуюся карту рудного поля и на новую топографическую основу масштаба 1 : 2000—1 : 1000 (редко 1 : 5000 или 1 : 500).

Все эти предварительные разведочные мероприятия дают возможность с большей или меньшей степенью достоверности определить размеры месторождения (его общий «масштаб»), элементы залегания рудных тел, особенности вмещающих пород; а также приблизительно выяснить качество полезного ископаемого, а иногда и выделить основные природные типы руд. На основании данных пред- верительной разведки месторождения выбираются участки для последующей детальной разведки. Если разведывается очень крупное месторождение, то перспективные участки под детальную разведку первой очереди составляют небольшую часть всего месторождения. Мелкие же месторождения обычно целиком переходят в стадию детальной разведки.

По результатам предварительной разведки производится подсчет запасов и составляется технико-экономический доклад (ТЭД), содержащий надежную промышленную оценку месторождения.

Детальная разведка производится только в том случае, если месторождение должно эксплуатироваться в ближайшие годы. Нет смысла вкладывать значительно большие по сравнению с предварительной разведкой средства в объект, промышленное освоение которого откладывается на неопределенное время.

На стадии детальной разведки с высокой степенью точности обрисовываются контуры каждого тела полезного ископаемого и выявляются его элементы залегания с учетом всех возможных изменений, вызванных складчатыми и разрывными нарушениями; резуль- !аты исследований наносятся на карту, составленную на стадии предварительной разведки в масштабе от 1 : 2000 до 1 : 500 (в зависимости от размеров и сложности месторождения).

На стадии детальной разведки производится пространственное расчленение месторождения по природным типам и промышленным сортам полезного ископаемого на основании установленных промышленных условий (кондиций). В связи с этим, помимо химических анализов и минералогических исследований полезного ископаемого, производятся испытания технологических свойств каждого его сорта. Вопросы водоносности участка месторождения, физических свойств вмещающих горных пород и другие горнотехнические вопросы, выясненные в стадию предварительной разведки только приблизительно, при детальной разведке должны быть освещены на основе точных измерений и специальных исследований.

Естественно, что для получения разнообразных и достаточно точных сведений о месторождении в стадию детальной разведки приходится проводить новые разведочные выработки и, таким образом, уплотнять разведочную сеть особенно в наиболее сложных по геологическому строению участках и в местах наиболее богатых скоплений полезного ископаемого. Однако в этот период нужно проходить только те выработки, проходку которых нельзя отложить до стадии эксплуатационной разведки, так как они необходимы для составления проекта эксплуатации месторождения.

На основании детальной разведки уже значительно более точно подсчитываются запасы полезного ископаемого в блоках по сортам, выделенным пространственно на разведочных планах и разрезах.

По результатам детальной разведки, составляется технический проект эксплуатации месторождения. В зависимости от размеров месторождения оно может быть после детальной разведки передано для промышленного освоения или все целиком, или в случае очень крупных объектов — по частям. Следовательно, и технический проект разработки месторождения может быть общим или слагаться из нескольких частей.

При ведении детальных разведочных работ следует с самого начала поддерживать связь с проектной организацией. Это дает возможность своевременно учесть требования проектировщиков и тем самым избежать в дальнейшем дополнительных работ.

Эксплуатационная разведка начинается с момента организации добычи полезного ископаемого. Она пространственно и по времени немного опережает горноэксплуатационные работы, сопровождая разработку месторождения почти до ее окончания.

Разведка, производимая в процессе эксплуатации месторождения полезного ископаемого, отличается наибольшей точностью, так как сеть выработок, используемых разведчиком, в этот период наиболее густая; в их число, помимо прежних и новых разведочных выработок, входит множество горных подготовительных выработок: штреков, ортов, восстающих, рассечек. На стадии эксплуатационной разведки уточняется строение тел полезного ископаемого как в отношении их форм, так и в отношении границ, разделяющих сорта, а также мелкие тектонические нарушения и смещения. Разведочные работы и подземное геологическое картирование ведутся уже в масштабах от 1 : 500 до 1 : 100 на маркшейдерской основе, что позволяет заметить все необходимые и ранее неучтенные детали строения месторождения.

