Опыт ведения буровых работ при разведке глубокозалегающей россыпи золота

Генералов В. И., гл.геолог
«Русская Буровая Компания.
Арипов А. С., гл. геолог, А. А. Гичко, зам. гл.геолога «ГДК «Берелех»
Золотодобыча, №236, Июль, 2018

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+0
Просмотров статьи: 1122, комментариев: 58       

Комментарии, отзывы, предложения

Простой, 07.09.18 12:05:01 — Интересующемуся

Значит, вы просто на глаз видите промышленное содержание? Про такое я не читал. Здорово! Дайте вашу координату, пожалуйста. Мне, может, скоро понадобится.

Б.Кавчик, 08.09.18 15:16:41 — Интересующийся, 06.09.18

Я спросил вас о конкретной россыпи, где вы видели литологический контроль песков. Такие факты встречаются редко. Вы могли бы написать интересную научную статью об этом. Дело в том, что процесс формирования речной долины и аллювия длительный, а факт поступления золота в россыпь сравнительно короткий. Никаких изменений в потоке после поступления золота не происходит, аллювий продолжает переотлагаться и накапливаться, никакого дела до золота речному потоку нет. Соответственно, литологический контроль содержания золота в аллювиальных россыпях обычно отсутствует. Иногда бывают исключения, вот я вас и спросил, но вы ответили совсем не интересно. Может, у вас есть что добавить?

Генералов В.И., 08.09.18 18:46:36 — Кавчику Б.К.

Поговорим о представительности проб ( в терминологии читателя "СНС" золото, которое за пределами скважины). Сравнение опробования траншей и скважин требует подробностей. Надеюсь, что в опытных работах сравнивались бороздовые пробы из стенок траншей, а не секционные валовые пробы, иначе нет здравого смысла в сравнении. По инструкции (ЦНИГРИ, 1992) в каждой секции (обычно 10 м) отбирается не менее 2-х бороздовых проб объемом 0,04- 0,16 м3 (2-8 ендовок) двух размеров борозды: 1х 0,2-0,8 х 0,2 м, либо 2 х 0,1-0,4 х 0,2 м. Заметин, что в скважинах пробам объемом 1 ендовка на 0,2 м соответствует диаметр керна 178 мм (т.е бурение 184 или 219 мм). Процитирую инструкцию (стр. 106): "Во втором случае ширина увеличена в два раза, а глубина соответственно уменьшена. Достоверность опробования при этом не снижается, а, наоборот, возрастает, так как увеличение ширины борозды повышает вероятность фиксирования металла в поперечном сечении россыпи". То есть, важен не объем, а геометрия пробы и её ориентация в поперечном сечении потока! В траншее бороздовые пробы шириной 2 м отбираются не более чем через 4 м (опять отголоски английской метрики!). Фактически мы имеем пунктирно непрерывное детальное изучение стратиграфического разреза долины реки. У нас же скважины в профиле бурятся через 20-40 м (редко через 10 м), т.е наблюдения фрагментарные. Полагаю, что в этом главная причина больших погрешностей при разведке скважинами. Диаметры керна 85 мм или 600 мм в части представительности здесь фактически уравнены. По линиям траншей мы имеем представительное оконтуривание песков, а по скважинам - нет. Геологические закономерности являются существенными факторами при блокировке песков и их не учет приводит к большим проблемам при добыче.

Несколько слов о комментариях "Интересующегося" по глазомерному выделению слоев песков. Я в своей практике встречал опытных геологов из артелей, которые по лунковым пробам в 5 л в лотке отслеживают границу торфов и песков при бульдозерном вскрытии россыпи. Литология, цвет породы, фации отложения слоев и результаты хотя малообъемного, но фактически непрерывного опробования по вертикали разреза позволяют опытным участковым геологам оперативно выделять и прослеживать горизонты песков. Хотелось, чтобы они поделились своим опытом.

Интересующийся, 08.09.18 19:51:36 — Б.Кавчик, Генералов В.И.

Надо ехать на участок, смотреть на разрез. Если разговор об аллювиальных россыпях, по разрезу видно как меандрировал поток, в различных элементах потока будет различное содержание, грансостав и породный состав. Отмываете пробы с разных слоев и анализируете.

Брат, 08.09.18 22:44:27 — Генералов В.И., 08.09.18

Позволю себе дополнить пример из вашей практики касательно "опытных геологов из артелей". Видите ли, уже к концу 70-х годов прошлого века систематическое опробование на подготовке песков, скажем, в системе "Северовостокзолота" почти не практиковалось. Подготовка отдавалась на основании, по сути, оперативного малообъемного опробования лотком, о котором вы, собственно, и пишете. Уже тогда это был не вопрос опыта конкретного геолога, а реально сложившаяся повсеместно практика. А ведь тогда на каждом участке (карьере) государственной добычи бродило от двух до четырех опробщиков и кое-где сохранялись опробщики на хвостах. Сегодня же эксплуатационное опробование, как таковое, по преимуществу фикция, сведенная к минимально необходимым объемам оперативного опробования лотком. Есть вообще фурдодуи, утверждающие, что "прибор покажет".

