'

МЕТОДЫ ПОИСКОВ и РАЗВЕДКИ

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

■ ж ;

ГОСГЕОЛТЕХИЗДАТ

МЕ Т О Д ЫПОИСКОВ И РАЗВЕДКИ

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Под общей редакцией/ '. Д. А Ж ГИ РЕ Я , Б. К. БРЕШ ЕН К О ВА, А. П. ПРОКОФ ЬЕВА и Л. А. Р УСИ Н О В А

Допущено Отделом учебных заведений Министерства геологии и охраны недр СССР

в качестве учебника для геолого-разведочных техникумов

ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ

'°Сге а л т М ^

го с у д а рс т в е н н о е н а у ч н о -т е х н и ч е с к о е и зд а т е л ь с т в оЛИТЕРАТУРЫ ПО ГЕОЛОГИИ И ОХРАНЕ НЕДР

М о с к в а 1 9 5 4

Курс методики поисково-разведочного дела представляет собой геолого-техническую дисциплину, которая устанавливает наибо­лее эффективные способы отыскания, вскрытия и изучения мине­ральных тел месторождений полезных ископаемых для определе­ния условий залегания, формы, качества и количества минераль­ного сырья. Она широко обобщает опыт поисков и разведок ме­сторождений полезных ископаемых и достижения в этой области передовой советской геологической науки.

В настоящей книге, излагающей методы поисков и разведки полезных ископаемых, рассматриваются следующие вопросы:

1. Поиски полезных ископаемых (в самом элементарном изло­жении, в соответствии с программой курса). Основные принципы, геологические предпосылки и приемы поисков.

2. Разведка месторождений полезных ископаемых. Основные принципы и технические приемы разведки.

3. Геологическое изучение и документация горных выработок и буровых скважин.

4. Опробование полезных ископаемых.5. Подсчет запасов и геологическая оценка месторождений

полезных ископаемых.Книга является вторым, полностью переработанным, изданием

курса методики разведочного дела для геолого-разведочных тех­никумов. При переработке были учтены критические замечания Киевского, Саратовского, Семипалатинского и Новочеркасского геолого-разведочных техникумов, а также кафедры полезных ис­копаемых Московского геолого-разведочного института имени Серго Орджоникидзе.

Книга составлена коллективом авторов под общей редакцией Г. Д. Ажгирея, Б. К. Брешенкова, А. П. Прокофьева и Л. А. Ру­синова. Первая часть книги переработана для второго издания Г. Д. Ажгиреем. При участии Б. С. Левоника заново составлен

П Р Е Д И С Л О В ' И Е

раздел по истории развития учения о поисках и разведке полез­ных ископаемых. Расширена глава о методах поисков полезных ископаемых и переработан раздел о геофизических методах раз­ведки. Существенные изменения внесены в раздел, посвященный разведке рудных месторождений; третья часть книги, посвящен­ная подсчету запасов, переработана А. П. Прокофьевым.

При составлении книги использована отечественная литера­тура, посвященная методам разведок отдельных полезных иско­паемых.

Авторы обращаются ко всем преподавателям геолого-разве­дочных техникумов с просьбой присылать в издательство свои замечания и предложения, направленные к дальнейшему улучше­нию книги.

Ч А С Т Ь П Е Р В А ЯПОИСКИ И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

ГЛАВА ПЕРВАЯ

КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАЗВИТИЯ ПОИСКОВ И РАЗВЕДКИ В СССР * 1

I. ПОИСКИ И РАЗВЕДКА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ НА РУСИ В ДАЛЕКОМ ПРОШЛОМ

Славянские племена, населявшие великую Русскую равнину, издавна умели отыскивать, добывать и использовать природные минеральные богатства.

Письменность у восточных славян появилась в X в. н. э. Од­нако описания поисков и разведок минеральных богатств очень редки и немногословны в летописях и сочинениях того времени. Поисковое дело, добыча и переработка полезных ископаемых представляли собой одну из разновидностей народных знаний, складывавшихся веками и преимущественно устно передавав­шихся из поколения в поколение.

0 глубине и разнообразии народных знаний по отысканию и разработке полезных ископаемых можно судить по археологиче­ским данным, которые свидетельствуют о широком распростра­нении добычи железных руд и обработки меди, серебра и золота, о добыче различных строительных материалов восточными сла-

1 При составлении исторического очерка были использованы следующие источники:

1. О б р у ч е в В. А. Успехи советской геологии. Сборник «Иосифу Вис­сарионовичу Сталину Академия наук СССР», Изд. АН СССР, 1949.

2. О б р у ч е в В. А. История геологического исследования Сибири, Изд АН СССР, 1932—1940.

3. Н а л и в к и и Д. В. Начало русской геологии. Сборник «Вопросы исто­рии отечественной науки». Изд. АН СССР, 1949.

4. Х а б а к о в А. В. История развития геолого-разведочных знаний в России, ч. 1, Моек. общ. испыт. прир., 1950.

5. Р ы б а к о в Б. А. Ремесло древней Руси, Изд. АН СССР, 1948.6. Материалы по Йстории земледелия СССР. Сборник 1. Инст. истори

АН СССР, Изд. АН СССР, 1952.

3

ляпами задолго до того, как они образовали первые государ­ственные объединения.

В период первобытно-общинного строя и позднее, в период образования рабовладельческих государств, скифы, жившие в южной части Русской равнины, в бассейнах Днепра и Днестра, судя по остаткам шлаков и горнов, с VII в. до н. э. добывали железо из местных руд. Согласно греческим легендам, именно скифам принадлежит честь открытия способов добычи и обра­ботки железа, что не расходится с фактическими данными. Карта распространения болотных, озерных и дерновых железных руд в Восточной Европе, составленная Б. А. Рыбаковым, показы­вает, что Русская равнина располагала огромными по тем вре­менам запасами доступной и удобной для обработки железной руды.

В 1 в. н. э. в Приднепровье формируются славянские пле­мена, в хозяйственной жизни которых важнейшее место, как установили археологи, занимала добыча и переработка железных руд и изготовление железных орудий. Племенам, жившим севе­ро-восточнее и восточнее Приднепровья, с незапамятных времен, восходящих к началу второго тысячелетия до н. э., было известно искусство поисков, добычи и обработки медных руд (пермские медистые песчаники, уральские и алтайские месторождения) и олова (Калба).

Разнообразие городских и сельских ремесел, использовавших руды, металлы и минералы, в Киевской, Новгородской и Влади­миро-Суздальской Руси (IX—XIII вв.), а затем в эпоху собира­ния и развития Московской феодальной Руси (XIV—XVII вв.), стало широко известным в последнее время в связи с успехами археологического изучения.

В киевской летописи рассказывается, что византийцы удив­лялись мастерству, с каким были сделаны золотые и серебряные украшения на одеждах послов князя Святослава, прибывших в Константинополь в 945 г. Русские воины широко пользовались металлическим оружием (мечи, копья) и броней (шлемы, коль­чуги, щиты, латы). Для обработки полей русские применяли па­шенное орудие с железным наконечником.

Основную массу металлических изделий и вооружения произ­водили железодельцы и кузнецы, в народе называвшиеся «хит­рецами». Сырьем служили руды, которые добывали сами желе­зодельцы. Позднее добыча руд и их обработка производились разными людьми.

Большое значение имели поиски и добыча горных пород, пригодных для керамических изделий и изготовления жерновов, а также для строительных целей. Древнейшие архитектурные па­мятники XI—XIII вв. в Москве, Владимире, Чернигове, Новго- поде и Рязани построены из лучших сортов местных горных по-

эд, для выбора которых надо было иметь большой опыт. \. В. Хабаков указывает, что с давних времен на Руси были оте­

чественные первоклассные мастера «каменного дела», строители крепостей, дворцов и храмов: Петр Мигонег из Киева (XII в.), Авдей Галицкий (XIII в.), Алекса с Волыни (XIII в.), Алексей Вологжанин (XV в.), Ермолай из Новгорода, псковитянин Барма (XVI в.), Федор Конь из Смоленска (XVI в.) и др.

Значительно сложнее обстояло дело с поисками и разведками руд цветных металлов, которых почти нет на Русской равнине. Возможно, что славянам было известно Бахмутское медное ме­сторождение в Донецком кряже, на котором найдены следы древ­них разработок. Новгородцы уже в X—XI вв. проникли в север­ные области, в Олонецкий и Печерский края, позднее в При- уралье по р. Каме и к «каменному поясу»— Уральскому хребту. Одной из целей таких походов на север являлись поиски руд цветных металлов. Новгородская летопись сообщает, что торго­вый гость Гюрант Рогович в 1096 т . послал дружину на Печору искать руды. В XI в. в Новгороде полагали, что на Новой Земле имеются серебряные руды, которые выходят на поверхность, «как некоторая накипь». Стремление открыть эти руды послужило при­чиной снаряжения на Новую Землю нескольких экспедиций. На лодках и кочах (небольшое парусное судно) пускались участники этих экспедиций в опасные плавания, которые способствовали изучению и освоению севера.

Рост и укрепление централизованного Московского государ­ства в XIV—XVII вв. расширили спрос на руды и минеральное сырье, а также способствовали дальнейшему развитию гор­ного дела.

Важное значение в хозяйственной жизни русского государства имел соляной промысел. Сохранились документальные данные о добыче соли из подземных рассолов в Старой Руссе с 1363 г., но, вероятно, эти промыслы существовали гораздо раньше. Тех­ника разведки и разработки подземных рассолов стояла для того времени на большой высоте и была, очевидно, вполне самобытна. Для разведки и добычи рассолов применялись шурфы и сква­жины. Глубина скважин достигала 100 м. Скважины закрепля­лись деревянными трубами. В сохранившейся «Росписи, како зачити делати новая трубы на новом месте» характеризуется техника бурения скважин, описывается, как бурить и закреплять скважины, какой применять инструмент, как брать пробы и ве­сти записи.

Добыча слюды на севере имеет большую давность (как ука­зывает А. В. Хабаков, вероятно, с XV в.). В середине XVI в. разработки слюды отечественных месторождений уже пользова­лись европейской славой.

На север и северо-восток время от времени отправлялись экс­педиции для поисков руд цветных металлов. Так, весной 1491 г. аз Москвы на Печору была направлена экспедиция во глазе с рудознатцами Андреем Петровым и Василием Болотиным д. 11- отыскания руд меди и серебра. Через семь месяцев экспедицкс

доставила в Москву образцы медной руды с р. Цыльмы. На следующий год на месторождении был построен медный завод, который, однако, просуществовал недолго.

Открытию новых месторождений способствовало распростра­нение русских владений при Иване Грозном и в последующий период на юго-восток до Каспийского моря, на восток за Урал и в Сибирь.

Важно отметить, что уже тогда появилось стремление уста­новить поисковые признаки, по которым должны отыскиваться месторождения. Таким образом, зарождались первые элементы пауки о поисках полезных ископаемых.

Во второй половине XVII в., по мере развития потребностей к рудах и минералах, поиски и разведки были организованы в более широких масштабах. Особенно возрос интерес к цветным н благородным металлам, а также драгоценным камням — са­моцветам. Наряду с этим ощущалась большая потребность в соли, слюде, графите, сере.

В поисках полезных ископаемых рудознатцы направлялись в отдаленные районы. Обнаружив рудопроявление, они произво­дили разведку, чтобы знать «как лежит руда и сколько ее бу­дет». В состав разведочно-поисковых партий входила вооружен­ная охрана, иногда с пушками.

Партии получали от правительства охранную грамоту и право в случае открытия руды строить на месторождениях свои заводы. Из Москвы предписывалось местным воеводам привлекать в по исково-разведочные партии «людей всякого звания» и снабжал эти партии рабочими, лошадьми и продовольствием.

Поисками полезных ископаемых занимались разные слои на­селения Русского государства, но более всего в этом деле выдви­нулись замечательные рудознатцы из простого народа — из крестьян, посадских, казаков. В качестве специалистов горного дела приглашали иностранцев, но они не знали местных условий и приносили мало пользы. Почти все месторождения были от­крыты русскими рудознатцами, причем многие из них руковод­ствовались «сказами» местного населения.

Государство выдавало рудознатцам первооткрывательские грамоты, продовольствие и денежные премии в размере до 100 руб., что было в те времена крупной суммой. Царские чи­новники на базарах и площадях вербовали рудоискателей.

По словам историков, в результате этих мероприятий во вто­рой половине XVII в. началась настоящая рудоискательская го­рячка. Тогда были открыты отдельные медные месторождения Предуральской полосы пермских медистых песчаников. Так, на­пример, в 1635 г. Василий Стрешнев открыл расположенное в 14 и к северо-западу от Соликамска Пыскорское месторожде­

ни е, на котором был построен первый в России медный рудник, зд Примерно в это же время медная руда была найдена в Оло-

\ зцком крае. В 1640 г. землепроходец Василий Поярков побывал

на Витиме и Байкале. В 1643 г. он проводил поиски серебра и свинца по рекам Шилке и Зее, получив от Якутского воеводства «наказную память», в которой ему поручалось, кроме поисков руд, составлять «чертежи» (карты) с обозначением на них населен­ных пунктов. В 1648 г. в районе Слюдянки в Забайкалье партией Анисима Михалева было открыто графитовое месторождение. В 1650 г. в Сибирский приказ в Москве поступила от промыш­ленника Хабарова заявка на месторождение серебра на р. Шилке, которое разрабатывалось местными жителями — дау- рами. В 1696 г. в Нерчинске был построен Нерчинский серебро­свинцовый завод.

В конце XVII в. отдельные предприниматели стали создава ть кумпанства — товарищества. Так, в 1675 г. было образовано «Уральское золото-серебряное т-во Галкина, Захарова и Вини- уса». В 1676 г. серебряник Ерофей Кожевников организовал «То­варищеское общество» для поисков и разведки руд по рекам Каме, Волге, Оке и другим местам.

Таким образом, в Московском государстве в XV—XVII зв. существовал горный промысел, стоявший на довольно высоком по тем временам техническом уровне.

И. ПОИСКИ И РАЗВЕДКА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ В Р О С С И И В XVIII—XIX вв. и НАЧАЛЕ XX в. (до 1917 г.)

В период феодально-абсолютистской монархии, зарождения и развития капитализма в России, одновременно с общим ростом производительных сил развиваются поиски и разведки полезных ископаемых.

Военные предприятия Петра Первого, направленные на укреп­ление Русского государства, вызвали большую потребность в рудах и минералах для армии и флота, для строительства Петербурга и многочисленных городов, рост которых был связан с организацией мануфактур и заводов. Для удовлетворения этого большого спроса были приняты энергичные меры по поискам и разработкам минеральных богатств России.

В 1719 г. была объявлена так называемая «берг-привилегия», согласно которой всякий, кто пожелает, может заняться отыска­нием и разработкой горных богатств как на собственных, так и на чужих землях. Этим самым отнималось право собственника земли на ее недра, если они им не разрабатывались.

В 1721 г. в Уральском (Сибирском) горном округе, в Кун­гу ре и Уктусе были открыты школы, в которых обучались гор­ному делу дети мастеров, рабочих, солдат и подьячих. В 1723 г. эти школы были переведены в Екатеринбург (ныне Свердловск) и преобразованы в училище, выпустившее большое количество мастеров для Урала, Алтая и Сибири.

Петр Первый приглашал на службу иностранных специали­стов, в том числе и людей, знающих горное дело. Однако далеко

не все из них оправдали возлагавшиеся на них надежды и лишь некоторые оказали помощь в организации разведки, добычи и переработки руд и минералов.

В результате энергичных поисков и разведок, широкого при­менения новых в то время методов минералогического и химиче­ского исследования, значительного увеличения количества отече­ственных специалистов, знающих минералогию, геологию и гор­ное дело, в благоприятных экономических условиях, вызван­ных общим подъемом производительных сил, развились ста­рые (Уральский, Карельский) и быстро начали разрастаться новые горно-заводские районы (Нерчинский и Алтайский).

Успехи естественно-исторических и технических наук в Рос­сии и практические потребности нарождавшейся промышленно­сти подготовили почву для организации единого центра научной мысли — Академии наук (1724—1726 гг.).

Под руководством 1академиков П. С. Палласа и И. И. Лепе­хина и многих других исследователей Академией наук в XVIII в. были посланы экспедиции для исследований Урала, Сибири, Ал­тая, Крыма, Кавказа, Прикаспийских степей и других районов. Эти экспедиции в числе прочих материалов дали много сведений о минеральных богатствах громадных обследованных ими терри­торий. Велика также была роль Академии наук в популяриза­ции научных знаний. В журнале «Примечания» Академией наук печатались на русском языке переводные и оригинальные сочи­нения, посвященные геологии и полезным ископаемым. Напри­мер, статья И. К- Кириллова (1728—1729 гг.) об асбесте, В. Н. Татищева (1730 г.) о костях мамонта, о вулканах, о про­исхождении рек (1733 г.), о металлургии (1738 г.), о внешнем виде Земли (1738 г.), о нефти (1739 г.) и др.

Особенно много сделал для развития отечественной науки о полезных ископаемых, их поисках и разведках Михаил Ва­сильевич Ломоносов (1711—1765 гг.)— сын поморского крестья­нина, гениальный русский ученый, основатель современной хи­мии, крупнейший физик, металлург и геолог, писатель и поэт.

Горному делу и геологии М. В. Ломоносов посвятил три своих работы; «Слово о рождении металлов от трясения Земли» (1757 г.), «Первые основания металлургии или рудных дел» (1763 г.) и «О слоях земных». Последняя является приложением ко второй работе. Сочинения Ломоносова написаны ярким, вы­разительным языком и содержат стройную для того времени систему геологических представлений, описание минеральных бо­гатств, условий нахождения руд и других полезных ископаемых, способов их поисков и р.азведок.

М. В. Ломоносов почти на полвека опередил западноевропей­ских геологов в своих взглядах на процессы развития земной

Т) кппы. Он указывает на величайшее значение поднятий и опуска­ний земной поверхности, землетрясений (т. е. тектонических яв­

лений, как мы называем их теперь) и вулканических явленийк Ю

в формировании материков и гор. Правильно оценивает он также геологическую роль процессов, происходящих на поверхности Земли,— деятельность рек, морей, льдов и ветра.

Описывая рудные жилы и минеральные месторождения, М. В. Ломоносов впервые в истории науки объясняет способы образования жил, указывает на их разновозрастность, описывает тектонические нарушения жил и пластов горных пород. В этих трудах он объясняет происхождение россыпей и дает системати­зированное описание поисковых признаков на коренные место­рождения полезных ископаемых. Ломоносов впервые описал спо­соб поисков руд по валунам и галькам в руслах рек и по облом­кам руд на склонах, рекомендуя при поисках перемещаться вверх по течению рек и вверх по склонам.

Значительный прогресс в развитии геологических, поисково- разведочных и горно-металлургических знаний в России связан с открытием в 1773 г. в Петербурге Высшего горного училища. Впоследствии училище было преобразовано в корпус инженеров, а затем в Горный институт, который является старейшим в Рос­сии высшим горно-техническим учебным заведением, выпускаю­щим специалистов по горному, металлургическому, маркшейдер­скому и геолого-разведочному делу.

В 1804 г. Управление горным делом переходит в ведение гор­ного департамента Министерства финансов. С этого времени еже­годно снаряжаются многочисленные геолого-разведочные экспе­диции в разные горнорудные районы. Так, например, в 1823— 1824 гг. было отправлено 19 экспедиций. Одни из них вели гео­логические исследования, а другие — разведочные работы для выяснения качества и количества полезных ископаемых.

В 1825 г. в Петербурге начал издаваться «Горный журнал»— старейший русский журнал, посвященный вопросам горного дела, металлургии и геологии.

Освещая роль «Горного журнала» в развитии в Госсии гео­логии, поисков и разведок, академик Д. В. Наливкин пишет: «Во второй половине XVIII в. и в начале XIX в. многие науч­ные журналы и книги печатались на немецком и французском языках. Правительство и правящий класс — дворянство — боя­лись народных масс и делали все, чтобы помешать проникнове­нию к ним образования. Угнетение русского языка было для этого необходимо. Гусским ученым и русской интеллигенции стоило больших трудов и усилий, чтобы добиться равноправия русского языка. Это удалось сделать только в 60-е годы».

Исключением в этом отношении был «Горный журнал», кото­рый с первого года своего выхода (1825 г.) печатался на рус­ском языке. Он предназначался для широких кругов горных ин­женеров, техников и мастеров, а в то время в горное дело вхо­дили металлургия, пробирное искусство, горные разработн - бурение и геология-: Состав статей, печатавшихся в «Горном журнале», был исключительно разнообразен по содержанию, те-

П

матике и размерам, но преобладали небольшие статьи конкрет­ного практического содержания. Примером их могут служить статьи по геогнозии 1 России, среди которых нужно отметить ра­боту Петра Карпинского (отца знаменитого русского геологаА. П. Карпинского), написанную в 1833 году, представляющую собой геогностическое описание округа Богословских заводов.

Значительный интерес представляют статьи Воскобойникова по геогнозии Кавказа и Персии, Ковригина по Шилке, Онону и Нерчинску, Козина по Крымским горам, Кулибина по Адун-Чи- лону, Культина по углям Буковины и Молдавии, Лисенко по геологии Оренбургской губернии, Оливьери по Донецкому бас­сейну и многих других.

В 1863 г. Г. П. Гельмерсен помещает в «Горном журнале» обзор «Современное состояние геологии в России», а в 1865 г.— статью «Донецкий каменноугольный кряж и его будущность г, промышленном отношении». В этом же журнале были опублико­ваны статьи Г. Л. Дорошенко «Грушевские антрацитовые копи» (1869 г.) и П. В. Еремеева «Занятия по розысканию месторож­дений нефти в Казанской, Симбирской и Самарской губерниях» (1867 г.) и многие другие.

Разнообразие научных отчетов, помещенных в «Горном жур­нале», о поисках, разведке и разработке полезных ископаемых в самых отдаленных областях России, объясняется расширением геологических исследований, которое последовало после некото­рого затишья в первой четверти XIX в. Продолжалось сравни­тельно углубленное изучение геологии и организовывались раз­ведки полезных ископаемых на Урале, на Алтае и в Нерчинском округе, которые в последней четверти XIX в. распространились на Кавказ и в золотоносные районы Сибири, а в начале XX в. — в Среднюю Азию и Казахстан. Экспедиционным изучением бы­ли охвачены огромные территории Сибири, а во второй половине XIX в .--так ж е огромные территории Центральной Азии.

Кроме Академии, с середины XIX в. большое число экспеди­ций организует Русское географическое общество. Исследовате­лями геологии и полезных ископаемых Сибири в этот период были П. А. Кропоткин, И. Д. Черский, А. Л. Чекановский, Н. Г. Меглицкий, В. А. Обручев и многие другие. Алтай изучали Г. Е. Щуровский и П. А. Чихачев, Урал — Г. П. Гельмерсен, Е. С. Федоров, А. П. Карпинский; Среднюю Азию — И. В. Муш­кетов; Кавказ — Г. Абих.

Как отмечает Д. В. Наливкин, сотни геологов, изучавших необъятную территорию России, охватывали своими исследова­ниями вопросы геологии того времени и десятки из них дали выдающиеся монографии, пользующиеся мировой известностью.

V-. Изучение полезных ископаемых сделало большой шаг вперед. '^Сыли открыты и изучены крупнейшие каменноугольные бассейны, н» п142

Так называлась тогда геология.

вскрыты большие запасы железных руд на Урале и на Русской платформе — центрах горной промышленности того времени. Ценнейшие результаты были получены при разведке таких уда­ленных районов, как Восточное Забайкалье, Онон, Шилка, Нер­чинск и Алтай. Разведывались медистые песчаники Прикамья и Оренбургского края. Закладывались основы изучения геологии и полезных ископаемых Кавказа, его месторождений цветных металлов и впервые изучаемых бакинских месторождений нефти. Крупные результаты были достигнуты в поисках, разведке и эксплуатации золотоносных и платиноносных россыпей Урала и Сибири.

Однако в описываемый период, при огромном расширении территории исследований, отмечается недостаточность теоретиче­ских исследований в области геологии, поисков и разведок по­лезных ископаемых, что, очевидно, было связано с общей от­сталостью России и ее общественного строя в те времена.

Большую роль в развитии геологических и геолого-разведоч­ных знаний сыграл организованный в 1882 г. Геологический ко­митет, несмотря на ничтожные ассигнования и малые штаты. Комитет состоял всего из семи геологов, а его годовой бюджет составлял 30 тыс. руб. В 1897 г. постоянный персонал увеличился вдвое, а средства возросли до 75 тыс. руб. Намечалось в 1913 г. увеличить штат геологов до 64, а годовое ассигнование —■ до 275 тыс. руб.

В задачи Геологического комитета входило: систематическое исследование геологического строения России, издание научных трудов, составление подробной геологической карты России, со­бирание систематических коллекций и содействие другим ведом­ствам и лицам путем геологических консультаций.

Одной из главных работ Геологического комитета было со­ставление десятиверстной геологической карты Европейской России на 145 листах. К 1912 г. была в основном закончена съемка 44 листов.

С 1892 г. Геологический комитет приступил к составлению детальных геологических карт, по которым можно было непо­средственно производить поиски и разведки. Были составлены карты Донецкого каменноугольного бассейна, Криворожского и Южно-Уральских железорудных районов. В 1901 г. начались си­стематические детальные съемки нефтеносных областей Кавказа. Примерно в это же время составлялись карты золотоносных и платиноносных областей Урала и велись геологические исследо­вания и разведочные работы в золотоносных областях Сибири, связанные с проведением Сибирской железной дороги.

Параллельно с развитием геологических знаний и изучением месторождений полезных ископаемых совершенствовалось учен^ о поисках и разведках. После замечательных указаний в области М. В. Ломоносова сущность учения о поисках и ,уД- ведках была впервые в развернутом виде изложена в стать

1

И. Савеловского «О разведке гор или о средствах отыскания частных месторождений» (Горный журнал, 1825 г.). Позднее ряд работ и инструкций по поискам и разведкам был опубликован в журналах или сохранился в рукописях в фондах Алтайского и Нерчинского горных управлений. В конце XIX в. появляются обобщающие труды, излагающие методы и технические приемы поисков и разведок: С. Г. Войслава «Разведка пластовых, гнез­довых и жильных месторождений полезных ископаемых» (1899 г.),В. С. Реутовского «Поиски и разведки на золото» (1899 г.) и И. А. Корзухина «Горно-разведочное дело» (1908 г.).

III. ПОИСКИ И РАЗВЕДКА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ В СОВЕТСКОМ СОЮЗЕ

Несмотря на имевшиеся заслуги отечественной геологической пауки в изучении геологии и минеральных богатств нашей страны в дореволюционное время, общая геологическая изучен­ность России до 1917 г. была совершенно недостаточной. После Великой Октябрьской социалистической революции для обеспе­чения отечественной промышленности и ее основной базы — машиностроения, а также транспорта и прочих отраслей народ­ного хозяйства топливом и рудно-минеральным сырьем потребо­валось неизмеримо более быстрое выявление природных ресур­сов, чем это имело место при капитализме.

Советская власть, отменив частную собственность на землю и недра, национализировала предприятия горной промышлен­ности.

Национализация недр способствовала широкому развитию геолого- р а з вед о ч ных работ.

После XIV съезда ВКП(б) в 1925 г. в нашей стране развер­нулась борьба за социалистическую индустриализацию и рекон­струкцию всего народного хозяйства, в том числе — за развитие горной промышленности.

Исключительно широкий размах геолого-разведочные работы получили в период народных пятилеток, когда решались за­дачи гигантского развития производительных сил и индустриа­лизации нашей Родины.

Интенсивное и всестороннее развитие социалистической инду­стрии и всего народного хозяйства потребовало широкого раз­вертывания горной промышленности и создания ряда новых ее отраслей. Впервые в Советском Союзе были найдены, разведаны и начали разрабатываться в больших количествах руды для качественной металлургии, руды алюминия, редких и малых

- калийные соли, апатит, сера, природные газы и другоекп;и, , -,пдное сырье. При создании новых горных и металлурги- [ И - - , А предприятий необходимо было решить задачи наиболее ,т .л! ого и экономически целесообразного использования природ­

ных ресурсов, комплексной переработки рудно-минерального сырья.

Бурному росту промышленности СССР способствовало во­влечение в экономику страны обширных районов, ранее пред­ставлявших отсталые окраины.

С ростом народного хозяйства увеличилась необходимость в геологических съемках, поисках и разведках полезных ископае­мых, и поэтому скромные возможности Геологического комитета в период индустриализации страны оказались совершенно недо­статочными.

В 1930 г, на смену Геологическому комитету было создано- Главное геологическое управление ВСНХ СССР и местные гео­лого-разведочные управления и тресты, организованные в круп­ных центрах страны. Такое расширение и децентрализация гео­логической службы приблизили последнюю к местам производ­ства работ и обеспечили увеличение объемов геологических съемок, поисков и разведок полезных ископаемых в течение 1930—1941 гг. Одновременно был значительно увеличен выпуск вузами и техникумами специалистов-геологов.

В период Великой Отечественной войны советская геологиче­ская служба обеспечивала промышленность сырьевой базой стратегически важных полезных ископаемых. Роль советской гео­логической службы продолжала возрастать по мере роста по­требностей народного хозяйства. В связи с этим в 1947 г. было создано Министерство геологии, которое выполняло весь комп­лекс разнообразных видов геологических работ: от исследования новых районов, геологического картирования обширных террито­рий, поисков и разведок новых месторождений до детальной раз­ведки уже выявленных месторождений. В настоящее время эти функции выполняет Министерство геологии и охраны недр.

В союзных республиках, крупных автономных республиках к в областях дальнейшее развитие получили территориальные гео­логические управления и разведочные тресты. Во многих круп­ных центрах организованы научно-исследовательские геологиче­ские институты и лаборатории.

Значительный объем геологических, съемочных и поисковых работ выполняют академии наук (союзная и республиканские) и научно-исследовательские секторы высших учебных заведений.

Такова структура государственной геологической службы, вы­полняющей задачу выявления и развития природных ресурсов СССР.

Научная, рационализаторская и изобретательская работа со­ветских людей, направляемая Коммунистической партией и Со­ветским правительством, позволила значительно усовершенство­вать методику и технику производства во всех звеньях народного хозяйства, в том числе — методику и технику поисков и разве­док полезных искоцаемых. Кроме того, коренным образом улуч­шено техническое оснащение геолого-разведочных работ, а при­

15.

меняемые методы поисков и разведок пересмотрены в соответ­ствии с накопленным опытом, состоянием научных знаний и воз­росшими требованиями промышленности.

Для геологических исследований широко применяется аэро­фотосъемка, различные физико-химические и геофизические ме­тоды. На помощь горному компасу, лупе, геологическому молотку, паяльной трубке и поляризационному микроскопу—-этим не­пременным спутникам всякого геолога-разведчика — пришли спектроскоп, полярографические и рентгеновские установки, люминесцентное облучение, сейсмоприемник, магнитометр, потен­циометр и другие сложные приборы.

Разнообразные буровые станки и агрегаты позволяют произ­водить бурение сверхглубоких скважин (до 2500—3000 м) в рекордно короткие сроки, широко применять подземное буре­ние из горных выработок, механическое ударно-канатное бурение для разведки глубоких россыпей.

При проходке горно-разведочных выработок теперь вместо ручных инструментов применяют такие механизмы, как пере­движные компрессоры и канавокопатели. Для разведочных ра­бот созданы передвижные электростанции, передвижные опробо- вательские и обогатительные фабрики.

Вместо гужевого транспорта и лодок широко применяются ав­томобили, мотоциклы, моторные лодки, глиссеры, катеры, само­леты.

Такова материальная база советской геолого-разведочной службы.

Наряду с ростом физических объемов геолого-разведочных работ и оснащением их новой техникой, расширяются научные исследования, позволяющие обобщать огромное количество цен­нейших сведений, получаемых при геологических съемках, поисках и разведках.

Широкий фронт геологических исследований позволил совет­ским ученым по-новому понять геологическое строение огромных пространств Средней Азии, Казахстана, Сибири, Дальнего Вос­тока и внести коренные изменения в наши представления о строе­нии Русской платформы, северных областей Европейской части СССР, Урала, Кавказа и Карпат. На этой базе был успешно раз­решен ряд основных вопросов учения о поисках.

Правильно разработанные и поставленные методы поисков в годы народных пятилеток дали возможность открыть нефтя­ные месторождения в Волго-Уральской области и саратовские месторождения натурального газа. Были разведаны Кузнецкий бассейн и новые угольные бассейны — Карагандинский, Ангар­ский и Печорский. На огромной территории СССР выявлены пояса оловянно-вольфрамового и золотого оруденения, открыты многочисленные месторождения меди, свинца, цинка, золота и других металлов и сделаны другие открытия, неизмеримо расши­рившие наши сведения о природных ресурсах нашей страны.16

Успешные поиски и разведки месторождений полезных иско­паемых выявили мощную сырьевую базу для народного хозяй­ства Советского Союза. Кроме того, они дали огромный мате­риал для изучения условий и процессов рудообразования, гене­зиса и закономерностей распространения полезных ископаемых, поисковых предпосылок и признаков нахождения различных ви­дов минерального сырья. В многочисленных научно-исследова­тельских институтах министерств, Академии наук СССР и союз­ных республик были созданы специальные отделы и лаборатории для изучения геологии рудных месторождений, угля, нефти, газа, подземных вод.

Широко развернулись также работы по изучению месторож­дений солей, цементного сырья, слюды, асбеста, строительных ма­териалов и т. п., выявившие их промышленное значение, генезис и условия залегания.

На этой основе в СССР успешно развивается наука о поис­ках и разведках.

В принятых XIX съездом КПСС директивах по пятому пяти­летнему плану определен новый мощный подъем народного хо­зяйства Советского Союза: предусматривается значительное уве­личение выплавки чугуна и стали, увеличение добычи угля и нефти, значительное расширение производства цветных метал­лов; указывается на необходимость повысить комплексное извле­чение металлов из руд.

Решения съезда партии ставят ответственные задачи перед советскими геологами, мобилизуют их на самоотверженный твор­ческий труд.

IV. ЗАСЛУГИ СОВЕТСКИХ УЧЕНЫХ В РАЗРАБОТКЕ МЕТОДИКИ ПОИСКОВ И РАЗВЕДКИ

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Успеху поисково-разведочных работ в СССР способствуют инициатива, энергия и труд ученых-геологов. Среди них. прежде всего следует назвать таких выдающихся геологов, как А. П. Кар­пинский, В. А Обручев, А. Д. Архангельский, А. Н. Завариц- кий, И. М. Губкин, С. С. Смирнов, А. Е. Ферсман, И. С. Ва­сильев, Б. И. Бокий и др.

А. П. Карпинский (1847— 1936) по окончании Петербург­ского горного института в 1866 г. был командирован на Урал для исследования золотых россыпей. В 1869 г. он был избран адъюнктом, а вскоре был назначен профессором геологии в Пе­тербургском горном институте.

Александр Петрович Карпинский был одним из основателей Геологического комитета, директором которого состоял, начиная с 1885 г., в течение.18 лет. В 1886 г. он был избран действи­тельным членом Академии наук, а в 1916 г. стал ее президентом. 2 Ажгирей 17

Научные заслуги Карпинского весьма велики. Он по праву считается отцом русской геологии. Его перу принадлежит около 300 научных трудов по разным вопросам геологии. Он заложил основы изучения геологического строения и истории геологиче­ского развития Русской платформы. Многочисленные его работы посвящены геологии и рудным месторождениям Урала.

Разработанный А. П. Карпинским метод палеогеографиче­ского анализа явился одной из важнейших теоретических основ науки об образовании осадочных месторождений, их поисках и разведках.

A. П. Карпинский оказал большое влияние на развитие рус­ской геологической науки также и своей педагогической деятель­ностью, воспитав несколько поколений геологов-разведчиков. Александр Петрович принадлежал к той лучшей части дорево­люционной интеллигенции, которая с первых дней Великой Ок­тябрьской социалистической революции решительно стала на сто­рону народа. А. П. Карпинский в качестве первого выборного президента Академии наук возглавлял советскую науку до конца своей жизни. Карпинский умер в возрасте 89 лет и похоронен на Красной площади в Москве.

B. А. Обручев (род. в 1863 г.) по окончании Петербургского горного института начал свою научную деятельность геологи­ческими исследованиями в неизученной в то время Турк­мении.

Широкие геологические исследования в Восточной Сибири, Центральной Азии, Забайкалье, на Алтае и в Джунгарии Влади­мир Афанасьевич Обручев сочетал с практическими работами по поискам и разведкам золотоносных россыпей, месторождений угля и слюды, железа и марганца в Восточной Сибири, поли­металлов на Кавказе и минеральных вод в Крыму.

В. А. Обручев был одним из организаторов первого в Сибири технологического института (в Томске), заведовал кафедрой рудных месторождений и полевой геологии в Московской горной академии. В 1929 г. он был избран действительным членом Академии наук СССР.

В. А. Обручев является автором известных учебных руко­водств, в том числе курсов «Полевая геология» и «Рудные месторождения», в которых в числе прочих рассмотрены многие важные вопросы поисков и разведок полезных ископаемых. Его же перу принадлежат труды «Геология Сибири» (в 3 томах) и «История геологического исследования Сибири» (в 5 томах), включающие обзор свыше 12 тысяч геологических работ, начиная с XVII века до 1940 г. Эти труды являются настольными кни­гами геологов, поисковиков и разведчиков Сибири, Дальнего Востока и Казахстана.

Герой социалистического труда, дважды лауреат Сталинской премии В. А. Обручев имеет многочисленных учеников геологов-18

разведчиков, работающих в учебных и научных заведениях, а также в промышленных организациях Советского' Союза.

И. М. Губкин (1871—1939) после окончания в 1903 г. Петер­бургского горного института вел начатые еще в студенческие годы научно-исследовательские работы в Нефтано-Ширванском районе на Кавказе. В 1913 г. в результате пятилетних исследований им была опубликована работа по геологии этого нефтеносного района, обратившая на себя внимание научного мира. Составлен­ная И. М. Губкиным структурная карта подземного рельефа вме­щающих пород позволила ему разрешить вопрос о закономерно­стях залегания нефти в указанном районе.

Работая на Таманском полуострове, И. М. Губкин обнару­жил здесь характерный тип нефтяной тектоники: диапировые складки, т. е. складки с ядрами протыкания. Он изучал Бакин­ский нефтяной район, а также много'внимания уделял решению проблемы Курской магнитной аномалии (КМА). Исключительно велики заслуги Губкина по созданию «Второго Баку» в резуль­тате успешных разведок нефтяных месторождений в Поволжье и Приуралье.

В 1929 г. Иван Михайлович Губкин был избран действитель­ным членом Академии наук СССР и исполнял обязанности ее вице-президента.

С 1930 г. И. М. Губкин до конца своей жизни являлся бес­сменным начальником Главного геологического управления. И. М. Губкин возглавлял советскую делегацию на XVI между­народном геологическом конгрессе в Вашингтоне (1934 г.). На XVII геологическом конгрессе в Москве (1937 г.) он был пред­седателем и докладчиком по ряду вопросов.

И. М. Губкин автор многочисленных научных работ, главным образом по нефти. Его именем назван Московский нефтяной институт и ряд научных учреждений в национальных республи­ках.

А. Е. Ферсман (1883—1945)— ученик основоположника со­ветской геохимии, академика В. И. Вернадского.

С 1914 г. Александр Евгеньевич Ферсман принимал участие в работе Комиссии по изучению естественных производительных сил России (КЕПС).

В 1919 г. он был избран действительным членом Академии наук СССР. Начиная с 1920 г. им был организован ряд научных экспедиций в Хибины, Монче-Тундру, Кара-Кумы, Забайкалье, Кандалакшу и на Урал.

В 1931 г. А. Е. Ферсман закончил свою блестящую моно­графию «Пегматиты», в которой развиты многие теоретические положения, используемые при поисках и разведках пегматитовых месторождений. В 1934—1940 гг. А. Е. Ферсман написал капи­тальную работу «Геохимия», содержащую теоретические основы геохимических методов поисков полезных ископаемых.2* 19

Научное наследство А. Е. Ферсмана беспримерно велико: им опубликовано свыше 1000 научных работ. Среди них монумен­тальный, подготовленный к печати труд «История камня в исто­рии культуры», объемом в 120 печатных листов. Для геолого­разведчиков значительный интерес представляет его работа «Гео­химические и минералогические методы поисков и разведки по­лезных ископаемых», в которой дается анализ геохимических и минералогических предпосылок, применяемых при поисках и раз­ведках полезных ископаемых.

С. С. Смирнов (1895—1947)— видный советский ученый, замечательный исследователь геологии восточных районов Совет­ского Союза. В 1946 г. за успешные работы по выявлению олово­рудной сырьевой базы ему присуждена Сталинская премия пер­вой степени.

Сергей Сергеевич Смирнов был крупнейшим работником геолого-разведочной службы. Руководство большими экспеди­ционными работами он сочетал с блестящими теоретическими исследованиями по вопросам геологии и минералогии рудных месторождений.

Особенно значительные работы Сергей Сергеевич провел в Восточном Забайкалье и в Верхоянско-Колымском крае. В За­байкалье он изучил несколько сот рудных месторождений. Ценным вкладом в науку явились его теоретические обоб­щения данных о геологическом положении различных типов рудных месторождений Восточного Забайкалья, которые позво­лили правильно выбрать наиболее перспективные районы для дальнейших поисков и разведок. Не менее важные обобщения были сделаны им в отношении Верхоянско-Колымского пояса.

С. С. Смирнов создал капитальный труд о минералогической и геологической характеристике зон окисления рудных место­рождений. Его крупные работы посвящены также вопросам тео­рии рудообразования.

Замечательной чертой теоретических работ Смирнова является их практическая направленность на выяснение вопросов, необхо­димых для успешных поисков и разведок месторождений полез­ных ископаемых.

Б, И. Бокий (1873—1927) после окончания Петербургского горного института работал в Донбассе в качестве заведующего горными работами. Много сил и внимания он отдал разработке вопросов безопасности ведения работ на шахтах и рудниках. С 1906 г. Б. И. Бокий возглавлял кафедру горного искусства в Петербургском горном институте. К этому же времени отно­сится его оригинальный труд «Практический курс горного искус­ства», по которому училось несколько поколений горных инжене­ров и геологов. Существенную часть этого курса составляют гла­вы, посвященные разведкам месторождений полезных ископаемых.

И. С. Васильев (1882—1929), горный инженер, выдающийся геолог. В 1929 г. появился талантливо написанный, отличаю- 20

щийся своей систематичностью и постановкой важнейших мето­дических вопросов курс разведочного дела И. С. Васильева. В нем впервые с достаточной отчетливостью и строгостью были изло­жены принципы и содержание предмета разведочного дела как самостоятельной геолого-технической дисциплины. В состав раз­ведочного дела И. С. Васильев включает совокупность работ и операций, производящихся на месторождении для выявления его строения, морфологии и условий залегания тел полезного ис­копаемого, качества и количества ископаемого, характеристики условий его разработки.

ГЛАВА ВТОРАЯ

ПОНЯТИЕ О ПОИСКАХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

I. ЦЕЛЬ ПОИСКОВЫХ РАБОТ

При организации в каком-либо районе поисков полезного ис­копаемого, о присутствии которого можно предполагать по гео­логическому строению района, а также по находкам этого полез­ного ископаемого краеведами, охотниками и местными жителями, перед геологом возникают две основные задачи. Первая задача— разыскать возможно большее количество точек, где имеется по­лезное ископаемое; вторая — определить практическое значение каждой из них, применяя простейшие способы изучения обнару­женных на поверхности выходов полезного ископаемого.

Обычно в рудных районах известны многочисленные пункты с рудными проявлениями, однако не все они представляют собой месторождения промышленного значения. Задача геолога-поис­ковика и разведчика состоит в том, чтобы не только найти эти рудопроявления, но и выделить из многочисленных пунктов такие, на которых целесообразно вести разведочные работы.

Таким образом, поиски всегда преследуют двоякую цель: н а й т и и з а т е м в ы д е л и т ь из н а й д е н н ы х м е с т о ­р о ж д е н и й н а и б о л е е п е р с п е к т и в н ы е , т. е. произ­вести геологическую оценку этих месторождений. Обе задачи не отделимы одна от другой.

И. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ поисков

1. Связь геологической съемки и поисков

Основой для организации правильных, находящихся на соот­ветствующем научном уровне, поисков является геологическая и, в некоторых случаях, геоморфологическая съемка района.

Каждое полезное ископаемое образуется и находится в опре­деленной геологической обстановке, а поэтому, чтобы быстро и эффективно-производить поиски, необходимо прежде всего хо­рошо изучить геологическое строение района.

21

Геологические карты имеют разные масштабы, как и топогра­фические карты, на которых изображается геологическое строе­ние снятой площади. Мелкомасштабные карты служат геологу- поисковику для общей ориентировки в геологическом строении области. Геологические съемки для составления более крупно­масштабных карт производятся обычно одновременно с поисками месторождений полезных ископаемых.

В некоторых случаях, когда район поисков уже имеет геоло­гическую карту, находящуюся на уровне современных знаний и достаточно крупномасштабную, соответствующую принятому для поисков масштабу, поиски ведут на основе этой карты. Но даже и в этом случае часто остаются не полностью выяснен­ными важные вопросы геологического положения полезных иско­паемых в районе поисков. Требуется уточнение или детализация геологической карты, т. е. некоторое дополнительное изучение геологии района. Таким образом, г е о л о г и ч е с к а я с ъ е м к а во м н о г и х с л у ч а я х я в л я е т с я в а ж н ы м э ф ф е к т и в ­н ы м м е т о д о м п о и с к о в полезных ископаемых.

Только зная геологическое строение районов поисков, возраст, состав и условия залегания горных пород и отчетливо пред­ставляя способы образования, состав и строение месторождений, геолог может сознательно подходить к решению основных вопро­сов поисков, определить, где могут быть найдены те или иные месторождения полезных ископаемых, какие типы месторожде­ний, вероятно, присутствуют в данной геологической обстановке. В соответствии с этим геолог-поисковик, учитывая строение области поисков, на основании геологических и геоморфологиче­ских карт намечает наиболее эффективные методы (способы) поисков.

Геология месторождений полезных ископаемых изучается в особом курсе. Зная, в каких геологических условиях находятся наиболее важные уже известные месторождения, мы можем опре­делить, в каких районах, имеющих аналогичную геологическую обстановку, может быть найдено искомое полезное ископаемое. Подробные сведения о геологических типах промышленных место­рождений полезных ископаемых можно найти в руководствах по оценке месторождений при поисках и разведках, поэтому здесь мы приведем только главные типы некоторых месторождений.

2. Геологические типы промышленных месторождений

Наиболее важные м е д н ы е м е с т о р о ж д е н и я представ­лены следующими типами:

1. Пластовые медные месторождения в песчаниках (иногда в известковистых сланцах и доломитах). Этот тип имеет большое значение в странах восточного полушария, вместе с колчедан­ными и медно-никелевыми месторождениями, а также место­рождениями полиметаллических (свинцово-цинково-медных) руд, 22

2. Прожилково-вкрапленные месторождения (иначе имено­вавшиеся медно-порфировыми), залегающие часто в пор­фировых породах — гранит-порфирах, гранодиорит-порфирах, иногда в других породах, обычно окварцованных, серицитизнро- ванных, превращенных в так называемые «вторичные кварциты».

3. Колчеданные месторождения — линзообразные и сложные по форме залежи медьсодержащего серного колчедана, часто встречаемые в районах развития основных эффу- зивов, иногда превращен­ных в метаморфические сланцы.

4. Медно-никелевые ме­сторождения — линзооб­разные залежи, вкраплен­ники и жилы комплексных медно-никелевых руд, свя­занные с ультраосновными и основными породами.

5. Трещинные гидротер­мальные жилы в разных породах.

6. Скарновые месторо­ждения, приуроченные к контактам карбонатных пород с изверженными.

На диаграмме (рис. 1) показано относительное промышленное значение главных типов медных месторождений.

Все остальные типы медных месторождений играют весьма подчиненную роль среди эксплуатируемых месторождений. По­этому при поисках медных месторождений следует прежде всего ориентироваться на районы, в которых в соответствии с их гео­логическим строением можно рассчитывать встретить медные месторождения описанных типов.

М е с т о р о ж д е н и я с в и н ц а и ц и н к а характеризуются следующими типами:

1. Линзы и сложные тела сульфидных, относительно высоко­температурных гидротермальных полиметаллических руд среди регионально метаморфизованных древних кристаллических пород в областях щитов.

2. Неправильные жильные и пластовые свинцово-цинковые гидротермальные низкотемпературные месторождения в известня­ках и доломитах, и. близкие по условиям нахождения и форме предположительно осадочные месторождения свинца и цинка.

Рис. 1. Распределение запасов меди в главнейших типах месторождений

(без месторождений СССР). По Г. Г. Гудалину и Ф. И. Ковалеву

Месторождения: / — пластовые; 2 — прожилко­во-вкрапленные; 3—колчеданные; 4— медно-ни- келевые;5-жильные; 6—скарновые; 7—прочие

23

3. Метасоматические линзы и жилы полиметаллических руд, с кварцем и баритом, а также мощные зоны вкрапленников в ту­фах и эффузивах, измененных в микрокварциты.

4. Неправильные тела замещения и трубы метасоматического типа в карбонатных породах.

5. Жилы и сложные трещинные зоны среднетемпературных гидротермальных руд свинца и цинка в различных породах.

Все прочие месторождения свинца и цинка играют подчи­ненную роль. Распределение за­пасов свинца в различных типах месторождений показано на рис. 2.

М е с т о р о ж д е н и я о л о- в а представлены следующими типами:

1. Россыпные месторожде­ния.

2. Сульфидные гидротер­мальные трещинные жилы с касситеритом.

3. Неправильные трубчатые и штокверковые месторождения в гранитах и известняках.

4. Кварцевые касситерито- вые и касситерито-вольфрами- товые жильные месторождения.

5. Пегматитовые и кварцево­полевошпатовые жилы.

В настоящее время наиболь­шее количество олова добывает­ся из россыпей. Важнейшим коренным типом оловянных руд является второй; однако круп­

ные месторождения с большими запасами дают также третий и четвертый типы. Что касается последнего, пятого типа, то корен­ные месторождения, относящиеся к нему, играют ничтожную роль, но являются хорошим источником для образования олово­носных россыпей.

М е с т о р о ж д е н и я з о л о т а подразделяются на следую­щие главные типы:

1. Россыпные месторождения, игравшие во всем мире важней­шую роль вплоть до конца XIX в., но в настоящее время в зна­чительной мере выработанные и уступающие свое место корен­ным месторождениям. В некоторых районах СССР россыпи по- прежнему дают основную массу добычи золота.

2. Коренные месторождения собственно золотых руд могут быть подразделены на следующие подтипы:

Рис. 2. Распределение запасов свинца в главнейших типах месторождений, без месторождений СССР (по данным XVIII Междунар. геол. конгресса)

7—сульфидные линзы- высокотемпературных месторождений в древних кристаллических породах щитов; 2—низкотемпературные и осадочные месторождения в карбонатных породах; Л—метасоматические тела в туфах и эффузивах; 4—неправильные пирометасо- матические тела в карбонатных породах;

5—жилы в различных породах

а) золотоносные конгломераты типа Витватерсранда в Южной Африке, представленные серией пластов, мощностью около 1,0 м каждый, со средним содержанием золота около 8 г/т; крупнейшие месторождения, дающие ежегодно более 300 т золота и разраба­тываемые до глубины 2,5 км;

б) трещинные золото-кварцевые жилы, средне- и высокотем­пературные, весьма многочисленные и разнообразные по величине и содержанию золота;

в) жилы и штокверки, часто содержащие, кроме самородного золота, его теллуриды и золото-серебряные минералы низко­температурного типа, обычно с гнездовым (бонанцевым) распре­делением руд;

г) мощные тела рассеянного оруденения, где среднее содер­жание золота в промышленных рудах опускается до минималь­ного, равного 1,25 г/т;

д) зоны окисления колчеданных месторождений, представ­ленные бурыми железняками и сыпучками;

е) золото в месторождениях цветных металлов.На долю собственно золотых месторождений (россыпных

и коренных) приходится в среднем около 90% добываемого зо­лота, но существенное его количество, в отдельные годы до 25% золота (рис. 3), добывается из месторождений цветных метал­лов, главным образом медных и полиметаллических.

Рис. 3. Годовая добыча золота в США7-из собственно золотых месторождений; .2—из месторождений цветных металлов в том числе:

3—из медных руд; 4~из полиметаллических руд

М е с т о р о ж д е н и я н е м е т а л л и ч е с к и х полезных ис­копаемых также успешно могут быть разделены на геологиче­ские типы, и на основании опыта их разработки может быть уста­новлено промышленное значение каждого выделенного типа.

Таким образом, каждому полезному ископаемому свойственно относительно небольшое число характерных для него типов место­

рождений, причем одни из них играют ведущую роль и содержат главную массу запасов руд, другие же обычно не образуют круп­ных промышленных скоплений.

Имея необходимые познания в геологии месторождений полез­ных ископаемых и учитывая типы наиболее важных представи­телей этих месторождений, геолог, ведущий поиски, должен стремиться отыскать промышленные месторождения полезных ископаемых тех типов, которые можно встретить в данной гео­логической обстановке.

III. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ ПОИСКОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Каждый из интересующих нас промышленных типов место­рождений полезных ископаемых образуется обычно только в опре­деленной геологической обстановке. Например, теллуристые золото-серебряные руды, как правило, встречаются в связи с мо­лодыми кислыми вулканическими породами, и было бы беспо­лезно искать месторождения этого типа, например, в массивах ультраосновных пород Урала. Наоборот, платиноносные россыпи образуются обычно при разрушении коренных месторождений, залегающих в ультраосновных породах, и вряд ли удалось бы найти россыпи платины в районах молодых третичных и совре­менных вулканов с кислыми лавами. Таким образом, геологиче­ские условия определяют места возможного наличия ископаемых. Изучая эти условия, поисковик вооружается геологическими пред­посылками для поисков. Предпосылки подразделяются н,а стра­тиграфические и фациальные, литологические, структурные, маг­матические, геохимические и геоморфологические.

1. Стратиграфические и фациальные предпосылки для поисков

Многие месторождения в границах тех или иных геологиче­ских областей приурочены к осадочным породам определенного возраста, образовавшимся в определенных условиях. Например, среди пород, вмещающих месторождения, различают морские от­ложения (глубоководные или мелководные), прибрежно-лагун­ные, континентальные речные и озерные отложения и т. п. Каждый подобный тип отложений формировался в характерных физико-географических условиях, с характерной химией процес­сов, со свойственным ему составом органического мира и пред­ставляет собой определенную фацию.

В породах другого возраста и других фаций может не быть интересующих нас месторождений. Связь с породами одного воз­раста и определенной фации вызвана особенностями геологиче­ской истории рассматриваемой страны. Например, в эпоху, когда некоторая область представляла собой заболоченную низменность

или дельту реки с богатой растительностью, здесь могли откла­дываться торф или древесина, превратившиеся впоследствии в каменный уголь. Таким образом, некоторые месторождения образуются одновременно с отложением осадочных пород, среди которых они залегают (каменный уголь, фосфориты, строитель­ные материалы, отчасти нефть), и входят в состав стратиграфи­ческой колонки.

По присутствию или отсутствию в данном районе пород того стратиграфического горизонта, с которым связаны месторожде­ния, можно судить о перспективности этого района, причем поиски организуются в границах развития угленосного (или фос­форитоносного и т. п.) стратиграфического горизонта. Например, во всей Среднеазиатской части Советского Союза промышленные месторождения каменного угля до сих пор известны только в по­родах юрского возраста.

Многие месторождения железа, марганца и меди, также имею­щие осадочное происхождение, образовались одновременно с от­ложением вмещающих их осадочных пород и, следовательно, за­нимают определенное стратиграфическое положение в породах характерных фаций.

Часть месторождений бокситов, огнеупорных глин и фосфори­тов связана с перерывами в отложении осадков, помещаясь, таким образом, между двумя разновозрастными толщами. Так как перерывы обычно занимают вполне определенное положение в стратиграфической колонке, то границы районов поисков и в этом случае связаны с географическим распространением со­ответствующих, разделенных перерывом стратиграфических свит.

Таким образом, мы получаем стратиграфические и фациаль­ные предпосылки для поисков, исходя из геологических данных об условиях, в которых происходило образование осадочных по­род и связанных с ними полезных ископаемых.

2. Литологические предпосылки для поисков

Литология занимается изучением состава горных пород. Многие месторождения полезных ископаемых встречаются среди пород определенного состава и отсутствуют среди пород другого состава. Причины такой избирательной приуроченности полезных ископаемых к литологически различным породам весьма разно­образны.

Так, например, замечено, что некоторые сульфидные место­рождения меди, свинца и цинка располагаются около прослоев углистых сланцев, тогда как в других сланцах, не содержащих углерода, эти же месторождения встречаются реже. Считают, что содержащие углерод сланцы химически действовали на металло­носные растворы и вызвали осаждение из растворов рудных ми­нералов.

Медное оруденение в районе Джезказгана (в Центральном Казахстане) концентрируется только в слоях песчаников с из- веетковистым цементом. Этот цемент легко растворялся и за­мещался рудными минералами. В других породах на этом место­рождении оруденение либо совсем отсутствует, либо встречается редко.

В другом случае на одном из мышьяково-висмутовых место­рождений рудные тела залегают в виде линз преимущественно в слоях пористого известняка, тогда как в окружающих плотных известняках оруденение не встречается. Вероятно, повышенная пористость известняков благоприятствовала отложению в них кварца, арсенопирита и висмута, составляющих руды этого место­рождения. Нефть обычно накапливается только в пористых по­родах, которые могут коллектировать (собирать) нефть в своих пустотах. Коллекторами часто являются пески, пористые песча­ники и кавернозные известняки.

Такая преимущественная приуроченность месторождений к породам определенного состава служит основой для разра­ботки литологических предпосылок, помогающих поискам. Лито­логические предпосылки часто тесно связаны со стратиграфиче­скими и фациальными, поскольку литологически благоприятные породы занимают определенное положение в стратиграфическом разрезе. Поэтому по стратиграфической колонке и распростра­нению пород разного геологического возраста на площади района поисков можно судить о литологическом составе этих пород.

3. Структурные предпосылки для поисков

Эти предпосылки основываются на особенностях тектониче­ского строения земной коры и имеют большое значение при по­исках рудно-минеральных месторождений и нефти.

Магмы, пегматитовые остаточные расплавы, газообразные эманации и горячие водные растворы магмы могут проникать в верхние оболочки земной коры вдоль крупных тектонических разломов (или зон, образованных многими небольшими разло­мами). Поэтому магматогенные рудные и минеральные место­рождения в некоторых районах располагаются недалеко от боль­ших тектонических нарушений или вдоль поясов разломов, кото­рые в связи с этим получили название к о н т р о л и р у ю щ и х с т р у к т у р .

Кроме больших тектонических трещин, зон и поясов, по кото­рым осуществлялся подъем вверх магмы и ее производных, не менее важное значение имеют небольшие по размерам разломы, зоны дробления, пустоты и трещины, являющиеся теми полостями’ в которых откладываются руды. Это так называемые в м е щ а ю ­щ и е с т р у к т у р ы .

Нефть концентрируется в верхних частях куполов и антикли­нальных складок, стремясь занять самые верхние части нефтенос­

ного пласта, что объясняется ее меньшим удельным весом по сравнению с водой. С другой стороны, нефтяные месторождения могут быть истощены, если пласты были сильно нарушены сбросами, через которые нефть изливалась на поверхность.

Таким образом, данные о тектонических структурах позволяют судить о возможном пространственном расположении месторожде­ний полезного ископаемого и способствуют правильному направ­лению поисков. Рудные и минеральные месторождения магмати­ческого генезиса следует, очевидно, искать в определенным тек­тонических зонах, а внутри последних — там, где развиты благо­приятные местные структуры для отложения руд. Поиски нефтя­ных месторождений обычно производятся в куполах, осевых частях антиклинальных складок или других структурах, которые могли служить резервуарами для накапливания нефти.

4. Магматические предпосылки для поисков

Многие месторождения рудных и нерудных полезных иско­паемых образуются из выделений магматических очагов. В связи с этим важное значение имеют магматические предпо­сылки для поисков, учитывающие возраст, состав, глубину зале­гания и геологическую обстановку остывания рудоносных магм.

Для магм различного состава характерны разные полезные ископаемые. С ультраосновными породами — перидотитами, ду- нитами и другими — связаны месторождения платины и метал­лов ее группы, а также никеля, кобальта, железа, асбеста, талька, магнезита, вермикулита, корунда (корундовые плагиоклазиты), хрома и алмаза. С основными магматическими породами — габ­бро и норитами — связаны месторождения никеля, кобальта, се­ребра, мышьяка, апатита. Со средними и кислыми породами гранодиоритового и гранитового рядов связана большая часть месторождений олова, вольфрама, молибдена, золота и серебра, меди, свинца и цинка, сурьмы и ртути. Намечается преимущест­венная связь меди и некоторых типов месторождений железа со средними породами, в то время как олово и вольфрам чаще свя­заны с гранитами. С сиенитами связаны месторождения железа, апатита и корунда. Таким образом, возможность нахождения тех или иных полезных ископаемых связана с обнаружением в районе поисков изверженных пород определенного состава.

Большая группа месторождений, главным образом рудных, образуется в связи с выделением из кристаллизующейся магмы остаточных газообразных возгонов или горячих водных раство­ров. Поднимаясь от остывающего магматического очага вверх по трещинам, эти летучие соединения и растворы реагируют с по­родами, составляющими стенки трещин или залегающими на контакте с магматическим телом. Образуются разнообразные контактовые и жильные месторождения, пневматолитового

29

(лневма — по-гречески «газ», литое — «камень») и гидротермаль­ного (гидро — «вода», терма — «горячий») типа.

Современная геологическая наука вскрыла много закономер­ностей, которым подчиняется процесс рудообразования. В соот­ветствии с законами физической химии отложение из рудоносных растворов различных минералов происходит при определенной температуре, давлении и концентрации вещества в растворе. По мере удаления от магматического очага температура и давление обычно уменьшаются. Концентрация подвержена колебаниям, связанным с понижением температуры и давления, а также с вы­падением растворенных веществ, и поэтому осаждение каждого минерала из раствора происходит в определенных зонах, иногда располагающихся более или менее концентрически вокруг магматического очага. В самых глубоких, близких к очагу, зонах образуются месторождения олова, вольфрама, молибдена и некоторые типы золоторудных месторождений. В зонах, зани­мающих промежуточное положение, концентрируются месторож­дения меди, цинка и свинца. В зонах, расположенных ближе всего к поверхности, встречаются некоторые типы месторождений серебра и золота, месторождения сурьмы и ртути. Схема зональ­ного распределения элементов изображена на рис. 4.

Зональное распределение месторождений руд различных ме­таллов вокруг магматического очага наиболее отчетливо прояв­ляется тогда, когда магма застывает на небольшой и средней глубине от поверхности (так называемые гипабиссальные интру­зии). Если же интрузивное тело кристаллизовалось в глубоких частях коры (абиссальные интрузии), зональность проявляется неотчетливо.

Советские ученые в последние годы провели крупные иссле­дования и сделали серьезные обобщения, в результате которых представления о зональном расположении различных рудных месторождений существенно уточнились. Кроме изменения темпе­ратуры, давления и концентрации, на рудоносные растворы влияет еще ряд факторов.

Во-первых, как указывает С. С. Смирнов, процесс отделения летучих компонентов и водных растворов из остывающего очага происходит не постепенно и непрерывно, а скачкообразно, с пуль­сациями. За период, протекающий между пульсирующими вытал­киваниями новых порций вещества, условия внутри очага успе­вают существенно измениться, поэтому каждая следующая пор­ция рудоносных растворов обычно имеет уже другой химический состав. Во-вторых, пути, по которым движутся из магмы рудо­носные растворы (в зависимости от происходящих тектонических движений), могут быть либо открыты для следующей порции растворов при новой пульсации, либо останутся закрытыми, если они заполнены минералами предыдущей порции. Следовательно, состав образующихся рудных тел изменяется не только в зависи­мости от расстояния, которое прошел рудный раствор, выйдя из 30

очага, но и в связи с изменением состава самого выделяющегося из магмы раствора, а также в связи с тектоническими подвиж­ками, приоткрывавшими пути движения раствора и полости для осаждения минералов.

Рис. 4. Схема зональности рудных месторождений в связи с глуби­ной залегания материнских интрузий

Очень большое значение имеет химическое и физическое влия­ние боковых пород на рудоносные растворы. Рудоносный раствор- в одних породах, инертных, не вступающих с ним в реакцию,, может пройти длинный путь и не отложить в трещинах этих по­род рудных минералов. Другие породы, энергично взаимодей­ствуя с тем же раствором, способствуют быстрейшему осажде­нию рудных минералов.

31

Вот почему советские ученые считают, что представление о зо­нальном размещении месторождений характеризует только част­ные случаи процесса образования различных руд и не учитывает всего многообразия природных процессов, а поэтому оно часто не оправдывается. Распределение рудных месторождений вокруг магматического очага нередко не соответствует показанному на рис. 4 и определяется в основном литологическим составом вме­щающих пород или структурно-тектонической историей формиро­вания района.

К магматическим предпосылкам для поисков относятся также характерные изменения боковых пород, например, грейзенизация гранитов. При превращении гранита в грейзен происходит разло­жение полевых шпатов с образованием светлой слюды и кварца. •Сопутствующий же этому процессу привнос из магмы бора и фтора вызывает образование в грейзенизированной породе тур­малина, флюорита и топаза. В некоторых случаях с грейзенизи- рованными породами связаны месторождения оловянного камня.

В других случаях изменение вмещающих пород выражается серицитизацией, хлоритизацией, окварцеванием, каолинизацией, доломитизацией и т. п. Обычно каждому типу месторождений свойственно то или иное изменение вмещающих пород. Однако во многих случаях образование зоны измененных пород предше­ствует оруденению, и поэтому часто эти зоны являются безруд- ными.

5. Геоморфологические предпосылки для поисков

Геоморфология изучает формы рельефа земной поверхности и способы их образования. Многие месторождения, в том числе россыпные, образуются вследствие переотложения продуктов разрушения коренных горных пород. Переотложение происходит в определенных геологических условиях, например, по долинам рек, причем форма долин играет решающую роль в этом про­цессе. Если долина узкая, а уклон ее велик, аллювиальный ма­териал не задерживается в этой части и сносится дальше. Таким образом, геоморфологические наблюдения, например, позволяют оценить вероятность присутствия в данном месте долины аллю­виальной россыпи.

Террасы рек и морей, представляющие собой древние на­копления аллювия или прибрежных морских отложений, приподнятые тектоническими движениями над современным уровнем вод, также обнаруживаются непосредственными геомор­фологическими наблюдениями. С террасами часто бывают свя­заны крупные россыпные месторождения.

Над зонами окисления сульфидных рудных тел обычно об­разуются углубления, возникающие вследствие уменьшения объема руд. Такого рода понижения в рельефе при соответ­ствующей геологической обстановке могут служить поисковым 32

признаком для рудных месторождений типа «железных шляп»— для зон окисления колчеданных месторождений.

Бывают и обратные соотношения. Например, в Центральном Казахстане так называемые «вторичные кварциты», представляю­щие собой почти нацело окварцованные породы, выделяются на равнине в виде сопок, как более устойчивые в отношении выветри­вания. Вторичные кварциты Казахстана иногда сопровождаются медным оруденением.

Таким образом, геоморфологические предпосылки могут ока­зать существенную пользу при поисках полезных ископаемых, если известно, какие формы рельефа характерны для выходов на поверхность рудных тел полезного ископаемого в условиях района, где организуются поиски.

IV. МЕТОДЫ ПОИСКОВ

Рассмотрев роль разнообразных геологических предпосылок при поисках полезных ископаемых, можно убедиться в том, что геологические условия в основном определяют харак­тер, направление и пространственные границы поисков. Поскольку геологические условия выясняются при помощи геологической съемки, последняя является основой, на которой только и могут базироваться научно обоснованные поиски.

Понятно, что те или иные благоприятные предпосылки, ука­зывающие на возможность нахождения полезного ископаемого, еще не дают окончательных оснований считать, что полезное ископаемое действительно находится в данном районе и, тем бо­лее, не указывают на точное местонахождение этого полезного ископаемого.

Для того, чтобы отыскать месторождение, геолог, руковод­ствуясь предпосылками, дающими общее указание на район и условия, в которых могут находиться искомые месторождения, должен обнаружить непосредственные проявления минерализа­ции или прямые признаки существования полезного ископаемого; например, повышенную концентрацию полезного химического эле­мента в закрывающих месторождение наносах', обломки полез­ного ископаемого, зону окисления или выщелачивания на вы­ходе полезного ископаемого на поверхности.

Таким образом, главной целью поисков является обнаруже­ние непосредственных проявлений минерализации или прямых признаков полезных ископаемых.

1 Молодые рыхлые отложения часто принято называть «наносами». Это название, не являясь строго научным, прочно вошло в разговорный язык, удобно своей краткостью и достаточно определенно, если не требуется углу­бленное изучение этих отложений. В дальнейшем мы условимся употреблять его для молодых четвертичных отложений типа пролювия, делювия и элювия.

Следует, однако, помнить, что в ряде случаев требуется определение воз­раста и происхождения.молодых рыхлых отложений. Тогда наименование их наносами уже становится недостаточно точным, а потому недопустимо.3 Ажгирей 33

Методы поисков различны и выбор того или иного метода за­висит от геологического строения и географических особенностей местности.

1. Метод геологической съемкиКак уже было указано выше, геологическая съемка является

главным методом поисков, и все остальные методы только углуб­ляют и расширяют его. Вообще же следует помнить, что на практике редко применяют только один метод поисков. Чаще применяется несколько методов совместно, причем выбираются наиболее подходящие для конкретных условий, что дает наилуч­ший эффект.

Предварительные поиски ведутся на основе геологической съемки в масштабах 1 : 200 000, 1 : 100 000 и 1 : 50 000. Деталь­ные поиски ведутся на основе геологической съемки в более круп­ных масштабах от 1 : 50 000 до 1: 10 000.

Поисковое содержание геологической съемки заключается в осмотре геологом огромного количества обнажений (при деталь­ной съемке и поисках — практически всех обнажений) в процессе пересечения маршрутами снимаемой площади. При этом, поль­зуясь геологическими предпосылками, геолог, производящий съемку и поиски, обращает особое внимание на те участки, где нахождение полезного ископаемого наиболее вероятно. В самых интересных участках обязательно создаются искусственные обна­жения.

2. Метод аэрогеологической съемки

Высокоэффективным методом геологической съемки, служа­щей основой для поисков, является аэрогеологическая съемка. Аэрогеологическая съемка ведется в разнообразных масштабах,, от 1 : 1 000 000 до 1 : 50 000. Она эффективна как в труднодоступ­ных, пересеченных и затаеженных районах, так и на открытых площадях.

Использование аэрофотоосновы и аэровизуальное изучение снимаемых территорий с самолета в комплексе с наземной съем­кой позволяют геологам, производящим съемку, получить всесто­ронние представления о геологическом строении снимаемых пло­щадей. Геоморфологические особенности района, тектонические структуры, особенно разрывные, и системы трещиноватости на­ходят отличное выражение на аэрофотооснове. Кроме того, общие черты строения и площади распространения пород различных типов также выявляются при аэрогеологических наблюдениях значительно более отчетливо, чем при наземных съемках. В ряде районов главные черты геологического строения корен­ных пород «просвечивают» на аэрофотоснимках через покров рыхлых отложений небольшой мощности: между тем при назем­ных исследованиях геолог на этих же площадях ничего не видит„ кроме наносов.34

Таблица I

Таблица III На таблицах I и II приведены характерные аэрофотоснимки полупустынной низкогорной области, лишенней лесной раститель­ности, масштаб снимков около 1 : 20 000. Фотография, приведен­ная на таблице I, показывает резко выраженное трансгрес­сивное несогласие между древней слоистой толшей, обнажаю­щейся в нижней правой части поля, и молодой слоистой толщей, развитой в левой верхней части поля. Следует заметить, что так же будет выглядеть на аэрофотоснимке и тектонический контакт двух толщ, разделенных разрывом, поверхность которого почти параллельна слоистости одной из толщ. Окончательное разреше­ние вопроса о характере поверхности соприкосновения двух толщ в данном случае возможно только при наземном исследовании геологического строения контакта.

Фотография, приведенная на таблице II, изображает крупный сброс, проходящий с востока-юго-востока на запад-северо-запад и смещающий на несколько километров мощную слоистую толщу. Вдоль сброса происходит загибание слоев горных пород, образующих довольно большую складку тектонического волоче­ния.

На таблице III приведен дешифрированный аэрофотоснимок горной области, покрытой лесом. Масштаб снимка около 1 :25 000. На фотографии показаны наиболее отчетливые линии простирания осадочной толщи и крупный поперечный сброс (сдвиг), вдоль которого восточный блок смещен к югу. Следует обратить внимание на то, что сброс служит границей распростра­нения различных типов растительности.

Аэрогеологическая съемка обычно состоит из четырех процес­сов: а) аэрофотографической съемки с дешифрированием;б) аэровизуальных наблюдений; в) аэромагнитной съемки и, на­конец, г) наземной обобщающей съемки.

Дешифрирование представляет собой подготовительную опе­рацию. На основании имеющихся неполных и несовершенных данных о геологическом строении и распространении различных пород в снимаемом районе геолог, изучая аэрофотоснимки, наме­чает на них вероятное направление контактов и главные тектони­ческие структуры. Анализ геоморфологических данных в значи­тельной мере повышает точность дешифрирования и будущей геологической карты.

Наиболее пригодным масштабом аэрофотоснимков (так назы­ваемых контактных отпечатков) для аэрогеологических съемок разных масштабов в сложных районах является масштаб 1: 15 000, в простых районах 1:20 000— 1:25 000. Снимки представляют собой стереопары, изучаемые при помощи стереоскопа.

При аэровизуальных наблюдениях растительный покров в сте­пях обычно не мешает геологическому картированию с воздуха, а во многих случаях- помогает ему. Выходы подземных вод, фиксируемые характерной растительностью, и обнаруженные

35

с воздуха увлажненные участки способствуют выявлению текто­нических структур.

Часто хорошо выявляются рудные, особенно кварцевые, жилы. Последние обычно крепче окружающих пород, хорошо выде­ляются в рельефе и прослеживаются по простиранию. Иногда рудные жилы выделяются своим бурым цветом среди окружаю­щих измененных и осветленных пород.

В некоторых нефтеносных районах продуктивные горизонты имеют специфический цвет, что широко используется для их оконтуривания при аэровизуальных наблюдениях. Распределение солей в пустынях, фиксируемое на аэрофотоснимках, часто дает дополнительные сведения для геологического картирования.

Возможность одновременного осмотра громадных площадей как во время визуальных наблюдений в полетах, так и при изуче­нии накидных монтажей и фотосхем, позволяет выделять многие тектонические структуры, трудно распознаваемые при обычной геологической съемке на поверхности земли.

С аэрогеологическими работами обычно совмещаются аэро­магнитные съемки. Аэромагнитные съемки могут быть применены для прямых поисков железорудных месторождений. Они также дают возможность составить магнитную карту, по которой можно судить о распространении характерных комплексов пород и о крупных тектонических структурах на площадях затаежен- ных, закрытых покровом рыхлых отложений.

Наземная геологическая съемка как заключительная опера­ция аэрогеологической съемки существенно облегчается и уско­ряется по сравнению с обычной геологической съемкой. Построе­ние маршрутов и их густота, благодаря предварительному аэро- геологическому анализу, приобретают большую целеустремлен­ность. Время, высвобождаемое за счет трудоемкого при обычной геологической съемке процесса прослеживания на местности и вы­тягивания на карте контактов между породами, затрачивается на углубленное изучение взаимоотношений комплексов пород и на обстоятельное палеонтологическое обоснование выделенных свит.

Во время наземной геологической съемки производятся поиски месторождений полезных ископаемых. Проверяются зоны освет­ления, лимонитизации, выявившиеся при аэровизуальных наблюде­ниях. Изучаются угленосные и нефтеносные свиты, прослеженные при аэросъемочных работах из смежных районов. Широкое при­менение геоморфологического анализа при аэрогеологических ра­ботах определяется самим существом аэрофотосъемки, при ко­торой на фотоснимках геологическое строение снятых площадей в большинстве случаев улавливается через рельеф.

3. Обломочный методОбломочный метод заключается в детальном осмотре долин

рек, ручьев, оврагов и осыпей на склонах с целью обнаружения обломков (валунов) полезного ископаемого. По обнаруженным36

обломкам можно найти коренные выходы месторождений. Горные реки и овраги, пересекающие месторождения, сносят об­ломки полезного ископаемого вниз по течению. Разыскивая такие валуны и обломки стойких минера­лов полезного ископаемого и двига­ясь вверх по реке или склону, пово­рачивая, если нужно, в боковые при­токи и овраги, находят коренное месторождение (рис. 5).

