ООО «Русская Буровая Компания» в летне-зимний период 2017 г. выполнила бурение скважин по договору с ОАО «ГДК «Берелех» по разведке глубокозалегающей россыпи руч. Раковской в Магаданской области. Золотоносный пласт был вскрыт на глубине порядка 200 м. Разведка скрыто-погребенных россыпных месторождений является сложной геологической задачей. Мы рискнули познакомить читателей журнала «Золотодобыча» с опытом решения подобного рода задач.
Аллювиальная россыпь среднечетвертичного возраста перекрыта вечномерзлыми моренными отложениями мощностью около 190 м. Россыпь залегает на трещиноватых песчаниках и алевролитах средней юры.
Бурение скважин проводили в летне-зимний период 2017 г. буровым станком марки LF-90 колонковым ССК-способом (снаряд со съёмным керноподъёмником) с двойной колонковой трубой диаметром 122 мм (PQ). Диаметр керна — 85 мм. В верхней части скважины примерно через каждые 30–50 м производилось расширение скважины с помощью шарошечного долота либо алмазного башмака, с последующей обсадкой трубами диаметром 164, 140 мм. На завершающем этапе (в случае возникновения аварийной ситуации) бурили «всухую» в колонне PQ снарядом 96 мм (HQ) c одинарной колонковой трубой и нестандартной буровой коронкой с внутренним диаметром 82 мм (диаметр керна), либо с промывкой буровым раствором снарядом HQ c двойной колонковой трубой с внутренним диаметром 63,5 мм.
Бурение проходило в сложных условиях постоянного оттаивания стенок скважин и проседания грунта на поверхности. Пришлось строить под самоходную буровую установку передвижной помост типа понтона и применять тяжелые буровые растворы с комплексом вяжущих химических реагентов (авторский подбор смеси в ходе выполнения работ).
Фотографирование, документацию керна и промывку проб проводили в летне-осенний период непосредственно на месте бурения. Керн был в основном хорошего качества, ненарушенный. Отчетливо наблюдалась слоистость и контакты пород (рис. 1, 2). Документаторский балок, расположенный в 20 м от буровой, был оборудован: двумя полубочками для промывки шлихов; двумя бочками с электрическим подогревом расходной воды; лампами дневного освещения; тепловентилятором; электронными весами до 20 кг (точность 10 г); тарированными мерными ведрами на 10 л, тазами, ситами с ячеей 5 мм для отмучивания и сокращения проб, двумя кедровыми промывочными лотками.
Описание керна и промывку шлихов проводили в дневную смену. Отставания от бурения не было. В зимний период (при минус 50–60 oС) документацию и промывку осуществляли на базе лагеря. Промерзший керн оттаивал двое суток. При оттайке испарялась влага из вечномерзлых пород (примерно 10% объема керна), поэтому при измерении объема пробы применялся поправочный коэффициент 1,1.
Перед отмучиванием проб закладывали медные маркеры (куски проволоки 0,5 х 10 мм) в количестве 5 или 10 шт. В черном шлихе маркеры подсчитывали. При обнаружении золотин отмечали в промывочной ведомости их размер до 0,5 мм или более. Шлихи с золотом сушили и передавали на отдувку и взвешивание после завершения бурения скважины. Документацию вели в рукописном виде в полевом журнале и в промывочной ведомости.
Результаты работ демонстрируются на геологической колонке по скважине (рис. 3), составленной в компьютерной программе Strater, и на фотографиях керна (см. рис. 1, 2).
Достоинством программы Strater является возможность автоматического построения геологической колонки и ее передача по сети Интернет заказчику. Цифровое изображение колонки «весит» всего около 0,5 Мб. Имея колонку и фотографии керна, заказчик получает объективную информацию о ходе буровых работ.
Анализ полученных результатов позволяет сделать ряд выводов и предположений.
Во-первых, данные по измерению выхода керна линейным и объемным методами могут в отдельных интервалах существенно различаться. При измерении линейным методом сложно учесть высоту наполнения секций кернового ящика рыхлым растепленным керном. Объемный метод здесь более объективен.
Во-вторых, систематический контроль промывки шлихов с помощью медных маркеров (не менее 10 штук в 20% от общего числа проб) позволяет оперативно отслеживать качество промывки шлихов.
