Патент на изобретение №2390043

(54) СПОСОБ ВОСПРОИЗВОДСТВА КОНТУРА РУДНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для воспроизводства контура рудных залежей. Сущность: проводят опережающее зондирование породного массива геофизическими методами по сетке для бурения контрольных геологоразведочных скважин с увеличенным интервалом против нормативного. Бурят геологоразведочные скважины. Исследуют керновый материал. Воспроизводят контур рудных залежей. В межскважинном пространстве производят последующее зондирование породного массива геофизическими методами с поверхности или из горных выработок. Путем сопоставительного анализа исследований кернового материала с геофизическими аналогами устанавливают достоверность воспроизводства контура рудных залежей. Технический результат: снижение объема буроскважинных работ, минимизация потерь полезных ископаемых в предохранительных целиках, повышение экологичности за счет обеспечения высокой надежности гидроизоляции водоносных горизонтов. 3 ил.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к воспроизводству контура рудных залежей по результатам геологоразведочных работ.

Известны способы воспроизводства контура рудных залежей по результатам бурения скважин, отбора проб и исследования кернового материала для определения структуры, минерального состава налегающей толщи пород, мощности рудных залежей и содержания полезного компонента, глубины залегания и других физико-геологических характеристик в процессе поисковой, предварительной, детальной и эксплуатационной разведки месторождения. Известно также, что основной параметр – плотность сети геологоразведочных скважин – существенным образом зависит от горно-геологических условий залегания рудных тел: глубины, угла падения, мощности, площади распространения, тектоники и т.д. Наибольшую плотность составила геологоразведочная сеть (4-6 скважин на 1 км²) при разведке пологонаклонных и крутопадающих залежей Жилянского месторождения полигалита (Кореневский С.М., Воронова М.Л. Геология и условия формирования калийных месторождений Прикаспийской синеклизы и Южно-Уральского прогиба. М., Недра, 1968, 280 с, рис.43-44), Стебникского месторождения сернокислых солей (Кореневский С.М., Захарова В.М., Иванов В.А. Миоценовые галогенные формации предгорий Карпат. Тр. ВСЕГЕИ, Т.271.Л., Недра, 1977, рис.17) и Калуш-Голынского месторождения калийно-магниевых солей.

Из вышеизложенного следует, что буроскважинный метод отличается большим объемом, продолжительностью и трудоемкостью буровых работ, лабораторных исследований кернового материала. К тому же каждая скважина, пробуренная с поверхности, нарушает сплошность водозащитной толщи пород и может оказаться водопроводящим каналом в подземные горные выработки, что представляет наибольшую опасность, в первую очередь, для соляных рудников. Поэтому ствол каждой скважины заполняют гидроизоляционным раствором, а вокруг скважин оставляют предохранительные (водоохранные) целики, которые усложняют раскройку шахтного поля на выемочные единицы (камеры) при проектировании и создают дополнительные трудности при отработке оставленных в целиках запасов (патент РФ 2215146, БИМП, 30, 2003).

Наиболее близким к предлагаемому является способ воспроизводства контура рудных залежей на основе результатов комбинированной разведки с использованием буроскважинного и геофизического методов исследований (Гаркушин П.К., Сидоренко П.Ф., Дубровский Ю.В. Пути интенсификации геологоразведочных работ. Владикавказ, Терек, СКГМИ (ГТУ), 2006, с.192-196). Однако в нем отсутствует механизм осуществления и обеспечения достоверности геологоразведочных работ.

Изобретение направлено на создание способа воспроизводства контура рудных залежей с минимальным объемом буроскважинных работ, с минимальными потерями полезного ископаемого в предохранительных целиках и высокой надежностью гидроизоляции водоносных горизонтов.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе воспроизводства контура рудных залежей, включающем опережающее зондирование породного массива геофизическими методами с поверхности или из горных выработок, бурение поверхностных или подземных геологоразведочных скважин, исследования кернового материала, опережающее геофизическое зондирование породного массива производят по сетке для бурения контрольных поверхностных или подземных скважин с увеличенным интервалом против нормативного (проектного), а в межскважинном пространстве производят последующее зондирование породного массива геофизическими методами, причем достоверность воспроизводства контура рудных залежей устанавливают путем сопоставительного анализа усредненных значений глубины залегания, мощности пластов, содержания полезных компонентов, структуры, полученных по результатам бурения контрольных скважин и исследований кернового материала, с геофизическими аналогами (скорость распространения волн в разрезе, напряженность магнитного поля, удельное электрическое сопротивление, интенсивность гамма-излучения) физико-геологических характеристик.