Все горнопроходческие вопросы и вопросы технологии переработки полезного ископаемого также подвергаются уточнению по отдельным, сравнительно небольшим участкам месторождения, определяемым границами какого-либо эксплуатационного участка. Устойчивость вмещающих пород уже рассматривается не вообще, а по каясдому данному блоку. Приток подземных вод изучается но вообще, а по данной шахте и т. д.

На основании эксплуатационной разведки подсчет запасов полезного ископаемого выполняется наиболее точно, с детализацией по отдельным мелким участкам (этажам, блокам, уступам), что позволяет вести систематический учет добытого и оставшегося в недрах полезного ископаемого по каждому эксплуатационному участку и по различным сортам. По данным эксплуатационной разведки ведется текущее производственное планирование добычи полезного ископаемого, направляются подготовительные и очистные выработки, составляется баланс запасов и добычи.

В практике геологоразведочных работ в одних случаях стадии разведки отчетливо отделяются друг от друга, в других — сливаются в непрерывную цепь разведочного процесса так, что трудно найти границу между предварительной и детальной разведкой (эксплуатационная разведка обычно довольно точно фиксируется во времени моментом начала добычи полезного ископаемого). Но ргак или иначе эти стадии существуют, и главный практический смысл 11 х разделения состоит в том, чтобы не допускать перехода к детальной разведке, связанной с затратой больших средств, не проведя предварительной разведки для отбраковки каких-либо частей месторождения или даже всего месторождения, оказавшегося непромышленным. Одним словом, детальная разведка отделена от предварительной составлением ТЭДа (технико-экономического доклада).

Некоторое исключение составляет разведка весьма капризных месторождений: мелких гнезд оптических минералов, драгоценных камней, платиноносных хромитов, редкометальных пегматитов и т. п. Эти месторождения потребовали бы для своей предварительной разведки сеть горных разведочных выработок почти такой же плотности, какая необходима для подготовки их к эксплуатации. Поэтому после стадии поисково-разведочных работ они сразу подвергаются эксплуатационной разведке, которая в то же время является предварительной и детальной. Допускаемый при этом риск излишних затрат на разведочно-эксплуатационные выработки обычно окупается ценностью полезного ископаемого. В некоторых случаях на менее капризных месторождениях детальная и эксплуатационная разведка также сливаются в одно целое.

Разведка месторождений полезных ископаемых

Конечная цель геологического изучения недр при поисках и разведке месторождений — выявление и оценка запасов полезных ископаемых. Необходимую для этого геологическую информацию получают в несколько последовательных этапов и стадий, представляющих собой единый геологоразведочный процесс:

Этап I – Работы общегеологического назначения (стадия 1 — региональное геологическое изучение недр);

Этап II – Поиски и оценка месторождения (стадия 2 – поисковые работы, стадия 3 – оценка месторождения);

Этап III – Разведка и освоение месторождения (стадия 4 – разведка месторождения, стадия 5 – эксплутационная разведка).

Региональное геологическое изучение недр производится с целью получения комплексной геологической информации, составляющей фундаментальную основу системного геологического изучения территории страны и прогнозирования полезных ископаемых в недрах.

Основными видами работ при этом являются ранжированные по масштабам (от 1:500000 и мелкие до 1:25000) геологические, гидрогеологические, гидрогеологические, инженерно-геологические, в т.ч. комплексные съемки, наземные и аэрогеофизическаие работы, а также широкий комплекс специализированных работ.

При поисках и оценке месторождений прогнозируются, выявляются и предварительно оцениваются месторождения полезных ископаемых с учетом геологических, экологических условий и технико-экономических показателей, подтверждающих пригодность их для рентабельного освоения.