4. Валунно-ледниковый метод

В северных областях, которые в минувшую геологическую эпоху были покрыты ледниками, приме­няется специальный валунно-ледни­ковый метод поисков. Он заключает­ся в том, что отыскивают валуны полезного ископаемого среди морен­ных отложений, и затем по следам движения древнего ледника, указы­вающим направление его перемеще­ния, определяют путь, который про­шел валун, оторванный ледником от коренного месторождения. Несколь­ко валунов, найденных достаточно далеко друг от друга, иногда позво­ляют наметить веер рассеяния, сходящийся в том направлении, где находится коренное месторождение. Таким образом, ограни­чивается небольшая площадь, на которой возможно применить геофизические методы разведки, горные работы и бурение для отыскания месторождения, обычно скрытого под мощными лед­никовыми отложениями.

5. Шлиховой методШлиховой метод основан на изучении мелкого песчано-глини­

стого материала, переносимого водными потоками в долинах рек, ручьев и на склонах гор, с целью нахождения зерен химически стойких минералов свинца, меди, вольфрама, олова, ртути, ред­ких земель, а также золота и платины, принесенных с ближай­ших коренных месторождений. Пробу (образец) материала не­сколько раз взбалтывают с водой в ковше, излишек воды со взвешенными в ней глинистыми частицами и зернами минералов небольшого удельного веса сливают, а более тяжелые минералы, в том числе рудные, остаются на дне ковша. Этот остаток тяже­лых минералов называется шл и х о м. Рудные минералы, най­денные в шлихе, служат указанием на возможность нахождения коренного месторождения.

Рис. 5. Поисковые маршруты по долинам горных рек и во­доразделам (по В. Смирнову

37

При большом содержании денного минерала в шлихе обло­мочные отложения, из которых взят шлих, могут представлять собой самостоятельное месторождение (россыпь).

При шлиховом, так же как при обломочном методе поисков, геолог передвигается против течения реки или вверх по склону и, исследуя от места к месту состав шлиха, стремится установить, с какого участка рудные минералы попадают в шлих. Очевидно, в шлихе, взятом выше этого участка, уже не будут встречаться искомые минералы и, таким образом, можно довольно точно ограничить площадь вероятного расположения коренного место­рождения полезного ископаемого. Коренное месторождение не всегда выходит непосредственно на поверхность и может быть за­крыто молодыми отложениями.

Шлиховые пробы берутся по долинам рек и ручьев через ЮО—200 м при крупномасштабной съемке и поисках и через 500 и даже 1000 м, если съемка мелкомасштабная. Пробу важно брать в таком месте, где можно ожидать максимальное скопле­ние тяжелых минералов. Так как тяжелые минералы стремятся занять наиболее низкое положение в слое делювия или аллювия, то шлиховую пробу следует брать, по возможности, из самых глубоких частей рыхлых отложений. Для этого роют более или менее глубокие ямы или закопушки.

Особенно благоприятны для опробования такие места, где удается взять пробу из материала, непосредственно залегающего на коренных породах, т. е. на «плотике», как принято называть коренные породы в долинах рек. Если плотик расположен глу­боко и недоступен, приходится ограничиваться взятием пробы из ям в речном аллювии, на косах (в их головной и выпуклых ча­стях). В каждой речной долине следует отыскивать и другие участки, в которых можно встретить скопления тяжелых шлихов, и опробовать их. Такими участками могут являться места запру­живания реки упавшими деревьями, большими каменными глы­бами и т. п.

При взятии проб из притоков, впадающих в главную артерию, нужно помнить, что для того, чтобы проба действительно отра­жала состав шлиха притока, ее надо брать не в самом устье при­тока, а немного выше по течению, за пределами долины главной артерии.

Следует обращать внимание на встречаемые в долинах тер­расовые отложения, которые также должны быть опробованы. Пробы из террас не всегда помогают в поисках коренных место­рождений, если обломочные отложения, образующие террасы, накапливались в весьма отдаленные времена. Рудные месторож­дения, давшие материал, отложившийся при образовании террас, в настоящее время могут уже полностью быть разрушены дену­дационными процессами, но шлиховое опробование террас позво­ляет отыскивать террасовые россыпи, которые сами по себе часто имеют большую ценность.38

Шлиховые пробы из террасовых отложений берут послойно, через интервалы в 0,25—0,50 м по вертикали. Если терраса имеет доступный для геолога цоколь из коренных пород, то обязательно ■опробуют слой аллювия над этим цоколем. Обычно наиболее обогащенным в террасах, так же как и в современном аллювии и делювии, бывает приплотиковый слой, т. е. слой, непосред­ственно лежащий на цоколе.

Однако встречаются богатые слои и в более высоких частях разреза, особенно над всякого рода глинистыми прослойками, которые задерживали перемещение вниз тяжелых рудных мине­ралов (над так называемым «ложным плотиком»).

Кроме шлихового опробования долинного аллювия, в ряде случаев практикуется взятие шлиховых проб из делювия и элю­вия на склонах гор для отыскания коренных рудных тел, пере­крытых наносами. Особенно эффективным может оказаться пло­щадное шлиховое опробование при поисках выходов мелких жил, незакономерно разбросанных по участку, закрытых сплошным плащом элювия и делювия и содержащих в своем составе золото, вольфрамит, шеелит, колумбит и касситерит. При поисках поли­металлических месторождений хорошие результаты дает шли­ховое опробование склонов, покрытых не очень мощным делю­вием.

В качестве примера можно привести применение площадного шлихового опробования делювия и элювия на одном коренном месторождении касситерита, представленном двумя десятками небольших кварцево-полевошпатовых и пегматитовых жил, зале­гающих в гранитоидах на площади несколько менее 1 км2. Боль­шая часть этой площади перекрыта делювиальными отложе­ниями, достигающими мощности 3 м. Поиски новых жил в этих условиях целесообразно производить путем взятия шлиховых проб из закопушек, проходимых по сетке 15 X 15 м, с возможным сгущением вдвое в тех местах, где обнаружено повышенное со­держание касситерита.

Документация шлиха заключается в точном фиксировании на карте и на этикетке места взятия пробы, геоморфологической характеристике места взятия (например, проба взята у плотика, в русле, на косе, в такой-то ее части, из террасовых отложений, в таком-то слое и т. п.). Описывается состав рыхлых отложений, из которых взят шлих: крупность и окатанность обломков по классам и примерные относительные количества обломков каж­дого класса. Например, обломки размером больше 1 см (т. е. класс более 1 см) составляют 30% от общего объема; обломки класса 1—0,1 см— 10% от общего объема и т. д. Указывается исходный объем промытой пробы, что служит материалом для пересчета количества шлиха и содержания рудных минералов на 1 м3 песков (или вообще речных отложений).

39

6. Металлометрический метод

Металлометрическим называется метод поисков путем мас­сового взятия небольших проб из не очень мощных делювиаль­ных отложений, из элювия и из измененных коренных пород, по сетке густотой 10 X 20, 25 X 50 и 50 X 100 м> в зависимости от детальности поисков.• Металлометрический метод поисков, так же как шлиховой, ос­нован на том явлении, что вокруг выхода месторождения на поверхность, даже если этот выход перекрыт делювием, соз­дается ореол рассеяния полезного ископаемого за счет мелких обломков разрушающегося выхода или даже за счет химического выщелачивания этого полезного компонента поверхностными во­дами. Многие химические элементы впитываются растениями из почвы через корневую систему. Поэтому в некоторых случаях рекомендуется брать пробы не из делювия, а из золы растений, покрывающих склоны опробуемого участка.

Пробы анализируются спектроскопически полуколичественно и по данным анализов разделяются на классы по содержанию полезного компонента, например, по содержанию свинца. Точки опробования наносятся на топографический планшет с указанием класса содержания полезного компонента и соединяются линиями равных содержаний (изолиниями). Наметившиеся площади с кон­центрацией точек повышенного содержания полезного компонента подвергаются детальному изучению и опробованию с примене­нием искусственных обнажений. Таким путем удается открывать месторождения, непосредственно не выходящие на поверхность.

7. Геофизические методы

Геофизические методы поисков месторождений полезных иско­паемых основаны на том, что физические свойства тел полезных ископаемых обычно отличаются от физических свойств окружаю­щих (вмещающих) пород. Например, полезное ископаемое может быть магнитным (руды магнитного железняка), или хорошо про­водить электрический ток (сплошные колчеданные руды), или, окисляясь близ поверхности, само вызывать образование есте­ственных электрических токов, по принципу образования тока в сухих и мокрых элементах. Большие скопления полезного иско­паемого, имеющего высокий удельный вес, вызывают местное увеличение ускорения силы тяжести; наоборот, большие скопле­ния легких масс, например, каменной соли, вызывают местное уменьшение ускорения силы тяжести. Некоторые тела полезных ископаемых изменяют скорость прохождения взрывных (сейсми­ческих) волн или отражают эти волны.

Таким образом, в местах залегания тел полезного ископае­мого возникают отклонения физических свойств от обычных нор- 40

мальных свойств, присущих горным породам. Такие отклонения называются а н о м а л и я м и .

Применяя соответствующие приборы, измеряющие магнит- ность, электропроводность, ускорение силы тяжести, скорость про­хождения сейсмических волн и другие физические величины, гео­физики выявляют аномалии, а по последним могут быть выяв­лены тела полезного ископаемого, вызвавшие аномалию. Для того, чтобы образовалась аномалия, выявляемая геофизическими при­борами, не обязательно, чтобы тело полезного ископаемого вы­ходило на поверхность земли. Тела, залегающие на небольшой глубине, перекрытые с поверхности наносами или пустыми поро­дами, все же будут оказывать влияние или на магнитную стрелку, или на прохождение через землю электрического тока, или на приборы, измеряющие ускорение силы тяжести, и т. д. Следовательно', при помощи геофизических методов поисков мо­гут быть открыты месторождения полезных ископаемых, тела ко­торых не обнажаются на поверхности и потому не могут быть обнаружены другими методами поисков.

При помощи глубоких горных выработок или буровых скважин также можно обнаружить не выходящие на поверхность место­рождения. Однако пришлось бы проводить очень много вырабо­ток или скважин, чтобы найти скрытое от глаз месторождение, точное местоположение которого неизвестно. Стоимость и продол­жительность таких поисков была бы недопустимо большой. На выявление геофизических аномалий, даже на обширной площади, расходуется гораздо меньше средств. По линиям намеченных на местности аномалий проходят горные выработки и буровые сква­жины на ограниченных небольших участках, соответствующих аномалиям. Поиски, таким образом, проводятся значительно быстрее и обходятся дешевле. В этом заключается главное пре­имущество геофизических методов поисков.

Геофизические методы поисков, наряду с большими преиму­ществами перед другими методами, имеют также серьезные недо­статки. Аномалии разного типа могут возникать среди горных пород не только в связи с залеганием в них тел полезных иско­паемых, но также и по другим причинам. Например, проходящая в горных породах большая трещина, особенно заполненная грун­товой водой, также вызовет аномалию, так как она обычно более электропроводна, чем окружающие породы. Магнитными свой­ствами обладают не только руды магнитного железняка, но и безрудные жилы и массивы основных пород (габбро или диа­базов), содержащие вкрапленность минерала пирротина и т. д. Поэтому необходимо во всех случаях расшифровывать возмож­ные причины происхождения геофизических аномалий. Само со­бой разумеется, что разобраться в причинах образования тех или иных геофизических аномалий можно только зная хорошо геоло­гическое строение местности. Поэтому геофизические методы поисков обычно дают положительный результат только при

41

тесной увязке их с геологическим изучением разведуемого участка.

При поисках полезных ископаемых находят широкое примене­ние следующие геофизические методы.

Г р а в и м е т р и я — метод, основанный на измерении ускоре­ния силы тяжести при помощи маятника или крутильных весов (вариометра). Маятниковая съемка находит применение, главным образом, для изучения погребенных геологических структур круп­ного масштаба. Вариометрические работы широко применяются для поисков тектонических благоприятных структур в районах нефтяных и газовых месторождений, соляных куполов, железо­рудных и хромитовых месторождений.

М а г н и т о м е т р и я — метод, основанный на измерении магнитного поля и его нарушений при помощи магнитометра и магнитных весов. Магнитометрия применяется при поисках же­лезных руд. Особенно точные магнитные съемки (микромагнито­метрия) выполняются магнитными весами типа вариометров. Магнитные съемки дают результаты при поисках марганцевых руд, магнитных красных и бурых железняков, погребенных рос­сыпей золота, соляных куполов, оказывают большую помощь при геологическом картировании в закрытых и залесенных районах и оконтуривают массивы изверженных пород, крупные складча­тые структуры и тектонические линии. В последнее время широ­кое применение получила аэромагнитная съемка, осуществляемая с самолета.

Э л е к т р о м е т р и я (электроразведка) базируется на не­скольких, указанных ниже, методах измерения электрических и электромагнитных искусственных и естественных полей.

Метод э к в и п о т е н ц и а л ь н ы х л и н и й позволяет исполь­зовать переменный ток низкой частоты, искусственно возбуждае­мый в линейном электроде. Электрический ток проходит через землю и принимается на втором линейном электроде. Места сме­щения линий равного потенциала (эквипотенциальных линий) указывают аномалии. Метод дает хорошие результаты при поисках тел сплошных и густовкрапленных сульфидных руд при условии небольшой мощности наносов или пустых пород (обычно не более 20—25 м), преимущественно в районах с достаточно высокой влажностью почвы.

Метод и н т е н с и в н о с т и также позволяет использовать пе­ременный ток низкой частоты. На исследуемом участке по хорошо изолированным проводам пропускают ток через два заземления. Возникает магнитное поле. Если породы неоднородны и в них заключено хорошо проводящее тело, часть токов, идущих по участку, сконцентрируется в проводнике и образует сильное маг­нитное поле. При измерениях магнитного поля в этом месте будет обнаружена аномалия.

Метод интенсивности более чувствителен, чем метод эквипо­тенциальных линий и, кроме того, вполне применим в сухих райо­42

нах, где метод эквипотенциальных линий дает неудовлетворитель­ные результаты. Методом интенсивности могут быть открыты не только сплошные сульфидные руды, но и вкрапленные, с коли­чеством сульфидов не меньше 15%. Методом интенсивности об­наруживались на небольшой глубине (до 15 м) даже маломощ­ные кварцевые жилы, мощностью около 0,5 м, в особенности если зальбанды их существенно изменены.

Метод с о п р о т и в л е н и я (электропрофилирование, элек­трозондирование) и его разновидность — комбинированное про­филирование — основан на использовании постоянного тока, вво­димого через электроды в землю, и на измерении сопротивления пород, через которые пропускается ток. Преимущество этого ме­тода заключается в том, что положительные результаты полу­чаются даже при небольшом отличии (1 : 10) электропроводности искомого тела от электропроводное™ окружающих пород.

Электропрофилирование осуществляется последовательным переносом всей установки вдоль заданного профиля, электрозон­дирование —■ последовательным разносом питающих электродов. Последний метод позволяет измерять сопротивление все более и более глубоко лежащих пород и, таким образом, определять глубину залегания пород с резко отличной электропроводностью. Этот метод широко применяется для определения глубины зале­гания коренных пород под мощными рыхлыми отложениями.

К а р о т т а ж основан на измерении сопротивления пород прохождению электрического тока между двумя контактами изо­лированных проводов, опущенных в буровую скважину. Карот­таж угольных скважин дает блестящие результаты. Даже мало­мощные пласты угля, часто пропускаемые при документации керна, вполне отчетливо отбиваются кароттажем. Таким же обра­зом хорошо определяются в скважинах контакты сульфидных рудных тел. При нефтяном бурении кароттажные диаграммы дают возможность выделять характерные слои пород, опорные стратиграфические пачки и увязывать их между соседними сква­жинами.

Метод з а р я ж е н н о г о т е л а позволяет использовать как переменный, так и постоянный ток. Этот метод основан на изме­нении градиента потенциала при введении тока через один из электродов в хорошо проводящее тело. Когда оба приемных электрода находятся над рудным телом, имеющим практически один и тот же потенциал, градиент потенциала между электро­дами равен нулю. При выходе установки на границу рудного тела вследствие резкого падения потенциала будет наблюдаться возрастание градиента потенциала. Таким образом на профи­лях-графиках градиента потенциала оконтуриваются границызаряженного рудного, тела, не выходящего на поверхность. Метод может применяться для оконтуривания сплошных руд, а также тел с вкрапленные оруденением в случае удовлетворительной электрической связи между сульфидными вкрапленниками.

43

Метод е с т е с т в е н н о г о п о с т о я н н о г о т о к а . Некото­рые месторождения, особенно металлических руд в зоне окисле­ния, представляют собой природные гальванические элементы. Вокруг них возникают естественные постоянные токи, достигаю­щие поверхности земли, которые могут быть измерены. Таким образом, могут быть открыты аномалии и вызвавшие их место­рождения.

8. Геохимический метод

Геохимия — наука об истории, распределении и перемещении химических элементов земли. Академик А. Е. Ферсман указывает, что многочисленные месторождения полезных ископаемых, кото­рые мы видим на геологических картах, расположены не слу­чайно. Законы геохимии связывают их между собой, размещают в строго определенных группировках, называемых геохими­ческими полями, дугами, поясами и зонами. Геохимия помогает геологу-поисковику разобраться в закономерностях распределе­ния и совместного нахождения элементов и минералов в земной коре.

Геохимическая методика поисков комплексна; она имеет целью установление связи между фактами, характеризующими распределение, перемещение и сочетание химических элементов между собой.

Основной задачей изучения геохимии отдельных областей, районов или рудных полей является установление распределения химических элементов в данном геологическом комплексе и пове­дения этих элементов: концентрации, рассеяния, процессов миг­рации. В результате составляется геохимическая карта с указа­нием количественных соотношений между химическими элемен­тами данного комплекса, и эти соотношения сравниваются с нор­мальной величиной средних кларков 1 земной коры.

Отношение между имеющимся для данной территории клар- ком элемента и его средней величиной называется к л а р к о м к о н ц е н т р а ц и и . Определяя кларки концентрации для харак­терных элементов и нанося их на геологическую основу, мы полу­чаем геохимическую карту распространения интересующих нас элементов, которая может в ряде случаев служить основой для поисков.

Часто установление повышенной концентрации того или иного элемента само по себе совершенно недостаточно для практи­ческих выводов. И. И. Гинзбург указывает, что обычно только характерные комплексы элементов дают наиболее надежные поисковые указания. Например, при поисках некоторых типов медноколчеданных месторождений обнаружение меди в почвах,

1 К л а р к — среднее содержание данного элемента (в весовых процен­тах) в определенной геохимической системе, например, в литосфере в целом, в атмосфере, в ультраосновных породах и т. п.44

перекрывающих коренные породы, еще недостаточный признак для заключения, что на глубине имеется месторождение такого типа. Но присутствие ртути совместно с медью уже служит на­дежным признаком наличия медноколчеданного месторождения определенного типа.

9. Метод искусственных обнажений

Для нахождения коренных выходов полезного ископаемого, закрытого наносами, применяются расчистки, канавы, дудки и шурфы. Когда с помощью описанных ранее методов установ­лена площадь, на которой можно ожидать наличие коренных вы­ходов, начинаются поиски с помощью искусственных обнажений. Последний метод является как бы завершающим, и это естест­венно, потому что он более трудоемок и относительно дороже других методов (кроме некоторых видов геофизических). Метод искусственных обнажений, как и многие геофизические методы, применяется не на всей площади поисков, а на наиболее перспек­тивных участках после того, как последние выделены более про­стыми и дешевыми поисковыми методами .

Однако не следует забывать, что метод искусственных обна­жений должен применяться, хотя и не так широко, как при поисках, при геологической съемке, начиная с масштаба 1 : 200 000 и крупнее.

V. ИЗУЧЕНИЕ ВЫХОДОВ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

После того, как найдены выходы на поверхность коренного месторождения, в задачу геолога входит изучение обнаруженных минеральных проявлений с тем, чтобы определить возможное практическое значение каждого из них. Предварительное изуче­ние выхода месторождения на поверхность является, таким обра­зом, обязательным элементом поисков во всех случаях, когда выход доступен без дорогостоящих работ.

Если вскрытие поверхностных выходов представляет собой длительную, дорогостоящую работу, последняя переходит из ста­дии поисков в стадию разведки.

1. Геологическая съемка

Еще в поисковую стадию вновь открытое месторождение пред­варительно изучается при помощи геологической съемки его по­верхности и ближайших окрестностей. Такая съемка, детализируя геологическое строение участка месторождения, дает возможность приблизительно представить геологические условия залегания полезного ископаемого, его форму и генезис. Для вновь найден­ного месторождения должна быть составлена хотя бы глазомер­

45

ная карта выходов, которая выполняется в масштабах 1 :500— 1 : 2000, в зависимости от величины месторождения и сложности обстановки. На карте отражаются данные точных измерений протяжения и мощности минеральных тел или по возможности точно оконтуривается площадь развития минерализации.

2. Поиски и геологическая оценка выходов месторождений полезных ископаемых

Полезное ископаемое, выходящее на поверхность, разру­шается под действием воды, ветра и других геологических аген­тов. Вокруг выхода образуется «ореол рассеяния», представлен­ный обломками полезного ископаемого, которые встречаются тем чаще, чем ближе мы подходим к самому выходу. Благодаря тому, что «ореол рассеяния» к а к бы увеличивает площадь выхода, поиски минеральных тел облегчаются. Обычно сначала стараются найти «ореол рассеяния», а затем уже по нему отыскивают ко­ренное месторождение.

Изучение выхода месторождения сопряжено с трудностями в связи с тем, что полезное ископаемое на выходе почти всегда сильно изменено в результате химического и физического вывет­ривания. При этом изменяются минералогический состав, мощ­ность тела, а иногда даже его форма и угол падения.

Особенно важные изменения происходят в приповерхностных частях рудных месторождений вследствие окисляющего и выще­лачивающего действия грунтовых вод. Образуются зона ^окисле­ния (так называемая «железная шляпа» — поверхностный выход рудного тела, обогащенный гидроокислами железа, в виде разно­образных бурых железняков или, как их не совсем точно назы­вают, лимонитов) и зона выщелачивания. Ниже этих двух зон некоторые минералы образуют зону вторичного обогащения.

Как известно из учения о полезных ископаемых, медные и се­ребросодержащие месторождения на выходах могут быть сильно обеднены в связи с выщелачиванием рудных минералов, но на некоторой глубине под обедненными или совсем пустыми выхо­дами часто залегают руды, обогащенные медью и серебром.

Такое обогащение происходит потому, что растворенные близ поверхности минералы меди и серебра переносятся подземными водами вниз и там, под действием окружающих минералов, опять осаждаются из растворов. Таким образом, количество рудного вещества в зоне обогащения увеличивается.

Цинк также почти полностью или полностью выносится из области выходов рудных тел на поверхность, однако зоны вто­ричного обогащения он не образует и либо рассеивается по тре­щинам окружающих пород, либо накапливается в форме обособ­ленных залежей окисленных цинковых руд, часто где-нибудь в стороне от первичного рудного тела.46

Химически устойчивые минералы — самородное золото, воль­фрамит, шеелит, свинцовые и никелевые минералы — обычно остаются на выходе рудного тела на поверхность, иногда даже обогащая его за счет удаления легко разрушаемых минералов.

Таким образом, геолог должен хорошо представлять себе химические свойства минералов, входивших в состав первичного рудного тела до того, как оно подверглось воздействию окисляю­щих и выщелачивающих поверхностных вод. Для того же, чтобы! решить вопрос о первоначальном составе минерального тела, не­обходимо очень тщательное изучение остаточных . лимонитов,, образующих «железную шляпу» выхода. Во-первых, среди этих лимонитов могут быть обнаружены остатки (реликты) не полно­стью разложившихся рудных минералов. Такие реликты встре­чаются редко, и надо разбить и пересмотреть огромное коли­чество штуфов лимонита, чтобы составить представление о перво­начальных минералах. Во-вторых, сами лимониты по своему строению различны, в зависимости от того, за счет окисления какого первоначального рудного минерала они произошли. Изу­чая строение (структуру) лимонитов, иногда можно выяснить, какие минералы имелись в первичных рудах.

Кроме такого чисто минералогического изучения, выход опро­буется, и взятые пробы подвергаются химическому анализу. Это- тем более необходимо, что бурые железняки обладают способ­ностью адсорбировать в своих порах мельчайшие частицы рудных минералов, которые простым глазом не видимы и могут быть об­наружены только химическим анализом.

При исследовании выхода рудного тела, прежде всего по ре­ликтовым минералам, примазкам и корочкам сохранившихся от выщелачивания окисленных минералов, а также по структуре лимонитов вкрапленных руд, восстанавливается первоначальный состав полезного ископаемого, который уточняется данными хи­мических анализов с введением необходимых поправок на воз­можное выщелачивание. После этого производится геологическая оценка месторождения, которая, конечно, является предваритель­ной и в дальнейшем должна быть проверена и уточнена при помощи разведочных работ.

Выходы на поверхность пластов каменного угля также подвер­гаются существенным изменениям. В результате окисления угля его зольность увеличивается иногда в 8—11 раз, содержание ле­тучих уменьшается в 3—5 раз и угольная масса разрушается, превращаясь в землистый порошок, называемый «сажей».’ Сажистый выход на поверхности обычно имеет гораздо- меньшую мощность, и по нему невозможно установить ни действительного качества, ни действительной толщины пласта. Глубина суще­ственного выветривания каменноугольных пластов колеблется для разных районов и зависит от многих причин — климата, гидрогеологических условий, характера вмещающих пород. Для

47

Донбасса глубина выветривания, например, достигает 10—20 м, но небольшие изменения проявляются глубже, до 100 ж от по­верхности.

VI. ВСКРЫТИЕ ВЫХОДОВ ГОРНЫМИ ВЫРАБОТКАМИ И БУРОВЫМИ СКВАЖИНАМИ

Если выходы полезного ископаемого закрыты наносами, то их вскрывают при помощи горных выработок. Как правило, в поис­ковую стадию очень редко проходятся выработки глубиной более 10 м, которые следует относить уже к категории глубоких. Условия применения таких выработок рассматриваются в разде­лах, посвященных разведке. Здесь рассматриваются условия при­менения поверхностных, т. е. неглубоких выработок.

К а н а в ы применяются для обнажения коренных пород и тел полезного ископаемого при наносах небольшой мощности (до 3 м). На поверхности они имеют ширину 0,7—1,0 м, уменьшаю­щуюся книзу до 0,5 м. Канавы обязательно углубляются на 0,2— 0,5 м в неразрушенные коренные породы с целью обнажить их настолько, чтобы было возможно произвести документацию.

Канавы, особенно в первую стадию вскрытия полезного иско­паемого, следует проходить поперек (вкрест) простирания его тел или других исследуемых объектов (слоев горных пород, кон­тактов). При таком расположении, во-первых, имеются наиболь­шие шансы обнаружить искомое тело сравнительно короткой ка­навой, даже если бы оно несколько отклонилось от предполагае­мого положения; во-вторых, направление, поперечное по отноше­нию к простиранию тел полезных ископаемых, простиранию слоев горных пород и т. п., обычно является направлением наибольшей изменчивости их свойств на данном участке.

Действительно, именно по этому направлению тело полезного ископаемого будет наиболее быстро пересечено от одного края к другому; именно по этому направлению можно рассчитывать скорее всего встретить другое тело, параллельное первому. Если к тому же это направление пересекает вскрест слои горных по­род, именно по этому направлению наиболее быстро один слой будет сменяться другим. Таким образом, канава, заданная вкрест простирания, при минимальной длине дает наибольшее коли­чество сведений о полезном ископаемом.

Однако после того, как найдено тело полезного ископаемого или какой-либо заслуживающий изучения контакт, может ока­заться полезным проследить его по всей длине или части длины по простиранию. В этом случае проходят канаву по простиранию.

На рис. 6 изображена система канав, пройденных для вскры­тия выходов кварцевых жил одного из месторождений. Часть ка­нав пройдена вкрест простирания группы жил. Некоторые из них имеют большую длину и заданы со специальной целью проверить, нет ли на месторождении рудных тел, параллельных уже извест- 48 4 А жгирей

49

ным Такие длинные поперечные канавы называются «маги­стральными». Канавы, проведенные вкрест простирания жил, до­полнены многочисленными канавами, вскрывающими жилы попростиранию. „„„

К о п у ш и (закопушки) располагают линиями, заменяя ими канавы в том случае, когда не требуется непрерывного обнаже­ния тела полезного ископаемого. Линии копушей в первую ста­дию поисков проходят вкрест простирания изучаемых объектов, но затем могут располагаться и по другим направлениям.

Д у д к и , вертикальные выработки круглого сечения (диамет­ром 0,8—1 м), проходят без крепления стенок. Дудки применяют для обнажения коренных пород при устойчивых неводоносных на­носах глубиной более 3 ж. Преимущество дудок — дешевизна. Глубина их обычно не превышает 10 ж, но на Урале и в Цен­тральном Казахстане в районе Степняка опытным проходчикам в устойчивых мягких отложениях нередко удавалось углублять дудки до 20—30 ж.

Ш у р ф ы проходят при вскрытии выходов в неустойчивых наносах и коренных породах, сухих или с небольшим притокомводы. .

Н е г л у б о к о е м е д л е н н о - в р а щ а т е л ь н о е бурение(часто ручное) применяется при проходке мягких пород до глу­бины 50 ж, изредка более. Обычные диаметры скважин. 219/205 мм (8"); 168/155 мм (6"), 127/115 мм (41/2"), 80/87 мм (3") и 60/50 мм (2"). Встреченные валуны или крепкие про­слойки проходят, применяя ударное бурение долотом. Скважины задаются только вертикальные. Порода извлекается из скважины обычно в разрушенном состоянии.

Как видно из приведенного перечня способов вскрытия выхо­дов, важнейшими факторами при выборе типа разведочных вы­работок являются мощность, устойчивость и водоносность на­носов.

VII. ОЦЕНКА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕРСПЕКТИВ МЕСТОРОЖДЕНИИ В РЕЗУЛЬТАТЕ ПОИСКОВЫХ РАБОТ

По данным поискового, предварительного изучения выходов найденного месторождения, с одной стороны, устанавливается направление разведочных работ и определяются капиталовложе­ния, необходимые для них на первое время, с другой — дается грубо ориентировочное определение возможных масштабов место­рождения.

Вскрытие, изучение и опробование выходов полезного иско­паемого для большинства месторождений дает возможность при­близительно установить форму, условия залегания и качествен­ный состав полезного ископаемого в зоне окисления, однако достоверное определение качества руд обычно может дать только разведка.50

Сведения, полученные при поисках, могут служить основа­нием только для предположений (геологического прогноза) о протяжении тел полезного ископаемого по простиранию и на глубину, а также о его возможном качестве. Последующая раз­ведка имеет целью проверить эти предположения, доказать реальное наличие ископаемого и установить его количество и качество.

Правильный геологический прогноз — наиболее ответственная и одновременно наиболее сложная и трудно разрешимая геоло­гическая проблема из общего числа вопросов, с которыми прихо­дится сталкиваться геологу при поисках и разведке месторожде­нии полезных ископаемых. Прогноз основывается на всей сумме геологических знаний и требует большой опытности от лица производящего оценку. При определении промышленного значе­ния месторождения широко применяется метод аналогий, заклю­чающийся в сравнении открытого месторождения с уже извест­ными, разведанными. Однако метод аналогий, как правило, мало надежен потому, что даже небольшое отличие, которое легко мо­жет быть упущено, приводит к коренным различиям между срав­ниваемыми объектами. Вот почему обычно после открытия новых месторождений всегда необходимо, чтобы их осмотрели специа­листы, имеющие большой опыт, накопленный в процессе изуче­ния и разведки многих месторождений.

При предположениях о возможной форме и качестве вновь открытых рудных месторождений должны учитываться все данные о геологическом строении, происхождении и положении месторождения. Приуроченность тела месторождения к опреде­ленной тектонической структуре и к породам того или иного состава, характерный комплекс минералов и текстура руд спо­соб образования месторождения (его генезис) являются важными сведениями для определения размеров и благонадежности место­рождения.

Для осадочных месторождений важнейшими исходными дан­ными являются обоснованные представления об условиях осадко- накопления в бассейнах, где происходило отложение полезного ископаемого, о том, из каких источников был получен и как при­носился материал в бассейн. Существенны также представления о позднейших процессах размыва и тектонических нарушениях которые могли обесценить отдельные участки открытого место­рождения. к

В целом, если имеются указания на возможность каких бы то ни было быстрых изменений в геологическом строении, морфоло­гии тел или в качестве полезного ископаемого, они обязывают к осторожному прогнозу, как неблагоприятные. Напротив всякие сведения, подтверждающие выдержанность, устойчивость геоло­гических условий и особенностей месторождения по простиранию и на глубину, дают основание для более смелой оценки его перспектив.

51

Геологический прогноз с предварительной оценкой запасов должен дополняться соображениями о возможной стоимости раз­ведки и добычи полезного ископаемого, эффективности капитало­вложений и схематической характеристикой экономических во­просов (обеспеченность энергетическими ресурсами, транспортные условия и т. п.).

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

З а д а ч а р а з в е д к и месторождения заключается в опре­делении количества, качества, условий залегания полезного иско­паемого, горно-технических факторов и, отчасти, в характеристике экономических условий данного месторождения.

К о л и ч е с т в о полезного ископаемого определяется главным образом размерами и формой отдельных тел, образующих место­рождение. Одной из основных задач разведки является определе­ние формы тел месторождения, т. е. г е о м е т р и з а ц и я полез­ного ископаемого в недрах. Часто определение количества полез­ного ископаемого усложняется тем, что резкая граница между ним и пустой породой отсутствует (например, в россыпях, в те­лах, представленных вкрапленными рудами, и т. п.) и может быть уточнена только при помощи опробования.

Для правильного определения запасов не только форма мине­рального тела в общем виде, но и ее изменчивость должны быть хорошо изучены. Мощность жил и пластов во многих случаях меняется по простиранию и падению, образуются раздувы или, наоборот, тонкие проводники. Наблюдаются также изменения простирания и падения тел. Площадь и форма поперечного (или горизонтального) сечения трубчатых и гнездовых тел также может изменяться в значительных размерах.

Наконец, на форме рудных тел очень сильно отражается тек­тоническая нарушенность месторождения всякого рода разло­мами.

К а ч е с т в о полезного ископаемого определяется путем опро­бования и технологических испытаний. В этом отношении полез­ные ископаемые подразделяются на два типа.

Качество полезных ископаемых первого типа, к которому от­носятся почти все руды металлов, сера, соль, цементное сырье, каменный уголь и нефть, определяется главным образом хими­ческим составом (процентным содержанием полезных и вредных компонентов). Технология их переработки обычно достаточно хорошо известна или нуждается только в некоторых уточнениях, поэтому решающим способом определения качества полезного ископаемого этого типа является химическое опробование.52

Качество полезных ископаемых второго типа, обнимающего большую часть остальных, нерудных, ископаемых — асбест, аб­разивы, графит, слюды, многие строительные материалы — опре­деляется, главным образом, физическими и техническими свой­ствами. Химический состав их в одних случаях достаточно по­стоянен и поэтому не характерен для оценки качества и подраз­деления на сорта, в других — должен выясняться как подчинен­ный элемент, определяющий качество.

Так как обычно качество полезного ископаемого в месторо­ждении не одинаково в различных его частях, в задачу разведки входит разделение сырья на сорта. Следует различать природные и технологические сорта полезного ископаемого. Все сорта яв­ляются природными, но не все из них технологические. Типичным примером природных сортов, являющихся одновременно техноло­гическими, могут служить окисленные и сульфидные руды, техно­логия переработки которых различна. Выделение технологических сортов необходимо и имеет большое практическое значение.

В результате разведки все качественные особенности каждого технологического сорта должны быть тщательно охарактеризо­ваны, определено его количество и пространственное положение внутри тела полезного ископаемого.

Кроме изучения качества и пространственного размещения от­дельных технологических сортов, в задачу разведки входит выяс­нение изменчивости качества полезного ископаемого в месторо­ждении. В одних месторождениях наблюдается большая измен­чивость качества, в других — меньшая. Сравним, например, из­менчивость качества (содержания металла) в кварцевой вольфра­митоносной жиле и в залежи железной руды. Обычно вольфра­мит распространен в кварцевых жилах весьма неравномерно. Содержание вольфрама в отдельных небольших участках жилы изменяется по сравнению с соседними участками в десятки и сотни раз. Наоборот, в залежах железной руды изменение хи­мического состава от участка к участку происходит медленно, постепенно и подвержено гораздо меньшим колебаниям.

В зависимости от того, насколько значительна изменчивость качества полезного ископаемого или его сорта, будет изменяться и способ его разведки. Очевидно, для изучения кварцевой жилы с вольфрамитом, при весьма неравномерном содержании послед­него, нужно пересечь жилу многочисленными разведочными выработками. Разведку же залежи железных руд можно осуще­ствить значительно меньшим количеством выработок.

У с л о в и я з а л е г а н и я месторождения характеризуются в основном элементами залегания самого тела или минерализо­ванных «столбов» в нем, характером вмещающих пород и кон­тактов полезного ископаемого с вмещающими породами (резкие контакты или постепенный переход через вкрапленники разной густоты и т. п.), тектоническими нарушениями минерального тела. Совокупность сведений об условиях залегания имеет боль-

53

шое значение для проектирования геолого-разведочных работ и выяснения горно-технических условий эксплуатации.

Для характеристики вмещающих пород практический интерес представляют литологический состав, строение и элементы зале­гания, наличие больших тектонических нарушений, ослабленных зон, карстовых пустот или пещер, устойчивость, крепость пород висячего бока, способность пород вспучиваться, трещиноватость. Освещаются также происхождение и состав подземных вод, на­личие водоносных горизонтов, уровень грунтовых вод и ожидае­мый приток их в горных выработках.

Э к о н о м и ч е с к и е у с л о в и я . В период предварительной разведки месторождения геолог, руководящий разведочными ра­ботами, должен дать сведения, характеризующие не только гео­логические, но и возможные горно-технические и экономические условия последующей эксплуатации месторождения.

Горно-техническая характеристика слагается из сведений о самом месторождении и о возможных условиях его разработки: об условиях залегания, форме и размерах тел полезного ископае­мого; качественном составе полезного ископаемого и его измен­чивости; крепости и буримости полезного ископаемого и вмещаю­щих пород; нарушенности его тектоническими смещениями; водо­носности и газоносности участка месторождения и т. д.

Экономическая характеристика заключается в описании насе­ленности района месторождения и возможности привлечения ра­бочих из местных жителей; в описании местных пищевых и фу­ражных ресурсов, транспортных условий, источников получения энергии, крепежного леса, топлива; в сведениях о наличии техни­ческой и питьевой воды, о наличии других полезных ископаемых, которые могут быть использованы при организации горного пред­приятия (строительные материалы, огнеупоры, флюсы и т. п.).

М е т о д ы р а з в е д к и месторождений есть совокупность приемов, правил и способов геологического изучения месторожде­ний полезных ископаемых как объектов последующего промыш­ленного использования.

Метод разведки месторождения определяется, во-первых, геологическими особенностями месторождения, в том числе условиями залегания и формой минеральных тел, составом полез­ного ископаемого, изменчивостью состава и строения и размерами месторождения; во-вторых, рельефом участка, на котором на­ходится месторождение, мощностью наносов, свойствами и водо­носностью вмещающих пород; в-третьих, народнохозяйственными задачами и срочностью их выполнения; в-четвертых, экономи­ческой обстановкой в районе месторождения.

Наука о методах разведки устанавливает наиболее эффектив­ные способы отыскания, вскрытия и изучения минеральных тел месторождений полезных ископаемых.

Наука о поисках и разведке месторождений полезных иско­паемых основывается на достижениях геологических наук: геоло- 54

гии, геоморфологии, геотектоники, геохимии и минералогии, пет­рографии и учения о полезных ископаемых, а также технических наук: физики, химии, геофизики, горного искусства, бурового дела.

В изложении методов разведки удобнее вначале осветить ос­новные принципы разведки, в которых рассматриваются самые общие приемы и правила, и затем — технические способы раз­ведки.

II. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАЗВЕДКИ

Разведка является прежде всего геологическим изучением ме­сторождения. Без тщательного геологического изучения не могут быть правильно поняты особенности геологического строения ме­сторождения. Разведка всегда основывается на детальной геоло­гической съемке района и площади-месторождения, произведен­ной по естественным выходам, с широким применением искус­ственных обнажений. Наилучшие результаты обычно получаются в случае, когда детальную съемку производит геолог, руководя­щий разведкой месторождения.

1. Стадии разведочных работЗадачи, стоящие перед разведкой, обычно весьма сложны

и многообразны. Месторождения полезных ископаемых часто имеют большие размеры, и поэтому изучение их представляет длительный процесс. Особенно сложна и дорога разведка нижних горизонтов месторождения, находящихся на значительной глу­бине. Для облегчения и ускорения разведка проводится в не­сколько стадий.

В большинстве случаев не следует с первых же шагов начи­нать изучение месторождения с высокой степенью детальности и точности, так как это потребовало бы концентрации горных выработок и буровых скважин на небольшом участке. Тем вре­менем все месторождение в целом в течение длительного времени оставалось бы неисследованным, потому, что не хватило бы ни средств, ни сил быстро изучить все участки одинаково детально.

В первой стадии, называемой п р е д в а р и т е л ь н о й р а з ­в е д к о й , месторождение изучается при помощи редких вырабо­ток, далеко отстоящих друг от друга и дающих возможность быстро, хотя и не особенно точно (предварительно), составить представление о всем месторождении в целом или о его большой части.

Блатная цель предварительной разведки— установление об­щих размеров (масштаба) месторождения и приблизительная характеристика качества и условий залегания полезного иско­паемого. Важнейшей ее задачей является также выделение наи­более надежных и богатых участков месторождения для дальней­шего детального изучения.

55

Предварительная разведка, таким образом, служит для обос­нования направления детальной разведки и определяет средства, необходимые для проведения последней. Предварительная раз­ведка также ориентирует в перспективах и эксплуатационных возможностях месторождения, которые более полно выяснятся только после проведения детальных разведок.

Если предварительная разведка показывает, что изучаемое месторождение несомненно является промышленным, то данные этой разведки могут быть использованы для начальных стадий проектирования будущего предприятия.

Разработка проекта горного предприятия также производится в несколько приемов. Сначала составляется так называемое п л а ­н о в о е з а д а н и е —• ориентировочная схема, определяющая задачи и общие контуры предприятия. После разработки плано­вого задания, на основании данных разведки, проектная органи­зация приступает к составлению п р о е к т н о г о з а д а н и я , ко­торое обосновывает и определяет размеры и производительность будущего предприятия, технологическую схему и необходимое оборудование. Наконец, для непосредственного строительства служит т е х н и ч е с к и й п р о е к т , в котором детально разрабо­таны все вопросы, связанные с постройкой предприятия, и окон­чательно выяснена система разработки и технологии переработки сырья.

П р е д в а р и т е л ь н а я разведка обычно может дать мате­риалы для составления планового задания; но в практике изуче­ния небольших весьма ценных рудных месторождений бывают случаи, когда хорошо проведенная предварительная разведка кладется в основу проектного задания.

Д е т а л ь н а я р а з в е д к а при помощи многочисленных разведочных выработок с большой точностью выясняет геологи­ческое строение месторождения, форму тел, качество и распреде­ление отдельных сортов полезного ископаемого, геологические, гидрогеологические и горно-технические условия ведения эксплуа­тационных работ. В результате производится подсчет запасов полезного ископаемого с выделением технологических сортов.

На основании данных детальной разведки разрабатывается технический проект предприятия и составляется смета на строи­тельство.

Э к с п л у а т а ц и о н н а я р а з в е д к а должна уточнять представление о форме тел, качестве, распределении сортов и условиях залегания полезного ископаемого в подготовляемых к эксплуатации блоках перед их выемкой и, когда это требуется, во время добычи.

Эта разведка ведется из капитальных, подготовительных и эксплуатационных горных выработок, параллельно с подготовкой и разработкой месторождения и концентрируется в местах, рас­положенных в непосредственной близости от планируемых очист­ных работ. На базе данных эксплуатационной разведки произво- 56

дятся текущие эксплуатационные расчеты, составляются про­граммы отработки на год, квартал, месяц.

Д о с т о в е р н о с т ь р а з в е д к и . При рассмотрении стадий разведки мы могли убедиться, что разведочный процесс разви­вается постепенно. В начальных стадиях получаются предвари­тельные, не всегда точные данные о месторождении; качество по­лезного ископаемого изучено недостаточно, и запасы его подсчи­таны с небольшой степенью достоверности. Размеры возможных расхождений между подсчитанными и фактически имеющимися в недрах запасами находятся в непосредственной зависимости от густоты сетки буровых скважин и горных выработок и от геоло­гических особенностей самого месторождения. По мере увеличе­ния количества выработок достоверность разведки и подсчитан­ных запасов полезного ископаемого повышается.

Вследствие неодинаковой степени разведанности подсчитывае­мые запасы, как правило, имеют различную достоверность на различных участках одного и того же месторождения. Одни участки, на которых сетка разведочных выработок достигает значи­тельной густоты, будут отличаться большей достоверностью под­считанных запасов от других участков, где разведочные выра­ботки еще не пройдены или пройдены в недостаточном коли­честве.

Разведка следующих, более детальных стадий, промышленное проектирование и строительство и, наконец, эксплуатационная деятельность предприятий базируются на запасах, полученных в результате предшествующих стадий разведки. При этом в каж­дую последующую стадию освоения месторождения к запасам, в отношении их достоверности, предъявляются все более и более высокие требования. Это вызывает необходимость классифициро­вать запасы полезного ископаемого по степени достоверности и изученности месторождения по категориям А, В, С1 и С2. Прин­ципы классификации запасов излагаются в третьей части настоя­щей книги. Характеристика категорий запасов приведена на стр. 427.

2. Выявление границ и непрерывности рудных тел или залежей. Прослеживание и оконтуривание

месторождений

Разведка месторождения заключается в его д е т а л ь н о м г е о л о г и ч е с к о м и з у ч е н и и , в п р о с л е ж и в а н и и н е ­п р е р ы в н о с т и обнаруженных тел или залежей полезного ископаемого по простиранию и по падению, в о к о н т у р и в а- н и и каждого тела с целью определения его формы и положения в пространстве.

Выявление границ и непрерывности тел полезного ископае­мого (рудных тел, пластов или залежей) является одной из наи­более трудоемких и ответственных разведочных операций. Это обстоятельство отмечал еще один из основоположников разведоч­

57

ного дела в Советском Союзе И. С. Васильев. Геологической ос­новой для прослеживания и оконтуривания тел полезных ископае­мых служит детальная геологическая карта месторождения или детальные геологические планы горизонтов месторождения, со­провождаемые геологическими разрезами.

Методы геологической съемки рассматриваются в курсе «Гео­логическое картирование» и поэтому здесь не приводятся. Однако в связи с тем, что детальная геологическая съемка производится непосредственно на площади месторождения, в ее выполнении имеются некоторые специфические особенности, о которых сле­дует упомянуть.

Первая особенность — широкое применение искусственных об­нажений (канав, дудок, шурфов, скважин) при разведочных ра­ботах. В этих условиях геолог может задать необходимое коли­чество выработок с целью выяснения важных вопросов геологи­ческого строения участка месторождения, хотя эти выработки не будут направлены непосредственно на вскрытие залежей полез­ного ископаемого.

Если геолог при изучении геологии месторождения не исполь­зовал возможности проведения дополнительных выработок, де­тальная геологическая съемка может оказаться недоброкачествен­ной. Прослеживание и оконтуривание залежей полезного иско­паемого следует производить на основании глубокого геологи­ческого изучения участка месторождения и его района, используя для составления детальной геологической карты все выработки, включая и заданные для целей прослеживания и оконтуривания тел полезного ископаемого.

Вторая особенность детальной геологической съемки на место­рождении заключается в более углубленном изучении всех гео­логических черт, определяющих закономерности строения место­рождения.

Например, требуется весьма детальное изучение состава вме­щающих пород, изменений первичного состава пород по прости­ранию и падению, вторичных изменений этих пород в связи с ми- нерализационными процессами. Требуется изучение не только крупных, но и мелких тектонических структур, если можно пред­полагать, что они влияли на условия образования или нарушают целостность тела полезного ископаемого и т. д.

Третья особенность детальной геологической съемки место­рождения заключается в необходимости инструментальной увязки всех контактов, нарушений, границ распространения пород, кон­туров тел полезных ископаемых. Все важнейшие точки и контуры будущей геологической карты, которые геолог обычно наносит на топографическую основу глазомерно, в случае детального карти­рования на месторождении должен наносить не геолог, а топо­граф по указаниям геолога путем инструментальной съемки.

При детальной съемке, в результате применения искусствен­ных обнажений и уточнения представлений о геологическом строе- 55

нии участка месторождения, часто обнаруживаются значительно более ценные объекты, нежели те, которые были найдены перво­начально при поисках. Детальная съемка должна поэтому пред­шествовать развертыванию крупных разведочных работ, направ­ленных на изучение глубоких подземных частей месторождения.

Следует также иметь в виду, что при детальной геологической съемке необходимо попутно с изучением основного месторожде­ния получить максимум данных о всех прочих полезных ископае­мых, встречающихся на изучаемой площади, а также о гидрогео­логических условиях. Строительные материалы, флюсы и вода могут иметь большое значение для будущего предприятия.

Для детальных геологических съемок на месторождениях при­меняются обычно масштабы 1 : 1000, 1 : 2000 и 1 : 5000. Такие масштабы применимы для большинства рудных месторождений, в том числе и наиболее крупных. Для самых крупных осадочных месторождений распространенными являются масштабы 1 : 10 000 — 1 : 50 000.

Обычно при составлении детальной геологической карты одно­временно осуществляется одна из важнейших операций просле­живания и оконтуривания тел полезного ископаемого.

Результатом прослеживания и оконтуривания должно явиться документальное изображение формы рудных тел, условий их за­легания и распределения сортов руд.

Изображение формы и условий залегания месторождения и отдельных тел не надо представлять себе только как рисунок, иллюстрацию, поясняющую текстовое описание месторождения. Составление графических изображений на основании пройденных выработок и скважин само по себе представляет способ изучения месторождения: формы тел, распределения разных сортов руд и условий залегания полезного ископаемого на участке, осве­щенном разведкой.

Есть два различных способа графического изучения и изобра­жения результатов прослеживания и оконтуривания, служащих, вместе с детальной геологической картой или геологическим пого- ризонтным планом, основными графическими документами, ха­рактеризующими месторождение:

1) составление геологических разрезов, вертикальных и гори­зонтальных, ориентированных в разных направлениях;

2) геометризация контуров при помощи изолиний (принцип построения топографической поверхности).

Г е о л о г и ч е с к и е р а з р е з ы в ряде случаев являются важной о с н о в о й п р е с т а в л е н и й о м е с т о р о ж д е н и и . Понять геологическую структуру любого участка земной коры,, месторождения и рудного тела можно, в основном, путем факти­ческого или мысленного составления разрезов. На разрезе можно не только воспроизвести форму тела полезного ископаемого (гео- метризовать его), цо и представить его пространственное поло­жение среди вмещающих пород, т. е. выяснить общую геологи-

59

ческую обстановку. Вне окружающей геологической среды понять морфологию и происхождение тела полезного ископаемого невоз­можно, и обычно только геологические разрезы дают достаточно четкое представление обо всей сумме особенностей строения ме­сторождения.

Способ геометризации формы месторождения при помощи гео­логических разрезов может быть пояснен на примере одного из жильных рудных месторождений.

В данном случае построены три системы геологических разре­зов: 1 ) геологический разрез в плоскости рудной зоны (продоль­ный профиль); 2 ) вертикальные поперечные профили, построен­ные через каждые 50 ж, 3) горизонтальные разрезы (погоризонт- ные планы), отстоящие друг от друга примерно на 30 м по вер­тикали.

На продольном профиле описываемого месторождения (рис. 7) видно, что оно приурочено к антиклинальной складке.

Рис. 7. Продольный профиль в плоскости жильного тела одного из поли­металлических месторождений

1—песчаники; 2— глинистые сланцы; 3—базальные туффиты; 4—андезиты; 5—базальные конгло­мераты толщи андезитов; б—диориты; 7—сбросы; б—горные выработки

В ее ядре находятся диориты, перекрытые маломощными базаль­ными конгломератами мелового возраста, выше которых на се­верном крыле антиклинали залегает мощная толща эффузивных пород (андезитов). Еще выше на северном крыле, а также на южном крыле лежит толща песчаников и глинистых сланцев ме­лового возраста. Антиклинальная складка нарушена двумя круп­ными сбросами.

На поперечном профиле (рис. 8 ,а) видно, что рудные тела за­легают почти вертикально. На многих участках в рудной зоне имеются два—три параллельных рудных тела, причем все рудные тела нарушены многочисленными небольшими сбросами. Смеще- 60

ние по этим сбросам всюду однотипно: висячий бок поднимался вверх относительно лежачего бока, опустившегося вниз.

П л а н г о р и з о н т а (рис. 8 ,6 ) с нанесенными на нем руд­ными телами, вмещающими породами и выработками, пройден­ными на горизонте, представляет собой геологический разрез в горизонтальной плоскости.

Рис. 8. Профиль и план участка месторождения л—поперечный профиль через небольшой участок жильного месторождения; б—план 15-го го­

ризонта того же участка жильного месторождения

Таким образом, имея три системы геологических разрезов, взаимно увязанных один с другим (а поэтому взаимно контроли­рующих друг друга), можно вполне отчетливо представить себе морфологию и условия залегания месторождения. На эти же разрезы можно нанести участки различных сортов руд и, таким образом, представить особенности их распределения в месторо­ждении.

Еще более отчетливое изображение строения месторождения можно получить, составляя блок-диаграммы или строя модели (рис. 9), в большинстве случаев представляющие собой комби­нацию многих различно расположенных геологических разрезов.

Г е о м е т р и з а ц и я тел полезного ископаемого п р и п о ­м о щ и и з о л и н и й также является ценным способом изучения месторождений, часто дополняющим основной метод геологи­ческих разрезов. Геометризация способом изолиний состоит в том, что некоторое особенности тела полезного ископаемого, например, его мощность, форма поверхности лежачего или вися-

61

чего бока, содержание полезного компонента в руде или, нако­нец, линейный запас (произведение мощности на содержание и на удельный вес, отнесенное к единице площади) изобра­жаются в изолиниях на плане или в разрезах, на которые проек­тируется геометризуемое тело. Изолинией называется линия, сое­

диняющая точки с равны­ми значениями, например равной мощностью. На рис. 1 0 изображен простей­ший случай построения изолиний равной мощ­ности рудного тела, разве­данного системой скважин. Данные проектируются на наклонную плоскость, от­вечающую среднему паде­нию жилы. Достоинством способа изолиний является большая наглядность изо­бражения; недостатком — невозможность примене­ния при малом коли­честве выработок и трудность изображения окружающей рудное тело геологической обстановки.

Метод геологических разрезов не имеет этих не­достатков, потому что раз­рез можно составлять даже по одной скважине и обнажению месторожде­ния на поверхности, хотя, конечно, достоверность та­кого разреза будет не ве­

лика. Самым же главным преимуществом метода разрезов является возможность изображать на них не только рудное тело, но и все особенности залегания вмещающих пород, т. е. гео­логическую обстановку.

С п о с о б ы п р о с л е ж и в а н и я и о к о н т у р и в а н и я . Вертикальные и горизонтальные геологические разрезы, как уста­новлено выше, являются основой наших представлений о строе­нии месторождений. Поэтому в общем виде процесс разведки сводится к созданию системы разрезов, характеризующих место­рождение.

Для возможности построения разрезов разведочные выработки должны быть пройдены не по случайным направлениям, а по определенной системе. Это чрезвычайно облегчает обобщение62

Рис. 9. Блок-диаграмма сложной (оперен­ной) рудной жилы месторождения Пачука в Мексике (в изометрической проекции). Показаны измененные породы, сопровож­дающие жилу и несущие вкрапленное ору­

денение

Поп

ереч

ный

про

фи

ль

Про

доль

ный

проф

иль,

сов

пада

ющ

ий с

пло

скос

тью

про

екци

и

6 3

Рис.

10.

Гео

мет

риза

ция

фор

мы

руд

ного

тел

а сп

особ

ом и

золи

ний

данных, полученных по отдельным выработкам, и распростране­ние этих данных на все тело полезного ископаемого, заключен­ное между соседними выработками.

Наиболее целесообразной системой размещения разведочных выработок для многих месторождений является расположение их вдоль прямых линий, по которым в дальнейшем легко строить разрезы. Такие линии с пройденными вдоль них канавами, шур­фами или буровыми скважинами называются р а з в е д о ч н ы м и л и н и я м и (рис. И ).

В зависимости от особенностей формы месторождений взаим­ное расположение разведочных линий может быть различным. Для некоторых из них линии совсем не применимы. Поэтому спо­собы прослеживания и оконтуривания рудных тел следует рас­сматривать отдельно для каждого из главных типов месторожде­ний, учитывая особенности их формы и условий залегания.

Прослеживание и оконтуривание месторождений, имеющих от­четливое простирание и падение (наклонно залегающие пласто­вые месторождения угля, рудные жилы и пластообразные за­лежи), в первой стадии выполняется по разведочным линиям, расположенным вкрест простирания тел полезного ископаемого. Так же осуществляется и предварительная разведка россыпей, детальная их разведка проводится по сближенным линиям, ино­гда переходящим в сетку.

Расстояние между разведочными линиями при предваритель­ной разведке выбирается с таким расчетом, чтобы не пропустить значительных тел полезного ископаемого. Общим же принципом при выборе расстояния между разведочными линиями, а также и между разведочными выработками, заданными на этих линиях,6 4

является необходимость получения . для соседних выработок сравнимых результатов, допускающих возможность интерполя­ции >.

Если в двух соседних выработках получены совершенно раз­личные результаты и нет уверенности, что форма или свойства тела полезного ископаемого плавно и в одном направлении из­меняются от одной выработки к другой, интерполяция невоз­можна, и расстояние между выработками нужно уменьшить.

При детальной разведке жильных месторождений руд со значительной изменчивостью качества, в дополнение к си­стеме разведочных выработок, расположенных на линиях, прихо­дится проходить выработки, непрерывно прослеживающие жилы по простиранию выходов на поверхность — канавы (см. рис. 6 ), или по простиранию жил на каждом детально разведываемом горизонте — штреки (см. рис. 7 и 9). Эти выработки служат основой для составления горизонтальных разрезов (погоризонт- ных планов).

Прослеживание и оконтуривание месторождений, не имеющих определенного простирания и падения (горизонтальные и поло­го залегающие пластовые месторождения угля, железа, фосфори­тов, строительных материалов, штокверковые и сходные с ними залежи прожилково-вкрапленных медных руд, месторождения асбеста), в которых главная масса полезного ископаемого рас­сеяна во вмещающей породе на большой площади, осуществля­ются вертикальными выработками. Выработки расположены в узлах сетки, составленной двумя взаимно пересекающимися си­стемами разведочных линий.

Существуют три главных типа разведочных сеток: квадрат­ная, прямоугольная и ромбическая (рис. 1 2 ). К в а д р а т н а я сетка применима в тех случаях, когда предполагается, что тело полезного ископаемого в горизонтальном сечении приблизительно изометрично, т. е. размеры тела во всех направлениях на пло­щади месторождения почти одинаковы.

Если же, как в случае оконтуривания аллювиальных россы­пей, можно заранее предвидеть, что тело ископаемого в плане будет иметь вытянутую форму, например в соответствии с на­правлением долины реки, рационально применение прямоуголь­ной сетки. П р я м о у г о л ь н а я сетка ориентируется таким об-

1 И н т е р п о л я ц и е й называется прием, при помощи которого полу­чается характеристика мощности рудного тела или содержания полезной» компонента в выбранной точке, расположенной между двумя точками, харак­теристика которых известна. При этом исходят из предположения, что мощ­ность, или содержание, меняется равномерно от одной известной точки к другой. Таким образом, характеристика любой выбранной точки определяется ее рас­стоянием от известных точек. Например, мощность тела в точке А = 6 м, в точке Б = 10 м. Если точка В расположена посередине между точками А и Б , то, применяя интерполяцию, можно заключить, что мощность тела в точке В = 8 м . Соответственно, если точка В расположена в 25 л* от точки б и в 75 л от Точки А , мощность тела в точке В — 9 м и т. д.5 Ажгирей 65

разом, чтобы линии наибольшей густоты разведочных выработок располагались по направлению максимальной изменчивости раз- ведуемого тела. Почти всегда наибольшая изменчивость тела полезного ископаемого совпадает с его наименьшими разме­рами.

Тот же принцип сгущения количества выработок по направ­лению наибольшей изменчивости положен в основу р о м б и ч е ­с к о й сетки. Разница заключается лишь в том, что при ромби­ческой сетке количество выработок по направлению максималь­ной изменчивости в каждом ряду может быть уменьшено вдвое в связи с тем, что выработки следующего ряда располагаются в шахматном порядке по отношению к предыдущему. Ромбиче­ская сетка поэтому позволяет достигнуть некоторой экономив

Рис. 12. Формы разведочных сетока-ромбическая; б-прямоугольная; е—квадратная ©-выработка

в том случае, когда тело полезного ископаемого имеет большие размеры как в длину, так и в ширину. Применение на таком теле прямоугольной сетки потребовало бы большей частоты вы­работок.

Ориентировка прямоугольной и ромбической сеток связана с первоначальными представлениями о вытянутости контуров раз- ведуемого тела в плане и о направлении наибольшей изменчиво­сти. Что касается ориентировки квадратной сетки, то выбор ее часто не имеет принципиального значения; иногда в этом случае расположение сетки следует приспосабливать к рельефу мест­ности.

В первые стадии разведок, когда характер и изменчивость полезного ископаемого изучены еще не достаточно, расстояния между выработками разведочной сетки выбирать трудно. Эти расстояния должны быть по возможности велики, поскольку не­обходимо быстрее проследить и оконтурить все месторождение или его значительную часть, оценить общие масштабы месторож­6 6

дения и выбрать наиболее перспективные участки для дальней­шей разведки. Однако при излишне увеличенном расстоянии между выработками могут быть пропущены существенно важные особенности строения тела полезного ископаемого. Разведчику приходится находить среднее решение, которое обеспечивало бы достаточную быстроту предварительной разведки и не грозило возможностью пропустить рудное тело между соседними выработ­ками.

Во многих случаях, когда тело полезного ископаемого зани­мает большую площадь и сравнительно мало изменчиво, в связи с чем можно выбирать достаточно большие расстояния между разведочными выработками, сгущение сетки требуется только в приконтурных участках, где необходимо точно оконтурить гра ­ницу тела.

Прослеживание и оконтуривание месторождений, вытянутые в одном направлении, при небольших размерах по двум другим-: взаимно перпендикулярным направлениям (трубообразные тела),, более сложно. В этом случае расположение разведочных выра­боток по линиям или сетке неприменимо. Разведка проводится путем создания ряда параллельных горизонтальных разрезов, в случае вертикальных и круто наклонных труб или путем про­слеживания рудного тела вдоль длинной оси, в случае полого наклонного и горизонтального залегания труб.

Еще сложнее разведка мелких гнездообразных тел, не имею­щих определенного простирания и падения, разбросанных без видимой закономерности среди вмещающих пород. Здесь при­ходится прибегать к чрезвычайно сгущенной сетке выработок,, положение и направление которых зависит от многих причин,, рассматриваемых ниже.

Но даже и в этих необычных случаях все данные, получен­ные путем проведения сложной системы разведочных выработок, в конечном итоге привязываются к нескольким горизонтальным, вертикальным или наклонным плоскостям, которые представляют собой геологические разрезы. Как уже указывалось, составление геологических разрезов представляет собой важнейший элемент прослеживания и оконтуривания месторождения, потому что про­водя на разрезах контур между соседними выработками, геолог приходит к выводу о форме минерального тела на разведываемом участке. При этом часто выясняется недостаточность имею­щихся данных и необходимость проведения дополнительных: выработок.

Вот почему исключительно важно, чтобы геологические раз­резы составлялись не после того, как завершен этап разведки- того или иного участка месторождения, а регулярно, параллельно с проведением разведочных выработок. Тогда каждый построен­ный разрез будет подсказывать разведчику, как и в каком на­правлении нужно вести следующую выработку.

67

3. Плотность сетки разведочных выработок

Плотность разведочной сетки характеризуется площадью тела полезного ископаемого, приходящейся на одну разведочную вы­работку. Плотность сетки определяется расстоянием между вы­работками, расположенными на разведочной линии, и расстоя­нием между разведочными линиями.

Рассмотрим несколько примеров выбора расстояний между разведочными выработками.

Случай разведки наклонно залегающей продуктивной толщи с несколькими пластами полезного ископаемого. Основное тре­бование к выработкам, пройденным на разведочной линии, рас­положенной вкрест простирания толщи, заключается в необходи­мости пересечения всей толщи, т. е. не только пластов полезного ископаемого, но и слоев вмещающих пород. Только в этом слу­чае можно быть уверенным, что ни один пласт ископаемого не пропущен.

Для того, чтобы исходя из этого принципа определить рас­стояние I между соседними шурфами на линии, необходимо за­даться определенной средней глубиной шурфа х, являющейся наиболее выгодной в данных условиях. Разведка может быть осуществлена либо большим количеством мелких шурфов, с рас­стоянием между ними V', либо небольшим количеством глубоких шурфов с расстоянием между ними Г (рис. 13).

Рис. 13. Разведка глубокими и мелкими шурфами

В каждом шурфе (мелком или глубоком) различается беспо­лезная часть проходки — проходка по наносам и породам в коре выветривания — и полезная часть — проходка по коренным мало измененным породам. Погонный метр углубки мелкого шурфа стоит дешевле, но зато большая часть длиньг мелкого шурфа от­носится к бесполезному интервалу. Погонный метр углубки глу­бокого шурфа стоит дороже, но в нем большая часть длины от­це

*

носится к полезному интервалу. Таким образом, разведчику, в каждом частном случае, сообразуясь с конкретными условиями (глубиной наносов и коры выветривания, увеличением притока воды на большой глубине и т. п.), приходится выбирать сред­нюю глубину шурфа —■ не слишком малую, чтобы не затрачивать основную часть работ на проходку в наносах, и не слишком большую, чтобы стоимость проходки не была чрезмерно высо­кой. Иногда наиболее выгодную глубину шурфа можно опреде­лить из известной формулы Б. И. Бокия:

где А'о — стоимость проходки 1 пог. м по' наносу; с — глубина наносов;Ь — удорожание проходки ^каждого следующего метра

шурфа по коренным породам.Когда средняя экономически целесообразная глубина шур­

фов выбрана, определяется расстояние / между соседними шур­фами (рис. 14), которое зависит от глубины шурфа в коренных породах Хд и угла падения слоев а и выражается формулой:

/ = Я0 с1§а.

х2 гл у б и н ананссоВ

х, глубина коры ВыветриВанил

х 0 глуби н а Выра­бот ки В корен пы х породах

Рис. 14. Определение расстояния между шурфами на раз­ведочной линии

Случай разведки разобщенных линз полезного ископаемого выработками, расположенными по квадратной сетке. Если име­ются указания, что ископаемое залегает в форме отдельных линз (залежей), разделенных непромышленными или совсем пустыми участками, Войслав предлагает принимать расстояние между вы­работками равным корню квадратному из минимальной промыш­ленной площади линзы полезного ископаемого:

I = У $,где 5 площадь^ самой малой линзы, могущей иметь промыш­

ленное значение.

Линза с площадью меньше 5 уже настолько мала, что не представляет промышленного интереса.

Таким образом, ни одно промышленное тело не сможет оказаться в промежутке между выработками разведочной сетки и будет обязательно подсечено, хотя бы в одном месте.

Понятие о применении статистики для определения густоты разведочной сетки. Необходимое расстояние между выработками на разных стадиях разведочного процесса определяется: требуе­мой точностью данных и изменчивостью формы и распределения компонентов в месторождении. Чем выше требуемая точность и чем больше изменчивость формы тела и распределения компо­нентов в нем, тем меньше должны быть расстояния между выра­ботками.

Изменчивость содержания компонентов и мощности тела по­лезного ископаемого можно, до некоторой степени, выразить, пользуясь методами вариационной статистики, при помощи коэф­фициента вариации, значение которого и способ определения ос­вещены во второй части настоящей книги.

Месторождения с малой изменчивостью (весьма равномерные и равномерные) имеют коэффициенты вариации по мощности Ут от 5 до 50 и по содержанию Vс от 5 до 40. К этой группе от­носятся почти все осадочные месторождения — угольные, строи­тельных материалов, фосфоритов и некоторые типы месторожде­ний железа.

Месторождения со средней изменчивостью (относительно рав­номерные и неравномерные) имеют коэффициенты вариации по мощности Ут от 30 до 80 и по содержанию У с от 40 до 1 0 0 . В эту группу входит подавляющее большинство месторождений цветных металлов, часть месторождений минерального сырья маг­матического генезиса и сложные железорудные месторождения.

Месторождения с большой изменчивостью (весьма неравно­мерные) характеризуются коэффициентами вариации по мощно­сти Ут от 50 до 1 0 0 и по содержанию Vс от 1 0 0 до 150. К ним

относится большинство месторождений редких и малых металлов и золота, а также наиболее сложные месторождения цветных ме­таллов.

Месторождения крайне неравномерные характеризуются коэф­фициентами вариации по мощности Ут от 80 до 150 и по содер­жанию У с больше 150.

На основании опыта разведки рудных месторождений, для которых коэффициенты вариации известны, устанавливается при­мерная густота сети выработок, необходимая для получения за­пасов определенной достоверности (табл. 1). По данным, приве­денным в таблице, можно ориентировочно наметить расстояние между выработками на вновь разведуемом месторождении. Для этого требуется выяснить коэффициент вариации, характерный для месторождения, и по этому коэффициенту определить, к ка­кой группе оно относится.

70

Расстояния, указанные в табл. 1, не являются обязательными я служат только для ориентировки. В конкретных случаях они могут изменяться в ту или иную сторону, в зависимости от струк­турных особенностей месторождения и изменчивости оруденения.

Таблица 1

Д опустимы е расстояния м еж ду горными вы работками и скваж инами при развед ке рудны х месторож дений (в м )

03о Характер оруденения и группа месторождений

Типразведочных

выработок

с<73п«

весьма равномер­ный (I группа) раин омерный (IX группа) неравномерный (III группа) весьманеравномерный (IV группа)о

нтЗ*

по про­стиранию по па­дению по про- с тира­нию по па­дению по про­стира­нию

по па­дению по про­стира­нию по па­дениюГорные

^2 Больше100

(30.100 60 60 40 — -

выработки 1

)в Больше

200100 150 100 120 80 40 30

1 Ад 100 100 20—40 2 5 -5 0Скважины )

/ в 200 200 100 60 40—50 40 — 50 - —

Несмотря на несомненную ценность понятия о коэффициенте вариации, следует помнить, что метод вариационной статистики в применении к геологии не универсален. Сравниваться могут только приблизительно равные по площади участки месторожде­ний, с равным количеством и равномерным распределением вы­работок. Точность данных определяется не только абсолютной густотой сети выработок, но и количеством пересечений ископае­мого, положенных в основу подсчета. Кроме того, нельзя забы­вать, что метод вариационной статистики применим к сравни­тельной оценке точности разведки только при учете геологиче­ских особенностей месторождения. Сравнение месторождений, даже обладающих одинаковыми коэффициентами вариации, но сильно разнящихся по геологическим особенностям и строению, во многих случаях может привести к ложным выводам.

4. Принцип сгущения разведочных линий и сетокВариационная статистика применима для определения густоты

разведочных выработок в ограниченных пределах. При пользо­вании ею необходимо помнить основную особенность разведоч­ного процесса: его последовательные стадии развития, от поис­кового ^изучения выходов через предварительную разведку к де­тальной и эксплуатационной разведке. Расстояния между выра­ботками, хотя бы полученные на основании данных вариацион­ной статистики, будут различными в первых и последующих ста­диях разведки, что хорошо видно в табл. 1 . Вскрывая выходы

71

рудного тела при поисках и предварительной разведке и опреде­ляя запасы категории Сь применяют гораздо более редкую сетку выработок, чем при детальной разведке (запасы А и В) и осо­бенно при эксплуатационной (запасы А).

В следующие стадии разведки расстояния между линиями и выработками сокращаются путем проходки новых разведочных линий и выработок, обычно закладываемых посередине между существующими линиями и выработками. С увеличением густоты разведочных выработок повышается точность сведений о место­рождении и предварительная разведка переходит в детальную.

5. Порядок проведения разведочных выработок

В процессе разведки можно либо одновременно начинать шро- ходку большого количества выработок ( п а р а л л е л ь н ы й п о ­р я д о к ) , либо проходить только одну выработку и после окон­чания ее проходки начинать следующую ( п о с л е д о в а т е л ь ­н ы й п о р я д о к ) .

Последовательный порядок проведения выработок обеспечил бы наиболее целесообразное направление разведки, так как каж­дая последующая выработка задавалась бы с полным учетом дан­ных по предыдущей; однако продолжительность разведок в этом случае была бы недопустимо велика. При параллельном порядке выработки проходились бы одновременно, не ожидая получения результатов по некоторому ограниченному (оптимальному при данных условиях) количеству выработок. Объем суммарной про­ходки выработок и, в определенных пределах, скорость разведки значительно увеличивались бы, но многие выработки оказались бы тогда совершенно ненужными. Если бы имелись результаты про­ведения некоторых важнейших выработок, то эти ненужные вы­работки вообще не были бы заложены.

Практически в большинстве случаев принимается параллель­но-последовательный порядок проведения разведочных вырабо­ток, причем соотношение между числом выработок, задаваемых параллельно и последовательно, определяется достоинством и не­достатками двух порядков — последовательного и параллельного.

Таким образом, задача разведчика заключается в том, чтобы одновременно начинать проходку максимального количества явно целесообразных выработок и тем самым ускорять процесс раз­ведки. Но, с другой стороны, до окончания проходки этих необ­ходимых выработок нельзя начинать проходку последующих вы­работок, если надобность проходки последних может быть ре­шена только на основании результатов предыдущих выработок. Только тогда разведка будет экономичной и достаточно быстрой. Именно такой метод является п а р а л л е л ь н о - п о с л е д о в а ­т е л ь н ы м , и какую долю следует предоставить параллельным, а какую — последовательным выработкам можно определить только исходя из конкретной обстановки каждого месторождения.72

III. ТЕХНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ РАЗВЕДКИ

Разведка обычно осуществляется путем искусственного обна­жения месторождения различными выработками, потому что естественные выходы полезного ископаемого на поверхности в большинстве случаев недостаточны и изменены процессами вы­ветривания.

Обнажение месторождения производится: а) канавами (зако­пушками, расчистками); б) вертикальными и наклонными выра­ботками (дудками, шурфами, шахтами, гезенками); в) горизон­тальными выработками (штольнями, квершлагами, ортами, штре­ками) и г) буровыми скважинами.

1. Горные выработки

Ш у р ф ы — вертикальные выработки прямоугольного сечения (размеры от 0,75 X 1 м до 1,5 X 2 ,0 м), как правило, с закреп­ленными стенками. Шурфы применяются для обнажения корен­ных пород и разведки на глубину в породах разной устойчивости и крепости; обычная глубина 10—30 м. Глубже 50—60 м шурфы проходятся редко. Если приток воды больше 10 мг/час, а глу­бина шурфа превышает 5 м (практическая высота всасывания насоса, устанавливаемого на поверхности около шурфа), необ­ходимо спускать насос непосредственно в ствол шурфа. Насосы с производительностью более 1 0 м3/час имеют большие размеры, и шурф приходится расширять, превращая его в шахту, или от­казываться от проходки, ввиду большой стоимости работ.

Подъем породы из шурфов глубиной до 10— 15 м осущест­вляется обычно ручным воротком, при больших глубинах уста­навливается конный ворот или механическая лебедка.

Г е з е н к и и в о с с т а ю щ и е — вертикальные и наклонные подземные выработки прямоугольного сечения, не имеющие непо­средственного выхода на поверхность. Сечение обычно 1,5 X 2 ,5 .м. Гезенки и восстающие применяются:

а) для прослеживания и изучения тел полезного ископаемого по падению (гезенки) и по восстанию (восстающие);

б) для отыскания сброшенных частей пластовых и жильных месторождений (рис. 15);

в) при детальной разведке тел неправильной формы (рис. 16);г) для быстрого развертывания разведок на выше- и ниже­

лежащих горизонтах в тех случаях, когда ввиду неясности пред­варительных сведений о месторождении преждевременно вскры­вать эти горизонты более капитальными выработками (рис. 17).

Из гезенка на новом горизонте проводится только ограничен­ное количество выработок, особенно если горизонт находится ниже основного. Вщдача наверх породы через гезенк обходится дорого, а усиливающийся, по мере развития горных выработок,

7 а

приток воды и затруднения с вентиляцией обычно очень скоро делают невозможными дальнейшие работы. Поэтому, если вы-

Рис. 15. Поиски гезенком сброшенной части жилы

7 '

/-восстающ ий; 2-полезное ископаемое, 3-гезенк

+ +

++ +

++ + ++

- ++ +

++ +

Рис 17 Применение гезенка для быстрого вскрытия ниж­него горизонта

74

образно вскрыть этот горизонт капитальной выработкой — штоль­ней или шахтой.

