Исследование россыпей с использованием расширителя скважин

Власов А.С., Горобец Н.Г., Николаев Б.А., Колесникова И.В. (ВНИИ-1)

От администрации сайта. В советское время в магаданском институте ВНИИ-1 выполнялись интересные разработки. Об одной из них рассказано в приведенной ниже стате опубликованной в трудах ВНИИ-1 в 1985 году. Сейчас расширители скважин были бы еще более полезны, учитывая снижение содержания золота в песках. К сожалению, судьба этой интересной разработки в послеперестроечное время не сложилась, и о производстве расширителей скважин данных нет.

___________________________

На Северо-Востоке СССР наибольший удельный вес в разведке россыпных месторождений занимают буровые работы, выполняемые станками ударно-канатного действия БУ-20-2УШ. Эти работы отличаются высокой производительностью и низкой стоимостью. Однако разведка скважинами диаметром 200 мм не всегда обеспечивает необходимую достоверность запасов из-за малого объема проб. Особенно это относится к разведке россыпей с низким содержанием металла и россыпей с крупным золотом.

Одним из путей повышения достоверности буровой разведки является создание и применение буровых снарядов для расширения скважин и получение проб большого объема непосредственно по продуктивному пласту при сохранении меньшего диаметра бурения по непродуктивной толще. Это позволит существенно повысить качество разведки и снизить общие затраты на бурение скважин станками ударно-канатного действия.

Предварительный анализ технической и патентной литературы не выявил технических решений по расширению скважин на заданном интервале углубки буровым инструментом станка ударно-канатного действия. Такие известные способы и средства расширения, как бурение скважин увеличенного диаметра на полную глубину, образование взрывных полостей (камуфлетов), растепление или размыв водой экономически невыгодны из-за резкого снижения производительности и удорожания работ. Так, при бурении скважин большого диаметра объем дробленых пород увеличивается в 8–10 раз, соответственно увеличивается и время желонения. При образовании полостей взрывом, растеплением или размывом водой необходимы дополнительное дробление породы до определенной дисперсности, соответствующей извлекающей способности желонки, а также дополнительные затраты на буровзрывные работы, электроэнергию и спецоборудование по растеплению и размыву. Перечисленные способы и средства расширения скважин на Северо-Востоке неприменимы, так как использование их ведет к неоправданному удорожанию геологоразведочных работ.

Для механического расширения скважин диаметрами 200–600 мм по продуктивным отложениям во  ВНИИ-1 разра­ботаны и изготовлены в масштабе 1 : 3 три конструктивно различные модели снаряда-расширителя. Испытаны трехлезвиное и однолезвиное долота с принудительным раскрытием расширяющих ножей, а также двухлезвиное долото с естественным раскрытием ножей за счет геометрии режущих лезвий и сопротивления разрушающей породы. Испытания проводились на лабораторном стенде, представляющем собой разъемную металлическую емкость, заполненную твердеющей керамзитобетонной смесью. Состав и прочность смеси подбирали в соответствии с моделированием механического подобия экспериментальной породы естественной породе в россыпи, а также массы расширителя массе натурального долота. Результаты испытаний показали, что трехлезвиное долото наиболее эффективно при разбуривании скважины и дальнейшем бурении сплошным расширенным забоем (рис. 1), подтвердили правильность выбранного направления по конструированию снарядов подобного типа и позволили перейти к проектированию экспериментального образца снаряда-расширителя с последующим изготовлением и испытанием в производственных условиях.

При лабораторных испытаниях модели снаряда-расширителя для контроля диаметра расширенного участка скважины использовался простой в изготовлении и технологии применения скважиномер с ручным приводом (рис. 2).

