Обсуждение опыта ведения буровых работ при разведке глубокозалегающей россыпи золота

В журнале «Зoлотодобыча» за июль 2018 г. [1] была опубликована статья, посвященная опыту ведения буровых работ при разведке глубокозалегающей россыпи руч. Раковский в 2017 г. Бурение скважин осуществлялось колонковым способом снарядом ССК с конечным диаметром керна 85-82 мм (аварийный диаметр 63,5 мм). Работы носили ревизионный характер.

Недропользователя интересовал фактический геологический разрез, вещественный состав продуктивного пласта, гидрогеологические и мерзлотные свойства. Из керна были отобраны пробы для изучения физико-механических свойств торфов. Предыдущими исследованиями россыпь была разведана по категории С2. Поэтому для недропользователя остается актуальной задача её доразведки до категории С1. При выполнении договорных работ необходимо было также оценить возможности современных способов и типов бурения, наработать алгоритмы взаимоотношений с подрядчиками по дальнейшей разведке россыпей.

В ходе обсуждения статьи многочисленные комментаторы выразили сомнения по поводу представительности и достоверности отобранных проб из-за малого их объема. Для выяснения вопросов о достаточном объеме проб мы решили привлечь первичный фактический материал, изложенный в отчете по подсчету запасов россыпей золота ручьев Раковский и Болотный за период разведки 1965-74 гг.

В существующем руководящем документе «Методика разведки россыпей золота и платиноидов» изд. ЦНИГРИ, М, 1992 г [2] нет четкого определения терминов «представительность» и «достоверность» проб. Принцип расчета необходимого объема проб авторами руководства основывается на гранулометрических характеристиках полезных компонентов в россыпи.

В Интернете мы нашли определение этих терминов, с которым полностью согласны:

«Достоверность - важнейшее требование к опробованию – заключается в том, что результаты опробования должны давать достаточно надежное представление о качестве руды в пункте отбора пробы. Данные опробования не должны содержать систематических погрешностей, а случайные погрешности должны укладываться в разумные пределы, которые обычно задаются нормативными документами. Достоверность опробования обеспечивается выбором рациональных способов взятия, обработки и анализа проб.»

«Представительность опробования заключается в том, что пробы по своим свойствам должны отражать свойства руды, расположенной за пределами или между пунктами отбора проб, т.е. по пробам можно судить о качестве руды в некотором объеме рудного тела. Представительность обеспечивается в основном пространственным размещением проб, в меньшей степени массой и числом проб и программой их исследования.»

В этой терминологии мы подразумеваем, что при подсчете запасов представительность опробования отвечает за форму рудного тела (объем рудной массы), а достоверность опробования - за среднее содержание металла в теле россыпи и за неравномерность его распределения.

Разведка россыпей руч. Раковский и Болотный осуществлялась с помощью скважин ударно-канатного бурения (53640 м), колонкового бурения (4850 м), проходки разведочных горных выработок из 3-х шахт (3926 м), шурфов (384 м). Кроме того, бороздовому опробованию подвергались все эксплуатационные выработки шахт.

Ударно-канатное бурение производилось станком БУ-20-2VIII диаметром 8 дюймов (диаметр башмака наружный 225 мм; внутренний – 196 мм). Проходка в мерзлых отложениях производилась без обсадки их трубами, но на каждой скважине устанавливался кондуктор на глубину до 4-х м. В обводненной части обсадка производилась до встречи с мерзлыми породами или полностью по всей глубине скважин В отчете сообщается, что значительное число скважин не было добито до плотика, что составило в сумме 14% от всех объемов буровых работ.

Верхние горизонты проходились интервалами углубки 1,0 м, а нижние – от 0,4 до 0,2 м. Отбор проб производился поршневой желонкой с полусферическим языковым клапаном. Первичная промывка проб проводилась в сливных колодах (пробуторка, отмачивание и слив), а дальнейшая обработка – в металлических зумпфах на деревянных лотках. Фактический объем пробы не измерялся из-за невозможности учесть коэффициентов льдистости и разрыхления керна при желонировании. Расчет содержания металла производился исходя из теоретического объема пробы. Контроль промывки осуществлялся техником по завершению проходки скважины путем промывки отвалов галей и зумпфов. Внешний контроль (отдельная промывочная бригада) осуществлялся через 1-3 года по выборочным скважинам. Так по ручью Раковский за 1966 г. был выявлен снос в 240 %, а за 1967, 1969, 1974 г. -  в пределах 7,2-7,9 %.