Ш а х т ы применяются для разведки глубоких горизонтов ме­сторождения. Существуют две главные причины, побуждающие отказываться от проведения шурфов и переходить к разведке шахтами: а) большой приток подземных вод; б) значительная длина горизонтальных разведочных выработок, проводимых из вертикальной выработки. При этих условиях пропускная способ­ность ствола шурфа становится недостаточной. Поскольку стои­мость разведочных шахт велика, они проходятся только после того, как месторождение достаточно изучено другими, более де­шевыми выработками и только в случаях, когда нет оснований опасаться прекращения промышленной минерализации на глубо­ких горизонтах, вскрываемых шахтой. В последнем обычно пред­варительно убеждаются проходкой буровых скважин.

Рис. 18. Разведка жилы наклонным шурфомПри выборе места заложения и сечения разведочной шахты

учитывается возможность ее использования при последующей эксплуатации месторождения. Эти соображения, однако, не дол­жны наносить ущерба основной, разведочной, цели проходки шахты. Глубина разведочных шахт колеблется от нескольких де­сятков до нескольких сот метров. Сечения разведочных шахт меньше сечения эксплуатационных шахт и составляют от 1,75 X 2,5 м до 2,75 X 3,75 м.

Н а к л о н н ы е ш у р ф ы , как и гезенки, применяются для разведки крутопадающих тел. Преимущество их заключается в том, что, следуя непрерывно по телу полезного ископаемого на глубину, они дают исчерпывающие сведения об ископаемом {рис. 18). Если ископаемое мягче вмещающих пород, то проходка наклонных шурфов обходится дешевле вертикальных. Однако из-за давления на крепь нависающей стенки требуются усилен­ные крепления, а в случае изменения угла падения тела полез­ного ископаемого наклонные шурфы теряют свои преимущества перед вертикальными.

Ш т о л ь н и — горизонтальные выработки, выходящие одним своим концом (устьем) на поверхность, применяются для раз­ведки месторождений в условиях сильно расчлененного рельефа.

7®

Если рельеф обнажает месторождение на большую глубину, штольнями может быть разведано несколько горизонтов (рис. 19). Обычно расстояния между горизонтами по вертикали не следует делать меньше 30—40 м.

Р ис. 19. Разведка месторождения системой штолен

Штольни дешевы, потому что откатка породы при проходке осуществляется почти по горизонтали, а вода удаляется из вы­работки самотеком, для чего штольня всегда проходится с не­большим подъемом в сторону забоя. Разведка штольнями эконо­мически целесообразнее разведки из вертикальных выработок даже в том случае, когда длина их значительно превышает длину вертикальной выработки, вскрывающей разведуемое тело на том же горизонте.

В устойчивых породах штольни, как и другие горизонтальные выработки, не крепятся. Сечение главных горизонтальных раз­ведочных выработок, по которым идет основной поток откатки, если они не требуют крепления, обычно равно 1,7 X 1,8 м до 2,0 X 2,0 м. Сечение коротких второстепенных горизонтальных выработок (рассечек, ортов), не требующих крепления, может сокращаться до 1,3 X 1,7 м.

К в е р ш л а г и — горизонтальные выработки, не имеющие не­посредственного выхода на поверхность и направленные поперек (вкрест) простирания рудного тела. Квершлаги применяются:а) как соединительная выработка, пройденная от шурфа (шахты) к телу полезного ископаемого, разведываемого штреком (рис. 2 0 );б) для обнажения на определенном горизонте свиты жил или пластов, отстоящих один от другого на некотором расстоянии (рис. 2 1 ); в) для проверочного пересечения висячего или лежа­чего бока месторождения, когда вблизи него можно ожидать параллельные тела; г) для отыскания сброшенной части тела, разведываемого штреком (рис. 2 2 ).76

пеРесекаюЩии вкрест простирания мощное тело полезного ископаемого и почти не выходящий за его поелелы называется о р т о м или р а с с е ч кой. пределы,

Рис. 20. Квершлаг, соединяющий шахту со штреками, пройденными по жилам (в плане)1 — ^арцевые жилы; 2-контуры горных работ; а ~

квершлаг; б—штреки

Рис. 21. Квершлаг, пересекающий груп­пу жил (в разрезе)

Ш т р е к и горизонтальные выработки, не имеющие непо­средственного выхода на поверхность и направленные по прости-

77

р-анию тела полезного ископаемого. Штреки служат для раз­ведки месторождения по простиранию.

В случаях, если проходка штрека непосредственно по полез­ному ископаемому сопряжена с серьезными техническими труд­

ностями (например, при разведке корундсодержа­щих пород или сливных скарнированных рогови­ков) , штрек проходится параллельно телу полезно­го ископаемого, вне его, среди легко проходимых вмещающих пород (так. называемый полевойштрек), а ископаемое в целях изучения пересе­кается системой корот­

ких квершлагов — ортов (рис. 23). В условиях разведки широкое применение полевых штреков всегда нежелательно из-за скудно­сти материалов, достав­ляемых ими, и прибегать к ним следует в случае •крайней необходимости.

2. Общие требования к горным разведочным

выработкам

К разведке при помо­щи глубоких (тяжелых) горных выработок можноприступать только после -------- . о аг>1тн.месторождения путем детальной геологической съем Ртия выходов полезного ископаемого. Во многих случаях и э™ м, териалы недостаточны для заложения больших разведочных штолен и шахт и должны быть дополнены данными ур

Ра3Талько получив в результате всех этих работ представление об основных особенностях и структуре месторождения, можно при­ступать к проведению глубокой разведки горными выработками.

Первоначально следует начинать проходку выработок в .а- мых надежных участках месторождения, вскрывающих лучшие по размерам и качеству тела полезного ископаемого.

Желательно большую часть разведочных выработок прово дить по полезному ископаемому. Это требование непримешъ к капитальным выработкам (например, шахтам), которые после окончания разведки будут использоваться при эксп^ ™ ^ Г®* круг таких капитальных выработок обязательно располагаете»78

Рис. 23. Разведка скарнового тела квер­шлагами, пройденными из полевого штрека

тщательного изучения поверхности

а —полезное ископаемое; б — штрек; б—сброс; г — квершлаг

так называемый ц е л и к — охранная зона, в которой запре­щается производить выемку полезного ископаемого, чтобы не могло произойти оседания пород над вынутым телом и чтобы тем самым не нарушить целость капитальной выработки.

Поэтому важнейшие капитальные выработки необходимо про­ходить на некотором расстоянии от тела полезного ископаемого если это ископаемое высокоценное, чтобы возможно меньшее ко­личество ископаемого попадало в зону охранных целиков.

Проведение геолого-разведочных выработок является весьма ответственной задачей, требующей знания техники проходки гор- ных выработок и буровых скважин. Главное внимание при этом должно быть обращено на безопасность работ и организацию скоростных проходок выработок и скважин с применением всех доступных в условиях разведки современных технических усо­вершенствований. ^

При проведении разведочных выработок необходимо, не в ущерб целям разведки, обеспечивать возможность использова­ния их при будущей эксплуатации. В связи с этим следует избе­гать очень резких поворотов (с малыми радиусами закругления) в главных откаточных выработках. Сечение основных выработок должно быть минимальным и в то же время должно обеспечи­вать откатку в обычных небольших вагонетках, пригодных и для эксплуатационных нужд. Высота горизонтов, вскрываемых раз­ведочными выработками, согласовывается с возможной после­дующей системой разработки.

Следует, однако, отметить, что наряду с пренебрежением к ин-тересам будущей эксплуатации встречаются случаи проведения разведочных выработок большого сечения, даже двухпутевых на месторождениях, промышленная ценность которых неясна и ино­гда оказывается ничтожной. Такое чрезмерное «внимание к экс­плуатационным нуждам» может только необоснованно удооо- жить и задержать разведку. у

3. Буровые скважины

Скважины малой глубины проходятся медленно-вращатель­ным и ударным способами, глубокие же скважины — преимуще­ственно при помощи вращательного бурения. Медленно-враща­тельное бурение раньше производилось вручную; в настоящее время оно успешно механизируется.

При разведке, кроме медленно-вращательного бурения обыч­ного типа, применяется бурение станком Эмпайр, специально приспособленным для разведки россыпей до глубины 15—20 м.

Буровой комплект станка Эмпайр имеет диаметры 6 " и 4". Ценность его заключается в том, что вращающимся снарядом является колонна обсадных труб, которые, двигаясь впереди до­лота, обеспечивают правильность опробования, не искажаемого обвалами материала со стенок скважины.

79

Механическое ударное бурение, преимущественно канатное, применяется при проходке пород любой крепости, обычно до глу­бины от 50 до 200 м. Особенно эффективно канатное бурение при проходке неглубоких (до 1 2 0 м) скважин в крепких породах. Однако, если трещиноватость или напластование твердых пород направлены под острым углом к оси скважины, последняя часто искривляется, что ограничивает применение этого способа Оуре-

При разведке месторождений в крепких породах, в частности медных прожилково-вкрапленных руд, бурение производится станками БУ-20-2 и УКС-20.

На глубоко залегающих россыпных месторождениях широко применяются станки типа Кийстон, УКС-20 и Такснис. Сред­ний диаметр скважин разведочного механического ударного бу­рения 150—250 мм. Скважины задаются только вертикально. Образец породы извлекается в раздробленном состоянии.

Разведка на воду осуществляется высокопроизводительными станками УКС-20 и УКС-30; этими же станками бурят и экс­плуатационные скважины на воду.

Механическое вращательное бурение подразделяется на. а) бу­рение кольцевым забоем (колонковое) и б) бурение сплошным забоем. Бурение сплошным забоем применяется преимущественно в нефтепромысловом деле и, частично, для проходки особенно глубоких разведочных скважин на уголь (при сгущении сетки).

Колонковое бурение применяется главным образом в породах средней и большой крепости при проходке скважин глубиной до 1000 м и более, при среднем диаметре скважин 85—106 мм. Ко­лонковое бурение применяется также для проходки короткомет­ражных скважин из подземных горных выработок.

Бурение осуществляется станками КА-2М-оо1>, с5ИИ-/о, ЗИВ-150, ЗИФ-300, ЗИФ-650 и ЗИФ-1200. Для буренияскважин'в процессе геологической съемки и поисков широко при­меняются буровые агрегаты, установленные на автомашинах: УКБ-3-100, АВБ-3-100 и СБУ-150-ЗИВ.

Преимущества колонкового бурения, по сравнению с удар­ным — возможность прохождения скважин с любым наклоном и получение в качестве образца столбика неразрушенной породы (керна) Однако в том случае, когда выход керна неполный в связи с недостаточной связностью частиц горных пород или их сильной трещиноватостью, колонковое бурение теряет свои преимущества.

Недостатками колонкового бурения, по сравнению с ударным и вращательным бурением сплошным забоем, являются большая сложность и иногда меньшая скорость бурения, а также мень­ший диаметр скважины. Последнее обстоятельство приводит к получению небольшого количества материала для исследования и опробования. Другим недостатком является обычное искривле­ние скважин, которое может достигать 1® на 5 пог. м скважины.80

4. Сравнение способов разведки

Бурение имеет следующие преимущества перед разведкой горными выработками:

а) скорость проходки в два—четыре раза больше, в связи с чем скважины быстро достигают значительной глубины-

б) стоимость проходки погонного метра скважины от двух Д в а д ц а т и раз меньше по сравнению с проходкой горных зыра-

Однако буровые скважины дают недостаточно надежный ма­териал по документации проходимых пород и полезного ископае­мого, а при некоторых упущениях сведения могут вообще ока­заться ложными. Кроме того, скважины (исключая нефтяные и газовые) не могут быть использованы при последующей эксплу­атации, в то время как разведочные горные выработки часто становятся подготовительными или*играют важную вспомога­тельную роль (например, для вентиляции). Таким образом в не­которых случаях разведку бурением не следует переоценивать

На месторождениях, где в силу тех или иных причин пре­обладает разведка бурением, 5—10% скважин проверяется прой­денными по ним контрольными горными выработками, которые можно назвать «сопряженными». Такие выработки имеют целью установить, какую поправку следует применять к данным буре­ния в конкретных условиях разведываемого месторождения.

На месторождениях со сложными формами тел полезного ископаемого, средних и небольших по размерам, и на месторож­дениях с большой изменчивостью содержаний полезного иско­паемого бурение либо совсем неприменимо, либо должно при­меняться с большой осторожностью, потому что вероятность под­сечения скважинами полезного ископаемого в таких случаях невелика. Известно много примеров, когда после проведения ш 1 0 скважин, не давших положительного результата место­рождения браковались. Впоследствии, при повторной разведке горными выработками, выяснилось, что скважины пропустили много рудных тел, содержащих значительные запасы и место­рождения были забракованы необоснованно.

Обычно, когда коэффициент вариации более 80—100, воппос о методе разведки решается в пользу преимущественного приме­нения горных выработок, если размеры тел полезного ископае­мого не очень значительны.

IV. ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ВЫБОР СПОСОБА РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ

Выбор того или иного метода разведки находится в зависи­мости, во-первых, от народнохозяйственных задач и срочности их выполнения и, во-вторых, от представлений о геологическом строении месторождения, среди которых важнейшими являются следующие:6 Ажгирей 81

1 ) генезис месторождения и связанные с ним геологические особенности месторождения;

2 ) форма и условия залегания тел полезного ископаемого;3) размеры месторождения;4 ) состав полезного ископаемого и вредные примеси;5 ) изменчивость состава и строения месторождения полезного

ископаемого по простиранию и в глубину по падению.Выбор метода разведки определяется также возможностями,

присущими каждому из применяемых методов.Рассмотрим подробнее природные и некоторые экономические

факторы, влияющие на выбор методов разведки месторождении.

1 . Факторы, определяющиеся генезисом месторождения

Геологические процессы, формирующие месторождение по­лезного ископаемого, в конечном счете обусловливаю^ все осо­бенности его геологического строения. Среди этих особенностей одни имеют большее, другие меньшее значение при выборе ме­тодов разведки месторождения. Главные геологические особен­ности месторождения весьма часто выявляются на основе изуче­ния его генезиса. К ним относятся: а) форма и размеры тел полезного ископаемого; б) условия залегания полезного ископае­мого; в) состав полезного ископаемого; г) сложность распреде­ления компонентов и изменчивость качества полезного ископае^- мого. При этом в разных генетических группах месторождении полезных ископаемых различные из перечисленных главных гео-

■ логических особенностей оказываются ведущими при выборе ме­тодов разведки. л

Ф о р м а т е л а полезного ископаемого оказывает оольшоевлияние на способ разведки. В понятие формы включается не только первоначальное очертание рудного тела, но и последую­щие изменения, вызванные тектоническими и геохимическимипроцессами. „

Если тело полезного ископаемого представляет собой жилу, пои его разведке с успехом может оыть применено бурение. Если же приходится разведывать разрозненные небольшие гиезда, шансы на подсечение буровой скважиной отдельных гнезд так малы, что от способа разведки бурением следует отказаться. В этом случае следует искать гнезда горными выработками и мелкими скважинами подземного бурения, проходимыми из этихвыработок. ,

При сложных формах рудной залежи нет возможности нетолько оконтурить месторождение при помощи буровой разведки, но даже представить себе его в первом приближении. Для раз­ведки таких месторождений ведущее значение имеют горно-раз­ведочные выработки. Из горных выработок легко можно про­верить всякую неясность в морфологии или тектонической нару­шенное™ тела путем проведения дополнительных выработок,8 2

коротких скважин подземного бурения и т. п. Кроме того гор­ные выработки позволяют производить детальные геологические наблюдения в процессе разведки и при этом обнаруживать такие новые особенности структуры и закономерности в располо­жении тел полезного ископаемого, какие нельзя установить с по­мощью буровых скважин. Например, только с помощью горных выработок можно определить, что минеральные тела многих не­правильных по форме месторождений концентрируются в местах пересечения двух систем тектонических трещин (см. рис. 5 5 ).

Трубообразные тела небольшого сечения также следует раз­ведывать только горными выработками в сочетании с мелкими скважинами подземного' бурения. Если бы мы попытались окон- туривать такие тела бурением с поверхности, разведка в боль­шинстве случаев была бы совершенно безрезультатна, потому чго скважины прошли бы мимо рудных тел.

Таким образом, по мере усложнения формы тела, главное значение приобретает разведка горными выработками, часто со­провождаемая бурением мелких подземных скважин. Наоборот чем проще морфология минеральных тел, тем с большим успе­хом может быть применена разведка обычными буровыми сква­жинами.

Рассматривая значение формы тела полезного ископаемого для определения спосооа его разведки, следует всегда иметь в виду, что эта форма зависит от условий образования месторож­дения. Без правильных представлений о геологическом строении и условиях образования месторождения нельзя сделать и доста­точно правильного определения возможной формы тела полез­ного ископаемого. Поэтому, чтобы представить себе морфологию месторождения, надо достаточно хорошо изучить его геологию И, в том числе, генезис. По мере раскрытия деталей геологиче­ского строения месторождения представления о форме рудных тел обычно существенно меняются и, следовательно меняется метод разведки месторождения.

Таким образом, на основании представлений о форме место­рождения и отдельных тел, можно установить только самые оощие принципы разведки. Большинство конкретных вопросов методики разведки, последовательности проведения и располо­жения разведочных выработок и даже, часто, выбор типов вы­работок решается не столько в связи с элементарными представ­лениями, которые дают морфологические классификации, а в результате глубокого изучения геологии (и в том числе гене­зиса) месторождения.

Конкретные примеры того, каким образом представления о геологическом строении и генезисе месторождения влияют на направление и способы разведок, приводятся ниже.

У с л о в и я з а л е г а н и я месторождения часто оказывают значительное влияние на выбор методов разведки. Крутопадаю­щие тела, например, пласты или жилы, разведываются иначе,

Гу" 8 3

чем тела, залегающие горизонтально. Характер контактов полез­ного ископаемого с вмещающими породами, резкость или посте­пенность переходов между полезным ископаемым и вмещающими породами, так же как и прочие особенности залегания месторож­дения, существенно влияют на выбор способа разведки.

Р а з м е р ы м и н е р а л ь н ы х т е л — также важный фак­тор, определяющий применимость горных выработок или буровых работ. Сделанные выше выводы о влиянии формы тела на выбор способа разведки справедливы только для объектов, имеющих средние размеры. Чем больше масштаб отдельных тел полезного ископаемого, тем благоприятнее условия для применения буро­вых скважин, и даже сложное трубообразное тело, если оно имеет очень большие размеры, можно разведывать скважинами.

В некоторых случаях большое значение имеет г л у б и н а з а л е г а н и я м е с т о р о ж д е н и я . Когда полезное ископаемое залегает на значительной глубине, буровые способы разведки приобретают преимущества перед горными, потому что важное различие между теми и другими заключается именно в скорости (и стоимости) проникновения на большие глубины.

Самым трудным, медленным в проходке (и дорогим) типом разведочных выработок являются разведочные шахты. Поэтому при разведке глубоко залегающих месторождений бурение при­менимо на первых этапах даже тогда, когда минерализация весьма неравномерна и сведения, доставляемые буровыми сква­жинами, значительно менее надежны, чем данные горных вы­работок.

С о с т а в и к а ч е с т в о п о л е з н о г о и с к о п а е м о г о , их и з м е н ч и в о с т ь — важные факторы, в зависимости от которых решается вопрос о применении буровых или горных ра­бот. Каждая буровая скважина в обычных условиях дает только одно пересечение тела полезного ископаемого. Между тем в гор­ной выработке, особенно если она представляет собой штрек, идущий по простиранию тела, имеется широкая возможность изучать полезное ископаемое в многочисленных, почти неограни­ченных количествах пересечений. Образно выражаясь, буровая скважина равносильна одной пробе, пересекающей минеральное тело, в то время как в горной выработке таких проб при необ­ходимости может быть взято много десятков и сотен.

В равномерном, малоизменчивом минеральном теле, содержа­щем немного сортов полезного ископаемого, данные, получаемые путем бурения, достаточно полны, и буровые работы находят широкое применение как метод разведки. Но на месторождениях, сложных по качеству ископаемого, крайне неравномерных по минерализации, буровые способы разведки уступают место гор­ным способам и играют обычно вспомогательную роль.

В тех же случаях, когда на простых месторождениях, разведываемых в основном бурением, необходимо получить большое количество материала для проведения лабораторных и84

заводских испытаний или взять технологические пробы, прохо­дят специальные разведочные горные выработки.

2. Прочие природные факторы

Р е л ь е ф во многих случаях является важным фактором, определяющим способ разведки данного участка. Если при резко расчлененном рельефе месторождение вскрыто долиной реки или ручья глубоко по вертикали, то для участков, расположенных на отметках выше долины, ведущее значение приобретает раз­ведка системой штолен. Шахтами в этом случае вскрываются и разведываются только глубокие части месторождения, располо­женные гипсометрически ниже отметок долины.

М о щ н о с т ь н а н о с о в весьма существенно влияет на раз­ведочный процесс, особенно на его первых стадиях, при поисках и предварительной разведке. Мощные наносы, в сочетании с обильной водоносностью, часто вынуждают отказываться от разведки поверхностных выходов месторождения. Предваритель­ная разведка в таких условиях осуществляется буровыми сква­жинами и даже разведочными шахтами.

В о д о н о с н о с т ь п о р о д также влияет на выбор способа разведки. При разведке сильно водоносных россыпей приходится применять буровые скважины даже в том случае, когда известно, что они дают значительно менее точные сведения, чем шурфовка. На коренных месторождениях при больших притоках воды так­же иногда приходится отказаться от проведения шурфов и про­ходить дорогостоящие разведочные шахты или заменять послед­ние очень длинными и дорогими штольнями, когда рельеф по­зволяет про-вести такую замену.

С в о й с т в а п р о х о д и м ы х п о р о д . В россыпных место­рождениях присутствие крупных валунов или пропластков весьма крепких пород, мощностью свыше 0,5—1 м, обычно за­ставляет отказаться от проходки скважин медленно-вращатель­ного бурения и заменять их скважинами механического ударно­канатного бурения.

Способ колонкового бурения (бурение дробью, твердыми сплавами или алмазами) выбирается в зависимости от крепости и трещиноватости пород и связности частиц самого полезного ископаемого. Алмазное бурение нецелесообразно применять в мягких и нельзя применять в трещиноватых породах, где в связи с резкими ударами о плоскости трещин происходит раскалывание алмазов. Бурение твердыми сплавами эффективно только в мягких и средней крепости породах, с твердостью не выше 5 по шкале Мооса; дробовое бурение применимо в породах средней и высокой крепости. При слабой связности частиц по­лезного ископаемого для получения столбика керна при колонко­вом бурении применяют особые двойные колонковые трубы, про­мывку производят не водой, а глинистым раствором.

8 5

3. Экономическая обстановка

Наличие или отсутствие вблизи месторождения в о д ы, к р е ­пе ж и о г о л е с а, э н е р г и и и у д о в л е т в о р и т е л ь н ы х п у т е й с о о б щ е н и я также может влиять на выбор способа разведки.

Для колонкового бурения необходимо большое количество технической воды, и, если ее нет и организация ее доставки будет стоить дороже замены буровых скважин горными выработками, останавливаются на последних. Отсутствие крепежного леса может заставить отдать предпочтение буровым работам там, где в обычных условиях желательна была бы проходка горных вы­работок.

В целом, как можно видеть из рассмотрения всех фак­торов, способ разведки горными выработками дает более надеж­ные результаты, чем бурение. Однако горные выработки прохо­дятся значительно медленнее и стоят гораздо дороже буровых скважин, и это обстоятельство заставляет предпочитать их горным работам даже в тех случаях, когда буровая разведка явно менее надежна. Часто, если буровая разведка дает сколько-ни­будь удовлетворительные результаты, останавливаются на буре­нии для сокращения объема горных работ, которым отводится ■роль контрольных.

Г Л А В А Ч Е Т В Е Р Т А Я

РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Месторождения металлических полезных ископаемых (рудные месторождения) характеризуются большим разнообразием гене­зиса, формы, состава и качества руд, а также горно-технических условий залегания. Разнообразие вызывается тем, что в числе рудных месторождений встречаются представители почти всех генетических типов: магматического, гидротермального, метамор­фического, выветривания и осадочного.

Способы и приемы поисков и разведки рудных месторожде­ний соответственно очень разнохарактерны и требуют от развед­чика большой разносторонности.

В главе «Разведка месторождений полезных ископаемых» уже были рассмотрены в общем виде факторы, влияющие на вы­бор метода разведки. Рудные месторождения в этом отношении не являются исключением.

Главные особенности рудных месторождений, так же как и других месторождений, определяются их генезисом, в зависи­мости от которого определяются условия залегания, форма руд­ных тел, качество руды и распределение разных сортов руд. Всеж;

эти особенности являются важнейшими факторами, определяю­щими выбор способа разведки.

Изменение в понимании генезиса месторождения часто при­водит к изменению представлений об его форме и условиях залегания, в связи с чем изменяется метод разведки месторожде­ния. Вот почему одной из главных задач изучения месторожде­ния является углубленное исследование всех вопросов, связан­ных с его образованием, на основе всестороннего изучения гео­логии месторождения.

В соответствии с этим мы будем изучать методы разведок месторождений полезных ископаемых, обобщая важнейшие во­просы методики разведок по генетическим типам месторождений, включая в них только промышленно интересных представителей; Иной способ обобщения, например по морфологическим типам, мог бы быть целесообразным только для рассмотрения принци­пов некоторых, преимущественно технических, приемов разведки (выбор ориентировки и густоты разведочных разрезов, типа гор­ных выработок, расстояния между выработками и пробами). Все же основное содержание разведки и выбор направления разве­дочных работ определяются, конечно, не столько формой тел полезных ископаемых, сколько геологическими особенностями месторождений.

Рассмотрение главных методов разведки месторождений металлических полезных ископаемых будем вести по генети­ческим типам и по металлам, объединяя родственные металлы, близкие по геологическим условиям образования, отдавая пред­почтение ведущим промышленным типам месторождений.

Таким образом, выделяются для рассмотрения методов раз­ведки следующие типичные группы1:

I. М е с т о р о ж д е н и я о с а д о ч н о г о п р о и с х о ж д е - н и я:

а) россыпные месторождения золота, касситерита, алмазов и др-;

б) пластовые осадочные месторождения железа и марганца; месторождения алюминия.

II. М е с т о р о ж д е и и я м а г м а т и ч е с к о г о п р о и с х о ­ж д е н и я :

а) месторождения титаномагнетитов, хромита и т. п.;б) месторождения сульфидных никелевых руд.III. М е с т о р о ж д е н и я р е д к и х м е т а л л о в , с в я з а н ­

н ы е с п е г м а т и т а м и .IV. К о н т а к т о в о - м е т а с о м а т и ч е с к и е (скарновые)

м е с т о р о ж д е н и я .

1 Следует оговориться, что общепринятой генетической классификации месторождений для целей разведки пока нет.

87

V. М е с т о р о ж д е н и я г и д р о т е р м а л ь н о г о п р о ­и с х о ж д е н и я :

а) месторождения медистых песчаников;б) месторождения прожилково-вкрапленных руд меди и мо­

либдена;в) месторождения линзообразных колчеданных руд меди,

свинца и цинка;г) : метасоматические полиметаллические месторождения боль­

ших размеров;д) жильные и генетически близкие к ним месторождения

свинца и цинка, золота, вольфрама, олова, молибдена и т. д.;е) малые жильные, гнездовые и трубчатые месторождения

цветных, редких и малых металлов, объединяемые по генетиче­ским признакам.

VI. М е с т о р о ж д е н и я м е т а м о р ф и ч е с к и е .VII. М е с т о р о ж д е н и я в ы в е т р и в а н и я .К а ч е с т в о руд . Характеристика качества руд является

важнейшей составной частью результатов разведки и должна представляться в форме исчерпывающего, точного описания со­става и свойств руд.

Обычно считается, что само по себе качество руд не представ­ляет в современных условиях большой проблемы для изучения. При этом ссылаются на то, что для большинства руд вопросы технологии их переработки и использования достаточно хорошо разработаны и не нуждаются в специальном исследовании. Однако в зависимости от структурных и текстурных особенно­стей руды и состава образующих ее минералов детали техноло­гического процесса даже для простых руд могут сильно изме­няться. Поэтому при разведке каждого нового месторождения или сорта руд, как бы он ни был прост с первого взгляда, обя­зательным является тщательное лабораторное и заводское тех­нологическое испытание.

Почти всякое новое рудное месторождение оценивается не столько по возможностям технологической переработки его руд (обычно существует уверенность в том, что эффективные техно­логические способы будут найдены), сколько по п р о ц е н т- н о м у с о д е р ж а н и ю м е т а л л о в в рудах. Поэтому при разведке рудных месторождений применяется, главным образом, химическое опробование с целью определения процентного со­держания в руде полезных компонентов и вредных примесей.

С о р т а руд . Во многих рудных месторождениях выде­ляется целый ряд сортов руд. Основным критерием при разделе­нии руд на сорта является различие в технологии их переработки и использования, без которого разделение руд на сорта теряет всякий смысл. Если на месторождении можно выделить так называемые природные сорта, связанные с каким-либо есте­ственным различием, например, присутствием минералов, резко изменяющих наружный вид или цвет руды, но в то же время 8 *!

технологические свойства руд при этом остаются неизмененными., нет необходимости выделять такие сорта.

Наоборот, во многих случаях приходится разделять на сорта руды, ничем не отличающиеся по внешнему виду, на основании- данных химических анализов (например, по содержанию вред­ной примеси серы в железных рудах и т. п.). На таких место­рождениях границы распространения сортов проводятся по пла­нам опробования горных выработок и профилям буровых сква­жин, на которых показаны результаты химических анализов- взятых проб.

Одним из важнейших факторов, приводящих к образованию различных сортов руд, являются супергенные процессы (вторич­ное изменение месторождения в связи с выветриванием). Значе­ние этих процессов заключается, во-первых, в более или менее полном изменении минералогического состава руд и вмещающих пород; во-вторых, в обеднении полезным ископаемым одних зон- н обогащении им других. Технологические свойства руд в раз­личных зонах супергениого изменения (в зонах окисления или- вторичного обогащения) часто очень различны.

Некоторые сульфидные руды имеют промышленное значение при низких содержаниях полезного компонента, но те же руды в окисленном состоянии могут быть использованы для практиче­ских целей только при сравнительно высоком содержании в них. металла (окисленные цинковые, сурьмяные и мышьяковые руды). Например, минимальное промышленное содержание цинка в комплексных сульфидных рудах на определенном технологическом уровне составляло 1,5—2%. В окисленных же цинковых рудах должно было быть не менее 8 —1 2 % цинка. Соответственно в сульфидных мышьяковых рудах минимальное промышленное содержание мышьяка составляло около 2 %, в окисленных •— около 6 %.

Золото, находящееся в тесном срастании с сульфидными ми­нералами в зонах первичных руд многих золоторудных место­рождений, в окисленной части этих же месторождений освобож­дается от сульфидов. Из сульфидных руд золото можно извлечь только при помощи сложных процессов цианирования или пиро- металлургическим путем, а из окисленных золотосодержащих руд оно легко извлекается на простейших амальгамаиионных фабриках.

I. РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОСАДОЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

1. Разведка россыпей

Россыпи по своему происхождению подразделяются на элю­виальные, делювиальные, аллювиальные и морские прибрежные. Очень редко встречаются другие типы россыпей — эоловые, про­лювиальные, а также моренные и флювиогляциальные.

89

С россыпями связаны месторождения самородных металлов: золота и платины и ряда тяжелых минералов: касситерита, воль­фрамита, монацита, алмаза, корунда, наждака и ильменита.

Р о с с ы п н ы е м е с т о р о ж д е н и я з о л о т а и п л а т и - н ы могут быть разделены на три группы по признакам выдер­жанности их металлоносное™.

К г р у п п е I относятся хороню выдержанные россыпи, с мелким золотом, сравнительно равномерно распределенным в россыпи, речниковатым (т. е. в основном песчанистым, с малым количеством глинистого материала) пластом, отсутствием круп­ного обломочного материала, с ровным плотиком, обладающим незначительным уклоном (меньше 0,01). Крупнейшие из россы­пей I и II групп достигают 10—30 км в длину при ширине в сотни метров.

Рис. 24. Обогащенные участки — струи и кусты в золотоносной россыпи/--обогащ енная струя; 2-россы пь с убогим содержанием; 3 - вы­работки

Г р у п п а II охватывает выдержанные россыпи со средним по крупности золотом, неравномерно распределенным в россыпи, речниковатым пластом с небольшим количеством (до 5%) крупнообломочного материала, с повышенным уклоном плотика.

К этой же группе относятся россыпи со свойственным I группе выдержанным характером, с мелким и равномерно распределен­ным золотом, но с резко неровным плотиком (ребристым, с кар­манами и западениями) или с мясникоеатым пластом, богатым глинистым материалом.

В эту же группу могут быть отнесены сильно расчлененные речной эрозией террасовые россыпи и значительная часть делю­виальных.

К г р у п п е III относятся невыдержанные или весьма не­выдержанные россыпи, россыпи с крупным золотом, резко и быстро изменяющейся струйчатостью, с подвесными пластами, а также россыпи небольших логов, речек. Россыпь с расположе­нием золотоносности в форме отдельных струй и кустов изобра­жена на рис. 24.

К этой же группе должны быть отнесены россыпи, по степени равномерности принадлежащие к группе II, но характеризую­90

щиеся резко неровным плотиком (ребристым, с карманами и за­падениями) .

Представителями группы III являются россыпи верховьев большинства золотоносных рек. Наименьшие из них имеют длину от 0,2 до 0,5 км, при ширине 10—20 м.

В поисковую стадию, которая обычно сопровождается геоло-

связь россыпей с определен­ными коренными месторо- Рис- 25- Размещение россыпей в райо- ждениями полезных ископае- ие выходов 30л0™“ ,х ИНТРУЗИВНЫХ МЫХ, зонами массового раз- /-россыпи: 2-,-ранит-порфирывития пегматитовых иликварцевых жил или горных пород определенного1 состава и воз­раста. В одном из золотоносных районов (рис. 25), например, установлена тесная зависимость расположения россыпей от што­ков гранит-порфиров пермского возраста. В данном случае вы­явленные при геологической съемке новые тела гранит-порфи­ров будут указывать на участки, благоприятные для поисков россыпей.

Изучение террас, которые могут содержать ценные россыпи, также очень важно. Однако отложения террас, даже непосред­ственно около плотика, не во всех местах содержат полезное ископаемое. Золотоносность террас подчиняется форме золото­содержащих струй древней россыпи, как это изображено на рис. 26 и 27. На профиле (рис. 27) видно, что россыпь приуро­чена к наиболее углубленным частям древней долины, и для того, ^чтобы открыть россыпь, недостаточно опробовать аллювий в любом месте, где- он лежит на плотике, необходимо^ разыски­вать углубления плотика, где шансы на накопление россыпного

91

золота максимальны. Следовательно, требуется не только систе­матическое опробование террасовых отложений, но и геологиче­ское изучение формы плотика, на котором они лежат.

Для отыскания россыпи применяется лотковое или ковшевое опробование, которое подробно описано во второй части настоя­

щей книги (см. раздел опробова­ния). В поисковых выработках стремятся брать пробы возможно глубже и всюду, где это удается,, достигать плотика. Лотковое опро­бование производится в косах рек, русловых обнажениях аллювия (особенно там, где в силу благо­приятных причин вскрыт плотик), в бортах террас. Часто при поиско­вом опробовании проходятся от­дельные линии закопушек, дудок и шурфов.

Предварительная разведка об­наруженных золотоносных участ­ков производится дудками, шур­фами или скважинами медленно-

вращательного и ударного бурения. Выработки располагаются по линиям, ориентированным поперек долин и простирания россыпей. Обычно принимаемые при разведке расстояния между разведоч-

Рис. 26. Схема возможного рас­положения остатков золотоносной

россыпи в террасах1 —золотоносная россыпь;2—пустые участ­ки древней террасы; 3 — современные от­

ложения

Рис. 27. Приуроченность террасовой россыпи к наиболее глубокой части древнего русла

/ —пустые террасовые отложения; 2— россыпь

ными линиями и выработками, в зависимости от группы россыпей и их ширины, приведены в табл. 2 .

Разведочные выработки должны пересекать россыпь по всей мощности. Опробоваться должны все породы, начиная от тор­фов1 и кончая породами плотика; опробование торфов можно

1 Торфами россыпных месторождений называются рыхлые отложения, лишенные полезных минералов, перекрывающие россыпь (пласт).

92

Т а б л и ц а 2Расстояния меж ду разведочными линиями и выработками (в м)

Группыроссыпей

Предварительная разведка (для получения запасов

категории С])

Детальная разведка (для получения запасов

категорий В и А)

расстояниямежду линиями

расстояниямежду

выработкамирасстояния

между линиямирасстояния

междувыработками

I группа 1800—800 40—20 600—200 20II группа 1200-600 20—10 400-100 20—10III группа 600—300 10 200-50 10

производить не во всех выработках, а только в части их, если зто допускают особенности строения месторождения.

В результате работ определяются контуры и мощность рос­сыпи, среднее содержание полезного компонента в единице объема и распределение его в россыпи («струи», параллельные прослойки, скопления в карманах плотика и т. п.).

При разведке больших россыпей необходимы сведения о со­ставе пород по крупности не только в отношении золотоносного пласта, но и торфов. Производится количественный учет в про­центах выхода валунов, для которых должны быть установлены максимальный и обычный размеры. Для типичных участков рос­сыпи производится ситовой анализ золота, определяется количе­ство, размеры и средний вес самородков в целом по россыпи и по отдельным пластам, изучаются величина, форма, «защитные рубашки», сростки золотинок. Характеристика золотинок и гра­нулометрический состав пород, как всего месторождения, так и металлоносного пласта, часто определяют выбор промывальных устройств для добычи золота.

При разведке буром Эмпайр для контроля необходима про­ходка шурфов в количестве 5—10% от числа скважин. Контроль­ные шурфы закладываются обязательно в тех точках, где прой­дены скважины, и должны быть распределены равномерно на разведываемой площади.

Для россыпей с крупным золотом количество контрольных шурфов должно быть увеличено, и нередко разбуривание таких россыпей становится нецелесообразным.

Контрольные шурфы или шахты с рассечками, хотя бы в не­больших количествах, необходимы также при разведке буром Кийстон в том случае, когда россыпи сильно каменисты или со­держат крупное золото.

Главными факторами, определяющими горно-технические условия эксплуатации россыпей, являются:

1 ) характер поверхности и рельеф участка месторождения;93

2 ) мощность торфов и песков и их соотношение;3) гранулометрический состав (особенно про-цент валуни-

слости);4) рельеф плотика и его характер (твердый, мягкий, разру­

шенный) ;5) характер проникновения полезных минералов в плотик и

их распределение;6 ) водоносность;7) распределение вечной мерзлоты;8 ) талики и их расположение среди мерзлотной толщи. Разведочные работы должны дать возможность составить

продольные и поперечные профили (рис. 28), на которых окон-

СнМ Ш Ш урф Си В. 2 С В .Э СнЬ.1Снв.7

Ш Ш 7 Е Э #Рис. 28. Геологическое строение золотоносной россыпи

/ — растительный слой; 2—желтый галечник; 3—серый речник с галькой; 4—се­рая глина; 5—серая глина с галькой; 6 — золотоносный пласт; 7—серый песок;

<$—дресва гранита; 9— гранитный плотик

туриваются границы вечной мерзлоты, пласты различного лито- логического состава, плывуны и водоносные слои. Выявленные при разведке запасы разделяются по видам добычи на дражные (отдельно мно-голитражные и малолитражные), экскаваторные и гидравлические, для ручной и механизированной отработки от­крытым и подземным способами.

Даются также гидрогеологическая характеристика месторож­дения, положение уровня грунтовых вод по наблюдениям в вы­работках, сведения о связи грунтовых вод с поверхностными водотоками, характеристика водонепроницаемых слоев и их по­ложение в толще пород.

Р о с с ы п и в о л ь ф р а м и т а , к а с с и т е р и т а , к о р у н д а и н а ж д а к а представлены во многих случаях элювиально­делювиальным типом (китайские вольфрамовые месторождения, малаккские касситеритовые месторождения). В известных оло­вянных россыпях Малаккского полуострова и Бирмы практиче­ское значение имеет элювий мощностью от 0 ,2 до 3 м, содержа­щий касситерит и образующийся при разрушении песчано-глини­стых пород и гранитов. Обогащена обычно нижняя часть элю­вия, но металлоносный слой не так резко выражен, как в аллю­виальных россыпях.

9 4

Обычно разведка элювиально-делювиальных россыпей осу­ществляется мелкими шурфами или мелким ударно-вращатель­ным бурением в комбинации с шурфовкой. Для элювиально­делювиальных россыпей с равномерным оруденением, связанных с ко-ренным рассеянным оруденением (например, штокверковым), распространенных на большой площади, начальный интервал между выработками составляет 160—200 ж; для месторождений, образованных за счет разрушения группы отдельных жильных тел, он не должен быть более 1 0 0 ж.

Если россыпи явно приурочены к вытянутым зонам, вместо квадратной сетки применяются разведочные линии, заданные вкрест удлинения зоны или вкрест направления оползания делю­виального материала по склону. Начальное расстояние междх выработками на линиях должно быть 20—40 ж. В последующие стадии разведки производится сгущение сетки выработок.

Делювиальные отложения, содержащие россыпи, часто имеют значительную мощность, достигающую нескольких метров и даже первых десятков метров. Характерно, что их мощность обычно возрастает по мере движения вниз по салону только до верхней части подножья, а затем у подножья склона довольно быстро уменьшается. Пренебрежение этой особенностью может привести к большим ошибкам при оценке объема россыпей в первые стадии разведки.

Охарактеризуем разведку одной группы делювиальных рос­сыпей вольфрамита, расположенных в высокогорном районе. Длина отдельных россыпей составляет 90—300 ж при ширине 40—55 ж; площадь соответственно составляет 4000—15 000 м2. Мощность делювиальных отложений (конусов), вмещающих россыпи, достигает 15 ж и более при средних мощностях 6 — 10 ж. Максимальные мощности отмечены несколько ниже сере­дины осыпи, над перегибом крутого коренного борта долины к тальвегу.

Делювиальные осыпи состоят из слабо дифференцированного глыбового материала, щебня и песка с небольшой примесью гли­нистого вещества. Крутизна осыпей, а также углы наклона про­слоев в них значительны и составляют 28—40°. Распределение рудного минерала неравномерное; обогащенные прослои много­кратно чередуются с прослоями бедными. Перемещение рудного минерала вниз, через рыхлую массу делювия, под влиянием большего удельного веса не наблюдается, и обогащение нижних горизонтов не имеет места. Глыбовый материал в среднем со­ставляет 50% объема делювия, поэтому мощность продуктивных песков определяется как половина всей мощности осыпи.

Делювиальные россыпи разведаны шурфами по сетке. На один шурф на осыпях небольшого размера приходится 500— 750 ж2 площади россыпи, на больших осыпях 1000—1300 ж*. З а ­пасы, разведанные по такой сетке, можно квалифицировать по категории В при "близких мощностях и содержаниях по соседним

95-

•шурфам и по категории С1 в том случае, если результаты будут сильно отличаться от шурфа к шурфу. В некоторых делювиаль­ных россыпях наблюдается струйчатое распределение материала, и поэтому данные малого количества выработок не характерны.

А л м а з о н о с н ы е р о с с ы п и так же, как и ранее рас­смотренные россыпи золота, касситерита и вольфрамита, имеют самое разнообразнее происхождение и являются основным источ­ником добычи алмазов. Известны прибрежные морские и аллю­виальные, делювиальные и элювиальные континентальные рос­сыпи и россыпи ледникового происхождения. Встречаются погре­бенные ископаемые россыпи самого различного возраста, от до­кембрия включительно. Древние россыпи представлены конгло­мератами и песчаниками. В Африке промышленными являются россыпи, содержащие не менее 0,2—0,05 карата алмазов на 1 м3 породы.

Поиски и разведки алмазоносных россыпей имеют некоторые отличительные особенности. Бурение применяется лишь для из­учения морфологии россыпи. Разведка производится с помощью горных выработок, причем объем каждой выработки должен быть достаточно велик для отбора представительной пробы. Промывка песков, полученных из разведочных выработок, вслед­ствие сравнительно небольшого удельного веса алмазов (около 3 ,5 ) требует применения особых промывальных устройств, в ко­торых возможна полная отмывка алмазоносного песка от глины и отделение гальки, в том числе и мелкой. Для промывки при­меняется роккер, представляющий собой ящик, качающийся на поперечных полозьях, в который последовательно вставлены три грохота с отверстиями, уменьшающимися от верхнего к ниж­нему.

При достаточно высоком содержании алмазов отмытая зер­нистая масса поступает в отделение обогатительной фабрики, где алмазы извлекаются при просвечивании рентгеновскими лучами (алмазы при этом люминесцируют),- или на жировых столах и электростатических сепараторах. При более низком со­держании алмазов зернистая масса предварительно обогащается путем удаления минералов легкой фракции (с удельным весом 3,1—3,3), магнитных минералов и т. п. Поэтому при разведке алмазоносных россыпей самой трудоемкой и дорогостоящей опе­рацией является опробование, требующее постройки передвиж- ,ных установок или фабрик.

2. Разведка пластовых месторождений осадочного происхождения

Рудные тела пластовых месторождений осадочного образова­ния часто залегают почти горизонтально или с небольшими углами падения. В таких случаях для их разведки применяются вертикальные выработки — шурфы, дудки и скважины.'.96

При неглубоком залегании рудных тел предпочтительнее их разведка шурфами или дудками. Если приток грунтовых вод велик и разведка шурфами затруднительна, для разведки мелко залегающих руд применяется медленно-вращательное и комбини­рованное бурение. Но когда в руде или вмещающих породах имеются крепкие прослои или валуны, а также при глубине за­легания руд более 30—50 м, вместо медленно-вращательного при­меняется ударно-канатное или колонковое механическое бурение. Проходка сыпучих или рыхлых руд и пород при колонковом бурении ведется с применением глинистой промывки или «с за­тиркой керна всухую».

Расположение сети разведочных выработок зависит от многих причин. Некоторые месторождения описываемого типа так ве­лики, что для разведки выбирается только часть площади руд­ного пласта, расположенная наиболее удобно по транспортным, экономическим или горно-техническим условиям. Если же мине­ральное тело имеет небольшие размеры и контуры его более или менее выяснены еще в процессе геологической съемки и поисков, первую разведочную линию выработок ориентируют обычно перпендикулярно длинной оси залежи. Расстояния между разведочными линиями и выработками на линиях для различных месторождений изменяются в широких пределах в за­висимости от характера полезного ископаемого, размеров тел и стадии (детальности) разведки.

Разведка пластовых месторождений железа

Сидеритовые руды одного из типичных железорудных место­рождений осадочного происхождения представляют собой обра­зования прибрежных областей юрского моря или озер. Площад­ное их распространение контролируется извилистой линией древ­него берега бассейна, в котором происходило отложение.

Разрез вмещающих пород следующий:1 ) растительный слой — около 0 ,5 м;2 ) надрудная юрская толща песков и глин— 1 0 — 2 0 м ;3) рудная юрская толща песков и глин— 12—15 м;4) подрудная (пермо-триасовая) пестроцветная толща.Руды представлены двумя морфологическими типами:а) пропластками сидерита средней мощностью 18—26 см

(максимум до 50 см) ;б) сидеритовыми конкрециями размером от 5 а до 1 м

(в среднем 25—40 см). Конкреции группируются в прослойки, представляющие собой наиболее чистый, высококачественный сорт руд, содержащий мало песка и глины.

Прослои того и другого сорта руды концентрируются в зоны оруденения, обычно имеющие мощность 2—3 м. Каждая такая зона может содержать от 1 до 7 прослоев, которые распола­гаются бессистелДю внутри зоны. Выход руды достигает 1000 кг

7 Ажгирей 97

с 1 ж2, в среднем — 350 кг. Промышленный минимум, 250 кг с 1 ж2, соответствует рудному слою мощностью 12 см. Отноше­ние рудных площадей к площадям с непромышленным орудене­нием и пустым в контурах, выделенных разведкой рудных уча­стков, составляет около 3: 1.

Среднее содержание железа в руде около 33%; преобладает закисная форма. Содержание окисного железа редко превышает 3 —4 % и увеличивается только в окисленных рудах, выходящих на поверхность. Содержание серы изменяется от следов до 0,36%, содержание фосфора около 0,41%. Сера и фосфор являются вредными примесями. Для этого типа руд допустимое максимальное содержание серы 0,3%, фосфора 1,5%. Все пробы анализируются на Ре, 3, Р, ЗЮг, СаО; определяется потеря при прокаливании и влажность. 1 0 % проб анализируют на окислы марганца и магния, титан, ванадий, закисное и окисное железо.

Горно-технические условия: залегание рудных пластов гори­зонтальное, глубина залегания не более 50 м, в среднем 20 25 м; приток воды в шахтах 8—15 ж3/час. На ^контакте надруд- ной и рудной толщ залегает слой пластичной водонепроницае­мой глины мощностью 30—60 см, образующий водоупорное ложе верхнего водоносного горизонта. В связи с этим требуется водо - непроницаемое крепление выработок после проходки надрудной толщи и слоя глины.

Поиски и предварительная разведка проведены скважинами ручного1 ударно-вращательного бурения с обсадкой трубами: на­чальный диаметр 6 ", диаметр подсечения руды 41/г"; применять, меньший диаметр не рекомендуется. Средняя глубина скважин 35 м. Производительность бурения на комплект более 150 м в месяц. Интервал применявшейся поисковой сетки скважин. 800—900 м.

Предварительная разведка осуществлялась путем последова­тельного сгущения выработок по сеткам 400, 200 и 100 ж. До сих пор разведка по сетке 1 0 0 X Ю0 ж и даже 5 0 X 5 0 ж не давала запасов выше категории С1 в связи с низким выходом керна.

Предполагается рудоносные породы затирать вручную обсад­ной трубой, диаметром 4У2", что даст возможность получать от 50 до 100% выхода рудного керна. В случае хорошего выхода есть основания для сгущения сетки до 50 X 50 ж и даже до 25 X 25 ж (такая сетка применяется при разведке некоторых оса­дочных железных руд) для получения запасов категории В. Если же не удастся получить достаточный выход керна, то даль­нейшее сгущение скважин бесцельно, так как оно* все равно не дает запасов по категориям выше С[.

Для получения запасов категорий А и В требуется проведе­ние горных выработок. На 1 км2 рудоносной площади прохо­дятся две разведочные шахты, средней глубиной по 25 ж. Так как шахты должны пересечь плывуны надрудного водоносного

9 8

горизонта и перекрыть его для предотвращения попадания воды в рудный горизонт, при их проходке применяется сплошная венцо- вая крепь в комбинации с забивной. Начальное сечение шахты принимается 4,40 X 3,60 ж в расчете на возможность забивки двух звеньев шпунтового крепления для перекрытия плывунов, имеющих максимальную мощность 6 ж. После забивки двух шпунтов шахта имеет сечение 2,16 X 1.36 м. Водоотлив осуще­ствляется паровыми пульзометрами.

Из вертикальных выработок проходятся штреки. Опробование в горных выработках валовое. В пробу включается материал с 0,5 ж уходки штрека. Расстояние между валовыми пробами 4,5 ж. Если мощность рудосодержащей зоны больше сечения штрека, в почве последнего на опробованном интервале длиной 0,5 ж пробивается шурф-канава такой же длины, т. е. 0,5 ж. Руда отсортировывается от пустой породы и составляется проба со средним начальным весом около 400 кг.

Сравнительно небольшие размеры отдельных рудных уча­стков, сложные горно-технические условия (значительная глуби­на залегания и водоносность) чрезвычайно удорожают деталь­ную разведку и вынуждают итти на повышенный риск при орга­низации добычи. В этих условиях не исключена возможность проектирования и постройки рудников на запасах в основном категории С] с небольшой долей запасов категории В, прилегаю­щих к разведочным шахтам.

Разведка месторождений марганцаОсадочные месторождения марганца образуются в водных

бассейнах в виде химических осадков, а также осадков, связан­ных с биологическими процессами, и приурочены к определенным стратиграфическим горизонтам. Рудные тела имеют пластообраз- иую форму, состоят из отдельных пластов или пачек пропластков, сложенных рудными конкрециями, которые сцементированы гли­ной. Иногда тела образованы пластами песчаников с рудным цементом.

Марганцевые руды осадочного происхождения представлены преимущественно пиролюзитом и псиломеланом, в меньших коли­чествах — манганитом и марганцевыми карбонатами.

Разведка месторождений марганца осадочного происхожде­ния должна дать представление об их геологическом строении, особенно о фациях рудоносных осадков, установить промышлен­ные типы руд, дать их качественную характеристику и сведения о масштабе каждого месторождения. Для этого рудные тела должны быть вскрыты обязательно в коренном залегании. Круто­падающие тела следует обнажать канавами на линиях, задавае­мых вкрест простирания, а пологопадающие — шурфами. Рас­стояние между выработками 50 ж.

При разведке важно установить изменчивость мощности руд­ных тел. Низшим' пределом промышленной мощности пластов

7 * 99

высококачественных руд можно считать 0,3—0,5 м. При боль­шой изменчивости мощности и в местах выклинивания рудных тел выработки должны быть сближены до 25 м.

Разведка глубоких горизонтов месторождения может быть проведена с помощью буровых скважин на основе данных геоло­гической съемки в масштабе 1 : 2000. Горизонтально залегающие тела разведываются по правильной квадратной сетке: 50 X 50, 1 0 0 X Ю0 и лишь очень крупные месторождения по сетке 2 0 0 X X 200 м. В местах, где проявляются существенные изменения в оруденении, проходятся обычно контрольные скважины или шурфы по сгущенной сетке.

' Опробование месторождений марганца должно быть строго секционным, т. е. должны быть взяты самостоятельные пробы по каждому из пластов различных по физическим и текстурным особенностям сортов руд, имеющих промышленную мощность.В некоторых осадочных месторождениях марганца установлено, что первичные окисные высококачественные руды с низким со­держанием вредной примеси фосфора по мере удаления от быв­шей береговой линии могут постепенно переходить в карбонат­ные руды с повышенным, а иногда и высоким содержанием фос­фора. В вертикальном разрезе также иногда наблюдается смена пластов карбонатных марганцевых руд окисными. Секционное опробование дает возможность обосновывать и направлять селективную (раздельную) эксплуатацию рудных тел.

Обычно опробование осуществляется бороздами. В однород­ных пластах принято сечение борозды 1 0 X 5 см. Руды, пред­ставленные рассеянными конкрециями или желваками, опробуют бороздами сечением 25 X 25 см и больше, в зависимости от размеров и частоты конкреций.

Разведка месторождений бокситов (алюминиевых руд)

Б о к с и т представляет собой горную породу осадочного происхождения, являющуюся рудой алюминия и состоящую глав­ным образом из свободных (не связанных с кремнеземом) гид­ратов глинозема (АЬО») с примесью других минералов.

Бокситы образуются в континентальных условиях в связи с процессами выветривания. Этот процесс сопровождается вы­носом водами гидратов глинозема и переотложением их в виде химических осадков в лагунах, а иногда и в озерах (так назы­ваемые первичные осадочные бокситы коллоидально'-химического происхождения).

В зависимости от условий, в которых заканчивалось накопле­ние бокситов, месторождения их подразделяются на прибрежно­морские и континентальные. В соответствии с таким генезисом наибольшее практическое значение имеют месторождения бокси­тов, залегающие среди известняков, а также среди отложений древней коры выветривания. Обычно эти месторождения100

приурочиваются к базальным горизонтам, связанным с пере­рывами в образовании осадочных пород. Важнейшая задача при поисках бокситов — это выявление перерывов в осадоч­ных толщах и изучение пород, непосредственно прилегающих к поверхностям, отвечающим перерывам накопления осадков. Работы заключаются в проведении детального геологического кар­тирования, сопровождаемого искусственными обнажениями и колонковым бурением. При поисках и оконтуривании залежей железистых бобовых бокситов, которые почти всегда магнитны, успешно применяются магнитометрические геофизические методы'

Особенно хорошие результаты магнитометрия дает при поисках месторождений боксита, залегающих в карстовых формах древнего рельефа, сложенного известняками. В тех же местах, где бокситовые месторождения подстилаются порфири- тами, магнитность последних затрудняет истолкование геофизи­ческих данных.

Месторождения боксита п р и б р е ж н о - м о р с к о г о г е н е ­з и с а обычно залегают среди известняков. Для них характерно широкое площадное распространение и постоянство химического состава; поэтому их можно сравнивать с равномерными пласто­выми месторождениями, например, с каменноугольными. Изве­стняки, находящиеся в подошве залежей, всегда в той или иной мере закарстованы, т. е. имеют впадины и воронки, вызывающие быстрые колебания мощности пластов бокситов.

Все месторождения этого типа приурочены к геосинклиналь- ным областям, в связи с чем часто интенсивно тектонически на­рушены и метаморфизованы. Поэтому коллоидные соединения глинозема в них переходят в моногидратную форму — минерал диаспор (АЬОз • НгО); кроме того, в составе некоторых руд в значительных количествах участвуют хлориты.

Выходы залежей на поверхность разведываются канавами, шурфами и дудками, а глубокие горизонты пересекаются буро­выми скважинами.

Из-за большой крепости пород широко применяется колонко­вое бурение. Начальный диаметр скважин выбирается с таким расчетом, чтобы пересекать бокситы коронками диаметром не менее 85 мм.

При предварительной разведке одного из месторождений на поверхностных выходах расстояние между разведочными ли­ниями принималось равным 1 2 0 м и затем сокращалось до 60 м. Нормальной кровлей бокситового тела в рассматриваемом место­рождении являются амфипоровые известняки. Если те же, породы присутствовали в выработках соседних разведочных линий, то дальнейшее сгущение сетки не требовалось; если же в кровле рудной залежи встречались глины флювиогляциальных отложений или вдоль тектонических нарушений пласт бокситов оказывался на протяжении нескольких метров растерт и раз­дроблен и, таким образом, отсутствовала уверенность в сохра­

ни

нении рудной залежи, расстояние между разведочными линиями сокращалось до 30 м. Разведка производилась шурфами.

В ненарушенных участках шурфы, заложенные на расстоя­нии 50 м, обычно дают запасы категории А2; в нарушенных уча­стках даже удвоение количества выработок может не дать запа­сов выше категории В. Сетка буровых скважин при разведке пластовых бокситовых месторождений сильно изменяется в за­висимости от размеров и тектонической нарушенности месторож­дений. На мало нарушенных участках месторождений сетка с расстоянием в 1 0 0 м достаточна для отнесения запасов к кате­гории А2.

На месторождении, несколько отличном от вышеописанного и характеризующемся тектонической нарушенностью и чрезвы­чайной закарстованностью подстилающих известняков, разведоч­ные профили располагались через 50 м, иногда даже чаще, а скважины на профилях проходились в среднем через 25 м. Однако даже и эта густота скважин не могла обеспечить вполне надежного изучения формы тела, потому что очень часто мощ­ность пласта боксита изменялась от нуля до 1,5 м на протяже­нии 4—5 м.

К о н т и н е н т а л ь н ы е месторождения боксита характери­зуются меньшими размерами, сравнительно с прибрежно-мор­скими, а также различным и часто низким качеством руд. Бок­ситы одного из таких месторождений залегают среди пестроцвет­ных песчано-глинистых отложений и приурочены к древним девонским долинам. Промышленные залежи бокситов залегают в верхней и средней частях небольших эрозионных долин овраж­ного типа. В более глубоких частях долин и при впадении их в б о л е е , крупные долины бокситы выклиниваются, сменяясь сиал- литами (водными алюмосиликатами без свободного глинозема) и затем огнеупорными глинами.

Рудные залежи характеризуются зональным строением. В центре залежи располагаются бокситы, которые вверх и вниз по разрезу постепенно переходят в аллиты (породы с неболь­шим количеством свободного* глинозема) и сиаллиты. Такое строение рудной залежи является причиной пестроты состава, но закономерное распределение разновидностей облегчает выделе­ние промышленных руд.

По минералогическому составу эти бокситы моногидратные, представлены бёмитом (А120 3 • НгО), но в небольших количе­ствах имеется и тригидрат — гидраргиллит или гиббсит (АЬОз-ЗНаО).

Для поисков бокситоносных отложений, приуроченных к древним долинам, применяются скважины, задаваемые по раз­ведочным линиям, ориентированным икрест длинных осей долин. Расстояние между линиями 400—800 м; расстояние между сква­жинами на профилях 100—200 м. На участках, где обнаружены бокситы, производится сгущение сетки выработок, и эти работы102

соответствуют стадии предварительной и детальной разведки. При детальной разведке профили располагаются через 50 м, скважины задаются на профилях через 25—50 м в зависимости от ширины залежи и характера выклинивания бокситов в крае­вых зонах. После получения результатов анализов проб по сква­жинам первой очереди в промежутках между краевыми и пусты­ми скважинами закладываются краевые скважины второй оче­реди, чем достигается оконтуривание залежей бокситов с точно­стью до 12,5 м от краевой линии.

При вскрытии кровли бокситовых пород скважины механи­ческого колонкового бурения закрепляются обсадными трубами так, что башмак врезается на 0,25 м в боксит. После очистки скважины начинается проходка по руде, с подъемами проб через каждые 25 см углубки. При каждом последующем спуске производится проверка чистоты забоя. Снаряд должен совершен­но свободно опускаться на забой; если этого не происходит, скважину подвергают тщательной очистке и только после этого начинается дальнейшее углубление на 25 см. Бурение по бокситу ведут «всухую», без промывки водой.

При эксплуатационной разведке, которая организуется не на всех участках, а только там, где было установлено наиболее сложное строение залежи, и также в краевых зонах месторож­дений производится дальнейшее сгущение сетки скважин. Если между соседними скважинами детальной разведки устанавли­ваются расхождения: а) по содержанию кремнезема — больше, чем на 3%; б) по содержанию глинозема—'больше, чем на 5% и в) по мощности промышленной руды — больше, чем на 1 ,5 м, проходят дополнительные выработки, задавая их на половине расстояния между выработками, показавшими слишком большие расхождения. В краевых зонах отдельных залежей наблюдается быстрое выклинивание, резкие колебания мощности и качества бокситов. В связи с этим в краевых зонах часто возникает необ­ходимость проведения дополнительных выработок на расстоянии 12,5 м от контура запасов категории А2, т. е. посередине между периферическими рудными скважинами и соседними с ними уже безрудными. Это позволяет оконтурить границу рудного тела с точностью до 6,25 м.

Контрольная проверка буровых скважин шурфами суще­ственных расхождений не показала. Опробование по буровым скважинам и бороздовое опробование по шурфам для отдельных горизонтов дают расхождение в 2—3%, и для всей промышлен­ной толщи в целом в большинстве случаев получаются почти тождественные результаты.

В сложных горно-технических условиях контрольные шурфы могут быть заменены контрольными скважинами колонкового бурения. Опыт показывает, что в условиях рассматриваемых месторождений каю при колонковом, так и при ручном бурении

103

границы руд выделяются с одинаковой точностью. Расхождения в данных химических анализов незначительны.

Выделение сортов бокситов в данном случае осуществляется легко, потому что химический состав слоев достаточно хорошо выдерживается.

На месторождениях пластообразной формы, представленных железистыми бобовыми гиббситовыми бокситами, плотными и твердыми, которые могут проходиться только долотом, а в шур­фах — с применением взрывных работ, ручное бурение не при­менимо. Разведка их производится только колонковым или удар­ным бурением. Буровые скважины должны контролироваться шурфами.

Очень трудной задачей при разведке этого типа месторожде­ний является выделение сортов руды. Колебания химического со­става руд весьма быстры и незакономерны, и даже при самой густой сетке выработок выделить сорта обычно не удается. По­этому часто приходится отказываться от разведочной сетки боль­шой густоты, ибо она не приводит к нужному результату и в то же время бесцельно удорожает разведку.

Гнездовые месторождения бокситов, залегающие в карстовых углублениях рельефа, возможно являются озерными образова­ниями и представлены бёмитовыми и гидр аргиллитовыми разно­стями. Есть указания на тесную связь месторождений этого типа с древней корой выветривания. Они обладают крайне не­ровной поверхностью подошвы рудного пласта (разность отме­ток в 8 —10 м наблюдается на протяжении 10—20 м). Мощность руд на коротких расстояниях изменяется от 0 до 4—5 м. На таких месторождениях редко бывает целесообразно сгущать вы­работки более, чем до 50 м, но следует около половины сква­жин заменять шурфами с рассечками. При небольшой мощности наносов и благоприятных гидрогеологических условиях целесо­образно всю разведку проводить шурфами или дудками. Не­постоянство формы рудных тел в этом типе месторождений даже при детальной разведке не дает возможности получить запасы по категории выше В. Проектирование приходится производить на запасах этой категории и затем переходить непосредственно к пробной эксплуатации. II.

II. РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ МАГМАТИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Разведка месторождений титаномагнетитовМесторождения титаномагнетитов генетически связаны

с основными и ультраосновными магматическими породами: диа­базами, габбро и перидотитами. Руды представлены магнетитом и более или менее тесно прорастающим его ильменитом. Содер­жание железа обычно изменяется от 2 0 до 60%, двуокиси ти­тана — от 5 до 18%. В некоторых месторождениях в ильмените104

содержится ванадий, который часто представляет главную прак­тическую ценность. Руды бывают как сплошные, так и вкраплен­ные.

Морфология рудных тел разнообразна. Встречаются пласто­образные залежи, жилообразные тела, шлиры. Часто наблю­дается тектоническая расчлененность рудных тел сдвигами, сбро­сами, пологими смещениями с разнообразной амплитудой.

При поисках и оконтуривании найденных месторождений хорошие результаты дает магнитометрия. Разведка осуще­ствляется канавами, шурфами и скважинами, располагаемыми на линиях. Расстояния между разведочными линиями изменяют в зависимости от размеров месторождения и морфологии рудных тел от 150 до 500 м, расстояния между выработками — от 1 0 до 1 0 0 м.

Разведка месторождений хромита (по П. М. Татаринову)Под собирательным названием «хромит» подразумеваются

различные хромшпинелиды, являющиеся единственными рудными минералами хрома. Для них характерна тесная генетическая и пространственная связь с ультраосновными породами (гипер- базитами).

Главная масса промышленных месторождений хромита при­урочена к перидотитам и дунитам, т. е. наиболее богатым магне­зией разновидностям гипербазитов, а также к продуктам мета­морфизма этих пород — серпентинитам и тальково-карбонатным породам. В массивах, где преобладающую роль играют породы группы габбро и пироксениты, хромиты не образуют значитель­ных скоплений.

Наблюдается отчетливая связь между типом хромшпинели- дов и петрографическим составом вмещающих пород. Месторож­дения, расположенные в перидотитах, представлены хромшпине- лидами типа алюмохромита или хромпикогита, содержащими по­вышенное количество (до 25%) глинозема. Эти руды низко- или среднесортны. В дунитах некоторые хромитовые месторождения сложены магнохромитом и хромпикотитом, являющимися высоко­сортным сырьем.

Общей закономерности, в смысле приуроченности хромито­вых месторождений к определенным частям массивов гипербази­тов, например к периферии, к лежачему или к висячему боку, не наблюдается.

Для хромитовых руд в эпигенетических (позднемагматиче­ских) месторождениях характерны линзо- и жилообразные формы рудных тел, реже столбообразные тела, локализация которых подчиняется первичной магматической тектонике гипер- базитового массива.

Дайки пород, родственных гипербазитам, нередко секут тела хромитов. Весьма характерна для хромитовых месторождений

105

нарушенность их позднейшими весьма многочисленными разры­вами самой разнообразной ориентировки и типа. Эти нарушения могут быть сдвигами, нормальными сбросами и взбросами. На­блюдаются также блоковые перемещения. Амплитуда нарушений

о Скд.

\\\

Рис. 29. План разведанного участка типичного хромитового ме­сторождения/ — хромиты; 2-серпентинизированные гарцбургиты плотные; 3 — серпентинизи- рованныс гарцбургиты смятые; 4—пироксениты и гранато-пироксеносые породы; 5—тектонические нарушения

различная: от нескольких сантиметров до 50—60 м. Преобла­дают небольшие смещения до 5 м, более редки смещения на 10—15 м (рис. 29, 30, 31).

Поисковая стадия работ на хромитовых месторождениях бази­руется на геологической съемке масштаба 1 : 50 000, обеспечи­шь

вающей расчленение картируемой поверхности ультраосновной интрузии по петрографическому составу. Такое картирование позволяет оконтурить участки, благоприятные для организации детальных поисков на хро­мит, причем последние про­водятся уже на основе съем­ки более крупного масштаба 1 : 5000—1 : 10 000.

Образование многих ме­сторождений хромита на поздних стадиях остывания интрузий требует особенно внимательного изучения пер­вичной тектоники ультраос- новных тел, которая может контролировать расположе­ние рудных залежей. Также необходимо картировать жильные свиты пород и сле­ды постмагматической текто­ники, нарушающей интрузив­ное тело, потому что эти же разрывы могут нарушать и месторождения.

В плохо обнаженных райо­нах требуется проведение искусственных обнажений (расчисток, канав и шурфов) и магнитометрической гео­физической съемки. Послед­няя не обнаруживает непосредственно хромитовых тел, но дает возможность выделить и оконтурить участки дунитов, тальковых и кварцево-карбонатных пород, габбро, мощные дайки жильных пород, ксенолиты пород кровли и тектонические зоны.

На участках развития малоглиноземистых разностей ультра- основных пород (дунитов, гарцбургитов), являющихся обычными вместителями хромитов, организуется геологическая съемка мас­штаба 1 : 5000—1 : 10 000, сопровождаемая детальными поиско­выми и предварительными разведочными работами. При этом широко применяется проходка выработок и магнитная съемка.

При значительной мощности наносов организуется ручное бурение. Для непосредственных поисков хромитовых тел на уча­стках, перекрытых не очень мощными наносами, применяется гравиметрия. Однако последняя не дает удачных результатов при расчлененном рельефе и малых размерах залежей. Залежи больших размеров при ровном рельефе хорошо обнаруживаются гравиметрией, даже_при значительной мощности перекрывающих рыхлых отложений (до 10—15 м).

Рис. 30. Поперечный профиль через месторождение хромита /—наносы и дресва; 2 — серпентинизированные гарцбургиты и серпентиниты; .5—хромиты; 4 — диоритовые порфириты; <5—гранато-пироксено- вые жильные породы; 6 ~тектонические нару­шения

107

Канавы для вскрытия выходов задаются вкрест простирания рудоносной зоны через 40—50 м. Нередко встречающиеся по­логие тектонические нарушения типа небольших надвигов пре­вращают выходы хромитовых тел в слабо сцементированные развалы. В некоторых случаях такие развалы могут вызвать преувеличенные представления о мощности рудного тела, а в других — неправильное заключение о быстром выклинивании рудного тела на глубину.

Рис. 31. Продольный профиль через месторождение хромита 1 -первое тело; 2-второе тело; 3—третье тело; 4— тектонические нарушения

Вслед за обнаружением рудного тела необходимо получить представление о химическом составе хромшпинелида, особенно для руд вкрапленного типа. Анализ зерен хромита, отделенных от вмещающей породы, должен быть произведен по крайней мере на Сг20з, Ре20з, А120з, РеО, М^О, ЗЮ2, № 0, 3 и Р.

Предварительная разведка производится при помощи дудок, пройденных в профилях канав со стороны висячего бока руд­ного тела. Расстояние между дудками 30—50 м. Из дудок на глубине около 1 0 м рудное тело вскрывается рассечками.

Детальная разведка базируется на детальной геологической съемке, выполняемой для всего месторождения на инструмен­тальной основе в масштабе 1 : 500—1 :2000. Для отдельных за­лежей составляются геологические планы поверхности (карье­ров) и горизонтов горных выработок в масштабе 1 : 2 0 0 — 1 ; 500. Контуры рудных тел на этих картах строятся на основе точных данных документации горных выработок и скважин, при­108

чем должны быть особо обозначены все контакты: нормальные, тектонические и неясные.

Наиболее рациональным способом разведки большинства месторождений хромита является применение горных выработок, пройденных до горизонта грунтовых вод. Только горные выра­ботки могут дать полноценный материал о морфологии и текто­нике рудных тел и о запасах руд по категории А2. Однако срав­нительная медленность проходки выработок и приток рудничных вод заставляют широко применять колонковое бурение, которое с успехом выявляет запасы по категориям В и С,. Буровые скважины должны проходиться с таким расчетом, чтобы при пересечении рудного тела их диаметр был не меньше 85—100 мм, что особенно необходимо при изучении вкрапленных руд.

Расстояние между выработками определяется, главным обра­зом, характером послерудной тектоники на месторождении. Не­которые правильные и мощные залежи разведываются выработ­ками, располагающимися на расстояниях в 30—40 м. Большие тела или большие блоки, ограниченные тектоническими смести- телями, разведываются шурфами, дудками или скважинами, за­даваемыми через 2 0 м по простиранию, и подсекаются на глу­бине (квершлагами или скважинами) через 1 0 м по вертикали.

Наконец, месторождения, сильно нарушенные тектоническими сместителями, рудные тела которых представлены небольшими разобщенными блоками, приходится разведывать по сетке густо­той до' 10 м. Такие тела необходимо вскрывать преимуществен­но горными выработками, при помощи штреков, проходимых по простиранию рудного тела, и рассечек из этих штреков, просле­живающих наиболее крупные тектонические нарушения (см. рис. 29).

Для месторождений, разобщенных послерудной тектоникой на отдельные блоки незначительных размеров, рекомендуется раз­ведка открытым карьером глубиной 3—5 м. Разведка таким спо­собом дает возможность изучать тектонику месторождения, уста­новить элементы залегания рудных тел и определить выход руды на единицу объема или веса пород.

Профили и отдельные выработки при разведке хромитовых месторождений, так же как и при разведке всех других место­рождений, не должны располагаться слепо по однажды выбран­ной геометрической сетке. В каждом случае сетка может сгу­щаться или разрежаться в зависимости от местных условий за­легания рудных тел.

Разведка месторождений сульфидных никелевых руд (по А. А. Глазковскому)

Месторождения сульфидных никелевых руд генетически свя­заны с основными и. ультраосновными породами. В некоторых рудных районах обычна лакколитообразная и мульдообразная

109

форма интрузивов, в которых залегают рудные тела. Характерна многофазность и псевдостратификация рудовмещающих интру­зий (рис. 32). Никеленосные сульфиды образуют придонные за­лежи, представленные вкрапленниками, приуроченными к опре­деленным полосам интрузива, и рудные жилы в трещинах, рас­секающих массив. Иногда сульфидные вкрапленники концентри­руются не в нижней части массива, а в более верхних его этажах, образуя висячие тела.

Рис. 32. Геологический разрез рудоносной интрузии, вмещающей сульфидные жилы и донную залежь

сульфидных руд/ —рыхлые отложения; 2—перидотит; З-оливиновый пироксенит; ■/—норит, габбро-норит; 5—гнейсы; 6—лампрофир; 7—жи­лы сплошных сульфидов; 8—донные залежи вкрапленных руд;

9 -сбросы

Преобладающим рудным минералом является пирротин (Ре758), в котором содержится никель в форме изоморфной при­меси или очень тонких прорастаний минерала пентландита [(Ре, N1) 8 ], содержащего кобальт (отношение кобальта к никелю от 1 : 30 до 1:15) и на некоторых месторождениях платину. Обычно существенную примесь в рудах составляют медные минералы, особенно халькопирит.

Решающее значение для выбора технических способов раз­ведки и ориентировки сетки выработок на придонных и висячих залежах имеет, с одной стороны, весьма характерная для них пластообразная или мульдообразная форма рудного тела и не­редко большая мощность последнего и, с другой стороны, боль­шая глубина залегания (300—500 м, иногда более) при значи­тельных размерах месторождений В таких условиях единственноП О

возможным способом является разведка сеткой вертикальных скважин колонкового бурения. Горные выработки имеют значе­ние контрольных, и широко применяются только в стадии деталь­ной и эксплуатационной разведок.

Изменчивость содержаний полезных компонентов в месторож­дениях сульфидных никелевых руд, особенно вкрапленного типа, невелика. Поэтому в стадию предварительной разведки вполне удовлетворительные результаты дает разбуривание по сетке 200 X 200 м или 300 X 200 м, а при особой выдержанности месторождения до 400 X 200 м. Для определения запасов по категории В сетка скважин сгущается до 100 X 100 м.

Как правило, разведка месторождений рассматриваемого типа в целом до категории В является последним этапом работ гео­лого-разведочных партий. Дальнейшая детализация производится уже в стадию подготовки месторождения к эксплуатации и при эксплуатационных работах.

Разведка никеленосных сульфидных жил мало отличается от разведки жильных месторождений меди и полиметаллов, рас­сматриваемой ниже. Опробование керна разведочных скважин на месторождениях сульфидных никелевых руд считается до­статочно надежным при выходе керна не менее 70%. Избира­тельное истирание керна для этих руд не характерно.