В 1984 г. во ВНИИ-1 разработан и изготовлен эксперимен­тальный образец снаряда-расширителя (рис. 3), испытания которого проведены в комплексе со станком ударно-канатного действия УКС-22 в районе шахты № 40 прииска «Экспери­ментальный». В ходе испытаний проводился сравнительный­ анализ степени буримости, измельчения породы и извлечения бурового шлама при бурении обычным снарядом диаметром 200 мм и снарядом-расширителем. Вначале до верхней границы продуктивного пласта (в данном случае до глубины 4 м) проходили скважину диаметром 200 мм, а затем, уже по продуктивному пласту, — снарядом-расширителем диаметром 520 мм. Бурение велось рейсами по 0,2, 0,4 и 0,6 м; желонение — желонкой ЖМП-150. В период испытаний для контроля диаметра участка скважины применялся скважиномер несколько измененной конструкции. При подъеме скважиномера из скважины колебания раздвижных рычагов через гибкую стальную ленту передаются на реостатный датчик, электрические сигналы с которого по кабелю поступают на миллиамперметр со шкалой, отградуированной на измеряемые диаметры интервалов скважины. Форма скважины, изображенная в трех вертикальных плоскостях, по которым проводились замеры, показана на рис. 4.

Кавернометрия скважин показала, что при бурении лидером с одноперым лезвием идет интенсивная уходка, однако расширение стабилизируется на диаметре 250–300 мм. Чтобы добиться перераспределения ударной нагрузки между лидером и расширяющими ножами, необходимо создать условия, сдерживающие прогрессирующее продвижение лидера с увеличением бокового разрушающего действия. С этой целью одноперое лезвие лидера было заменено на двухперое, а затем на трехперое, тем самым была увеличена длина разрушающей кромки и уменьшена глубина внедрения в породу. Дальнейшее бурение подтвердило правильность принятой посылки — полное расширение скважин достигнуто через 450–500 мм уходки. Вариации замены различных по форме лезвий лидера показали, что их применение находится в зависимости от крепости разрушаемой породы, то есть чем она слабее, тем длиннее должна быть разрушаемая кромка или больше угол заострения лезвия лидера.

В результате проведенных экспериментов установлено следующее: средний диаметр расширенного участка скважины составил 550 мм; объем пробы, полученной из расширенного участка скважины, в 7–8 раз больше, чем при проходке скважины диаметром 200 мм; расход воды на проходку рейса 0,2 м составил 30–50 л; гранулометрический состав бурового шлама расширенного участка скважины идентичен составу продукта дробления обычным долотом; скорость проходки расширенного участка скважины составила в среднем 1 м/ч.

На основании выполненных исследований можно сделать следующие выводы:

Разработанный снаряд-расширитель является работо­способным в условиях разведки россыпей Северо-Востока.

Выбранный способ отбора крупнообъемных проб из продуктивного пласта путем расширения скважин диаметрами 200–600 мм по пескам с использованием станка ударно-канатного действия следует рассматривать как весьма эффективный.

Получение проб увеличенного объема будет способствовать повышению достоверности результатов разведки, что обеспечит правильную оценку россыпных месторождений.


-0+0
Просмотров статьи: 5169, комментариев: 14       

Комментарии, отзывы, предложения

Леший, 15.09.13 23:26:22

В течение двух сезонов я занимался разведкой россыпей на станках ударно-канатного бурения магаданского завода. Сеть 200х20м. Ширина долины была до 500 м, ширина россыпи около 30-40м, причем россыпь «гуляла» по всей долине. С современным руслом россыпь не совпадала. Золото крупное, в основном самородки. Конечно, расширитель скважин позволил бы точнее определять содержания и запасы. Впрочем, так ли это важно? У нас главным параметром, который мы писали на штагах для горного мастера, была глубина до плотика. В пределах россыпи глубина до коренных была 3-4м, на остальной части 2 м. Коэффициенты намыва нас интересовали мало. Как я сейчас понимаю, тот же результат мог быть сейчас достигнут с помощью одного георадара, которым можно было промерить по профилям глубину до плотика по всей долине и по крайней мере существенно сократить количество скважин при разведке.

Впрочем, каждая россыпь золота по- своему уникальна и условия работ везде разные.

Влад, 16.09.13 10:19:59 — Лешему

Вам исключительно повезло, глубина до коренных 3-4 м и крупное золото, но россыпь вы, наверное, своей разведкой испортили. Если бы вы бурили не 200 мм, а разведывали ее шурфами, или бурили хотя-бы 500 мм, то россыпь бы у вас не «гуляла» по всей долине. Скачки содержания чаще всего связаны именно с недостаточным объемом проб и их низкой представительностью. Из-за этого простая россыпь превращается в "морфологически сложную".

