Предварительная разведка месторождений глин и каолинов

09.06.2018
Предварительная разведка месторождений глин и каолинов производится с целью выявления главных особенностей их геологического строения, оценки качества сырья в степени, достаточной для надежного определения промышленной ценности изучаемого объекта. He менее важной задачей ее является разработка рациональной методики детальной разведки. Предварительная разведка месторождений глин и каолинов осуществляется в большинстве случаев буровыми скважинами, конструкция и технология проходки которых на этой стадии должны быть обоснованы экспериментальными работами. Для этого проходятся сопряженные со скважинами шурфы или дудки. При сопоставлении керна скважин с горными выработками необходимо сравнить как общую мощность полезного ископаемого, так и отдельных ее слоев, разрез полезной толщи, наличие и мощность прослоев песка, засоренность глин щебнем, галькой и другими включениями. Очень важно при этом определить диаметр бурения и технологию проходки скважин, при которых обеспечивается получение высокого выхода керна ненарушенной структуры.

Диаметр буровых скважин в значительной мере определяется массой отбираемого от керна пробы глины или каолина, необходимой для производства анализов и испытаний. Как показывает опыт, такая масса пробы обычно обеспечивается при бурении скважин диаметром 76—101 мм, однако при малой мощности полезного ископаемого только по этой причине конечный диаметр скважин приходится увеличивать. В ряде случаев при выборе диаметра скважин необходимо учитывать наличие в покрывающих глины или каолины рыхлых породах крупнообломочного материала (галечника, валунов, щебня), препятствующего при малых диаметрах достижению требуемой глубины скважин. На месторождениях первичных каолинов, характеризующихся большой изменчивостью, с целью получения ненарушенного керна при высоком его выходе диаметр скважины иногда увеличивается до 130 мм. В инструкции ГКЗ России по применению Классификации запасов к месторождениям глинистых пород указывается, что «выход керна в 80% дает надежную их характеристику», однако, как показывает опыт, иногда, при сложном чередовании глин или каолинов с песчаными и песчаноглинистыми отложениями, выход керна даже более 80% не обеспечивает его представительность. Вследствие этого в процессе проведения экспериментальных работ следует установить минимальный выход керна, при котором он действительно отражает строение полезной толщи и ее качество. В тех случаях, когда полезная толща представлена несколькими слоями различного качественного состава, минимально допустимый выход керна необходимо установить для каждого слоя.

На возможность получения представительного керна большое влияние оказывает технология бурения. Обычно вскрышные породы проходятся или с водой, если в их составе преобладают глинистые породы, которые обеспечивают естественную глинистую промывку, или с глинистой промывкой, если среди вскрышных пород имеются значительные прослои песков. Полезную толщу целесообразно проходить «всухую», во избежание привноса в глины или каолин засоряющих примесей и выноса из него песчаного материала. В случае невозможности проходки скважин без промывки допустима проходка их с подливом ограниченного количества воды, что обеспечит естественную глинистую промывку. Проходка скважин шнековым или другим видом бурения, не обеспечивающим сохранение структуры поднятого материала, не допустима.

Горные выработки при разведке месторождений глин и каолинов применяются редко. Однако в тех случаях, где это позволяет рельеф, при разведке каолинов, огнеупорных и бентонитовых глин целесообразно пройти штольню, что повысит достоверность представления о строении и морфологии залежи полезного ископаемого, характере изменения его по мощности и простиранию.

С целью определения оптимальных расстояний между разведочными выработками, на стадии предварительной разведки необходимо провести экспериментальные работы. В литературе освещено много методов обоснования плотности разведочной сети. Применительно к месторождениям глин и каолинов наиболее приемлемыми являются метод аналогии с разведанными и особенно эксплуатируемыми месторождениями, (с учетом особенностей геологического строения разведуемого месторождения), а также методы последовательного разряжения и установления интервала изменчивости (Борзунов, 1971). Густота разведочной сети, принимаемая на стадии предварительной разведки, в основном зависит от типа месторождения и от тех требований, которые предъявляются к качеству глин или каолинов. Месторождения, представленные крупными пластообразными или линзообразными залежами, выдержанными по мощности и строению обычно разведуются по сети 300—400 м, при средних их размерах плотность сети увеличивается до 200—300 м. При невыдержанном строении, изменчивом качестве и мощности полезного ископаемого сеть выработок на крупных месторождениях обычно принимается 100—200 м, а на средних 50—150 м. Мелкие залежи с изменчивым строением и мощностью на этой стадии разведываются по сети 50—100 м.

При установлении резко изменчивой мощности полезного ископаемого, гребневидного строения залежей (как это имеет место на Полдневской залежи Троицко-Байновского месторождения) необходимо пройти несколько продольных и поперечных линий с расположением выработок на них на расстоянии 15—20 м друг от друга, а в случае подтверждения такой изменчивости и при данных расстояниях на отдельных фрагментах залежи сеть выработок следует сгустить до 5—10 м. Необходимо иметь в виду, что на таких месторождениях в зависимости от принимаемых расстояний между разведочными выработками представления о форме залежей глин или каолинов, сложности их строения могут резко меняться. На рис. 24 показана схема изменения представления о форме Полдневской залежи Троицко-Байновского месторождения огнеупорных глин по мере сокращения расстояний между скважинами. Поэтому уже на стадии предварительной разведки необходимо на небольшом участке месторождения сгустить разведочную сеть до такой степени, при которой представления о строении залежей при дальнейшем сокращении расстояний между разведочными выработками практически не меняются.

Все выработки на стадии предварительной разведки должны проходиться по правильной сети до полного пересечения всех продуктивных горизонтов и углубляться в подстилающие породы на 1—2 м. При очень большой глубине залегания указанных горизонтов выработки должны проходиться до максимально возможной глубины разработки полезного ископаемого.

Все исследования по выбору оптимальной плотности разведочной сети должны быть закончены на стадии предварительной разведки. В литературе иногда указывается на то, что эти исследования должны быть закончены на стадии детальной разведки и основная часть выработок для подсчета запасов по промышленным категориям проходится в стадию предварительной разведки. Это является неверным и ориентирует, с одной стороны, на производство детальной разведки без надлежащего обоснования ее системы, а с другой — на неоправданно большие затраты на разведку возможно непромышленных объектов. На стадии предварительной разведки должно быть пройдено не более 20—30% всех разведочных выработок.