Технологические испытания имеют особое значение для суль­фидных никелевых руд и проводятся обязательно по сортам руд. Коэффициент извлечения никеля, зависящий в большой мере от минералогического состава руды, рассматривается как одна из главных характеристик. Все сульфидные никелевые руды ком­плексны. Наличие и извлечение из них всех ценных компонен­тов должно быть изучено. Из вредных компонентов особое зна­чение имеет свинец, так как содержание его в руде даже в тысячных долях процента отрицательно сказывается на каче­стве никеля. Содержание мышьяка также должно тщательно изучаться, так как никель из мышьяковистых соединений извле­кается другими способами и при плавке сульфидных руд является вредным. Изучается также содержание в рудах окис­лов, влияющих на плавкость руды, в том числе 5Ю2, А120 3, М^О, СаО. Минералогическое изучение руд должно определить харак­тер срастания сульфидов между собой и с силикатами, а также степень окисления сульфидов. Неблагоприятно присутствие во вкрапленных рудах талька и актинолита, которые при флотации увлекаются в концентрат и разубоживают последний.

111. РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИИ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ, СВЯЗАННЫХС ПЕГМАТИТАМИ

П е г м а т и т а м и называют полнокристаллические интру­зивные породы, происходящие из остаточных магматических рас­плавов и состоящие,” главным образом, из породообразующих

111

минералов. Характерными признаками, по которым пегматиты отличаются от нормальных изверженных пород, является боль­шая крупнозернистость и повышенное содержание минералов, за­ключающих летучие вещества — минерализаторы (В, С1, Р, Н20 , С0 2).

Среди наиболее многочисленной и важной группы гранитных пегматитов А. Е. Ферсман различает: 1) пегматиты чистой ли­нии, содержащие мусковит, турмалин, изумруд, топаз, горный хрусталь, минералы 2г, 5п, XV, Мо, V, редких земель, ТЬ, Ьт, и 2) пегматиты линии скрещения, содержащие корунд, наждак, изумруд, сапфир (в щелочных сиенит-пегматитах).

Пегматиты чистой линии представляют собой образования, не подвергшиеся существенному влиянию окружающих пород, так как последние имеют примерно тот же состав, что и пегма­титы.

Гранитные пегматиты линии скрещения образуются при вне­дрении остаточного магматического расплава в породы, суще­ственно отличающиеся по составу, влияющие на равновесие кри­сталлизующегося расплава. Когда преобладающим является процесс ассимиляции расплавом элементов боковых пород (Са, М^, А1 и Ре), образуются гибридные пегматиты, иногда с фло­гопитом, апатитом и скаполитом; в некоторых случаях образу­ются плагиоклазиты. Когда преобладающими являются процессы выноса в окружающие боковые породы ЗЮ2 и К, образуются десилицифицированные (обедненные кремнеземом) пегматиты, часто богатые корундом, наждаком, изумрудом.

Главные рудно-минеральные ассоциации редких металлов, связанных с пегматитами, следующие:

1. Колумбит-танталитовые [(Ре, Мп) ]ЧЪ20б— (Ре, Мп)Та20б] •пегматиты, с турмалином, цирконом, вольфрамитом, касситери­том, иногда с самарскитом (У, Ег . . ,)4 [(N6, Та)20 7 ]3, монаци­том (Се, Еа . . .) Р 0 4 и другими минералами.

2. Касситеритовые (3п02) в ассоциации с альбитом, турма­лином, иногда вольфрамитом, колумбитом, бериллом, сподуме­ном и др.

3. Сподуменовые ЫА1(5120б) в ассоциации с литиевыми ■слюдами, турмалином, бериллом и др.

4. Берилловые Ве3А12(516018) в ассоциации со слюдами, тур­малином, флюоритом, хризобериллом, вольфрамитом, касситери­том и т. д.

5. Поллуцитовые Сз(А15120б) часто в ассоциации с литие­выми слюдами.

Формы и размеры пегматитовых тел весьма разнообразны и отличаются непостоянством; встречаются пластообразные тела, линзы, трубы, штоки. Часто наблюдаются пегматитовые тела длиной в несколько десятков метров при мощности 3—10 м. Как исключение, встречаются жилообразные тела длиной до 300 м и мощностью до 50—80 м. Некоторые пегматитовые тела112

имеют правильное зональное строение: у зальбандов выделяются зоны со слюдой, далее зоны с преобладанием полевого шпата и в центре — зоны с кварцем. Чаще же наблюдается весьма сложное, беспорядочное распределение минералов в жильном теле, с гнездовым залеганием рудных минералов.

Поисково-разведочные работы на редкие металлы и другие полезные компоненты, связанные с пегматитами, проводятся на базе достаточно детальной (1 : 50 000—1 : 10 000) геологической съемки и геохимического изучения территории поисков. Глав­ными участками для поисков являются краевые и поверхностные части гранитоидных интрузивов, с которыми непосредственно ге­нетически связаны пегматиты, и прилегающие участки более древних пород, вмещающих интрузивы. Пегматитовые тела часто встречаются целыми группами — кустами. Поэтому необ­ходимо обращать внимание на первоначальные находки даже единичных, хотя бы мало интересных, пегматитов.

В районах, где коренные породы почти сплошь закрыты на­носами, при поисках пегматитовых тел широко применяется ручное бурение. При менее глубоких наносах проходятся маги­стральные канавы. В этом случае применяются также геофизи­ческие методы разведки (метод сопротивлений, радиометрия).

Вскрытие выходов и предварительная разведка осуществля­ются сеткой канав и шурфов, с расстояниями между разведоч­ными линиями 50—25 м. Разведка глубоких горизонтов часто осуществляется механическим бурением, хотя ввиду гнездового распределения полезных минералов обычно определяется только наличие на глубине пегматитового тела и его мощность, без на­дежных указаний на содержание полезного минерала. При де­тальной разведке в благоприятных случаях производят сплош­ное обнажение пегматитовых тел карьерами или разносами и пе­ресечение приповерхностных горизонтов рассечками из разве­дочных шахт. В связи с крайне неравномерным распределением полезных компонентов обычно применяется опробование валовое или сплошными задирками.

IV. РАЗВЕДКА КОНТАКТОВО-МЕТАСОМАТИЧЕСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИИ

Контактово-метасоматические (скарновые) месторождения обычно приурочиваются непосредственно к контактам интрузий ■с более древними породами, которые подвергались воздействию магмы. Однако известны и удаленные от непосредственного кон­такта (иногда на несколько сотен метров) типичные скарновые месторождения. В последнем случае эманации из магмы всту­пали во взаимодействие не с контактирующими породами, а с породами, находящимися в некотором удалении, но более благоприятными по своим химическим и физическим свойствам.<8 Ажгирей 113

Чаще всего контактовые месторождения связаны с магмати­ческими породами средней кислотности (плагиогранитами, грано- диоритами, диоритами, сиенитами). Особенно благоприятными вмещающими породами являются карбонатные.

Р азв едк а контактово-м етасом атических м есторож дений ж ел еза

Месторождения железа контактово-метасоматического типа, в отличие от всех прочих контактово-метасоматических место­рождений, иногда имеют очень большие размеры. В этом слу­чае рудные тела, залегающие близко от поверхности, эксплуати­руются открытыми карьерами с последовательным вскрытием и выемкой горизонтальными слоями. Если же эксплуатация ве­дется под землей, то и в этом случае, в связи с большими раз­мерами тела, одновременно отрабатывается только небольшое количество горизонтов. Необходимость разделения рудного' тела на горизонтальные слои, соответствующие этажам будущих экс­плуатационных работ, и выделения в каждом слое естественных границ сортов руд предопределяет способ разведки месторожде­ний этого типа сеткой вертикальных разведочных выработок.

Обычно контактовые месторождения железа содержат, кроме магнитного железняка, некоторое количество сульфидов, осо­бенно пирита, которые существенно влияют на качество руд. На поверхности, в зоне окисления, которая часто имеет глубину 20—30 м, сульфиды отсутствуют почти полностью и руды явля­ются бессернистьши или малосернистыми. Для установления глубины окисления, изучения характера первичных руд и взятия технологических проб в первые этапы разведки на месторожде­нии проходится достаточное количество шурфов или разведочных шахт глубиной до 30—50 м по сетке 100X200 м или 100X100 ж.

Поскольку мощность зоны оруденения обычно составляет 100—200 м, а проходимые породы и руды имеют значительную крепость, рационально максимальное использование буровой разведки, так как проходка многочисленных разведочных шахт в таких условиях обошлась бы дорого.

На Магнитогорском месторождении была принята сетка сква­жин ЮОХЮО м, местами со сгущением до 5 0 X 5 0 и даже 25X25 м.

При эксплуатационной разведке применяется механическое ударное бурение, глубина скважин должна быть не менее вы­соты уступа карьера открытых горных работ.

Р азв едк а скарновых м естор ож ден и й вольф рам а, м олибдена и полим еталлов

Скарновые тела, обычно залегающие в зонах контактов оса­дочных и активных интрузивных пород, весьма разнообразны по- морфологии и условиям залегания.. Среди: них можно выделить следующие типы::114

а) пластообразные более или менее правильные залежи, рас­полагающиеся непосредственно на контакте с активным интру­зивным телом (характерными представителями этого типа могут служить многие полиметаллические и шеелитовые месторож­дения) ;

б) неправильные залежи сложной конфигурации в зонах кон­тактов активных интрузивных тел;

в) скарновые залежи, приуроченные к зонам разломов на контактах и во внутренних частях активных интрузивных тел;

г) пластообразные залежи, располагающиеся в большем или меньшем удалении от контакта с активным интрузивным телом, приуроченные к благоприятным горизонтам или зонам во вме­щающих породах (представителями являются шеелито-касси- теритовые и шеелито-молибденитовые скарны в некоторых руд­ных районах);

д) неправильные трубообразные и столбообразные тела среди известняков, контролируемые трещинной тектоникой (к этому типу относятся некоторые полиметаллические место­рождения) .

Особенностью скарновых месторождений является большая изменчивость рудоносности, дополняемая в некоторых типах об­щей изменчивостью формы скарновых тел, вмещающих оруде­нение. Эти характерные черты связаны с двумя обстоятельствами. Во-первых, с метасоматическим характером рудного процесса, всегда обусловливающим сложную морфологию рудных тел. Во-вторых, с тем обстоятельством, что рудные минералы в скар­новых месторождениях представлены двумя генерациями, из ко­торых вторая, более поздняя и обычно наиболее богатая, при­сутствует далеко не во всех участках скарновых тел. Например, в большинстве шеелитовых скарновых месторождений можно наблюдать, что промышленное оруденение приурочено только к зонам дробления в скарновых телах и последние весьма не­равномерно обогащены шеелитом, образующим отдельные гнезда, столбы или зоны. Все сульфиды отлагаются значительно позднее основной массы силикатных скарновых минералов, поэтому они также концентрируются неравномерно, обогащая только некото­рые участки.

Все эти обстоятельства заставляют при разведке скарновых месторождений не только изучать морфологию скарновых тел, но и выяснять закономерности внутренней структуры залежей' определяющие локализацию рудных минералов. Такие задачи при структурном изучении месторождений будут рассмотрены ниже, при описании рудных столбов. Рудные столбы в жильных месторождениях также являются структурами в структурах, но там их форма, равно как и форма самих жил, менее разно­образна и проще, чем в скарновых месторождениях.

Наконец, кроме, скарновых залежей, заключающих в себе рудные минералы, встречаются совершенно безрудные скарно-

11 5

вые тела, не имеющие никакого отношения к оруденению, часто относящиеся даже к другому геологическому циклу. Их присут­ствие на площади месторождения может вносить большую пу­таницу, вызывая неосновательные надежды на присутствие в них оруденения.

Некоторую ориентировку относительно возможной рудонос- ности скарнов может дать нахождение в них аномальных анизо­тропных гранатов; для пустых скарновых пород более харак­терны изотропные гранаты. Этот признак, однако, очень нето­чен. Часто в рудоносных скарнах также присутствуют изотроп­ные гранаты, более ранние по возрасту и, с другой стороны, известны безрудные скарны с анизотропными, более поздними гранатами.

Сложность строения скарновых месторождений резко ограни­чивает возможность применения разведки бурением. Тем не ме­нее довольно часто проводятся буровые работы с целью полу­чения запасов категории С] или даже только установления руд­ной минерализации на глубине. Для получения запасов катего­рий В и А2 в основном применимы только горные выработки, проведение которых чрезвычайно затрудняется большой кре­постью скарнов.

Приведенное ниже описание методики разведочных работ на одном из месторождений может быть в равной степени применимо как для молибденитовых, так и для шеелитовых скарновых месторождений.

Одно из типичных месторождений приурочено к почти верти­кальному контакту дайкообразной интрузии гранитов с известня­ками. Контакт имеет тектонический характер. Подвижки вдоль него возобновились сразу же вслед за затвердением перифери­ческих частей гранитов, но до стадии внедрения аплитовых жил. Об этом свидетельствует образование системы заполненных аплитом трещин типа оперенных, поперечных по отношению к контакту и явно сопряженных с ним (рис. 33).

Несколько позднее зона контакта была скарнирована с обра­зованием гроссуляровых скарнов за счет гранитов и аплитов. Новые движения вдоль контакта обновили трещиноватость в узкой полосе соприкосновения гроссуляровых скарнов с извест­няками и одновременно вызвали образование внутри тела грос­суляровых скарнов дополнительной системы оперенных трещин, ориентированных так же, как и ранние аплитовые дайки. Вдоль подновленного контакта известняков с гроссуляровыми скарнами последующие магматические эманации образуют продольное тело андрадитовых скарнов, а внутри более древних гроссуля­ровых скарнов по трещинам оперения отлагаются разнообразные гранаты, создающие в этом скарновом теле участки поперечной полосчатости, падающие на восток.

Почти одновременно со стадией отложения андрадита или несколько позже, в трещинах и промежутках между минераль­116

ными зернами скарна происходит отложение рудного минерала 1-й генерации. Рудный минерал 1-й генерации играет главную роль в рудной минерализации на месторождении, и его локали­зация вдоль зон поперечной полосчатости могла в некоторых местах обусловить восточное склонение рудных столбов. Позднее подвижки вдоль контакта возобновились. Дробление полосы андрадитовых скарнов создало благоприятные условия для отло­жения минералов гидротермальной стадии (халькопирита, пи­рита, арсенопирита и антимонита) и тесно связанного с ними рудного минерала 2-й генерации.

Рис. 33. Структурно-тектоническая схема типичного месторож- дения редких металлов в скарнах

/ —граниты; 2 ~ известняки; 3—дайки аплита; 4—гроссуляровые скарны; <5—андра-дитовые скарны

Таким образом, образование скарновых тел и рудная мине­рализация на месторождениях подобного типа полностью кон­тролируются тектоническими нарушениями. Там, где тектониче­ские движения по каким-либо причинам отсутствуют, в зоне кон­такта нет ни скарнов, ни оруденения.

Границы оруденения, особенно промышленного, не совпадают с границами скарновых тел. Только в тех участках скарнов, где последующие тектонические движения создавали благоприятные условия для циркуляции рудоносных эманаций, скарны вмещают оруденение.

Разведка месторождения осуществляется системой штолен, проходимых по простиранию скарнового тела на расстоянии (по вертикали) 30—60 м. Штольни идут непосредственно по рудному телУ> ^причем, когда мощность оруденения превышает ширину горной выработки, применяются рассечки (орты) не реже, чем через 15—20 м по простиранию. Последние пересекают всю мощ­ность рудной зоны, -от малоизмененных гранитов в одном боку до известняков в другом.

117

При изучении минералогического состава руд серьезное вни­мание следует обращать на выяснение степени окисления и гра­ниц распространения окисленных руд. Многие окисленные руды редких металлов, например, молибдена, либо совсем не обога­щаются, либо обогащение их требует особых приемов. В этом случае окисленные руды должны быть изучены с особой тща­тельностью, а запасы их подсчитаны отдельно от сульфидных РУД-

Степень окисления молибдена в верхней зоне и глубина са­мой зоны могут быть весьма различны. Так, например, на одном из месторождений, представленном штокверком кварцево-молиб- денитовых прожилков во вторичных кварцитах, в зоне окисления молибдит (МоОз) составляет 25% от всего содержащегося в руде молибдена, а в сильно раздробленных участках окисление молибденита распространяется до глубины 150 ж. В другом месторождении на поверхности рудного тела количество окислен­ного молибдена составляет 63%, на горизонте 20 ж от поверх­ности — 57%, на горизонте 50 ж — 22% и на горизонте 80 ж — 1%. На третьем месторождении отношение сульфидного молиб­дена к окисленному составляет у поверхности 1 : 4, а на глубине 40 ж повышается до 1:1.

Важным вопросом при разведке месторождений в скарнах является правильное определение объемного веса руд. Многие скарны обладают большой кавернозностью и пористостью, по­этому для них непригодно обычное пикнометрическое определе­ние удельного веса.

В связи с большой крепостью пород трудно определить объ­емный вес путем выемки и взвешивания руды из специальных выработок точно замеренного сечения. Обычно приходится огра­ничиваться массовым определением объемного веса характерных штуфов, причем размеры штуфов должны быть максимальными. Штуфы предварительно покрываются тонким слоем парафина, чтобы вода, в которую погружается образец, не проникала в поры породы.

V. РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

1. Р азведк а пластообразны х м есторож дений неопределенного (осадочн ого или гидротерм ального) генезиса

Пластообразные месторождения медных и полиметаллических руд, частью, несомненно, гидротермальные, частью неопределен­ного генезиса, довольно широко распространены и имеют боль­шой практический интерес. Они представлены медистыми песча­никами и прожилково-вкрапленными цинковыми и свинцовыми рудами, приуроченными к слоистым толщам известняков и до­ломитов.118

"Сравнительно небольшая изменчивость качества полезного ископаемого и большие площади отдельных рудных тел место­рождений этой группы дают возможность производить предва­рительные и частично детальные разведки, в основном, бурением. Только в последующие стадии, когда рудное тело вскрывается капитальными горными выработками, детальная разведка участ­ков, непосредственно предназначенных для подготовки к эксплу­атации, производится (попутно с подготовкой) горными выра­ботками, часто в сочетании с подземным колонковым бурением.

Медленно-вращательное (ручное) бурение не применимо, так как рудные тела обычно залегают в крепких породах. Полого­падающие месторождения можно разведывать ударно-канатным или колонковым бурением. Во многих случаях колонковому бу­рению отдают предпочтение перед ударно-канатным.

Характерной особенностью Пластовых и пластообразных ме­сторождений является их приуроченность к определенному стра­тиграфическому горизонту («рудному горизонту») в разрезе более или менее мощной толщи вмещающих пород. В таких условиях весьма важно детально изучить весь разрез вмещаю­щих пород, чтобы выяснить в деталях положение «рудного гори­зонта». Колонковое бурение, при котором образуется неразру­шенный столбик породы — керн, дает гораздо более удобный для изучения материал, чем раздробленные осколки и шлам, получаемые при ударно-канатном бурении.

Для крутопадающих месторождений ударно-канатное буре­ние совсем не применимо, и единственным методом предвари­тельной и первых стадий детальной разведки является колонко­вое бурение.

Разведка месторождений медистых песчаниковОдно из наиболее характерных месторождений медистых пес­

чаников приурочено к песчано-глинистой свите пермо-карбона, имеющей мощность около 700 ж. Свита составлена красными песчанисто-глинистыми сланцами и песчаниками, чередующимися с серыми аркозовыми известковистыми песчаниками. Суммарная мощность первых примерно в два раза больше мощности вторых; таким образом, красные сланцы и песчаники имеют мощность около 500 ж, серые — немного более 200 ж; мощность отдельных пачек серых песчаников достигает 25—30 ж.

Красные сланцы и песчаники, как правило, безрудны. Ору­денение приурочено к серым песчаникам, почти все слои кото­рых, за исключением некоторых в нижнем отделе свиты, вме­щают рудные тела (хотя не на всех участках). Нижний отдел минерализован слабее, но все же рудные залежи встречаются на протяжении 350 ж по вертикали стратиграфической колонки, что необходимо учитывать при разведке.

Район месторождения расположен в синклинории, осложнен­ном двумя «антиклинальными» структурами, или, как их назы-

119

вают на месте, к у п о л а м и , к которым и приурочены рудные участки. Эти рудоносные структуры вытянуты в направлении на северо-восток. Они не замкнуты на северо-восточном окончании, и оси их полого погружаются на юго-запад. Каждая «антикли­наль» в обеих крыльях ограничена отчетливыми полосами интен­сивного смятия, с развитием по ним нарушений типа флексур, переходящих в сбросы. Породы во внутренних частях «антикли­налей» залегают почти горизонтально, а в северо-западной и юго-восточной частях участка, в зонах сбросов флексур, при­обретают наклонное и даже крутое залегание (рис. 34).

Рис. 34. Разрез через купол, с пластовыми залежами медистых песчаников(по К. Сатпаеву)

7 —красные песчано-глинистые сланцы; 2 —серые аркозовые песчаники; 3— зоны дислокаций

Рудоотложение происходило в течение двух самостоятельных стадий. Важнейшей является первая стадия, в которую была от­ложена главная масса руд путем замещения карбонатного це­мента песчаников, с образованием пластовых залежей. Располо­жение залежей в плане отчетливо контролируется разломами. Руды представлены халькопиритом, борнитом, кварцем и бари­том. В подчиненном количестве встречаются пирит и сфалерит. Главными рудными минералами второй стадии являются борнит, галогенный халькозин и на некоторых участках галенит. Для второй стадии формирования месторождения более характерно заполнение трещин, чем выполнение пор и замещение цемента песчаников, поэтому рудные тела второй стадии имеют форму пластовых жил. Практическое значение этих богатых жилопо­добных масс, концентрирующихся внутри мощных пластовых за­лежей первой стадии минерализации, заключается в возмож­ности, при надлежащей постановке эксплуатационной разведки, селективно добывать и выдавать отдельно эти богатые руды. Может быть организована также попутная добыча свинцовых руд, которые ассоциируются только со второй стадией минера­лизации.

Процессы вторичного (супергенного) изменения сравнительно незначительны.

В последнее время некоторые советские геологи высказывали мнение о том, что большинство месторождений медистых песча­ников имеет осадочный генезис. По их представлению, медные соли осаждались вместе с обломочными отложениями в пред­горных впадинах континентальных котловин. Источником рас­творов солей меди явились размывавшиеся водами многочислен­но

ные коренные медные месторождения горных цепей, существо­вавших в древности и граничивших с котловинами. Приурочен­ность медных минералов к серо-зеленым песчаникам также легко объясняется с позиций осадочной гипотезы. Медные сое­динения вместе с вмещающими их песчаниками отлагались в восстановительной среде; часть железа при этом выпадала в закисной форме, образуя окрашенные в серо-зеленый цвет ми­нералы хлориты и лептохлориты. Отложение красноцветных осадков, не содержащих медных минералов, происходило в окис­лительной среде, что способствовало энергичному выделению окисных соединений железа — гематита, лимонита, окрасивших осадки в красный цвет.

Важный практический вывод из этой гипотезы, влияющий на методику разведки, заключается в том, что в случае подтвер­ждения представлений об осадочном генезисе тех или иных ме­сторождений медистых песчаников, нет оснований искать руды только в куполах складчатых структур или в связи с разломами, нарушающими рудоносную толщу. Поскольку в этом случае складки и разломы образовались после отложения руды, они не могли влиять на ее первичное распределение. Следовательно, геолог-разведчик месторождения будет исследовать уже не связь руд со структурами, а другие факторы, контролировавшие распределение медных руд. Очевидно, размещение залежей бу­дет определяться направлением потока меденосных растворов, расположением древних озер, в которых отлагалась медь, и фа­циальным составом осадков.

На этом примере можно видеть, какое большое влияние на методы разведки оказывают соображения о генезисе месторожде­ния и достоверные сведения обо всем комплексе геологических условий его образования.

Прослеживание, оконтуривание и изучение выходов медистых песчаников на поверхности производится горно-разведочными ра­ботами легкого типа, при помощи которых осуществляется также систематическое опробование. Поверхностные горные выработки имеют большое значение для выяснения деталей геологического строения (изучение стратиграфического разреза, прослеживание пачек рудоносных песчаников, изучение флексур и сбросовых на­рушений) рудоносных площадей. Так как рудовмещающая свита на большой площади залегает полого, рудные тела образуют несколько1 этажей по вертикали и на поверхности обнажается только их небольшая часть. Главную роль в прослеживании и оконтуривании имеют не мелкие горные выработки, а верти­кальные скважины, пересекающие рудоносную свиту по всей ее мощности.

Руды рассматриваемого месторождения достаточно просты и имеют невысокий коэффициент вариации по содержанию; структура же и крепость их таковы, что при колонковом буре­нии получается удовлетворительный выход керна. Вследствие

121

этого буровые скважины успешно применяются не только для прослеживания и оконтуривания, но и для детальной разведки, с целью подсчета запасов по категориям В и А2. Этому благо­приятствует еще и то обстоятельство, что на месторождении имеется достаточное количество горных выработок. В этих вы­работках проводят систематическое опробование и из них берут технологические пробы, дополняющие данные буровых скважин.

Средняя густота сетки скважин при детальной разведке со­ставляет 50X50 м (в среднем 2250 м2 на 1 скважину), с коле­банием по важнейшим залежам от 25X25 м до 75X75 м.

При эксплуатационной разведке необходимо применение под­земного колонкового бурения с целью контрольного опробования кровли и почвы очистных выработок для установления полноты выемки.

Важным вопросом геологического изучения медистых песча­ников является установление возможности их комплексного использования с извлечением всех полезных компонентов.

2. Р азв едк а прож илково-врапленны х м есторож ден и й м едии м олибден а

Прожилково-вкрапленные месторождения меди и молибдена обычно приурочиваются к небольшим массивам интрузивных по­род — гранит-порфиров, гранодиорит-порфиров и т. п., а также к окружающим породам, составляющим их кровлю.

Вмещающие породы бывают, как правило, сильно изменены гидротермальными растворами: серицитизированы, окварцованы и превращены в так называемые «вторичные кварциты». По мельчайшим капиллярам и трещинам во «вторичных кварцитах» откладываются отдельные зерна и небольшие скопления рудных минералов, главным образом пирита и халькопирита, образуя вкрапленные (или импреньяционные) руды.

Месторождения рассматриваемой группы по своей морфоло­гии могут соответствовать пластообразным залежам. Иногда форма их приближается к изометричной, т. е. залежи имеют при­мерно равные размеры по ширине, длине и высоте.

К описываемому типу относятся:а) М е с т о р о ж д е н и я м е д н ы х п р о ж и л к о в о-в к р а-

п л е н н ы х руд во всякого рода «вторичных кварцитах», пред­ставленные залежами, имеющими значительные размеры в длину и ширину, а в плане — овальную или грубо-эллипсоидаль­ную форму. Площадь рудных залежей обычно составляет 0,5—1,5 км2.

Часть месторождений подобного типа контролируется слож­ными системами трещин, как, например, Чиквикамата в Чили (рис. 35). Площадь вкрапленного и штокверкового медного ору­денения Чиквикамата протягивается на 2,5 км в длину, при ши­рине 0,3—0,5 км.122

Основными полезными компонентами являются медь и молиб­ден. Последний постоянно присутствует в большинстве место­рождений в очень небольших количествах, однако технология его извлечения вполне разработана. Кроме меди и молибдена,

Рис. 35. Структурная схема рудоносной трещинова­тости на меднопорфировом месторождении Чикви­

камата7—рудные жилы и сильно оруденелые зоны; 2— гранодиорит окварцованный; 3 —серицитизированный и мало окварцованный; 4 —полностью серицитизированный с зернами кварца; 5 — альбити- зированный и серицитизированный; 6—хлоритизированный и аль-

битизированный; 7—свежий

в рудах обычно содержится небольшое количество золота и се­ребра.

Часть прожилково-вкрапленных месторождений представлена большими трубообразными телами. Так, Кальмакырское место­рождение в Алмалыкской группе является трубообразным телом.

123

б) М о л и б д е н о в ы е ш т о к в е р к о в ые м е с т о р о ж ­д е н и я , представляющие собой образования однотипные с мед­ными прожилково-вкрапленными месторождениями. Они также связаны с верхними частями малых интрузий и залегают либо в них, либо в сильно измененных вмещающих породах. В каче­стве примера упомянем месторождение Клаймакс (США), которое имеет трубообразную форму с эллипсоидальным сечением в плане и длинной осью, достигающей по протяжению 3000 м. Внутренняя часть трубы на верхних горизонтах состояла из почти безрудной сильно окварцованной породы. Ширина коль­цеобразной оруденелой зоны (в плане) колеблется от 100 до» 400 м.

Руды месторождений этого типа представлены вкрапленни­ками и распространены на очень значительных площадях. По­этому важное значение, в особенности в первые стадии разведки,, приобретают специальные виды съемки поверхности —• купро- метрическая и молибденометрическая.

Купрометрическая и прочие виды металлометрической съемки имеют целью выявить характер распределения рассеянного ору­денения на площади выходов. Хотя контуры обогащенных участ­ков на поверхности не всегда точно совпадают с положением промышленных руд на глубине, а процессы выщелачивания в самых верхних частях месторождения еще более искажают картину действительного размещения рудных участков, тем не менее в целом металлометрическая съемка все же дает прибли­зительно контуры распределения оруденения. При такого рода- съемке обычно используют примитивные способы вскрытия ко­ренных выходов (образцы часто берут даже непосредственно из обнажений), и потому металлометрические съемки позволяют дешево и быстро составить общее представление о месторож­дении.

Первая операция съемки (для примера — купрометрической) заключается во взятии образцов (штуфов) по равномерной сетке, покрывающей всю изучаемую площадь. Путем глазомерного- сравнения отобранных штуфов с коллекцией эталонных образ­цов, в которых содержание меди установлено точными лабора­торными методами, быстро определяют содержание меди в огромном количестве точек, рассеянных на поверхности место­рождения, и получают карту, на которой видно распределение богатых, бедных и пустых участков (рис. 36).

В зависимости от размеров изучаемого месторождения штуф- ные образцы берут по сетке со стороной квадрата 20—50 м. На участках, перекрытых наносами, по той же сетке проводят рас­чистки, а если наносы глубоки, то задают шурфы. Образцы берут не с самой поверхности коренного выхода, а после снятия верхней, сильно разрушенной корки толщиной 0,2—0,3 м. В каж­дой точке (или забое шурфа) отбирают пять образцов: один в центре и четыре по углам забоя шурфа. Окончательное содер- 124

жание меди для данной точки определяется как среднее арифме­тическое по всем пяти образцам.

Так как штуфы берут из приповерхностной, окисленной зоны месторождения, они содержат медные минералы в окисленном виде, в форме малахита, азурита, хризоколлы и т. п. Часть

Рис. 36. Купрометрическая карта меднопорфирового месторождения(по М. Русакову)/—богатые окисленные руды; 2 ~бедные окисленные руды; 3 —внутренние контуры ли­шенных меди пород

меди из них совсем выщелочена, и на месте остались только лимониты как продукты разложения медных минералов, пи- рита и др. Остаточные лимониты, образовавшиеся за счет мед­ных минералов, отличаются по внешнему виду от остаточных лимонитов, образовавшихся вследствие разрушения пирита и дру­гих минералов.

Лимониты медных минералов имеют характерное строение и часто представлены смоляными разностями. При навыке можно довольно точно устанавливать по характерным лимони­там, сколько меди выщелочено из изучаемого штуфа. В резуль­тате, для каждого образца, путем сравнения его с эталонными, устанавливаются две важные цифры: 1) процент содержания меди, определяемый по окисленным медным минералам, и 2) процент содержания меди, определяемый по продуктам выщела­чивания, т. е. по остаточным лимонитам. Очевидно, что в сумме

125

обе эти цифры дадут общее содержание меди в точке, из кото­рой был взят образец.

Часть месторождений имеет отчетливое вертикальное распре­деление сортов руд и, таким образом, приблизительно разде­ляется на несколько, грубо говоря, горизонтальных «пластов», сложенных разными рудами. Это особенно хорошо проявляется в медных прожилково-вкрапленных месторождениях, которые в связи с процессами выветривания приобретают вторичную зональность и сверху вниз разделяются на следующие зоны: а) окисления; б) выщелачивания; в) вторичного окисного обо­гащения; г) вторичного сульфидного обогащения; д) первичных вкрапленников (рис. 37).

Рис. 37. Геологический профиль меднопорфирового месторождения (поМ. Русакову)/ -мондонит-порфиры; 2 —интрузивные фельзиты, микрограниты и аплиты; 3 — вторич­ные кварциты (кварцитизированные мондонит-порфиры и другие породы); 4 —кварцевые жилы (темные массивные вторичные кварциты); 5 — порфировые медные руды (окислен­ные сверху, сульфидные внизу); 6 —зона выщелоченных и осветленных пород; 7—первич­ные руды с убогой вкрапленностью сульфидов (пирита и халькопирита); богатыехалькозиновые руды

В разных месторождениях и на различных участках одного и того же месторождения зоны окисления и выщелачивания мо­гут меняться местами (по вертикали).

Зоны выщелачивания обычно убоги и не имеют промышлен­ного значения, но это не является отрицательным показателем для более глубоких частей месторождения.

Зона окисления является промышленной только в некоторых случаях. Так как среди окисленных медных минералов имеются соединения, извлечение меди из которых сопряжено с техниче­скими трудностями (например, хризоколла Си5Ю з-2Н20), не­обходимо проводить не только опробование, но и тщательное минералогическое изучение проб. При этом важно выяснить пло­щадь распространения каждого минералогического сорта руд и процентное содержание медных минералов, влияющих на тех­нологические свойства. Содержание этих минералов показы­вается на плане рудного тела и в вертикальных разрезах, про­ходящих через зону окисления. Средняя мощность зоны окислен­ных руд обычно составляет несколько десятков метров.126

Зона цементации (вторичного окисного и вторичного сульфид­ного обогащения) наиболее ценна в месторождении, так как содержание меди в ней значительно повышается. Главным руд­ным минералом в зоне вторичного сульфидного обогащения мед­ных месторождений является халькозин (Сн52). Мощность халь- козиновой зоны в разных месторождениях составляет 30—50— 120 м.

Руды зоны обогащения располагаются на небольшой или средней глубине в виде почти горизонтально лежащего тела, параллельного уровню грунтовых вод.

Зона первичных руд обычно представлена непромышленными вкрапленниками сульфидных минералов, преимущественно пи­рита. Поэтому часто на этих месторождениях глубина промыш­ленного1 оруденения не превосходит 100—150 м, что определяет способ их разведки. Однако на некоторых месторождениях встре­чаются и первичные руды с повышенным содержанием меди.

Наиболее часто на медных прожилково-вкрапленных место­рождениях применяется разведка вертикальными буровыми скважинами, контролируемыми шахтами. Бурение осущест­вляется колонковыми и ударно-канатными станками.

При ударно-канатном бурении опробование прожилково- вкрапленных руд более надежно, чем при колонковом бурении, в связи с тем, что диаметр скважин больше и при помощи же­лонки более полно извлекается в пробу весь материал, хотя и в раздробленном состоянии. Поэтому в данном случае пред­почтение отдается ударно-канатному бурению. Преимущества колонкового бурения, заключающиеся в возможности извлечения неразрушенного столбика породы (керна), отходят на второй план, потому что породы на прожилково-вкрапленных место­рождениях до неузнаваемости изменены и изучение их в нераз­рушенном состоянии менее важно.

Количество контрольных шахт зависит от размеров место­рождения и разнообразия сортов полезного ископаемого. При простом составе руд, когда уже пройденные шахты показали полную надежность опробования по скважинам, число контроль­ных шахт может быть уменьшено. Однако шахты обычно не­обходимы не только для контроля сведений, полученных по сква­жинам, но и для изучения физических свойств, текстуры и струк­туры руд и получения проб большого веса для лабораторных и заводских испытаний.

Буровые скважины и шахты располагаются по квадратной сетке. Только в явно вытянутых месторождениях, контролируе­мых трещинными зонами, прибегают к прямоугольной сетке, в которой короткая сторона прямоугольника сетки располагается перпендикулярно направлению, по которому вытянуто место­рождение.

Расстояния между скважинами при предварительной раз­ведке многих прожилково-вкрапленных месторождений, имеющих

127

равные размеры во всех направлениях в плане, приняты в 100 ж с расположением по квадратной сетке. Сгущение при детальной разведке осуществляется путем бурения скважин в центрах квадратов сетки предварительной разведки, что дает сетку густо­той в 60 м. При детальной разведке сетка скважин местами со­кращается до 15 ж. На месторождениях удлиненной формы скважины предварительной разведки располагались через 100 ж вкрест простирания и через 200 ж по простиранию. При деталь­ной разведке вытянутые оруденелые зоны разведываются сква­жинами при расстояниях в 30 ж вкрест простирания.

Бурение часто осуществляется ударно-канатным способом, скважины проходятся большими диаметрами (начальный диа­метр от 660 до 305 мм, конечный 127—75 мм).

Точность разведки зарубежных медных прожилково-вкраплен- ных месторождений показана в табл. 3. В таблице показано про­центное отношение количества фактически добытых руд меди и среднего ее содержания к количеству запасов, ранее подсчи­танных на основании разведки.

Т а б л и ц а 3Точность разведки некоторых прожилково-вкрапленных месторождений

(данные эксплуатации выражены в % к данным разведки)

МесторождениеДействительное

количество добы­той руды

Действительное содержание меди

Действительное количество добы­

того металла (меди)

Инспирэйшн 102,4 84,5 86,5Миами 104,8 90,0 94,3Невада 104,6 91,0 95,1Нов. Миами 115,1 88,9 102,4Ахо 152,7 91,6 138,1

Если при разведке применяется колонковое бурение, то, кроме керна, в целях контроля и сопоставления результатов произво­дится также опробование шлама.

В зоне окисления некоторых месторождений шлам обычно разубоживается за счет вышележащей зоны выщелачивания. При проходке халькозиновых руд, наоборот, шлам имеет более вы­сокие содержания меди, чем керн. В других случаях шлам во всех зонах по содержанию бывает богаче керна.

При разведке месторождений прожилково-вкрапленных руд необходимо проведение химических экспресс-анализов проб, ото­бранных из разведочных скважин. При отсутствии своевременно сделанных анализов скважина может быть преждевременно -остановлена, либо, наоборот, перебурена на слишком большую глубину.

На месторождениях со сравнительно частой сменой рудных зон разного состава пробы по скважинам брались с интервала

'128

длиной в 1 ж. На других месторождениях при большой мощ­ности рудных зон длина интервала, включаемого в одну пробу, была увеличена до 2 и даже до 3 м, так как выделение тонких слоев не вызывалось необходимостью.

Разведка медных прожилково-вкрапленных руд в связи с большими размерами и мощностью рудных тел обходится де­шево.

3. Разведка линзообразных месторождений колчеданных руд, меди, свинца и цинка

Месторождения медистых колчеданов часто бывают приуро­чены к рассланцованным эффузивным и осадочным породам, ко­торые в значительной мере превращены в хлоритовые и серици- товые сланцы. Рудные тела обычно имеют линзообразную форму, реже форму жил, и залегают более или менее согласно с круто­падающей сланцеватостью вмещающих пород. Размеры линз различны и изменяются от немногих десятков до сотен и даже в отдельных случаях до тысячи метров длины по простиранию и падению. Мощность таких линз измеряется метрами и десят­ками метров. Преобладающим рудным минералом является пи­рит, в значительных количествах встречаются халькопирит и сфа­лерит, более редки галенит и теннантит.

Важно отметить, что, кроме проявлений вторичной зональ­ности, в рудах колчеданных месторождений наблюдаются изме­нения минералогического состава по простиранию и по паде­нию. В связи с этим отдельные линзы одного и того же место­рождения или даже участки в одной и той же линзе могут быть чисто пиритными, медно-пиритными или медно-цинковыми. Поэтому при разведочных работах совершенно необходимо про­изводить оконтуривание разных сортов руд.

Характерными особенностями колчеданных залежей явля­ются склонение, которое может быть весьма разнообразным, и присутствие «слепых» тел, не имеющих непосредственного вы­хода на дневную поверхность.

Зона окисления обычно представлена железными «шляпами», зона выщелачивания — рыхлыми, слабо сцементированными ба­ритовыми и колчеданными сыпучками. Эти верхние горизонты колчеданных месторождений практически лишены меди и дру­гих цветных металлов, но часто являются промышленными ме­сторождениями золота. Надежна их разведка горными вы­работками, применение которых обязательно при детальной раз­ведке. Но в первых стадиях разведки и опробования возможно применение ударно-канатного бурения с тщательным отбором проб по всей мощности зон окисления и выщелачивания.

Зоны сульфидного обогащения и первичных руд разведыва­ются скважинами» и буровые работы являются главным видом разведки. Метраж колонкового бурения на месторождении даже

9 Ажгирей 129

среднего масштаба обычно измеряется десятками тысяч метров- Так, например, разведка бурением рудоносной линзы, имеющей длину по падению около 300 м, проводилась по разведочным ли­ниям, отстоящим друг от друга по простиранию на 50—80 м и между горизонтами подсечения по вертикали — на 50 м (рис. 38). Разведка рудного тела другого месторождения осу-

Рис. 38. Типичное медноколчеданное месторождениеколчеданная руда; 2 —рассданцованные альбитофиры, зелоные сланцы; 3 ~ кварцевв-серицито- вые сланцы; 4 -кварцево-серицитовые сланцы с редкой вкрапленностью пирита; 5-кварцево- серицитовые сланцы с богатой вкрапленностью пирита; 6-буры й железняк; 7—колчеданная сы* пучка; 8 — альбитофиры; 9 —четвертичные отложения (наносы)ществлялась наклонными скважинами с расстоянием между скважинами первого ряда 90—100 м. По падению рудного тела скважины располагались на интервалах, кратных 60 м. Третье месторождение 'разбуривалось наклонными скважинами с рас­стоянием между линиями 70—100 м. Первый ряд скважин под­секал рудное тело приблизительно на горизонте 100 м, скважины второго ряда задавались «в затылок» на 100 м ниже скважин первого ряда.

Применявшееся на некоторых месторождениях беспорядочное, не «в затылок», расположение скважин затрудняет геометриза­цию форм рудных тел. Строить по таким материалам вертикаль­ные геологические разрезы и погоризонтные геологические планы весьма неудобно.

Несмотря на то, что глубокие скважины, заданные в одном профиле в затылок одна другой, в связи с азимутальным искрив­лением выходят из плоскости разреза, привязка всех данныхПО

к параллельным разрезам все же значительно удобнее при рас­положении устьев скважин в правильных профилях.

Буровая разведка позволяет подсчитать запасы колчеданных линз по категориям В и С,. Некоторые участки при надлежащей густоте сетки (50 X 50 м для тел больших размеров) и правиль­ном строении рудного тела могут быть подсчитаны по кате­гории А2. Однако дальнейшее сгущение сетки скважин и разведка всего месторождения до категории А2 только бурением нецеле­сообразна.

На многих колчеданных месторождениях наблюдаются текто­нические нарушения. В таких случаях толкование формы двой­ных и тройных рудных тел, встречаемых в скважинах, может быть различным. Так, на одном из месторождений (рис. 39) все обнаруженные бурением двойные и тройные сближенные тела ока­зались одним телом, смещенным ступенчатыми взбросами. В таких случаях большое значение имеет эксплуатационная разведка, про­изводимая горными выработками и скважинами подземного буре­ния, уточняющая морфологию рудных тел и распределение сор­тов руд.

Методика поисков и отчасти разведки колчеданных месторож­дений зависит от представлений об условиях их образования. До недавнего времени считалось, что колчеданные месторождения на Урале образовались путем ме- тасоматического замещения метаморфизованных зеленокамен­ных сланцев гидротермальными растворами, генетически связан­ными с верхнепалеозойскими гранитами.

Академик А. Н. Заварицкий, на основании изучения одного из южноуральских колчеданных месторождений, залегающего в толще нерассланцо'ванных эффузивов, высказал гипотезу, согласно которой все уральские колчеданные месторождения пер­воначально образовались в верхнем силуре и нижнем девоне приблизительно одновременно с крупнейшими излияниями сред­них магм, давших толщи спилитов и кератофиров. Основанием для такой гипотезы послужило сравнительное изучение рудной минералогии упомянутого месторождения и остальных колчедан­ных месторождений Урала. В первом месторождении, залегаю­щем среди нерассланцованных эффузивов, сульфидные минералы представлены разновидностями, непосредственно выделившимися из коллоидных растворов, с характерными скорлуповатыми фор­мами; в месторождениях, залегающих среди сланцев, пирит и другие сульфидные минералы подверглись полной перекри- 9* 131

Рис. 39. Вертикальный разрез че­рез нарушенный участок рудного

тела

сталлизации и коллоидные структуры там совершенно отсут­ствуют. Приведенные выше (и некоторые другие) факты дали основание А. Н. Заварицкому предполагать, что уральские кол­чеданные месторождения существовали задолго до того, как были подвергнуты воздействию тектонических сил в верхнепалео­зойское время при образовании Уральских гор. При горообразо­вании эффузивы (спилиты и кератофиры) были рассланцованы, а колчеданные тела смяты в линзы.

Понятно, что гипотеза Заварицкого оказывает влияние на ме­тоды поисков и разведок колчеданных месторождений на Урале. Во-первых, в соответствии с его представлениями о генезисе кол­чеданных месторождений, их нужно искать не только среди рас- сланцованных пород, но и среди нерассланцованных эффузивных толщ. Во-вторых, тектонические структуры зеленокаменных по­род, вмещающих месторождения, образовались после рудных тел и поэтому не определяют расположения (не контролируют) слепых и параллельных рудных тел, которые необходимо отыски­вать при разведке. Следовательно, с этими поздними тектониче­скими структурами надо считаться постольку, поскольку они мо­гут изменять форму уже существующих рудных тел.

Советские геологи, изучавшие генезис колчеданных линз, при­шли к заключению, что история месторождений была длительной и возможно весьма сложной. Между тем, прежде месторождения изучались вне геологической истории и без выяснения влияния процессов, происходивших в окружающих породах. Не всегда учитывалось, что в связи с воздействием разных геологических факторов первоначально отложенные руды во многих месторожде­ниях должны существенно изменяться, и форма рудных тел при этом также может приобретать такие черты, которые ранее не были свойственны месторождению. В действительности же судить об условиях первичного отложения руд и о первоначаль­ных особенностях месторождений в ряде случаев можно только отчасти, на основании изучения парагенезиса минералов и геоло­гических особенностей метаморфизованного месторождения. Не­обходимо стремиться выяснить, каким было месторождение и его минералогический состав раньше, в момент образования, и какие изменения оно испытало' после своего' образования.

4. Разведка метасоматических полиметаллических месторождений больших размеров

Характерными представителями месторождений больших раз­меров со сложными формами рудных тел являются полиметалли­ческие месторождения, залегающие среди вулканогенно-осадоч­ных толщ, и крупные жилообразные и неправильные месторожде­ния в известняках, доломитах и в других породах, в образовании которых решающее значение имели метасоматические процессы. Все эти месторождения характеризуются средней неравномер­132

ностью строения, т. е. коэффициент вариации по содержанию полезного ископаемого у них изменяется от 50 до 100, изредка поднимаясь до 150. На крупных месторождениях наиболее рас­пространенных цветных металлов разведки горными выработ­ками и бурением имеют поэтому одинаково широкое применение и обычно комбинируются. Разведка только горными работами или только бурением практикуется очень редко.

Горные выработки необходимы для детального изучения мор­фологии рудных тел, текстур руд, горно-технических условии эксплуатации, для надежного опробования, для взятия техноло­гических проб большого1 веса, которые редко1 удается получить в достаточном количестве из буровых скважин.

Буровая разведка в условиях рассматриваемых месторожде­ний также имеет свои положительные и отрицательные стороны. Если вспомнить, что пробы в забоях горных выработок на место­рождениях цветных металлов берутся через 2—4 м, а самая гу­стая сетка скважин не бывает меньше, чем 25 м, недостаточность числа проб при буровой разведке станет очевидной. Основным положительным качеством бурения является быстрота и относи­тельная дешевизна, что особенно важно при предварительной раз'ведке и при разведке нижних горизонтов крупных месторож­дений цветных металлов, в которых рудные тела обычно просле­живаются на большую глубину.

Бурение применяется на этом типе месторождений в следую­щие этапы:

а) предварительная разведка, при которой производится под- сечение редкой сеткой скважин неглубоких и средних горизонтов рудных тел;

б) поиски и предварительная разведка новых рудных тел на флангах уже разведанного месторождения;

в) разведка глубоких горизонтов.На тех месторождениях цветных металлов, где форма рудных

тел и состав руд просты и тела мало нарушены послерудной тек­тоникой, бурение может являться главным методом разведки не только предварительной, по и первых стадий детальной, проводи­мой для получения запасов до категории В включительно.

Одно из типичных полиметаллических месторождений пред­ставлено системой сложных, ветвящихся жилообразных тел в из­вестняках карбона. Главное рудное тело приурочено к крутопа­дающей трещине (рис. 40). Приблизительно параллельно ему располагаются менее крупные тела. От крутопадающих тел по напластованию вмещающих пород ответвляются короткие меж­пластовые апофизы. Эта зона оруденелых трещин пересекается и несколько смещается плоскостью взбросово-сдвипового харак­тера, наклоненной под углом 40—60°, в которой тоже локали­зуется рудное тело. Своеобразный «пласт» брекчий, разделяющий толщи карбона и „девона, служит естественной границей место­рождения на глубине.

133

Первоначальный состав руд прост. Преобладающим минера­лом является пирит; рудных минералов, сфалерита и галенита в первичных рудах немного. Жильные минералы практически отсутствуют. Интенсивное окисление рудных тел привело к пол­ному изменению минералогического состава. Пирит окислился в бурые железняки, галенит — в англезит ( Р Ь З О .* ) и церуссит ( Р Ь С О з ) , сфалерит — в смитеонит (2пС03) и каламин [2п(НО)г • 5Ю3]. Окисление сопровождалось перемещением руд­ных минералов.

Рис. 40. Поперечный профиль свинцово-цинкового месторождения, залегающего в известняках (по

И. Князеву)/—окисленные цинковые руды (пластовые залежи в лежачем бо­ку); 2-свинцовые руды в трещинных телах; ^-тектонические брекчии между породами девона и карбона и брекчии обруше­ния в висячем боку месторождения в зоне окисленияСерная кислота, образовавшаяся за счет пирита, выщелочила

огромные карстовые пустоты вдоль рудных трещин и в эти пу­стоты происходило оползание сверху бурых железняков и церус- ситов. Таким образом, на глубине 100—150 м от современной поверхности произошло накопление в карстовых пустотах громад­ных масс церуосита, химически устойчивого и почти не раствори­мого в рудничных водах. Этим обстоятельством объясняется исключительная мощность и богатство свинцом верхних горизон­тов рудника, представляющих собой своеобразный пояс «вторич­ного обогащения» в пределах зоны окисления. Нижележащие го­ризонты представлены менее мощными и более бедными рудами. Повидимому, это не связано с обеднением первичных руд, а обус­ловлено замиранием процессов «вторичного обогащения».134

Главное церусситсодержащее тело протягивается на значи­тельное расстояние по простиранию. Для рудной залежи харак­терно пологое (под углом 10—12°) погружение, соответствующее погружению вмещающих пород (рис. 41). Мощность тела, дости­гающая больших вели­чин в раздувах на верхних горизонтах, уменьшается на глубо­ких горизонтах.

Сфалерит, в отличие от галенита, при окис­лении образует хорошо растворимый в руднич­ных водах сернокислый цинк. Однако, когдаэти растворы при сво- (/■ем перемещении встре­чают карбонатные и кремнистые вещества, из них осаждаются тру­днорастворимые мине­ралы цинка — смитсо- нит и каламин. Таким образом, цинк был уда­лен из первоначального рудного тела и образо- ;вал метасоматические пластообразные залежи за счет замещения из­вестняков в лежачем боку главного тела ■свинцовых руд. Чередо­вание прослоев окис­ленных цинковых руд и малоизмененных из­вестняков довольно ча­стое (рис. 42).

Пластовые залежи нарушены многочислен­ными сбросами, по ко­торым опущено восточ­ное крыло. Эти сбросы старше залежей цинковых руд; тем не менее цинковые залежи полностью повторяют все смещения, испытываемые вмещающими породами. Это значит, что замеще­ние определенных пластов цинковыми минералами было строго избирательным (селективным); рудные растворы находили сме­щенный пласт в соседнем блоке и замещали его в то время, как другие неблагоприятные пласты не замещались.

« ш§ Н8 зя 52 & О.О си Н 3 о ш - - и о “ 2 3°о 2 Vи. и I О | ^ « я . . О в

§ ° |2 В 5§■ 1 заз X о* 5 1) 3" К ч в м ку В ол 13 Я 1Й <ц Ч (у НЯ ч 1

а « 2 К я 3ю н Л ^а § §<-0 С со Ч§ 2^ н Чоо >*О)

о ал? шОч з

135

136

богатые цин

ковые руды

; 2-бедные

цинковые

руды; 3-цин

ковые руды

в тектонич

еской брекчи

и известняк

ов и доломи

тов; 4-

\ звест

няки г-

доломиты;

5-сильно т

рещиноваты

е породу

Описанное месторождение было обнаружено по старым выра­боткам. Предварительная разведка его осуществлялась скважи­нами колонкового бурения по профилям, отстоящим на 50 м друг от друга. Скважины в каждом отдельном профиле бурились, веером из одной точки. Первоначально проходилась скважина с большим наклоном для подсечения рудного тела на глубине около 150 м от поверхности, затем вторая скважина под еще- большим углом, для подсечения тела на глубине 200—250 м; кроме того, часто задавалась еще третья вертикальная скважина.

Такой способ расположения скважин нельзя назвать удачным, потому что при крутом, почти вертикальном залегании тела сква­жины, бурившиеся под углами 75—80°, пересекали рудное тело- под очень острыми углами, а вертикальные скважины могли пере­сечь только пологие пластовые апофизы, отходящие от основных рудных тел. Кроме того, в верхней части месторождения сква­жины, пройденные веером, были расположены очень близко друг от друга и, таким образом, дублировали одна другую.

Бурение глубоких скважин веером из одной точки, иногда практикуемое с целью избежать расходов по переноске бурового станка, применять не следует, за исключением особых случаев. Более целесообразно располагать скважины в одном профиле, в затылок одна другой, перенося каждую более глубокую сква­жину несколько дальше от выхода рудного тела. Это' замечание- не относится к скважинам подземного колонкового бурения, кото­рые часто располагаются веерами.

Особенностью буровой разведки на данном месторождении- является необходимость пересечения мощных тел окисленных свинцовых руд. Получение керна из рыхлых окисленных руд при обычном бурении с промывкой, даже с двойными колонковыми трубами, невозможно. Была применена проходка этих мощных тел без промывки при помощи «затирки керна всухую». При этом употреблялся обычный буровой снаряд с коронкой, армированной1 твердыми сплавами, что обеспечивало проходку крепких участков кремнистых бурых железняков.

Опыт проходки мягких и сыпучих окисленных руд при помо­щи «затирки всухую» вполне оправдал себя и может быть реко­мендован для широкого применения при пересечении окисленных зон на других месторождениях. Выход керна при таком способе близок к 80%.

В мощных зонах неустойчивых пород, сопровождающих окис­ленные руды, необходимо- вслед за буровым снарядом забивать колонну обсадных труб, и, во избежание быстрой потери диамет­ров, широко применять бурение с расширителями.

Рудные тела на месторождении имеют настолько неправиль­ную форму, что бурение даже по сетке 50 X 60 м не может дать запасов категории В, если разведываемые блоки не опираются хотя бы одной стороной на горные выработки. Вследствие этого,

137

з стадию детальной разведки, наряду с бурением, необходимо проведение многочисленных горных выработок. Главные свинец­содержащие рудные тела разведуются системой горных вырабо­ток на горизонтах, отстоящих по вертикали на 30—40 м друг от друга. Штреки проходятся либо непосредственно по рудному телу, либо в стадию подготовки к эксплуатации как полевые вы­работки, из которых рудное тело пересекается ортами, заданными через 20—25 м по простиранию. В отдельных участках для пере­вода запасов в высокие категории (А2 + В) при детальной раз­ведке проходилось дополнительно очень большое количество гор­ных выработок (штреков, рассечек, восстающих и подэтажных штреков и рассечек из восстающих), не считая горных вырабо­ток, пройденных при эксплуатационной разведке.

На такого рода месторождениях, из-за сложной и неправиль­ной формы рудных тел, эксплуатационная разведка приобретает особое значение. Часто случается, что внутри оконтуренного с трех или четырех сторон блока руд в процессе эксплуатации ■неожиданно вскрываются пережимы или, наоборот, раздувы, «карманы» и апофизы причудливой формы. Такие участки необ­ходимо немедленно разведывать для того, чтобы обеспечить полную их отработку без потерь. В этих условиях большое зна­чение приобретает подземное колонковое бурение.

В среднем на 1 тыс. т добытой руды приходится 10—50 пог. м скважин, которые бурятся специальными станками, приспособ­ленными для работы в подземных выработках. Эти цифры увели­чиваются при отработке нижних горизонтов, имеющих более сложное строение и более бедные руды. Кроме того, на особенно сложных участках дополнительно следует проводить горные вы­работки, иногда не в меньшем количестве, чем было пройдено при детальной разведке. В этом случае трудно провести грань между выработками чисто разведочными и подготовительными.

5. Разведка жильных месторождений цветных и редкихметаллов

Характерной чертой гидротермальных месторождений этого типа является приуроченность к трещинам, пересекающим самые различные осадочные, метаморфические и магматические горные породы. Форма минеральных тел обычно плитообразная, хотя отдельные пережимы и раздувы встречаются у многих предста­вителей этой группы.

Трещины, вмещающие минеральные тела, характеризуются большим разнообразием форм и генезиса, поэтому направление разведок на каждом конкретном месторождении может сильно изменяться, и единых стандартов здесь нет. На выбор способов разведки в значительной степени влияют морфология и генезис трещин, но решающее значение имеет изменчивость содержания полезных компонентов в минеральном теле. В жильном типе ме-133

•сторождений изменчивость формы, как правило', меньше измен­чивости содержания. Исключением являются некоторые сильно нарушенные месторождения.

Коэффициент вариации по содержанию полезного компонента в жильных месторождениях цветных металлов обычно изме­няется от 60 до 100, редко до 150, а в жилах малых и благород­ных металлов — от 100 до 250 и выше.

При выборе способа разведки имеет значение также размер жил, так как в случаях очень малых жил приходится сильно сгущать сетку разведочных выработок. В то же время на очень больших жилах с аналогичным коэффициентом вариации по со­держанию возможно проведение разреженной системы вырабо­ток. Кроме того', для жил больших размеров широко применяется разведка бурением. По мере уменьшения величины отдельных тел все большее значение приобретают горные выработки в ка­честве .главного способа разведки.

Рис. 43. Склонение рудной жилы. Скважины № 1, 5 и 6 пересекли рудное тело. Скважины № 2, 3 и 4 руды не

встретили

Существенной особенностью жило- и линзообразных тел, бо­лее редко проявляющейся у пластовых тел, является склонение, заключающееся в том, что жила или линза ограничена линиями выклинивания, не перпендикулярными к линии простирания (рис. 43).

Границы выклинивания жилы, определяющие ее склонение, могут иметь неодинаковый наклон и даже могут быть напра­влены в разные стороны; в этом случае длина жилы по мере углубления может изменяться, увеличиваться или уменьшаться. Если скважины, пройденные в одном из сечений, не встречают рудного тела на нижних горизонтах, в то время как в соседнем

139

сечении на этой же глубине рудное тело обнаруживается, можно предполагать наличие склонения. В жильных телах нередко на­блюдается столбообразное распределение богатых участков.

Очень часто столбы имеют крутое склонение и вытянуты по направлению склонения. Нередко встречаются также столбы с пологим склонением. Для некоторых жильных месторождений установлено, что рудные столбы образуются в местах сопряже­ния трещин разрывов, вмещающих жилы и имеющих различные элементы залегания, т. е. образование столбов зависит от тре­щинной тектоники рудного поля. При крутом склонении рудных столбов в жиле сетка разведочных выработок сгущается по про­стиранию и несколько разрежается по падению. Например, если по простиранию расстояние между скважинами при детальной разведке жилы составляет 40—50 м, то по- падению может быть принят интервал в 60—80 м.

С

Рис. 44. Схематический план и разрезы жилы с полиметалли­ческим оруденением. В средней части участка направление па­дения рудного тела меняется на обратное. Пунктиром показаны

тектонические нарушения

Жильные трещины, особенно крутопадающие, в некоторых случаях изменяют направление падения на обратное. С такой возможностью следует считаться при заложении разведочных скважин (рис. 44).

Группа жильных месторождений со сложным распределением компонентов объединяет многие сравнительно большие место­рождения золота и малых металлов гидротермального генезиса; для них характерен коэффициент вариации, изменяющийся от 100 до 200. Главной особенностью этих месторождений яв­ляется крайне неравномерное и нередко кустовое распределение компонентов. В связи с этим ценность подсечения рудного тела 140

■единичной скважиной для целей опробования и определения сред­него содержания очень мала, и даже 3—5 скважин обычно не могут дать достаточно определенных сведений о полезном иско­паемом.

Необходимо отметить, что среди жильных месторождений ма­лых металлов этого типа кварцевые жилы с молибденитовым оруденением с поверхности во многих случаях почти или совер­шенно безрудны в связи с механическим и, в какой-то мере, хи­мическим удалением молибденита из приповерхностной зоны на глубину до 10 м. Поэтому поиски и разведка1 этих месторожде­ний поверхностными выработками должны немедленно допол­няться разведкой более глубоких частей.

В настоящем разделе рассматриваются также месторождения цветных металлов, очень сильно тектонически нарушенные или представленные малыми телами.- Эти месторождения менее из­менчивы, чем месторождения золота и малых металлов, с кото­рыми они объединяются. Те и другие месторождения разведы­вать бурением ненадежно, так как этот метод для обоих типов не позволяет получать запасы выше категории Сь Однако, не­смотря на малую надежность, бурение здесь применяется до­вольно широко1, потому что»' дает возможность быстро устанавли­вать факт присутствия минерального тела на нижних горизон­тах, чего не могут дать в короткие сроки горные выработки.

Решающее значение для оценки месторождения имеют гор­ные выработки ■— штольни или шахты, с системой соответствую­щих рассечек, которые проходятся на одном или на нескольких горизонтах. Такие выработки дают возможность изучить морфо­логию рудных тел и смещающие их тектонические нарушения, детально опробовать полезное ископаемое и выявить особенности распределения компонентов (гнезда и их расположение, морфо­логию и причины образования рудных столбов).

На крупных месторождениях, относящихся к рассмотренным ранее генетическим типам, разведочные горные выработки пред­ставляют меньший интерес для эксплуатации. Для транспор­тировки больших масс добываемых руд требуется коренная ре­конструкция выработок с целью использования их в качестве эксплуатационных. На всех же месторождениях, рассматривае­мых в настоящем разделе, объем добычи значительно меньше, и к разведочным выработкам предъявляются более строгие тре­бования в отношении их'возможного использования при будущей эксплуатации.

Чтобы отвечать поставленным целям, горно-разведочные вы­работки должны иметь: 1) некоторое минимальное, но достаточ­ное сечение, которое, не слишком отличаясь от принятых в раз­ведке, позволяет использовать выработку в дальнейшем как экс­плуатационную; 2) нормальный уклон и кривые достаточно боль­шого радиуса (последнее, впрочем, не исключает основного тре­бования к выработке как разведочной — выработка должна итти

141

по руде); 3) нормальную высоту (или глубину) подсечения между горизонтами, составляющую 30—40 м по вертикали.

При разведке пологопадающих жил, в зависимости от крепо­сти боковых пород и других условий, этот интервал может не­сколько измениться, но обычно, за исключением случаев почти горизонтального залегания жил, не допускается проходка выра­боток на сближенных горизонтах, например, через 15—20 мг Опасна также проходка выработок сразу через горизонт, т. е. при расстоянии по вертикали более 60 м, так как рудное тело может так сильно измениться, что сравнение данных, полученных на обоих горизонтах, будет невозможно, или же рудное тело даже может быть совсем потеряно.

Для месторождений рассматриваемого типа часто применяется комплексная система разведки, при которой одновременно' прохо­дят горно-разведочные выработки для детального' изучения верх­них горизонтов и колонковые скважины для установления глу­бины и характера минерализации на нижних горизонтах. Если мощность и минералогический состав рудной жилы остаются неизмененными, а также сохраняется характер изменения вме­щающих пород в зальбандах жилы, причем хотя бы в некото­рых из скважин устанавливается обычное содержание полезного компонента, — все эти признаки по совокупности могут свиде­тельствовать о продолжении оруденения до глубин, достигнутых бурением. Если же минерализация резко изменяет свой харак­тер, то к оценке глубоких горизонтов месторождения следует под­ходить с осторожностью.

Одно из типичных гидротермальных жильных золоторудных месторождений, разведку которого мы рассмотрим в качестве примера, представлено системой жил в диабазовых порфиритах и залежами сплошных сульфидов на контактах порфиритов с из­вестняками. Большая часть жил простирается на северо-восток и падает на северо-запад под углами 40—60°, но имеются такие же жилы с обратным пологим падением на юго-восток (рис. 45). Протяжение жил по простиранию измеряется сотнями метров, мощность составляет от 0,2 до 1,5 м.

Жилы относятся к золото-мышьяковой формации и состоят главным образом из кварца, кальцита, арсенопирита, сфалерита, галенита и халькопирита.

Заполнение рудоносных трещин и формирование жил проис­ходило в несколько стадий, сопровождавшихся брекчированием ранее отложенных минералов. После интенсивного дробления раннего кварца с мелким свободным золотом, в жилах отложи­лись арсенопирит и пирит с эмульсионным золотом. Главная масса золота связана с позднейшими минералами — халькопи­ритом и галенитом. Распределение рудных минералов в жилах отличается большой неравномерностью. Участки, обогащенные рудными минералами, чередуются с участками бедными, образуя рудные столбы и кусты.142

В качестве примера можно привести план распределения зо­лота на небольшом участке жилы (рис. 46). Многие рудные

Рис. 45. Блок-диаграмма участка золоторудного месторождения

У Ш 1 а г Е тзз I \и

Рис. 46. Распределение металла в золоторудной жиле по данным опробования очистных работ (по В. Моничу)7 — весьма богатые руды; 2—богатые руды; 3 —хорошие руды; 4 —средние и бед­ные руды

столбы приурочены к местам изгибов по простиранию и падению и к местам пересечения жил северо-западного падения с мощной

143

жилой, падающей на юго-восток. Отчетливо проявляется верти­кальная зональность с изменением минерализации от верхних го­ризонтов к нижним (рис. 47). ^

Месторождение разведывается горными выработками. На верх­них горизонтах, там, где позволяет рельеф, жилы вскрываются •штольнями по простиранию. Нижние горизонты разведываются штреками из шахты.

Рис. 47. Вертикальная зональность богатой золото- < рудной жилы. А — А —контакт габбро с порфирита-

ми; В —В —границы минеральных зонзона арсеноииоитовых руд, бедных полиметадлами и золотом;2 —зона золотоносных арсеногшритовых руд; ,2-кварцевые и серицито-хлоритовые руды, с сульфидами и золотом; 4 —кароо- натно-квардевые жилы и рассланцованные зоны с пиритом, бога­тым золотом; 5 — рудные столбы в жиле

При проходке горно-разведочных выработок по простиранию ;рудных тел жилы могут быть потеряны по следующим причинам; 1а) пережимы жил, часто сопровождающиеся распылением мине­рализации в мощной жильной зоне; б) пересечение жил дайками порфиритов, иногда со смещением боков, но чаще без всякого ■смещения; в) смещение жил многочисленными пострудными тек­тоническими нарушениями с амплитудой до 30 м.

В связи с нарушенностью жил, а также пологим падением некоторых из них горизонты горных выработок иксами выработки очень сближены. Например, на- наиболее крупной из жил штреки в некоторых случаях проведены через 20 м по вертикали, а вос­стающие — через 25 м по простиранию жил.

Для нахождения смещенных частей жил, а также для кон­троля боков жилы для обнаружения кулисообразно расположен­ных рудных тел и сдвоенных рудных трещин проходятся рас­сечки — орты.

С целью проверки изменения минерализации на нижних гори­зонтах месторождения были пройдены глубокие буровые сква­жины, которые показали, что внизу некоторые рудные жилы за­144

канчиваются слабо выраженными зонами раздробленных пород, пиритизированных и слегка обеленных. Трещиноватые зоны за­полнены тонкими короткими прожилками безрудного кальцита и мелкозернистого кварца с пиритом.

6. Разведка малых жильных, гнездовых и трубчатых месторождений

Разведка мелких жил и штокверков редких и малых металлов

В группу гидротермальных мелких жил и штокверков редких и малых металлов входят главным образом месторождения зо­лота, редких и малых металлов, которые, в отличие от рассмот­ренных в предыдущей группе, имеют либо1 небольшие размеры, либо еще более сложную форму и более неравномерное распре­деление рудных компонентов.

Факторы, не благоприятные для применения разведочного бурения, здесь выступают более отчетливо. Во-первых, благодаря неравномерности оруденения или его гнездовому распределению шансы на подсечение руды буровыми скважинами незначительны, если не изучены структурные закономерности распределения этих гнезд. Во-вторых, многие жильные тела этой группы характеризуются малой мощностью. При подсечении тонкой кварцевой жилки буровой скважиной обычно трудно, а порой невозможно, судить о том, является ли эта жилка тем самым телом, под которое бурилась скважина. Всегда можно по­дозревать, что вместо разведуемой жилы подсечен любой дру­гой прожилок кварца, не имеющий отношения к рудному телу.

На небольших золоторудных месторождениях и месторожде­ниях малых металлов бурение, особенно примененное до- начала разведки горными работами, не может принести пользы, показав отсутствие оруденения там, где горные работы имеют возмож­ность систематически прослеживать небольшие, но богатые руд­ные тела. г

Как правило, бурение для разведки месторождений этого типа применимо только тогда, когда необходимо установить ми­нерализацию целой зоны, содержащей небольшие рудные тела.

Главным способом разведки являются горные выработки, ко­торые в дальнейшем используются для эксплуатации, благодаря чему разрыв между разведкой и эксплуатацией минимален.

В качестве примера можно описать одно из месторождений представленное оруденелым штокверком, залегающим в своде антиклинали и проявляющимся в виде крутопадающих штокооб­разных тел богатых руд, расположенных среди убогих, непро­мышленных руд (рис. 48). Рудные минералы, реальгар и аурипиг- мент, образуют густую сеть прожилков в глинистом сланце.

Разведка этого месторождения осуществлялась горными вы­работками. Пересеченный рельеф допускает проведение штолен, которыми рудная зона вскрыта на глубину 250 м от поверхности.Ю Ажгирей 2 ^ 5

сз

Сечение штолен 1,6 X 1,8 м; они проходятся без крепления, Д - - ™ , дмежл

по вертикали. Нормаль­ным расстоянием является 30 м, так как меньшая вы­сота этажа приводит к большому удорожанию ра­бот, а слишком большое расстояние между штоль­нями лишает возможности сравнивать полученные по ним данные, потому что оруденение распределено крайне неравномерно. Для того, чтобы убедиться в этом, достаточно сравнить конфигурации контуров и

распределение оруденения по штольням (рис. 49, 50), отстоя­щим всего лишь на 20 м по вертикали друг от друга.

Рис. 48. Схематический разрез через ти­пичное реальгар-аурипигментовое мес­

торождение (по Л. Нечаеву)

Рис. 49. План рудного тела на горизонте штольни № 0. Нанесены изолинии содержания мышьяка. Ш три­хи показывают направление уменьшения содержания

В условиях штокверкового, рассеянного оруденения целесооб­разным приемом оконтуривания богатых участков является по­строение изолиний равных содержаний по данным опробования146

горных выработок. В этом отношении разведка рассматриваемого месторождения типична, и изображенные на вышеприведенных погоризонтных планах изолинии дают возможность представить форму рудных тел и подсчитать запасы по ним. Крайняя изоли­ния является линией минимального произведения содержания на мощность и ограничивает промышленный рудный контур от убогого, непромышленного оруденения. На рис. 50 показаны не только изолинии равного произведения содержания на мощность (так называемого м е т р о п р о ц е н т а ) , но и пространственное расположение разных минералогических сортов.

Устьештольни

Рис. 50. План рудного тела на горизонте штольни № ]. Нанесены изолинии содержания мышьяка, штрихи пока­

зывают направление уменьшения содержания/—реальгар; 2 — аурипигмент скрытокристаллический; 5-аурипигмент кристаллическийПри разведке месторождения было применено колонковое бу­

рение. Несмотря на трещиноватость руд и малую прочность аури- пигмента и реальгара, при бурении твердыми сплавами диамет­ром 75 мм получено около 60% керна с сохранением структуры руды.

Другое типичное штокверковое месторождение представлено несколькими системами золото-кварцевых жил, располагаю­щихся в массиве адамеллитов и в налегающих на них песчани­ках. Некоторые из жил имеют значительную длину и сравни-

10* 147'

тельно выдержаны по простиранию и падению, но большей ча­стью рудные тела представлены короткими (30—50 м), мало­мощными (0,08—0,12 м) жилами, образующими штокверк(рис. 51). Отдельные жилы быстро выклиниваются как по про­стиранию, так и на глубину, и поэтому в первой стадии раз­ведки было трудно увязать жилы, прослеженные горными вы­работками, с жилами, подсеченными на глубине буровыми сква­жинами.

Е Е З ' [ ^ г ^ ° } з [ 2 И

Рис. 51. Схема расположения жильных трещин на одном у ча­стке золоторудного месторождения/—аляскит; 2 —адамеллит; 3 — песчаники; 4 — жилы; 5 —тектонические трещин}»!

Главным жильным минералом рудных тел является кварц, в подчиненных количествах присутствуют карбонаты и адуляр. Сульфидные минералы представлены пиритом и антимонитом. Оба минерала присутствуют в ничтожных количествах, и жилы практически являются кварцевыми. Золото в основной массе сво­бодное, частью крупное, частью чрезвычайно тонкодисперсное; имеется некоторое количество золота в виде теллуристых соеди­нений.

Детальное минералогическое изучение рудных жил позволило прийти к весьма важным выводам. Оказалось, что кварц пред­ставлен несколькими генерациями, причем золотоносным является в основном только поздний кварц, имеющий характерные пла­стинчатые формы, образующий псевдоморфозы по карбонату, не­когда замещенному этим кварцем. Присутствие в жилах пластин­чатого кварца в условиях рассматриваемого- месторождения 148

служит поисковым, оценочным признаком, указывающим на ве­роятную золотоносность жилы.

Распределение золота в жилах неравномерное. В некоторых местах, там, где крутопадающие жилы перекрываются сравни­тельно пологой рудной жилой н(рис. 52), образуются настоящие золотоносные столбы (бонанцы), содержащие большое количество металла. Так как в кварцевых жилах сульфидов очень мало, нет оснований предполагать, что обо­гащение верхних горизонтов ме­сторождения золотом было связа­но с процессами вторичного обо­гащения в зоне окисления. Де­тальное изучение месторождения показало, что бонанцы образуют­ся в местах сопряжений двух или трех рудоносных жил, имеющих различные элементы залегания.Особенно интересны участки кру­топадающих жил, прилегающих зонам.

<-'х®ма структуры золоторудного месторождения 1 породы гР * ™ ™ о й магмы; 2-конгломератовая свита; 3-верхняя песчано-слан­цевая свита, 4 - крутопадающие поперечные сбросы

и с т ШЛЬНаЯ геологическая съемка установила расчленение руд­ного поля месторождений системой сбросов (рис. 53) Отдельные тектонические блоки были перемещены в вертикальном напра

149

Рис. 52. Золоторудное место­рождение в гранитах. Образо­вание рудных столбов в лежа­

чем боку жилы/-средние золотые руды; 2-богаты е золотые рудык мощным пологопадающим

\I - + + + \

влении, и потому в некоторых балках рудные жилы оказались залегающими глубже или выше, чем в других участках. В таких условиях целесообразно широкое применение поискового колон­кового бурения скважинами глубиной до нескольких сот метров.

При изучении керна скважин особое внимание было уделено выявлению жил пластинчатого кварца, с которым связано зо­лото. Обнаруженные рудные жилы разведывались горными вы­работками, причем для пересечения системы жил применялись длинные квершлаги, а каждая отдельная жила прослеживалась по простиранию штреками на горизонтах, отстоящих друг от друга на 30 м по вертикали. Только такая система горно-разве­дочных выработок могла дать запасы категории В.

Разведка трубчатых и ветвящихся месторождений цветных и редких металлов

Трубчатые гидротермальные месторождения в течение послед­них десятилетий были открыты во многих рудных районах. Руд­ные тела такой формы довольно распространены, и многие труб­чатые месторождения содержат большие запасы руды. Размеры трубообразных тел очень разнообразны: от нескольких квадрат­ных метров до сотен тысяч квадратных метров. Большие трубо- образные тела разведываются так же, как и прочие месторожде­

ния больших размеров и соответствующего генети­ческого типа, и были рас­смотрены выше. Здесь остановимся на разведке трубчатых гидротермаль­ных месторождений мало­го сечения — в десятки и сотни квадратных метров.