Может, вам помогла гипсометрия плотика: "У нас главным параметром, который мы писали на штагах для горного мастера, была глубина до плотика.". Но так просто бывает не всегда: тальвег есть на всех ручьях, но золото не во всех.

Александр В.Левиков, 26.09.13 22:10:23 — Лешему

да вы собственно разведку и не делали. Просто при помощи бурения отстроили карту изолиний плотика для того чтобы определить в первую очередь объем горной массы. На счет того что на вашей россыпи нет мелкого золота - скорее всего это не так. Каким прибором вы мыли?

Леший, 27.09.13 01:35:36 — Александр В.Левиков

Ну зачем делать такие выводы... Методика работ была общепринятой, защита запасов в ТКЗ. Плотик - мягкие сланцы. Мелкое золото, разумеется, было, но не более 20-30% от массы. .Попадались в скважинах самородки до 1 см. Контроль был жесткий - за нами по пятам шли 2 гидровашгерда. Границы россыпи были резкие - если на прибор подавали лишнюю траншею, в колоде было пусто. Каждая россыпь по своему уникальна, у каждого свой опыт. Работали круглые сутки, в 2 смены, пробы мыли лотком, у нас были хорошие промывальщики. Пробы с золотом в поле хорошо выделялись на глаз, все шлихи отправлялись на мин анализ и взвешивание. А что касается изолиний плотика - это просто дополнительный параметр россыпи. Кстати, на резких поворотах россыпи были ямы с очень большими содержаниями золота.

Александр В.Левиков , 27.09.13 07:49:44 — Леший

мягкие сланцы плотика - это наверное выветрелые аргиллиты из флишоидной формации на участке Сусуман-Ягодное? В этих районах металл действительно часто крупный, но 20-30% выхода в классы крупности мелкого и тонкого - это же очень много. Доизвлекать не пробовали? Если после колоды гидровашгерда у вас не было дообогащения (концентраторов или хотя бы ШМН с канадским мхом) - то мелкое и тонкое магаданцы традиционно смывают... То что в пробы при бурении УКБ попадали самородки - там действительно встречаются зерна более 2 мм в пробах, но это не говорит о том что мелкого нет. Магаданскоя ТКЗ - самая лояльная в РФ :-) А как вы делали ситовой анализ? пробы с канав валовые и бороздовые отбирали? промывали на вашгерде?

Леший, 27.09.13 15:03:21 — Александр В.Левиков

Думаю, что в горных районах мелкое золото и так смывается в большую воду. Когда вода поднимается на 8-9 м, что не редкость в тех местах.

Ситовый анализ я делал так - брал примерно 10 кг шлихового золота и пропускал через набор сит, с помощью съемщиков. Делать ситовой анализ при разведке нет смысла - самородков в скважинах обычно нет. То-есть, мы пытаемся оценить россыпь и подсчитать запасы по фракции до 1-2 мм, которая составляет 20-30% от массы золота в россыпи.

Александр В.Левиков, 27.09.13 15:48:32 — Лешему

:-))) если не делать ситовой анализ при разведке, то когда же его делать? :))))

Александр В.Левиков, 27.09.13 15:51:35 — Лешему

...я имею ввиду конечно ситовой анализ в первую очередь при траншейной (шурфовочной) разведке. Разумеется его необходимо делать именно на стадии детальной разведки, перед тем как выбирать оптимальный вариант отработки блока, а также подбирать оптимальный прибор для промывки. Ну, если конечно есть из чего выбирать... :-)

Леший, 27.09.13 16:17:34 — Александр В.Левиков

Предмет разговора - буровая разведка. или траншеи и шурфы? Я уже запутался. Траншеями и шурфами я не занимался. Разумеется, при разведке проводят ситовой анализ. Я веду речь о том, что ситовой анализ при разведке резко отличается от ситового анализа при добыче, на одной и той же россыпи. Знаю примеры, когда при разведке россыпи шурфами не нашли ни одного самородка, а при отработке этой же россыпи 80% массы золота составляли самородки 10-30г.