Колонковое бурение производилось буровым станком ЗИФ-650 с использованием одинарной колонковой трубы с коронкой КП-184 (диаметр керна 138 мм) и с коронкой КП-132 (керн 90 мм). Бурение производилось в сухую с продувкой воздухом и применением пневмоударников РП-130. Исходя из этих кратких сведений, мы предполагаем, что бурение было вращательным с продувкой сжатым воздухом забоя скважины. Также применялось сплошное долочение забоя с использованием пневмоударника диаметром 130 мм. Забурка скважины производилась диаметром 216 мм для постановки кондуктора на глубину до 4-х м. Далее бурение в мерзлых породах производилось без обсадки (184 мм), а неустойчивые породы и водопритоки перекрывались обсадными трубами. Бурение завершалось диаметром 132 мм (керн 90 мм). Выход керна был в пределах 70-100%. Имело место избирательное истирание и выдувание из керна золотоносного мелкозема, из-за чего шлам оказывался обогащенный золотом, а керн – обедненный. Шлам накапливался в шламоприемной трубе. В отчете отсутствуют сведения о месте установки шламоприемной трубы: или внизу непосредственно выше колонковой трубы или пневмоударника, или вверху в виде отводной трубы на кондукторе скважины. В любом случае должно быть засорение шлама материалом из стенок боковых и вышележащих пород. По непродуктивным породам длина рейса составляла 2-3 м, а в золотоносных отложениях – 1,0-1,5 м. Промывке подвергался как керн, так и шлам с равных интервалов углубки скважины. Керн измерялся линейным методом по длине и диаметру и разбивался на пробы длиной 0,2 – 0,4 м. Пробы помещались в металлические ящики, оттаивались и подвергались промывке в металлических зумпфах на деревянных лотках. Кроме керна опробовался шлам. После каждого рейса материал из шламовой трубы высыпался в ендовку, измерялся его объем и направлялся на промывку на установку ПОУ-4М с доводкой шлиха на лотке. Расчет содержания металла в пробе производился с учетом теоретического объема керна и объема шлама равным площади кольца по толщине коронки и длине пробы.

Разведочное опробование подземных выработок осуществлялось бороздовым способом в нижней по течению стенки расчистки с расстояниями между центрами борозд 10 м. Размер секции бороздовой пробы составлял 1,0 (длина) х 0,4 (глубина) х 0,4 (высота) м; итого 0,16 м³.  При высоте выработки 1,8 м отбирались 4 секции по 0,4 м и верхняя – 0,2 м. Всего по ручью Болотоному было отобрано 89 борозд, а по ручью Раковский – 5 борозд. Отбор проб производился с помощью пневматического отбойного молотка на брезент. Объем отбитой массы измерялся на месте стандартной ендовкой (0,02 м³) и затаривался в мешки для выдачи на поверхность. Перед промывкой пробы подвергались контрольному обмеру и затем промывались на установке ПОУ-4М. Доводка шлиха выполнялась вручную на деревянных лотках.

Эксплуатационному бороздовому опробованию подвергались все выработки. Опробование производилось по забою или по стенке выработки через 10-20 м проходки. Вертикальные борозды разбивались на секции шириной 1,0 м, глубиной 0,2 м и высотой 0,2 м; всего 0,04 м³. Промывка проб осуществлялась на установках типа ПМБ и ПОУ-4М с доводкой на деревянном лотке. Контроль за качеством бороздового опробования показал, что работы выполнялись без должного геологического надзора. В сентябре 1973 г. занижение по мощности песков составило в 1,43 раза, по среднему содержанию - 0,85, по вертикальному запасу – 1,2. В мае 1974 г. повторный контроль дал еще большее занижение: по мощности песков – 1,87 раза, по среднему содержанию – 1,94, по вертикальному запасу – 3,62 раза. Авторы подсчета запасов сделали вывод о невозможности использования данных бороздового опробования эксплуатационных выработок.

Сопоставление результатов опробования отдельных конкретных выработок различного сечения оказалось невозможным в виду их различного пространственного размещения.  Сопоставление погрешностей разведки производилось по результатам добычи в пределах эксплуатационных блоков (табл. 1).