В зависимости от сложности геологического строения территории и других условий поиски могут проводится в средних и крупных масштабах (1:100000 до 1:10000) с проходкой поисковых скважин и поверхностных горных выработок в сочетании с комплексом специальных исследований. Геолого-экономическая оценка выявленных объектов выполняется по укрупненным показателям; обосновывается целесообразность дальнейшего проведения работ.

Оценочные работы на месторождении включают геологическую съемку крупного масштаба, детальные минералого-петрографические, геофизические и геохимические исследования. Осуществляется вскрытие тел полезных ископаемых с поверхности канавами, шурфами, поисково-картированными скважинами. При глубоком залегании рудоносных структурно-вещественных комплексов бурят глубокие скважины, возможно применение подземных горных выработок. В скважинах выполняется комплекс гидрогеологических, инженерно-геологических, геокриологических и др. наблюдений и исследований в объемах достаточных для обоснования способа вскрытия и разработки месторождения, определения источников водоснабжения, возможных притоков в горные выработки и очистное пространство. Дается характеристика экологических условий производства добычных работ и оценка их влияния на природную среду. При этом используются соответствующие показатели отрабатываемых в районе и известных месторождений.

Геолого-экономическая оценка завершается составлением ТЭО промышленной ценности месторождения и рекомендациями по его дальнейшему изучению (разведки) и освоения. Отчет с результатами подсчета запасов, включая обоснование кондиций (ТЭО) представляется на государственную экспертизу. По результатам оценочных работ проводится конкурс или аукцион на предоставление лицензии на геологическое доизучение и добычу полезного ископаемого.

Геологоразведочные работы на этапе«Разведка и освоение месторождения» проводятся с целью детального изучения геологического строения месторождения и получения информации о количестве и качестве запасов, минеральном и химическом составе, его технологических свойствах и др. особенностями для обоснования решения о порядке и условиях вовлечения месторождения в промышленное освоение, а также о проектировании «строительства или реконструкции на его базе горного предприятия». Объемы и методы производства работ определяются недропользователем с соблюдением действующих стандартов и других условий, включенных в лицензию на право разведки и добычи полезного ископаемого.

По целям и совокупности решаемых задач разведочные работы подразделяются на:

— осуществляемые с целью получения информации для проектирования строительства или реконструкции горнодобывающего предприятия;

— проводимые в процессе освоения месторождения с целью расширения минерально-сырьевой базы горного предприятия (доразведка месторождения);

Последовательность и объемы разведочных работ, плотность разведочной сети, методы отбора проб определяются исходя из геологических особенностей месторождения с учетом возможностей горных, буровых и геофизических средств разведки. Выполняются работы по комплексной оценке запасов, залегающих совместно с основными, дается оценка возможных источников водоснабжения, разрабатываются схемы размещения объектов промышленного и гражданского назначения, природоохранные мероприятия.

ТЭО освоения месторождения, результаты геолого-экономической оценки, обоснование разведочных кондиций подлежат государственной экспертизе.

Эксплуатационная разведка проводится в течение всего периода освоения месторождения. Ее основными задачами являются уточнение контуров, вещественного состава и внутреннего строения тел полезного ископаемого, количества и качества запасов, уточнение гидрогеологических, горнотехнических и инженерно-геологических условий отработки по отдельным участкам, горизонтам и блокам.

В состав работ входят проходка специальных разведочных выработок, бурение скважин, опробование, геофизические исследования и др. На протяжении всего этапа ведется учет движения разведанных запасов с их пересчетом и списанием с баланса.

По целевому назначению она разделяется на опережающую и сопровождающую. Проводится эксплуатационная разведка геологической службой горного предприятия (см. раздел 6).

Конкретный перечень работ,выполняемых на каждой стадии, а, главное, их объемы, состав и методика выполнения зависят от цели, особенностей изучаемых месторождений и стадии работ.

