Эксплуатационная разведка многолетнемерзлых россыпей скважинами бескернового бурения с продувкой воздухом

От редакции сайта. Последнее время разведку россыпей нередко ведут с использованием современных станков RC бурения. Но импортные станки дороги. В принципе, можно обойтись более дешевыми станками и методами. Об этом приведенная ниже статья.

Бурение скважин с продувкой воздухом при разведке получило распространение на Урале, в Средней Азии, Якутии и северных геологических управлениях [1]. Наиболее широко его стали применять при эксплуатационной разведке рудных месторождений железа, молибдена, золота и др. Пробы отбирали отсечкой части выдуваемого из скважин шлама кассетными, щелевыми и секторными пробоотборниками [2–6], циклонами [1] и другими упрощенными устройствами.

На россыпных месторождениях разведка этим способом сдерживалась отсутствием средств, обеспечивающих достаточно полное улавливание шлама, обусловленное крупностью и низким уровнем содержания в песках полезных компонентов. Поэтому опробование скважин, проходимых с продувкой воздухом, велось вначале путем вычерпывания части шлама около устьев скважин.

В 1970-е гг. Иргиредметом и ВНИИ-1 к станкам шарошечного и вибровращательного бурения (2СБШ-200, СБШ-250, СБВ, СДВВ, БТС и НКР-100) были созданы шламосборники, которые обеспечили приемлемую для эксплуатационной разведки достоверность шламового опробования и позволили успешно вести ее по шламу на многолетнемерзлых россыпях зимой при отсутствии или незначительной доле таликов и сушенцов.

Эти шламосборники принципиально отличаются друг от друга. Модель, разработанная ВНИИ-1, состоит из разъемного или неразъемного шламоотвода и циклона и обеспечивает улавливание до 90–95% выдуваемого из скважин шлама.

Шламосборник Иргиредмета (см. рис.) представляет собой расширяющийся вверх или вверх и в боковые стороны корпус 3 с вырезом в его передней части 2 под буровую штангу, перекрываемым разъемной накладкой 1. Сзади сверху в корпусе имеется выпускное окно 5 для выхода отработанного воздуха и пылевидного шлама, которое прикрывается спереди отбойным щитком 4. Тяжелые и крупные частицы шлама оседают вниз в сменный поддон 6. Улавливание шлама составляет 79–85%.

Конструкция шламосборника Иргиредмета проще, и без особых затруднений его можно изготовить в слесарных мастерских горнодобывающих предприятий. Для этого необходимы железный уголок 20×20 или 25×25 мм; листовое железо толщиной 0,7–0,8 и 3,0 мм; резина или транспортерная лента толщиной около 10 мм. Пробы отбирают поинтервально с каждых 0,4 или 0,5 м. Их отбор сказывается на производительности проходки скважин несущественно. Установка шламосборника на скважину занимает около 2–3 мин, а смена поддона — не более 1 мин.

Положительные результаты испытаний шламосборников позволили ВНИИ-1 и объединению «Северовостокзолото» включить шламовое опробование скважин вибровращательного и шарошечного бурения в стандарт [7]. Этим стандартом задачи шламового опробования ограничиваются в основном целями сопровождающей эксплуатационной разведки (преимущественно уточнением верхней и нижней границы металлоносного пласта). Рекомендуемые в нем размеры сети опробования (для россыпей группы II — 60×30 и 40×20 м; III — 40×30 и 20×20 м; IV — 20×20 и 20×10 м)* не позволяют установить с надлежащей точностью положение промышленных контуров из-за значительных расстояний между скважинами по ширине россыпи.

 * Группы россыпей приняты в соответствии с классификацией ГКЗ, а размеры сети приведены соответственно для станков шарошечного и вибровращательного бурения.

Эксплуатация россыпей открытым раздельным способом показала, что скважины с продувкой воздухом целесообразно бурить и при опережающей эксплуатационной разведке, проведение которой в необходимых объемах дает возможность повысить достоверность оконтуривания и подсчета запасов в намечаемых к отработке участках, а также улучшить перспективное и текущее планирование вскрышных и добычных работ.

По сравнению с разведкой шурфами опережающая эксплуатационная разведка скважинами с продувкой воздухом позволяет существенно снизить затраты средств и времени на ее проведение, что подтверждают результаты исследований по шламовому опробованию, проведенных Иргиредметом при открытой разработке россыпей в ГОКе «Куларзолото» на многолетнемерзлых россыпях с мелким и весьма мелким золотом, залегающих на глубине до 15 м [8, 9]. Золотоносными в них являлись галечники и верхняя часть разрушенных коренных пород — глинистых и песчано-глинистых сланцев. До эксплуатации эти россыпи были разведаны преимущественно траншеями с расстоянием 800–1200 м. Опережающую эксплуатационную разведку провели станками 2СБШ-200 и НКР-100 при диаметре скважин соответственно 214 и 105–110 мм и интервалах опробования 0,5–0,4 м. Размеры сети принимали равными 5–3×200–50 и с учетом особенностей и сложности строения месторождении. Целесообразность сгущения сети опробования по ширине россыпи и разрежения ее по сравнению с установленным стандартом [7] подтверждается исследованиями [10].

