Предварительная разведка месторождений формовочных песков

09.06.2018
Основной задачей предварительной разведки месторождений формовочных песков является выявление его главных геологических особенностей и установление промышленной ценности разведуемого месторождения. Предварительная разведка месторождений формовочных песков осуществляется путем проходки канав, расчисток, шурфов, дудок и буровых скважин. Очень важно на стадии предварительной разведки правильно определить глубину разведки месторождения, тип и технологию проходки разведочных выработок. Установление глубины разведки необходимо для избежания излишних затрат на стадии детальной разведки. Оптимальная глубина разведки, а следовательно и разведочных выработок, определяется исходя из количества требуемых запасов, мощности песков, гидрогеологических условий их отработки (сухие и обводненные пески). He менее важно правильно выбрать тип разведочных выработок и технологию их проходки. Разведка месторождений формовочных песков в настоящее время осуществляется в основном буровыми скважинами, однако при механическом бурении скважин возникают значительные трудности. Они связаны с большими скоростями вращения и устройством бурового снаряда, не позволяющего в силу плывучести и сыпучести песков извлечь их с точно заданного интервала, а также с невозможностью одновременной с проходкой обсадки скважин. Применение колонкового бурения, не позволяющего вести обсадку после каждого рейса, может приводить к перемешиванию материала разных слоев при опускании колонковой трубы и внутри самой колонковой трубы из-за невозможности проходки песков короткими рейсами. В настоящее время успешно используется механическое бурение с применением забивного станка при условии, что оно сопровождается обсадкой труб после каждого рейса. Весьма перспективным представляется применение при разведке формовочных песков вибрационных методов бурения, позволяющих получить колонку почти ненарушенного керна. К сожалению, имеющиеся станки предназначены для инженерно-геологических целей и бурить ими можно только до глубины, не превышающей 10—20 м.

Диаметр скважин должен быть не менее 89 мм. Он должен обеспечить представительность проб и выбираться в зависимости от однородности песков. Бурение малыми диаметрами обычно приводит к повышенному загрязнению песков в процессе проходки скважин. В практике иногда разведку месторождений формовочных песков осуществляют шнековым бурением. Происходящее при этом способе бурения разрыхление песков на шнеках не позволяет рекомендовать шнековое бурение для разведки месторождений формовочных песков, так как может привести к искажению гранулометрического состава песков, степени их окатанности, а вследствие избирательного истирания и к искажению химического и минерального состава отдельных фракций.

Поскольку бурение не всегда обеспечивает получение надежных данных, необходимых для оценки песков как формовочного материала, достоверность данных буровой разведки должна быть проверена достаточным количеством горных выработок. Обычно для этой цели проходятся шурфы или дудки. Шурфы целесообразно проходить шурфопроходческим комбайном типа КШК. Количество контрольных шурфов, в зависимости от степени сложности месторождения изменяется от 5 до 15% от числа пройденных скважин, в редких случаях при разведке особо сложных месторождений песков для наиболее ответственных назначений (например изготовление форм для стального литья) количество шурфов может быть увеличено до 25% и более.

Разведочные скважины на стадии предварительной разведки следует проходить до полного пересечения полезной толщи. Лишь в случаях очень большой мощности песков и заранее установленного горизонта разведки проходка скважин может осуществляться до заданного горизонта. Однако и в этом случае необходимо пробурить достаточное количество скважин на всю мощность залежи песков для того, чтобы определить возможные перспективы месторождения.

Поскольку проходка шурфов в условиях обводненности месторождений связана с определенными трудностями, она проходится до горизонта подземных вод. Для разведки месторождения с поверхности, если позволяют геологические условия залегания и рельеф местности, следует широко применять канавы и расчистки.

Разведочные выработки на стадии предварительной разведки следует располагать по правильной квадратной сети, если залежь песков имеет площадное распространение или по профилям — при разведке сравнительно узких и вытянутых по длине залежей. Плотность сети разведочных выработок определяется в каждом конкретном случае исходя из строения месторождения. В зависимости от этого, а также от принадлежности месторождения к тому или иному генетическому типу расстояния между выработками на стадии предварительной разведки на крупных месторождениях морского происхождения обычно составляют 300—600 м, а на средних месторождениях морского генезиса и всех месторождениях другого происхождения 200—400 м. Мелкие месторождения формовочных песков самостоятельного значения не имеют. Вследствие этого разведку мелких месторождений целесообразно производить лишь в том случае, если они образуют группу, суммарные запасы которой достаточны для организации их разработки или если мелкие месторождения рассматриваются как дополнительная сырьевая база действующего или проектируемого предприятия. Для их предварительной разведки плотность сети выработок обычно составляет 100—200 м.