В процессе поисково-оценочных работ и разведки В.М.Крейтером предложено решать три основные задачи: создание системы разрезов, опробование полезного ископаемого и оценочное сопоставление.

Разведочные геологические разрезы являются основным способом выяснения формы, внутреннего строения и условий залегания месторождения. Разрезы могут быть вертикальными и горизонтальными. Эффективным методом познания морфологических особенностей месторождений служит геометризация месторождений с помощью ЭВМ.

Опробование является единственным способом изучения качественных показателей полезного ископаемого (см. ниже).

Оценочное сопоставление представляет собой способ выявления возможностей и условий использования месторождения по данным разведки. Оно заключается в сравнении параметров разведуемого месторождения с параметрами других подобных, но уже освоенных месторождений.

Задачи разведки решаются с помощью технических средств, которые подразделяются на разведочные горные выработки, разведочные буровые скважины и геофизические работы.

Разведочные горные выработки (поверхностные и подземные) обеспечивают непосредственный доступ к полезному ископаемому.

Бурение скважин (выработок небольшого диаметра, но значительной глубины) по способу разрушения делится на вращательное, ударно-вращательное и ударное. Главным видом разведочного бурения является колонковое, позволяющее непосредственно (по керну) изучать полезное ископаемое и вмещающие породы. Бурение отличается высокими скоростями проходки, относительной дешевизной, но часто не позволяет получить нужное количество полезного ископаемого (из-за неполного выхода керна).

Геофизические работы по сравнению с горными выработками и бурением скважин значительно дешевле, а время получения информации значительно меньше. Однако интерпретация геофизических данных не всегда однозначна. Поэтому геофизические исследования используются как вспомогательное средство.

Существует два основных способа расположения выработок, которые должны обеспечить информацию о форме, элементах залегания, внутреннем строении полезного ископаемого и его взаимоотношении с вмещающими породами: по линиям (разрезам, профилям) и по сетке. Выбор той или иной формы разведочной сети обусловлен особенностями морфологии тела полезного ископаемого, изменчивостью его свойств. Глубина разведки плотность и густота разведочной сети объединяются понятием – параметры разведочной сети. Последние должны отвечать следующим требования: 1. общее число выработок и глубина разведки должны быть минимально необходимыми; 2. в каждом разведочном разрезе тело полезного ископаемого должно быть пересечено в нескольких точках (минимум в двух).

От правильности выбора параметров разведочной сети в значительной степени зависят сроки, стоимость и достоверность разведочных работ.

Опробование представляет собой последовательный процесс: отбор, обработку и исследование проб. В соответствии с назначением выделяют следующие основные виды опробования: химическое, минералогическое, технологическое, техническое, геофизическое. Основные цели разведочного опробования: оценка характеристики качества полезного ископаемого и закономерностей его распределения в объеме месторождения или тела, определение количества полезных компонентов (подсчет запасов компонентов), выявление физико-механических свойств полезного ископаемого и вмещающих пород.

Наиболее употребительными являются следующие способы отбора проб: штуфной, точечный, бороздовый, задирковый, валовой, керновый, шламовый. Выбор способа опробования обусловлен двумя группами факторов: геологическими (главные) и общими. Практически при всех видах опробования после отбора проб производится их обработка. Наиболее сложна обработка проб для химического анализа. Как правило начальная масса представительной пробы превышает 3-5 кг, а для производства анализа достаточно 50-200 г вещества. Содержание компонентов в лабораторной навеске должно быть идентичным исходной пробе. Для определения необходимой для этого массы пробы, которую получают после сокращения, используют формулу Ричардса-Чечотта

где Q – масса пробы после сокращения, кг

d — диаметр частиц максимальной фракции, мм

К – коэффициент, зависящий от степени неравномерности распределения компонентов (0,05-1).

На основе этой формулы составляется схема обработки пробы.