Трубообразные тела не имеют определенного про­стирания и падения. Един­ственным отчетливо раз­личаемым элементом за­легания является скаты­вание или ныряние, опре­деляемое азимутом и

углом наклона к горизонту линии, примерно соответствующей оси трубы. Однако этот элемент залегания только у немногих труб сохраняет некоторое постоянство. Обычно он довольно быстро меняется, и труба приобретает форму причудливо изог­нутой ветки, вследствие чего трубы небольших размеров нельзя разведывать бурением с поверхности. Единственным способом разведки является разведка горными выработками с дополне­нием их веерами подземных скважин на каждом вновь вскры­ваемом горизонте для поисков трубчатых тел (рис. 54).150

При таком методе разведки необходимо сохранять малое рас­стояние между горизонтами (не более 20 м), в противном случае отыскать горными выработками трубообразное тело очень трудно.Известны трубообразные тела, за­легающие почти горизонтально или слабо наклонно.

'Грубы рекомендуется разведы­вать по принципу: «держись за руду», т. е. вести горную выработ­ку непосредственно по трубам или рядом с ними, чтобы рудное тело все время было в поле достигае­мости короткими скважинами.

Облегчить прослеживание та­ких труб могут геологические ис­следования, определяющие зако­номерности расположения трубча­того тела в пространстве. Так, не­которые трубы образуются в ме­стах пересечения двух систем тре­щин. Изучив характер трещинова­тости, можно с известным успехом предвидеть возможные ва­рианты расположения труб на нижележащих горизонтах (рис. 55).

Можно предполагать, что в некоторых районах трубчатая форма рудных тел обусловлена заполнением рудой древних кар­стовых полостей, которые развивались среди карбонатных пород в местах пересечения тектонических трещин.

Рис. 55. Трубообразное рудное те­ло, контролируемое системой тре­

щин

Разведка мелких гнезд, штоков и «карманов» руд редких и малых металлов

Мелкие гнезда и штоки гидротермальных руд иногда при­урочены к определенной зоне, например, к зоне рассланцевания, брекчирования или к контакту магматических пород с породами кровли. В этом случае разведка их ничем не отличается от раз­ведки жилообразных и неправильных жильных тел и зон с нерав­номерным распределением компонентов, преимущественно зо­лота, олова и малых металлов. Здесь исключительное значение имеют горные выработки, причем ввиду незначительных разме­ров гнезд часто приходится уменьшать высоту этажа вдвое, т. е. до 15 м. Конечно, такая дорогостоящая разведка органи­зуется только на высокоценные руды.

Если гнезда, штоки и «карманы» руды распределены в поро­дах без видимой закономерности, разведка их еще более услож­няется и часто становится нерентабельной.

Сравнительно легко осуществляется только вскрытие выходов дешевыми поверхностными выработками. Случаи разведки подоб­ного типа месторождений описываются ниже.

151

Одно из типичных редкометальных месторождений приуро­чено к небольшому широтно вытянутому массиву гранодиорита, контактирующему с порфиритами и кремнистыми сланцами. Ору­денение приурочено к южной части массива и располагается не­подалеку от контакта в сильно измененных породах, среди которых обнаружены рудные гнезда неправильной формы. Гори­зонтальные размеры участка измененных пород на верхних гори­зонтах составляли 40 X 85 м. Размеры гнезд колеблются в очень широких пределах и содержат от нескольких тонн до сотен тонн

Рис. 56. Вертикальный профиль через редкометальное месторождение

1 —грано-диорит и диорит; 2 — сиенит; 3 —амфиболитизированный порфи­рит; 4—скарны и известково-силикатные роговики; 5 —кальцит; б—руд­ные’ гнезда; 7 — кварцевые жилы; б—зоны разлома; 9—пересечения пло­скости профиля скважинами колонкового буренияруды в каждом гнезде. Поиски и разведка гнезд сопряжены с боль­шими трудностями, так как гнезда разбросаны на сравнительно больших расстояниях друг от друга в массе измененных пород. Бурение с поверхности имеет вспомогательное значение и приме­няется для оконтурования пород, вмещающих рудные гнезда. Шан­сы подсечь скважинами отдельные рудные гнезда при их незначи­тельных размерах практически равны нулю. Единственным мето­дом поисков и разведки являются горные работы в комбинации152

с подземным колонковым бурением. Рудные гнезда большей ча­стью вынимают попутно с проходкой разведочной выработки. По­следняя, таким образом, является и эксплуатационной, так что раз­ведка подобных месторождений не отделима от эксплуатации.

В месторождениях типа сложно распределенных гнездообраз­ных залежей большое значение имеет выявление факторов, кон­тролирующих отложение отдельных рудных гнезд. Зная эти фак­торы, можно более целесообразно направлять горные выработки. На описываемом месторождении к числу факторов, контролирую­щих расположение гнезд, относятся две системы крутопадающих прожилков: меридиональных и северо-западных, рассекающих вмещающие породы. Прожилки северо-западного простирания, более молодые, пересекают и несколько смещают меридио­нальные. Рудные тела приурочены к местам пересечения прожил­ков этих двух простираний, причем процесс оруденения связан с более поздними прожилками северо-западного простирания (рис. 56). Выявление такого рода закономерностей позволяет бо­лее целесообразно направлять горные выработки на поиски но­вых рудных гнезд.

VI. РАЗВЕДКА МЕТАМОРФИЧЕСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Наиболее типична разведка метаморфических месторождений железа. Эти месторождения обычно связаны с докембрийскими кристаллическими сланцами и гнейсами и образовались в процес­се регионального метаморфизма. Первоначально, ловидимому, они были представлены осадочными железными рудами. В даль­нейшем метаморфические месторождения железистых пород иногда претерпевают изменения и обогащение под воздействием поверхностных процессов (например, руды Курской магнитной аномалии).

В месторождениях Кривого Рога богатые железорудные за­лежи образовались за счет железистых кварцитов, в связи с вы­щелачиванием из них кварца и обогащением магнетитом, кото­рый затем был изменен до мартита, представляющего собой псев- до-морфное замещение магнетита гематитом. Залежи имеют до­вольно сложные трубообразные формы, значительные размеры (до 2 км по простиранию, при мощности от нескольких метров до 90 м) и прослеживаются на большие глубины, часто превы­шающие 500 м.

Как выяснено работами Н. П. Семененко, морфология рудных столбов Кривого Рога определяется сложной складчатой текто­никой кристаллических сланцев, вмещающих рудные тела.

В поисково-разведочную стадию работ на железорудных ме­сторождениях рассматриваемого типа производится прослежива­ние и оконтуривание толщ железистых кварцитов, вмещающих месторождения богатых железных руд. Основой является геоло­

15>3

гическая съемка в масштабе 1 : 100 000 — 1 : 50 000 и магнито­метрия, в том числе в новых районах — аэромагнитометрия.

Обнаруженные железорудные залежи разведываются шур­фами или неглубокими скважинами, пройденными на линиях вкрест простирания вмещающих пород, на расстояниях 500— 300 ж между линиями и 10—30 м между выработками на линии. При применении шурфов с рассечками расстояние между ними увеличивается до 50 м. Глубокие горизонты месторождений предварительно разведываются колонковым бурением. Расстоя­ние между линиями скважин по простиранию залежей изме­няется от 100 до 300 м. Детальная разведка осуществляется гор­ными выработками (штреками и ортами из них, которые прохо­дят через 10—50 м) параллельно с подготовительными работами, расстояние между горизонтами по вертикали обычно прини­мается 40 м.

VII. РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ВЫВЕТРИВАНИЯ

Рудное вещество месторождений этого типа накапливалось в связи с процессами выветривания, распространявшимися сверху вниз. По этим причинам направление максимальной изменчиво­сти в рассматриваемых месторождениях ориентировано прибли­зительно вертикально от висячего бока к лежачему, и потому са­мым целесообразным способом разведки является пересечение рудных тел вертикальными разведочными выработками — шур­фами и скважинами.

В случае неглубокого залегания полезного ископаемого и низ­кого уровня стояния грунтовых вод широко применима разведка дудками и мелкими шурфами. Стоимость проведения мелких гор­ных выработок в мягких породах без водоотлива обычно мало отличается от стоимости буровых скважин. Так как от скважин получают значительно менее надежные данные, надо отдавать предпочтение шурфам и дудкам.

Если проведение горных выработок затрудняет большой при­ток грунтовых вод, для разведки мелкозалегающих руд приме­няется медленно-вращательное и комбинированное бурение, даю­щее удовлетворительные результаты при разведке рудных тел, залегающих до* глубины 30—50 м. Когда в проходимых породах или руде встречаются валуны или крепкие прослои, медленно- вращательное бурение неприменимо и заменяется ударно-ка­натным.

Во всех случаях следует стремиться проконтролировать дан­ные буровых скважин, пройдя некоторое количество шурфов, даже если их проходка требует значительных усилий и средств в связи с водопритоком и необходимостью большого крепления. Применять одно бурение без контрольной шурфовки опасно, так как возможны большие ошибки.154

Если полезное ископаемое залегает на значительной глубине, приходится применять ударно-канатное или колонковое бурение. Когда вмещающие породы рыхлые, необходимо применять глини­стую промывку; однако последняя часто искажает данные опро­бования.

Для данного типа месторождений наиболее характерны ме­сторождения силикатных никелевых руд. Они принадлежат к элювиальным и представляют собой обогащенные никелем же­лезистые продукты выветривания серпентинитов (змеевиков).

Месторождение, рассматриваемое в качестве примера, приуро­чено к зоне разлома меридионального простирания. В ослаблен­ных участках зон смятия, куда могли проникать и где могли сво­бодно циркулировать грунтовые воды, еще в доюрское время происходило разложение пород и образование мощной коры вы­ветривания. Концентрация никелевого и кобальтового оруденения связана с процессами выветривания серпентинитов.

Вертикальный разрез латеритовой коры выветривания мощ­ностью до 70—100 м сверху вниз в схеме следующий:

1) ‘Современная почва;2) верхний слой древней коры выветривания, представленный

красными железистыми охрами мощностью до 1—2 м\ породы этого слоя получили название «Красиков»;

3) порошковатые продукты выветривания серпентинитов с нонтронитом [(Ре, А1)20 3 • ЗЗЮ2 • 2Н20], часто зеленые или жел­товато-зеленые, мощностью 1—8 м, обычно обогащенные ни­келем;

4) зона выщелоченных, потерявших плотное строение и окрем- ненных серпентинитов мощностью до 30 м, наиболее обогащен­ная соединениями никеля; никельсодержащими минералами в этих зонах являются ревдинскит, гарниерит, а также никеле­носные нонтро-ниты, хлориты, серпентины и галлуазит;

5) сетчатый серпентинит и серпентинит с прожилками и кон­креционными вторичными образованиями магнезита, подстилаю­щие зону интенсивно разложенных серпентинитов; нахождение магнезитов, т. е. корней коры выветривания, на верхушках хол­мов свидетельствует о> смыве коры в таких участках, и эти уча­стки неблагонадежны для поисков;

6) серпентинит без сетчатых текстур, плотный и малоизменен- ный, свидетельствует, что в этой зоне процессы выветривания уже полностью затухают.

Поисковыми признаками месторождений такого типа являются:1) наличие больших зон смятия и разломов в серпентинито-

вых массивах, к которым обычно приурочиваются наиболее мощ­ные образования древней коры выветривания;

2) в некоторых случаях присутствие небольших массивов габ­бро среди серпентинитов, на контактах с которыми мощность древней коры выветривания также возрастает;

155

3) присутствие «Красиков» — разрушенных пород, в частно­сти глинистых образований, преимущественно красного от­тенка.

Поиски осложняются тем, что отличимые на глаз зеленые ми­нералы, содержащие никель, встречаются редко, и отличить без- рудные «красики» от рудных можно только по данным анали­зов. Поисковые работы производятся на участках распростране­ния серпентинитов при помощи редкой сетки шурфов (расстояние около 500 м), которые обычно не могут пересечь всей рудоносной зоны выветрёлых пород и проходятся на небольшую глубину только с целью обнаружения «Красиков».

Рис. 57. Геологический разрез через силикатное никелевое месторождение2—сильно разложенный серпентинит; 2—рудоносные охристо-кремнистые образования; сильно* разложенный, обохренный серпентинит с реликтовой структурой; 4—серпентинит с кремни­стыми прожилками; 5 —сетчатый обохренный серпентинит; б—сетчатый серпентинит с доломито­выми прожилками; 7—серпентинит керолитизованный; 8 —слабо разложенный серпентинит; 9 — серпентинит с магнезитом; ./<?—серпентинит мало измененныйПредварительная разведка месторождений небольшой мощно­

сти (10—30 м) производится скважинами ручного ударно-враща­тельного бурения при расстояниях между линиями около 200 м и между скважинами 100 м. Буровой комплект, диаметром в 2", удовлетворяет требованиям опробования. Скважины должны пе­ресекать всю мощность коры выветривания и входить в плотные серпентиниты, потому что наиболее обогащенные участки обычно залегают внизу, в выщелоченных и окварцованных серпентини­тах, переходящих ниже в плотные.

Детальная разведка этих месторождений производится дуд­ками или шурфами по сетке 25 X 25 м, пересекающими всю мощ­ность коры выветривания.

Описываемое месторождение, характеризующееся большой мощностью коры выветривания, разведано скважинами по сетке 50 м, сгущаемой в необходимых случаях до 25 м (рис. 57). Глу­бина скважин 90—100 м, отдельные скважины пройдены;156

до 180 м; обычно на глубине 70—90 м уже появляются слабо из­мененные серпентиниты. Пройдено некоторое количество шурфов глубиной 15—25 м, но они не пересекают всей мощности зоны •оруденения. Малую глубину контрольных шурфов в этом случае нужно считать значительным недостатком разведки.

В выработках, проходящих рудную зону, пробы берут че­рез 1 м. В связи с тем, что руды на глаз не отличимы от пустых пород, необходимо немедленно получать анализы на месте работ.

ГЛАВА ПЯТАЯ

РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Собственно неметаллические полезные ископаемые могут быть разделены на две большие группы. Первая группа включает в себя месторождения рудо-минерального сырья, используемого горно­рудной и химической промышленностью. Ископаемые этой группы: алмаз, апатит, асбест, барит, гранат, корунд, магнезит, слюда, соль, фосфорит и другие. Месторождения большинства полезных ископаемых этой группы, кроме месторождений соли и фосфори­тов, по геологическим условиям образования и нахождения близки к месторождениям металлических полезных ископаемых. По­этому изучение месторождений алмазов, апатита, асбеста, барита, граната, корунда, магнезита, слюды ведется методами, вырабо­танными для рудных месторождений.

Вторая группа неметаллических ископаемых объединяется под названием «строительные материалы». К этой группе отно­сятся месторождения каменных строительных материалов, а так­же огнеупорное и цементное сырье, представленные широко рас­пространенными горными породами, а не минералами. Поэтому для изучения их требуются иные методы.

Методы разведки и изучения месторождений неметаллических полезных ископаемых целесообразно рассматривать раздельно по выделенным группам.

Для характеристики промышленного качества большей части неметаллических полезных ископаемых особое значение приобре­тает тщательное определение их технических и физических свойств. В то время как практическая ценность рудного место­рождения, при наличии соответствующих запасов, определяется в большинстве случаев содержанием металла в руде, при оценке многих неметаллических месторождений химический состав не определяет качества ископаемого. В данном случае ведущую роль играют различные физические или физико-химические свойства. Поэтому при разведке и изучении ряда типов не­металлических месторождений химическое опробование, как пра­вило, ничего не дает. Для этих полезных ископаемых ши­роко применяется сертификация по физическим свойствам (на-

157

пример, величина пластинок слюды, длина волокна асбеста) и обязательно проводятся технологические испытания.

Исключение составляют сера, каменная соль, фосфориты и цементное сырье, при разведке которых решающим является химическое изучение качества ископаемого.

I. РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИИ РУДО-МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

Главная масса месторождений этого типа относится к магма­тическим и постмагматическим образованиям. Морфология мине­ральных тел столь же разнообразна, как и морфология рудных месторождений. Новые, необычные формы, как правило, не встре­чаются, поэтому мы не будем возвращаться к вопросам влияния формы месторождений на способ разведки, считая, что они до­статочно освещены при рассмотрении разведки рудных место­рождений.

1. Разведка месторождений асбестаОсновное значение в мировой экономике имеют месторожде­

ния хризотил-асбеста, связанные с серпентинизированными пери­дотитами (змеевиками). Имеются также амфиболовые асбесты, которые здесь не рассматриваются.

Промышленная ценность хризогил-асбеста зависит от его фи­зико-механических свойств: длины волокна, прочности, гибкости, способности к расщеплению на тонкое волокно и огнестойкости. Из этих свойств только относительный выход сортов с определен­ной длиной волокна изменяется от одного участка месторожде­ния к другому и поэтому является объектом непрерывного изу­чения в разведочных выработках. Остальные же свойства сырья определяются в начальную стадию разведки и обычно остаются не изменяющимися для всех частей месторождения.

По генезису месторождения хризотил-асбеста являются мезо- термальными, связанными с переработкой гидротермами вмещаю­щих серпентинитов. П. М. Татаринов различает три типа место­рождений хризотил-асбеста. Главное значение имеет первый тип, к которому относится большинство наших отечественных и зару­бежных месторождений.

Месторождения первого типа представляют собой мощные тела, часто большого протяжения, составленные прожилками поперечно-волокнистого асбеста. Эти тела приурочены к разло­мам, главным образом крутопадающим, заложенным в самый ранний этап, сразу после кристаллизации перидотитовой интру­зии. Гидротермы, выделившиеся из ультраосновной магмы, цир­кулируя по разломам, вызвали серпентинизацию перидотитов вдоль трещин и обусловили образование жил асбеста.

Строение тел зональное. Зоны с минерализацией разного ка­чества сменяют одна другую от висячего бока к лежачему и рас­полагаются примерно параллельно боковым ограничениям в сле- 158

дующем порядке: а) зона «мелкожила» — серия тонких более или менее параллельных жилок асбеста среди пород висячего бока с большим, достигающим 20% содержанием низких сортов асбеста; б) зона «сетчатого асбеста» — пересекающиеся, разно­образно направленные жилки асбеста в серпентинизированных перидотитах с более низким выходом асбеста, представленные сортами IV, III и более высокими; в) «отороченная» зона, рас­полагающаяся в слабо серпентинизированных перидотитах вблизи лежачего бока и содержащая высшие сорта, от крюда до IV Вы­ход асбеста в этой зоне очень небольшой (рис 58)

Бур. схв.Бур, скв. ч

ЕЭ? И

Рис. 58. Вертикальный профиль через месторождение асбеста/-перидотит; 2-„отороченная руда"; 3 -зо н а крупносетчатого асбеста; 4 -зон а м елкосепш ого асбеста; 5—зона мелкожила; 6 — змеевику (серпентиниты); 7—жи­лы диорит-порфиритаВторой тип месторождений представлен прожилками асбеста

с продольно-волокнистым строением, развитыми в пределах што­ков или линзообразных участков, более или менее равномерно пересеченных этими прожилками. Качество продольно-волокни­стого асбеста обычно низкое, волокно непрочно', ломко и мало шелковисто; содержание его в рудной массе 2—10%. Размеры минерализованных участков обычно составляют десятки метров по простиранию и от единиц до десятков метров по ширине.

Третий тип месторождений характеризуется отдельными жи­лами, залегающими в серпентинитах или известняках. Мощность жил колеблется от 0,2 до 2 м, длина — от десятков до сотен мет­ров. Жилы содержат волокно низких и средних сортов; содержа­ние его в рудной массе 10—60%.

Р а з в е д к а м е с т о р о ж д е н и й а с б е с т а п е р в о г о т и п а . Вскрытие выходов производится канавами и шурфами по разведочным линиям. На больших месторождениях с более или менее правильными границами между различными асбестонос­ными зонами расстояния между линиями обычно равны 50 м а между шурфами на линиях — 25 м. На неправильных, слож-

159

ных и небольших месторождениях эти расстояния соответственно уменьшаются до 25 и 10 м.

Разведка на глубину производится колонковым бурением, а при благоприятном рельефе — штольнями. При предваритель­ной разведке расстояния между профилями бурения по прости­ранию не более 100—-150 м, а между скважинами в профи­лях — не более 50 м. На этом этапе густота сетки выработок должна обеспечить возможность выделения участков, пригодных для применения одной из обычных систем эксплуатации. В пре­делах выделенных участков должны быть получены данные для валового учета запасов по стандартным сортам.

При детальной разведке, обычно производимой скважинами колонкового бурения, сетка разведочных профилей (линий) и вы­работок сгущается до 75 и даже 50 м между линиями. По об­щему правилу, если между соседними профилями наблюдаются резкие отличия в минерализации и характере сортов, проходятся дополнительные промежуточные выработки. Количество вырабо­ток должно быть достаточно для определения горно-технических условий и оконтуривания блоков, эксплуатация которых будет осуществляться разными системами.

Данные детальной разведки обычно не достаточны для выяв­ления с полной надежностью сортов асбеста в различных экс­плуатационных блоках. Разработка асбестовых месторождений сопровождается интенсивной эксплуатационной разведкой. В бло­ках, по данным детальной разведки, предназначенных для меха­низированной добычи, проходят вертикальные колонковые сква­жины с интервалом между скважинами в Г2—15 м. Скважины ■проходят до почвы одного или двух эксплуатационных горизон­тов. В пробу поступает весь материал (керн и шлам), соответ­ствующий интервалу горизонта. Около 20—25% скважин кон­тролируется шурфами, пройденными до той же глубины.

Участки, предназначенные для добычи с ручной рудоразбор- кой, разведывают только шурфами с квершлагами (или штоль­нями), пройденными на тех же интервалах, что и скважины.

Месторождения второго и третьего типов в основном разведы­ваются горными работами. Для предварительного установления границ распространения минерализации, главным образом на глубину, применяется бурение.

2. Разведка месторождений слюды

Главное промышленное значение имеют мусковит и флогопит, широко применяющиеся в электротехнике.

Мусковит связан с кислыми магмами и обычно встречается в пегматитах. Выделения пегматитов по форме подразделяются на: 1 ) жилообразные и линзообразные тела, иногда с раздувами, пережимами и апофизами (рис. 59); 2) штокообразные, трубчатые 160

Минеральные тела и м е ^ У “ “ ^ " и л Г ! ™ ” Г"еЙСаХ'

Рис. 59. Схема распределения мусковита в пегматитовом теле од- ного из месторождений первого типа

. * ■?—разбивка Ч > ~ , ,-ж и л а . пере-

в промышленных месторождениях мусковита содепжянирд Г Й Г “ Т а Г.**)еГМаТ“ Те “ О* Д» Л , ™

сырца. Насыщенность п л а т и т ? " слщЙ Д ™

руюГвВотенГшироадхИпределахаЛЛ° 3 " ~При разведке наиболее трудной задачей обычно является л/с

тановление распределения слюды и ее различи™ сортоввтел^

месторождеТиТи6 Мг ^ о Т° ГДа КЭК определение Формы самого месторождения и горно-технических условий его оазпябт™выдедитГтпи Г ™ П° ХЗраКТеру Распределения слюдЫРможноосладенением- 2 ГппРп^Па местоРождений: 1) с непрерывным ослюденением, 2 ) прерывистым насыщением, но с больптими ослюдененными участками (длина гнезд 1 0 -4 0 ™ ) иЗ К прерывистым насыщением, с мелкими участками оштюд'ене

При разведке основное значение имеют горные выпаботки пп тому что определить процент выхода с ы р ц а Т кач й твослю ™Тш^НОп т И1 Ь И3 б° ^ Ш°го количества добытого материала (Р • ). Колонковое бурение имеет ограниченное применение.

11 Ажгирей161

Им пользуются только при разведке сравнительно правильных, жилообразных тел и с целью проверки продолжения на глубину пегматитового образования определенной структуры, т. е. для установления характера минерализации.

Колонковое бурение может дать только приблизительное пред­ставление о сохранении или, наоборот, изменении общей обста­новки характерной для слюдоносных тел. Например, считается, что крупнозернистые структуры пегматитов указывают на благо­приятные условия слюдообразования и наличие ослюдененных участков.

+ + * + + 7 -+ ч- +

Рис. 60. План поверхности слюдяного месторождения массивная порода; 2—биотитовые гнейсы; 3—пегматитыВвиду ограниченной применимости бурения и необходимости

проведения крупных горных работ для определения процента вы­хода сырца и подсчета на этом основании запасов разведочная стадия изучения месторождения обычно совмещается с подго­товкой его к эксплуатации и разведочные выработки одновре­менно являются подготовительными. Так как стоимость таких вы­работок очень высока, для слюдяных месторождений исключи­тельное значение приобретает начальный поисково-разведочныи этап изучения, а именно' вскрытие выходов. Вкрест простирания пегматитовых тел проходятся канавы. Для месторождений пер­вого типа расстояние между выработками принимается 20—25 м, для второго 15—20 м и для третьего 5—10 м. При канавных ра­ботах огромную роль играет опробование, причем в каждую пробу берется от 2—3 до 10—20 мъ. Наряду с этим производится измерение площадей всего пегматитового тела на выходе и его продуктивной части.

Предварительная и детальная разведки производятся горными выработками (штреками, квершлагами й восстающими) из шахт.162

При предварительной разведке расстояния между этажами со­ставляют 30—40 м. При детальной разведке проходятся подэтаж­ные штреки, и таким образом вертикальное расстояние между подэтажами сокращается до 15—20 м. Из подэтажных штреков проходятся квершлаги и восстающие; расстояние между послед­ними зависит от типа месторождения и составляет 10—50 м. Все разведочно-подготовительные выработки опробуют. Разведка слюдяных месторождений, таким образом, в основном проводится шахтами с системами подземных выработок.

3. Разведка месторождений магнезита„ Магнезит применяется в металлургии для наварки подов пе­

чей и изготовления огнеупорного магнезитового кирпича, для чего он обжигается при температуре 1650° («металлургический» магнезит). Кроме того, магнезит входит как важная составная часть в некоторые сорта цемента, в этом случае магнезит обжи­гается при 1000° («каустический» магнезит). Для получения ме­таллургического магнезита употребляется кристаллическая его разновидность, а для производства каустического — преимуще­ственно аморфный магнезит.

Месторождения кристаллического магнезита приурочены к карбонатным толщам и представлены обычно пластообразными метасоматическими залежами. Добыча на большинстве место­рождений механизирована, рудоразборка производится на лен­тах. Применяются как открытые работы (карьеры), так и под­земные. Ниже рассматривается месторождение (рис. 61) представленное крупными залежами магнезита в глинистых из­вестняках. На отдельных участках месторождений такого типа содержание М^О ориентировочно равно 38—40%. Минимальная мощность промышленных слоев 0 , 7 5 м.

Начальная стадия изучения месторождений этого типа заклю­чается в прослеживании и оконтуривании минеральных тел си­стемой поверхностных выработок; выработки располагаются по линиям, заданным вкрест простирания месторождения. Первона­чальное расстояние между линиями принимается 200—250 м, а между шурфами — 50 м; в дальнейшем производится сгущение сетки) соответственно до 100—150 м между линиями и 25 м между шурфами.

Опробование в выработках ведется послойно. После вскрытия и изучения выходов задаются буровые скважины по линиям с расстоянием, не превышающим 200—250 м; по падению залежи подсекаются на интервалах в 100-150 м. В результате должны быть выделены основные типы руд и составлена их полная каче­ственная характеристика. Соседние профили и отдельные выра- оотки должны быть четко увязаны и давать совершенно опреде­ленное представление о форме и пространственном положении отдельных пачек магнезита, прослоев и линз пустых пород. На­

163

ряду с этим должны быть произведены технологические испыта­ния различных сортов магнезита.

При детальной разведке сетка скважин сгущается до 125 м между профилями и до 50—75 м между отдельными сква­жинами по падению тел. На простых месторождениях такое сгу­щение разведочной сетки необязательно, на сложных участках

т т / щ р Е З ? 1 Ш 4

Рис 6'и 1 еологическая карта и профиль месторождения кри­сталлического магнезита

7 -наносы - 2 —мергелистый доломит; ,3 -глинистый известняк; 4-м агнезит; 5 -* и а - 1 - г базовые жилы

и небольших залежах иногда приходится применять и более гу­стую сетку На этой стадии разведочных работ производятся пол­ные технологические испытания всех сортов магнезита и его проб­ная эксплуатация.

Месторождения аморфного магнезита представлены маломощ­ными сложно ветвящимися жилками, образующими гнезда и штокверки в серпентинитах. Глубина распространения этих164

месторождений обычно невелика. На некотором расстоянии от поверхности минерализованные серпентиниты подстилаются плот­ными серпентинитами. В руде месторождений этого типа наблю­дается повышенное содержание ЗЮ2 и около 3% СаО. Вскрытие выходов месторождений аморфного магнезита имеет особенно большое значение и применяется весьма широко для прослежи­вания и оконтуривания мелких магнезитовых тел, выяснения ха­рактера оруденения и площадного распространения разновидно­стей руд. При этом определяется выход магнезита из 1 м3 руд­ной массы и его химическая характеристика.

Предварительная и детальная разведки производятся при помощи горных выработок, пройденных из шурфов и шахт. В за­висимости от морфологии и размеров отдельных минерализован­ных тел густота сетки этих выработок колеблется в очень широких пределах. Детальная разведка сопровождается пробной добычей, технологическими испытаниями руд, определением соотношения кусковатых руд и мелочи и установлением их сортов. На основа­нии детальных разведок должны быть составлены планы место­рождения в изолиниях равных мощностей и равных содержаний магнезита в руде, а также планы с изолиниями мощностей покры­вающих пород и рельефа почвы (т. е. с деталями рельефа- плот­ных серпентинитов, подстилающих магнезитоносные серпенти­ниты) .

Иногда для предварительной разведки применяют буровые скважины, которые проходят до плотных серпентинитов.

4. Разведка месторождений оптических минераловГлавными оптическими минералами являются кварц, обла­

дающий пьезоэлектрическими свойствами, кальцит (исландский шпат), барит и флюорит.

Важнейшей особенностью многих месторождений этого типа, определяющей способ поисков и разведки, является спорадич­ность проявления оптических разностей. Оптические минералы залегают либо одиночными кристаллами, либо небольшими скоп­лениями в пустотах («погребах», «занорышах»), среди вмещаю­щих пород или жил тех же минералов, представленных не опти­ческими разностями.

Установить закономерность концентрации ценных минералов удается далеко не всегда. Сравнительно легко выявляется только зона или тело, в которых они встречаются. Однако детальное изучение структуры, истории формирования отдельных минераль­ных ассоциаций и всего месторождения в целом является осно­вой для разведки и может в некоторых случаях принести очень большую пользу.

Для разведки применимы только горные работы, которые про­водятся с большим риском и часто могут оказаться мало эффек­тивными. Во многих случаях только сплошная выемка всего ми­

165

нерализованного тела (или зоны) может дать представление о ценности месторождения. Если сплошная выемка приводит, в конечном итоге, к отрицательному результату, разведка пре­кращается; в случае же положительных данных разведка равно­сильна эксплуатации, с которой полностью совмещается. Такой метод оправдал себя при разведке оптического' кварца, пьезо­кварца и оптического флюорита.

5. Разведка месторождений серы

Главное значение имеют два типа месторождений серы.Т и п 1 . Месторождения серы, представленные сероносными

пластами, мощностью 1—2,5 м. Среднее содержание серы раз­лично в разных местрождениях (в Сицилии оно составляет 17%). Оруденелые пласты часто переслаиваются с пустыми породами, что осложняет строение месторождения и затрудняет его разработку. При разведке весьма важно выяснить устойчи­вость вмещающих пород; она обычно недостаточна и затрудняет последующую эксплуатацию.

Разведка приповерхностной части месторождения произво­дится шурфами, а глубокая часть изучается колонковым буре­нием. Проведение разведок горными выработками затрудняется частым появлением в выработках ядовитых газов. Колонковое бурение также не всегда дает правильные результаты, потому что хрупкость серы приводит к сильному истиранию рудных кер­нов. Наличие рыхлых пород и избирательное выкрашивание серы из керна заставляет сомневаться в точности колонкового бурения или производить бурение с большими предосторожностями. В таких случаях следует проверять разрез при помощи кароттажа.

Расстояния между .скважинами сильно изменяются в зависи­мости от возможности прослеживания сероносных пластов и вы­держанности содержания в них серы. Неглубокие скважины кон­тролируются шурфами, и сетка их может быть сравнительно ред­кой. Глубокие скважины, для которых своевременный контроль горными выработками невозможен, проходятся по более частой сетке. При детальной разведке окончательное расстояние между скважинами принимается не более 60 м.

Разведка должна обеспечить увязку между собой всех серо­носных пластов в двух системах взаимно перпендикулярных раз­резов и разрешение горно-технических и технологических вопро­сов. В целом при разведке серных месторождений первого типа рекомендуется комбинированное колонковое и ударно-канатное бурение с контрольной шурфовкой неглубоко залегающих уча­стков.

Т и п 2. Сероносные линзы в соляных куполах, залегающие на значительных глубинах (150—500 м). Линзы имеют мощность до 10 м, среднее содержание в них серы 25—30%.166

Месторождения обычно разведываются скважинами ротор­ного бурения с применением кароттажа. Расстояния между сква­жинами 40—50 м. В вершине купола сетка скважин раз­режается, а на крыльях, где сероносность максимальная, сгу­щается до 20, иногда даже до 15 м.

6. Разведка месторождений каменной соли

Месторождения каменной соли можно подразделить на две группы: 1 ) пластообразные месторождения и 2 ) штоки в купо­лах. Первые по величине крайне разнообразны, изменяясь от 6000 км2 с мощностью 350—500 м до 1000 ж2 с мощностью 2—5 м. Штоки обычно1 велики, их размер по вертикали достигает 1500—3000 м. По составу различают калийно-магниевые и обыч­ные каменные соли.

При поисках и предварительной разведке соляных месторож­дений часто применяются геофизические методы, особенно часто гравиметрия и сейсмометрия. Хорошие результаты также дают магнитометрия и электрометрия, которые позволяют довольно точно определять контуры залежей, а также мощность соляных пластов и пород кровли.

Для сохранности соляного месторождения огромное значение имеет покрывающая толща пород, защищающая его от воздей­ствия поверхностных вод. В связи с этим весьма важно знать литологический состав покрывающей толщи и гидрогеологиче­ские условия месторождения. -

При разведке соляных месторождений определение горно-тех­нических и гидрогеологических условий будущей эксплуатации исключительно важно; в данном случае оно важнее изучения дру­гих особенностей месторождения и определяет не только харак­тер вскрытия и эксплуатации месторождения, но и способ раз­ведки. В связи с возможностью прорыва вод через скважины во­круг каждой скважины при эксплуатации оставляется целик, диаметром около 50 м. Каждая скважина после проходки тампо­нируется в целях предохранения от возможного прорыва вод, по­этому желательно производить разведку возможно меньшим ко­личеством скважин.

Другой важнейшей задачей разведки соляных месторождений является выяснение распределения сортов соли разного состава н в связи с этим — тектонической структуры месторождения.

Распределение и поведение отдельных пластов соли (калий­ных, калийно-магнезиальных и т. п.) имеет существенное значе­ние. В одних участках пласты соли могут чрезвычайно сильно увеличиваться по мощности, в других выжиматься в зависимости от положения в куполах или крыльях складчатых структур. Пла­сты могут быть значительно нарушены соляной тектоникой. Вы­яснение деталей тектоники и распределения сортов путем раз­ведки с поверхности обычно невозможно; это потребовало бы

167

проходки большого количества скважин, что представляет чрез­вычайную опасность, так как может вызвать обводнение место­рождения.

Разведка с поверхности, которая преимущественно осущест­вляется колонковым бурением, обычно является предварительной. Колонковое бурение дает возможность получать хороший выход керна путем промывки скважины насыщенным соляным раство­ром. По скважинам предварительной разведки изучается разрез покрывающей толщи и гидрогеологические условия.

Густота сетки скважин различна и определяется размерами месторождения. В самой начальной стадии большие залежи

3 В

Рис. 62. Геологический разрез одного из соляных месторо­ждений

1 —наносы; 2 —известняково-мергелистая пачка; 3 — глинисто-мергелистая толща; 4 —гипсоносная толша; <5—каменная соль; 6 —зона сильвинита; 7— зона карналлита(рис. 62) разведываются редкими скважинами по сетке с расстоя­ниями до 1 2 км, затем сетка сгущается для крупных месторож­дений до 4 км, а для небольших до 1—1,5 км. Сгущение сетки сопровождается детальными геофизическими исследованиями, особенно на участках предполагаемой эксплуатации. Сетка продолжает сгущаться и для очень крупных месторождений до­водится до 1 км. На менее крупных, а также на штокообраз­ных месторождениях в куполах сетка сгущается до 300—500 м. Очень мелкие месторождения при благоприятных гидрогеологи­ческих условиях разбуриваются через 100—150 м.

Для составления технического проекта эксплуатации данных бурения бывает достаточно только в случае простых месторожде­ний. Детальная разведка производится обычно уже при помощи подземного бурения из горных выработок при подготовке место­рождений к эксплуатации. В эту стадию широко применяются горизонтальные или наклонные скважины, обычно не опасные в отношении обводнения.168

7. Разведка месторождений фосфоритовФосфоритовые месторождения удобно подразделить на две-

группы: 1 ) пластовые месторождения в крепких породах и 2 ) пла­стовые горизонтально залегающие месторождения среди рыхлых пород.

К первой группе относятся Кара-Тауские фосфоритовые ме­сторождения, приуроченные к низам мощной толщи силурийских, известняков и обладающие высоким содер­жанием Р 2О5. Вторую группу образуют мно­гочисленные юрские, меловые и палеогено­вые месторождения фосфоритов на платфор­мах. Эти месторождения обладают колос­сальными запасами, составляющими около половины мировых запасов, но.отличаются невысоким содержанием Р 2О 5 .

На фосфоритовых месторождениях пер­вой группы в поисково-разведочную стадию вскрытие, прослеживание и оконтуривание выходов производят канавами и шурфами.Предварительная разведка производится скважинами колонкового бурения. Расстоя­ния между скважинами должны быть таки­ми, чтобы по данным бурения можно было во всех направлениях составить надежные профили с увязкой фосфоритоносных пачек пород. Если данные о среднем содержании.Р 2 О5 и вредных примесей (состава К2О3 и иногда ЗЮг) в соседних скважинах сильно отличаются, между этими скважинами за­кладывают промежуточные. В поисково-раз­ведочную стадию вскрываются, прослежива­ются и оконтуриваются выходы фосфоритов.Детальная разведка должна выяснить де­тали структуры месторождения, обеспечить полную увязку отдельных фосфоритоносных линз и пластов, выявить сорта фосфоритови их пространственное распределение. Такая разведка осущест­вляется колонковым бурением в сочетании с горными выработ­ками, вскрывающими части месторождения, близкие к поверх­ности, для целей опробования.

Пластовые фосфоритовые месторождения, горизонтально за­легающие среди рыхлых пород, обычно отличаются сложными горно-техническими и гидрогеологическими условиями. Орудене­ние часто представлено несколькими фосфоритоносными горизон­тами, различными по твердости и содержанию Р2О5 (рис. 63).

На некоторых месторождениях этого типа вмещающие по­роды бывают очень водоносны. При разведке необходимо произ­

16Р<

Рис. 63. Примерная' колонка фосфатной

серии/—слюдистые пески с глау­конитом; 2—слюдистые гли­ны; ^ —глауконитовые пес­ки с желваками фосфори­тов; 4 —фосфоритная плита

Фосф

орит

овые

гори

зонт

ы

водить гидрогеологические наблюдения для определения напра­вления потока и дебита каждого водоносного горизонта. Буровые скважины, в связи со сложностью строения рудного тела, не дают достаточно надежных сведений и потому желательна ма­ксимальная замена их шурфами. Однако проходка шурфов из-за большого притока воды технически трудна, и в связи с этим ча­сто приходится довольствоваться скважинами.

При предварительной разведке буровые скважины обычно располагаются по квадратной сетке в количестве 8—10 на 1 км2-, а шурфы 1—2 на 1 км2. При детальной разведке интервал между скважинами сокращается до 200—250 м и между шур­фами до 400—500 м.

При предварительной и детальной разведках фосфоритовых месторождений второй группы обычно применяется медленно- зращательное бурение.

На контуре для лучшего определения границ залежи выра­ботки сгущаются вдвое. В эту стадию разведки производится пробная добыча в целях изучения горно-технических условий эксплуатации. В некоторых исключительных случаях интервал между скважинами уменьшается до 100—50 м и между шур­фами до 150— 100 м.

Месторождения, характеризующиеся большой глубиной зале­гания продуктивного пласта фосфоритов (60—30 м) и большой водоносностью, разведываются в начальные стадии не медленно- зращательным, а колонковым бурением, а детальная разведка их осуществляется шахтами со штреками, причем одна шахта за­дается на участок в 1 км2.

И. РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Особенностью большинства месторождений строительных ма­териалов является их полная зависимость от экономических усло­вий. В отдалении от хороших транспортных путей и при отсут­ствии благоприятной обстановки для использования такие место­рождения не представляют промышленного интереса. Поиски их обычно ограничиваются определенными районами, расположен­ными в сфере экономического тяготения к потребителям сырья или к транспортному пути, например к реке, по которой может осуществляться перевозка.

Качество этой группы ископаемого сырья определяется в од­них случаях химическими анализами, в других — при помощи технологических испытаний.

Добыча строительных материалов, как правило, осущест­вляется из открытых карьеров. Участок, выбираемый для раз­ведки, должен обеспечить возможность заложения карьера, в связи с чем следует выяснить условия вскрытия.

Первым важнейшим вопросом является определение отноше­ния мощности вскрыши пустых пород к мощности полезного 170

ископаемого, которое обычно не превышает 1:1. В случае, если ископаемое представлено высокосортным каолином или другим ценным сырьем, возможно увеличение пропорции до 5 : 1 и даже до 7 : 1.

Для составления проекта эксплуатации и правильного зало­жения карьера необходимо', кроме топографического плана по­верхности, иметь также карту рельефа кровли (а если это воз­можно, и почвы) тела полезного ископаемого в горизонталях.

Вторым важнейшим вопросом, освещающим условия вскры­тия участка, является его водоносность. Наиболее благоприятны условия, когда разведуемый участок располагается выше окру­жающей местности и возможен сток воды из карьера самотеком. В противоположном случае гидрогеологические условия должны быть выяснены более детально.

1. Разведка месторождений цементного сырьяДля получения портланд-цемента применяются два вида

сырья — известняки и глины; встречаются также и натуральные мергели с природным составом, отвечающим требованиям, предъ­являемым к смеси. Добавками для специальных сортов цемента служат трассы, туфы, пемзы, трепелы, диатомиты, кислые домен­ные шлаки (так называемые гидравлические добавки), а также гипс.

Потребные запасы сырья ориентировочно можно представить себе на основании следующих соотношений. На 1 т цемента нужно 1,7 т сырья. Пропорция между глинистым и известкови- стым компонентами изменяется от 1 : 3,5 до 1 : 3,8. Потребность в гидравлических добавках — около ПО кг на 1 т цемента, а гипса для ускорения схватывания — 30 кг на 1 т цемента. При предварительной разведке оконтуриваются промышленные уча­стки карбонатных и глинистых пород, определяются сорта и уста­навливается их пригодность. Изучается гидрогеология и мощ­ность вскрышных пород, для чего проходятся, если нужно, спе­циальные выработки, чтобы установить участки с минимальной мощностью вскрыши. Густота сетки разведочных выработок (шурфов, в отдельных случаях дополняемых колонковым буре­нием) для карбонатных пород составляет 200—500 м, для гли­нистых 100—250 м.

Детальная разведка имеет целью уточнить распределение от­дельных сортов полезного' ископаемого и мощность вскрыши. При изучении полезного ископаемого важнейшее значение имеет определение количества примесей: 5, М§0 и 8Ю2.

При детальной разведке густота сетки на карбонатных поро­дах составляет 100—250 м, на глинистых 50—150 м.

Состав шихты, получаемой из добываемого сырья, имеет ре­шающее значение для нормальной работы цементных заводов, и потому в некоторых случаях большую роль играет эксплуата­ционная разведка, осуществляемая на участках, непосредственно

171

прилегающих к разрабатываемым карьерам. Здесь разведочные выработки (имеющие главной целью опробование) могут очень сильно сгущаться, в зависимости от конкретных особенностей месторождения.

2. Разведка месторождений глин и каолинаГлины часто обнажаются в балках и оврагах, но даже

и в этих случаях обычно более целесообразно задавать первые поисковые выработки на водоразделах и плато, где пласты не пережаты и не имеют ложного падения, как это часто бывает на склонах оврагов.

Огнеупорными называются глины, температура плавления ко­торых равна 1580—1770°. Особенную ценность представляют не­пластичные (тощие) глины типа флинт-клей, которые, благодаря незначительной усадке при обжиге, могут быть непосредственно использованы для производства огнеупорного и шамотного кир­пича без предварительного обжига.

Огнеупорные глины встречаются в чрезвычайно разнообраз­ных геологических условиях. Наиболее крупные промышленные залежи их приурочены к осадочным толщам угленосных бассей­нов, с резко выраженной цикличностью накопления осадков — сменой континентальных осадков морскими.

Химический анализ глин, не являясь решающим фактором в определении их качества, в ряде случаев может дать указания на степень применимости глин для различных целей. Например, в большинстве случаев огнеупорные глины содержат сравни­тельно ничтожное количество окислов железа, щелочей и щелоч­ных земель.

Главными показателями свойств глин, определяемыми при лабораторных испытаниях, являются: 1) пластичность; 2) воз­душная или огневая усадка, т. е. способность смоченной водой глины уменьшаться в объеме при высыхании на воздухе и при обжиге; 3) спекание и огнеупорность; 4) пористость; 5) гигро­скопичность; 6) связывающая способность, определяющаяся по сопротивлению, разрыву и сжатию образцов готовых изделий;7) адсорбционные свойства —• способность глин поглощать твер­дые красящие вещества из различных жидкостей.

Предварительная разведка месторождений глины осущест­вляется по редкой сетке выработок (обычно 200 X 200 м) , до­ставляющих материал для лабораторных испытаний и выясне­ния технологических сортов глин. В случае удовлетворительности первых результатов не обязательно производить анализ проб из всех выработок. Схематично определяются и гидрогеологические условия на месторождении. В процессе детальной разведки уточ­няются качество и сорта глин и их расположение; составляется гипсометрическая карта поверхности залежи и определяются гидрогеологические и горно-технические условия будущей экс- 172

плуатации. Проводятся также полузаводские или заводские ис­пытания ископаемого. Для глин грубой керамики обычно приме­няется сетка 100 X 100 м, для огнеупорных глин 50 X 50 м.

Разведка производится скважинами медленно-вращательного бурения, диаметром не менее 100 мм, или дудками, шурфами и т. п. Так же, как и в случае изучения цементного сырья, эксплуа­тационная разведка, при наличии жестких требований к качеству сырья, может иметь большое значение. Такая разведка осуще­ствляется сгущением сетки скважин, иногда до 10 X Ю м-

3. Разведка месторождений строительного камняПо практическому использованию различают: 1) сырой ка­

мень в крупных глыбах, пригодных для дальнейшей обработки, и 2) дробленый в виде щебня. Общие запасы месторождения строительного камня определить обычно нетрудно, и часто наи­более существенной задачей разведки является определение вы­хода его основных сортов при добыче. Эта задача разрешается путем изучения трещиноватости пород, а также наблюдения за поведением их при пробной добыче путем клиновой работы и взрывания.

Разведочные выработки (мелкие шурфы, траншеи, карьерного типа расчистки) проходятся обычно по сетке. В случаях, когда нужно констатировать продолжение полезного ископаемого на глубину или, если материал, получаемый из скважин, достаточен для лабораторных испытаний, применяется неглубокое бурение скважинами большого диаметра.

4. Разведка месторождений песка и гравияМесторождения песка разнообразны по размерам и качеству.

В поисково-разведочную стадию на участках, где предполагается наличие песков, проходят мелкие скважины и шурфы. Количе­ство выработок 2—3 на 1 км2, причем обязательно должен быть пройден хотя бы один шурф. Пробы из выработок передают для химического анализа и определения гранулометрического состава песка.

Месторождения, представленные выдержанными пластами, разведывают по сетке 200—400 м, линзы — по сетке 100—200 м. Если разведка осуществляется скважинами (диаметром не мень­ше 100 м), то по крайней мере каждая третья скважина должна быть заменена дудкой или шурфом, в которых производится по­слойное опробование. Скважины опробуют через 0,5 м. Гидро­геологические условия должны быть изучены настолько, чтобы не было сомнений в возможности целесообразной эксплуатации месторождения.

Детальная разведка производится при помощи шурфов с рас­стояниями между ними в 100 м. На небольших и линзообразных месторождениях б&тка сгущается до 50—70 м, причем около од-

173

ной трети выработок может быть заменено скважинами. В про­цессе детальной разведки окончательно устанавливается распре­деление сортов ископаемого и линз пустых пород, определяется минералогический состав песков и форма, в которой присут­ствует железо. Производятся опыты по обогатимости и.сортируе­мое™ песков. Выясняется мощность вскрыши, а также рельеф кровли и почвы пласта, которые изображаются в изолиниях. Гидрогеологическое изучение устанавливает ожидаемый дебит воды на различных отметках будущего карьера, определяет ре­жим грунтовых вод и направление движения грунтового потока.

Месторождения гравия в центральных областях Европейской части СССР представлены преимущественно флювиогляциальны- ми отложениями; в других областях большое значение имеют месторождения аллювиального типа.

Гравием в строительстве считается материал размерами от 5 до 8 мм, а асфальтовым гравием — от 2 до 5 мм. Гравийные ме­сторождения характеризуются по: 1) форме залегания; 2) запа­сам; 3) продуктивности с 1 м2; 4) процентному выходу гравия;5) гранулометрическому составу; 6) характеру залегания пустых прослоев; 7) мощности вскрыши.

Некоторые месторождения озового типа имеют площадь до 10 га, продуктивность 4—9 м3 на 1 ж2 и содержание гравия 52—59%. Месторождения зандрового типа весьма разнообразны. Площади их изменяются от немногих единиц до многих сотен гектаров, продуктивность — от 0,4 до 4 ж3 на 1 м2, содержание гравия — от 14 до 73%. Весьма разнообразны также и аллюви­альные месторождения.

Масштабы месторождений определяют способ их разработки. Для ручной добычи требуется обычно минимальный запас в од­ном месторождении порядка 50 тыс. м3; для скреперной — 100 тыс. м3, а для экскаваторной — не менее 300 тыс. м3.

При разведке месторождений длиной от 0,5 до 1 км расстоя­ние между линиями составляет до 200 м\ при большей длине рас­стояние увеличивается. Минимальное число выработок на ли­нии — 3. При детальной разведке, в отдельных случаях, расстоя­ние между выработками уменьшается до 50 м (при сложном рельефе кровли). По контуру тела сетка разведочных выработок сгущается и доходит до 50 м и даже до 25 м.

ГЛАВА Ш ЕСТАЯ

РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ КАУСТОБИОЛИТОВ1. РАЗВЕДКА ИСКОПАЕМЫХ УГЛЕЙ И ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ

Месторождения углей и горючих сланцев являются типичны­ми представителями образований осадочного цикла, поэтому в основе их геологического изучения лежат стратиграфия, учение о фациях, палеонтология и палеоботаника. Форма отдельных 174

пластов каменного угля и их положение в пространстве зависят,, с одной стороны, от первичных факторов, действовавших одно­временно с угленакоплением (палеогеографические условия) а с другой стороны, от вторичных факторов, действовавших на' уже сформированные пласты угля. Вторичные факторы могут быть не тектоническими и тектоническими. К первым относятся возможный эрозионный размыв пластов реками или морем и вы­пахивание ледниками; ко вторым — всякого' рода складкообра­зующие и разрывные нарушения.

Качество углей определяется как исходным материнским ве­ществом, которое может быть образовано за счет органических гниющих илов (сапропелевые угли), продуктов разложения выс­ших растений (гумитовые угли) и остаточных продуктов высших растений, так и характером тех биохимических и диагенетиче- ских процессов, которым подвергался уголь уже после образова­ния. С точки зрения промышленного использования, каменные угли по качеству разбиваются на три основные группы: 1) ме­таллургические, 2) химические, 3) энергетические.

Из изложенного видна большая сложность и широкий круг вопросов, которые геолог-разведчик должен разрешать в про­цессе изучения месторождений каустобиолитов.

Рассмотрим систематически важнейшие показатели для ха­рактеристики каменноугольного месторождения, которые должны быть выяснены в результате разведки.

М о щ н о с т ь п л а с т а представляет исключительный прак­тический интерес, потому что она в значительной степени пред­определяет систему разработки и стоимость добычи. Именно минимальной мощностью обычно ограничиваются пределы про­мышленной добычи (в разных условиях минимальная мощность составляет 0,4—0,7 м).

С т р о е н и е п л а с т а . Пласт может изменяться по прости­ранию и падению, раздваиваться, внутри него иногда появляют­ся пачки пустых пород. Разведка должна вполне определенно выяснить характер и пределы этой изменчивости.

Т е к т о н и ч е с к о е с т р о е н и е месторождения обычно определяет способ разведки и эксплуатации месторождения. Не­обходимо' представлять себе не только основные тектонические структуры, но и всякого рода небольшие смещения, второстепен­ную складчатость и гофрировку, которые могут сильно влиять на проведение эксплуатационных выработок.

К а ч е с т в о у г л я во многих случаях изменяется по про­стиранию и падению пласта. Если угли в ближайшем районе не­изучены или изучались недостаточно, опробование производится особенно детально. Путем опробования устанавливаются элемен­тарный ц технический состав углей, выход первичных смол, теп­лотворная способность, зольность и пр. Многозольные и много- сернистые угли требуют опытов по обогащению, некоторые угли требуют опытов‘по брикетированию и шихтовке с углями других

175-

месторождений. Для металлургических углей особую роль играет технический анализ, для химических — элементарный анализ и испытание на выход первичных смол. Энергетические угли тре­буют изучения количества балластных и вредных компонентов золы, ее состава и плавкости.

С о р т а у г л е й и их р а с п р е д е л е н и е в п р о ­с т р а н с т в е . На основании изучения качества угля и техни­ческих требований выделяются технические сорта углей и из­учается их распределение.

Способность углей сохраняться в штабелях и выдерживать перевозку представляет существенную качественную характери­стику углей.

Горно-технические условия, включающие: а) водоносность (требующую полного выяснения при разведках), б) состав, ха­рактер и свойства кровли и почвы пласта, при определенных условиях могут являться решающими факторами в оценке неко­торых месторождений.

Для почвы угольного пласта, особенно если месторождение залегает почти горизонтально, составляется гипсометрическая карта. Ее составление очень важно, так как по карте уточняется направление подготовительных выработок, откатка и водоотлив.

Газоносность, пыленосность, самовозгораемость и кускова- тость угля также являются важными характеристиками, опреде­ляющими качество сырья.

При вскрытии выходов и предварительной разведке участков месторождения, на которых мощность наносов менее 3 м, а углы падения пород превышают 25°, широко применяются канавы и траншеи. При большом объеме этих выработок проходку их следует механизировать путем применения канавокопателей или экскаваторов. При наносах мощностью более 3 м и пологом (ме­нее 25°) залегании пород применяются дудки, шурфы и мелкое ударно-вращательное бурение. При большой мощности наносов и крутых углах падения пород разведка осуществляется шурфа­ми и квершлагами. Глубоко залегающие участки месторождения пересекаются редкой сеткой колонковых скважин. Разведочные линии располагаются друг от друга на расстоян’иях 500—1000 м.

В результате предварительной разведки в общих чертах дол­жен быть установлен характер угленосности месторождения с учетом отмеченных выше показателей для его характеристики, а также площадное распространение углей на изучаемом участке. Одной из основных задач предварительной разведки, кроме того, является синхронизация пластов. Детальная разведка должна дать уже вполне точную характеристику месторождения.

Основным видом разведки каменноугольных месторождений является колонковое бурение. Сравнительно малая изменчивость каменноугольных месторождений и возможность получения удо­влетворительных образцов угля для изучения путем применения двойных колонковых труб, а также метод искусственного искрив­.176

ления скважин обеспечивают надлежащую эффективность этого способа разведки. В целях уточнения качества углей и горно­технических условий колонковое бурение дополняется проходкой шахт со штреками и рассечками; для того, чтобы шахта вышла ■из зоны выветривания углей, ее глубина обычно должна быть не менее 50 м.

I. Группировка угольных месторождений по генетическим типами принципу однородной разведки 1

На основе признаков, определяемых общей геолого-тектониче­ской обстановкой образования угольных месторождений, послед­ние разбиваются на три генетические группы: I — геосинклиналь- ные месторождения, II — месторождения переходных зон и III — платформенные месторождения. •

Г е о с и н к л и н а л ь н ы е м е с т о р о ж д е н и я образова­лись в подвижных, прогибающихся участках земной коры, пред­ставленных обычно обширными приморскими низменностями. Вследствие этих условий образования: а) угольные пласты вы­держиваются на значительном протяжении; б) наблюдается боль­шое количество угольных пластов, чему способствовали много­кратные тектонические движения, вызывавшие ритмичную смену фаций; в) угленосные толщи имеют большую мощность (до 10 км и более); г) угли разнообразны по качеству и часто пред­ставлены полным списком, от длиннопламенных до антрацитов;д) месторождения углей значительно дислоцированы; е) породы угленосных отложений метаморфизованы.

М е с т о р о ж д е н и я п е р е х о д н ы х з о н образовались в условиях геотектонической обстановки, переходной от геосин- клинальных областей к континентальным платформам. Эти место­рождения носят черты, переходные между угольными месторо­ждениями геосинклинальных областей и платформ, а именно: а) площадь распространения значительная; б) мощность угле­носной толщц умеренная, от сотен метров до 1—2 тыс. м\в) число рабочих угольных пластов от 2—3 до 20—30; г) часты’ сингенетические и эпигенетические (одновременные и последую­щие) размывы; д) залегание пород от спокойного до складча­того; е) метаморфизм углей умеренный.

Особую подгруппу среди месторождений переходных зон со­ставляют угольные месторождения тектонических впадин. Неко­торые исследователи относят их уже к платформенным месторо­ждениям.

Месторождениям тектонических впадин присуща разнообраз­ная форма угольных скоплений. Наряду с тонкими угольными пластами, значительно развитыми по площади, встречаются мощ- * II.

гг т-1 11ри составлении этого раздела в основном использованы работыII. В. Васильева.12 Ажгирен 177

ные (до 200 м) угольные залежи ограниченного распростране­ния. Тонкие угольные пласты часто представляют собой отщеп­ления от мощной угольной залежи. Вообще наличие мощных за­лежей является характерной особенностью угольных месторо­ждений тектонических впадин.

П л а т ф о р м е н н ы е м е с т о р о ж д е н и я имеют харак­терную особенность: относительную жесткость пород основания, не способных к большим прогибаниям. В связи с этим им свой­ственны следующие признаки: а) мощность угленосных отложе­ний обычно небольшая (от единиц до сотен метров); б) угленос­ная толща всегда лежит на размытой поверхности подстилаю­щих ее пород вследствие размыва континента до начала образо- вания угленосных отложений; в) площадное распространение разнообразное: от ограниченного (при лимнических условиях на­копления) до большого (параллические месторождения); г) число угольных пластов небольшое, обычно единицы; д) по форме за­легания угли разделяются на пласты (большое площадное рас­пространение) и пластообразные залежи (ограниченное распро­странение) ; е) угли находятся в начальной стадии метаморфизма;ж) угольные пласты часто нарушены размывами, преимуществен­но эпигенетическими; ж) залегание пород горизонтальное или слабоволнистое; з) породы угленосной толщи обычно рыхлые или слабо уплотнены.

2. Разведка геосинклинальных месторожденийПоисково-разведочные работы на угольных месторождениях

этого типа, при хорошей выдержанности угольных пластов, осу­ществляются по разведочным линиям, проходящим на расстоя­нии 4—6 км одна от другой. Складчатые и сильно нарушенные сбросами месторождения изучаются по разведочным линиям, за­данным, через 1 км.

Поисково-разведочные работы проводятся на основе геологи­ческой съемки в масштабе 1 : 50 000 или 1 : 25 000, которая позво­ляет выявить: состав и условия залегания угленосной толщи и подстилающих и перекрывающих толщ; тектонические наруше­ния; общую структуру месторождения; провести предваритель­ную увязку угольных пластов между профилями и выработ­ками.

Поисково-разведочные линии должны дать непрерывный раз­рез продуктивной свиты. Поиски и разведка осуществляются мед­ленно-вращательным бурением и проходкой дудок, реже канав. Для опробования пластов угля проходятся шурфы, глубиной до 30—50 м. При большой мощности наносов применяется колонко­вое бурение. В поисково-разведочную стадию должны быть уста­новлены зольность, выход летучих и спекаемость углей.

При предварительной разведке расстояния между линиями, при хорошей выдержанности угольных пластов, составляют 2 км, 178

СкВ

Щ

Рис.

64.

Схе

мат

ичес

кие

разр

езы

угл

енос

ной

толщ

и по

раз

ведо

чны

м ли

ниям

при детальной разведке 1000—700 м. На складчатых и сильно нарушенных сбросами месторождениях расстояние между разве­дочными линиями при предварительной разведке сокращается до 0,5—1 км, -при детальной разведке до 500—250 м (рис. 64).

Как при предварительной, так и при детальной разведке ос­новным материалом для проб служат угольный керн и шлам. Из мелких горно-разведочных выработок (дудок) и из скважин, про­ходимых змеевиком, ввиду того, что они вскрывают выветрелые части пластов, угольные пробы для химического анализа не отби­раются. На участках, предназначенных для детальной разведки, проходятся специальные контрольные опробовательские сква­жины, диаметром не менее 100 мм, в интервале пересечения уг­лей (примерно по одной скважине на 1 км). Угольные пробы анализируют раздельно по керну и т> шламу. Перед анализом пробы угли изучаются петрографически. Пробы подвергаются техническому анализу, пластометрическому испытанию в аппа­рате Л. М. Сапожникова и полукоксованию в реторте Фишера.

3. Разведка месторождений переходных зонМетодика поисково1-разведочных работ в районах угольных

месторождений переходных зон предусматривает пересечение площади распространения угленосных свит поисково-разведоч­ными линиями вкрест простирания пород, через 1—3 км одна от другой. По линиям проходятся канавы и шурфы, а в местах с мощными наносами производится механическое бурение.

Поисково-разведочные работы ведутся на основе детальной геологической съемки масштаба 1 : 25 000 или 1 : 50 000. При поисково-разведочных работах на месторождениях тектонических впадин большое значение имеют предварительные геофизические съемки, позволяющие установить существование и приблизи­тельные контуры тектонических впадин.

Угли месторождений описываемого типа используются пре­имущественно в качестве энергетического топлива; однако могут быть обнаружены и спекающиеся угли. Для определения каче­ства углей необходимо проводить их технический и элементар­ный анализы, определять теплотворную способность и спекае- мость, а у спекающихся углей — пластометрические параметры. Необходимо такж е' определять содержание в углях первичных смол, а при высоком выходе последних — изучать их по фрак­циям.

Обычно необходима также гидрогеологическая характери­стика месторождения на основании детальной гидрогеологиче­ской съемки в масштабе 1 : 50 000—-1 : 25 000. Предварительная разведка должна основываться на детальной геологической съемке в масштабе 1 : 10 000—1 : 5 000 и охватывать обособлен­ную тектоническую структуру или район, пригодные для ком­плексного проектирования. В месторождениях сю спокойными180

тектоническими структурами и относительно устойчивыми уголь­ными пластами предварительная разведка осуществляется сква­жинами механического бурения по сетке со стороной квадрата в 1000 м. Выходы углей прослеживаются шурфами или медлен­но-вращательным бурением в зависимости от мощности покры­вающих четвертичных отложений. Буровые скважины на выходах задают через 150—200 м, шурфы несколько чаще.

Опробование углей производится из опробовательских шур­фов, закладываемых специально для этой цели, в дополнение к опробованию по буровым скважинам.

Рис. 65. Еманжелинское буроугольное место­рождение. План выхода угольных пластов под

третичный покров 1—угольные пласты; 2—линии смещений

При детальной разведке, вследствие сложного и меняющегося на коротких расстояниях строения угольных пластов, а иногда и значительной нарушенное™ тектоническими разрывами (рис. 65), расстояния между скважинами механического бурения должны быть не"более 300 м.

181

На складчатых месторождениях, разбитых многочисленными тектоническими разрывами, при предварительных и детальных разведках применяются, кроме скважин механического бурения, глубокие горные выработки. Они доставляют наиболее ценные материалы для изучения условий залегания и тектоники уголь­ных пластов и дают возможность на этих стадиях разведки про­водить опробование углей в полузаводском и заводском мас­штабах.

4. Разведка платформенных месторожденийОбоснованием для постановки поисково-разведочных работ

служат данные детальной геологической съемки в масштабе 1 : 50 000.

Основным методом поисково-разведочных работ во многих случаях является механическое бурение. Скважины задают по сетке 800—1600 м, что при значительной выдержанности уголь­ных пластов и их спокойном залегании обеспечивает получение материала для перспективной оценки месторождения.

При разведке платформенных каменноугольных месторожде­ний широкое применение находят геофизические методы. С их помощью обнаруживаются впадины в кристаллическом основа­нии в тех случаях, когда угленосная толща приурочена к впади­нам, или куполообразные поднятия, выводящие угленосную толщу на верхние горизонты, доступны для разведки и эксплуа­тации.

Для изучения строения угольных пластов и их опробования там, где это возможно1, закладываются опробовательские шурфы. Опробуются также керны скважин, Пробы берутся общие и от­дельные — по пачкам или типам угля. При исследовании углей обязательны технический и элементарный анализы, а также опре­деление выхода первичной смолы и пластометрических показа­телей. Гидрогеологическая характеристика составляется на осно­вании наблюдений по отдельным разведочным выработкам и ма­териалам общей гидрогеологической съемки.

При предварительной разведке сетка скважин механического бурения сгущается до 400—600 м, при детальной до 200—300 м. В случае сложного строения основного угольного пласта, иногда состоящего из прослоев гумусового и сапропелевого угля, чере­дующегося с прослоями пустых пород, опробование необходи­мо проводить по отдельным угольным слоям и по пласту в целом. При предварительной разведке производят лабораторные испы­тания углей с получением технического и элементарного анали­зов, выхода первичной смолы и пластометрических показателей для коксующихся углей.

При детальной разведке производят заводские или полуза- водские испытания по использованию углей в качестве энергети­ческого топлива, продукта для полукоксования, а также по под­бору шихты для коксования. При детальной разведке гидрогео- 182

логия месторождения должна быть освещена в степени, позволя­ющей делать выводы об ожидаемом притоке воды в подземные выработки.

И. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗВЕДКЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИИ

Стадии разведок нефти и газов в основном совпадают со ста­диями разведок других полезных ископаемых. Поиски нефти ба­зируются главным образом на представлениях о петрографиче­ском составе и фациях осадочных толщ и структурно-тектониче­ском залегании их, выявляемых на основании геологической съемки. Важное значение имеют поиски и изучение непосред­ственных признаков выходов нефти и газа на поверхность.

Поисково-разведочные работы на площадях, предварительно выявленных в процессе поисков, осуществляются путем широкого применения геофизических методов, газовой съемки, поверхност­ных выработок и заложения отдельных структурных и поисковых скважин, часто большой глубины. В связи с тем, что многие нефтяные месторождения отличаются глубоким залеганием по­лезного ископаемого, поисково-разведочная стадия приобретает особенно большое значение при разведочных работах на нефть.

Применение геофизических методов поисков и разведки на нефтяных месторождениях носит косвенный характер. С их по­мощью ищется и изучается не сама нефть, а геологические струк­туры, которые благоприятствуют скоплению нефти.

Газовая съемка основана на определении содержания угле­водородных газов в порах почвы. В некоторых случаях, в связи с постоянным притоком газов в почву снизу из нефтеносных и газоносных пород, почвенный воздух содержит повышенное ко­личество углеводородов. Отбор проб по сетке или профилям осуществляется при помощи специальных ручных буров, снаб­женных приспособлением для откачки газа с глубины около 2 м.

Поверхностные горные выработки проводятся с целью уста­новления стратиграфического разреза осадочной толщи и изуче­ния геологической структуры участка.

Небольшая глубина вскрытия обычно не дает возможности достаточно точно представить себе структуру на основании од­них поверхностных выработок. Поэтому вскоре после изучения ■поверхности возникает необходимость проведения достаточно глубоких структурных буровых скважин, которые часто одновре­менно являются также первыми поисковыми выработками на нефть. Особенно снижается роль поверхностных горных вырабо­ток и повышается роль структурного бурения и геофизики при большой мощности молодых пород (наносов и др.), перекрываю­щих нефтеносную структуру.

Чрезвычайно ответственную операцию представляет заложе­ние самых первых поисковых скважин, имеющих целью непо-

183

средственно вскрыть нефтеносный горизонт. Эти скважины яв­ляются оценочными, и от их успеха или неудачи часто зависит судьба месторождения. Первая скважина закладывается с таким расчетом, чтобы пересечь предполагаемый нефтеносный гори­зонт в том месте, где он наиболее обогащен нефтью (рис. 66).

Если месторождение приурочено к куполовидной (антиклиналь­ной) структуре, таким местом являются обычно участки купола, близкие к замку. При симметричном строении купола скважину задают с поверхности поблизости от вершины купола. Если ку­пол (антиклиналь) асимметричен и осевая плоскость складки

наклонена в сторону полого­го крыла, то место заложе­ния скважины необходимо- определять путем построения профиля через структуру (рис. 67).

Нежелательно проходить первые скважины , вблизи зон возможного истощения нефтеносного пласта, какими могут являться: 1) выходы- нефти на поверхность; 2) разрушенные своды нефте­носных структур; 3) линии крупных тектонических нару-

Рис. 67. Изгиб осевой плоскости складки шений со стороны висячегобока. В лежачем боку этих

крупных тектонических линий, наоборот, возможно нахождение- богатых залежей нефти, которые были перекрыты непроницае­мыми породами висячего бока.

Разведка нефтяного месторождения обычно совмещается с его эксплуатацией, потому что разведочные скважины после подсечения ими нефтеносного горизонта используются как экс­плуатационные.

Первые разведочно-эксплуатационные скважины во многих случаях следует проходить до максимальной технически возмож­184

ной глубины и при этом производить опробование всех газовых и нефтяных горизонтов, пересеченных скважиной.

Промысловая геология играет огромную роль в эксплуатаци­онной жизни нефтедобывающих предприятий. Точное представле­ние о структуре нефтяного месторождения получается только в процессе его- эксплуатации. Обычно скважины располагаются по профилям, расстояния между которыми сильно- меняются в зависимости от строения месторождения; во многих случаях, расстояние составляет 1—3 км. Расстояния между скважинами так­же весьма различны и в значительной мере за­висят от крутизны на­клона крыльев нефте­носной структуры. На крутых склонах они обычно составляют от 200 до 600 м, а на по­логих, типа поволжских, где наклон крыльев со­ставляет только десят­ки минут, увеличивают­ся до 1000—1500 м.

Разбуривание место­рождения дает возмож­ность уточнить его структурную карту, на которой выражен в высотных отметках подземный рельеф неф­теносного пласта или какого-либо близко расположенного мар­кирующего стратиграфического горизонта. Сечение между гори­зонталями структурной карты зависит от крутизны крыльев структуры и изменяется от 0,5 до 50 м. Структурная карта пред­ставляет собой важнейший документ, характеризующий не толь­ко тектонику нефтяного месторождения, но и дающий возмож­ность наметить контуры нефтеносного района, участки обводне­ния со стороны краевых грунтовых вод и подсчитать запасы ме­сторождения (рис. 68). На основании данных структурной карты устанавливается очередность заложения следующих скважин и выбирается наиболее целесообразное расстояние между ними.

Весьма существенным результатом изучения разреза нефте­носной свиты и отдельных нефтеносных горизонтов является кор­реляция маркирующих и продуктивных пластов, ко-то-рая -осуще­ствляется при помощи минералогического, литологического, пет­рографического и микрофаунистического изучения по-род, пере­сеченных буровыми скважинами. Широко применяется кароттаж скважин, позволяющий контролировать правильность изучения и документацию разреза.

Рис. 68. Структурная карта нефтеносного купола и прилегающей синклинали с ука­

занием продуктивных участков 1—газовая скважина; 2 —нефтяная скважина; 3 — непро­дуктивная скважина

185-

Г Л А В А С Е Д Ь М А Я

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ВЫРАБОТОК

I. ЗНАЧЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ И ЕЕ ВИДЫ

Геологической документацией называется правильная си­стематическая запись и графическое изображение геологических наблюдений. Вопросы, касающиеся геологической документации при геолого-съемочных работах, излагаются в курсах геокарти­рования и полевой геологии и здесь не рассматриваются.

Значение геологической документации разведочных, а также капитальных, подготовительных и эксплуатационных выработок и буровых скважин огромно. Каждая выработка и скважина дает возможность наблюдать и изучать минеральное тело, окру­жающие его породы и геологические условия, в которых нахо­дится полезное ископаемое. Выработки и скважины позволяют: а) составить представление о форме, размерах и нарушенное™ тела полезного ископаемого; б) изучить состав ископаемого и пространственное распределение сырья разных сортов, т. е. определить качество полезного ископаемого; в) подсчитать за­пасы ископаемого; г) определить геологические и горно-техниче- -ские условия залегания полезного ископаемого; д) сделать вы­воды о происхождении и условиях образования месторождения.

На основании, полученных материалов определяется народно- хозяйственное значение месторождения; составляется проект дальнейших геолого-разведочных работ и определяется сумма затрат на них; производится проектирование горнопромышлен­ных предприятий для добычи и переработки разведанного мине­рального сырья.

Все исходные данные должны быть верны и отчетливы, т. е. должны носить характер документов.

Следует помнить, что горные выработки и скважины очень дороги. Всякая небрежность в документации приводит к тому, что расходы государственных средств, связанные с проведением этих выработок, оказываются бесполезными, и время, потрачен­ное на разведку, упущенным. Поэтому отсутствие или недоста­точная тщательность геологической документации при проходке любых выработок и скважин приводит к потере больших средств и времени, резко снижает эффективность разведки.

Исключительно большая ценность геологических документов определяет необходимость самого внимательного отношения к их •составлению, оформлению и хранению.

Геологические документы подразделяют на следующие ха­рактерные виды: 1) каменный материал (штуфные образцы, шлихи, керн буровых скважин, шлам и муть промывных буро­вых вод); 2) текстовой материал (полевые книжки, дневники, в которых производится описание забоев горных выработок, сква-186

зкин и т. п.); 3) табличный материал (журналы опробования, журналы описания буровых кернов, таблицы и диаграммы);4) графический материал (зарисовки, карты, планы); 5) фото­графический материал.

II. ОРГАНИЗАЦИЯ ДОКУМЕНТАЦИИ И КАМЕРАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИМАТЕРИАЛОВ

Документацию и обработку материалов в организационном отношении удобно разделить на три этапа: а) документирование выработок; б) хранение документов; в) обработка и составление сводных документов.

Организация документирования выработок сводится к следу­ющему. Подбирается штат сотрудников соответствующей квали­фикации, которые должны быть ознакомлены с особенностями геологического строения месторождения и района.

Собирается, определяется при помощи точных методов иссле­дования (под микроскопом, с применением химических и спек­тральных анализов) и описывается эталонная коллекция всех .встречаемых на месторождении минеральных образований. За­дача такой коллекции — дать полное представление: 1) о полез­ном ископаемом (минералы, характерные структуры и текстуры); '2) об изменении вмещающих пород (серицитизированные, хлори- тизированные породы в зальбандах жил, вторичные кварциты и т. п .); 3) о петрографическом составе пород; 4) о стратиграфи­ческой колонке (характерные породы и ископаемые формы фауны я флоры).

Эталонные коллекции являются основой небольшого геологи­ческого музея, организация которого обязательна на всяком раз- ведуемом и эксплуатируемом месторождении.

Применительно к данному месторождению разрабатывается стандартная система условных обозначений (легенда). Требова­ния к условным обозначениям: максимальная точность отображе­ния характерных для месторождения геологических особенностей .(сортов полезного ископаемого, изменения вмещающих пород и т. п.) и графическая отчетливость (наглядность).

Разрабатываются стандартные формы и масштабы докумен­тации различных разведочных выработок.

Устанавливается календарь документации, обеспечивающий своевременное составление зарисовок, проведение опробования и все прочие операции. Многие горные выработки закрепляются и после крепления становятся недоступными для осмотра. Кроме того, свежее обнажение пород в стенках выработки быстро по­крывается буровой пылью и копотью, поэтому крайне важно так организовать их документацию, чтобы она производилась до­статочно быстро вслед за проходкой и до крепления по свежим ие успевшим загрязниться стенкам.

187

При проходке буровыми скважинами рудных, минерализован­ных, угленосных зон следует обязательно вводить круглосуточ­ное дежурство коллекторов на буровых вышках.