В-третьих, продуктивные золотоносные горизонты характеризуются повышенной плотностью пород. Этот признак может служить предупреждением о необходимости более тщательной промывки шлихов и сокращении интервала опробования, например с 1 м при забурке скважины до 0,5 м при вскрытии потенциально продуктивных слоев.
Кроме того, увеличение плотности продуктивных пород с высокой степенью вероятности (highly likely) обусловлено наличием тяжелых минералов (касситерит, хромит, циркон и др.). Считаем, что использование рентгено-флуоресцентного анализатора на 40 элементов позволит получить перед промывкой шлихов дополнительную оперативную информацию о наличии золотоносности.
В конце несколько слов о достоверности подсчета запасов при разведке россыпей буровым способом.
Ударно-канатный способ считается классическим при разведке россыпей. При внутреннем диаметре бурения 144–192 мм объем выжелоненного шлама составляет 8–15 л на 0,5 м интервала опробования. Колонковый ССК-метод может максимально дать диаметр керна 85 мм объемом около 3 л. Заметим, что пересчет объема классической ендовки (0,02 м3) на 0,5 м углубки шурфа дает диаметр керна 226 мм. Поэтому все перечисленные выше диаметры бурения не вполне представительны или, если хотите, представительны в разной степени. Однако ССК-метод позволяет получить ненарушенный (колбаской) керн, по которому можно объективно (фото, описание слоев, выход керна, плотность пород, химический состав) установить положение подошвы и кровли россыпи.
Ударно-канатный способ дает только дезинтегрированную массу с определенной глубины, пригодную для шлиховой промывки. Качество геологической информации приблизительное.
Шламовое RC-бурение весьма производительное и дешевое, но очень неточное по привязке глубины опробования, по чистоте материала проб и по геологическому описанию. Глубина RC-бурения ограничивается водопритоком. При глубинах свыше 100 м ударно-канатный метод весьма трудоемкий и медлительный.
Колонковый ССК-метод оптимален по скорости проходки, стоимости и информативности. Стоимость 1 пог. м бурения ССК-методом для глубоко залегающих россыпей (50–250 м) мы оцениваем, в первом приближении, в 15–20 тыс. рублей. Решение вечного вопроса разведки о гармонии между представительностью, достоверностью, временем и ценой, как всегда, тяжким бременем лежит на инвесторе.
-0+3
Комментарии, отзывы, предложения
Б.Кавчик, 28.11.20 05:17:24 — Левиков А.В., 27.11.20
Опрос вы предложили мягко говоря некорректный. Есть россыпи, для которых оптимальными являются скважины малого диаметра. Это показывает статья В.И.Генералова, а также современный опыт практической разведки россыпей буровыми установками УРБ-2А2 на базе автомобилей Урал. При диаметре скважин 168 мм производительность бурения достигает 1200 пог.м в месяц. Фото хотите?
Конечно малый диаметр применим не везде. У каждого способа есть оптимальная область применения.
Я вас спросил чем обоснован у вас большой диаметр скважин? Может на вашем объекте лучше сгустить сеть скважин малого диаметра? Привели бы хоть характеристики золота для обоснования большого диаметра.
Левиков А.В., 28.11.20 10:47:24 — Кавчику Б.К.
Б.К., спасибо за ваш совет. С УРБ-2а2 я чуть-чуть знаком... Слава Богу, 13 лет бурил этими станками в различных горно-геологических условиях (к слову, своими руками собрал две штуки). Применимость 168/174 трубы понятна, я сам писал неоднократно в ваших форумах про это лет 10 назад. 1200 м в месяц можно конечно выдавать, при условии двухсменной работы и при условии подходящих разрезов, но это не "коммерческая" скорость конечно, скорее "пиковая". Про обоснованность большого диаметра я знаете-ли не в курсе. Не компетентен! Не знаю что такое ситовой анализ, не понимаю как набрать достаточную групповую представительную пробу, не в курсе Это вы - теоретик, я только скромный практик :-(...
Однако с низины своей жалкой сущности рискну предположить: граждан подрядных бурильщиков, пишущих подобные статьи, первый же серьезный заказчик пошлет куда подальше с идеей организовать на его участках подсчет запасов, основанный на 85 керне. К чему разговоры? Пусть попробует...