На фиг.1 представлен план поверхности месторождения с размещением контрольных поверхностных скважин 1 и пунктов последующего геофизического зондирования 2 в межскважинном пространстве.

На фиг.2 представлен вертикальный геологический разрез вкрест господствующей линии простирания залежей с расположением контрольных поверхностных геологоразведочных скважин 1 и пунктов геофизического глубинного зондирования налегающей толщи пород 2.

На фиг.3 представлен продольный геологический разрез по оси будущей выемочной единицы (камеры) 3, в которой воспроизведен контур кровли 4 и определено содержание полезных компонентов путем бурения контрольных подземных геологоразведочных скважин 1 с увеличенным против нормативного (проектного) интервалом и путем геофизического зондирования рудной залежи в межскважинном пространстве из пунктов 2.

Осуществляется способ следующим образом. Производится разметка сети геологоразведочных скважин в пределах шахтного поля, с увеличенным интервалом против нормативного (проектного), затем – опережающее геофизическое зондирование налегающей толщи пород, бурение поверхностных геологоразведочных скважин 1 и исследование кернового материала, результаты которого сопоставляются с данными опережающего геофизического глубинного зондирования для оценки степени достоверности поиска. Затем в межскважинном пространстве производят последующее глубинное зондирование налегающей толщи в точках 2 и сопоставляют с усредненными результатами исследований кернового материала из ближайших контрольных скважин 1 – глубины залегания, мощности пластов, содержания полезных компонентов, структуры и др.

Таким образом, воспроизводятся верхний и нижний контуры рудных залежей с помощью буроскважинной и геофизической технологий разведки. В результате достигается значительный экономический эффект, обусловленный сокращением количества поверхностных геологоразведочных скважин и, следовательно, сокращением объема буровых работ, лабораторных исследований кернового материала, объема работ по ликвидационному и повторному тампонажу скважин, по отработке законсервированных запасов в предохранительных целиках вокруг скважин и сокращение продолжительности разведки.

Для воспроизводства контура полезного ископаемого 4 в камере 3 (фиг.3) необходимо осуществить опережающее геофизическое зондирование и пробурить контрольные геологоразведочные скважины 1 из кровли камерного ходка 5 в начале, в конце и посредине камеры, а межскважинное пространство прозондировать из пунктов 2 геофизическими методами. Камерный ходок проходят между откаточным 6 и вентиляционным 7 штреками.

Для исследования породных толщ рудных, в том числе калийных и каменно-соляных, месторождений применимы такие геофизические методы разведки, как гравиметрический, электрометрический, радиометрический, радиолокационный, радиоволновые, сейсмические, каротаж и комплексы вышеуказанных методов. Геофизические методы эффективны на всех стадиях геологоразведочных работ, а в особенности на стадии эксплуатационной разведки.

Основным достоинством этих методов является то, что исследования проводятся быстро, за сравнительно короткий срок, интересующие объекты можно обнаружить на значительном расстоянии с поверхности земли и без выполнения горных, буровых работ (Шпайхер Е.Д., Салихов В.А. Геологоразведочные работы и геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых: Уч. пособие. СибГИУ, Новокузнецк, 2002, 312 с.).

Способ применим для воспроизводства контура залежей различных полезных ископаемых, но в особенности растворимых калийных и каменных солей. Так например, в условиях Калуш-Голынского месторождения калийных солей при разведке запасов рудника Ново-Голынь в пределах шахтного поля площадью 10 км² за счет бурения поверхностных скважин через одну можно было уменьшить их количество с 60 до 30, а объем буровых работ сократить на 4000 пог.м, при эксплуатационной разведке – до 200 пог.м скважин на каждой камере.

Формула изобретения

Способ воспроизводства контура рудных залежей, заключающийся в опережающем зондировании породного массива геофизическими методами, бурении геологоразведочных скважин, исследованиях кернового материала, воспроизводстве контура рудных залежей, отличающийся тем, что опережающее геофизическое зондирование породного массива производят по сетке для бурения контрольных геологоразведочных скважин с увеличенным интервалом против нормативного, а в межскважинном пространстве производят последующее зондирование породного массива геофизическими методами с поверхности или из горных выработок, устанавливают достоверность воспроизводства контура рудных залежей путем сопоставительного анализа исследований кернового материала с геофизическими аналогами.

РИСУНКИ