Опыт применения RC-бурения при разведке погребенных многолетнемерзлых россыпей

Бенедюк В. Ф., нач.группы подсчета запасов
ЗАО «ГРК «Западная»
Золотодобыча, №232, Март, 2018

Производительность горных работ на россыпях постоянно увеличивается за счет применения все более мощной горной техники. Для обеспечения предприятий запасами песков соответственно должна увеличиваться скорость геологических работ. Для этого необходимы новые производительные буровые станки с возможностью качественного отбора геологических проб. На нашем предприятии было принято решение провести опытное бурение с применением RC-технологии. 

Традиционно вот уже более полутора веков при разведке погребенных россыпей используется ударно-канатное бурение (рис. 1). Несмотря на стремительное развитие всех отраслей человекознания, бурение при изучении россыпей осталось неизменным, совершенствовались только буровые станки, да и то некардинально, и на смену паровому приводу пришли электродвигатели и портативные дизели.

Это объясняется большим разнообразием физсвойств изучаемых отложений: в одной скважине зачастую встречаются талики и мерзлота, условно «мягкие» пески, глины, галечники и прочные валуны, а на забое нередко скальный плотик. И несмотря на низкую производительность патриархальных «амурцев» и «бузулуков», замены им на станки, способные успешно проходить всё разнообразие пород аллювиальных россыпей, до сих пор нет.

В последнее годы в прессе все чаще стали появляться сообщения о применении при изучении рыхлых отложений так называемого RC (reverse circulation) бурения, широко применяемого при проходке скважин в коренных скальных породах для технологических целей и отбора геологических проб, когда нет необходимости в получении керна. Когда на нашем предприятии возникла необходимость доразведки россыпи, то, учитывая ее горно-геологические характеристики и ограниченность в сроках, было принято решение провести опытное RC-бурение.

Разбуриваемый разрез слόжен мерзлыми ледниковыми, водно-ледниковыми, аллювиальными и склоновыми маловалунистыми (до 5%) отложениями II–IV категорий по буримости. Породы плотика представлены слабометаморфизованными выветрелыми сланцами и песчаниками VI–VII категории. Глубина скважин — от 35 до 100 м.

Применявшаяся импортная установка RC-бурения смонтирована на двух трехосных вездеходах КамАЗ: на одном установлен буровой станок с дизелем привода (рис. 2), на втором — компрессор. Буровое оборудование и инструмент перевозились на автомобильном прицепе.

Бурение вели сплошным забоем погружным пневмоударником с рабочей частью диаметра 127–203 мм, армированным твердыми сплавами с использованием (что принципиально) двухтрубного става. В отличие от других способов пневмоударного бурения, где воздух нагнетается по трубе, а шлам выносится по затрубному зазору, в нашем случае воздух на забой подается по межтрубному пространству, а буровая мелочь (шлам) выдувается по внутренней трубе, что исключает потери шлама в полостях и трещинах стенок скважины и на ее устье.

На поверхности шлам из диффузора, закрывающего устье скважины, по армированному резиновому рукаву поступает в верхнюю часть циклона, где осаждается и хранится до отбора пробы.

На наших работах, используя известный российский метод проб и ошибок, была отработана следующая технология бурения.

Использовались коронки диаметром 146 мм, что практически соответствует 6" долоту станку УКБ, и это позволяло осуществлять проходку всего ствола скважин на глубину до 100 м одним диаметром.

Проходка скважины состоит из следующих последовательных операций:

- собственно бурение на длину рейса (обычно 0,5 м);

- подъем пневмоударника на 3–5 см над забоем и продувка скважины в течении 30–60 сек;

- отсоединение ведущей штанги и продувка трубопровода, подающего шлам из скважины в циклон в течении 30–60 сек;

- отбор пробы (опорожнение циклона от шлама) с обязательным визуальным контролем полноты освобождения циклона и зачистка его сжатым воздухом;

- соединение бурового снаряда, при необходимости наращивание бурового става новой штангой;

- проходка следующего рейса.

При работах специалисты предприятия столкнулись с серьезной проблемой: при проходке пород с высокой льдистостью резко уменьшилось количество шлама, поступающего в пробу. Было установлено, что под воздействием теплого воздуха и тепла, выделяемого при разрушении породы молотком, лед таял и переувлажнял шлам, который налипал на стенки циклона и шламопроводов. Эту проблему решили применением примитивных мероприятий по охлаждению воздуха (открыли жалюзи и створки компрессора, установили обдув ресивера, удлинили воздуховоды и уложили их на почву) и сокращением длины рейса до 0,25 м.