Б.Кавчик, 28.11.20 12:57:15 — Левиков А.В., 28.11.20
Не хотел вас обидеть, извините. В теории ничего плохого нет. Теория говорит, что разведка малыми диаметрами не полностью выявляют запасы и иногда пропускает месторождения. Станок с диаметром 345/324 мм позволит полнее выявлять запасы. Так что теория на вашей стороне. И я желаю вам успеха в разработке и испытаниях.
Я вас спросил чем обоснован у вас большой диаметр скважин? Мне интересно ваше обоснование, только и всего.
Генералов В.И., 28.11.20 19:37:52 — Кавчику Б.К., ЛДН, Левикову А.В.
5. Борис Константинович! С объемом рядовой пробы надо срочно определяться, ибо буровое сообщество весьма взволновано. Уже ходят слухи (Левиков А.В.), что Генералов вот-вот направит в ТКЗ Магаданской области отчет с подсчетом запасов, основанный на диаметрах 85 мм. А члены НТС этот документ несомненно утвердят, т.к. работу спонсирует КЛИЕНТ! Тогда большие диаметры и ендовки вовсе отменят, а буровики потеряют свои большие деньги за свои толстые скважины!
По моему мнению, главной ошибкой при вычислении рационального объема пробы по методу ситового анализа является абстрактное допущение о равномерном рассредоточении золотин (от тонких до самородков) по всему объему тела россыпи. На практике распределение золота весьма и весьма неравномерное, но закономерное. Изменчивость распределения золотин есть величина векторная, которая имеет вертикальную, горизонтальную и продольную направленность.
Вертикальную составляющую вектора изменчивости распределения золотин можно определить только в ненарушенном керне (более 95%). РФА промер керна с интервалом 5-10 см позволяет оперативно получить непрерывный график распределения содержания Au и элементов-спутников еще до промывки. Площадь облучения современных анализаторов порядка 5 см2, поэтому диаметр керна не имеет значения. Керн можно «нарезать» через 10 см и измерить объем и вес, а затем вычислить объемный вес. Объемный вес золотоносного пласта более 2,0 кг/дм3, а «торфов» меньше. Пески можно диагностировать и по геологическим признакам Диаметр керна и здесь не имеет значения. Увеличенный объем пробы имеет значение для «наработки» металла» более 3 мг, чтобы можно было взвесить на обычных аналитических весах, обладающих точностью 1 мг. Но если применить весы с точностью 0,1 мг, то можно точно взвесить «наработанный металл» менее 1 мг и из керна в 85 мм. Главное, чтобы при промывке проб из керна любого диаметра не было упущено ни одной золотины от тонкой до крупной! Измеренное содержание металла в вертикальном направлении не должно зависеть от диаметра керна (объема пробы). Мало металла в навеске – малый исходный объем пробы, много металла – большой объем пробы, но содержание одинаково. Обнаружение вектора вертикальной изменчивости распределения металла является обоснованием для выделения продуктивного пласта песков и его оконтуривания по регулярной разведочной сети наблюдения (обычно от 20-40 х 200-400м до 40-80 х 400-800 м). С этих позиций, диаметр керна не является определяющей величиной. Главное – ненарушенный керн и количественное (без брака) комплексное оперативное (полевое) его изучение. Процессы получения керна и его изучения неразрывно связаны. Буровики и геологи сидят в одной лодке. И платить надо не за метры и пробы, а за выявленные рудные интервалы. Поэтому, беспокойство бурового сообщества я понимаю, но не принимаю.
