III. Изучение геологического строения месторождений и вещественного состава сырья

11. По разведанному месторождению необходимо иметь топографическую основу, масштаб которой соответствовал бы его размерам и особенностям геологического строения, а также рельефу местности. Топографические карты и планы на месторождениях жильного кварца, горного хрусталя и исландского шпата обычно составляют в масштабах 1:500–1:2000 в зависимости от их размеров и сложности геологического строения. Все разведочные и эксплуатационные выработки (дудки, канавы, шурфы с рассечками, карьеры, траншеи, скважины и др.), задокументированные естественные обнажения, а также геофизические профили должны быть инструментально привязаны. Подземные горные выработки и скважины наносятся на планы по данным маркшейдерской съемки. Маркшейдерские планы горизонтов горных работ обычно составляются в масштабах 1:200–1:500, сводные планы – в масштабе не мельче 1:1000. По скважинам должны быть вычислены координаты точек пересечения ими контакта продуктивного тела с вмещающими породами и построены их проложения на плоскости планов и разрезов.

12. Геологическое строение месторождения должно быть детально изучено и отражено на геологической карте масштаба 1:500–1:2000 (в зависимости от его размеров и сложности строения), на детальных геологических разрезах, планах, проекциях, а в необходимых случаях – на блок-диаграммах и моделях.

Геологические и геофизические материалы по месторождению должны давать представление о размерах и форме, условиях залегания, внутреннем строении и сплошности, вещественном составе, характере выклинивания минерализованных тел и зон, их взаимоотношениях с литолого-петрографическими комплексами вмещающих пород, складчатыми структурами, разрывными нарушениями, о закономерностях размещения продуктивных полостей в степени, необходимой и достаточной для увязки продуктивных тел и обоснования подсчета запасов. Следует также обосновать геологические границы месторождения и поисковые критерии, определяющие местоположение перспективных участков, в пределах которых оценены прогнозные ресурсы категории Р₁.

Для месторождений горного хрусталя и исландского шпата рекомендуется также составлять структурные, литологические и другие специальные карты жильных полей, отражающие возможные направления работ по расширению перспектив месторождений.

13. Выходы на поверхность и приповерхностные части минерализованных тел или зон должны быть изучены горными выработками (канавы, шурфы, расчистки, штольни при благоприятном рельефе) и неглубокими скважинами (на месторождениях жильного кварца) с применением геофизических и геохимических методов и опробованы с детальностью, позволяющей установить мощность и состав покровных отложений, положение выходов продуктивных тел, изменение в этой зоне качества сырья, наличие и характер разрывных нарушений, морфологию и условия залегания рудных тел, глубину развития и строение зоны выветривания, степень выветренности, особенности изменения вещественного состава, технологических свойств полезного ископаемого, определить наличие карста и степень его проявления, (на месторождениях исландского шпата), тектонические нарушения и их характер и провести подсчет запасов выветренных и смешанных руд раздельно по промышленным (технологическим) типам.

Для определения выхода и сортности горного хрусталя и исландского шпата и отбора технологических проб жильного кварца проходятся карьеры.

14. По району месторождения необходимо иметь геологическую карту масштаба 1:50 000–1:200 000 с разрезами, соответствующую требованиям инструкций к картам этого масштаба. Геологические карты и разрезы должны отражать геологическое строение района, положение основных геологических структур и литолого-петрографических комплексов пород, условия их залегания, закономерности размещения месторождений и проявлений минерализации, а также расположение площадей, на которых оценены прогнозные ресурсы и возможно выявление новых месторождений.

15. Разведка месторождений горного хрусталя и исландского шпата на глубину осуществляется преимущественно горными выработками в сочетании со скважинами колонкового бурения, месторождений жильного кварца – главным образом скважинами и единичными горными выработками с использованием во всех случаях геофизических методов исследований – наземных, в скважинах и горных выработках.

Продуктивные тела и зоны разведуются на всю глубину или до определенного горизонта разработки месторождения. В последнем случае должны быть пробурены единичные скважины, чтобы установить распространение продуктивной минерализации до глубины возможной разработки в будущем.

Методика разведки – соотношение объемов горных работ и бурения, виды горных выработок и способы бурения, геометрия и плотность разведочной сети, методы и способы опробования – должна обеспечить возможность подсчета запасов на разведанном месторождении по категориям, соответствующим группе месторождения по сложности его геологического строения. Она определяется исходя из геологических особенностей продуктивных тел с учетом возможностей горных, буровых и геофизических средств разведки и опыта разведки и разработки месторождений аналогичного типа.

При выборе оптимального варианта разведки следует учитывать степень изменчивости содержаний полезных компонентов, характер пространственного их распределения, морфологические и текстурно-структурные особенности продуктивных тел (главным образом наличие крупных выделений), а также возможное избирательное истирания керна при бурении и выкрашивание кварца и исландского шпата при опробовании в горных выработках. Следует учитывать также сравнительные технико-экономические показатели и сроки выполнения работ по различным вариантам разведки.

16. Скважины при разведке месторождений жильного кварца бурятся для оконтуривания кварцевых тел, изучения условий их залегания, морфологии и внутреннего строения, установления качества и характера распределения природных разновидностей жильного кварца.

На месторождени горного хрусталя и исландского шпата скважины бурятся с поверхности и из подземных горных выработок для оконтуривания продуктивных тел между горизонтами или профилями горных выработок, а также за их пределами для определения размеров, морфологии и внутреннего строения этих тел, установления признаков полезной минерализации на глубоких горизонтах месторождения. Кроме того, скважины бурятся для определения рационального направления проходки горных выработок.