Что до визуальной оценки песков, следует принять во внимание, что, к примеру, центральноколымские пески в подавляющем большинстве случаев спаевые и вопрос определения верхней границы пласта сводится к оценке мощности оставляемого речника. На подземке вопрос решался ещё проще: в очистном забое спай старались держать на уровне груди забойщика ( на середине выемочной мощности).

Магадан, 09.09.18 02:22:18

"Спай на уровне груди" - это правильно было. А что вверху осталось - тогда было не надо. А сейчас надо стало.

Инженер, 09.09.18 16:11:44 — Генералов В.И., 08.09.18

Не понял у вас фразу: "в скважинах пробам объемом 1 ендовка на 0,2 м соответствует диаметр керна 178 мм (т.е бурение 184 или 219 мм)."

Как это понять? Объем пробы из скважины диаметром 200 мм с интервала 0,2 м около 6 литров, а ендовка - 28 литров. Что значит ваша фраза?

Генералов В.И., 10.09.18 19:24:05 — Инженеру

1). Цитата из Инструкции ЦНИГРИ, 1992 г.: "Например, для Колымских россыпей по данным экспериментов надежным объемом пробы для определения мощности пласта является проба не менее 0,1 м3 (5 ендовок) с «проходки». При крупном металле (средняя крупность более 3-4 мм) отбирать пробу не менее 0,14-0,16 м3 (7-8 ендовок)." При чем 28л?

2). 0,02 м3=3,14 х D х D /4 х 0,2м D=357 мм 178 мм - это моя ошибка.

Инженер, 11.09.18 06:17:30 — Генералов В.И., 10.09.18

1. Ендовка в золотодобыче - это мерный ящик для проб объемом 0,028 м3 (т.е. литров).

2. Чтобы получать 0,02 м3 с проходки 0,2 м, диаметр скважины должен быть 357 мм, сейчас вы правы.

А чтобы получить 0,1 м3 с проходки 0,2 м, диаметр скважины должен быть 800 мм. Из-за этого ЦНИГРИ разработал станок УБСР-25.

Интересующийся, 11.09.18 07:52:08 — Инженер

На какую глубину бурит?

Инженер, 11.09.18 14:12:12 — Интересующийся, 11.09.18

А вы не догадываетесь?

Генералов В.И., 11.09.18 19:06:50 — Инженеру

Цитата из инструкции ЦНИГРИ, 1992 г., стр. 99: "Извлеченный керн техник-геолог замеряет, определяет выход керна и документирует. Каждую пробу керна складывают отдельно в специальные металлические мерные ящики размером 500x200x200 мм, которые снабжают бирками с указанием номера линии скважины, пробы, диаметра керна, даты проходки."

Инженер должен знать руководящие документы.

Инженер, 15.09.18 10:59:23 — Генералов В.И., 11.09.18

Вы про методику ЦНИГРИ 1992 года? В ней много чего написано, почти 300 страниц. Я вам про ендовку пояснил, что это такое. А вы мне про ящики для керна зачем-то.

Б.Кавчик, 16.09.18 09:58:56

Интересный у вас вывод: "Диаметры керна 85 мм или 600 мм в части представительности здесь фактически уравнены." Давайте посчитаем.

Например, средняя масса золотин в песках Раковского равна 1 мг. Тогда при содержании 100 мг/м3, в кубометре песков имеется 100 золотин, то есть 1 золотина приходится на 10 литров. Если диаметр скважины 85 мм и объем пробы с 0,5 м = 3 литра, то большинство таких проб показывают "пс", так как в них не попадет ни одной золотины. Поскольку "пс" в контур включать не принято, мощность пласта будет занижена.

Если диаметр скважины 600 мм, то объем пробы с рейса 0,2 м - 60 л. В каждой пробе ожидается 6 золотин. Занижение мощности пласта будет намного меньше.

Однако представительность проб определяется еще и изменчивостью массы золотин. Коэффициент вариации массы золотин для россыпей обычно порядка 500%. Если у вас 1 золотина в пробе, то погрешность оценки содержания так и будет 500%. Если в пробе, 6 золотин, то погрешность оценки содержания будет 500/(корень из 6) = 200 %. 200% - это тоже левоасимметричное распределение, в котором преобладают заниженные значения. Значит, прессование пласта тоже будет, хотя и незначительное.

Расчет никогда не вредит. В том числе его стоит делать для рудных месторождений золота.

Интересующийся, 17.09.18 10:04:15 — Б.Кавчик

100 миллиграмм - это на весь пласт, в продуктивном слое оно в разы больше.

Б.Кавчик, 17.09.18 12:48:01 — Интересующийся, 17.09.18

Вы совершенно правы. В пласте, особенно в приплотиковой части, содержание золота в разы выше. Поэтому приплотиковую часть песков скважины уверенно выявляют даже при диаметре 100 мм и меньше. Так и получается прессование пласта: верх пласта с низким содержанием бурение пропускает, поэтому мощность пласта кажется меньше.