Вся документация ведется в двух экземплярах: подлинники записей и зарисовок, произведенных непосредственно в выработ­ках, переписываются и перерисовываются начисто в тот же день. Это правило крайне важно выполнять, потому что при переписке часто обнаруживаются неточности, возникают вопросы, которые можно разрешить «по горячим следам», но с течением времени их разрешение становится невозможным.

Зарисовку и описание выработок нельзя целиком передове­рять коллекторам, даже опытным, не говоря уже о малоопытных учениках. Зарисовка и описание не являются механической опе­рацией, к которой можно просто приучить коллектора. При зари­совке забоев выясняются детали геологического строения место­рождения и делаются все основные геологические выводы, по­этому зарисовку должен производить только работник, имеющий геологическое образование, геолог или техник-геолог. .Практиче­ски, однако, бывает так, что у этих лиц не хватает времени на> зарисовку всех забоев, и зарисовку части выработок поручают коллекторам при постоянном руководстве и контроле со стороны геологов. Коллектор, таким образом, должен все время работать под руководством и по указанию геолога и постоянно у него обучаться.

Для успешного проведения документации необходимо иметь несложное, но специальное оборудование. Забой должен быть обязательно хорошо освещен доброкачественной лампой, геоло­гический молоток нужен удобной формы и размеров, горный ком­пас, рулетка и другие специальные предметы должны быть в хо­рошем состоянии. Отдельное помещение для геологов, в котором производится обработка документационного материала, также является обязательным требованием.

Очень важно организовать хранение первичных документов: экземпляры подлинников, топографические и маркшейдерские планы, а также важнейшие сводные данные помещаются в несго­раемых шкафах. Каменный материал и керны хранятся в специ­альном помещении. Сокращение керна производится в соответ­ствии со специальной инструкцией. Остатки после опробования рудных (минеральных, угленосных) кернов сохраняются пол­ностью.

Каменные материалы (в том числе керн) представляют цен­ность только в том случае, если они имеют нумерацию, поясне­ния на этикетках или каталог. Огромная масса каменного мате­риала безвозвратно гибнет из-за утери этикеток или уничтожения- нумерации, поэтому продуманное техническое выполнение ката­логизации имеет большое значение.

Составление сводных документов является естественным за­вершением документации, приспособлением документационных 188

данных к нуждам практического использования. Сюда отно­сится составление сводных описаний и сводных графических ма­териалов, например геологических планов отдельных Горных вы­работок и целых горизонтов, колонок, а также продольных и попе­речных геологических разрезов по буровым скважинам и горным выработкам. Зарисовка каждого отдельного забоя имеет обычно небольшую ценность, за исключением особенно интересных слу­чаев. Когда же по многим зарисовкам составляется сводный гео­логический план или разрез, получается материал огромной важ­ности, суммирующий результаты изучения месторождения. Для успешного составления сводных документов нужно, чтобы доку­ментация была единообразна. Это требование обеспечивается: а) стандартной легендой и дополняющей ее эталонной коллек­цией; б) инструкцией, приспособленной к конкретным условиям, в которой указано, на какие особенности следует обращать вни­мание при документации и что отмечать на зарисовках; в) доку­ментационным дневником или журналом установленной формы, в котором производится зарисовка и запись наблюдений.

III. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Общепринятого стандарта условных обозначений для геологи­ческих зарисовок, планов и карт нет. Более или менее устойчиво приняты обозначения возраста осадочных пород на мелкомас­штабных геологических картах. При составлении карт крупных масштабов невозможно подобрать единообразные условные обо­значения для всех случаев практики, потому что разнообразие пород, руд и геологических явлений, фиксируемых на планах и зарисовках, весьма велико.

Несомненно, что в большинстве случаев самой лучшей яв­ляется цветная легенда, т. е. условные обозначения в красках, но цветная легенда создает трудности при размножении чертежей и поэтому применяется только для важнейшей демонстрационной графики. Обычные же массовые чертежи и чертежи для размно­жения (светокопирования) исполняются в штрихах. В каждом районе, на каждом месторождении и руднике вырабатывается своя система условных обозначений.

Обычно легенду составляют придерживаясь следующих основ­ных принципов.

Изверженные породы желательно всегда обозначать отдель­ными значками, осадочные и метаморфические породы — значка­ми в -сочетании с линиями, позволяющими отображать элементы залегания, положение слоистости и сланцеватости.

Внутри группы изверженных пород вводится разделение на интрузивные, эффузивные палеовулканические и эффузивные неовулканические (рис. 69,а).

Для обозначения осадочных пород также вводятся опреде­ленные принципы, частично по предложениям В. Малютина,

189

Н. Разумовского и А. Хабакова. Знак галечников и конгломера­тов— овал; знак песчанистости — точка; знак глинистости —Интрузивные

Граниты

ЭффузивныеПалеот ипные Неот ипные

гН;у# | Кварцевы е .-■г6 у :| пордзиры 1Щ 1Л ипарит ы

Записныеобозн ач ен и я

и. и Сиенит ы и монцониты

Порериры и кератофиры Трахит ы Уу У

У' у Ж

X X X

Гранодиориты и диориты г.У.-;-:

Кв. порфириты и порсририты

<Х*хХ>*х*X л хД ацит ы и андезит ы

7 7 7 Г Л

[У Х 7

Габбро и Д иавазы и базальты и 4- 4- т 1-гЬX нориты мелаф иры .."-ЬЛ долерит ы + 7

\ / \ / V

Ультраоснов- ные породы

Пикритовыепорсририты Пикриты А *

*а

%*Ч)ьО<■>«а

йщ .

Щ ебенка

брекчия

Галечник

^ 16 О 6 6. ^ >© О о С5

4СЭ5:>сэа:с*>4)сэ

Т7ХТТЛ

Глинистыйсланец

Издест нян

Д олом ит

Конгломерат ^ Кбарцит^ .... ли]5*

45<ч>са

Песен

у л ^ у !1 Песчаник

:з -= Глино

•5з

>а:I45

§%5а*:Ч)Чс:§

УГуТ-15!

Извесгпковистыйпесчаник

Песчанистыйизвест няк

Кремнист ыйизвест няк

Глинист ыйпесчаник

Мергель (глинист ый извест няк)

, Сланец ) извест но- I вист ы й

Сланецпесчанистый

Рис. 69. Условные знаки для геологических карт: а —магматические породы; б —осадочные породы

_и__1!_п11 II

*

§азч

§

Ж

гт -т

Ч (___:о нн!-;-------

параллельная слоистости линия, прерывистая или сплошная; знак известковистости — «кирпич»; знак доломита — «косой-190

кирпич»; знак кремнистости — двойная линия, параллельная слоистости.

В соответствии с этими принципами может быть предложена примерная легенда осадочных пород (рис. 69,6), которая,, конечно, будет видоизменяться в конкретных условиях путем- введения дополнительных значков.

Для метаморфических пород желательно вводить обозначе­ния, с одной стороны, допускающие отображение расположения, сланцеватости и, с другой, подчеркивающие промежуточное по­ложение, которое занимают метаморфические породы между из­верженными и осадочными; с этой целью вводятся отдельные- значки, уже принятые для изверженных пород. Для примера на: рис. 70 приведена легенда для метаморфических пород.

•Гнейсы гранитного состава

+, + +• ++ + -ь4- + +4-

Метаморфические сланцы > (филлиты, серицитовые к

хлоритовые сланцы)

Гнейсированные габбро ы тп. Роговики и яш мы

Кристаллические сланцы • ( слюдяные,роговообманковые, гранатовые и т п.)

Кварциты

Кристаллические известняки I 1 1 и мраморы

Рис, 70. Условные знаки для обозначения метаморфических пород

IV. СТАНДАРТНЫЕ ДОКУМЕНТАЦИОННЫЕ ФОРМЫ

Документационный дневник или журнал установленной формы, в котором производится зарисовка и запись наблюде­ний, дисциплинирует работника, производящего документацию,, и предостерегает его от пропуска существенных моментов, кото­рые могли бы оказаться опущенными, если бы соответствующие разделы и графы журнала не напоминали о необходимости их за­полнения.

Не разрешается производить документацию на случайных листочках или обрывках бумаги с расчетом впоследствии пере­нести зарисовки и записи в соответствующий журнал. Зарисовку и запись непосредственно на геологическом обнажении или в за­бое горной выработки следует делать в черновом дневнике, пред­ставляющем собой книжку небольшого размера в прочном матер­чатом переплете. По мере заполнения такие книжки, после пере­несения всего записанного в них в чистовые журналы, должны

быть сданы в архив, где они хранятся, как важнейшие подлин­ные документы.

Для систематизации чистовой первичной документации суще­ствуют две системы: а) система карточек, при которой каждая зарисовка и описание к ней заносятся на карточку соответствую­щей формы, и б) система журналов. Разница между этими си­стемами, по существу, заключается только в том, что карточки можно вынимать каждую отдельно и группировать так, как нужно; это особенно важно при большом количестве зарисовок. Однако существенным недостатком такой системы является воз­можность утери отдельных карточек, поэтому для разведочного процесса следует рекомендовать применение системы журналов, при которой обеспечивается лучшая сохранность документацион­ного материала.

ГЛАВА ВОСЬМ АЯ

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ НЕГЛУБОКИХ ГОРНО-РАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК

При вскрытии выходов и разведке неглубоко залегающего полезного ископаемого широко применяются простейшие неглу­бокие выработки: закопушки, расчистки, канавы, дудки и шурфы.

Н у м е р а ц и я в ы р а б о т о к . Для удобства документации необходимо на каждом участке поисковых и разведочных работ иметь целесообразную, правильно поставленную нумерацию вы­работок, во избежание путаницы при последующем развитии работ. Обычно разрешается производить самостоятельную нуме­рацию на отдельных поисковых и разведочных объектах. Однако к этому следует прибегать только в том случае, если есть уве­ренность, что каждый из выделенных участков не соединится с другим, находящимся по соседству, или если месторождение ■очень велико и может быть разделено отчетливыми границами, и, таким образом, исключается возможность путаницы между выработками, имеющими одинаковый номер.

Если партия (экспедиция) разведывает несколько даже явно самостоятельных участков, то для того, чтобы избежать недо­разумений, целесообразно для каждого участка применять особые номера опробования горных и буровых выработок. На­пример, для первого участка выделяются пробы от № 1 до 1000, для второго — от № 1001 до 2000 и т. д. В этом случае вы­работки и скважины разных участков, имеющие одинаковую нумерацию, не будут смешиваться.

Каждый крупный тип горных выработок нумеруется особо. Например, расчистки, закопушки, канавы, дудки, шурфы имеют одну нумерацию (общую), капитальные шурфы или разведочные шахты — другую, штольни — третью, скважины — четвертую.192

Р е г и с т р а ц и я г о р н о - р а з в е д о ч н ы х в ы р а б о т о к . Все без исключения выработки и скважины, проходимые на дан­ном участке, немедленно после их заложения или начала про­ходки наносятся на соответствующие планы и включаются в каталог выработок. План расположения выработок и скважин является одним из важнейших документов и должен своевремен­но пополняться. За исключением случаев предварительных по­исковых работ в мало исследованной местности, план расположе­ния выработок и скважин должен вестись на инструментальной топографической или маркшейдерской основе и нанесение на нее выработок должно- производиться тоже инструментальным спо­собом. На план расположения выработок наносятся все контуры выходов тел полезного ископаемого и пород, важнейшие текто­нические линии, геофизические аномалии и прочие данные, опре­деляющие расположение выработок и скважин.

Ф о р м ы и п о р я д о к д о к у м е н т а ц и и г о р н о - р а з ­в е д о ч н ы х в ы р а б о т о к . Для полноты документации вы­работок принята единая форма журнала (см. табл. 4), веду­щегося на каждую проходимую выработку или систему мелких выработок (например, один журнал для всей группы закопушек, составляющих линию). Описание ведется последовательно от начальной точки. Н а ч а л ь н а я т о ч к а в ы р а б о т к и — э т о та т о ч к а , от к о т о р о й н а ч и н а ю т с я и з м е р е ­н и я р а с с т о я н и й п р и д о к у м е н т а ц и и в ы р а б о т ­ки и по которой производится привязка выработки при топо­графо-маркшейдерских съемках.

Если выработка по протяжению меняет свое направление и угол наклона (например, длинная канава, пройденная на мест­ности с мелкосопочным рельефом), то ее разбивают на соответ­ствующее число участков, для каждого из которых указываются его длина по оси выработки, азимут направления и угол на­клона.

На вкладном листе журнала в графе 1 показываются номера пород и полезных ископаемых и такие же номера ставятся на зарисовке, а также указываются стратиграфические индексы слоев, если они разработаны.

В графе 2 после описания пород и полезного ископаемого указываются элементы залегания, слоистости, сланцеватости тела полезного ископаемого, тектонических нарушений — разры­вов и т. п. Детальное систематическое описание производится по одной стенке выработки — той, в которой все наблюдаемые факты выражены наиболее отчетливо и полно и которая является основной при зарисовке. Это описание дополняется результатами наблюдений, проведенных по другой стенке или забою, с указанием, по какой именно. Описание каждого харак­терного интервала выработки отделяется от следующего гори­зонтальной чертой: В дополнительных замечаниях отмечаются все встреченные в выработке проявления водоносности: капеж,13 Ажгирей 193

Т а б л и ц а 4(Форма № 4. Титульный лист)№(по описи геологических документов партии)Описание и зарисовку принялглавный геолог партии----- ---------- ------

г (подпись)* _________ 19______ Г.

Министерство геологии и охраны недр

Геологическое управление (трест)--------- —------------------------

Экспедиция---------——---------------------------------------------------------

Партия_______________________________________________ ____

Месторождение------------------------------------------------------------------

У ч а сток------------------- ---------------------------------------------------------

Геологическая документация горной выработки

Наименование выработки------------------- --------- ----------------------------------

Начальная точка выработки— ------------------------------------------------ №.„ истинныеКоординаты начальной точки уСЛ — х у г —

Начало условных координат

Номера участков по Азимуты в описанииходу выработки магнитныеДлина выработки или ее участков

указаны истинные

Азимут выработки или Магнитное склонениеее участков -------------------- --------------- восточноеУглы наклона выработки или ее участков

западное

Проходка выработки начата , ------“------------ --— 19-----г.

Закончена , -----“--------------- —19------г.

Документация начата »----- “.----------------- 19-— -г-

Закончена , -----*------------------- 19----- г.

Схема расположения и привязки выработки

Документацию производил--------------- ------------Проверил.

Приложение. Зарисовка в масштабе----------------------------194

•на листах

(Форма 4. Вкладной лист)Номера пород и их геоло­гиче­ские индек­сыДетальноеописание

Расстояние

от опорн

ой точки

в м и наиме

нова­ние п

оследней Видимаямощностьслоя(интер­вала)

Приня­тыйуголпаденияИстинная мощность, м Номера Краткое описание образцов и допол­нитель­ныезамена-.ния

описы­ваемыхпород полез­ногоиско­паемого образ­цов проб1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

излияние из трещин, прорывы воды, наличие плывунов, с указа­нием мест появления воды и величины притока.

К журналу прилагаются листы миллиметровой бумаги, на которых приводится зарисовка выработки. Обычные масштабы зарисовок 1 : 10 и 1 : 20 для небольших выработок.

Описание пород должно быть кратким и по возможности единообразным; оно ведется по типу описания эталонной кол­лекции. Нужно, однако, иметь в виду, что всегда могут встре­титься такие особенности, которых нет в эталонной коллекции. Эти особенности должны быть описаны с большой тщатель­ностью.

Отбор характерных образцов обязателен. Надо помнить, что через некоторое время выработка может оказаться недоступной для наблюдения, и тогда образцы будут единственным докумен­том, подтверждающим зарисовку и позволяющим продолжать исследование пород и руд, вскрытых выработкой.

Полевая регистрация собранных образцов производится по очень простой и удобной системе. Геолог должен иметь с собой 20—30 прочных матерчатых мешочков с завязками, имеющих порядковые номера. Каждый взятый образец помещается в ме­шочек, а в полевую книжку заносится номер мешочка. Таким образом исключена возможность путаницы при разборе образ­цов, принесенных с поля или из выработок. Образец вынимается из мешочка и для него выписывается этикетка с постоянным но­мером, а мешочек используется при взятии нового образца. При этом номер мешочка в полевой книжке зачеркивается и пишется порядковый номер образцов по журналу и этикетке.

Для того чтобы образцы не оказались в скором времени бес­полезной грудой камней, нужно немедленно после взятия при-

способить их к долговременному хранению. Далеко не во всех геолого-разведочных партиях есть условия для сохранения об­разцов в специальных шкафах с лотками, где образцы раскла­дываются в специальных картонных коробках. Есть другой, до­статочно надежный и удобный способ хранения образцов. На каждый образец выписывается в двух экземплярах этикетка, примерная форма которой изображена на рис. 71. Аналогичные * I.

у к Р р у д а ШЕРШНЕВСКАЯ ПАРТИЯ

Ф амилия-------------—---------------------„_____ «.__________________195 г.Обр. №-------------Обн. №---------------Местоположение — ---------------------

Описание породы.

Обр. № _________Обн. №.

у к р р у д А ШЕРШНЕВСКАЯ ПАРТИЯ

Скважина №-

Глубина от-

Пройдено—

Поднято керна—

№№ плашек от—

Фамилия мастера-

-195 г.

-смена

до------

-метров

. метров

до-

Рис. 71. Формы этикеток для документации образцов и керна

этикетки применяются и для образцов керна. Этикетки сши­ваются в форме книжек. Один экземпляр остается в качестве корешка в книжке, другой складывается в несколько раз и вместе с образцом заворачивается в оберточную (или газетную) бумагу. Для прочности завернутый образец обвязывается креет- на-крест шпагатом и на оберточной бумаге большими цифрами пишется номер образца. После такой обработки образцы могут храниться в любом сухом месте в обыкновенных ящиках как угодно долго. Отыскать нужный образец можно легко благодаря этикетной книжке и номеру на оберточной бумаге.

ГЛАВА ДЕВЯТАЯ

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯПодземные горные выработки обычно группируются по при­

надлежности к штольне, шахте или горизонту, на котором про­ходят горные работы. Геологу удобно концентрировать всю до-196

кументацию по этим же принципам. Например, документация всех выработок — основной штольни, квершлагов, ортов и парал­лельных штреков, а также восстающих с горизонта основной штольни — будет относиться в одну группу, носящую номер основной штольни или штрека данного горизонта.

1. Нумерация выработок

На каждом самостоятельном рудном теле выработки должны иметь свою нумерацию; на больших месторождениях отдельную нумерацию имеют выработки каждого горизонта. Горизонты на­зываются или порядковым номером сверху вниз (1, 2, 3 и т. д. горизонт), или по глубине шахты, из которой пройдены вы­работки (например, горизонт 60-го метра, горизонт 90-го метра и т. д.), или, наконец, по абсолютной отметке устья главной горизонтальной выработки.

Всякого рода рассечкам и ортам дают порядковые номера, воз­растающие по направлению продвигания основного штрека. Если штрек ведется в обе стороны от ствола шахты, целесообразно выработкам одного крыла давать четные номера, а выработкам другого — нечетные.

Большие неудобства вызывают дробные номера или номера, сопровождаемые буквенными индексами; их следует избегать.

2. Геологические зарисовки, описание забоев и стенок выработок

Зарисовки обычно разделяют на массовые, выполняемые главным образом коллекторами, и специальные, производимые техниками-геологами и инженерами-геологами.

Массовые зарисовки должны производиться решительно во всех случаях, во всех забоях и выработках, по всем рудным интервалам буровых кернов, вне зависимости от большего или меньшего интереса зарисовываемых объектов. Особенности, под­лежащие регистрации на этих зарисовках, должны быть совер­шенно определенно выражены графически и в пояснениях.

Зарисовка канав, вскрывающих сравнительно выдержанные пласты или жилы и пройденных вкрест простирания, ведется по одной стенке. При этом обязательно показывается граница на­носов и коренных пород. Только в тех случаях, когда стенки канавы резко различны, зарисовываются обе стенки и почва (дно) канавы (рис. 72).

В шурфах, пересекающих полого лежащие слои горных по­род или пологие рудные тела, обычно зарисовываются все четыре стенки (рис. 73), на каждой стенке указывается видимый угол наклона пластов (тел) и азимут простирания стенок шурфа. На основании этих данных можно при помощи простейших тригоно-

197

метрических формул вычислить истинные элементы залегания зарисованных в шурфе тел. Так же поступают в тех случаях, когда тело полезного ископаемого имеет различную мощность в разных стенках. Примером может служить зарисовка шурфа,

О 1 2 м

Рис. 72. Развертка канавы, вскрывающей рудное тело на одном из полиметаллических

месторождений/—наносы; 2—голубоватый порфирит; 3—кварцевая жила; 4—порфирит

Ю З:260°^ -----ВЛСВ: 80°

Е З/ № Ш И Г

д 1 2 3 & 5м

Рис. 73. Развертка шурфа с ориентированными стенка­ми, позволяющая опреде­лить элементы залегания

пласта угля/—почва; 2—песок; 3 — глинистый сланец; 4 —угольрудные тела быстро меняют мощность. Поэтому, чтобы получить правильную среднюю мощность рудного тела в шурфе, необхо­димо учитывать данные всех четырех стенок.

В шурфах, следующих за крутопадающими жилообразными телами, зарисовываются только представляющие интерес стенки, в которых обнажается рудное тело.

Примером могут служить следующие зарисовки:1. Жила Редкая на третьем горизонте (рис. 75). Штрек № 2

в 10 ж от квершлага № 5. Минералогический состав жилы: кварц, пирит, сфалерит, кальцит. Жила имеет резкие маломощ­ные зальбанды, почти без глинистой примазки. Текстура жилы полосчатая. Сульфиды концентрируются, главным образом, в висячем боку (черные). Боковые породы около жилы сильно пиритизированы.198

сделанная при разведке за­лежи бурых железняков (рис. 74). На этом месторождении известняки, подстилающие руду, сильно закарстованы и имеют неровную поверхность, а сами

2. Жила Пологая в рудном кусте на' восьмом горизонте (рис. 76). Штрек № 1 в 6,8 ж от квершлага № 2. Жила очень богата сульфидами: пиритом, халькопиритом, сфалеритом и га­ленитом, составляющими до 50% рудной массы. Кварц обособляется в лежачем бо­ку жилы. В жиле наблюда­ются ксенолиты боковых по­род. Жила пересечена тон­кой дайкой диабаза.

3. Жила Промежуточ­ная на седьмом горизонте (рис. 77). Штрек № 2 в 5 ж от квершлага № 6. 1 — ви­сячий бок жилы — граниты вблизи жилы сильно пири- тизированные и измененные;2 — разлистованная глинка с хлоритом и пиритом, обра­зующая верхний зальбанд жилы, мощностью 6—8 см;3 — полосчатый серый и белый кварц со значительной вкраплен­ностью пирита (крупные и мелкие гнезда) и пирротина (шнурки и полоски); 4 — средняя часть жилы, мощностью 0,4—0,7 ж.

Рис. 74. Развертка шурфа на круп­ном месторождении бурых железня­

ков. Глубина 51,35 м/—мелкозернистый, слюдистый песок; 2 — сплошная руда, плитчатые бурые железняки; 3—песчаная глина с кусками бурого железня­ка; 4—девонский известняк

Нарушение аз пд 195°уч 62

Аз. пд. жилы !5°уг. 80°

Рис. 75. Жила Редкая на треть­ем горизонте

Риг. 76. Жила Пологая на вось­мом горизонте

с ярко выраженной брекчиевой текстурой; 5 — кварц массивный « полосчатый, с пиритом и сфалеритом; 6 — сульфидные, пири­товые линзы; 7 — окварцованные и густо пиритизированные по­роды лежачего бока; 8 — граниты лежачего бока. В жиле много желтовато-белого кальцита, который вместе с тонкозернистым

199

2 3

кварцем включает угловатые обломки пирита, пиритизирован. ных боковых пород и кварца. В висячем боку жилы раз­мер обломков не превышает 2—3 см в диаметре; в лежачем

боку среди обломков преоб­ладают крупные куски боко­вых пород.

Таким образом, при до­кументации рудной жилы на массовой зарисовке должно отмечаться примерно следу­ющее:

1. Рудная жила (на чер­теже она показывается в масштабе). Цифрами, за­ключенными между стрел­ками, в одном-двух харак­терных местах указывается действительная мощность жилы в сантиметрах. Услов­ными значками отмечается, например, к какому из трех главных типов минерального

заполнения относится тело жилы: а) обычное полиметалличе­ское оруденение; б) кварцевая жила с убогой вкрапленностью сульфидов; в) пустой кварц. Рядом с жилой на полях зарисовки выписываются ее азимут и угол падения.

Рис. 77. Жила Промежуточная на седь­мом горизонте

Рис. 78. Развертка штольни ./-гранит; 2 —рудное тело2. Расположение и номер взятых по жиле проб.3. Тектонические нарушения, смещающие жилу. Около' каж­

дого нарушения записывают азимут и угол падения поверх­ности сместителя.

4. Петрографический состав вмещающих пород, например,, граниты, кератофиры, сланцы, песчаники или конгломераты и т. и. Для обозначения каждой породы применяется соответ­ствующий условный знак.200

5. Характер изменения вмещающих пород. Условным знаком показывается распространение измененных и рассланцованных пород.

Таков круг общих геологических осо­бенностей, выбран­ных с учетом важней­ших особенностей данного месторожде­ния, которые долж­ны в обязательном порядке фиксиро­ваться на каждой за­рисовке, во всех за­боях и выработках. Описание, сопровож­дающее зарисовку, должно быть крат­ким, не повторять то­го, что видно на зари­совке, и помещаться на том же листе или формуляре, на кото­ром сделана зари­совка.

Специальные за­рисовки применяют­ся для документации важных и сложных особенностей место­рождения, разобрать­ся в которых может только лицо, имею­щее специальное гео­логическое образова­ние. Например, в за­боях рудных место­рождений зарисовы­ваются время от вре­мени в подходящих местах текстуры руд­ного тела с целью выявления возраст­ных взаимоотноше­

1

чо

оо

03 г-о я а1 5

н ако - 2 к М Ч О «ч ?

яа.

ний между различными парагенетическими группами (ассоциация­ми) минералов. Документируются трещины кливажа, развитого во вмещающих породах и отдельно в рудном теле. Зарисовываются детали строения отдельных тектонических смесителей и т. д.

201

Раньше считалось обязательным зарисовывание всех стенок выработок и забоев и составление так называемых р а з в е р т о к (рис. 78). Однако развертки нужны только в тех случаях, когда данные по одной стенке существенно отличаются от данных по другим стенкам или когда опробуются две стенки выработки. Во всех же прочих случаях вполне достаточно зарисовывать только •одну стенку выработки или ее кровлю. Если же выработка яв­ляется штреком, идущим по простиранию тела полезного иско­паемого, необходимо производить зарисовку забоев так же ча­сто, как отбор проб (рис. 79).

При зарисовке кровли горных выработок следует всегда иметь в виду, что из-за сводообразности кровли всякого рода текто­нические нарушения и трещины в ней представляются дугообраз­ными, хотя в действительности они могут быть более или менее правильными плоскостями. В таких случаях на зарисовке (рис. 80) нужно изображать действительную, а не видимую

■форму трещин и других плоскостей.

ф д д д + г+ -Е~~+Лч,++++++++

Неправильно Правильно

Рис. 80. Зарисовка геологического строения кровли горной выработки (по Д. Зенкову)

В квершлагах и ортах, пересекающих месторождение вкрест простирания, зарисовывается одна из стенок.

Зарисовка — не фотография. Невозможно зарисовать с полной точностью все, что видно в забое, а надо выбрать главное, суще­ственное и показать его на чертеже. Это, конечно, не значит, что зарисовка должна представлять собой грубую схему или не объективное изображение действительности, свободное толко­вание, т. е. мнение автора зарисовки о наблюдаемом явлении.

К полноценной зарисовке могут быть предъявлены три тре­бования:

1. На ней должны быть изображены с возможной максималь­ной степенью точности действительно наблюдаемые, существен­ные черты геологического строения забоя, без всяких прикрас.

2. Эти существенные черты строения наносятся на зарисовку отчетливо, ясно. Запутанные, неразборчивые зарисовки показы­вают, что автор зарисовки не разобрался в наблюдаемых явле­ниях.

3. Несущественные черты, а также детали, которые не имеют отношения к изучаемым объектам, например, расположение крепления в горных выработках, стаканы шпуров, трещины, об­

202

разовавшиеся в породах после отладки, и т. п., на зарисовке не показываются.

Каждая зарисовка должна быть ориентирована относительно стран света: на маркшейдерском плане точно указывается ее место, а также расстояние от устья выработки. Зарисовка сопро­вождается масштабом и условными обозначениями; обычные масштабы зарисовок выработок 1 : 10 и 1 : 20.

И. СОДЕРЖАНИЕ ЗАРИСОВОК И ОПИСАНИЙ 1

При документации разведочных выработок главными объек­тами изучения являются: 1) форма минерального тела; 2) веще­ственный состав полезного ископаемого; 3) распределение раз­личных сортов полезного ископаемого внутри минерального тела;4) тектонические нарушения, смещения тела полезного ископае­мого; 5) вмещающие породы. •

1. Форма минерального телаФорма тела выясняется как по наблюдениям в горных выра­

ботках, где зарисовываются очертания тел в сечении забоев, из­меряется мощность тел и изучаются их зальбанды, так и при общем изучении тектонической структуры месторождения. Харак­теристика структур, вмещающих месторождения, дается в курсах месторождений полезных ископаемых. Здесь разбираются только те особенности морфологии рудных тел, которые непосредственно •фиксируются при зарисовке горных выработок.

Изучение контактов. Контакты (зальбанды) тела с вмещаю­щими породами могут быть двоякими: сингенетическими, или первичными, т. е. образованными в процессе формирования тела, и эпигенетическими, или тектоническими, когда тело ограничено поверхностью нарушения.

Среди сингенетических контактов различают следующие:1. Контакты резкие, часто представляющие собой правильные

плоскости, характерные, главным образом, для минеральных тел, отложившихся в открытых трещинах без существенного участия метасомэтических процессов. Многие метасоматические месторож­дения также имеют очень четкие, резкие, но обычно не прямо­линейные контакты.

2. Контакты нечеткие, расплывчатые, при которых минераль­ное тело через промежуточную зону более или менее густой вкрапленности соприкасается с боковыми породами.

3. Контакты совершенно незаметные, устанавливаемые только путем химического опробования, характерные для многих рудных вкрапленных месторождений.

1 При составлении этого раздела использованы, с любезного согласия ав­торов, книга Д. А. Зенкова «Элементы рудничной геологии» в части, относя­щейся к данному, разделу, а также книга Б. С. Левоника «Разведочное дело», ч. III, Геологическая документация, ОНТИ. 1935.

203

На характер контактов часто влияют вмещающие породы. Одно и то же рудное тело в одних породах имеет резкий, отчет­ливый контакт, а в других — контакт расплывчатый.

При геологической документации очень важно отмечать на зарисовках резкие и расплывчатые контакты, а также отличать тектонические контакты от нормальных. Следует помнить, что при эксплуатации месторождения характер контактов будет влиять на процесс очистной выемки. Надо изучать переходные зоны вкрапленников, указывать на зарисовках их мощность и опробовать специальными, отдельными пробами, чтобы выяснить, какое практическое значение имеют эти переходные зоны вкрап­ленников. При документации из контактов берутся характерные образцы.

Мощность. Измерения мощности минеральных тел представ­ляют очень важную характеристику. Мощность должна изме­ряться всегда в направлении, перпендикулярном к зальбандам жильного тела или к кровле и подошве минерализованного пла­ста (так называемая и с т и н н а я м о щ н о с т ь ) . Если прихо­дится делать замер не точно по направлению истинной мощно­сти, следует вводить соответствующие поправки. Например, когда измерение мощности ведется в плоскости забоя, не перпендику­лярного простиранию жилы, истинная мощность выражается уравнением:

т = т1 -соз (3,

где тг — измеренная мощность;Р — угол, который образует плоскость забоя с плоскостью,

перпендикулярной к простиранию жилы.Если измерение мощности проводится в горизонтальном на­

правлении, тогда как тело имеет наклонное или даже пологое падение, нужно вводить поправку на угол падения а. Тогда:

т = лтг1 - 81п а.

Когда имеют место оба искажения мощности, истинная мощ­ность определяется по формуле:

т — тг- з т а-соз р.

Мощность жил указывается цифрами на зарисовках горных выработок. Количество замеров обычно совпадает с количеством пунктов опробования рудного тела.

Если тело полезного ископаемого имеет неправильную форму и даже многочисленные замеры мощности вместе с данными о длине по простиранию и падению не могут характеризовать объем тела, приходится прибегать к сплошному зарисовыванию неправильных контуров тела .в определенном масштабе с тем, чтобы объем тела определять уже не по данным замеров мощ- 204

ности, а путем планиметрирования площади тела на зарисовке. Такой способ был применен на ряде месторождений (рис. 81).

Изучение раздувов и пережимов. Жилообразные тела на не­которых месторождениях имеют многочисленные раздувы и пе­режимы, сменяющие друг друга. Иногда они отчетливо связаны с характером и составом вмещающих пород. Например, содер­жащие молибденит жилы одного месторождения имеют устойчи­вую, значительную мощность в гранитах, но при переходе в габ- броидные породы пережимаются и прослеживаются в последних в форме кварцевых проводников ничтожной мощности.

2 0 2

оно/ И 7□ г ЕЗ*

т онал СП 10СШ

Рис. 81. Зарисовка минералогического состава полиметалличес­кой жилы

1 — барит; 2 — светлая кварцевая порода с малым содержанием сульфидов; 3 —тем­ная кварцевая порода, обогащенная сульфидами; 4 —сульфидная руда с аморф­ным кварцем; 5 —кварцевая порода с окисленными рудными минералами; б—окис­ленная кварцевая порода со значительными остатками сульфидов;^7—гранит;8 ~ гранит сильно измененный, разрушенный; 9 — гранит окварцованный; 1 0 — при­мазка разрушенных пород в зальбандах жилы

Всегда следует путем тщательно поставленных наблюдений попытаться найти причины образования раздувов и пережимов в жилах с тем, чтобы установить характерные для этого явления закономерности и, таким образом, иметь возможность предви­деть участки пережимов и раздувов.

Если не удается выяснить причины образования раздувов и пережимов жил, единственным способом оценки этого явления и сравнительного изучения изменчивости формы жил служит опре­деление так называемого «коэффициента пережимаемости». По­следний определяется отношением суммарной длины пережимов ( Г I) ко всей длине изученного участка жилы, включающего и

205

пережимы (Б), и выражается (в процентах) следующей фор­мулой:

Х = ^ - 1 0 0 .

Коэффициент пережимаемости можно вычислить только при наличии трещин или каких-либо, хотя бы тончайших, проводни­ков, соединяющих один раздув жилы с другим. Нельзя вычис­лять коэффициент пережимаемости, если в рудной зоне имеется несколько линз, разбросанных беспорядочно, и нет уверенности в том, что они располагаются в одной и той же контролировав­шей их трещине.

Обычно возникает вопрос, начиная с какого минимума мощ­ности жильное тело следует относить к пережиму. Практически этот вопрос решается в зависимости от эксплуатационных требо­ваний. Жила непромышленной мощности уже может считаться пережимом. Однако этот способ определения годится только* тогда, когда оруденение в рудном теле распределяется более или менее равномерно или, во всяком случае, независимо от мощ­ности. Иногда промышленный минимум для жилы определяется по метропроценту. В этом случае непромышленными мо-гут ока­заться мощные части жилы, содержащие убогое оруденение или вовсе пустые. Конечно, такие участки нельзя относить к пережи­мам, ибо коэффициент пережимаемости есть отражение морфоло­гических особенностей рудного тела. Для характеристики распре­деления оруденения в пределах рудного тела надо применять другой коэффициент, вычисляемый на основании данных опробо­вания по абсолютным цифрам содержания или по метропроцен- там и носящий название «коэффициента рудоносности». Смеши­вать эти два коэффициента нельзя.

Коэффициент пережимаемости может иметь резко различную величину в вертикальном и горизонтальном направлениях; по­этому следует вычислять его отдельно по данным горизонтальных и вертикальных выработок.

Сравнением коэффициентов пережимаемости, полученных на разных горизонтах месторождения, часто удается установить за­кономерное увеличение или уменьшение или, наоборот, отсут­ствие существенных изменений в величине коэффициента. Опре­деление коэффициента пережимаемости полезно также и для целей разведки, так как позволяет вводить поправку на пере­жимы при подсчете запасов и планировании добычи.

Изучение апофиз (ответвлений). Большое практическое зна­чение имеет изучение апофиз, содержащих рудные минералы. Особенно важно знать закономерности развития апофиз для пра­вильного ведения горных выработок. Если неизвестно, в каком направлении обычно ответвляются апофизы на данном месторо­ждении, возможен ошибочный поворот горной выработки по апофизе, которая вскоре выклинится (рис. 82).206

Апофизы по генезису можно классифицировать следующим образом:

а) апофизы случайные—незакономерные ответвления, часто да­лее по простиранию снова сливающиеся с рудным телом (рис. 83).

б) апофизы, образующие структуру оперения главной тре­щины: чрезвычайно распространенный тип апофиз, встречающийся в сотнях важнейших рудных месторождений;

в) апофизы, связанные с пересечением главной руд­ной трещиной системы тре­щин во вмещающих породах;

г) апофизы, связанные с пересечением главной руд­ной трещиной пород, благо­приятных для замещения.

.Рис. 82. Разведка горизонтальной вы­работкой жилы с апофизами

Следует твердо помнить, что а п о ф и з а это ответвление от главного рудного тела, практически одновозрастное с ним. Апо­

физами нельзя назы­вать ложные ответвле­ния, образованные пере­сечением жил разного возраста. Каждое из таких пересекающихся тел принадлежит к са­мостоятельной системе трещин, заполнявшейся

Рис. 83. Главная жила одного из золото­рудных месторождений. Система апофиз

в разные стадии и обычно характеризующейся своим особым типом минерализации.

Д. А. Зенков описывает любопытный случай, обнаруженный при изучении одной апофизы.На основании наблюдений было установлено, что в од­ном конце жилы от нее от­ветвляется апофиза вполне одновременная с ней, но другой конец этой апофизы столь же отчетливо пересе­кается этой же жилой. Более тщательное изучение пока­зало, что апофиза образова­лась в первую кварцево-тур­малиновую стадию формиро­вания жилы. Значительно позднее трещина, к которой

Рис. 84. Главная жила одного из зо­лоторудных месторождений/ —кварц-турмалин; 2 — кварц-пирит; 3 — поли­металлические руды (по Д . Зенкову)

приурочена жила, вновь приоткрылась, и по трещине, косо рас- секающей первоначально образовавшуюся жилу, отложились сульфидные минералы полиметаллической фазы, причем новая

207

жила отчетливо пересекла один из концов апофизы (рис. 84, I , I I ) .

Апофизы, связанные с системой трещин, пересекающих глав­ную рудную трещину и рассекающих вмещающие породы

(рис. 85), могут обра­зовывать ложные пере­сечения с жилой, за­полняющей главную трещину, в связи с позднейшими подвиж­ками, происходившими

Ложные пересечения апофиз с вдоль зальбандов глав- главной трещиной (б и а) ной трещины.

2. Вещественный состав

При изучении полезного ископаемого выделяются характерные ассоциации составляющих его минералов и промышленные сорта полезного ископаемого. Распределение сортов полезного ископае­мого в месторождении определяется различными факторами. В одних случаях распределение незакономерно и не поддается объяснению; в других — оно обусловлено порядком отложения; в третьих — кроме порядка отложения (стадий), важ­нейшую роль играют одновременные с образованием мине­рального тела тектонические движения (внутриминерализацион- ная или внутрирудная тектоника). Выделение стадий минерало- образования является важнейшим методом для раскрытия зако­номерностей пространственного распределения сортов ископае­мого.

Изучение вещественного состава производится,, во-первых, при помощи систематического опробования, химических анализов и технологических испытаний полезного ископаемого и, во-вто­рых, при помощи минералогического (минераграфического) изу­чения образцов из забоев горных выработок и кернов буровых скважин.

Методы и цели опробования будут рассмотрены ниже. Минералогическое изучение образцов (штуфов) доставляет важ­ный дополнительный материал, облегчающий правильное разде­ление полезного ископаемого на сорта. Важнейшим условием правильной документации вещественного состава является систе­матичность отбора характерных образцов из разных участков на различных горизонтах месторождения. Важно, чтобы места взя­тия образцов были указаны в зарисовках и чтобы каждый обра­зец был занумерован и снабжен этикеткой. При детальном изу­чении образцов применяется определение минералов методом паяльной трубки и исследование прозрачных и полированных шлифов под микроскопом.

:208

Линейный метод определения объема составных частей. В томслучае, когда какое-либо тело, например, пегматитовая жила, со­держит более или менее крупные, незакономерно распределенные гнезда полезного ископаемого, целесообразно прибегнуть к опре­делению объема этого полезного ископаемого при помощи линей­ного метода.

Этот метод, широко принятый в петрографии при подсчете от­носительных количеств минералов в шлифах, основан на том, что при массовых замерах суммарная линейная длина каждого минерала в исследуемом шлифе будет пропор­циональна объему этого минерала в горной породе, из которой взят шлиф. Для успешного применения метода в условиях разведки нуэ^но, чтобы измеряемое тело было хоро­шо обнажено на большом протяже­нии и по всей мощности, и линии измерений располагались доста­точно часто, примерно, на равных расстояниях друг от друга, не­зависимо от того-, в обогащенном или пустом участке рудного тела произ­водятся измерения.

При соблюдении этих двух обя­зательных условий отношение суммарной длины линий, взятых по гнездам полезного ископаемого, к суммарной длине ли­

ний измерения всего рудного тела (по его пустым и рудным ча­стям), выраженное в процентах, даст объем рудных компо­нентов, заключенных в телах месторождения.

1 /= у |-1 0 0 % .

Рис. 86. Линейный подсчет количества полезного иско­паемого в пегматитовой

жиле

Этот метод, примененный А. Амеландовым на ряде пегматито­вых месторождений, содержащих гнезда полевого шпата, дал хорошие результаты (рис. 86).

3. Текстуры и структуры

Под т е к с т у р о й породы подразумевается ее строение, обу­словленное пространственным расположением слагающих ее ми­неральных агрегатов, отличающихся друг от друга по своему со­ставу или структурным особенностям. С т р у к т у р о й же назы­вается внутреннее строение отдельных минеральных агрегатов, определяемое сочетанием кристаллических зерен, слагающих агрегат. Таким образом, ту или иную текстуру могут образовать только несколько'агрегатов, из которой каждый имеет свою осо- 14 Ажгирей 2 0 9

бую, свойственную ему структуру, характеризующую его внутрен­нее строение. Например, в брекчиевой текстуре (рис. 87) обломки имеют свое внутреннее строение, в данном случае они обладают так называемой порфировой структурой. Цементирующий же ми­нерал имеет свое внутреннее строение, в рассматриваемом при­мере — корковое или крустификационное.

Каждый минеральный агрегат, составляющий самостоятель­ный элемент текстуры, обычно заключает в себе какую-либо ха­

рактерную п а р а г е н е т и ч е с к у ю (совместно образованную) а с с о ц и а ­ц и ю (группировку) минералов, обра­зующихся в одну стадию и примерно в одних и тех же условиях.

Наблюдая структуры и текстуры рудно-минеральной массы, геолог стре­мится выяснить форму, размеры и спо­соб сочетания составных частей (в структуре — отдельных кристалличе­ских зерен, в текстуре — каждого ха­рактерного агрегата). Анализ структур

Рис. 87. Брекчия порфира, отдельных минеральных агрегатов ино- сцементированная гребенча- гда позволяет установить последова-

тым кварцем тельность выделения минералов в дан­ной минеральной ассоциации. Анализ

текстурных особенностей должен привести к заключению о воз­растных соотношениях различных агрегатов, а стало быть и о по­следовательности образования различных парагенетических ассо­циаций.

Наблюдения над текстурой очень важны и позволяют разре­шить по крайней мере четыре группы вопросов: 1) уяснить исто­рию формирования рудного тела; 2) выявить возможность обра­зования рудных столбов парагенетическими ассоциациями, имею­щими более молодой возраст и потому не распределяющимися по всему рудному телу, а концентрирующимися только в тех участках, где рудное тело подверглось раздроблению в ре­зультате внутриминерализационных тектонических движений;3) установить возможность раздельной добычи особо ценных руд, представленных самостоятельными парагенетическими ассоциа­циями; 4) определить необходимую крупность дробления руд для сортировки и обогащения, зависящую от характера срастания отдельных минеральных агрегатов, т. е. от их структуры и тек­стуры.

Для определения последовательности формирования рудного тела особенную ценность имеют текстуры брекчиевые, кокардо- вые, текстуры пересечений и симметричной крустификации. Чрез­вычайно преувеличивалось до сих пор практическое значение про­изводимых для этой цели наблюдений над структурными со­отношениями (например, пересечениями и разъеданиями) между210

отдельными минералами, видимыми простым глазом и под ми­кроскопом. Чаще всего минералы, пересекающие или разъедаю­щие один другой, имеют несущественное отличие в возрасте, и этим различием практически следует пренебрегать. Но наблю­дения над взаимоотношениями отдельных минералов имеют важ­нейшее, часто решающее значение при определении способов обо­гащения руд, крупности их дробления и т. п.

Общая особенность наблюдений над текстурами и структу­рами заключается в том, что они только тогда имеют ценность, когда сделаны на большом количестве обнажений, по возможно­сти на разных горизонтах и участках месторождений. От­дельные единичные наблюдения не дают права на какие- либо выводы.

4. Наблюдения над тектоническими нарушениями

Наблюдения над тектоническими нарушениями приобретают особенное значение при изучении пострудных смещений руд­ных тел.

Тектонические нарушения изучаются в горных выработках; последние в этом случае дают материал, который нельзя полу­чить при разведке скважинами.

Для того, чтобы изучать и описывать тектонические наруше­ния, необходимо их классифицировать. Остановимся на клас­сификации, предлагаемой И. Молчановым для сбросов.Каждое тектоническое нару­шение он характеризует тре­мя величинами: а) п е р е ­м е щ е н и е м крыльев сбро­са относительно друг друга, т. е. действительным движе­нием в пространстве одного блока относительно другого; б) с м е щ е н и е м частей жилы или пласта, разорван­ных нарушениями; в) с к р е ­щ е н и е м жилы со смести- телем, т. е. пространственным взаимоотношением этих двух пло­скостей.

П е р е м е щ е н и я . Условно принимается, что подвижным крылом сброса является висячий бок, относительное перемещение которого характеризуется вектором Я (рис. 88), лежащим в пло­скости сместителя. Вектор Я может быть разложен на две состав­ляющие: ОЬ — Л, характеризующую элементы сдвигового движе­ния, и ОЯ — к, наклонную высоту перемещения. Эта последняя также может быть разложена на две составляющие: ОР — Н, вертикальную высбту перемещения, и О!( = в, ширину перемеще- 14* 211

Рис. 88 . Разложение вектора переме­щения дизъюнктива на составляю­

щие (по И. Молчанову)

ния. Движение вверх и направо к вектору 7? принято считать положительным, вниз и налево — отрицательным. Обозначив через т угол падения сместителя и через — угол между векто­ром и положительным направлением простирания сместителя, по­лучим следующие соотношения:

к -= Я -зш ?; Х = Я -соз7 ;Н = /г-зш Р = Я-зш р -з т 7 ; /? = }/Л2 + )Л

Классификация перемещений (рис. 89) приведена в табл. 5 1.

Т а б л и ц а 5Классификация перемещений

Направле­ние или квадрат

Угол 7, град.

ЭлементыНазвание

перемещениясдвига X сброса к

О А 0 + 0 Положительный сдвигА О В 0—90 + /? до 0 0 до + 7? Положительный взбросо-

сдвигО В 90 0 Взброс

в о е 90— 180 0 до —7? + 7? до 0 Отрицательный взбросо- сдвиг

О С ' 180 — К 0 Отрицательный сдвигС О В 180—270 — К до 0 0 до —7? Отрицательный нормаль­

ный сбросо-сдвиго э 270 0 — К Нормальный сбросО А 270—360 0 до +7? —7? до 0 Положительный нормаль

ный сбросо-сдвиг

С к р е щ е н и е характеризуется «углом скрещения», т. е. дву­гранным углом, образованным плоскостью сместителя и пло­скостью жилы. Другой характеристикой является «угол встречи»и) — угол пересечения линий простирания жилы и сместителя. За угол встречи принимают тот угол, относительно которого на­правления стрелок, указывающих падение жилы и сместителя, имеют противоположные знаки, т. е. стрелки стремятся повернуть обе плоскости в разные стороны (рис. 90).

С м е щ е н и е . Характеристика смещения определяется: а) нор­мальным смещением N — расстоянием между полуплоскостями жилы, измеренным в направлении, перпендикулярном к этим по­луплоскостям; б) вертикальным смещением 2. = - М (где а — угол падения жилы) — вертикальным расстоянием между полу­плоскостями жилы; в) горизонтальным смещением I = - Д - , из­

1 В номенклатуру сбросов, предлагаемую И. Молчановым, для еди­нообразия введено прилагательное «нормальный» для тех случаев, когда сдвинутый участок перемещается вниз относительно лежачего бока.212

меряемым вкрест простирания жилы, и г) смещением по прости­ранию сместителя:

• — .31П О) 51Па-81П<1)

Избросо сдвиг

\> «$

. В Взброса-. сдвиг

сдвиг * и сд Ш г

Рис. 89. Классификация пере­мещений

/

Рис. 90. Схема, поясняющая оп­ределение „угла встречи*

Все эти величины находятся в следующей зависимости:

I = Н( с!§ а + р • соз ю) + X з1п со.

Формула сопровождается правилом знаков: «Когда пласт падает в сторону положительных значений сдвига, то знак перед последним членом формулы берется (4 ~); когда же пласт падает в сторону отрицательных значе­ний, то следует брать (—)».

Пользуясь этой формулой, мо­жно определить величину пере­мещения («прямая задача»), а также величину и направление смещения («обратная задача»).Например, определим величину и. направление перемещения по нарушению, вдоль которого на­блюдается горизонтальное сме­щение двух пластов (рис. 91)._

Й1 = 50°, с»! = 130°, 1г = 40 м, = 60°,

а2==65°, (1>2 = 120°, Ц — Ю м .

Составим два уравнения, из которых можно будет определить искомое Н и А :

Рис. 91. Определение величи­ны и направления перемеще­ния по горизонтальному сме­щению двух структурных эле­

ментов

1\ = Н (с!§ ах -|~ с!§ Р/-СОЗ а^) — X з т

/*==// (с!§ + с!§ р • соз о>2) — X з т со2.213

з1п 130° = 0,766

Коэффициенты при этих уравнениях:

с!§ 50° = 0,839- 0,372 + 0,467

с1§- 65° = 0,466- 0,289 + 0,177

с*г 60° = 0,577 соз 130° — 0,643

- 0,372 с!в 60° = 0,577 соз 120°=0,500

зш 120° = 0,866

пласта

Подставляя коэффициенты, получим:

0 ,4 6 7 Я - 0,766 1 = 40,0 ,1 7 7 //- 0,866 Х = 10 .

Величины 1\ и /2 берутся со знаком ( + ) , так как оба смещены по направлению их падения:

и 40-0,866 — 10-0,766 _ ч 0п Л “ 0,467-0,866 — 0,177-0,766 М '

Полная амплитуда:

Д = / Л 2 + Х2 = /1 3 2 2 5 + 81 = 115,3*;

7 = агс !§■ у = агс !§■ 12,8 = 85°30'.

Таким образом, нарушение является положительным взбросо- сдвигом, с Я = 115,3 м и у = 85°30'.

Если имеются данные о смещении по сбросу только одного пласта (или жилы), то этих материалов недостаточно для опре­деления величины и направления перемещения; в таком слу­чае необходимо провести наблюдения над штриховкой. Хорошим следует считать случай, когда направление движения установлено по следам штриховки и величина у определяется однозначно, но практически не всегда возможно определить по штриховке направление движения, поэтому при решении задачи приходится брать просто у или у + 180°. Решая задачу при первом и втором значении у, получаем одно и то же цифровое значение Я, но с разными знаками. И. Молчанов доказывает, что за истинное значение в таких случаях всегда следует брать знак ( + ) .

Например, по сбросу известно положение смещенных крыльев жилы и угол штриховки у = 120° или 300° (рис. 92), причем .

а = 50°; Р = 70°; 1 = 50 м- (о=130°.

Задача решается по формуле:/ = /?(с1^а-5т + 5 ту + со 5 + созш -8ту ± созу-зШм).

214

В данном случае перед последним членом берется знак (—), так как пласт падает в сторону отрицательных значений X.

Подставив значения, получим величину Я = 43,6 м; так как получилась отрицательная величина, то угол у = 300°.

Следует отметить, что решение задач с использованием на­блюдений над штриховкой всегда несколько условно, потому что штрих указывает только на направление последних дви­жений по сбросу. Следы более древних движений, возможно имевших несколько иное направление, часто не сохраняются, и потому суммарное движение по сбросу может отличаться от вычисленного.

Рис. 92. Определение величины и направления перемещения по гори­зонтальному смещению одного струк­турного элемента и по углу наклона

штриховки

Рис. 93. Определение величины и направле­ния смещения пласта

Наконец, рассмотрим пример решения обратной задачи. Пред­положим, что нарушение представляет собой положительный нор­мальный сбросо-сдвиг, в котором

Я = 1 0 0 л ; у = 36°50/.

Простирание сместителя 330°, падение на северо-восток; р = 70°. Пласт с простиранием 300° падает на северо-восток; / а = 55° и известен в висячем боку сместителя. Требуется найти смещен­ную часть пласта.

По чертежу-схеме (рис. 93) определяется угол встречи <и = 150°. Для решения используем формулу:

/ = Я (с!§- а ■ 31П Р • 8ШУ + СОЗ Р • СОЗ со ■ 81П У + СОЗ у • 31П со).

Перед последним членом берем знак ( + ) , так как пласт па­дает в сторону положительных значений Л.

Получаем значение / = 61,7 м.Отметим, что метод И. Молчанова применим только для на­

рушений, имеющих прямое, поступательное движение. Всякого рода шарнирные сбросы нельзя анализировать по вышеописан­ному методу.

215

5. Вмещающие породыВыше уже было указано, что описание вмещающих пород

должно быть типизировано. Это делается примерно по следую­щей схеме.

Для магматических и метаморфических пород: 1) название (дается приблизительное полевое определение, основывающееся на данных эталонной коллекции); 2) минералогическая харак­теристика (в полевых условиях неполная; указывается обычно название темноцветного минерала, например, гранит биотитовый и т. п.); 3) структура (крупно-, средне-, мелкозернистая, афанк- товая, порфировая); 4) текстура (полосчатая, флюидальная, ша­ровая).

Для осадочных пород: 1) название; 2) минералогическая ха­рактеристика (в поле указывается только ведущий характерный минерал, например, песчаник аркозовый, а также состав цемента, например, песчаник известковистый); 3) слоистость (тонкослои­стый, слоистый, грубослоистый, массивный). Отмечается и точно зарисовывается форма слоистости.

Особенный интерес обычно представляют наблюдения над конгломератами. По составу их гальки можно судить о последо­вательности формирования района месторождения, и поэтому на подробное изучение конгломератов никогда не следует жалеть времени и сил. Из конгломератов тщательно собирается подроб­ная коллекция галек разнообразных пород, входящих в их состав, указываются их характерные размеры и степень окатанности.

Вмещающие породы изучаются в трех направлениях. Во-пер­вых, путем сравнительных химических анализов и петрографиче­ского изучения измененных и неизмененных пород выясняется физико-химическая сущность процессов изменения. Во-вторых, путем опробования определяется практическая ценность изменен­ных пород; во многих случаях измененные породы содержат не­которое количество рудных минералов. В-третьих, изучаются механические свойства измененных пород, их способность к от­слаиванию и засорению руд в процессе эксплуатации.

На зарисовках и сводных планах указывается характер и мощность измененных пород, а также результаты их опробо­вания.

III. ИЗУЧЕНИЕ КАМЕННОУГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

И ОСОБЕННОСТИ ИХ ДОКУМЕНТАЦИИ '

1. Документация угольного пластаДокументация и изучение угольного пласта производится си­

стематически от почвы до кровли таким образом, чтобы можно было составить полный разрез пласта. Если пласт имеет боль- 1

1 В основу раздела положена инструкция Министерства угольной про­мышленности по геологическому обслуживанию.2 1 6

шую. мощность, описание и зарисовки его ведутся по специаль­ным ортам, проходимым по указанию геолога на основном и- подэтажном штреках через определенные интервалы (50—200 м). Орты должны врезаться в почву и кровлю не менее, чем на 0,5 м.

Измеряется общая мощность пласта, отдельных его пачек,, слоев и прослоев породы; производится систематическая зари­совка строения угольных пластов с микроскопическим выделе­нием характерных деталей; выделяются основные петрографиче­ские типы углей, прослоев пустой породы и включений. Обяза­тельно составляется эталонная коллекция типов углей, пород н включений, которая хранится в специальном небольшом музее. Эта коллекция должна быть всегда доступна для осмотра и слу­жить для постоянного сравнения. Одновременно производится изучение физических свойств угля: крепости, трещиноватости, структурных и текстурных особенностей. Производится система­тическая зарисовка строения угольных пластов с макроскопиче­ским выделением характерных деталей: петрографических типов,, распределения формы включений и характера трещиноватости. На зарисовках указываются места взятия образцов и их номера. Зарисовка забоев по штрекам производится не реже, чем чеоез 100 м при нормальном строении пласта и через 10—20 м при его* изменчивом строении.

Прослои унифицированных и чистых пород, заключенные' в угольных пластах, должны быть точно зарисованы и определе­ны их литологические и физические свойства. Обязательно отби­раются образцы для химических анализов из прослоев пустых пород. Необходимо определить, как легко отделяются прослои пустой породы от угля и возможно ли обогащение угля в под­земных выработках. Составляется нормальный стратиграфический разрез пласта в масштабе 1 : 10, а в случае его изменчивого' строения — характерные разрезы для каждого участка.

Все наблюдаемые в разведочных и подготовительных выра­ботках изменения строения пласта, его утонение до нерабочей мощности, выклинивание до нуля или расщепление наносятся на маршейдерские планы в масштабе 1 : 5 0 — 1 : 100. Они должны быть интерпретированы в смысле возможного распространения их за пределы существующих выработок и показаны на маркшей­дерских планах; в пределах выработок они наносятся тушью, а за выработками — пунктиром или карандашом.

На основании произведенной документации и сведения ее в одно целое на разрезах и маркшейдерских планах геолог де­лает выводы о причинах наблюдаемого уменьшения мощности пласта или его полного выклинивания (тектоническое, фациаль­ное, в связи с древним рельефом ложа или размывом) и уста­навливает закономерность чередования различных типов угля в пластах, а также их фациальные или тектонические изменения по простиранию и падению.

217

Все особенности строения угольных пластов, установленные путем наблюдений, должны быть использованы в целях иденти­фикации угольных пластов месторождения и района.

Не использованные для анализов образцы кернов перебуреи- ных пластов сохраняются в соответствующей упаковке как доку­мент о составе угольного пласта.

Изучение явлений древнего размыва пластов или замещения их речным аллювием

Исчезновение пласта может быть связано не только с его тек­тоническим нарушением вдоль какого-либо сброса, но и с дру­гими причинами. Это либо естественное выклинивание, либо размыв, вызванный работой древнего водного потока в ту эпоху, когда пласт находился еще на малой глубине. Древнеаллюви­альные отложения, сменяющие уголь в угольном пласте, не всегда бывают связаны с его размывом; они могут замещать уголь, принадлежа, таким образом, к отложениям болотных ре­чек, синхроничным (одновременным) угольному пласту. Если угольный пласт формировался на месте речного русла, накопле­ние торфа вообще не происходило, но поскольку практически результат этих процессов тождественен, можно объединить случаи размыва со случаями замещения угольного пласта древ­ним аллювием. Очень важно, чтобы геолог, работающий в под­земных выработках, умел различать причины, вызывающие исчезновение угольного пласта.

Если изменение мощности пласта вызвано тектоническим на­рушением, то, зная характер тектоники, геолог должен указать, куда следует провести выработки, чтобы найти перемещенную, сброшенную часть пласта.

Если наблюдается естественное выклинивание пласта, то не­целесообразно производить дальнейшие поиски пласта горными выработками в направлении выклинивания, так как нельзя пред­угадать, встретится ли пласт в этой же пачке пород и на каком расстоянии. В этом случае только поисковое и разведочное бу­рение на более широкой площади может разрешить вопрос о не­обходимости дальнейшего проведения горных выработок для под­сечения других линз, залегающих в направлении простирания выклинившегося пласта.

Наконец, если наблюдается размыв или замещение продук­тивного угольного пласта речным аллювием, то во многих слу­чаях оказывается, что ширина потока, вызвавшего размывание пласта, была невелика, и уже через несколько метров или де­сятков метров размытый пласт снова приобретает свою прежнюю мощность. На рис. 94 и 95 можно видеть, что ширина размыва изменяется от 2,5 до 10,0 м.

Существует несколько критериев для установления явлений размыва в отличие от естественного выклинивания или тектони­ческих нарушений.218

Рис. .04.- Зарисовка „пережима" ного пласта

уголь-

Породы кровли угольного пласта и породы «пережима», за­мещающие угольный пласт в месте исчезновения, отличаются друг от друга по составу, цвету, крепости и слоистости. Речное происхождение породы «пережимов» доказывается ее залеганием, типичным для русловых отложений аллювия, и местными про­явлениями косой слоистости.

Надежным отличием являются входящие друг в друга клино­образные пласты угля и аллювиальные отложения, указывающие на постоянную борьбу ме-" жду деятельностью болот­ной речки и стремлением торфяника зарастить ее (см. рис. 94).

Пример детальных гео­логических наблюдений в шахте и их большого практического значенияприводится ниже. На одном из типичных месторождений в слан­це, замещающем угольный пласт (см. рис. 95), имеются включе­ния подобной же, но неслоистой породы, отделенные от осталь­ного пласта тонкой оторочкой антрацита (1—-2 мм толщиной). Включения иногда имеют форму несколько сплющенных цилин­дров, лежащих в плоскости пласта и расположенных большей частью поперек русла.

Вероятно, эти цилиндрические тела являются остатками де­ревьев, когда-то загромождавших (поперек) речное русло. Кора деревьев, состоящая из кутикулы, трудно поддавалась гниению,

между тем как древесина быстро разрушалась, образуя пустоты, за­полнявшиеся мутью болотной речки. Проникая через щели коры в пустые внутренние части деревьев, муть об­разовывала цилиндрические тела неслоистой породы того же состава, что и вмещающие их сланцы; кора же деревьев превратилась в тонкую оторочку антрацита. Некоторые де­ревья (см. рис. 95) при этом пова­

лились в русло, оставаясь корнями в той почве, из которой они, повидимому, росли. Следы корневой системы, обнаруженные в местах соприкосновения цилиндрических тел с пластом угля, •явились доказательством аутохтонности наблюдаемого угольного пласта.

Рис. 95. Зарисовка „пережи­ма" пласта угля и цилиндри­ческих включений, окружен­ных тонкой оторочкой ан­

трацита

Документация почвы и кровли пластаСистематически производится изучение и описание лито­

логического состава пород почвы и кровли пластов угля и их фациальных изменений по простиранию и падению; изучаются

219

физические свойства пород (крепость и устойчивость), влияющие на очистные работы и ведущие к засорению угля, их структур­ные и текстурные особенности. Необходимо производить сбор ор­ганических остатков, а также вести наблюдения над составом гальки и характером новообразований, например, конкреций.

Если в почве пластов есть остатки корневых систем, они дол­жны быть тщательно изучены и обязательно отмечены на зари­совках и детальных планах. Необходимо обращать особое вни­мание на изучение случаев ложной кровли.

В результате изучения почвы и кровли выделяются марки­рующие признаки или прослои, характерные для почвы и кровли данного пласта.

2. Документация угленосной толщиИзучение и документация угленосной толщи производятся по

естественным обнажениям, в канавах, шурфах и буровых сква­жинах, а также во всех капиталь­ных подготовительных и других выработках, пересекающих угле­носную толщу.

По скважинам составляются описания и разрезы в масштабе 1 : 200— 1 : 500 (рис. 96) с ком­плексным описанием пород и дополнительными зарисовками угольных пластов в масштабе не мельче 1 : 100. Горные выработки зарисовываются по стенкам во- всю их длину, с составлением пол­ных разверток в масштабе 1 : 100. При спокойном залегании слоев зарисовывается только одна- стенка.

При составлении разреза опи­сывается строение пород, т. е. их механический состав, степень сор­тированное™ и окатанности мате­риала, а также текстура и харак­тер слоистости: горизонтальная,, косая (указывается тип косой слоистости). В конгломератах описывается величина, форма и состав галек.

Необходимо особенно тщатель­но описывать характер перехода

одних слоев в другие и устанавливать закономерность чередова­ния слоев. Обязательно проводится сбор характерных литологи- 220

!

1

I

С,а1

с , г,

\С,ир

В8 85 Известняк 7Т 10 Песчаник 72,65 Песок 74А о Известняк 75,50 Песок

8 2 ,8 014,2585.9086,5588.3089.3091.0092.00 92,4093.2035.20

3,801,45

9 9 ,0 0/ / / 100,45

5.95': 1,05 I3,45: 0,15 '•0,гы Г.50Е

:■ 106,40 \ 107,45

Темно-сераяспина

ИзвестнякГлинаУ го л ьГлинаУ гольГлинаУ гольГлинаУ гольГлина

Песок

Глина

П есок

У го л ь

П есокУгольУгольИ з в е с т н я к

Скваж ина закончена на гт/Бине 114,00 м

гр о гр 5.0 м

Рис. 96. Разрез угленосной тол­щи

С ,а 1 ~алексинские известняки; С х1 и 1 - тульский горизонт; С ,й —угленосная толща; С ,и р —упинские известняки

ческих образцов. Ближайшие к угольному пласту участки доку­ментируются наиболее детально.

В результате изучения и документации угленосной толщи в целом составляется нормальный сводный разрез в масштабе 1 : 1000, а для детально разведанных участков — литологическая карта в масштабе 1 : 2000 — 1 :5000. В случае значительной фациальной изменчивости толщи может быть составлено несколь­ко сводных разрезов, характеризующих эти изменения в различ­ных частях месторождения, причем следует устанавливать за­кономерности в направлении этих фациальных изменений.

Документация тектонических нарушений

Если выработки встречают сброс, то во всех доступных местах делаются зарисовки нарушения, с,обязательными замерами угла и азимута падения сместителя, угольного пласта и окружающих пород. Обращается особое внимание на местные изгибы слои­стости пород и местную трещиноватость в зоне, прилегающей к сместителю, на основании которых можно было бы судить о на­правлении смещения. Для этих же целей производятся наблюде­ния и определяются элементы залегания штрихов на поверхности сместителя. Необходимо также производить отбор особо интерес­ных образцов пород, характеризующих зону нарушения.

Обнаруженные сбросы наносятся на детальные подземные планы и разрезы с целью объединения отдельных точек наблюде­ния, принадлежащих к одному разрыву, который таким образом прослеживают по простиранию и падению.

Участки, осложненные складчатыми нарушениями, необхо­димо, на основе изучения всех данных разведочных и эксплуа­тационных работ, представлять на маркшейдерских планах в форме гипсометрии пластов. Пластовые изогипсы проводятся через 1—10—20 м в зависимости от угла падения пласта угля и масштаба плана. Гипсометрия пластов должна быть нанесена на всех планах, предназначенных для проектирования горных работ.

Документация кливажа

Документация кливажа в углях и вмещающих породах про­изводится в шахтах и на выходах пластов на поверхность. Целью наблюдений является определение типа кливажа (экзо­генный, эндогенный), выделение систем кливажа и степени их выраженности у обоих типов.

При помощи горного компаса производятся массовые замеры ориентировки плоскостей обоих типов кливажа по всей мощно­сти пласта и направления штрихов, струй и других следов сколь­жения на плоскостях экзогенного кливажа. Устанавливается характерная густота (частота) трещин для каждой главной си­стемы кливажа. ЕГ результате наблюдений определяются средние

221

элементы залегания для каждой главной системы кливажа, кото­рые в форме условных знаков наносятся на маркшейдерские планы.

Документация опробования

На маркшейдерский план наносятся точки взятия проб с ука­занием номера, процентного содержания золы, серы и летучих. Пробы регистрируются в специальном журнале опробования, в котором содержатся следующие сведения: текущий номер или шифр, под которым взята проба, дата и место взятия, кем взята проба, результаты анализа.

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ

ДОКУМЕНТАЦИЯ РАЗВЕДОЧНЫХ БУРОВЫХ СКВАЖИНДокументация буровых скважин является очень ответственной

операцией, так как скважины не доступны для непосредствен­ного и многократного осмотра, как большинство горных вырабо­ток. Бурение скважин производит персонал, не имеющий надле­жащей геологической квалификации и часто стремящийся только к выполнению технической задачи проходки скважины. Поэтому несвоевременная или некачественная документация и недоста­точно надежная система хранения образцов (керна), обычно при­водят к безвозвратной потере данных по скважине или грубым ошибкам. Требуется строгое выполнение принятой системы доку­ментации и хранения каменного материала буровых скважин.

I. ДОКУМЕНТАЦИЯ СКВАЖИН РУЧНОГО УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО И МЕХАНИЧЕСКОГО УДАРНОГО БУРЕНИЯ

При разработке системы документации скважин ручного ударно-вращательного бурения необходимо учитывать его сле­дующие особенности:

1) разбросанность работ на значительной площади при боль­шом числе одновременно работающих станков; 2) сравнительно небольшую глубину скважин, короткий срок их существования и необходимость частой переброски бурового комплекта с одной точки на другую; 3) очень важное обстоятельство — непрерыв­ное получение образцов и проб на многих одновременно буря­щихся скважинах, исключающее возможность присутствия кол­лекторов на всех скважинах и во всех сменах.

Такое положение требует особенно четких правил докумен­тации и опробования, которые обеспечили бы своевременную раз­борку, регистрацию и контроль поступающего материала. Опыт показывает, что один коллектор должен обслуживать не более четырех ручных буровых комплектов.

Для получения надежных данных о разрезе пройденных пород необходимо:222

1. Правильно подобрать оборудование в соответствии с лито­логическим составом пород на месторождении; применить наи­более выгодный диаметр подсечения полезного ископаемого, под­ходящую для данных условий форму буровых наконечников и соответствующую колонну обсадных труб. В мягких и вязких породах (глины, суглинки т. п.) необходим змеевик; в мягких и рыхлых породах (пески и глинистые пески) — буровые ложки; в плывучих водоносных песках, плывунах — желонка; в твердых породах применяются долота с последующей очисткой скважин желонкой.

2. Правильно замерить глубины залегания кровли и почвы пластов (контакты пород) и тем самым правильно определить мощность слоев пород и полезного ископаемого. Для определе­ния элементов залегания пород при ручном бурении употребля­ются специальные грунтоносы.

Для точного ведения замеров требуется, чтобы буровой ма­стер записывал в специальный журнал данные о длине колонны, опущенной в скважину, и о длине верхней штанги, оставшейся над постоянной точкой, например, над верхним концом направ­ляющей трубы. Запись производится после каждого спуска сна­ряда в скважину, перед началом бурения и после произведенной проходки, перед подъемом. На основании этих записей мастер вычисляет величину проходки по скважине между каждым спу­ском и подъемом.

При работе змеевиком и ложкой подъем инструмента делается с таким расчетом, чтобы вся выбуренная порода с пройденного- интервала могла поместиться в инструменте. Например, при разведке бокситов в змеевике, длиной 65 см, может поместиться (в связи с разрыхлением) не более 50 см пройденного полезного ископаемого. При разведке россыпей работа желонкой произво­дится только в обсадных трубах.

При бурении с промывкой смена пород определяется по изме­нению цвета буровой мути. Отбор образцов мути производится при каждом подъеме или через определенные интервалы, обычно- через 1 м. Муть собирается в отстойном ящике и сушится. После осмотра мути геологом от общего количества материала, полу­ченного с интервала, представляющего практический интерес, отбираются пробы для анализа. При разведке россыпей промы­вается проба песков с каждых 0,25 м уходки; полученный шлих тщательно собирается, высушивается и документируется.

Все наблюдения, произведенные при бурении скважины, опи­сание образцов и мути, сведения о материале, отобранном для анализов, заносятся в специальный журнал. Этот журнал яв­ляется упрощенной разновидностью журнала, применяемого при документации скважин механического бурения, форма которого приводится ниже.

При механическом ударном бурении образцы проходимых по­род и полезного ископаемого извлекаются из скважины в виде

2 2 3

измельченного бурового шлама. Если полезное ископаемое пред­ставлено сульфидными минералами, рудные участки устанавли­ваются промывкой небольшой части пробы в ковше.

Удобна и очень экономна система документации скважин ударного бурения, принятая на месторождениях медных вкрап- ленно-прожилковых руд (рис. 97).

Кроме сводных документационных карточек, на которых сред­нее содержание меди указывается только по целым зонам про­

мышленных руд и разделяющим их не­промышленным участкам, на руднике со­ставляются разрезы по скважинам в бо­лее крупном масштабе, на которые нано­сятся все пробы, взятые по скважине, и данные анализов этих проб.

И. ДОКУМЕНТАЦИЯ СКВАЖИН КОЛОНКОВОГО БУРЕНИЯ

При колонковом бурении, в дополне­ние к задачам документации, описанным для скважин ручного и ударного механи­ческого бурения (определение глубины взятия образцов, наблюдение над кре­постью пород и цветом мути в промыв­ных водах, сбор мути и шлама), приба­вляется весьма важная задача — доку­ментация, хранение и сокращение керна.

Керн является основным геологиче­ским документом колонкового бурения. Небрежное хранение или утеря керна мо­жет вызвать необходимость проведения повторных работ, поэтому организация надлежащего хранения керна, обеспечи­вающего всестороннюю его обработку (геологическую, минералогическую, хими­ческую, технологическую), является обя­занностью геолога-разведчика.

При большом количестве скважин, ко­гда их суммарная длина измеряется мно­гими десятками тысяч метров, накапли­ваются огромные массы керна, характери­зующие либо однообразные части геоло­

гического разреза, либо их многократное повторение в соседних скважинах.

Большое количество керна чрезвычайно затрудняет его хра­нение и по своей практической ценности обычно не оправдывает тех больших расходов, которые пришлось бы нести для постройки складских помещений.

/224

%

| | §

8%

0,31

0,91

0,53

КЧ О

•3,71

1,10

0,39

>,1л'V И

'"'/у'\/Х,\л7</

IМО18

3450

6775

1!§1м

2157

100 2057

150

л й-Лл лу\>

КО\Л^- 180д'Н- гоо

г п

гоо

зоо315

<957

1857

1842

Рис. 97. Документация скважин ударного бу­

рения

Если керн уже подвергся тщательному изучению, при извест­ных условиях его следует сократить; если же он утратил свое научно-производственное значение вследствие перекрытия но­выми материалами разведочного бурения и эксплуатационных работ (причем изучение керна было проведено полно и всесто­ронне), можно его ликвидировать, но надлежащая коллекция образцов, характеризующих ликвидированный керн, сохраняется.

I. Хранение и документация кернаКерн, получаемый при бурении, немедленно после выемки его

из колонковой трубы складывается в керновые ящики (длина, ящиков 120 см, ширина около 50 см). Ящик разделен на ячейки дощатыми перегородками; размеры ячеек соответствуют диаметру керна. Ящик обязательно должен цметь крышку, укрепленную на петлях.

Перед укладкой в ящики керн твердых пород промывают; рыхлые и растворимые породы не промывают. Керн укладывают последовательно в порядке возрастающей глубины взятия, слева направо. При укладке в ящик геолог производит маркировку керна. При маркировке: 1) каждую шашку керна нумеруют по­рядковым номером, возрастающим от устья к забою скважины (стрелкой на шашке указывается направление забоя); 2) керн, извлеченный при одном подъеме, отделяют от керна следующего подъема вертикальной деревянной биркой, на которой пишут но­мер скважины, интервал подъема ( о т ............ до . . . . ) ифактическую длину поднятого керна; 3) мелкие кусочки керна заворачивают в бумагу, внутрь которой вкладывают этикетку.

Склад для хранения должен предохранять керн от атмосфер­ных осадков и обеспечивать доступ к любому ящику керна, для чего должны быть оборудованы стеллажи. Перед поступлением керна на склад для хранения производится его камеральная обработка, макроскопическое описание, отбор проб для химиче­ского анализа, отбор образцов для минералогического и петро­графического изучения и технологических испытаний. В некото­рых случаях производится также сокращение керна. Документа­ция осуществляется путем ведения каталога керна, который дол­жен отражать состав керна, состояние его изученности и сохран­ность. Всякое изъятие керна и его сокращение должны немед­ленно заноситься в каталог. Туда же записываются и резуль­таты петрографических и минералогических исследований, ана­лизы и другие данные, поступившие в процессе камеральной обработки материала (табл. 6).