Александр В.Левиков , 27.09.13 16:46:38 — Лешему

конечно - ситовой анализ при разведке траншеями или крупнообъемными пробами практически всегда отличается от ситового анализа на этом же блоке при отработке! Именно это отличие и характеризует качество отработки и эффективность применяемого оборудования и процент потерь. Приведенный Вами пример - очень характерен для колымских россыпей, но не потому что они сложные - а потому что к сожалению колымские недропользователи не извлекают золото из россыпей полностью из-за потреь в классе крупности от 0,1 до 0.5 мм. Именно этот класс теряется приборами типа гидровашгерда, гидроэлеватора (типа ПГШ-2-50), дерокера ГГМ-3 и пр аналогичных если использовать эти приборы напрямую, без схемы доизвлечения.

Но самое забавное не это: а то, что иногда на колымских россыпях в результате буровой разведки УКБ (БУ20 2УШ) по с1 запасы подсчитаны допустим как 150 кг в блоке. Начинают мыть: получают 150 кг на колоде.

Вроде бы все в порядке??? но золото на колоде крупное и очень крупное, а мелкого или нет совсем или менее 10% !!!!!!!!!!!!

Почему - сможете ответить? :-)

Леший, 28.09.13 08:46:36 — Александр В.Левиков

Именно на таких россыпях я и работал, но не на Колыме. Уж лучше вы к нам.

Я не считаю, что происходят большие потери мелкого золота. Во всяком случае, не больше проектных 20%. Я не раз промывал эфеля лотком и бутарой до 1 куб.м. Пусто. В колоде золото лежит аккуратно в начале, остальные коврики фактически пустые.

А даже в одной россыпи золото не везде крупное, все зависит от типа и расположения коренных источников.

Александр В.Левиков , 28.09.13 10:31:17 — Лешему

так-так.

лотком эфеля мыть конечно можно, жаль что это занятие обычно бесполезно.

наличие крупного золота на двух ковриках в шлюзе, остальные пустые - это тоже не аргумент чтобы говорить что мелкого и тонкого у вас нет.

Для проведения качественного анализа и расситовки золота на стадии детальной разведки нужно расситовать золото, полученное как минимум после выделения из нескольких кубов песков (путем объединения в групповую пробу по каждому геоморфологически и геологически обособленному участку вашей россыпи) при разведке шурфами или скважинами или же после валового опробования из траншеи (но промывку этой пробы следует производить не на приборе, а после гранулометрического разделения песков на классы крупности на грохоте - все мелкие классы, начиная с -4,0 -- отправить на концентратор или конц.стол) и уже из классов -4,0 выделить все золото, которое и следует расситовать на ситах.

если сделаете хоть раз, так как я написал выше - удивитесь сколько металла у вас слетает с колоды.

и возможно частично будет решена проблема неотхода металла на колоде.

Леший, обычно потери принимаются при подсчете запасов по каждому блоку в размере 5-10% при промывке на гравитационных приборах.

Вы указывали потери в техпроекте как 20%?

можно поинтересоваться - это какая ТКЗ принимает ТАКИЕ потери как проектные? серьезно?

Леший, 28.09.13 11:45:35 — Александр В.Левиков

Мы говорим о разных периодах. Я работал на буровой в конце 90-х годов, и в те времена техпотери на вашгерде в 20% считались вполне допустимыми. Можно поставить в тех проекте любую другую цифру, ничего от этого не изменится.

Я допускаю, что защита наших запасов в тер.КЗ была формальной, поскольку к моменту защиты запасов они обычно все были отработаны. Ничего криминального я в этом не вижу. Криминал - это когда запасы не подтверждаются. А у нас добыча отставала от разведки на 2-3 месяца. И неотхода металла у нас никогда не было.

Я не разделяю вашего энтузиазма по поводу мелкого золота. В горных районах мелкого золота очень мало в тех местах, где я работал. И никто из производственников вас не поддержит. Даже если допустить, что в эфелях содержания золота достигают огромной цифры 50 мг на куб ( что очень маловероятно), и сделать второе допущение - создать эффективный (дорогой) прибор для промывки, который будет промывать тысячу кубов за сутки, то за 50 грамм в сутки никто работать не будет. Солярка дороже обойдется.

Александр В.Левиков , 28.09.13 12:56:46 — Леший

Админ: следите, пожалуйста, за темой. Мелкое золото в других статьях.

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Исследование россыпей с использованием расширителя скважин»


Имя:   Кому:


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

подписаться на комментарии