Опережающая эксплуатационная разведка скважинами с продувкой воздухом позволила выконтурнть и исключить из отрабатываемых блоков часть участков с непромышленным содержанием металла и включить в отработку не выявленные детальной разведкой за контурами кондиционные пески. Существенно повысилась и достоверность подсчитываемых запасов. На месторождениях, на которых данным способом была проведена опережающая разведка, коэффициенты намыва колебались от 1,09 до 1,33 (табл.1), в то время как до ее проведения неподтверждение было более существенным. Коэффициенты намыва были нередко значительно меньше единицы, достигая в отдельных случаях 0,6.

Таблица 1. Коэффициенты намыва при эксплуатационной разведке станками НКР-100 

Уточнение контуров опережающей разведкой станками 2СБШ-200 и НКР-100 позволило снизить разубоживание — исключить из отработки некондиционные пески и получить за счет этого только на двух объектах экономический эффект 435 тыс. руб. Себестоимость добываемой продукции снизилась на 2,4%.

В связи с этим ГОК «Куларзолото» в 1982–1985 гг. увеличил объемы эксплуатационной разведки скважинами с продувкой воздухом и сократил проходку шурфов (табл.2). 

Таблица 2. Объемы разведочных работ шурфами и скважинами 

В заключение отметим следующее:

- созданные шламосборники к станкам шарошечного и вибровращательного бурения позволяют производить эксплуатационную разведку многолетнемерзлых россыпей скважинами с продувкой сжатым воздухом;

- эксплуатационная разведка данным способом особенно эффективна в опережающую подстадию, выполнение ее в надлежащих объемах обеспечивает своевременное уточнение промышленных контуров и подсчета запасов и оптимальное планирование вскрышных и добычных работ;

- прогрессивность и эффективность опережающей разведки скважинами с продувкой воздухом подтверждаются положительными результатами промышленных испытании, проведенных на россыпях с мелким и весьма мелким золотом;

- необходимо проведение промышленных испытаний данного способа эксплуатационной разведки и на россыпях со средним и крупным золотом;

- расширению опережающей эксплуатационной разведки скважинами с продувкой воздухом будет способствовать использование наиболее мобильных и высокопроизводительных станков в комплексе с автономными энергосиловыми агрегатами.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мугурдумов А. М. Разведочное бурение с продувкой воздухом.— А: Недра, 1970.— 88 с.

2. Стуков Н. В. Шламовое опробование взрывных скважин.// Вопросы методики опробования месторождении полезных ископаемых при разведке и эксплуатации. — Свердловск — 1969.— С. 201–203.

3. Срапионян М. Г. О способе и достоверности опробования скважин шарошечного бурения // Вопросы методики опробования месторождений полезных ископаемых при разведке и эксплуатации.— Свердловск.— 1969.—С. 97–101.

4. Басманов В. Н. Опробование шлама шарошечного бурения на сульфидных и медно-никелиевык рудах // Вопросы методики опробования месторождений полезных ископаемых при разведке и эксплуатации —Свердловск.— 1969.—С. 196–200.

5. Мартиросян С. В. Результаты экспериментальных работ по опробованию буровых скважин в условиях Дастакерского медно-молибденового месторождения // Комплексное использование медно-молибденовых руд.— Ереван: Айстан.— 1970.—С. 38–43.

6. Фролов В. М., Шмонин Б. А. Достоверность опробования скважинами СБШ-200 // Цветная металлургия.— 1970.— № 23.—С. 14–15.

7. СТП 43-34-3—78. Эксплуатационное опробование россыпных месторождений золота при открытом способе разработки / В И. Куторгин.— Магадан.— 1978.— 38 с.

8. Днепровский И. Ф., Кавчик Б. К., Фролов В. М. Опыт опробования многолетнемерзлых россыпей по шламу скважин шарошечного бурения // Цветная металлургия — 1983.— № 15,—С. 23–24.

9. Днепровский И. Ф., Кавчик Б. К., Фролов В. М. Эксплуатационная разведка многолетнемерзлых россыпей станками НКР-100 с пневматической очисткой забоя // Цветная металлургия.— 1986.—№ 9 —С. 31–33.

10. Днепровский И. Ф., Фролов В.М. Вонтюк Л. А., Мохов Ю. Я. О форме и густоте сети опробования при подземной эксплуатации россыпей // Колыма,— 1975.— №11.— С. 27–30.