Длина керна, а отсюда и линейный процент выхода керна, определяется при плотной укладке отдельных шашек и кусочков так, чтобы между ними, по возможности, не оставалось зазоров (пустот). Если кусочки мелкие, не следует располагать их цепоч­кой, а заполнять ими ячейку кернового ящика в таком же об ь- 8 О Ажгирей 225

еме, как целые шашки керна. Если керна нет или его немного, указывается вес поднятого шлама и дается его описание, а также указываются номера отобранных из шлама проб и результаты химических анализов.

Кроме каталога керна, ведется журнал его опробования.

Форма каталога кернаНаименование предприятия-------------------------Месторождение-

Т а б л и ц а 6

КАТАЛОГ КЕРНА№ скважины ------------------------ координаты устья: X ----------------- V ------------------Азимут - _______________ .____угол------------------------------------ -—— наклонаНачат_____________________________ Окончен---------— -----------------------------------

я а ч. 4 г

х а! Э% с

; С а* 8 Ч> Н х ;п: <и я а* <3 К ач ®) X ТО 5з. те ш =3 •©■: х <и си • е О- с х ; ос о у 1

, к "X. «=( х о. ачо 4; .= 31~1 а* о. о 8 с 3 х о ’&

=;: о - а о .о X о хI X С 8« з I* х а х к хО е у>1 ТОг4 а©и. и С

I 2 1я до з о 5

■ “ и ° < «а =:йн 2 1 'С и в :

о о м :зг х С 4 * ^ < х Ръ и и г=*10 и 12

Й- 4»Н у у.= 28 X ЕЙ X«о а5 о-ш 42 о X 2, Е О13

0*5.8318? к <" гX« х у 5 ч * 4 * х Ю те XС со а

« I I14

Резуль­таты анализов или ис­пытаний

15 16,17

у •&* к .ч <к Э 51

Я *

18 19

2. Сокращение керна

Керн, представляющий полезное ископаемое, сокращению не подлежит, сокращается только керн вмещающих пород. Степень сокращения не может быть указана заранее. При определении допустимого сокращения следует исходить из того положения, что остающиеся образцы керна должны обеспечивать возмож­ность составления детальных разрезов по скважине, независимо от существующих текстовых и графических материалов.

Сокращению подлежит лишь керн, взятый из одних и тех же частей геологического разреза, и возможность сокращения керна выявляется только после выяснения деталей разреза в результате соответствующей камеральной обработки.

Установление типичного геологического разреза и усложняю­щих его деталей, как-то: фациальных изменений типичных по-226

род, появления новых разновидностей, изменений пород, связан­ных с тектоническими нарушениями, действием минерализующих растворов или процессами выветривания, производится путем сравнительного изучения керна по ряду скважин. Скважины, наиболее четко и полно представляющие типичный геологический разрез или характерные отклонения от него, называются опор­ными. Керн опорных скважин сокращать запрещается, он должен быть сохранен весь, так как по опорным скважинам изучается полностью весь материал. При определенных условиях геологиче­ского строения и массовом бурении количество опорных скважин может уменьшиться до 10% от общего числа скважин, но в дру­гих случаях оно будет значительно большим.

Опорные скважины выбираются на основании сравнения всех пробуренных скважин и увязки их данных с детальной геологи­ческой съемкой месторождения.

Перед сокращением керна неопорных скважин необходимо произвести детальное петрографическое изучение пород, пересе­ченных скважинами, и отбор эталонных образцов керна, которые в дальнейшем могут служить для сравнения пород в кернах неопорных скважин с целью сокращения. Эталонные образцы отбираются по всем разновидностям пород, типичным и нетипич­ным, с особым вниманием к выделению типичных' (в смысле обычных) пород, потому что именно последние подлежат сокра­щению.

После соответствующего изучения разрезов опорных скважин и составления эталонных коллекций приступают к сокращению керна. Путем систематического просмотра керна устанавливаются участки пород с полной однородностью. По этим участкам отби­раются образцы керна длиной 8—10 см с таким расчетом, чтобы каждый образец представлял 1—5 м проходки скважины по дан­ной породе. При сокращении оставляют образец керна, взятый из средней части интервала, который он должен представлять при длине интервала в 1 м.

Не подлежат сокращению участки, представленные перехо­дами одних типов пород в другие, особенно если эти переходы происходят на протяжении небольшого по длине интервала.

Подлежащий сокращению керн актируется по номерам шашек и зарывается в землю. Оставлять открытые свалки сокращенного керна воспрещается.

3. Ликвидация керна

Ликвидации подлежит керн, изученный и утративший свое научно-производственное значение, т. е. уже не нужный для ха­рактеристики данного объекта. Например, ликвидация керна про­изводится в случае, если на участке, исследованном данными скважинами, пройдены разведочные или эксплуатационные вы­работки, пересекающйе месторождение и вмещающие его породы 15* 227

по всей мощности на ту же глубину, что и данные скважины, а документационные материалы по этим выработкам полностью 'характеризуют геологический разрез.

Однако и в этих случаях по некоторому числу опорных сква­жин керн должен быть сохранен. Не подлежит ликвидации также керн, взятый с интервалов, представляющих полезное ископаемое и призальбандовые участки вмещающих пород, в которых наблю­даются околорудные изменения.

Ликвидацию керна может осуществить только специальная экспертная комиссия квалифицированных геологов.

III. ПОСТРОЕНИЕ РАЗРЕЗОВ ПО СКВАЖИНАМ

В процессе бурения по каждой скважине обязательно про­изводятся замеры искривления. В случае отсутствия данных по

искривлению построить правильный разрез по скважине невозможно.

Искривление может быть относи­тельно угла наклона (зенитное) и относительно азимута оси скважины (азимутальное). Искривление осо­бенно часто наблюдается у скважин, бурящихся дробью.

Важно иметь в виду, что искри­вление скважин глубиной более 100 ж может достигать большой ве­личины, и если его не учитывать, то может быть получена совершенно ложная картина. Даже на одном и том же месторождении, в одних и тех же условиях и породах, ха­рактер искривления может быть раз­

личен, поэтому измеряться должны все скважины без исклю­чения.

На одном из месторождений скважины, бурившиеся навстречу падению сланцеватой толщи, при начальных углах 75—85°, на глу­бине 400—450 ж имели угол наклона 16—30°.Одна из скважин при начальном азимуте 95°30' на глубине 350 ж имела азимут 111°45'_, что на глубине 432 ж привело к отклонению забоя скважины в плане на 63 ж в сторону от первоначально запроектированного поло- Рис. 99. Построе- жения.

По данным многих замеров скважин, на­клоненных под углами 60—65°, пробуренных в перидотитах и пироксенитах, скважины выполаживались в среднем на 3° при глубине 50 ж, на 6° при глубине 100 ж и на228

Рис. У8 . Приспособление для определения поправок угла наклона скважин (по А. Кре- нигу, К. Пожарицкому и А.

Розину)

ние профиля по данным замеров искривления сква­

жины

9° при глубине 150 ж. Скважины обычно отклонялись вправо* в среднем на 1°5' на глубине 50 м, на 6° на глубине 100 ж и на 14° на глубине 150 ж.

Рис. 100. Построение скважины в разрезе и плане по данным измерений зенитного и азимутального искривления (по А. Кре-

нигу, К. Пожарицкому и А. Розину)

Обычно зенитное искривление скважины измеряется при по­мощи специального патрона с плавиковой кислотой или медным купоросом, опускаемого в скважину на колонне штанг. Нужно иметь в виду, что поверхность жидкости в измерительном патроне в силу капиллярности искажает действительный угол наклона.

Искажение зависит от диаметра патрона и других причин, и по­этому для введения поправки нужно предварительно проверять показания каждого патрона на несложном приспособлении (рис. 98).

Для построения разреза по искривленной скважине обычно исходят из предположения, что угол наклона, измеренный в точке ап, сохраняется на половине расстояния между соседними с ней точками а„__х и а„+1,, Например (рис. 99), по скважине измерены углы наклонов: на глубине Ом — 65°, на глубине 40 м — 60°, на глубине 100 м — 58°. При построении разреза принимают, что на интервале от 0 до 20 м скважина идет под углом 65°, от 20 до 70 м — под углом 60° и от 70 до 100 ж — под углом 58°.

Построение искривленной по наклону и азимуту скважины производится следующим образом (рис. 100). По замеренным углам наклона строят профиль скважины в вертикальной плоско­сти. Точки, в которых измерялись углы наклона, проектируют на горизонтальную линию. Получают длины проекций (/*., 1Х,

• • •) и в плане производят построение ломаной линии азиму­тального искривления, причем длины отрезков, образующих ло­маную линию, равны 1Х , I х и т. д. Полученную горизонталь­ную проекцию скважины проектируют на вертикальный про­филь. Точки пересечения вертикальных и горизонтальных проек­ций будут точками действительного положения скважины в разрезе.

ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ

СОСТАВЛЕНИЕ СВОДНОЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ГРАФИКИ

В результате документации забоев и стенок горных вырабо­ток, а также керна буровых скважин накапливается большое количество более или менее разрозненного материала. Следую­щей задачей является сведение всего этого материала воедино для получения общей картины формы минеральных тел, распреде­ления сортов полезного ископаемого и уточнения геологического строения месторождения. Основой составления сводной геологи­ческой графики являются точные маркшейдерские погоризонтные планы горных выработок и система вертикальных разрезов через месторождение, которые строятся, во-первых, по данным погори- зонтных планов и, во-вторых, по данным буровых скважин.

Масштабы погоризонтных планов обычно значительно мельче масштабов зарисовок отдельных выработок. На небольших руд­ных месторождениях применяются масштабы 1 : 250 и 1 : 500, на крупных рудных месторождениях 1 : 500 — 1 : 2000 и на каменно­угольных месторождениях 1 : 2000 — 1 : 5000. Такие же мас­штабы применимы для вертикальных профилей.230

Погоризонтный геологический план составляется путем пере­несения на него данных зарисовок отдельных выработок. Однако обычно между выработками остаются участки, по которым нет необходимых данных. Для получения общей картины приходится широко применять интерполяцию между данными двух соседних выработок и таким образом восстанавливать всю картину гео­логического строения участка в целом. В зависимости от слож­ности формы и нарушенности месторождения горизонтальные планы могут составляться через 5; 10; 20; 40 м, причем необхо­димо, чтобы эти планы совпадали с соответствующими эксплуа­тационными горизонтами.

На рис. 101 показаны погоризонтные планы, составленные по данным горных выработок путем интерполяции очертаний руд­ного тела и линий тектонических нарушений. При составлении

Рис. 101. (вводные погоризонтные планы месторож­дения

1—контактово-метаморфическая порода (осадочно-эффузивная тол­ща); 2 —диориты; 3 —гранодиоритовый порфир; 4—дайка малахита; 5 —спилитовая изверженная порода; 6 —забутованные столбы; 7— очистные выработки; 8 — участки, закрепленные клетками; Р—бло­ки запасов категории А ; 10—блоки запасов категории В; 11— бло­ки запасов категории С

сводных геологических документов следует помнить, что интер­полирование рудных тел, линий тектонических нарушений и т. д.,

231

наблюдаемых в двух соседних выработках, допустимо только в том случае, когда в обеих выработках можно видеть сход­ные черты, позволяющие объединять то, что ими вскрыто. Если же две соседние выработки резко отличаются между собой, ин­терполяция между ними недопустима и необходимо проведение дополнительных выработок.

Таким же путем составляются вертикальные сводные раз­резы — профили. Планы и разрезы должны в процессе состав­ления взаимно увязываться. Эту работу обычно поручают инже- неру-геологу.

Количество разрезов должно быть достаточным для полной иллюстрации строения месторождения. Иногда разрезы состав­ляются через 100 и 200 м, но чаще через 50—60 и даже 30 м. Все разрезы проводятся перпендикулярно к простиранию жил; кроме того, составляются продольные разрезы с проекцией на вертикальную и наклонную плоскости.

На месторождениях, состоящих из целой серии различных рудных тел, разбросанных подчас на значительной площади, со­ставляются сводные планы и разрезы в меньших масштабах. Такие сводные планы и разрезы необходимы для общего плани­рования и направления работ. Детальные же планы исполь­зуются для целей непосредственного направления текущих работ.

Для составления сводных планов лучше всего пользоваться калькой, которая имеет много преимуществ перед непрозрачной бумагой. Набор планов заключает в себе отдельные листы, на которых представлены все подэтажные и этажные горизонты и поверхности месторождения. Нередко в сложных рудниках коли­чество планов увеличивается вследствие ведения промежуточных горизонтов.

Все доказанные геологические данные показываются сплош­ными линиями, а предположительные — пунктиром.

Все планы должны иметь координаты, и на каждом из них наносятся все выработки, которые пересечены на этом уровне. Название рудника, номер горизонта и его абсолютную отметку (глубину) рекомендуется писать в нижнем правом углу каждого листа. Подъемы и скаты показываются в виде условных изображений вдоль штреков.

Геологические данные переносятся с рабочих планов и зари­совок и закрашиваются цветными карандашами' или тушью, а на них наносятся условные обозначения пород. При работе в руд­ничной конторе можно увеличить число применяемых цветов туши, но этот вопрос должен быть строго разработан и стандар­тизирован для всех планов. Для обозначения разновозрастных сбросов и рудных образований целесообразно пользоваться раз­личными цветами.

Жилы и сбросы, вскрытые на более высоких и более низких горизонтах и еще не пересеченные выработками на данном го- 232

ризонте, проектируются по возможному положению. Построение таких проекций иногда имеет огромное значение для организации и направления дальнейших подготовительных работ.

Для удобства пользования чертежами (чтобы они не были громоздкими) целесообразно их делать размером не более 60 X см• Не следует применять такие масштабы, при кото­рых план не помещается даже на большом столе и размер плана не дает возможности им пользоваться.

В е р т и к а л ь н ы е р а з р е з ы выбираются таким образом, чтобы полнее выявить структурные взаимоотношения и располо­жение тела полезного ископаемого среди вмещающих пород. Обычно сечения делаются по плоскостям, перпендикулярным к простиранию жилы. Для пластовых месторождений линии раз­резов выбираются перпендикулярно к простиранию пород с целью более наглядного выявления взаимоотношения руд и вмещающих пород.

Для жильных месторождений большое значение имеют п р о ­д о л ь н ы е р а з р е з ы , выявляющие структурные взаимоот­ношения и особенно пространственное рас­положение и склонение рудных столбов. На них же показывается рас­пространение вмещаю­щих пород и тектони­ческие нарушения.

Продольные разре­зы строятся как проек­ция на вертикальную плоскость или на пло­скость среднего паде­ния рудного тела.

Подземные геологи­ческие планы и разре­зы, как правило, дол­жны быть увязаны с геологией поверхности.Съемка поверхности обычно дает важные материалы для разъяс­нения особенностей геологического строения рудных тел под. землей, но данные подземных работ часто выявляют новые черты структуры месторождения. Поэтому нередко приходится дополнительно вскрывать поверхность по данным подземных ра­бот для увязки всех этих наблюдений.

Для большей наглядности часто составляются блок-диаграммы месторождений полезных ископаемых, на которых форма руд­ных тел и геологическое строение представляются уже не

233

в одной плоскости, а в виде пространственного объемного изобра­жения.

^Для сложных месторождений необходимо изготовление моде­лей. Простейшим видом модели является система параллельно располагающихся листов стекла, на которых цветной краской нанесены тела и геологическое строение месторождений по дан­ным погоризонтных планов или разрезов (рис. 102). Стеклянные листы помещаются в соответствующий деревянный ящик и осве­щаются снизу или сбоку электрическими лампочками.

Модель обеспечивает возможность быстрого первоначального ознакомления с месторождением и раскрывает перед разведчиком такие особенности геологического строения месторождения, кото­рые могли остаться невыясненными. Поэтому она имеет еще и познавательное значение.

Ч А С Т Ь В Т О Р А ЯОПРОБОВАНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

ГЛАВА ПЕРВАЯ

ЦЕЛИ И ВИДЫ ОПРОБОВАНИЯ

I. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

Опробование месторождений и добытых масс полезных иско­паемых производится с целью определения физических и хими­ческих свойств ископаемого и прежде всего количественного со­держания в нем полезных и вредных составных частей (компо­нентов). Так, качество металлических руд определяется: а) содержанием в них металлов, с целью извлечения которых добываются эти руды; б) содержанием минералов, облегчающих обработку или плавку руд; в) содержанием вредных примесей, затрудняющих обработку и плавку руд или снижающих качество выплавляемого продукта; г) твердостью руд, их хрупкостью, раз­мерами вкрапленности минералов и другими свойствами.

Качество углей определяется их теплотворной способностью, зольностью, твердостью, содержанием влаги, серы и летучих ком­понентов, способностью коксоваться.

Качество слюды характеризуется размерами ее кристаллов (пластин), их гибкостью, твердостью, удельным электросопротив­лением и т. п.

Работы, связанные с изучением качества полезного ископае­мого, в основном распадаются на две совершенно самостоятель­ные части. Первая из них сводится к взятию и обработке необхо­димого количества проб полезного ископаемого из разных участ­ков месторождения; вторая заключается в изучении по отобран­ным пробам свойств полезного ископаемого. Изучение в зависи­мости от поставленных задач может быть либо полным, когда исследуется ряд химических и физических свойств ископаемого и иногда производится опытная его обработка или переработка, либо сравнительно узким, касающимся лишь определения содер­жания того или "иного компонента, представляющего практиче-

235

ский интерес. В некоторых случаях определяется даже только одно какое-нибудь свойство полезного ископаемого. Все эти ис­следования производятся в лабораториях, куда геолог-разведчик сдает отобранные пробы, с указанием, какие свойства полезного ископаемого нужно изучить.

В настоящем разделе рассматриваются способы и методы взя­тия и обработки проб или собственно опробования, т. е. описы­вается работа, выполняемая самим геологом-разведчиком.

В поисковой и поисково-разведочной стадиях работ задачей опробования является качественная характеристика полезного ископаемого, встреченного в естественных обнажениях или вскры­того поисково-разведочными выработками. При этом обычно для опробования доступны самые близкие к поверхности части место­рождения, которые могут быть изменены поверхностными про­цессами. Например, многие руды сульфидных месторождений в верхних горизонтах окислены, и опробование таких окисленных руд не дает надежных сведений о нижележащих сульфидных ру­дах, а служит только для предварительного определения качества последних.

При предварительной и детальной разведках данные опробо­вания должны обеспечивать, как правило, полную оценку каче­ства минерального сырья в недрах.

Задачей опробования на этих стадиях разведки является опре­деление среднего качества полезного ископаемого как на отдель­ных участках месторождения, так и на месторождении в целом, например, по содержанию промышленно-ценных компонентов, полезных и вредных примесей. В результате опробования должна быть составлена характеристика сырья по сортам, установлены закономерности изменения качества полезного ископаемого. Все эти данные необходимы для составления проекта вскрытия, под­готовки и эксплуатации месторождения.

Опробование полезного ископаемого в подготовительных и очистных выработках производится для уточнения качественной характеристики, установленной по данным разведки, а также для оконтуривания сортов руд в пределах эксплуатационных блоков.

Опробование в подготовительных и очистных выработках обеспечивает раздельную (селективную) добычу полезного иско­паемого, а также контроль полноты отработки, определение экс­плуатационных потерь и определение разубоживания добытого ископаемого.

Опробованию подвергается также и добытое полезное иско­паемое, находящееся в вагонетках, бункерах, железнодорожных вагонах, штабелях и т. д. Задачей опробования в данном случае является установление содержания ценных компонентов, а также вредных и других примесей. Полученные сведения составляют основу не только для финансовых расчетов между поставщиками (рудниками) и потребителями полезного ископаемого (фабрика­ми, заводами), но и для соответствующих технологических расче- 236

тов, а также для определения эксплуатационных потерь и разубо­живания ископаемого. Выполнение подобного вида опробования входит в задачу рудничного геолога.

II. ВИДЫ ОПРОБОВАНИЯ

В зависимости от назначения отбираемых проб различают три основных вида опробования: химическое, техническое и техноло­гическое.

Х и м и ч е с к о е опробование проводится для определения содержания полезных компонентов и вредных примесей. Отби­раемые при этом пробы называются химическими, так как каче­ственный состав проб определяется путем химического или про­бирного анализа.

Результаты анализа химически^ проб принимаются в основу качественной характеристики месторождения и его отдельных участков. Они также являются необходимым материалом при ор­ганизации отбора технологических проб (см. ниже).

Т е х н и ч е с к о е опробование полезных ископаемых произ­водится для получения их качественной характеристики в том случае, когда она не может быть дана на основе химиче­ского опробования. К таким ископаемым относятся: строитель­ные камни, балластные материалы (путевой балласт), слюды, ас­бест и др. Качественная характеристика строительных камней и балласта определяется, например, величиной временного сопро­тивления на раздавливание, на износ от трения и ударов; слю­ды — площадью кристаллов; асбеста — прочностью, тонкостью, гибкостью, огнестойкостью, длиной волокна и*г. д.

Определение технических свойств для некоторых полезных ископаемых, например, слюд, играет ту же роль, что и опреде­ление содержания металла в рудах при их химическом опробо­вании. Как установленное содержание металла позволяет вести подсчет его запасов в рудах с выделением их по сортам, так и результаты технического опробования строительных камней и слюд позволяют выделить их различные сорта из общей суммы запасов этих ископаемых. Существуют, кроме того, полезные ис­копаемые, промышленную качественную характеристику которых принято определять одновременно по данным химических и тех­нических испытаний.

Т е х н о л о г и ч е с к о е опробование проводится с целью изучения различных технологических свойств полезного ископае­мого. Например, с помощью технологических проб определяются и изучаются основные технологические процессы будущей про­мышленной обработки и переработки руд. В частности прово­дятся:

а) изучение способов обогащения руд, т. е. получения из них высокопроцентного материала (концентрата) путем соответствую­щей обработки добываемой руды,

237

б) выбор наилучшего способа переработки руды, т. е. извле­чения из нее (или из концентрата) металла или его соединений.

Отбираемые для этого пробы называются технологическими. Взятие и обработка технологических проб является исключи­тельно ответственным делом, так как на их основании проекти­руются и строятся обогатительные фабрики и другие сооружения для переработки руд. Известны случаи, когда обогатительные фабрики, построенные на основании изучения неправильно взя­тых технологических проб, т. е. проб, не отражавших истинного состава опробованной части месторождения, работали с боль­шими перебоями, и уже в процессе работы технологический про­цесс фабрик приходилось коренным образом изменять. С учетом этих обстоятельств, методика взятия и обработки технологиче­ских проб в каждом отдельном случае должна быть продумана с особой тщательностью.

Взятие химических проб необходимо для всех стадий разве­дочных работ, тогда как технологические пробы берутся обычно лишь при детальных разведках, а иногда и в процессе подгото­вительных работ. Однако из этого не следует, что технологиче­ское опробование совершенно не проводится при предваритель­ных разведках. Бывают случаи, когда не только в процессе предварительных разведок, но и поисково-разведочных работ (предшествующих предварительным разведкам) намечаются зна­чительные запасы полезного ископаемого, но технологические свойства его еще мало известны (новый тип руды) или руда на­столько бедна, что возможность разработки данного месторожде­ния и целесообразность дальнейших затрат на разведки стано­вятся сомнительными. Решить этот вопрос можно лишь путем соответствующих испытаний, для которых и приходится брать технологические пробы непосредственно в процессе поисково- разведочных работ или предварительных разведок.

Иногда, помимо перечисленных видов опробования, выде­ляется еще опробование м и н е р а л о г и ч е с к о е , причем мине­ралогические пробы имеют двоякое назначение. С одной сто­роны, минералогические пробы изучаются с целью выяснения условий образования месторождения. С другой стороны, минера­логические пробы используются для изучения физических свойств минералов, составляющих полезное ископаемое, как-то: харак­тера их спайности, характера вкрапленности рудных зерен, формы кристаллов (размеров зерен), их твердости, хрупкости, магнитных свойств, электропроводности, смачиваемости различными жидко­стями и других свойств, определение которых необходимо для выбора технологического процесса обработки или переработки данной руды.

В обоих случаях минералогические пробы интересны, главным образом, лишь как качественные. Количественное содержание в них отдельных компонентов, хотя и представляет в каждом от­дельном случае практический интерес, но определяется недоста- 238

точно точно для того, чтобы судить о среднем процентном содер­жании полезных и вредных компонентов.

Только для некоторых металлических и неметаллических по­лезных ископаемых минералогические пробы оказываются надеж­ными также и для количественного определения исследуемых, компонентов и могут заменять основную массу химических проб. Более тего, метод количественного минералогического анализа может оказаться совершенно незаменимым в тех случаях, когда в сложных рудах полезный компонент распределен в нескольких минералах, различных по своей способности обогащаться или требующих различных методов металлургической переработки концентратов.

Опробование, применяемое при разведке россыпей и дающее количественное определение содержания полезных компонентов в кубическом метре «песков» россыпи, по существу также яв­ляется одним из видов минералогического опробования.

Независимо от вида опробования, все процессы, связанные с отбором проб, разделяются в основном на три стадии: 1) отбор проб полезного ископаемого из горных и горно-разведочных вы­работок, шпуров, буровых скважин, отвалов и штабелей; 2) об­работка проб; 3) испытание проб.

В настоящей книге приводится лишь описание способов взя­тия (отбора) и обработки проб; рассмотрение третьей стадии, работ — испытания проб курсом не предусмотрено.

Г Л А В А В Т О Р А Я

ОТБОР ПРОБВ практике поисков, разведок и эксплутации месторождений

твердых полезных ископаемых приняты следующие способы от­бора проб: вычерпывания, точечный, шпуровой, бороздовый, за- дирковый и валовой.

Условия, при которых целесообразно применение каждого из этих способов, будут изложены ниже. Здесь же кратко излагается их сущность.

О т б о р п р о б с п о с о б о м в ы ч е р п ы в а н и я произво­дится после отпалки руды в навале у забоя. Для этого на навале намечается сетка и из середин ее квадратов или ромбов отби­раются частные пробы (порции) определенного веса, составляю­щие начальную пробу навала (рис. 103). От крупных кусков, по­павших в тот или иной квадрат сетки, молотком отбиваются куски, соответствующие принятому весу частных проб (порций рудного материала). Этот способ называют также г о р с т ь е в ы м .

При о п р о б о в а н и и т о ч е ч н ы м с п о с о б о м в забое в пределах контура полезного ископаемого намечается квадрат­ная или прямоугольная сетка. Из середин клеток сетки отбивают кусочки руды, объединяют их и составляют общую пробу забоя.

23&

Основное отличие этого способа от способа вычерпывания со­стоит в том, что частные пробы (порции) берутся не из навалов,

Рис. 103. Навал руды у забоя, разделенный на клетки для от­бора проб способом вычерпы­

вания

а отбиваются в целике (рис. отбиваться не только в забоях

Рис. 104. Забои с намеченной на них квадратной сеткой для отбора проб точечным способом

Рис. 105. Забои с намеченной на них ромбической сет­кой для отбора проб точечным

способом

104, 105). Точечные пробы могут (рис. 106), но и по стенкам выра- *: боток, а также в естествен­

ных обнажениях.Ш п у р о в о е о п р о б о ­

в а н и е заключается в сборе буровой муки (пыли) или

Рис. 1о6. Отбойка точечных проб

Рис. 107. Схема ручного отбо­ра шпуровых проб /—воронка для улавливания буровой пыли; 2 —мешочек для ее сбора

шлама (бурение с промыв­кой) из шпуров, пробуривае­мых по полезному ископае­

мому (рис. 107 и 108). При этом используются проходческие шпуры или же задаются специальные шпуры, исключительно для оконтуривания и опробования рудных тел.240

Б о р о з д о в ы й с п о с о б состоит в проведении на обна­женной поверхности рудного тела борозды, форма и размеры ко­торой зависят от его мощности и характера распределения по­лезных компонентов и вредных примесей.

Весь выбитый из борозды материал тщательно собирается и поступает в пробу.

При з а д и р к о в о м с п о с о б е в передовом забое, кровле, стенках или почве выработки снимается (задирается) тонкий

Пылеуловитель

\ Ш ланг зт пыле-Шланг от уловит еля к

компрессора

Рис. 108. Отбор шпуровых проб с помощью пылеуловителя

<около 10 см) ровный слой руды, и весь полученный рудный материал является пробой.

При в а л о в о м о п р о б о в а н и и пробой служит весь руд­ный материал, полученный при проходке выработки по опреде­ленному участку рудного тела. В некоторых случаях отбирается ‘/б или '/ю его часть (отбрасывание в пробу 5-й или 10-й лопаты).

Наибольшим распространением поль­зуется бороздовый способ, с которого и нач­нем рассмотрение способов отбора проб.

I. ОТБОР ПРОБ БОРОЗДОЙПри опробовании бороздой необходимо

придерживаться следующих основных пра­вил:

1. Направление борозды должно совпа­дать с направлением наибольшей изменчи­вости оруденения. Для большинства пласто­вых, жильных и некоторых других месторо­ждений максимальная изменчивость полез­ного ископаемого наблюдается по линии истинной (нормальной) мощности залежи (рис. 109).. 2. При отбойке пробы необходимо брать одинаковое по

объему количество материала с каждого отрезка борозды.16 Ажгирей 241

Рис. 109. Располо­жение борозды в

забое штрека /—вмещающие породы? 2 - руда; 3—борозда

1. Расположение борозд

Расположение борозд зависит от угла падения залежи полез­ного ископаемого, типа и направления выработок, условий, в ко­торых проводится опробование.

Борозды в выработках, ориентированных по простиранию рудных тел

В канавах, проходимых по простиранию крутопадающих жил или пластов, борозды располагаются в почве выработок (рис. 110).

Рис. 110. Почва канавы, ориентированной по про­стиранию жилы

1—вмещающая порода; 2—руда; 3 —бороздаПри пологом падении или изометрической форме рудных тел

борозды размещаются по стенкам канав (рис. 111).В подземных горизонтальных выработках (штреках, штоль­

нях) борозды необходимо проводить в передовых забоях(рис. 112) по нормальной мощности рудных тел.

Процесс опробования и геологическая докумен­тация должны проводить­ся без излишней поспеш­ности, но и без ущерба для интенсивности продви­гания забоев. Минималь­но необходимое для этого время должно быть учтено при планировании циклов проходки.

В целях удобства от­бойки в крутопадающих жилах борозды могут рас­

полагаться в забоях горизонтально (рис. 113). В пологопадаю­щих жилах борозды всегда берутся только по нормальной или только по вертикальной мощности жил.

Следует, однако, иметь в виду, что горизонтальное располо­жение борозд возможно не только в рудных телах с постоянным углом падения. При принятом оптимальном сечении борозд, в расчете проведения их по нормальной мощности, горизонталь­ная борозда обусловливает лишь некоторые колебания весов проб 242

Рис. 111. Стенка канавы, вскрывающей по­логопадающую жилу по простиранию

1 — наносы;2-вмещ ающ ие породы; 3 -ж и л а ; 4-борозда

в пределах, зависящих от изменения углов падения рудного тела. Увеличение весов части проб против расчетных, конечно, не ока­жет отрицательного влияния на точность опробования. Не ока-

Рис. 112. Нормальное, перпендикулярное к зальбандам, расположе­

ние борозды в забое

Рис. 113. Г оризон- . тальное расположе­

ние борозды в забое

жется практически существенным и некоторое увеличение весов проб при обработке их по рекомендуемым ниже схемам.

Вместе с тем не надо упускать из виду, что технико-экономи­ческий расчет нередко может заставить применять борозды, про­водимые по нормальной мощности, так как они короче горизон­тальных.

В случае невозможности опробования передовых забоев (в связи с форсированной проходкой) допускается проведение борозд по кровле выработок (рис. 114), которое по ряду причин

Рис. 114. Схема расположения борозде кровле горизонтальной выработки, пройденной по простиранию жилы

менее удобно. В частности, оно может быть иногда связано с за­тратой времени на подработку свода кровли для получения плоскости, перпендикулярной висячему и лежачему бокам за­лежи, в которой должна быть проведена борозда. Подработка кровли может оказаться необходимой во избежание системати­ческих ошибок опробования. Отбойка резко непропорциональ­ного количества рудного материала с единицы длины борозды, отнесенной к нормальной мощности (крайне редкая в практике), показана на рис. 11,5. Как видно на рис. 115, бороздовая проба, отбитая в своде кровли, даст преувеличенное содержание ме- 16* 2^3

талла против действительного ввиду того, что богатая призаль- бандовая часть жилы захвачена бороздой в большем количестве, чем центральная. В случае, когда при подобной отбойке более богатой будет центральная часть жилы, произойдет разубожива- ние пробы. При подработке кровли (рис. 115) возможность внесения такого рода ошибок отпадает.

Рис. 115. Схемы расположения борозд в кровле штрека/ — вмещающая порода; 2 — богатые лежачий и висячий бока жилы; 3 —убогая центральная часть жилы; а —длины борозд, пройденных по бо­гатой части жилы; б —длина борозд по убогой части жилы; е й г —подра­ботанные части кровли выработки

Отбойку борозд в кровле выработок производят при крутомили вертикальном

Рис. 116. Схема, показывающая расположение

кольцевой бо­розды, отбитой в выработке (а , б, в , г), прой­денной по про­стиранию мощ­ного рудного тела массивной

текстуры

падении рудных.тел. Опробование пологопа- дающих и горизонтальных рудных тел в выра­ботках, идущих по простиранию, также необхо­димо проводить в передовых забоях. Если по

Кровля

Почва

Рис. 117. Схема, показывающая расположе­ние спиральной борозды в выработке, прой­денной по простиранию мощного рудного те­ла массивной текстуры. Шаг спирали, пред­ставляющий одну пробу, слагается из трех борозд: двух по стенкам (1—3 или 4—6 ) и од­

ной по кровле (2 или 5) выработки

тем или другим причинам это оказывается невозможным, от­бойка борозд должна быть произведена по стенкам выработок.

Кольцевые борозды (рис. 116) применять не следует, не­смотря на то, что в литературе можно встретить указания о це- 244

лесообразности опробования кольцевыми бороздами мощных рудных тел массивной текстуры в тех случаях, когда выработка проходит всем сечением в руде. Опыт показывает, что кольцевое расположение борозд в отношении точности опробования не имеет преимуществ перед расположением в забоях или по стен­кам выработок.

Аналогичное замечание может быть сделано и в отношении спиральных борозд (рис. 117).

Борозды в выработках, ориентированных вкрест простирания тела полезного ископаемого

В канавах, пройденных вкрест простирания тел полезного ис­копаемого, борозды размещаются в почве или по стенкам выра­боток.

В горизонтальных подземных выработках (квершлагах, ортах и штольнях) борозды располагаются по стенкам выработок (рис. 118 и 119). Первая схема (рис. 118) расположения бо­розд не имеет преимуществ перед второй (рис. 119).Однако это не значит, что на­клонное расположение борозд никогда не может быть реко­мендовано. Наклонное располо­жение борозд необходимо при­менять в тех случаях, когда на­блюдается неправильное чере­дование ориентированных под

Рис. 118. Расположение проб в квершлаге при диагональной бо­розде, перпендикулярной к слоям

разными углами полос различных типов руд. В таких случаях борозды проводятся перпендикулярно относительно полос и слоев, так как их горизонтальное расположение иногда может привести к систематическим ошибкам.

Рис. 119. Расположение проб в квершлаге при гори­зонтальной борозде

По кровле выработок, пройденных вкрест простирания тел, пробы обычно не берутся. Почва этих выработок также, как пра­вило, не опробуется. Необходимость ее опробования может воз-

245

никнуть лишь в весьма неустойчивых рыхлых залежах или же в тех случаях, когда стенки выработки по каким-либо причинам

в свое время не опробовались, и выработка закреплена сплошной крепью.В этом случае почва тща­тельно защищается, и тело полез­ного ископаемого вскрывается на 10—20 см; направление борозды задается с учетом изложенных выше правил.

В шахтах и шурфах, пересе­кающих тела полезных ископае­мых под любым углом по отно­шению к их висячему боку, бо­розды проводятся по стенкам вы­работок (рис. 120).

Борозды в выработках, ориентирован- ных по падению тела полезного иско­

паемого

В выработках, пройденных по падению (и восстанию) тела по­

лезного ископаемого, борозды располагаются по их стенкам. На­правление борозд может либо совпадать с нормальной мощностью (рис. 121), либо не совпадать. В послед­нем случае они также могут располагать­ся горизонтально; отбойка горизонталь­ных борозд более удобна.

Условия, допускающие горизонтальное расположение борозд в этих выработках, те же, что и для горизонтальных горных выработок, проходимых по простиранию тела полезного ископаемого.

2. Секционное опробование

На месторождениях с полосчатым или слоистым сложением (строением) полез­ного ископаемого каждая отдельная по­лоса (слой, прослоек) или группа смеж­ных полос должна быть охарактеризо­вана отдельно. Для этого борозда разби­вается на секции (рис. 122), коли­чество которых соответствует коли- ?ис- 121- Расположение честву разновидностей ископаемого, вы- боР°3Д ^осстаю щ ей вы­деляемых при просмотре опробуемой вмещающие породы; 2 -р у д - поверхности. на* залежь240

Рис. 120. Бороздовая проба по стенке шурфа при опробова­нии пологопадающего пласта

Секционное опробование производится с целью изучения ха­рактера изменения содержания промышленно-ценных и других компонентов, что необходимо для выяснения условий накопления полезного ископаемого и решения во­проса о возможной селективной экс­плуатации.

Локализация оруденения, например, приуроченность богатых руд к висячему боку, а убогих — к центральной части и лежачему боку залежей, позволяет произ­водить раздельную выемку и выдачу каждого из этих типов руд, если мощ­ность залежи достаточна.

В отдельных случаях селективная эксплуатация возможна и при Тиалой мощности залежей, в частности при усло­вии различия физических свойств бед­ных и богатых руд. Например, богатые руды иногда могут быть более крепкими, чем бедные. В этом случае последние дадут при отбойке значи­тельно меньшее количество крупнокускового материала, чем богатые, и условия рудоразборки будут благоприятными.

В рудах цветных металлов нередко более богатой оказывается рудная мелочь. При этом селективная эксплуатация может осуществляться ручной отборкой крупных кусков бедной руды и пустых пород.

Все эти обстоятельства следует иметь в виду с самого на­чала производства разведочных работ и накапливать соответ­ствующий материал, необходимый для составления рациональ­ного проекта эксплуатации. В накоплении такого материала помогает не только секционное опробование, но и фракционное опробование отбитой руды (разделяемой на фракции по крупно­сти кусков).

Результаты систематического секционного опробования кла­дутся при соответствующих условиях в основу подсчета запасов руды по сортам. Понятие о систематическом и выборочном опро­бовании дается ниже.

Секционное опробование часто производится не на всем про­тяжении разведочных и эксплуатационных работ, а только в их некоторые периоды, когда устанавливается состав различных сортов руд и содержание в них соответствующих компонентов. По выявлении закономерности отбор секционных проб прекра­щается, или же их сеть, по отношению к общей сети несекцион­ных проб, разреживается.

Такое секционное опробование носит название в ы б о р о ч ­н о г о , в отличие от систематического секционного опробования, которое осуществляется непрерывно по мере продвижения выра­боток по руде.

Рис. 122. Секционная борозда в забое

штрека

247

3. Количество борозд в забое

При опробовании месторождений с весьма равномерным ил» равномерным характером оруденения в опробуемом забое отби­вается обычно только одна борозда, которая и составляет пробу.

Рис. 123. Расположение борозд в забое, опробован­ном двумя и тремя бороздами

При неравномерном оруденении в забое отбивается также одна, а при весьма и исключительно неравномерном оруденении — две

или три борозды, материал которых смеши­вается и образует одну пробу (рис. 123). Если опробование производится не в передовом за­бое, а по кровле или стенкам выработок, отби­вается эквивалентное количество борозд, а именно: если передовые забои горизонтальных выработок опробуются через 2 м, при двух бо­роздах в каждом забое, то в стенке или кровле выработки борозды отбиваются через 1 м. В том и другом случае материал, полученный с двух борозд, смешивается и составляет одну пробу. Аналогично поступают при опробовании гезенков и восстающих.

Систематическое опробование шурфов при разведке неравномерных и весьма неравномер­ных месторождений рационально производить двумя бороздами по двум противоположным стенкам, а при выборочном опробовании место­рождений—по всем четырем стенкам (рис. 124). Отбойка борозд по четырем стенкам рекомен­дуется и при систематическом опробовании ме­сторождений с весьма или крайне неравномер­ным оруденением.

Материал, полученный при опробовании ортов и квершлагов, не объединяется, за исключением случаев, когда обе стенки опро­

буются непрерывной бороздой и объединяются две противопо­ложные пробы однотипной руды.248

Рис. 124. Схема расположения вертикальных

борозд по стен­кам шурфа

] — наносы; 2 —золо­тосодержащие по­роды (листвениты)

4. Длина борозды, ее форма и размер поперечного сечения

В выработках, проходимых по простиранию и падению (ил» восстанию) рудных тел, длина борозды определяется мощностью последних. При опробовании весьма мощных и мощных рудных тел, в случаях, когда все сечение выработок проходит в руде, длина борозды определяется шириной выработок и углом наклона к горизонту линии направления наибольшей изменчивости содер­жания исследуемых компонентов.

При секционном опробовании длина секций определяется мощностью участков, выделяемых в отдельные секции. В случае систематического секционного опробования они обычно не бывают меньше 0,2—0,3 м, при выборочном же опробовании, например, поставленном в целях изучения условий накопления полезного ископаемого, длина секций иногда' может быть и меньше.

В общем случае выбор длины секции зависит от степени из­менчивости вещественного состава и условий селективной экс­плуатации. Особенно коротких секций при систематическом опро­бовании применять не следует.

В выработках, пройденных по мощности, всегда производится секционное опробование. При этом, если руда имеет более или менее однородное строение, длина непрерывно располагаемых борозд изменяется в пределах от 1 (редко 0,5 м) до 3 м. Нижний минимальный предел обычно принимают в случае неравномерно­го оруденения и при неясных (условных) границах, которые тогда определяются по данным опробования.

Двух- и трехметровые пробы берутся в весьма мощных зале­жах, при четких границах полезного ископаемого с вмещающими породами.

Наиболее распространенной формой борозды является пря­моугольная: ширина борозды принимается больше ее глубины.

Треугольная форма борозды не получила распространения. В весьма крепких и крепких монолитных нетрещиноватых рудах, особенно кварцевых, отбойка треугольных борозд представляет затруднения, так как скалывание руды под более или менее по­стоянным углом практически невозможно из-за скольжения зу­била. В трещиноватых рудах, особенно при различной крепости отдельных участков, отбойка треугольных борозд приводит к уменьшению точности опробования. В процессе отбойки наи­более слабые разности руд могут оказаться в избытке и обусло­вить систематическое обогащение или обеднение проб.

Возможность применения борозд треугольного сечения не исключена там, где нет опасения внести систематическую ошибку. Сравнение результатов опробования прямоугольными и треуголь­ными бороздами на некоторых полиметаллических, медных, ме­таморфических железорудных и других месторождениях указало на возможность применения борозд треугольного сечения. Про-

2 4 9 '

<изводительность отбойки треугольных борозд, как правило, выше производительности отбойки прямоугольных.

При отбойке прямоугольных борозд возможность внесения систематических ошибок уменьшается, так как выдержать более или менее правильное прямоугольное сечение легче, чем треуголь­ное. Однако придание борозде правильного прямоугольного се­чения в трещиноватых породах крепких и средней крепости также часто затруднено. Несмотря на это, необходимо стремиться к тому, чтобы объем рудного материала с каждой единицы длины борозды был одинаков.

В практике опробования целого ряда уральских медноколче­данных месторождений была широко распространена отбойка «пунктирных» борозд. Это — борозды весьма неправильного се­чения, отбиваемые по линии наибольшей изменчивости не сплошь, а с некоторыми перерывами. Опыт показал, что такое опробова­ние давало удовлетворительные результаты. Следует, однако, от­метить, что применение «пунктирных» борозд нельзя рекомендо­вать без проверки их нормальными бороздами, так как «пунктир­ные» борозды могут давать систематические ошибки в связи с трудностью соблюдения основного правила, согласно которому с единицы борозды должно быть взято одинаковое количество материала.

. Поперечные размеры борозды определяются минимально не­обходимым весом проб, который, прежде всего, зависит от ха­рактера распределения исследуемых компонентов в рудном теле, а также и от некоторых других факторов.

Числового выражения эта зависимость не имеет, но вместе с тем производственный опыт, экспериментальные работы и не­которые теоретические предпосылки указывают на то, что точ­ность опробования определенного участка месторождения, напри­мер, подготовленного к добыче блока, часто не зависит суще­ственно от веса проб (начиная, конечно, с некоторого их мини­мального предела), а подчинена главным образом их количеству. Предпочтительнее принять на тот же блок много бороздовых проб малого сечения, чем мало борозд большого сечения.

Рекомендуемые поперечные сечения прямоугольных борозд в зависимости от степени равномерности оруденения и мощности рудных тел приведены в табл. 7. Такие поперечные сечения можно принимать для руд средней крепости, крепких и весьма крепких. Поперечные сечения борозд могут несколько увеличи­ваться, если текстура и физические свойства руд будут ослож­нять отбойку более или менее правильного сечения. При секцион­ном опробовании, особенно при выборочном, когда отдельные секции обычно очень коротки, сечения борозд также могут быть увеличены. Приемлемо некоторое увеличение сечения борозд и в мягких рудах, поскольку оно не отражается существенно ни на производительности отбойки, ни на производительности обра­ботки проб.

2 5 0

Т а б л и ц а 7Поперечные сечения борозд в с м прямоугольной формы

Характер оруденения

Сечение борозд при мощности рудных тел

>2,5 м 2,5—0,8 м 0,8—0,5 м

Весьма равномерный и равномерный Относительно равномерный и нерав-

5 x 2 м 6x 2 ЮХ2

н ом ерн ы й ............................................. 8X2,5 10x2,5 12x2,5Весьма и крайне неравномерный . . ЮХЗ 12X3 15X3

Уменьшение сечения борозд против предложенных выше должно быть обосновано. В качестве обоснования требуется срав­нение данных опробования бороздами малых сечений с данными опробования при размерах борозд, приведенных в табл. 7. При этом в некоторых случаях борозды значительно меньшего се­чения, чем приведенные в табл. 7, приемлемы не только на равномерных, но и на весьма неравномерных месторождениях. Однако, уменьшая сечения борозд, нужно иметь в виду, что воз­можность систематической ошибки пробоотбора, т. е. постоян­ного обогащения или постоянного разубоживания проб малого размера, будет большей, чем проб большего размера. При боль­шом сечении борозды легче отбить с каждой единицы ее длины одинаковый объем руды, чем при малом сечении.

В условиях, где возможно систематическое обогащение или разубоживание проб в связи с неблагоприятным строением зале­жей, текстурой руд и их физическими свойствами, необходимо особенно строго выдерживать правильное сечение борозд.

Все сказанное о поперечных сечениях борозд относится к ко­ренным и, отчасти, переотложенным месторождениям полезных ископаемых. При опробовании россыпных месторождений золота, платины, касситерита, вольфрамита и некоторых других редких металлов размеры борозд должны быть увеличены, как правило, до 20ХЮ см.

5. Отбойка бороздРучная отбойка обычно производится при помощи зубила

и молотка (рис. 125 и 126).Зубила изготовляются из сплошной буровой или инструмен­

тальной стали. Длина их берется с таким расчетом, чтобы, с одной стороны, пробщику было удобно работать и, с другой, чтобы зубило могло служить продолжительное время. Обычная длина зубила 20—,25 см, диаметр 2,5—2,2 см. Рабочий конец зубила заправляется под углом 70—60° и закаливается до соло­менно-желтого цвета. Для работы пробщику в течение смены тре­буется несколько зубил, так как они быстро тупятся (количество их зависит от твердости опробуемой руды и изменяется от 5 до 10). В редких случаях, в особо твердых породах, расход зубил

251

превышает эту цифру. Н. И. Трушков, например, считает, что в кварцитах пробщик может затупить до 30 зубил в смену.

- 1 5 0 -2 5 0 -

-28 0

т <11? ^ €^ __________ 90П ... .- _ г

Р и с . 125. Э ск и зы з у б и л а д л я о т б о й к и б о р о з д о в ы х п р о б (р а з м е р ы в м м )1 - зубило для отбора проб; 2 -зуб и л о с концом в виде долотчатого лезвия; 3 — зуби­ло с концом в виде скошенной пирамидкиМолотки имеют вес 1,75—2,5 кг. Рукоятки молотков изготов-

ляются из крепкого сухого дерева и имеют длину 25—30 см.Для выравнивания поверхности забоя перед отбойкой борозды пользуются кайлами (рис. 127). В мягких рудах борозда может высекаться топором- кайлой, предложенной В. Г. Соловье­вым (рис. 128).

Для взятия бороздовых проб в крепких породах Г. Н. Шавкин пред­ложил применять легкий пневматиче­

ский чеканный молоток, в который в качестве рабочего наконеч­ника вставляется зубило. Применение этого молотка при массо-

Р и с . 126 . М о л о т о к д л я о т ­б о й к и п р о б (р а з м е р ы в

м м )

Р и с . 127. Л е г к а я к а й л а д л я о т б о й к и м я г к о й р у д ы (р а з м е р ы в м м )

вом бороздовом опробовании крепких кварцевых руд увеличивает производительность труда пробщика не менее, чем в два раза н позволяет значительно снизить стоимость пробоотбора.

252

Отбойка широких борозд в рудах средней крепости и крепких производится в следующем порядке. Сначала отбивается узкий (7-—8 мм) верхний вруб (рис. 129, а), затем такой же нижний вруб (рис. 129,6), после этого ведется отбойка между врубами (рис. 129, в).

Р и с . 128. Э с к и з т о п о р а -й а й л ы (р а з м е р ы в м м )

В случае применения узких борозд такую последовательность отбойки соблюсти трудно. Поперечное сечение их становится не­правильным, и тогда особенно важно следить за тем, чтобы объем рудного материала с единицы длины борозды получался постоян­ным. Если же это не достижимо, то сечение борозд необходимо не­сколько увеличивать.

Подготовка забоя, стенки или кровли к опробованию заклю­чается в их предварительной за­чистке и наметке места отбойки борозды.

При отбойке борозды необхо­димо следить за тем, чтобы ши­рина и глубина ее были, по воз­можности, всюду одинаковыми, чтобы твердый материал отбивал­ся наравне с мягким. Для этого в упоминавшихся выше геологи­ческих условиях, характеризую­щихся возможностью обогащения или разубоживания проб, процесс отбойки борозд должен сопровож­даться проверкой правильности их поперечных сечений шаблоном.Отбитый материал необходимо собирать на подвешенный или разостланный брезент и следить за тем, чтобы в пробу не попадали посторонние частицы с кровли и стенок выработки, а также чтобы отбитая руда не разбрасыва­лась. Брезент -может быть заменен, как это предлагает М. Н. Альбов, листом тонкого железа (рис. 130).

Р и с . 129. П о с л е д о в а т е л ь н о с т ь р а б о т ы п р и о т б о й к е б о р о з д ы

253

Готовую пробу ссыпают в плотный мешок, крепко завязы­вают, маркируют и сдают в обработку. Размеры мешков могут быть различными в зависимости от размеров проб.

Сведения о пробе записываются, этикетки завертываются в пергамент и вкладываются в мешочек, или в виде дере­вянной таблички привязываются к нему. На этикетке или

табличке (бирке) отмечаются но­мер пробы, место ее взятия, дата и фамилия лица, ведущего отбой­ку проб.

Место отбойки пробы (забой или часть стенки) должно быть зарисовано, характер руды опи­сан и отдельные секции тщатель­но замерены.

Ориентировочная производи­тельность отбойки борозд сечени­ем 10X5 см, рассчитанная на двух работающих (квалифициро­ванный пробщик и коллектор),, приведена в табл. 8.

Производительность определе­на для опробования забоев и сте­нок разведочных и подготовитель­ных выработок и, помимо соб­

ственно отбойки, включает следующие виды работ: подготовку к опробованию, упаковку и выдачу проб на поверхность, зари­совку мест взятия проб. Передвижение пробщика и коллектора к месту производства опробования учитывается отдельно.

При сечении борозд 3X10 и 3X5 см производительность проб­щика, приведенная в табл. 8, увеличивается на 15—50%; при сечении 10X15 и 15X20 см она уменьшается в 2—3 раза.

Пробы сечением 10X50 см и выше рекомендуются для опро» бования угля и других полезных ископаемых крепостью не выше V категории.

И. ОТБОР ПРОБ СПОСОБОМ ВЫЧЕРПЫВАНИЯ

При отборе проб способом вычерпывания необходимо обра­щать внимание на то, чтобы соотношение между крупным руд­ным материалом и мелочью, поступающей в пробу, соответство­вало реальному соотношению в опробуемых навалах. К поверх­ности навала приурочены обычно крупные куски; мелочь, иногда весьма богатая, располагается большей частью ближе к почве выработки и поэтому может не попасть в пробу.

Нарушение этого соответствия может привести к системати­ческой ошибке, к систематическому завышению или занижению содержания промышленно-ценного компонента в пробах. При по- 254

Рис. 130. Приспособление для приема отбитого рудного мате­

риала при опробовании

Производительность отбора бороздовых проб вручную ” Ц * § за одну смену (8 часов)

К а т е г о ­рия

пород Н а и м е н о в а н и е г о р н ы х п о р о д

III Суглинок, смешанный со щебенкой или галькой. Жирная мягкая глина. 1яжелыи суглинок. Гравий, галька и щебень крупностью от 15 до 40 м м . Сухой лёсс и лёсс слабовлажный, сме­шанный с галькой или гравием. Отва­лы пород IV и более высоких категорий в м е р з л о м сост оянии . Дресва. Раститель­ным слои или торф с корнями, диамет­ром более 30 м м . Колчеданная и бари­товая сыпучка. Рыхлые сажистые руды

Производительность отбойки, п о г . м

в о т к р ы т ы х в п о д з е м н ы х , в ы р а б о т к а х в ы р а б о т к а х

1

22,7 20,6IV О т а л ь к о в а н н ы е з м е е в и к и и п р о ч и е

п о р о д ы , п р е в р а щ е н н ы е в д р е с в у или м е л к и е п р о д у к т ы в ы в ет р и в а н и я . С л а б о с в я за н н ы е п р о д у к т ы м е х а н и ч е с к о г о р а з ­р у ш е н и я к о р е н н ы х п о р о д . М е л к о р а з б о р - н ы е п о р о д ы V и б о л е е в ы с о к и х к а т е ­г о р и и . т я ж е л а я (л о м о в а я ) гл и н а . Ж и р ­ная гл и н а и т я ж ел ы й с у г л и н о к с г а л ь ­к о й и л и щ е б н е м и д о 1 0 % к р у п н ы х о б - л о м к о в . М о р е н н а я гл и н а с в а л у н а м и д о

0 Л . С л а н ц ев а т ы е гли н ы . К р у п н а я г а л ь ­ка ч и ст а я и л и с о б л о м к а м и д о 10 к г П л о тн ы й о т в е р д е в ш и й л ё с с и ли о т в е р ­д е в ш и й с о л о н ч а к . М я гк и й м е р г е л ь и о п о к а . С у х и е р ы х л ы е о х р и с т ы е р у д ы

18,7 17,0»

VГ л и н и ст ы е сл ан ц ы . Т а л ь к о в о -х л о р и т о -

в ы е сл ю д я н ы е , с е р и ц и т о в ы е , а сп и д н ы е и к р о в е л ь н ы е сл а н ц ы . С и л ь н о в ы в е т р е - л ы е д у н и т ы , п е р и д о т и т ы , з м е е в и к и чг-

и г о р ю ч и е сл ан ц ы . М е р г е л и с т ы е и зв е с т н я к и , к р и ст а л л и ч еск и й г и п с Б а- 1’!Х и в и т ер и т . К а м ен н а я и к ал и й н ая

чег^м ,П°ДВерГШИеСЯ глУб°кому хими­ческому выветриванию граниты, диори-гоЫ’ “ Ы 11 л Р У ™ е к р и ст а л л и ч еск и е г о р н ы е п о р о д ы , п о л е в о й ш п а т к о т о р ы х

р е в р а щ е н в к а о л и н . К о н г л о м е р а т ы и п е с ч а н и к и на г л и н и ст о м ц е м е н т е . П о - р и с т ы е и зв е с т н я к и и м р а м о р ы . П л о тн ы й

сл я б о БуЛ^ аШ ЧеСКИе т у ф ы ’ Ж е л в а к о в ы е , с л а б о с ц е м е н т и р о в а н н ы е ф о с ф о р и т ы К а м е н н ы е у г л и . Ц е р у с с и т о в ы е р у д ы С а х а р о в и д н а я а п а т и т о в а я р у д а . В ы щ е ­л о ч е н н ы е к о л ч е д а н н ы е р у д ы . П о р и с т е е в ы в е т р е л ы е ж е л е з н ы е р у д ы , л и м он и ты

15 ,2 13,8»

255»

П р о д о л ж е н и е т а б л . 8

Катего­рия

п о р о дНаименование горных пород

VI Гнейсы. Конгломераты и песчаники на известковистом цементе. Крепкие известняки, угли. Окварцованные таль­ково-хлоритовые, серицитовые, слюдя­ные, глинистые сланцы. Мраморы. До­ломиты. Аргиллиты. Змеевики. Серпен- тинизированные дуниты. Ангидрит. Мар- титовые руды. Апатито-нефелиновые руды. Плотные бокситы. Фосфориты ж'елваковые на плотном фосфатном или карбонатном цементе (плита). Кварце­во-карбонатные и кварцево-баритовые породы с сульфидами

Производительность отбойки, п о г . м

в открытых в подземных выработках выработках

12,1 11,0

V I I

VIII

IX

Крупнозернистые изверженные поро­ды: 'граниты, гранодиориты, сиениты, габбро и др. Гранито-гнейсы. Кремни­стые метаморфические породы. Плотные доломитизированные известняки. Крем­нистые бокситы. Фосфориты плотные пластовые. Дуниты, хромиты. Крупно­зернистые магнетито-гематитовые желез­ные руды. Плотные бурые железняки, сидериты, магнезиты, колчеданы. Квар­цевые жилы с содержанием сульфидов до 15%

Среднезерристые изверженные поро­ды: граниты, гранодиориты, сиениты, перидотиты, пироксениты, габбро и др. Скарновые руды. Кварциты с хорошо развитой сланцеватостью, содержащие прослои железной руды. Конгломераты с кремнистым цементом, кварцево-тур­малиновые породы. Магнетитовые и ге- матитовые кварциты. Березиты. Окрем- ненные пластовые фосфориты. Сильно окварцованные колчеданы. Плотные медно-никелевые руды. Плотные гема- титовые руды

Мелкозернистые изверженные поро­ды: граниты, гранодиориты, диориты, габбро, порфиры и порфириты и др. Яш­мовидные, кремнистые сланцы, окварцо­ванные песчаники, кремнистые песчани­ки. Конгломераты из галек извержен­ных пород на кремнистом цементе. Пи- роксеновые скарны. Датолито-геденбер- гитовые скарны. Кремнистые бурые железняки. Плотные кварцевые жилы и плотные кварцево-турмалиновые породы

9 ,5

7 ,0

)

5 ,0

8,6

6 ,4

4 ,5

2 5 6

П р о д о л ж е н и е т а б л . 8

К а т е г о ­рия

п о р о дН а и м е н о в а н и е го р н ы х п о р о д

П р о и з в о д и т е л ь н о с т ь о т б о й к и , пог. м

в о т к р ы ты х в ы р а б о т к а х

в п о д зем н ы х в ы р а б о т к а х

X Т о н к о з е р н и с т ы е и ст е к л о в а т ы е э ф ф у ­зи в н ы е п о р о д ы : а н д е зи т ы , б а за л ь т ы , т р а х и т ы , к в а р ц ев ы е п о р ф и р ы , ф ел ь зи т ы и д р . К в а р ц ев ы е т о н к о з е р н и с т ы е г р е й - зе н ы . О к в а р ц о в а н н ы е д и а б а з ы , п о р ф и ­ри ты и д р . К р е м н и с т ы е сл ан ц ы . Д а т о - л и т о -г р а н а т о в ы е сл а н ц ы . О к р е м н е н н ы е и т о н к о з е р н и с т ы е ск а р н ы . С л и в н ы е к в а р ­ц е в ы е р у д ы б е з с у л ь ф и д о в

■

3 ,0 2 ,7

XI С л и в н ы е о к в а р ц о в а н н ы е и л и к р е м н и ­с т ы е о с а д о ч н о -м е т а м о р ф и ч е с к и е п о р о д ы б е з п р и зн а к о в в ы в етр и в а н и я : р о г о в и к и , ж е л е з и с т ы е р о г о в и к и , к р е м н и с т ы е с л а н ­цы , я ш м ы , к в ар ц и ты , д ж е с п и л и т ы , к р е ­м ен ь

1,6 1,5

стоянном попадании в пробу большого количества рудной мелочи знак ошибки для многих металлических руд большей частью будет положительным, т. е. данные опробования покажут более высокое содержание металла, чем это имеет место в действитель­ности. Недобор рудной мелочи приведет к разубоживанию проб.

Преимущество отбора проб способом вычерпывания перед бороздовым опробованием заключается в его высокой производи­тельности, которая в 2—3 и более раз выше производительности отбойки борозд в тех же условиях. Кроме того, отбор проб спо­собом вычерпывания не задерживает проходку выработок.

Количество частных проб (порций) и вес каждой из них за­висят от степени неравномерности оруденения (по этому вопросу пока еще не выработаны определенные правила). Данные, при­веденные в табл. 9, для одних геологических условий содержат элемент некоторой страховки, а для других, возможно, являются недостаточными и должны быть соответственно увеличены. Вес частных проб не должен быть особенно мал, так как в против­ном случае трудно будет выдержать правильное соотношение между крупным и мелким рудным материалом.

Вопрос о переходе от бороздового способа опробования к спо­собу вычерпывания определяется технико-экономическим расче­том, с учетом общего объема работ и интенсивности проходки вы­работок, а также необходимых (обычно незначительных) затрат на его предварительную производственно-экспериментальную проверку, последнюю рекомендуется производить обязательно. Производственно-экспериментальная проверка необходима для более объективного обоснования применения способа в каждом17 Ажгирей 257

Т а б л и ц а !>Веса проб, отбираемых способом вычерпывания

в горных выработках

Характер оруденения

Число частных проб на навал за одну отпалку в горизонталь­

ных горных выработках

Вес одной част­ной пробы, к г

Суммарный вес пробы данного

навала, к г

Весьма равномерный и равно­мерный 16—24 0,04 0 ,6— 1,0

Относительно равномерный и неравномерный 25 -3 5 0,10 2,5—3,5

Весьма неравномерный и крайне неравномерный 36—50 0,20 7,2— 10,0

конкретном случае, так как достаточного опыта опробования спо­собом вычерпывания пока еще нет. Такой способ может быть ис­пользован, в частности, при опробовании мощных месторождений металлических и неметаллических полезных ископаемых, если проверка его даст положительный результат.

Неравномерность оруденения в преобладающем большинстве случаев не ограничивает применения рассматриваемого способа.

III, ОТБОР ПРОБ ТОЧЕЧНЫМ СПОСОБОМ

Основное отличие отбора проб точечным способом ^т способа вычерпывания заключается в том, что частные пробы (порции), из которых составляется общая проба, отбираются не в навале руды, а в забое по кровле или по стенкам выработок.

Ориентировочное число порций, составляющих начальную пробу отдельной заходки, может быть принято то же, что и при способе вычерпывания, причем веса их могут быть в 2—3 раза меньше.

Относительно большая величина проб при способе вычерпы­вания принимается из-за необходимости соблюдать в пробах такое же соотношение между крупной и мелкой фракциями, как оно наблюдается в опробуемых навалах.

Соображения о необходимости проверки точечного способа перед внедрением его в практику те же, что и в отношении спо­соба вычерпывания. Следует подчеркнуть, что необходимость про­верки вызвана недостаточностью имеющегося производственного опыта по применению обоих рассмотренных способов.

Преимущества точечного способа перед бороздовым очевидны и в пояснениях не нуждаются. Внедрение его в практику может дать весьма существенную экономию средств и времени.

Точечный способ может найти применение в тех же условиях, что и способ вычерпывания; он применим также при средней258

мощности рудных тел, когда способ вычерпывания не может дать надежных результатов.

IV. ШПУРОВОЙ СПОСОБ ОПРОБОВАНИЯ

1. Общие сведенияПри шпуровом способе опробования используются шпуры,

пробуриваемые для проходки выработок, или же задаются спе­циальные шпуры, позволяющие вести опробование и оконтурива- ние рудных тел.

Максимальная глубина шпуров, которую можно достичь при бурении обычными перфораторами, составляет 7—8 м. Для окон- туривания и опробования мощных рудных тел применяются спе­циальные колонковые перфораторы с бурами (штангами) в 2—3 м длиной, которые соединяются при помощи специальных муфт. Такими перфораторами, в некоторых отношениях успешно конкурирующими со станками для подземного бурения, удалось бурить скважины в 50—70 м глубины. Еще более совершенными являются электрические гид­робуры системы Ежикова, с успехом применявшиеся на криворожских железорудных месторождениях.

Все глубокие шпуры, как правило, бурятся с подрыв­кой, причем при длине шпу­ров свыше 20 м автоматиче­ская промывка через перфо­ратор становится недоста­точной. В этих случаях она осуществляется специаль­

Рис. 131. Подземная разведка длин­ными шпурами /—руда; 2 —карбонатная порода

ным насосом, и вода подается под давлением в верхнюю штангу через специальную муфту.

Подземную разведку (оконтуривание и опробование) длин­ными шпурами иллюстрирует рис. 131.

До последнего времени шпуровое опробование не находило сколько-нибудь широкого распространения, главным образом, из-за отсутствия удовлетворительных приспособлений для улавли­вания буровой пыли. Однако в настоящее время разработано несколько конструкций пылеуловителей.

Можно вполне рационально использовать имеющиеся кон­струкции для производства опробования, заменяя их новыми, более совершенными, по мере того, как они будут выпускаться.

2. ПылеуловителиДля того, чтобы дать общее представление об устройстве

пылеуловителей, _ остановимся на пылеуловителе № 2 Гормаш- проекта (рис. 132). Другие пылеуловители отличаются от назван- 17* 259

ного только деталями. Этот пылеуловитель состоит из двух разъемных частей: верхней 1 и нижней 2, соединяемых замковым приспособлением 3.

Верхняя рабочая часть содержит эжекторное устройство 4 для создания разрежения и фильтр 5 для улавливания пыли. Сна­ружи к ней присоединены воздушный и отсасывающий шланги 6 и 7. Нижняя часть аппарата предназначена для сбора пыли.

Р и с . 132 . С х е м а у с т а н о в к и п ы л е у л о в и т е л я № 2 Г о р - м а ш п р о е к т а

Воздушный шланг (д = 13 мм; 1 = 10 м) на одном конце имеет накидную гайку для присоединения к короткому шлангу пылеуловителя, на другом конце такую же гайку или штуцер.

На одном конце всасывающего шланга {й = 50 мм; 1 = 8 м) установлены гайка или штуцер, а на другом — всасывающий патрубок.

Пылеуловитель может обслуживать один-два перфоратора.Перед работой пылеуловитель устанавливается вблизи забоя,

причем отверстие эжектора должно быть направлено в сторону, противоположную забою. Далее проверяется плотность соедине­ния частей, и пылеуловитель включается в воздухопровод путем соединения конца шланга с распределительным пауком воздуш­ной магистрали. Отсасывающий шланг присоединяется к пыле­уловителю при помощи соответствующего соединения.

После пробуривания перфоратором шпура длиной 60—70 мм в последний вставляется длинный цилиндрический конец патрубка с разрезами. В отверстие патрубка вводится бур и открываются краны пылеуловителя и воздухораспределительного паука. Затем 2 6 0

продолжается бурение шпура. После пробуривания двух-трех шпуров фильтр встряхивают резкими движениями рукоятки вверх и вниз для того, чтобы стряхнуть осевшую на фильтре пыль в нижнюю часть пылеуловителя.

Расход воздуха пылеуловителем ПУ-2 составляет 0,2— 0,3 м3/мин.

3. Улавливание шламаПри бурении шпуров с промывкой улавливание шлама произ­

водится в отстойниках. Для этого предварительно пробуривается короткий (10—15 см) шпур, в который вставляется патрубок- тройник с отводной трубкой; на эту трубку надевается резино­вый шланг (рис. 133). Дальнейшее бурение ведется через цен­тральный патрубок-тройник, причем шлам поступает через отвод- ник и шланг в приемный сосуд, где происходит его отсадка.

Такой способ улавливания шлама применялся геологом В. И. Гащенко на Никитовском ртутном месторождении и давал вполне удовлетворительные результаты.

Р и с . 133. У с т а н о в к а т р о й н и к а в з а б о е

Патрубок[ / бидон из под карбида

/ ^ Перегородки-Удаление чистой боды

Р и с . 1 3 4 . У с т а н о в к а с о с у д о в д л я о т с т а и в а н и я ш л а м а

Следует подчеркнуть важность возможно более полной от­садки шлама. В некоторых случаях из-за неполноты отсадки мо­жет иметь место систематическая ошибка опробования. Там, где можно ожидать эту ошибку, отсадку целесообразно производить в двух-трех параллельных сосудах, как показано на рис. 134.

Изложенные общие замечания относительно улавливания шлама показывают, что детали этого процесса зависят от обста­новки, в которой производится шпуровое опробование, и всегда могут быть разрешены без особого труда.

4. Сбор рудного материала при ручном бурении шпуров

Шпуры, проходимые вручную вертикально вверх или с кру­тым восстанием, бурятся всухую. Буровая мука в этих случаях будет высыпаться из скважины благодаря собственному весу. Прежде считали, что лучшим приспособлением для улавливания буровой муки из сухих шпуров является холщевый мешок, при-

261

крепленный в устье скважины и имеющий отверстие, через ко­торое проходит бур, и что резиновая прокладка на буре с внутрен­ней стороны мешка сводит к минимуму потери буровой пыли через отверстие. Однако опыт работы на отечественных место­рождениях показал, что применение этого приспособления не является удачным из-за сложности прикрепления мешка в устье шпура. Употребление сосудов любой формы, помещаемых ниже устья восстающих шпуров, при сухом бурении неизбежно приво­дит к потере большого количества буровой муки и также не может быть рекомендовано без проверки результатов опробова­ния.

Вертикально и наклонно падающие шпуры следует бурить с водой. В этом случае сбор рудного материала затруднений не представляет. Необходимо только принять предосторожности про­тив разбрызгивания буровой грязи во время бурения. Это дости­гается надеванием на бур куска картона или кожи, закрываю­щих устье шпура. Кроме того, необходимо заливать в шпур соот­ветствующее количество воды, чтобы буровая грязь не была из­лишне жидкой.

Рис. 135. Различные случаи расположения шпуров

Количество шпуров, составляющих пробу. При опробовании шпуров, задаваемых для продвигания забоев, в пробу может по­ступать буровая мука (или шлам) со всех шпуров каждого цикла. Только в тех случаях, когда текстура руд (например, полосчатая), а также направление части шпуров, не соответ­ствующее максимальной изменчивости оруденения, могут обусло­вить систематическое обогащение или разубоживание пыли или шлама, эти шпуры не должны включаться в пробу. Шпуровое опробование лучше делать непрерывным, т. е. без пустых (не­опробованных) интервалов, так как организация систематического пылеулавливания необходима и для обезвреживания атмосферы.

Секционное шпуровое опробование. При бурении специальных шпуров в разведочных, подготовительных (рис. 135) и очистных выработках (см. рис. 131) производится секционное опробование. Длина секций принимается постоянной и составляет 1—2 м, редко 3 м (при большой мощности рудных тел).

В тех случаях, когда граница рудных тел с вмещающими по­родами не является четкой и не устанавливается по стуку бура или цвету шлама (пыли), длина секций может быть уменьшена (для более точного определения границы оруденения) до 0,5 м. Ш

V. ЗАДИРКОВЫЙ СПОСОБ

Задирковый способ заключается в отбойке — задирке ровного слоя руды по всей обнаженной рудной части забоя, кровли или почвы выработки. Опробование почвы целесообразно производить лишь в канавах.

Длина задирки при опробовании кровли горных выработок и почвы канав принимается 1—2 м. При опробовании забоев она определяется их высотой.

Глубина задирки (отбиваемого слоя) принимается равной 3—5 или 10 см. Вес задирковой пробы или рудного материала, отбиваемого в одну пробу, зависит от мощности рудных тел.

Отбойка проб должна производиться с особой тщатель­ностью; задирка неровным слоем, например, в случаях, когда более мягкий рудный материал, приуроченный к висячему или лежачему боку залежи, поступает в пробу в большем количестве, может привести к существенным систематическим ошибкам (разубоживанию или обогащению проб). Подготовке участков, подлежащих опробованию, в связи с отмеченным обстоятель­ством должно быть уделено особое внимание. Прежде всего они должны быть предварительно выровнены.

Ориентировочная производительность отбойки задирковых проб для легких и трудных условий при глубине задирки 5 см приведена в табл. 10.

Т а б л и ц а 10 * VI.Производительность отбойки задирковых проб (в м 2)

на одного отбойщика пробы в смену

Категория пород1

Производительность

в открытых выработках

в подземных выработках легкие условия тяжелые условия

III—IV 3,85 3,57 3,20V—VI 2,27 2,09 1,90

VII—VIII 1,19 1,09 0,99IX 0,70 0,60 0,54X 0,50 0,40 0,36

1 Петрографическую и горн'о-техническую характеристику различных ка­тегорий пород см. в табл. 8 .

К легким условиям относится отбойка в забоях и по стенкам сухих выработок, к трудным — отбойка в забоях и стенках выра-' боток при сильном капеже.

VI. ВАЛОВОЙ СПОСОБВаловые пробы отбираются с интервалами, т. е. в пробу по­

ступает рудная масса через одну-две заходки, или без интерва­лов, когда в пробы включается вся рудная масса, полученная в результате проходки горной выработки по рудному телу.

263

В первом случае, при опробовании с интервалами, в пробу может отбираться вся рудная масса с каждой второй или третьей заходки или только некоторая ее часть. Этот вопрос решается в зависимости от степени равномерности распределения иссле­дуемых компонентов, характера испытания и других условий. Так, например, считают, что валовое опробование некоторых месторождений вольфрама, молибдена, олова и ртути дает удов­летворительные результаты при начальных весах проб, состав­ляющих 1 —1,5 т. В случаях, когда из небогатой рудной массы предполагается отбирать штуфной концентрат, начальные пробы увеличиваются до 3 т.

Если вес рудной массы, отбитой за один цикл проходки, слиш­ком велик, производят сокращение пробы (без предварительного измельчения). Оно производится непосредственно у забоя, при погрузке руды, путем отбрасывания в пробу каждой 2-й, 3-й, 5-й или 10-й лопаты.

Вопрос о том, какую по счету лопату нужно отбрасывать в пробу, решается с учетом количества рудной массы, получен­ной за цикл проходки. В обычных условиях нет необходимости значительно увеличивать число частных проб (лопат). Экспери­ментальное опробование богатых неравномерных ртутных руд Никитовского месторождения, производившееся геологом В. И. Га- щенко, показало, что вполне удовлетворительные результаты дает 8-я лопата.

Сокращение тачками, бадьями и вагонетками, при котором в пробу поступает каждая пятая, а тем более — десятая еди­ница, может привести (при их относительно небольшом числе) к неудовлетворительным результатам. Это обстоятельство необхо­димо иметь в виду и стремиться к тому, чтобы количество част­ных проб было достаточным, учитывая, что точность опробова­ния существенным образом зависит от количества частных проб.

Важно также следить за тем, чтобы каждая идущая в пробу вагонетка не была постоянно первой или последней при уборке навала руды, полученной за каждый данный цикл проходки. В этом случае может иметь место систематическая ошибка, так как в остатке навала весовое отношение мелочи к крупнокуско­вой руде часто бывает значительно большим, нежели во всем навале.

Сплошное валовое опробование без интервалов применяется при техническом опробовании слюдяных месторождений и место­рождений драгоценных камней, а также при химическом опробо­вании некоторых месторождений редких металлов, золота и пла­тины, если размеры рудных тел невелики и оруденение их крайне неравномерно, например, представлено резко обособленными кустовыми, гнездовыми и другими скоплениями.

В рассматриваемом случае проба чаще всего не обрабаты­вается обычными методами с сокращением ее до лабораторного веса, а целиком поступает на эксплуатационную установку (обо- 264

гатительную фабрику, бегунную чашу и т. п.), и содержание полезных компонентов в ней определяется по данным извлечения и потерь.

Длина участка рудного тела, который должен быть охаракте­ризован одной пробой, при отмеченном характере оруденения* принимается, по возможности, минимальной. Обычно она не пре­вышает 4—5 м, но иногда приходится отбирать сплошную вало­вую пробу длиной 15 и даже 25 м. Длина пробы будет зависеть от строения и мощности рудного тела, масштаба установки и ха­рактера технологического процесса.

УН. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СПОСОБОВ ОТБОРА ХИМИЧЕСКИХ ПРОБ

1. Бороздовый способ

Бороздовый способ отбойки проб наиболее распространен. Он широко применяется при поисковых, поисково-разведочных и эксплуатационных работах на многих типах месторождений твердых полезных ископаемых для установления качественной характеристики сырья и его химического состава.