По ширине такая же картина, бурение выявляет наиболее богатую струю, а в бортах, где содержание ниже, скважины золото не выявляют. Остается то, что сейчас называют "неучтенкой".

Нужно-ли оставлять "неучтенку" сверху и по бокам на Раковском, дело хозяйское, но лучше посчитать, в "неучтенке" может оказаться половина золота.

Интересующийся, 17.09.18 19:04:18 — Б.Кавчик

В бортах скважины часто не попадают в продуктивную струю. По мощности, надо по месту смотреть, сколько мыть, если сверху мизер, то и мыть, бывает, не имеет смысла.

Б.Кавчик, 18.09.18 11:21:10 — Интересующийся, 17.09.18

Доля металла за контурами, выделенными разведкой, зависит от представительности проб. Чем ниже представительность проб - тем больше золота остается за контурами. Если в пределе представить пробы объемом 1 см3 (очень низкая представительность), то все пробы покажут "пс" и весь объект будет пропущен.

Представительность целесообразно определять заранее, чтобы знать, что осталось за контуром по вертикали и в плане. Смотреть "по месту сколько мыть", конечно, желательно. Но при подземке, о которой идет речь для Раковского, это будет практически трудно. Расширять контуры в плане тоже может быть трудно, если такую возможность не предусмотреть заранее.

Генералов В.И., 19.09.18 08:57:45 — Кавчику Б.К.

Ещё раз про представительность проб.

1). Представительность проб - это возможность производить геологическую экстраполяцию и интерполяцию между соседними точками наблюдений. По канавам - наблюдения через 4 м (бороздовые пробы из стенок траншей), а по скважинам - через 40 м (в линии профиля). Если ширина золотой струи - 10 м, а кармана, где самородки лежат - 4 м, то скважины, в большинстве случаев, попадут посреди "штанин" и никакое количество ендовок на 0,2 м не покажут реального содержания золота в россыпи. Методы объединения применимы только для геологически однородных объектов (теория множества, круги Эйлера). Механистическое объединение проб равных содержаний зачастую лишино геологического смысла. Варианты: объединили две соседние струи, отбраковали пласт по двум пробам из соседних галечных островов и т.д. Представительность в большей степени зависит от плотности наблюдений и от качества выделения геологически однородных объектов. Объем пробы влияет в меньшей степени на представительность.

2). В качестве аргумента большеобъемных проб приводится вероятность попадания самородков, крупного и мелкого золота в одну пробу. Вычисления основаны на допущении о равновероятном обнаружении всех классов золотин в любом месте россыпи. Я считаю, что это не вполне верный посыл. Самородки контролируются формой плотика (карманы, щетки) и пространственным положением рудной жилы относительно россыпи (самородки проседают по вертикали, а не сносятся потоком). Крупное золото оседает в центральных глубоких частях относительно мощных водных потоков (стрежни, пороги, селевые потоки и пр.). Мелкое золото накапливается в более спокойной гидродинамической обстановке, например, косовые россыпи. Это все примеры разнородных геологических объектов и каждый со своей крупностью золота.

Минимально достаточный объем пробы зависит от изменчивости геологической среды. Попытка установить единый стандартный объем пробы на все случаи в жизни в пределах возможностей имеющейся техники, денежных средств и времени приводит к проблемам при добычи.

Б.Кавчик, 22.09.18 09:31:16 — Генералов В.И., 19.09.18

Я согласен, что представительность проб зависит от ряда факторов. Но если объем пробы не обеспечивает представительность даже крупности золота, то стоит ли говорить еще и о других факторах? Ведь если учесть еще и неравномерность распределения золота, то оценка представительности будет еще хуже. Поэтому стоит начинать с самого простого, определить представительность пробы для крупности золота. Для россыпей это нетрудно, так как ситовка золота обычно есть. Тем более для Раковского.

Я не против скважин малого диаметра, я только говорю, что надо к ним впридачу рассчитывать представительность проб и погрешности разведки, в частности прессование пласта по вертикали и в плане (погрешности размеров объекта). Если погрешности известны, то можно предусмотреть доразведку или эксплуатационную разведку, расширить контуры, взять дополнительный металл. При этом проще объяснить хозяину объекта зачем нужны дополнительные деньги на разведку, зачем нужно увеличивать диаметр скважин, зачем сгущать сеть, зачем нужны валовые пробы и борозды большого сечения. Ведь совсем нетрудно объяснить, что чем меньше объем (и представительность) пробы, тем больше прессование размеров в плане и по вертикали и меньше золота в контурах. Хотите больше золота в контурах - повышайте представительность проб. Не хотите - берите половину золота из объекта или треть. Зато на разведке сэкономите, а потом еще неучтенка останется на будущее. Понятно ведь?

Раньше количественную оценку погрешностей разведки уже предлагали, но тогда умели рассчитывать только случайную составляющую погрешности запасов и предлагали ее 45 % для С1. Но важнее систематическая погрешность определения размеров объекта. Ее можно рассчитать через представительность разведочных проб.

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Опыт ведения буровых работ при разведке глубокозалегающей россыпи золота»


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "семь прибавить 2":

подписаться на комментарии