Фактическая скорость бурения по описанной выше технологии составила 50–100 м за 12-часовую смену, с учетом 1,5–2,0 часов на техобслуживание оборудования и устранение мелких неполадок. В месяц бурили 1,2–1,8 тыс. метров. Техническая скорость сильно зависела от количества отбираемых проб. Учитывая большое количество проб, их промывку проводили в лаборатории на базе участка.

На рис. 3 приведен разрез с данными по золотоносности, пройденный установкой RC-бурения. 

Доводы «за» и «против» применения RC - бурения

ЗА

ПРОТИВ

1. Высокая скорость бурения и, как следствие, сокращение сроков полевых работ, что особенно актуально в районах с суровым климатом.

Снижение стоимости буровых работ.

1. Отрыв во времени процессов бурения и промывки проб, что приводит к отсутствию оперативной информации о золотоносности пород, что не позволяет контролировать добивку скважин и линий «по золоту», переходить на укороченные рейсы по пескам.

2. Повышение качества промывки в следствие использования механических устройств и работы в стационарных условиях.

2. Нет опыта разведки месторождений RC-бурением, что может вызвать проблемы при госэкспертизе запасов.

3. Мобильность комплекса и возможность самостоятельного переезда на новую скважину без трактора.

3. Дополнительные затраты средств и времени на заверку результатов бурения, приобретение аппаратов для промывки проб.

4. Не требуется обеспечение техводой для бурения и промывки проб и ее подогрев.

4. Нет опыта бурения талых обводненных разрезов.

 


-0+2
Просмотров статьи: 6907, комментариев: 69       
Статьи по геологии рудных и россыпных месторождений золота

Комментарии, отзывы, предложения

Генералов В.И., 05.01.21 19:41:11 — Дилетанту

Посмотрите на рис.3 - на уродливый геологический разрез. Литологические слои "сикось-накось". Пласт вскрытый по трем правым скважинам - "висячий" без объяснения причин и к тому же сечет выделенные литологические слои. В левой части разреза - хаотичные обрывки интервалов со знаками металла. В этом разрезе отражена вся суть (быстрота и дешевизна) RC-бурения. Отдайте такие первичные данные Мальцеву Е.Н. и он нарисует на основе имплицитной каркасной модели, построенной в Leapfrog Geo красочную компьютерную картину для работы шагающего экскаватора. ГКЗ утвердит, а инвестиционные менеджеры все "схавают". Все проблемы достанутся прииску, но об этом не принято писать.

999, 05.01.21 21:45:23 — .

Комментарий не в тему, удален.

Магадан, 06.01.21 03:07:17 — ЛДН и Генералову

При отработке россыпей только дураки надеются на точность буровой разведки. У них нет геолога, они не ведут опробование при подготовке песков, выкидывают золото в отвал с торфами и потом жалуются на неотход запасов.

Умные практики ведут хорошее эксплуатационное опробование, самые умные - по стандарту СВ-золото заранее до подхода к пласту. Они знают, что любая разведка врет.

Так что ваши рассуждения «какая разведка точнее» - пустые. Какой нужен интервал опробования? - тоже выдуманная проблема по этой же причине.

ЛДН, 06.01.21 08:14:20 — Магадан

У вас хороший микст-комментарий получился, из всего.

Вы наверное горняк опытный, поэтому объясните какая связь между «точностью» разведки и необходимостью эксплуатационного опробования при доводке пласта? Эти понятия, почти никак не связаны между собой и эксплуатационное опробование проводится не зависимо от разведки, от наличия стандартов СВЗ. Но, если уж хотите то параметры сети опробования при доводке пласта зависят от выдержанности пласта (по кровле, подошве), которая определяется «точностью» разведки.

По поводу «врет» не буду с вами завязываться. Вспомните об ошибках подсчета по категории С-1, С-2. Об неточностях пространственного позиционирования границ. Насколько я понял вы геолог?

О точности бурения. Я не ретроград и поэтому утверждаю, что увеличение точности и не только в разведке, бурении вещь необходимая. Иначе откуда движение вперед? Ну а величину интервалов опробования вы мне приписали для полноты комплекта наверно? Я всего лишь высказал предположение.

А что, собственно вы думаете по поводу RC бурения, по теме?

СНС, 06.01.21 12:41:05 — ЛДН, 06.01.21

Присоединюсь к вашей теме, так как неплохо ее знаю.

Импортные станки RC на мерзлых россыпях, как я понял, хуже, чем наши дешевые станки типа НКР, СДВВ. (Шарошечный СБШ особенно хорош, но его только попутно для эксплуатационной разведки можно использовать.)