Горизонтальную изменчивость распределения содержания металла определяют по валовому опробованию канав и траншей в пределах вскрытого пласта. Подразумевается, что первоначально пласт был вскрыт шурфами. Вы, конечно, знаете, что подсчет запасов только по шурфам по регулярной разведочной сети имел большие расхождения с действительностью. Если же проходить канавы поперёк долины и отбирать валовые пробы, подсчет запасов был значительно более точным. Это свидетельствует о том, что значение вектора горизонтальной изменчивости весьма велико и является определяющим в вычислении среднего содержания металла в теле россыпи. Вопрос, а как влияет в метрах? Сначала рассмотрим диаметры скважин. Возьмем для примера диаметры 85 мм (радиус 4 см), 150 мм (8 см) и 357 мм (18 см) мм, а длину пробы 0,5 м. Предлагаю отныне и навсегда длину пробы измерять не в лопатах (0,2 м), а в минимальных кондиционных мощностях рудных тел (0,5 м). Объемы проб будут соответственно 3 л, 6 л и 20 л (ендовка). Если рассматривать горизонтальное распределение металла от центра бурения (0,0) до контура окружности керна 4, 8, 18 см, то следуя сложившемуся мнению большинства россыпников, на расстоянии 0-4 см мы можем зафиксировать или "ничего" или тонкое и часть мелкого золота, 4-8 см мелкое и часть среднего, а 8-18 см среднее и крупное золото. Здравый (геологический) смысл подсказывает, что расстояния должны быть значительно больше. А значит никакими диаметрами скважин горизонтальную изменчивость не измерить! Геологический смысл говорит, что горизонтальная изменчивость измеряется шириной золотоносных струй. Обычно это 5-30 м, при ширине россыпи в целом 30-300 м. Канавами такие струи мы можем выявить, а шурфами через 40 м с ендовками или эквивалентными ендовке скважинами в 1130 мм (но таких станков ещё не придумали) – нет! Если глубина залегания россыпи более 5-10 м, то канавы невозможно пройти в принципе. Тогда остается только бурение с шагом 5 м (минимальная ширина струи) и через всю ширину россыпи на 300 м (аж 150 штук скважин)! И диаметры скважин здесь не имеют никакого значения! Вопрос только стоимости погонного метра. Вибрационно-вращательное бурение здесь предпочтительнее, но только если россыпь залегает не глубже 40 м. А если глубже, то только колонковое и диаметром 85 мм (больше ещё не придумали). Такова суровая сермяжная буровая правда. Менеджеры, конечно, взвоют – 150 штук в одном профиле, это дорого!!! 150 штук скважин конечно дорого, если не включить «мозги» (геологическую мысль). Обнаружить или предсказать струи вполне возможно по геологическим признакам, выявленным на этапе поисково-разведочных работ и основанных на бурении скважин диаметрами 150 – 85 мм (в зависимости от глубины залегания россыпи) по регулярной разведочной сети. Но детализацию в профиле через 5 м выполнять все равно придётся!
Про продольный вектор изменчивости писать не буду, ибо комментарий получился слишком длинный. Жду критических замечаний.
ЛДН, 28.11.20 20:37:51 — Генералов В.И.
Мне интересно читать ваши комментарии, но я не пытался утверждать, что диаметром 85 мм нельзя бурить на мерлых россыпях. Мне прсто интересно, как и чем бурят на таких глубинах.
ЛДН, 28.11.20 20:57:15 — Генералов В.И.
А развернуть куст скважин под землей возможно в вашем случае?
Левиков А.В., 29.11.20 10:19:40 — ЛДН
ЛДН пишет: "А развернуть куст скважин под землей возможно в вашем случае?" - конечно возможно! Генералова попросите, он поставит ОТКЛОНИТЕЛЬ на глубине 3 метра от устья и пробурит куст!
Вы, Генералов, меня дико разозлили. Это очень хорошо. Скоро закончу текущий проект, займусь вами всерьез, берегитесь.
Б.Кавчик, 29.11.20 15:18:14 — Генералов В.И., 28.11.20
Владимир Иванович, волноваться совершенно не о чем. Объем пробы может быть любой. В том числе диаметр скважин 85 мм тоже приемлемый. Обратите внимание, что на руде бурят диаметром даже 46 мм, да еще и пробу керна после дробления сокращают. Несмотря на это месторождения находят, защищают запасы, добывают золото. А у вас диаметр 85 мм и пробы вы не уродуете путем сокращения. Конечно, я уверен, что у вас запасы должны принять и утвердить. Будь я экспертом, я бы так и сделал, а также отметил ваш новаторский подход в методическом и техническом отношении.
В качестве особого мнения я бы рекомендовал эксплуатирующей организации определить погрешности разведки и в ходе эксплуатационного опробования уточнить контуры запасов с помощью проб объемом не меньше ендовки. Предприятие получит при этом дополнительное золото за контурами (неучтенку, как сейчас называют).
