Технические средства разведки

Техническими средствами разведки являются буровые скважины и горные выработки.

Буровые скважины являются наиболее распространенным средством разведки. Они применяются либо самостоятельно, либо в сочетании с горными выработками. По способу разрушения горных пород в забое скважины различают вращательное и ударное бурение.

При вращательном бурении наиболее эффективно применение наконечников буровых снарядов, полых изнутри – буровых коронок. При таком способе бурения получают ненарушенный столбик горной массы – керн, что позволяет составить геологическую колонку (разрез)месторождения. Такое бурение называется колонковым и является основным видом разведочного бурения на рудных месторождениях. Керн обычно отбирается по всей продуктивной толще и частично по вмещающим породам.

Скважины колонкового бурения могут быть горизонтальными, вертикальными и наклонными. Их можно проходить по породам любой крепости. Вертикальные и наклонные скважины способны достигать больших глубин. Угол подсечения рудного тела скважиной должен быть не менее 30^о, иначе снаряд может пойти вдоль контакта.

Недостатки этого вида бурения – искривление ствола скважины, которое весьма сложно учитывать. Известны случаи, когда скважина описывала полный виток спирали, в результате чего происходил обрыв бурового снаряда. Другие недостатки – неполный выход керна и возможность его избирательного выкрашивания, искажающего характеристику качества полезного ископаемого, а также ограниченный объем материала для технологических проб.

Другие виды вращательного бурения – с разрушением горной породы по всему забою скважины – роторное и турбинное. Они широко применяются при разведке нефтяных и газовых месторождений.

При разведке россыпей и некоторых пологозалегающих месторождений применяют ударно-канатное бурение. В этом способе бурения измельчение горной массы в забое скважины происходит за счет повторяющихся ударов падающего долота. Измельченный материал периодически извлекается на поверхность и поступает в обработку. Достоинством этого метода является высокая скорость проходки, особенно на небольших глубинах (до 150 м), возможность бурения без промывки, получение всего материала в пробу. Бурение большими диаметрами позволяет получить достаточно материала для технологического опробования. Недостатки метода – отсутствие керна и ограниченность бурения только вертикальными скважинами.

Разведочные горные выработки применяются как для прослеживания тел полезных ископаемых по их выходам на поверхности, так и для вскрытия глубинных частей месторождений. Наиболее распространены следующие горные разведочные выработки.

Канавы проходят в рыхлых отложениях обычно до коренных горных пород. Они целесообразны до глубины 2-3 м. По длине канавы бывают короткими – от нескольких метров до 20-30 м и длинными, или магистральными, которые протягиваются на сотни метров, вскрывая рыхлые отложения на большой площади. Ширина канав принимается от 0.7 до 1 м. Исследования ведутся на почве канавы и по ее стенкам, если канава врезается на некоторую глубину в коренные породы.

Шурфы (дудки) применяют для вскрытия пологих или крутопадающих залежей полезного ископаемого. Они служат для разведочного пересечения залежи либо играют роль подводящей выработки, из которой проходятся другие подземные разведочные выработки, как по простиранию, так и по падению продуктивной зоны. Сечения мелких шурфов и дудок от 1до 2 м².

Штольни широко применяются в условиях расчлененного горного рельефа и служат для вскрытия месторождения на некотором горизонте. Они бывают двух видов: 1) прослеживающие тела полезного ископаемого или продуктивную зону по простиранию; 2) пересекающие залежь или зону вкрест простирания. Нормальные поперечные сечения разведочных штолен от 3 до 5.8 м².

Шахты – вертикальные или наклонные выработки сечением более 4 м², применяются для разведки месторождения на глубину. Вертикальные шахты пересекают тела полезного ископаемого или проходятся в лежачем боку крутопадающей залежи. Наклонные шахты задаются от выхода полезного ископаемого и прослеживают залежь по ее падению.

Из штолен и шахт проходятся и другие подземные горные выработки, образующие определенную разведочную сеть в горизонтальной или вертикальной плоскости. Обычными в разведочной практике являются следующие горные выработки, начинающиеся из разведочных шахт (шурфов) или штолен.

Квершлаги – горизонтальные выработки, идущие вкрест простирания тела полезного ископаемого или продуктивной зоны. Они бывают значительной длины и служат для соединения ствола шахты или штольни с другими подземными выработками.

Штреки – горизонтальные выработки, направленные вдоль тела полезного ископаемого или продуктивной зоны. Они, подобно штольням, прослеживают залежи по простиранию, и если последние обладают небольшой мощностью, то штрек дает наиболее представительное сплошное горизонтальное обнажение. По мощным телам или в случае параллельного расположения нескольких рудных жил или пластов из штрека проводятся поперечные выработки.

Орты (рассечки) – горизонтальные выработки, проходящиеся из штолен и штреков для пересечения мощного тела или серии параллельных тел в пределах продуктивной зоны. Орты проходятся через некоторые интервалы в зависимости от изменчивости свойств объекта разведки в продольном направлении.

Гезенки и восстающие – вертикальные и крутонаклонные подземные выработки поперечным сечением 2-4 м², соединяющие соседние горизонты или играющие роль вертикальных рассечек для оконтуривания тела полезного ископаемого выше и ниже горизонта, на котором выполнено разведочное сечение при помощи горизонтальных выработок.

Все перечисленные выработки применяются главным образом в конечный период разведки месторождения и в процессе его отработки подземным способом, выполняя разведочные функции и служа эксплуатационным целям. При проектировании разработки открытым способом нередко используются небольшие разведочные карьеры.

Следует отметить также в качестве технических средств разведки геофизические методы – гравиметрию, магнитометрию, сейсмометрию, электрометрию. Они широко применяются для оконтуривания площади распространения полезного ископаемого, особенно в начальный период разведки. Однако, применение геофизических методов допустимо только в сочетании с проходкой хотя бы единичных буровых скважин или горных выработок, которые позволяют установить значение геофизической аномалии и качество полезного ископаемого.