По сравнению с RC, НКР несравненно дешевле, кроме того у него меньше давление воздуха, потому воздух почти не греется. Шлам выносится по затрубному пространству без проблем с оттаиванием. Скважина остается мерзлой, стенки гладкие. Собирать шлам нетрудно, здесь есть статья с фото шламосборника:

https://zolotodb.ru/article/10628

Уважаемый ЛДН, давайте вместо «точности бурения» будем обсуждать погрешности определения, например, мощности пласта или погрешность определения кровли или подошвы пласта. Согласитесь, что так будет конкретнее и мы, возможно, в чем-то найдем взаимопонимание. Вы не против?

ЛДН, 06.01.21 13:55:00 — СНС

Давайте, это не принципиально. Это ведь общение, обсуждение. Иногда к сожалению излишне эмоциональное.

А если по сути, то только автор сможет в дальнейшем сказать, что то определенное. После отработки, если она будет.

Кстати не подскажете, где скачать СВЗ СТП 43-34-3-78 редакции 83 г.? Кажется такое название. Интересует как раз эксплуатационное опробование мерзлых россыпей на ОГР. Именно эту редакцию не могу найти.

Борисыч, 06.01.21 16:25:17 — Всем

Моё мнение, что при RS-бурении, в условиях многолетней мерзлоты, неизбежно налипание шлама на стенки снаряда. Будь то межтрубное пространство или внутри снаряда. (Даже при пневмоударном бурении колонковым снарядом, при прохождении крупной гальки, а тем более валунов, коронка и нижняя часть колонковой трубы значительно нагреваются. ) Следовательно имеется большая возможность заражения нижележащих пустых интервалов. Ну или обеднения, или обогащения золотоносных.

Ведь не зря, при УКБ, после каждого рейса производится сполоск снаряда и желонки.

Подобная проблема растягивания пласта по мощности существует и при колонковом бурении - колонковую трубу изнутри, как впрочем и снаружи, никто не ополаскивает. И на каком интервале какой скважины прилипший знак отвалится никто не знает.

Ещё большей проблемой является отсутствие грамотного, профессионального геологического контроля за бурением. Но это уже комментарий для другой статьи.

Магадан, 07.01.21 06:05:51 — ЛДН, 06.01.21

Верхняя и нижняя граница пласта по бурению – это для отчета и ТКЗ. Фактически пласт всегда другой.

Например, часто бывает трещиноватый плотик. По трещинам богатое золото уходит на 0,5 - 1 метр, но трещины не везде, а через метр на пятый. Какое должно быть бурение чтобы поймать трещины и установить нижнюю границу пласта? Как хочешь бури, все равно границу пласта не установишь. Потому опытные практики дерут плотик послойно и моют на приборе пока есть золото.

На вскрыше ситуация похожая, ВНИИ-1 придумало УПС и пробы по 20 м3. Но практикам проще на прибор толкнуть, чем пробы по сетке брать.

Бурением можно определить вертикальный запас. Мощность пласта и его положение определяются с большой погрешностью. Какой смысл стараться, когда вскрыл и все видно?

RC – для россыпей дорого, колонковое бурение тоже лишняя трата денег. По-моему, по мерзлоте оптимальное бурение пневмоударное. На сложных талых разрезах ударно-канатное бурение, наверное, так и останется основным.

СНС, 07.01.21 08:42:16 — ЛДН

Напишите почту, скину стандарт СВЗ. Интересный советский документ.

ЛДН, 07.01.21 10:13:32 — Магадан

Я с вами во многом согласен, но все же в предыдущих комментариях мы говорили о разном. Как говорится делай всегда хорошо, хуже само получится. Я говорил о точности измерений и геологии, а не о проблемах определения мощности, выдержанности пласта. И пласт я совершенно напрасно упомянул. Проще было сказать есть керн и дели его по линейке, исследуй, определяй линейкой мощность неоднородностей. Это образно говоря, чтоб не было понапрасну дебатов.

К чему это я? Пример - глубокая мерзлая россыпь с локализованными небольшими таликами и вялой мерзлотой в нижней части россыпи. При разработке выяснилось что в средней и верхней части пропущены тонкие талые прослои. В результате рухнула стройная технология основанная на взрывании скважин глубиной 10-11 м. и применении крупной техники. При бурении пневмоударником, взрывную скважину 200 мм глубиной 4 -11 м очень часто не могли пробурить, поскольку бурится одна скважина, а из других соседних фонтаны воды с воздухом. Пришлось где то переходить на вдвое короче скважины, где то на 3-ех метровые с диаметром 95 мм, у которых тоже были эти проблемы. А всего то лишь при бурении и по шламу не смогли определить тонкие прослои.