В общем, по моему можно вести разведу любым диаметром, любой длиной рейса, можно ударно-канатным способом или RC. Любые комплексы разведочных мероприятий отличается величиной погрешностей определения контуров и среднего содержания. Но они у нас не нормируются, соответственно можно применять любой вариант. В том числе можно бурить диаметром 85 мм, а можно проходить шурфы или вести разведку скважинами диаметром 350 мм. Хорошую россыпь любой способ покажет.
Генералов В.И., 30.11.20 13:17:39 — Кавчику Б.К., Левикову А.В.
Открою секрет моих комментариев. Я уже давно пришел к убеждению о существовании двух геологических законов. Первый, рудное тело, это природное геологическое образование. И второй, распределение содержания металла в теле россыпи есть величина векторная. С учетом этих двух объективных законов природы необходимо, на мой взгляд, провести корректировку существующей методологии подсчета запасов, утвержденной действующими инструкциями. В интернете легко найти инструктивную фразу, не мною произнесенную: «Надежность определения содержания компонентов, правильность оконтуривания залежей, подсчет запасов зависит от ДОСТОВЕРНОСТИ опробования, которая, в свою очередь, зависит от способа опробования, геометрии проб, правильности выполнения операций по их отбору, обработки и анализу, а также от системы опробования». Заметьте, что об объеме пробы здесь речи нет. Но для того, чтобы понятно изложить читателям журнала эти законы природы, потребовалось написать серию длинных комментариев.
Согласно философскому принципу дуализма, в каждом действии есть положительная и отрицательная стороны. Положительно то, что мои комментарии вызвали искренний эмоциональный отклик. А отрицательно то, что диапазон эмоций распространился до высказывания Кавчика Б.К.: «Владимир Иванович, волноваться совершенно не о чем. Объем пробы может быть любой…. можно вести разведу любым диаметром, любой длиной рейса, можно ударно-канатным способом или RC», или .Левикова А.В: «Вы, Генералов, меня дико разозлили. Это очень хорошо. Скоро закончу текущий проект, займусь вами всерьез, берегитесь». На ум приходят известные цитаты классиков типа «ну вы, блин, даёте!» (Особенности национальной охоты) или «страшно, аж жуть!» (В. Высоцкий).
Борис Константинович, я призываю только откорректировать существующую методологию подсчета запасов с учетом геологических законов природы, а не разрушить систему стандартов, института ГКЗ, ведения государственного учета баланса запасов полезных ископаемых и ухода государства от обязанности управления недропользованием. Ваши призывы – бурите чем хотите и опробуйте как хотите, в итоге, приводят к революционной свободе и демократии, воспетой графом Кропоткиным.
Персонально для Левикова А.В. Ваша упрямая настойчивость реализовать «текущий проект» вызывает беспокойство. Я бы посоветовал познакомить общественность с этим «проектом». Дадут дельные советы. Например, на параллельной ветке сейчас идет живая профессиональная дискуссия по работе концентрационных столов. Полагаю, что советы читателей будут весьма полезны в реализации вашего текущего «проекта».
Б.Кавчик, 30.11.20 14:31:27 — Генералов В.И.
Уважаемый Владимир Иванович, я так же как и вы ничего не предлагаю разрушать, а только предлагаю считать погрешности разведки, или не сокращать пробы руды, чтобы снизить погрешности. Но до общества изменения доходят медленно.
Я не зря написал про кровопускание по Гиппократу для лечения болезней. Оно было принято во всем мире больше 1000 лет. Говорят, с его помощью угробили первого президента США Д.Вашингтона. Он был ранен пулей и потерял много крови, а ему "для поправки здоровья" сделали кровопускание. Это лишило его шанса выжить и США лишилось своего великого деятеля.
О том, что кровопускание губительно стало ясно после того, как было открыто кровообращение. У человека крови всего 5 литров, она восстанавливается не сразу и выливать ее зря опасно. Но прежде, чем до людей это дошло и кровопускание прекратили прошло 100 лет.
Так что у нас впереди большой путь! Я про погрешности пишу лет 20, значит, осталось еще 80.
Вы тоже наберитесь терпения, вы всего лет 2 года написали про разведку россыпей Соником, осталось еще 98. Надо беречь здоровье!
999, 30.11.20 18:26:30 — .