По скважинам колонкового бурения должен быть получен максимальный выход керна хорошей сохранности в объеме, позволяющем выяснить с необходимой полнотой особенности залегания продуктивных тел и вмещающих пород, их мощности, внутреннее строение, характер околорудных изменений, распределение природных разновидностей полезного ископаемого, его текстуры и структуры и обеспечить представительность материала для опробования.

Выход керна по монолитному жильному кварцу должен составлять не менее 80 % по каждому рейсу бурения. При доказанной невозможности достичь указанного выхода керна в целом по полезному ископаемому или по отдельным интервалам трещиноватого жильного кварца необходимо обосновать возможность использования данных бурения при подсчете запасов. Достоверность определения линейного выхода керна следует систематически контролировать весовым или объемным способом.

На месторождениях горного хрусталя и исландского шпата выход керна должен обеспечить получение надежных данных о составе и внутреннем строении продуктивных тел, а также о наличии признаков полезной минерализации. При пересечении скважинами продуктивных интервалов, где получение представительного керна не обеспечивается, необходимо собрать и изучить буровой шлам, надежно определить величину провалов бурового инструмента и установить интервалы, из которых были извлечены обломки горного хрусталя или исландского шпата.

В тех случаях, когда полезная толща представлена несколькими природными типами или разновидностями полезного ископаемого, необходимо обеспечить надежный выход керна для каждого типа или разновидности.

Величина представительного выхода керна для определения содержаний полезного ископаемого и мощностей продуктивных интервалов должна быть подтверждена исследованиями возможности его избирательного истирания. Для этого необходимо сопоставить результаты опробования керна и шлама (по интервалам с их различным выходом) с данными опробования контрольных горных выработок, скважин ударного, пневмоударного и шарошечного бурения, а также колонковых скважин, пробуренных эжекторными и другими снарядами с призабойной циркуляцией промывочной жидкости. При низком выходе керна или избирательном его истирании, существенно искажающем результаты опробования, следует применять другие технические средства разведки. При существенном искажении результатов опробования необходимо обосновать величину поправочного коэффициента к результатам кернового опробования на основе данных контрольных выработок.

Для повышения достоверности и информативности бурения необходимо использовать методы геофизических исследований в скважинах, рациональный комплекс которых определяется исходя из поставленных задач, конкретных геолого-геофизических условий месторождения и современных возможностей геофизических методов. Комплекс каротажа, эффективный для выделения продуктивных интервалов и установления их параметров, должен выполняться во всех скважинах, пробуренных на месторождении.

В вертикальных скважинах глубиной свыше 100 м и во всех наклонных, включая подземные, должны быть измерены не более чем через 25 м и подтверждены контрольными замерами азимутальные и зенитные углы их стволов. Результаты измерений необходимо учитывать при построении геологических разрезов, погоризонтных планов и расчете мощностей продуктивных интервалов. В случаях подсечений стволов скважин горными выработками результаты замеров проверяются данными маркшейдерской привязки. Для скважин необходимо обеспечить пересечение ими продуктивных тел под углами не менее 30^°.

Для пересечения крутопадающих продуктивных тел под большими углами целесообразно осуществлять искусственное искривление скважин. С целью повышения эффективности разведки следует осуществлять бурение многозабойных скважин, а при наличии горизонтов горных работ – вееров подземных скважин. Бурение по продуктивному пересечению целесообразно производить одним диаметром.

17. Горные выработки на месторождениях горного хрусталя и исландского шпата являются основным средством детального оконтуривания продуктивных тел, установления их формы, внутреннего строения, характера распределения кристаллосырья, его выхода и сортности, а также контроля данных бурения, геофизических исследований и отбора технологических проб. Применение взрывных работ ограничивается во избежание неоправданных потерь полезного ископаемого. Сечение подземных горных выработок должно обеспечивать возможность их использования при эксплуатационных работах.

Горные выработки на месторождениях жильного кварца проходятся в целях оконтуривания продуктивных тел и участков развития кварца определенного типа, для проведения опробования и получения материала для технологических испытаний. Сплошность рудных тел и изменчивость минерализации прослеживается регулярным пересечением рудных тел (с поверхности – канавами и траншеями, на глубине – ортами и квершлагами).

Одно из важнейших назначений горных выработок – установление степени избирательного истирания керна при бурении скважин с целью выяснения возможности использования данных опробования скважин и результатов геофизических исследований для геологических построений и подсчета запасов. Горные выработки следует проходить на участках детализации, а также на горизонтах месторождения, намеченных к первоочередной отработке.

18. Расположение разведочных выработок и расстояния между ними должны быть определены в каждом конкретном случае с учетом геологических особенностей месторождения и природных факторов.

Приведенные в табл. 3 обобщенные сведения о плотности сетей, применявшихся при разведке месторождений жильного кварца, горного хрусталя и исландского шпата различных генетических типов в странах СНГ, могут учитываться при проектировании геологоразведочных работ, но их нельзя рассматривать как обязательные. Для каждого месторождения на основании изучения участков детализации и тщательного анализа всех имеющихся геологических, геофизических и эксплуатационных материалов по данному или аналогичным месторождениям обосновываются наиболее рациональные геометрия и плотность сети разведочных выработок.

Таблица 3