Второе, если не выгонят из темы. Вы говорите вскрыл и все видно. А что видно то? А «докуда» вскрывать? Если вы увидели пятна коренных, то часть пласта в этом месте уже снесена. Поздно уже. А рубашка поисковых признаков при опробовании может не иметь, тем более она мерзлая. И через нее много не опробуешься. Тем более вы не знаете , где она эта рубашка и пласт. Да и в самом пласте в верхней части рыхлых отложений не всегда на лоток, что-нибудь поймаете. Согласитесь, что и на открытых работах по мерзлоте проблем с определением, доводкой пласта предостаточно!

Относительно СТП СВЗ, УПС. Думаю это другая эпоха, цели . Часто жившие своей жизнью. Как тот же УПС наберет пробу из мерзлоты (Если я правильно понял это экскаватор и миниприбор на трелевщике?)? Останавливать вскрышу на 10 суток на оттайку?

Наверно пока не будут нарыты копуши по разряженной сетке до коренных и не будет опробовано рыхлое у спая, особой информации о пласте, рубашке не будет. Или работа наугад или как повезет или повышенные объемы промывки.

Дилетант, 08.01.21 05:21:31 — СНС, 07.01.21

Я тоже хочу посмотреть стандарт СВЗ, может, не только я. Поставьте его на сайт, если можно.

Брат, 08.01.21 13:49:37

На мой взгляд, полезно помнить, что обсуждаемый "Стандарт эксплуатационного опробования ОСВЗ" был скорее декоративной, чем реально практикуемой моделью. Вот составной частью диссертации В.И. Куторгина он (стандарт), безусловно, был.

К концу 70-х систематическое опробование на россыпях в системе ОСВЗ практически сошло на нет. Обходились оперативным опробованием с подготовкой "до проблесков скалы" и вскрышей через промприбор. При таких обстоятельствах мощность фактически отмываемого пласта слабо коррелировала с разведочным; при мощности разведочного пласта в среднем по балансу 0,55м фактически на открытой раздельной добыче полоскали в среднем 1,55м. Называя этот объем "песками", разумеется...

СНС, 09.01.21 07:12:46 — ЛДН, 08.01.21

Я ответил вам в статье: https://zolotodb.ru/article/12337

Магадан, 11.01.21 02:27:54 — Брат

Сегодня эксплоразведка такая же. Летом оперативное лотковое, вскрывают до знаков, вот и все. А при зимней вскрыше, кто поумнее рубашку побольше оставляет и потом через прибор гонит.

Для уточнения вскрыши, может RC бурение лучше было бы, как Генералов обещает.

Брат, 11.01.21 13:26:24 — Магадан, 11.01.21

Это нормально; после развала государевой добычи система обязана была хоть маленько, но деградировать. Что до обещаний Генералова, так вы же помните про "никто не даст нам избавленья: ни Бог, ни царь и ни герой"? А дальше там было: добьемся мы освобожденья своею собственной рукой. Стало быть, будет лишь то, что мы сделаем сами.

Мне представляется, возврат к систематическому опробованию в прежнем понимании и не нужен. Я бы скважинами (может, и RC-бурения) фиксировал спай по густой сети (скажем, те же 20х20 метров), причем не с нуля, а после выполнения основного объема вскрыши. И отстраивал бы кровлю песков от спаевых отметок мощностью золотоносного для данного конкретного участка речника (при его отсутствии - элювия), относя всё вышележащее к вскрыше. Разумеется, этот методический приём используется применительно к запасам ПИ, т.е. "пескам золотоносным", учтенным государственным балансом.

Практик, 12.01.21 04:12:33 — Брат

Надо еще по цене сравнить, что дешевле - рубашку через прибор гнать или скважины по сети 20х20 с опробованием? Да еще и людей отвлекать. Стоит-ли заморачиваться?

Брат, 12.01.21 11:30:57 — Практик, 12.01.21

Ну, многое ведь зависит от того, как у вас поставлен учёт. И, главное, учёт чего...

Журавлев, 15.01.21 07:07:11

Кто работал с пробоотборниками на RC? Какой там делитель проб стоит? Какую часть шлама можно отобрать?

Журавлев, 07.02.21 06:21:01 — Эй, кто нибудь

У кого есть опыт опробования скважин RC на руде? Какой станок? Как устроен отбор проб? Какой делитель проб? Поделитесь опытом.

СНС, 09.02.21 12:00:42 — Журавлев, 07.02.21

Вы посмотрите статью Троицкого: Опыт эксплуатационной разведки на месторождении Павлик.

https://zolotodb.ru/article/11995

Они вели опробование станком FlexiROC D65 LF (ROC L8 30) производства фирмы Atlas Copco (рис. 1). Бурение велось с обратной продувкой шлама диаметром долота 191 мм.

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Опыт применения RC-бурения при разведке погребенных многолетнемерзлых россыпей»


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "четыре прибавить 12":