Табл. 1 Результаты сопоставления подсчета запасов по данным разведки и эксплуатации.

 Примечание: - запасы золота занижены, + запасы золота завышены

Из таблицы № 1 следует, что из-за технологических погрешностей, допущенных в процессе отбора и обработки проб,  имеют место большие значения погрешности разведки. При этом, повышенный объем проб не компенсирует погрешности разведки.

Результаты крупности золота в россыпях, полученных по различным типам выработок, приведены в таблице № 2

Табл. 2 Крупность золота в россыпях (вес. %)

Из таблицы № 2 следует, что скважины ударно-канатного бурения не поднимают крупное золото, а мелкое золото из бороздовых проб эксплуатационных выработок теряется в процессе механизированной промывки.

Анализ качества проведенных полевых работ позволяет сделать однозначный вывод о том, что в ходе разведке исследованиям подвергался существенно дезинтегрированный каменный материал (керн) с нарушенной природной изменчивостью распределения металла в коренном залегании. По такому материалу невозможно построить точный литолого-фациальный геологический разрез. Выделение продуктивного горизонта (песков) производилось только по данным опробования по принципу: есть золото - есть пески, нет золота – есть торфа. Технологические погрешности, допущенные в процессе обработки проб, весьма значительные и полностью  «затушевывают» природную изменчивость распределения металла. Ситовые фракции золота зависят от способа получения проб и от качества их обработки. Поэтому, рекомендованная методика расчета объема проб по гранулометрическим характеристикам в данных условиях не работает. Достоверный и представительный объем проб невозможно установить по данным проведенных разведочных работ.

В этих условиях единственным установленным объективным природным признаком является факт наличия (но не количество!) золота в выработке. В Методике [2] этот факт именуется как ПЭН – положительный элемент неоднородности. Отсутствие же золота (ОЭН – отрицательный элемент неоднородности) не есть объективный признак, так как золото может быть потеряно в процессе отбора и обработки проб. В условиях допущенных значительных технологических погрешностей при отборе и обработке проб, все дальнейшие арифметические действия, произведенные при подсчете запасов, имеют приблизительную оценку. Однако, факт наличия золота в скважине (ПЭН) может служить важным поисковым признаком наличия россыпи. Судя по комментариям к первой статье [1], канадские геологи успешно пользуются этим признаком. Наличие промышленных содержаний золота в соседних скважинах им служит убедительным признаком для начала вскрытия и отработки выявленного продуктивного блока без обременительного предварительного процесса подсчета запасов и их утверждения в государственных органах надзора.

В первой статье [1] мы предложили иные принципы ведения полевых работ, отличающиеся от выше изложенных.

Во-первых, каменный материал должен быть не нарушенной природной структуры. Для этих целей вполне подходит колонковое вращательное бурение со снарядом ССК или вибрационно-вращательное бурение станками типа Sonic. Весь керн должен быть сфотографирован, детально задокументирован и подвергнут рентген-флюоресцентному промеру на 40 элементов, включая золото. Эти наблюдения позволяют объективно построить литолого-фациальный геологический разрез с разделением непродуктивных отложений (моренных, флювио-гляциальных, аллювиальных пойменных и старичных фаций) от продуктивных аллювиальных русловых фаций.  

Во-вторых, должен быть организован количественный обмер каждой пробы весовым и объемным способами. Значение плотности пород является важной характеристикой для выделения продуктивных слоев.

В-третьих, должен быть организован системный и постоянный (ежесменный) контроль за качеством промывки проб посредством медных маркеров. Эти мероприятия позволяют в сумме получить объективную информацию, отвечающей категории представительных проб. Определение объема категории достоверных проб должны решаться перед началом разведки путем параллельной проходки выработок различного сечении (скважина-шурф, куст скважин различного диаметра и др.). Полученные таким образом первичные данные могут служить объективным основанием для подсчета запасов и их утверждения в органах ГКЗ.

Литература.

1. 1. Опыт ведения буровых работ при разведке глубокозалегающей россыпи золота «Зoлотодобыча» №7, 2018, с. 37-40
2. 2. «Методика разведки россыпей золота и платиноидов» ЦНИГРИ, М, 1992