Вопрос с участникам дискуссии. Кто-нибудь проводил опробование россыпи по стенкам шурфов, канав или забоев?
Б.Кавчик, 01.12.20 08:17:38 — 999, 30.11.20
Какие у вас вопросы? Я крупный специалист по отбору бороздовых проб на россыпях при подземной отработке. У нас было много экспериментальных работ и мне, молодому специалисту - поручали важную и ответственную работу отбора проб. Потом меня даже включили в соавторы методики опробования россыпей золота при подземном способе отработки.
999, 01.12.20 09:49:21 — Б.Кавчик
У нас с Вами, уже была дискуссия по поводу изменчивости содержания золота в россыпях. Нет желания писать все заново.
Генералов В.И., 05.12.20 21:31:29
К вопросу о достоверном и представительном объеме рядовой пробы.
В полемике с читателем Магаданом пришлось взглянуть в «Методическое руководство по разведке россыпей золота и олова», Магадан, 1982 год. На странице 87 есть указание, что при проходке шурфа на 0,2 м (штык лопаты) необходимо промывать 2-3 ендовки. Здесь директивно определен «достоверный ендовочный» объем пробы в 40-60 литров целика. На этот объем традиционно и ориентируются все золотодобытчики. Выше я уже объяснял, что штык лопаты - это бессмысленная единица измерения с геологической точки зрения. Мерить длину пробы следует в минимальных кондиционных мощностях рудного тела (пласта песков). Для подземной добычи она обычно составляет 0,5-1,0 м, а для отработки карьером – 2,0 м (минимальный уступ карьера). Мысль о том, что объем пробы не является определяющим параметром для установления достоверности и представительности пробы в настоящее время не «доходит» до старшего поколения производственников. Поэтому предлагаю пока остановиться на директивных 20-60 литрах (1-3 ендовки) и сравнить теоретические объемы проб в зависимости от диаметра керна скважины и минимальных кондиционных мощностей рудных тел (см. Таблицу 1).
Таблица 1. Расчет объёма пробы в литрах в зависимости от диаметра керна скважины и длины пробы.
Длина пробы, м Диаметр керна буровых скважин в мм
NQ 46,7 HQ 63,5 PQ 85,0 132/114 150 219
0,1 1,7 3,2 5,7 10 18 38
0,2 3,4 6,3 11 20 35 75
0,4 6,8 13 23 41 71 150
0,5 8,6 16 28 51 88 188
1,0 17 32 57 102 416 376
2,0 34 63 113 204 353 753
Из таблицы следует, что диаметр HQ вполне комфортен для разведки золотоносного пласта с последующей его отработкой карьером, PQ – для разведки глубокозалегающих россыпей с последующей шахтной разработкой, а 132/114 – для детализации любых разведочных работ. Применение больших диаметров это излишняя трата денег и времени. Главное, чтобы керн был ненарушенный (более 95%) и изучен должным образом.
ЛДН , 05.12.20 21:59:26 — Генералов В.И.
А откуда вы взяли минимальный уступ карьера на россыпях 2 м?
Магадан, 06.12.20 03:10:07
Методике Цнигри уже 30 лет. Достоверность, представительность там не определены.
Некрасов ВС, 26.03.21 16:35:43 — всем
1200 пм в месяц, при разведке россыпей колонковым способом установкой УРБ-2а2. Сомневаюсь я. Если это глинистый разрез - можно и 2000 пм/мес
По обводнённым аллювиальным гравийно-галечным отложениям с валунистостью до 10% метров на 400 в месяц поверить можно.
Некрасов ВС, 26.03.21 18:04:38 — всем
Коллеги, прошу прощения. Комментарий не там пропечатал
Борисыч, 27.03.21 06:35:21 — 999
По забою, да. Приходится регулярно.
Левиков А.В., 27.11.20 21:01:14 — Генералову В.И.
Ваши вопросы по технологии бурения я вижу. Но отвечать на них сознательно не стану, т.к. половина моих ответов содержит коммерческую тайну. Пока установка, буровой снаряд и технология бурения в работе. У вас, в ваших рассуждениях огромное кол-во допущений, неверных выводов, также мне понятно что опыта бурения россыпей у вас маловато. Установку с 345/324 я безусловно запущу, т.к. всегда довожу до конца задуманное. А там видно будет, востребовано ли она будет.