При большом объеме работ по опробованию, имеющем место на действующих рудниках или в крупных стационарных разве­дочных партиях, его можно заменять более простыми способами пробоотбора (например, способом вычерпывания, точечным или шпуровым, совмещаемым с бурением проходческих шпуров) после их опытной проверки.

Условия, в которых применение бороздового опробования ис­ключается, относительно редки. Они могут быть разделены на две группы. В первой из них бороздовое опробование не может быть применено, потому что на надежность результатов пробо­отбора оказывают существенное влияние геологические факторы; во второй группе этот метод не применяется из-за специфических задач самого опробования.

По первой группе условий бороздовый способ принято считать, не надежным в случаях, например, когда крепкая брекчирован- ная порода безрудна, а оруденение приурочено к слабому це­менту брекчии. Г. О. Чечотт приводит в качестве иллюстрации некоторые месторождения, представленные залежами брекчие­видного материала, сцементированного золотосодержащими кол­чеданами и рыхлыми глинистыми породами. В подобных случаях при отбойке борозд почти невозможно сохранить их правильное сечение: рудный материал будет выкрашиваться значительно ин­тенсивнее нерудного, и пробы будут показывать более высокое содержание металла, чем это имеет место в действительности (систематическая, погрешность пробоотбора). Считают также не­приемлемым бороздовое опробование и на месторождениях пла-

265

тиноносных хромшпинелидов, в связи с исключительно неравно­мерным распределением платиноидов в рудных телах.

В качестве примера специфических задач опробования (вто­рая группа условий), при решении которых невозможно приме­нение бороздового опробования, можно привести техническое опробование строительного камня, кубики которого испыты­ваются на сопротивление сжатию.

При специальных видах химического опробования руд, когда раздельному опробованию подвергаются различные по крупности классы добываемых руд, взятие проб бороздой, очевидно, также невозможно. Эта задача обычно разрешается валовым.опробова­нием (см. ниже).

2. Способ вычерпыванияСпособ вычерпывания применим только при большой мощ­

ности рудных тел, когда выработки всем своим сечением прохо­дят в руде. Степень равномерности оруденения в подавляющем большинстве случаев не ограничивает применение способа вычер­пывания.

Опробование способом вычерпывания еще недостаточно про­верено, и поэтому применению его должно предшествовать срав­нение результатов этого опробования с результатами других, за­ведомо надежных способов опробования. Подобная проверка рациональна только при большом объеме работ в крупных ста­ционарных геолого-разведочных партиях и на действующих руд­никах, где применение способа вычерпывания может дать значи­тельную экономию времени и средств, затрачиваемых на отбор крепких руд другими способами.

3. Точечный способТочечный способ не применим на месторождениях с малой

мощностью рудных тел. Однако опыт и экспериментальные ра­боты приводят к выводу, что точечный способ должен найти зна­чительно более широкое применение, чем способ вычерпывания, не только на месторождениях с равномерным оруденением, но и с неравномерным и даже весьма неравномерным. Точечный способ может оказаться очень эффективным при опробовании больших площадей естественных обнажений рудных тел и зон, а также при эксплуатации месторождений открытыми горными работами. Учитывая все же недостаточный опыт применения то­чечного опробования, внедрение его в практику должно обосно­вываться соответствующими несложными экспериментами.

4. Шпуровой способПервый вариант способа, т. е. опробование комплекта шпу­

ров, задаваемых для проходки выработок, применяется в тех жеусловиях, что и способ вычерпывания.266

Второй вариант этого вида опробования, а именно, пробо- отбор из специально пробуренных для этих целей шпуров, может найти широкое применение при разведке мощных рудных тел, особенно с равномерным распределением полезных компонентов. При этом шпуры с успехом заменят значительную часть горно­разведочных выработок, задаваемых вкрест простирания рудных тел.

5. Задирковый способВ настоящее время задирковый способ находит ограниченное

применение. Он используется главным образом при разведке и эксплуатации тонких жил (мощностью 10 см и менее) для по­

лучения достаточного количества исходного материала, а также месторождений с крайне неравномерным распределением полез­ных компонентов (некоторых золоторудных, редких металлов и др.).

Несколько шире задирковый способ применяется при контроле опробования жильных рудных тел средней мощности на место­рождениях золота и редких металлов, а также при контроле бо­роздового, точечного и других (кроме валового) способов пробо- отбора, не только на названных месторождениях, но и на некото­рых других,-

6. Валовой способВаловой способ применяется в сравнительно редких случаях,

когда все прочие методы химического опробования дают нена­дежные результаты. Валовое опробование находит широкое при­менение при контроле пробоотбора, осуществленного одним из рассмотренных ранее способов, а также при отборе технологиче­ских проб.

Валовое опробование незаменимо, когда перед опробованием ■стоит задача классификации горно-рудного сырья по крупности и определения в каждом из выделенных классов содержания исследуемых компонентов, например, при разведке месторожде­ний фосфоритов, ■ а также некоторых месторождений железных и марганцевых руд осадочного генезиса.

VIII. ОТБОР ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОБ

Так же, как и при взятии химических проб, отбор технических проб осуществляется с учетом геологических данных. В частности, при опробовании месторождений строительных камней учиты­вается: расчленение пород на разновидности, характер секущих жил, структурные и текстурные особенности полезного ископае­мого. Для осадочных пород изучается характер слоистости, мощ­ность пластов, фациальные изменения в пределах одного пласта; выявляется наличие окремнения, доломитизации и т. д., а также ■следы размывал карстовые явления, отмечаются изменения тех­нических свойств породы в соседстве с трещинами.

267

Для того, чтобы получить средние показатели, характеризую­щие данный материал, признанный годным для разработки, ку­бики и бруски, необходимые для механического испытания, сле­дует выпиливать из одного монолита. Пробы должны быть ориен­тированы и на их поверхность наносятся элементы залегания и направления трещин отдельности. Кроме всех перечисленных сведений, при отборе проб фиксируется способ их выемки: руч­ной или машинный, клиновой и т. п.

После выпиливания или выкалывания проба строительного- камня разделывается в кубики размером 25 X 25 X 40 см (или 2 0 X 2 0 X 2 0 см). Почти для всех случаев применения строитель­ного камня определяются петрографический состав, влагоемкость, коэффициент пористости и объемный вес. Полученные кубики породы подвергаются механическим испытаниям: 1) на сжатие (раздробление, раздавливание); 2) на растяжение (разрыв); 3) на изгиб (излом); 4) на истирание и т. д.

Проведение того или иного испытания зависит от назначения строительного камня. Например, для камня, идущего на изготов­ление ступеней, плит для мощения тротуаров и мостовых, прово­дится испытание на истирание его стандартными истирающими материалами. Камень, предназначенный для дорог, испытывается на изнашивание. Кровельные сланцы подвергаются специфиче­ским испытаниям. Для них выясняется способность раскалы­ваться на тонкие плитки, влагоемкость, влагопроницаемость по направлению, перпендикулярному сланцеватости, и т. д.

Для слюдяных месторождений единственным целесообразным способом опробования является валовое. При отборе проб жела­тельно применять клиновые работы. Когда обнаружено гнездо- или целый пояс сплошной слюды, то для ее лучшей сохранности выемку производят в прилежащей пустой породе и только после этого выламывают слюду клином. Слюда легко отделяется от пегматита, кварца и полевого шпата; полученный в результате этой первой грубой сортировки материал носит название забой­ного сырца, который затем доводится до разобранного сырца.

Разобранный сырец получается тщательной ручной разбор­кой выданного на поверхность забойного сырца. При этом от­брасываются интенсивно проросшие и измятые кристаллы. Выход разобранного сырца обычно составляет 30—50%, реже 60—80% от забойного сырца.

, В зависимости от величины кристаллов разобранный сырец делится на три сорта: I сорт с площадью кристаллов 250 сл*2 и более, II сорт— 100—250 см2 и III сорт — 40—100 см2.

Необработанная листовая (колотая) слюда получается из ра­зобранного сырца путем колки последнего по спайности на пла­стинки толщиной от 0,2 до 3—5 мм. Колотая слюда делится в за­висимости от чистоты и ровности пластин на пять сортов. Далее слюда подвергается третьей стадии обработки, заключающейся в обрезке с краев, устранении включений и прочих дефектов. По- 268

дучается основной фабрикат — очищенная слюда, которая де­лится по площади вписанного прямоугольника с отношением сторон от 1:1 до 1 :3 на восемь номеров: I с площадью . 5 = 155—230 см2; II—5 = 9 0 —125 см2; III—5 = 6 5 —90 см2; IV—5 = 40—65 см2; V—5 = 20—40 см2; VI—5 = 10—20 см2; VII—5 = 6—10 см2 и VIII—5 = 4—6 см?.

Краткие замечания об особенностях опробования строитель­ных камней, кровельных сланцев и слюд приведены здесь для того, чтобы показать в самом общем виде отличие отбора техни­ческих проб от химических.

Методы отбора технических проб всегда увязываются с харак­тером испытания проб. Каждое полезное ископаемое, качество которого определяется результатами технического опробования, испытывается с учетом требований, предъявляемых ему при ис­пользовании. Вопросы испытания минерального сырья освещаются в специальных руководствах и поэтому в настоящей книге подробно не описываются.

IX. ИНТЕРВАЛЫ МЕЖДУ ПРОБАМИ

Под пробой следует понимать: 1) сумму частных проб, отоб­ранных способом вычерпывания с каждого данного навала руды после отпалки у забоя; 2) сумму частных проб, отбитых в забое точечным способом; 3) рудный материал, буровую муку или шлам, собранный со всех шпуров или принятой части комплекта шпуров одного цикла проходки; 4) одну борозду, отбитую в за­бое при весьма равномерном, равномерном и неравномерном ору­денении; две борозды, отбитые в забое при весьма неравномер­ном оруденении, эквивалентное количество борозд, отбитых по стенке или кровле выработки; 5) задирку в забое, по стенке, кровле или почве выработки (канавы) при определенной ее длине и 6) валовую пробу, характеризующую заходку.

При секционном опробовании пробой является материал, со­ответствующий выделенному типу руды.

В разведочных и подготовительных выработках, проходимых по простиранию и падению (или восстанию) рудных тел, пробы всегда следует брать через некоторые промежутки (интервалы). Только при шпуровом и иногда валовом опробовании эти интер­валы принимаются, по приведенным выше причинам, равными нулю, т. е. пробы берутся со всей длины выработки.

Расстояние между пробами в выработках, проходимых вкрест простирания, будем считать всегда равным нулю, т. е. перерывы между пробами в данном случае недопустимы.

Интервалы между пробами зависят от степени неравномер­ности оруденения. Чем неравномернее оруденение, тем они должны быть меньше, и наоборот, чем равномернее оруденение, тем расстояния'между пробами могут быть больше.

269

1. Коэффициент вариацииДля ориентировочного определения степени неравномерности

оруденения для многих месторождений твердых полезных иско­паемых может служить коэффициент вариация подлежащего определению компонента. Этот коэффициент — коэффициент из­менчивости оруденения в пределах всего месторождения (рудного тела) или его участка (например, подготовленного к добыче блока размером 40 м по падению и 60 м по простиранию) — может быть определен по ряду проб, взятых через определенные интер­валы, как по оконтуривающим этот блок подготовительным вы­работкам, так и внутри его по очистным выработкам.

В качестве примера можно привести один из блоков жиль­ного золоторудного месторождения размером 50 X 30 м, оконту­ренный с четырех сторон и опробованный бороздовым способом с интервалами приблизительно 2 м. Мощность жилы в пределах блока непостоянна. Минимальная мощность 0,22 м, максималь­ная 0,81 м, средняя 0,75 м. Содержание золота колеблется в пределах от 0,5 до 48 г/г, среднее по блоку 11,5 г/г.

Т а б л и ц а 11

Схема вы числения сг и V по блоку 14, золоторудного м есторож дения

Про­бы

Содержание Аи, г / т

Отклонения сред­него содержания

от содержаний по отдельным

пробам, х

Квадраты откло­нений среднего содержания от

содержаний по отдельным про­

бам, Л‘2

Результаты вычисления а и V для данного ряда проб

1 14,7 + 3 ,2 10,223

8,80 ,5

— 2,7— 11,0

7,3121,1 » = ± У = ± 1 1 ,1 г / т

4 22,0 + 10,5 110,2

82 7,8 — 3,7 1 13,7 У = ± ~Х 1~ 5^~ = + 9 6 ,6 %С у м м а 041,0 0.0 10021,0

Среднее С = 11,5

Числовое выражение изменчивости содержания золота опре­деляется с р е д н и м к в а д р а т и ч е с к и м о т к л о н е н и е м а цифр (содержаний в пробах — С) данного ряда от среднего арифметического С, вычисленного для этого же ряда (см. табл. 11):

где 2 — знак суммы;С — содержание золота по отдельным пробам в г//»;

270

х2 — квадраты отклонений отдельных цифр (содержаний: в пробах) данного ряда от среднего из них;

п — количество цифр (проб) ряда.Этот способ определения среднего квадратического отклоне­

ния может быть назван способом «непосредственного вычисле­ния». Однако среднее квадратическое отклонение может быть вы­числено и другими способами.

Более эффективными по затратам времени на вычисления, а также по возможности широкого использования анализируемого материала являются «способ произведений» и «способ сумм», раз­бор которых не приводится в этой книге.

Среднее квадратическое отклонение характеризует амплитуду колебаний (отклонений) содержаний по отдельным пробам от среднего С. Выраженное в процентах по отношению к С оно называется к о э ф ф и ц и е н т о м в а р и а ц и и (изменчивости) V данного ряда.

т7 а-100 У ~ ~ ~ С ~ ■

Среднее квадратическое отклонение о — число именованное,, выраженное в тех же единицах, что и цифры — варианты иссле­дуемого ряда, т. е. в рассматриваемом примере в г/г. Величина же коэффициента вариации V показывает степень относительной изменчивости оруденения.

Сопоставление средних квадратических отклонений без учета содержаний С не может дать ответа на вопрос о том, какой из сравниваемых объектов характеризуется большей степенью равно­мерности оруденения.

Например, для неравномерных золотых руд жилы А о = 4 1 г/т; V" == 83%, а для весьма неравномерных руд жилы В о = 8 ,3 г/г; У = 130%. Руды жилы А равномернее руд жилы В, однако о для жилы А больше потому, что среднее содержание золота в жиле А значительно выше, т. е. руды жилы А богаче. Отсюда видно, что величина о сама по себе не может характе­ризовать изменчивость, так как она зависит не только от измен­чивости полезного ископаемого, но и от среднего содержания изучаемого компонента. Таким образом, сравнение степени не­равномерности оруденения месторождений или их отдельных участков необходимо производить путем сопоставления свойствен­ных им коэффициентов вариации, а не средних квадратических отклонений.

Однако следует иметь в виду, что коэффициенты вариации определяют лишь степень изменчивости содержания компонента, в данном случае золота, но не отражают характера этой измен­чивости. Представление о последнем может быть получено путем соответствующего анализа исходных данных.

Основным фактором, влияющим на величину V, является сте­пень неравномерности распределения оруденения. Чем менее

271

равномерно оруденение, тем больше, при прочих равных усло­виях, величина V. При кустовом и гнездовом распределениях ору­денения величина V бывает значительно больше, чем при ином характере оруденения.

Наличие рудных столбов и повторные фазы оруденения обусловливают различную степень равномерности оруденения в пределах одного и того же рудного тела.

Таким образом, величина коэффициента вариации зависит от комплекса геологических особенностей каждого данного место­рождения. Главнейшие из них — условия накопления рудного ве­щества.

К числу прочих факторов, ,влияющихна величину коэффициен­тов вариации V, но уже не зависящих от геологических особен­ностей, присущих данному объекту, могут быть отнесены: 1) раз­меры участков месторождений, для которых вычисляются эти коэффициенты; 2) размеры проб и 3) условия их анализа.

Анализ достаточного количества материалов по месторожде­ниям редких металлов, золота и других металлов показывает, что средняя величина коэффициента вариации V, вычисленная по группе блоков, обычно меньше величины коэффициента вариа­ции, вычисленной по всем пробам, входящим в данную группу блоков. Это подтверждается и теоретическими положениями.

Зависимость величины V от размеров проб, по которым она определена, устанавливается вполне четко. Коэффициенты вариа­ции, вычисленные по валовым пробам, обычно бывают меньше вычисленных по бороздовым пробам при прочих равных усло­виях.

Если коэффициент вариации вычислен по достаточному коли­честву объединенных проб, его величина будет меньше, чем в том случае, когда каждая проба анализируется отдельно и при этом может создаться неверное представление о действительной степени неравномерности оруденения (о величине V), свойствен­ной всему исследуемому месторождению или его части. Величина коэффициента вариации будет (при прочих равных условиях) тем меньше, чем больше проб объединено.

Все это необходимо учитывать при сопоставлении коэф­фициентов вариации по отдельным месторождениям, имея, однако, в виду, что некоторые колебания весов бороздовых проб не могут помешать этому сопоставлению. Пределы V для одной и той же группы месторождений обычно бывают довольно широ­кими, а разница в V, вычисленных, например, по трех- и восьми­килограммовым бороздовым пробам, если и бывает, то, как пра­вило, ничтожно мала и, по существу, неуловима.

Величины коэффициентов вариации компонентов в рудах месторождений различных полезных ископаемых колеблются в довольно широких пределах, в зависимости от группы место­рождений (табл. 12).2 7 2

Г руп

пым

есто

рож

дени

й

Т а б л и ц а 12Рекомендуемы е расстояния м еж ду пробами

Характер распределе­ния компо­

нентов, под­лежащих определе­

нию

Коэффи­циент вариа­ции содер­жаний ком­понентов,

подлежащих определе­нию, Н 1

Представители месторождений полезных ископаемых,

входящих в данную группу

I Весьма равномер­ный

До 20 Месторождения осадочного цикла: углей, горючих сланцев, стройматериалов, флюсов, це­ментного сырья, серы, камен­ных и калийных солей, фосфо­ритов, некоторых железных и марганцевых руд. Часть место­рождений метаморфического и магматического генезиса, на­пример, типа Кусинского тита- номагиетитового месторожде­ния (сплошные руды)

Расстояния между

пробами, м

5 0 -1 5

П Равномер­ный

20—40 Месторождения осадочного цикла: некоторых солей, серы, глин, каолинов, железных руд липецких и тульских место­рождений, марганцевых руд типа чиатурских и никополь­ских месторождений. Место­рождения выветривания типа халиловских и алапаевских ме­сторождений железных руд и некоторых месторождений бок­ситов. Метаморфические ме­сторождения железных руд Кривого Рога и КМА

15—4

Ш Неравно­мерный

40— 100 Месторождения, главным об­разом, магматогенного цикла, в частности гидротермального генезиса, контактовые и заме­щения. Преобладающее боль­шинство медных и полиметал­лических месторождений, не­которые месторождения нике­ля, вольфрама, молибдена, а также некоторые золоторуд-- ные месторождения

4—2,5

8$ Ажгирей 273

Продолжение табл. 12

Г руп

пым

есто

рож

дени

й Характер распределе­ния компо­

нентов, под­лежащих определе­

нию

Коэффи­циент вариа­ции содер­жаний ком­

понентов, подлежащих

определе­нию, %1

Представители месторождений полезных ископаемых,

входящих в данную группу

Расстояния;между

пробами, м

IV Весьманеравномер­ный

100-150 Месторождения того же цик­ла, что и в группе III: некото­рые полиметаллические место­рождения, многие месторожде­ния олова, вольфрама, молиб­дена и других редких метал­лов, а также многие месторож­дения золота

' 2,5— 1,.5

V Крайненеравномер­ный

150 Месторождения того же цик­ла, что и в группе III: немно­гие месторождения редких ме­таллов и золота

1 . 5 - Г

1 Величины коэффициентов вариации, помещенные в этой таблице, вычислены по данным бороздового опробования.

Иногда эти колебания даже в одной группе месторождений настолько значительны, что обусловливают нечеткость границ: между двумя смежными группами месторождений. При этом гра­ницы как бы кулисообразно заходят одна за другую. Таким обра­зом, группировка месторождений по интенсивности вариации со­держаний промышленно-ценных компонентов в пробах является в некоторой мере условной.

2. Рекомендуемые интервалы между пробами

Опыт показывает, что интервалы между пробами, приведен­ные в табл. 12, удовлетворяют решению практических задач по> данным систематического опробования разведочных и подготови­тельных выработок.

При пользовании табл. 12 необходимо иметь в виду следую­щие обстоятельства:

1. Коэффициент вариации содержаний компонентов являете» вспомогательным признаком, характеризующим степень неравно­мерности оруденения. Заранее известные пределы величин этих коэффициентов и представители месторождений того или иного- типа (помещенные в четвертой колонке табл. 12) позволяют, пользуясь методом аналогии, выбрать надежное расстояние между пробами.274

Относить месторождение к той или иной группе необходимо с учетом наиболее сильно изменяющегося признака (содержания компонента). Например, если в свинцово-цинковой руде имеется золото (промышленное содержание) и неравномерность распре­деления его больше, чем свинца и цинка, то ориентироваться не­обходимо на золото.

2. Расстояния между пробами, приведенные в табл. 12, являются ориентировочными и могут в зависимости от местных условий несколько (приблизительно на 25%) меняться в ту или другую сторону.

Интервалы между пробами, принятые с этим допуском для той или иной группы месторождений (см. табл. 12), сохраняются при систематическом опробовании постоянными и меняются лишь в связи с резким изменением геологической обстановки при пе­реходе работ на более глубокие горизонты или на другие участки по простиранию рудных тел. То же относится и к сохранению принятых способов взятия проб, сечению борозд, количеству их в забоях или на соответствующих участках кровли и стенок вы­работок, количеству и весу частных проб при опробовании спосо­бом вычерпывания и точечным способом, а также к количеству проб, подлежащих объединению (см. ниже).

3. Отступления (для той или иной группы месторождений, приведенных в табл. 12) в сторону резкого увеличения интерва­лов между пробами, значительно превосходящие предусмотренный выше допуск (см. предыдущий параграф), должны быть обос­нованы. Обоснованием может служить, например, сопоставление средних содержаний исследуемых компонентов, вычисленных по полному числу проб, отобранных ранее на том или ином участке месторождения, и по части их, например, по половине с разреже­нием через одну пробу.

Если средние содержания окажутся весьма близкими и если увеличенные интервалы между пробами будут удовлетворять ессм задачам опробования, в частности надежному оконтурива- нию подлежащих выделению типов руд, отступление от приме­нявшихся прежде интервалов между пробами можно считать обоснованным.

Способ сопоставления средних содержаний для определения оптимального расстояния между пробами носит название спо­соба разрежения. Для его эффективного применения необходимо достаточное количество анализов проб. В частности, количество проб на отдельных участках месторождений с неравномерным характером оруденения должно быть (приблизительно) не менее 30—35, а на месторождениях с весьма и крайне неравномерным оруденением не менее 50—70.

Участки, по которым производится сопоставление средних содержаний компонентов, должны быть расположены (с учетом геологической обстановки) равномерно относительно вскрытых частей месторождений.18* 2 7 5

Применение этого и других методов анализа густоты сети опробования позволит сделать ее более редкой, чем это преду­смотрено в табл. 12.

4. При подготовке к эксплуатации весьма мощных рудных тел систематическое опробование всех подготовительных выработок иногда не производится. В этом случае считают, что решающими являются выработки, пройденные по направлению максималь­ной изменчивости, чаще всего вкрест простирания. Пробы, взятые в выработках, пройденных по простиранию и падению рудных тел, часто не могут быть использованы при подсчете за­пасов, как совершенно не характерные для участка месторожде­ния в зоне влияния этих выработок, поскольку они не вскрывают всей мощности тела полезного ископаемого.

Следует, однако, иметь в виду, что такое решение вопроса бывает чаще исключением, чем правилом, и обычно имеет место лишь при хорошей изученности месторождения и обилии накоп­ленного материала по опробованию. Однако и в этом случае выборочное опробование штреков и восстающих не исклю­чается.

5. Опыт показывает, что при эксплуатации хорошо изученных месторождений I и II групп (см. табл. 12), характеризующихся весьма равномерным и равномерным оруденением, системати­ческого опробования в подготовительных выработках иногда не производится.

К числу таких месторождений относятся, например, место­рождения углей, горючих сланцев, строительных материалов, цементного сырья, фосфоритов, солей и других полезных иско­паемых.

Считается, что все необходимые данные об их качестве уже получены в результате детальной разведки, т. е. при доведении запасов до категории Аг, и что в процессе подготовки место­рождений к эксплуатации нужен лишь контроль выборочным опробованием.

Такое решение, не может встретить возражений, если резуль­таты обязательного в начале систематического опробования руд­ных тел в подготовительных выработках покажут, что в дальней­шем производстве его нет необходимости.

Во всех прочих условиях опробование подготовительных вы­работок на месторождениях I и II групп так же обязательно, как и на месторождениях III, IV и V групп.

6. При шпуровом опробовании, совмещаемом с продвига­нием забоев, расстояние между пробами лучше всего принимать равным нулю не только в выработках, ориентированных вкрест простирания, но и по простиранию, а также восстанию рудных тел. Это предложение вытекает из необходимости полного улав­ливания пыли и шлама в связи с охраной труда и несложностью обработки шпуровых проб.276

Расстояние между шпурами, пробуриваемыми в целях окон- туривания рудных тел, обычно составляет от 3—5 до 15—20 м.

7. В коротких рудных телах (30—40 м и меньше) расстояния между пробами, предусмотренные табл. 12, необходимо не­сколько уменьшать.

При валовом и задирковом опробовании интервалы могут быть несколько больше предусмотренных табл. 12; это вытекает из соображений о величине степени изменчивости содержания, полученной по пробам малых и больших весов.

8. Предлагаемые расстояния между пробами учитывают воз­можно более точную характеристику отдельных подготовленных к добыче блоков нормальных (для каждой данной системы очист­ных работ) размеров.

Однако опыт показывает, что при эксплуатации неравномер­ных и весьма неравномерных месторождений приведенные выше расстояния между пробами часто не позволяют охарактеризовать каждый из этих блоков с достаточной точностью.

Установлено, например, что ошибка определения запасов металла в нормальных эксплуатационных блоках некоторых жильных золоторудных месторождений достигает иногда 40% и более. Эта ошибка бывает с отрицательным и положительным знаком, т. е. является случайной. Для группы смежных подготов­ленных к добыче блоков величина ее уменьшается. При некотором достаточном числе блоков (даже 8—10) она заметно снижается (нередко до 5—4%, а иногда и меньше).

Такое положение позволяет по-иному ставить вопрос о рас­стоянии между пробами для некоторых эксплуатирующихся месторождений, именно ориентироваться при выборе их не на один блок, а на группу одновременно разрабатывающихся бло­ков. В этом случае расстояния между пробами могут быть суще­ственно больше приведенных в табл. 12.

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОПРОБОВАНИИ В ОЧИСТНЫХ ВЫРАБОТКАХ

Опробование в очистных выработках производится в целях: 1) определения потерь и разубоживания руды при эксплуата­ции; 2) подсчета оставшихся запасов в разрабатываемых бло­ках; 3) текущего контроля за качеством отбиваемой руды, вы­даваемой рудной массы и направлением селективной выемки; 4) контроля за отработкой.

277

I. ОПРОБОВАНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕРЬ И РАЗУБОЖИВАНИЯ РУДЫ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

1. Общие замечания о потерях и разубоживании

Потери руды и разубоживание ее в процессе эксплуатации зависят от комплекса геологических факторов, выбранной си­стемы очистных работ и от организации работ.1

К числу геологических факторов могут быть отнесены: а) «прикипание» руды к вмещающей породе; б) неровность лежачего и висячего боков рудных тел, в связи с чем некоторая часть руды остается иногда невынутой, а в вынутую руду по­падает то или иное количество вмещающих пород, разубоживаю- щих ее; в) тектонические нарушения; г) наличие внутри подго­товленных к добыче блоков коротких пустых прослоев, прожил­ков, линзочек или секущих даек, не встреченных разведочными и подготовительными выработками.

Потери и разубоживание, зависящие от применяемых систем разработки, нередко оказываются весьма существенными. Часть их устраняется правильным решением организационных вопросов эксплуатации, часть же является трудноустранимой.

Причины эксплуатационных потерь весьма разнообразны. Так, при системах работ с открытым забоем руда остается в междублоковых, подштрековых и надштрековых целиках вследствие неполноты их выемки и, кроме того, теряется из-за неполного выпуска рудной массы1 2 из выработанных пространств.

При системах разработок с закладкой выработанных про­странств отбитая руда теряется в закладке, особенно если работа ведется без настилов. Перечисленным далеко не исчерпываются причины эксплуатационных потерь и разубоживания руды, кото­рые из-за недостатка места приведены только в качестве при­мера.

2. Краткие сведения об исходных данных для определения потерь и разубоживания

Период, в течение которого возможно надежное определение потерь и разубоживания руды, зависит, в основном, от изменчи­вости мощности залежей, степени неравномерности оруденения и производительности горно-рудного предприятия. На месторожде­ниях, характеризующихся слабой изменчивостью мощности за­лежей и равномерным оруденением, при средней производитель­ности рудника, за отчетный период может быть принят месяц.

1 Эксплуатационные потери делятся на в р е м е н н ы е и п о с т о я н н ы е . К временно потерянным, например, относятся надштрековые, подштрековые и другие целики. Временные потери ниже не рассматриваются.

2 Рудной массой называем руду, разубоженную («засоренную») в той или иной мере вмещающими породами.278

На неравномерных месторождениях месячный период оказы­вается подходящим только в случаях очень большой производи­тельности горно-рудного предприятия. При средней его произво­дительности за отчетный период целесообразно принять квартал.

Единицей учета потерь и разубоживания следует считать группу одновременно разрабатывающихся капитальной шахтой (штольней) эксплуатационных блоков, а не каждый из них в от­дельности. Эту группу блоков далее будем называть участком.

Величины потерь и разубоживания Е. П. Прокопьев выводит из уравнения баланса рудной массы и уравнения баланса металла:

^ 2 — ~ь+ 0.4С4,

где С?! — тоннаж руды, заключенной в участке (действитель­ный запас участка)1;

<32— тоннаж рудной массы, добытой после окончательной отработки участка;

(3, — тоннаж потерянной руды;<34— тоннаж вмещающих пород в рудной массе; ^С — содержание металла: в руде — Сх; в рудной массе —

С2; в потерянной руде— С:); во вмещающей по­роде — С4.

Если принять С3 = Си то тоннаж потерянной руды <Э3 и тон­наж вмещающих пород в рудной массе С}4 можно определить по формулам:

^ 3 1 <^2< ?4= < 22(1-

С щ С А С\ 6 4 1

с. С;)С 1 С 4)

Количество металла в потерянной руде формуле:

Р — Су 0 1 -с , - с 4ус, - с4; ■

определяется по

1 Примененный здесь термин «действительный запас руды» 01 и приме­няемые ниже термины «действительное содержание металла» Сь Сг, С 4, «дей­ствительный запас металла» и «действительное количество металла» следует считать условными. В этих случаях имеются в виду содержания, количества и запасы, значительно более близкие к действительным, чем определенные по данным замеров и опробования, произведенных только в подготовитель­ных выработках. Практически, действительный запас и содержание опреде­ляются по сумме данных опробования в подготовительных и очистных выра­ботках.

279

Потерянный металл в процентах от общего действительногоего запаса в участке:

/_>' 1 по Г1 ^2 №з ~ С±)[ •

Разубоживание по содержанию промышленного компонента определяется разностью между С, и С2у выраженной в про­центах по отношению к Си

ЮО.

Когда = 0, т. е. когда вмещающие породы являются не- оруденелыми или весьма слабо оруденелыми и содержание металла в них практически заметного влияния на величины Р и Р' не имеет, приведенные выше формулы несколько упро­щаются. В дальнейшем изложении все же будем принимать не равным нулю, считая, что приведенное здесь замечание будет учитываться.

Итак, исходными данными для определения потерь и разубо- живания являются: 1) запас руды в пределах участка (2Ь в результате полной отработки которого необходимо определить упомянутые величины; 2) содержание металла С, в пределах этого участка; 3) тоннаж (Э2 рудной массы, полученный в резуль­тате окончательной его отработки; 4) среднее содержание металла с2 в добытой рудной массе; 5) среднее содержание металла во вмещающей породе, попавшей в добытую рудную массу.

Вычисление запасов руды (Э1 и содержания металла в руде С, не отличается по своим приемам от описанных в третьей части настоящей книги, где с ними можно ознакомиться более подробно. Здесь же отметим только, что определение С1 произ­водится по данным опробования всех выработок, в том числе и имеющихся внутри участка второстепенных подготовительных выработок, например, восстающих, расположенных внутри кон­тура главных подготовительных выработок, подэтажных штреков и т. д., а также в очистных выработках. При этом обычно при­меняются те же способы взятия проб, что и принятые в данных условиях для основных подготовительных выработок, оконтури- вающих блок.

Пробы должны быть расположены, по возможности, равно­мерно. Количество их для отработанного за отчетный период участка зависит от степени неравномерности оруденения.

Приведенное в табл. 13 количество проб на упомянутый уча­сток для рудных тел средней (до 3 ж) и малой мощности обе­спечит достаточную для практики точность определения величи­ны С],280

Т а б л и ца 13Количество индивидуальных проб в очистных вы работках п ,

обеспечиваю щ ее определение содерж ания металла С х с минимальной погреш ностью на участке рудного тела,

погашенном за отчетный период

Группыместо­рожде­

ний

Характеристика степени неравномерности содержания

металла

Коэффициентвариации

содержанияметаллов,

%

Общее количе­ство индивиду­

альных проб по очистным выработкам

( И )

I Весьма равномерная .................... До 20 20— 36II Равномерная ..................................... 2 0 - 40 36—100

III Относительно равномерная и не-равномерная ..................* . . 40—100 100-320

IV Весьма неравномерная ................ 100-150 320—450V Исключительно неравномерная . Больше 150 460—600

П р и м е ч а н и я . 1. Для полиметаллических месторождений указывается* степень неравномерности одного из наименее постоян­ных но содержанию металлов.

2. Коэффициенты вариации содержания металла соответ­ствуют вычисленным по бороздовым пробам обычных размеров, принятых в практике.

3. Количество индивидуальных проб установлено эмпири­чески и является максимальным. Количество анализов* может быть существенно меньше приведенного коли­чества индивидуальных проб в связи с целесообраз­ностью объединения нескольких проб в одну.

3. Определение содержания металла С4 во вмещающих породах

Ориентировочное суждение о возможной величине С4 в пре­делах участка, для которого определяются потери и разубожи­вание, обычно можно иметь в результате изучения данных опро­бования вмещающих пород в разведочных и основных подгото­вительных выработках. По этим данным могут быть определены приблизительные пределы колебаний содержания во вмещающих породах, а также общий характер его изменения по мере удале­ния от естественных или условных границ залежи.

Если заведомо известно, что содержание промышленно-цен­ного компонента во вмещающих породах изменяется незна­чительно, в систематическом их опробовании необходимости нет. В этом случае на весь участок достаточно взять несколько (15—20) равномерно расположенных контрольных проб.

При значительных колебаниях содержания густота сети опробования вмещающих пород определяется в соответствии со степенью равномерности их оруденения.

281.

4. Определение тоннажа СЬ добытой рудной массыОпределение величины 0 2 производится точным учетом коли­

чества вагонеток при их постоянной по объему нагрузке и доста­точном количестве определений веса загружаемой в них рудной массы. Еще лучше организовать (там, где это возможно) взве­шивание всей выданной из участка рудной массы.

5. Определение содержания металла С2 в добытой рудной массе

Опробование добытой рудной массы в целях определения величины С2 должно производиться пробщиками, специально вы­деленными для этой работы. Опыт показывает, что отбор проб из вагонеток откатчиками или стволовыми обычно не обеспечи­вает надежных результатов.

В зависимости от принятой системы очистных работ и харак­тера руды пробы можно отбирать: 1) непосредственно в очист­ных выработках, например, при магазинировании рудной массы, и 2) из вагонеток, железнодорожных вагонов, с транспортеров фабрик и заводов, полагая при этом, что потери при местных перевозках рудной массы не скажутся сколько-нибудь суще­ственно на точности определения величины С2.

В очистных выработках пробы могут отбираться способом вычерпывания, если применимость этого способа доказана для данных условий экспериментально. В отдельных случаях при­ходится предполагать, что при опробовании добытой рудной массы в очистных выработках происходят систематические ошибки (например, вследствие просыпания мелочи в нижний слой замагазинированной руды). Иногда опробование в очистных вы­работках невозможно провести по другим причинам, например, в связи с системой очистных работ или заметным несоответ­ствием содержания промышленного компонента в отбитой руд­ной массе содержанию его в выданной рудной массе. В таких случаях следует остановиться на опробовании рудной массы в вагонетках.

При вагонеточном опробовании равномерных и неравномер­ных руд пробы берутся по поверхности нагруженной в вагонетку руды из трех точек: две пробы из противоположных углов и одна из середины. В случаях опробования весьма и крайне неравно­мерных руд отбираются пять частных проб: четыре из углов и одна из центра. Вес вагонеточных проб для равномерных руд принимается 0,5 кг, для неравномерных 1 кг и для исклю­чительно неравномерных — 2—3 кг.

Пробы равномерных и неравномерных руд берутся с каждой пятой, весьма и крайне неравномерных руд — с каждой третьей вагонетки, если общее количество их большое. При ограничен­ном количестве вагонеток пробы берутся с каждой из них.282

Из всех проб добытой рудной массы составляется объединен­ная суточная проба, помещаемая в специальный закрывающийся ящик. Суточная проба выдается на поверхность и поступает в обработку. В дальнейшем из лабораторных проб (измельчен- ньрс до 100—200 меш), характеризующих суточную добычу, со­ставляются объединенные пробы за несколько суток. В случае же необходимости каждая суточная проба анализируется от­дельно.

Надо, конечно, помнить, что вагонеточное опробование не всегда может быть надежным, в связи с просыпанием мелкого рудного материала из верхних слоев вагонеток в нижние. По­этому использование результатов этого типа опробования для определения величины С2 следует считать возможным только в том случае, если они будут проконтролированы.

Более надежными, но все же*нередко требующими контроля, являются результаты опробования рудной массы в вагонах и у сливов классификаторов на обогатительных фабриках. Вполне надежным следует считать хорошо организованное опробование сухой рудной массы на ленточных транспортерах заводов и фабрик.

Очевидно, что если в подземных работах или на поверхности от рудной массы отсортировываются пустые породы, то количе­ство их должно учитываться при определении величины С2.

II. ОПРОБОВАНИЕ ДЛЯ ПОДСЧЕТА ЗАПАСОВ, ОСТАВШИХСЯ В РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ БЛОКАХ

Почти на всех предприятиях к началу каждого квартала со­ставляется баланс руды и металла. При этом необходим подсчет запаса руды, оставшейся в разра- |( мбатываемых блоках, а следова­тельно, и их опробование.

В самом деле, было бы опро­метчиво при подсчете запасов, оставшихся в целике А (рис. 136), переносить данные опробования штрека нижнего горизонта на очистной забой. Не имеет смысла и опробование каждого, напри­мер, двухметрового, слоя в про­цессе выемки участка, если для других целей данные такого де­тального опробования очистных выработок не нужны.

При опробовании очистных выработок в названных выше целях следует ограничиться лишь опробованием забоев по всей их длине, проводимым в пределах блока на начало каждого квартала или месяца. Количество опробованных сечений на блок определяется в этом случае интервалами времени, через которые

283

Рис. 136. Схема потолкоуступной разработки блока

составляется баланс металла, и скоростью продвижения очист­ных забоев. Количество проб, подлежащих объедине­нию, должно быть то же, что и в подготовительных вы­работках.

Если для других целей, например, для определения потерь, и разубоживания, требуется больше проб, чем получается при опробовании очистных забоев за отчетную дату, приходится уве­личивать частоту взятия проб в соответствии с требованиями, из­ложенными в табл. 13. Таким образом, в зависимости от необхо­димости, устанавливается определенный интервал между про­бами в очистном пространстве, например, 2 X 2 ; 4 >< 4; 4 X 6 л и т д.

III. ОПРОБОВАНИЕ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

1. Текущий контроль качества отбиваемой руды и выдаваемой рудной массы

Текущий контроль качества отбиваемой руды и выдаваемой рудной массы является, по существу, главной задачей опробова­ния при ведении очистных работ. Контроль осуществляется вполне удовлетворительно по тем данным, которые принимаются в основу определения потерь и разубоживания за отчетный период (квартал). По существу, это то-г же контроль качества отбиваемой руды и выдаваемой рудной массы, но проведенный за более длительный промежуток времени. В отдельные же этапы добычи, когда качество выдаваемой рудной массы резко не соответствует запланированному, или даже когда в течение какого-то короткого отрезка времени выдается непромышленная рудная масса, необходим дополнительный, более детальный контроль для того, чтобы немедленно выяснить и устранить при­чину несоответствия. Такого рода контроль достигается обычно выборочным, чаще всего кратковременным, опробованием по той же сетке, которая принята для подготовительных выработок, или несколько более редкой. При этом принимаются все меры к тому, чтобы анализы проб руд и рудной массы поступали в распоряжение геолога в минимально короткий срок. В против­ном случае своевременный контроль окажется невозможным.

При проведении контроля также является обязатель­ной детальная геологическая документация очистных выра­боток. Внимательное геологическое изучение и опробование очистных забоев обеспечивает рациональную организацию добычи.

2. Опробование в целях направления селективной выемки руды

Возможность ведения селективной выемки и выдачи руд опре­деляется геологическими и горно - техническими факторами. К первым, позволяющим выделять соответствующие типы руд,

284

относятся: 1) физические свойства руд; 2) различие их по тексту­рам и по минералогическому составу; 3) содержание промышлен­но-ценных компонентов.

Первые два признака обеспечивают раздельную выемку и вы­дачу руды по данным геологической документации, проводимой в очистных забоях. Опробование в этих условиях имеет подчи­ненное значение. Если опыт эксплуатации показывает, что в пре­делах блока нет непромышленных участков сколько-нибудь зна­чительных по размерам, и результаты опробования подготови­тельных выработок обеспечивают удовлетворительное планиро­вание добычи, то опробование может быть выборочным.

Определение места и детальности опробования производит рудничный геолог. Привести по этому вопросу какие-либо строго регламентированные положения нельзя. Только геолог, изучаю­щий изо дня в день месторождение, может принять то или иное решение с учетом всего комплекса геологических и горно-техни­ческих факторов. Можно лишь заметить, что количество проб, взятых из данного блока, в этих условиях обычно бывает неболь­шим.

При селективной выемке руд, проводимой только в зависи­мости от содержания, необходимо осуществлять систематическое детальное опробование очистных выработок, так как визуальные «наблюдения за забоями и геологическая их документация на таких месторождениях не дают четкого ответа на поставленный вопрос. Только в отдельных случаях эти наблюдения могут ори­ентировать селективную выемку, причем контроль выводов, сде­ланных на основе этих наблюдений, все же остается за опробо­ванием.

Когда селективная выемка и выдача руды направляются только опробованием, особенно важна скорость получения результатов, определяемая тремя факторами: 1) способом от­бора проб; 2) быстротой производства их обработки и анализа; 3) количеством проб на блок нормальных размеров.

Принятый способ отбора проб должен обеспечить минималь­ную затрату времени на производство опробования в очистных выработках, от результатов которого зависит направление селек­тивной добычи и интенсивность продвигания забоев. Большое число проб, которое приходится отбирать в каждом блоке, за­ставляет в первую очередь хорошо продумать и обосновать воз­можность применения простейших способов пробоотбора. При опробовании очистных выработок эти способы как более производительные могут найти значительно более широкое применение, чем при опробовании подготовительных выра­боток.

Основная задержка в получении результатов опробования происходит из-за обработки проб и главным образом их анализа. Она иногда заставляет ставить под сомнение необходимость

285

детального опробования очистных выработок, если результаты его не могут быть получены в минимально короткий срок. В таких случаях для некоторых руд достаточно эффективными оказываются экспресс-анализы и количественные минералогиче­ские. Для золотых руд удовлетворительные результаты иногда дает протолочка и последующая промывка проб в лотке или ковше.

Если же быстрые методы анализа применять нельзя, необхо­димо организовать работу все же так, чтобы анализы, произво­димые обычными методами, поступали в распоряжение геолога своевременно.

Вопрос о количестве проб, обеспечивающем ведение селек­тивной выемки и выдачи руд, для разных типов месторождений не разработан. Следует иметь в виду, что затраты на рациональ­но используемое детальное опробование в очистных выработках всегда окупаются. Не следует увлекаться чрезмерной экономией средств на опробование. Такая «экономия» в конечном счете может обойтись очень дорого и не только осложнить селектив­ную добычу, но и отрицательно сказаться на определении каче­ства отбиваемой руды.

Вместе с тем еще раз необходимо подчеркнуть, что детальное опробование будет рациональным лишь тогда, когда организа­ция работ в целом позволит своевременно получить результаты анализов. В противном случае оно может оказаться беспредмет­ным.

IV. ОПРОБОВАНИЕ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОТРАБОТКИ

Опыт показывает, что на ряде месторождений, особенно с не­четкими границами рудных тел, контуры, выявляемые разведоч­ными и подготовительными выработками, далеко не всегда сов­падают с таковыми внутри блоков. Несовпадение контуров ведет иногда к оставлению в стенках очистных выработок промышлен­ной руды; отработка получается нечистой. В целях контроля чистоты отработки необходимо производить бороздовое или шпуровое опробование, которое позволит определить границы руды, оставленной в стенках очистных выработок.

Густота сети бороздовых или шпуровых проб определяется на основе непрерывных наблюдений рудничного геолога за очист­ными выработками. Конкретных указаний по этому вопросу сде­лать нельзя. Он решается в каждом отдельном случае руднич­ным геологом с учетом местных условий.

Контроль за чистотой выемки должен осуществляться во всех условиях. Особо же актуальным он является на месторождениях, образованных при метасоматическом замещении боковых пород рудным веществом и имеющих рудные тела неправильной формы.28Р

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

ОПРОБОВАНИЕ ПРИ БУРЕНИИ РАЗВЕДОЧНЫХ СКВАЖИН

I. ОПРОБОВАНИЕ ПРИ РУЧНОМ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОМБУРЕНИИ 1

В зависимости от крепости полезного ископаемого пробы из буровых скважин можно брать буровой ложкой, змеевиком или желонкой. Первая применяется в неустойчивых полезных иско­паемых, например, при разведках кварцевых и других песков, а также суглинков с незначительными по размерам включе­ниями (оолитами или конкрециями) бурых железняков, сидери­тов и других минералов или пород. Обязательным условием при опробовании рудных зон такого характера является крепление вышележащих пород и полезного 'ископаемого. При этом колонна обсадных труб должна быть продвинута за забой скважины на величину, не меньшую последующей забурки. Если же это по техническим условиям невозможно, то необходимо после каж­дого подъема доводить фрезер до забоя, затем осторожно чис­тить скважину и только после этого производить забурку. И, на­конец, при невозможности доведения фрезера до забоя крепле ние необходимо вести с таким расчетом, чтобы незакрепленная часть скважины не превышала (при следующем опускании ин­струмента на забой) длины участка, с которой принято брать в данных условиях одну пробу.

В общем случае проба берется с каждых 0,5—2,0 м. Она на­бирается с отдельных забурок, величина которых для чистых песков обычно не превышает 0,25—0,30 м, а для песков с вклю­чениями более или менее крупных частиц 0,10—0,15 м. По­роды, поднимаемые буровой ложкой, раскладываются на доске или фанерном листе, после чего весь материал отдельных подъе­мов группируется в общую пробу, соответствующую принятой длине опробуемого интервала. Пробы, упакованные в бумагу или мешочки, помещаются в ящик.

Пробы глин и глиноподобных материалов, например, не­которых адсорбентов, берутся змеевиком. Снимаемая со змеевика проба предварительно очищается от буровой грязи.

В случае разбуривания залежей с макроскопически легко вы­деляющимися прослоями полезного ископаемого различного качества, отдельные подъемы объединяются по типам руд (сек­ционное опробование). Однако длина секций принимается все же не больше 2 м. При этом, конечно, не исключается и отбор не­которой части проб с каждого подъема (выборочное опробова­ние). 1

1 Опробование при ручном ударно-вращательном бурении на россыпных- месторождениях здесь не рассматривается.

28?:

При извлечении полезного ископаемого желонкой проба ■представляет собой обычно буровую грязь, которая выливается в баки.

После отстаивания вода сливается, а осадок высушивается в железных коробках, на солнце или в печах. Соображения о ве­личине участка, с которого берется каждая данная проба, остаются теми же, что и приведенные раньше. Некоторые детали, связанные с опробованием при ударном бурении, приведены в следующем разделе.

Ручное ударно-вращательное бурение с промывкой почти ни­когда не применяется. Способы отбора проб бурового шлама, в основном, здесь те же, что и при описываемом далее колонко­вом бурении.

И. ОПРОБОВАНИЕ ПРИ УДАРНО-КАНАТНОМ БУРЕНИИ

При ударно-канатном бурении пробой является буровая грязь, поднимаемая из забоя скважины обычной или пневмати­ческой желонкой. Вес пробы с погонного метра колеблется, в за­висимости от диаметра скважины (150—300 мм), от 45 до 220 кг.

Во избежание ошибок опробования необходимо обращать внимание на фактические веса проб, сравнивая их с расчетными, так как трещиноватость рудных тел может обусловить потери рудного материала, мелко и тонко раздробленного долотом.

Важно также учитывать возможное обогащение или разубо- живание проб за счет соскабливания канатом со стенок сква­жины рудного материала или пустой породы. В подобных слу­чаях обязательно крепят скважину, хотя бы это и было связано с «потерей» диаметра или разбуркой (расширением) скважины.

В целях наиболее полной очистки забоя на границах уча­стков, с которых рудный материал поступает в отдельно анали­зируемую пробу, по окончании первых подъемов желонки в сква­жину заливается вода. Заливка производится в несколько прие­мов, сопровождаемых каждый раз опусканием желонки. Только после того как вода, поднимаемая желонкой, станет относительно чистой, можно приступать к работе долотом.

Большой вес начальных проб и относительно высокое измель­чение рудного материала долотом дают возможность сокращать пробы непосредственно у скважины. Для этого буровая грязь пропускается через специальный делитель. Один из таких дели­телей показан на рис. 137.

Однако в отечественной практике делители этого типа широ­кого применения не нашли; на Коунрадском комбинате их за­меняли шламоприемными ящиками, из которых пробы брались

• ручным пробоотборником системы Тихомирова и Коломей- ченко. Ниже приводится (рис. 138) краткое описание шламо­приемного ящика (по Б. И. Галкину).288

Поперечное сечение ящика 80X60 см, высота 50 см. При изготовлении особое внимание должно обращаться на проч­ность дна, принимающего на себя резкие удары тяжелой желон­ки. На Коунраде такие ящики изготовляются из котельного ли­стового железа. Ящики могут быть двух типов. В тех случаях, когда опробуются мелкие скважины, буримые передвижными станками без вышки, и ящик ставится непосредственно на грунт,

Рис. 137. Восьмикратный делитель (размеры в м м )

достаточно придать поперечным брусьям, укрепляющим дно ящика снизу, округлую форму, сделав ящик «качающимся». После отбора пробы пробщик резким движением опрокидывает ящик, остаток шлама из него выливается на землю, ящик ополаскивается чистой водой и снова ставится в исходное поло­жение. Если бурение производится с буровой вышкой, ящик дол­жен быть поставлен на колеса, чтобы его можно было откаты­вать по деревянному настилу за пределы вышки и остаток шлама выливать там. Оба типа ящиков показаны на рис. 138.

Ручной пробоотборник представляет собой железную трубку, диаметром 4—10 см. Длина его должна быть на 10 см больше глубины шламоприемного ящика (рис. 139). К верхнему концу пробоотборника приварена горизонтальная металлическая руко­ятка длиной около 20 см. С противоположной стороны к трубке привариваются сверху и снизу два ушка, через которые проходит железный стержень, диаметром около 1 см, с двумя небольшими выступами, упирающимися в ушки и не дающими стержню сме­щаться в продольном направлении.19 Ажгирей 289

Верхний конец стержня отогнут в виде горизонтальной ру­коятки с загнутым вниз концом, а к нижнему концу приделана прочная круглая пластинка таким образом, чтобы она плотно прикрывала трубку снизу в тот момент, когда обе рукоятки будут сведены вместе, и отогнутый конец второй рукоятки ока­жется в выемке первой из них. Отбор проб таким пробоотборником прост.По окончании вычерпывания шлама из скважины в шламоприемный ящик, он быстро перемешивается в ящике палкой и затем в ящик погружается в вертикальном положении пробоот­борник с рукоятками, разведенными в противоположные стороны. Когда про-

г

о го 40 ео воем|—.—I—I—■>—■ I- -—'

Рис. 138. Шламоприемные ящики (по Б. Галкину)

Рис. 139. Ручной про­боотборник

боотборник станет нижним концом на дно ящика, поворотом ручки он закрывается снизу и быстро вынимается. Затем, открыв дно, шлам выпускают из него в приготовленный для этого со­суд. Практика показала, что в большинстве случаев достаточно 5—8 погружений пробоотборника в точках, равномерно распо­ложенных на площади дна ящика, чтобы отобрать пробу, отве­чающую среднему химическому составу шлама в ящике.

Рекомендуется следующий порядок опробования мощных руд­ных залежей изометрической формы, при разведке которых при­меняется ударно-канатное бурение.290

Опробование должно производиться по всей мощности руд­ного тела. Длина участка, приходящегося на одну пробу, при­нимается постоянной, не превышающей 1—1,5 м. Увеличение этой длины до 2—3 м (редко до 5 м) возможно лишь при срав­нительно' однородном строении рудных тел, независимо от сте­пени равномерности оруденения и только после накопления до­статочного материала по детальному опробованию с длинами проб 1 —1,5 м.

При опробовании эксплуатационных скважин, пробуренных в карьерах для производства взрывных работ, длина участка, подлежащего опробованию, может быть равна высоте уступа карьера (5—10 м) , если не производится селективной отбойки и отгрузки взорванной руды.

В случае локализации различных типов (сортов) руд, уста­новленной на основании просмотра рудного материала отдель­ных подъемов, применяется секционное опробование. При этом в обычных случаях длина секций все же не должна быть меньше 0,2—0,3 м.

В целях выделения секционных проб обязательно произво­дится внимательный визуальный просмотр рудного материала. Если такой просмотр дает сомнительные результаты, то их сле­дует прокорректировать изучением рудного материала под бинокуляром. При этом может оказаться целесообразной предва­рительная протолочка и промывка проб в лотке или в другом приспособлении с тщательным сохранением хвостов. Промывке подвергается рудный материал отдельных подъемов.

Просмотр под бинокуляром полученных «концентратов», на­пример, сульфидных золотосодержащих руд или шлихов других золотых руд, позволит установить не только их минералогический состав, но и содержание промышленного компонента и тем самым облегчить составление секционных проб, а иногда обеспечить и получение удовлетворительных данных для ориентировочных суждений о содержании металла в руде.

Для полного сохранения хвостов промывку нужно произво­дить в железном баке (или в кузове вагонетки), на дне кото­рого они и осаждаются. Хвостам необходимо дать отстояться, слить с них воду, тщательно собрать их и просушить. Хвосты обычно анализируют отдельно от просмотренного под бинокуля­ром шлиха «концентрата».

Такое предварительное изучение рудного материала имеет все же подсобное значение и производится главным образом для рационального составления секционных проб. Более же деталь­ное минералогическое изучение производится в дальнейшем по «отбросам» проб, получаемым в результате сокращения послед­них непосредственно на скважине.

Опробование пород кровли и почвы рудных тел там, где для этого имеется основание, также является обязательным. В пер­

19* 291

вую очередь на анализ направляют пробы с участков, непосред­ственно прилегающих к рудному телу, на расстоянии приблизи­тельно 0,3—0,5 ж с каждой его стороны. В зависимости от результатов анализов нескольких проб, полученных из первых скважин, выясняется необходимость дальнейшего опробования вмещающих пород по другим скважинам.

Рудный материал, полученный с участка принятой длины, вы­сушивают на железных листах и затем сокращают со строгим учетом основных правил, изложенных ниже в разделе «Обра­ботка проб». После этого пробу высыпают в плотный мешок, надписывают этикетку и отправляют пробу в лабораторию для дальнейшей обработки и анализа.

III. ОПРОБОВАНИЕ ПРИ КОЛОНКОВОМ БУРЕНИИ

Пробой при колонковом бурении являются: керн при его до­статочном выходе; керн и шлам при недостаточном выходе пер­вого и только шлам при отсутствии керна '.

Неполный выход керна или его отсутствие обусловливается различной твердостью минералов, слагающих рудное тело; раз­дробленностью и трещиноватостью последнего; разрушением керна под действием гидравлических ударов промывочной воды; заклиниванием керна в колонковой трубе и последующим исти­ранием его секций при продолжающемся вращении; истиранием керна буровой дробью.

Для повышения процента линейного выхода керна, который является более надежным материалом для опробования, чем шлам, рекомендуется ряд мероприятий: проходка рудных зон скважинами возможно большего диаметра; частый подъем буро­вого снаряда; применение двойных колонковых труб; бурение там, где это возможно, твердыми сплавами, а не дробью.

Шлам, отобранный с пробуренного участка, должен удовле­творять всем требованиям, предъявляемым к пробе. Для этого необходимо, чтобы он не терялся по трещинам и не «загряз­нялся» рудой или вмещающими породами вышележащих гори­зонтов, а также, чтобы промывка скважины обеспечивала вынос всех частиц разбуриваемой руды, независимо от их удельного веса.

Соблюдение этих условий достигается тщательным наблю­дением за режимом подаваемой в скважину воды и выходящей из нее буровой мути; креплением скважины (не считаясь при этом часто с затратой времени и средств даже на ее разбурку— расширение); цементацией и заиливанием трещин. * 1

1 Здесь и дальше для краткости изложения шламом условно названы обе фракции материала, получающегося за счет истирания руды при бурении:1) собственно шлам, концентрирующийся в шламовой трубе,_ и 2) осадок из выносящейся к устью скважины мути, собираемый в желобах с перегород­ками или в других приспособлениях (см. ниже).292

Порядок опробования при колонковом бурении следующий.При пересечении рудных тел средней мощности, в частности

жильных, когда число скважин обычно бывает невелико, не­обходимо вести секционное опробование.

При однородном строении рудных тел длина секций опре­деляется необходимостью раздельной характеристики их цен­тральной части, висячего и лежачего боков. В случае же неод­нородного строения выбор длины секций зависит также от коли­чества макроскопически выделяемых разновидностей (типов) РУД-'

Опробование пород висячего и лежачего боков залежи также является обязательным. При этом первыми анализируются уча­стки, непосредственно примыкающие к рудной залежи на 0,25— 0,30 м с каждой стороны.

Необходимость дальнейшего опробования вмещающих пород определяется результатами анализов нескольких первых проб, отобранных в приведенном выше порядке.

При разбуривании мощных месторождений производится си­стематическое опробование керна непрерывно по всей мощности. Длина участка, характеризуемая одной пробой, принимается в этих условиях равной приблизительно 1—1,5 ж. Она может быть увеличена до 2—3 ж, а иногда даже до 5 ж, в случаях раз­буривания особо мощных залежей однородного состава, когда скважины являются преобладающим типом разведочных вырабо­ток и разбуривание ведется по достаточно густой сетке.

Принимая такую относительно большую длину проб, как 2—3 ж (еще реже 5 ж ), следует иметь в виду, что подъемы, осо- бено при неблагоприятных условиях в отношении процента линей­ного выхода керна, должны быть значительно более короткими, не превышающими 1 ж или даже 0,5 ж. Увеличенная длина проб принимается на основе результатов заранее произведенного де­тального (со значительно меньшей длиной проб) опробования некоторой части первых скважин и тщательного просмотра керна каждого подъема перед составлением проб.

Если детальное опробование и предварительное макроскопи­ческое изучение керна укажут на возможность и необходимость выделения соответствующих типов (сортов) руд, производится секционное опробование, причем длина секций зависит от мощ­ности участков различных типов руд. Минимальная длина опре­деляется условиями ведения селективной выемки и при система­тическом опробовании обычно принимается равной 0,3—0,5 ж. В отдельных редких случаях, связанных с детальным изучением состава рудных тел, длина секций может уменьшаться (выбороч­ное опробование).

При разбуривании мощных рудных залежей принципы опро­бования вмещающих пород остаются теми же, что и при опробо­вании залежей средней мощности.

293

Для пробы отбирают одну половину керна, вторую оставляют для минералогического изучения. Керн делят на керноколе попо­лам, по длинной оси (рис. 140).

Если диаметр бурения большой и предполагается накопление рудного материала для технологических испытаний (при значи­тельном объеме буровых работ), то керн раскалывают по длин­ной оси на две части, и одну из половинок еще на две. В этом случае половину керна предназначают для химического анализа,

четверть—для технологической про­бы и четверть — для минералогиче­ского изучения.

Существует несколько конструк­ций керноколов; наиболее распро­страненная изображена на рис. 140. Описываемый кернокол состоит из прочной подковообразной станины, в верхнюю часть которой ввинчивает­ся (вертикально) широкая толсто­стенная трубка, снабженная в верх­ней части маховичком для вращения. Через нее проходит стальной удар­ный шток, выходящий в рабочее пространство кернокола нижним кон­цом, к которому прикрепляется прочное горизонтальное лезвие.

Концы лезвия попадают в верти­кальные выемки станины, благода­ря чему исключается возможность вращательного движения лезвия.

При помощи пружины, заключенной внутри толстостенной трубки или под ней, ударный шток с прикрепленным к нему лез­вием удерживается в приподнятом положении. Внизу рабочего пространства лежит прочная пластинка с рифленым желобком, в которой укладывается раскалываемый керн. Вращением ма­ховичка толстостенная трубка вместе с лезвием опускается вниз и последнее плотно прижимается к керну. Резким ударом мо­лотка по верхнему концу ударного штока керн раскалывается в продольном направлении пополам.

При выборе конструкции скважин и подборе инструментов, а также в процессе проходки скважин следует обращать большое внимание на мероприятия по увеличению линейного выхода кер­на, а там, где это необходимо, и на получение надежных проб шлама.

Опробование шлама при разбуривании многих рудных ме­сторождений обычно производится при выходе керна менее 60—85%. Но опробование шлама может быть необходимо и при нормальном выходе керна, когда есть основание подозревать, что 294

Рис. 140. Кернокол

имеет место его систематическое обогащение или разубоживание {выборочное истирание керна), или в случаях необходимости от­бора проб для особо ответственных анализов.

Решению вопроса об анализе шлама должен предшествовать внимательный просмотр керна. Если в результате просмотра вы­яснится, что происходило избирательное истирание секций керна, например, по ориентированным вкрест простирания рудного тела богатым, или наоборот, бедным некрепким участкам (полосча­тая текстура), то даже 85-процентный его выход не исключает необходимости анализов шлама. Наоборот, массивная текстура, тем более с тонкой вкрапленностью минералов, содержащих про­мышленно-ценные компоненты, может указать на целесообраз­ность использования только одного керна при выходе его даже меньше 75—85%.

Шлам отбирается в пробу с тцх же участков рудной залежи, что и керн. Таким образом, количество проб шлама должно со­ответствовать количеству проб керна.

Если выход керна невелик или керн вовсе не получается даже при бурении с двойными колонковыми трубами, а опробование шлама становится ненадежным из-за потери буровой мути (рых­лые рудные толщи), рекомендуется бурить зубчатками или твердосплавными коронками без промывки («затирка всухую»), с замедленным числом оборотов, короткими интервалами. Опыт показывает, что разбуривание рудных залежей «затиркой всухую» является вполне эффективным.

В целях полного улавливания шлама у устья скважины обыч­но устанавливается желоб с перегородками и приемный чан. Предварительная отсадка шлама производится за перегородками желоба, а затем уже в чане* (баке), причем струя направляет­ся с таким расчетом, что­бы путь ее был макси­мальным (рис. 141).

Наиболее полную от­садку шлама за перего- родкамц можно получить встречной струей чистой воды, направляемой по шлангу от насоса навстречу движению буровой мути по желобу. При этом скорость струи должна быть отрегулирована таким образом, чтобы буро­вая муть не достигала краев желоба. В целях наиболее полного улавливания шлама часто устанавливается дополнительный ящик (рис. 142), а к концу сточного желоба подвешивается мешок из плотной ткани. В этом случае отбора проб шлама из бака не производится.

Перед заклиниванием керна скважина должна тщательно промываться с таким расчетом, чтобы из забоя был вынесен весь

Рис. 141. Желоб для сбора шлама (раз­меры в м м )

295

шлам. Часть его попадает в шламовую трубу, часть же выно­сится на поверхность и улавливается желобками и мешком.

Момент прекращения промывки определяется по наблюдению за восходящей струей воды у устья скважины. Появление чистой воды указывает на то, что шлам из забоя вынесен полностью.

Спустя некоторое время мо­жно приступать к сбору шла­ма из приспособлений, рас­положенных у устья скважи­ны. После того, как будет собран шлам, приспособле­ния промываются чистой во­дой и фильтрующий мешок сменяется. Тщательный сбор шлама и промывка приспо­соблений для его улавлива­ния производятся для дости- опробования, в частности

«загрязнения» пробы шламом предыдущего

( н—250см место скваЖины

150см-1

Рис. 142. Схема установки для сбора шлама у устья скважины

/ —желоб; 2—первый ящик (без перегородок); 3 -р у к а в ; 4 ~ шламовый ящик; 5—сточный желоб; б—бак

жения максимальной точности во избежание подъема.

Шлам, собранный у устья скважины и извлеченный из шла­мовой трубы, помещается в невысокие железные коробки (поо- тивни) для сушки, после чего смешивается и поступает в обра­ботку. Таким образом, проба шлама является объединенной- она составляется из материала, собранного как у устья скважины так и из шламовой трубы. Истертая дробь, находящаяся в шламе, извлекается магнитом, если в материале нет магнит­ных минералов. Если оказывается необходимым выборочное ми­нералогическое изучение шлама, собранного у устья отдельно от шлама, взятого из шламовой трубы, то каждый из’ них обоа- батывается (сокращается) отдельно в соответствии с излагае­мыми дальше правилами. Для мине­ралогического изучения используют­ся «отбросы» проб, получающиеся в результате их сокращения.

После подъема снаряда нужно прежде всего заметить, в каком ме­сте колонковой трубы или коронки находится нижний конец извлечен­ного керна, и тем самым установить Рис. 143. Ящик для керна длину керна, оставшегося на забое.Извлеченный из колонковой трубы керн слегка ополаскивается от приставшей к нему заклинки и помещается в ящик с про­дольными отделениями (рис. 143).

Необходимо фиксировать вес полученного шлама (после про­сушивания) и керна, поднятого с соответствующего участка за­лежи. Это обеспечивает правильное понимание результатов опробования.296

ГЛАВА ПЯТАЯ

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ ПРОБ

I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Размеры проб-навесок, необходимых для пробирного, хими­ческого или количественного минералогического анализов, очень малы по сравнению с размерами начальных проб. При химиче­ских анализах проб большинства металлических и неметалли­ческих полезных ископаемых считается достаточной навеска 0,5— 10 г. Для золотых руд размер навесок принимается в зависимости от содержания металла в пробах и составляет чаще всего 50 100 г. Учитывая, однако, что многие ответственные анализы ведутся по двум, а иногда и трем-четырем параллельным навес­кам и что в лаборатории должен-храниться остаток исследуемого материала для возможных повторных (контрольных) анализов и других целей, вес пробы, сдаваемой в лабораторию, берется со значительным запасом.

Обработка исходной (начальной) пробы производится в две- три стадии и более. В каждой из них имеет место один или не­сколько приемов сокращения (деления), в результате которых проба уменьшается в 2я раз (рис. 144). Для каждой стадии процесса обработки (доведения исходной пробы до лаборатор­ной) должен быть установлен оптимальный вес пробы, отра - жающий содержание определяемого компонента в исходной' пробе с минимальной погрешностью.

Процесс сокращения будет тем сложнее, чем менее однороден материал начальной пробы. Действительно, если мы имеем со­вершенно однородную массу, например, слиток абсолютно чи­стого золота весом 20 кг, и в любом пункте его поверхности спилим 0,5—2 г металла, то это маленькое его количество точно- отразит средний состав слитка.

Совсем иная картина получится при делении неоднородной пробы руды. В такой пробе будут частицы с более высоким и более низким содержанием металла по сравнению со средним содержанием его во всей пробе. При делении пробы, например, на две части, в одну из них может попасть больше половины богатых или меньше половины бедных частиц руды; содержание металла в этой части пробы окажется выше, чем во второй, и выше среднего содержания металла в первоначальной пробе. Разница между действительным содержанием металла в исход­ной пробе и содержанием его в той части пробы, которая оста­лась после сокращения, называется п о г р е ш н о с т ь ю с о к р а ­щ е н и я . Погрешность сокращения будет тем больше, чем не­однороднее руда и чем меньше число частиц (кусков) руды в сокращаемой пробе.

Действительно, при менее однородной руде содержание ме­талла в наиболее богатых ее кусках будет больше отклоняться!

297,

от среднего содержания металла во всей пробе. Если при сокра­щении пробы в одну ее часть попадает, скажем, 10 липших та­ких кусков, то они обогатят ее сильнее, чем 10 богатых кусков более однородной руды, так как в последнем случае наиболее богатые куски руды по своему составу будут ближе к среднему составу пробы.

Вспомогательное гро- 1 хочение (просеивание) на грохоте (сите) с но­минальным диаметром

отверстий В, мм I ставая

Начальная проба весом В кг с диаметром наиболее круп- пых кусков -В мм

-с Дробление до В, мм >6/ ммПоверочное грохочение

(просеивание) на грохоте (сите) с номинальным диамет­ром отверстий В, мм

& \С °к)Отброс г—^ — 1 Сокращение до ОД кгг-т=—*----■ Вспомогательное

Смешивание

Сокращение до 0,/укг

Дробление до Вг мм X Поверочное грохочение I - Т

>Вг мм

Ш стадия

Вг 'ммСмешивание

грохочениеВгмм

Сокращение до 0/у кг Иь Сокращение до й/цкг - ^ т

Сокращение до й/уу кг

'В3 мм

Ш стадия

Дробление до В3мм

Поверочное грохочение В3 мм

СмешиваниеОтброс ^ ИтШЬат

Рис. 144. Схема обработки пробы

Чем больше общее количество частиц в полученной сокра­щением части пробы, тем меньше изменяется содержание в ней металла от избытка или недостатка определенного числа наибо­лее богатых частиц руды, т. е. тем меньше будет погрешность 29а

сокращения. Поэтому перед сокращением пробу приходится со­ответствующим образом измельчать.

Казалось бы, на первый взгляд, что наиболее простым и в то же время надежным способом получения аналитической пробы 1 от любой начальной пробы является измельчение ее до тончай­ших частиц (0,1—0,07 мм в поперечнике), тщательное переме­шивание полученной массы и сокращение до необходимого ко­нечного веса. Однако этот способ может быть приемлемым лишь при небольшом весе начальных проб. При значительном их весе тонкое измельчение руды требует слишком большой затраты времени и средств, и потому большие пробы измельчаются и сокращаются в несколько приемов: 1) начальную пробу дро­бят до определенного диаметра кусков, позволяющего разделить ее на некоторое количество частей (см. рис. 144); 2) раздроблен­ную массу тщательно перемешивают и делят последовательно (всякий раз на две части, из которых одна отбрасывается, а дру­гая снова делится надвое и т. д.); 3) измельчают сокращенную часть пробы до следующего меньшего диаметра, позволяющего произвести дальнейшее сокращение и т. д., пока не получат ана­литическую пробу.

Важнейшим методическим вопросом при обработке проб яв­ляется определение их оптимального веса для каждой стадии обработки. Оптимальным весом называется тот вес, до которого может быть сокращена проба данной руды, измельченная до определенного размера (диаметра)' частиц, при условии, чтобы погрешность сокращения не выходила за пределы допустимой. Можно, наоборот, исходить из необходимых размеров частиц, до которых измельчается проба, позволяющих сократить послед­нюю до определенного веса так, чтобы погрешность сокращения не выходила за пределы допустимой.

Из изложенного следует, что надежный вес пробы в основном определяется: а) крупностью материала пробы: чем мельче ча­стицы пробы, тем меньше ее надежный вес; б) степенью одно­родности материала пробы: чем менее однороден материал, тем больше надежный вес пробы; в) величиной допустимой или за­данной погрешности сокращения: чем больше эта погрешность, тем меньше надежный вес пробы.

Кроме того, на величину надежного веса проб влияют содер­жание исследуемого компонента в наиболее ценном минерале пробы, размер частиц (в частности, размер вкрапленности) и удельный вес этого минерала, среднее содержание исследуемого компонента в пробе и некоторые другие факторы.

1 Аналитической пробой называют конечную пробу, которая по своему весу и размерам составляющих ее частиц (рудных и нерудных минералов, а также их агрегатов) обеспечивает достаточное количество навесок для ана­лизов тем или д ^ги м методом. Данные о весах аналитических проб и сте­пени измельчения составляющего их материала приводятся ниже.

299

II. ПРИНЦИПЫ ОБРАБОТКИ ПРОБ

Для определения надежного веса проб различными исследо­вателями было предложено несколько формул, из которых здесь приводится только формула Г. О. Чечотта в виде уравнения:

я = к & ,где <3 — надежный вес сокращенной пробы в кг;

4 — диаметр наиболее крупных частиц (кусков) пробы в мм; К — коэффициент, зависящий от характера руды.

В табл. 14 коэффициенты К предлагаются для использования при определении в пробах основных, ведущих компонентов, на­пример: в железных рудах — Ре, 5 1 6 2 и др., в медных и серно­колчеданных рудах — Си и 3, в полиметаллических — РЬ, 2п и Си. При определении прочих компонентов, распределенных в руде менее равномерно, чем основные, например, Р и 5 в же­лезных рудах, Ре20 3 в керамических полевых шпатах, 5п в не­которых полиметаллических рудах, Аи и в полиметалличе­ских, а также в мышьяковых и других рудах, коэффициенты К должны быть соответственно увеличены. Так, если распределе­ние кремнезема в железной руде равномерное, а фосфора нерав­номерное или весьма неравномерное, величина коэффициента К вместо 0,3 должна быть принята равной 0,7— 1,0; для неравно­мерной кварцево-шеелитовой руды, содержащей золото, вели­чина К должна быть принята, в зависимости от крупности зо­лота, равной 0,6—1,0 вместо 0,4 и т. д.

При отнесении руд к той или иной категории должна быть отведена существенная роль учету размеров минералов, содер­жащих исследуемые компоненты. Чем крупнее минералы, тем неравномерность руды во многих (но не во всех) случаях будет большая. Для руд с весьма высоким содержанием исследуемых компонентов крупная вкрапленность минералов, содержащих эти компоненты, уже не обусловливает увеличения неравномерности РУД-

Следует помнить, что разбивка руд на категории, приведен­ная в табл 14, не всегда совпадает с приведенной выше груп­пировкой месторождений по признаку равномерности распреде­ления исследуемых компонентов (см. табл. 1 2 ), так как в основу каждой из этих классификаций положены не вполне тождествен­ные принципы.

Указанные величины коэффициентов К (формулы С) = Кй2) являются надежными для обработки забойных и буровых проб, отобранных способами вычерпывания, точечным, бороздовым, задирковым и шпуровым. Их можно применять и при обработке валовых проб, а также проб товарных руд, характеризующихся большими весами и значительной крупностью кусков, в тех слу- 300

чаях, когда размеры вкрапленников минералов, содержащих исследуемые компоненты, не особенно велики.

При особо крупной вкрапленности, свойственной некоторым рудам, а также при незначительном или, тем более, убогом со­держании в них металла для задирковых и валовых проб, так же как и для добытых товарных руд, коэффициент К рекомен­дуется увеличивать до 1 ,0 .

Т а б л и ц а 14

Коэффициенты К формулы ()=К<12 для обработки проб различных типов руд

Кате­гория

РУДКраткая характеристика руд

Величина коэффи­циента К формулы

* о = к а 2

Крупность рудного материала (меш),

начиная с которой проба должна

измельчаться до 48—200 меш без

сокращения

I Весьма равномерные 0,108— 1011 Равномерные 0,30

III Относительно равномерные и неравномерные, включая зо­лотые руды с мелким золо­том (от дисперсного до ты­сячных и сотых долей м м )

0,4 -0 ,6(для золотых то­варных руд 1.8)1

1 0 - 1 2

IV Весьма неравномерные, вклю­чая золотые руды со сред­ней крупностью золота

0,7—1,0(для золотых то­варных руд 1,8)1

О700

V Крайне неравномерные золо­тые руды

1,0 — 1,5(для золотых то­варных руд 3.6)1

8

1 Применяются при опробовании золотых, а также других золотосодер­жащих товарных руд.

В табл. 14 для забойных и буровых проб допущено сниже­ние величин коэффициентов К против только что приведенных (1,8 и 3,6). Это диктуется, с одной стороны, необходимостью не осложнять проведение опробования, а с другой, тем, что для за­бойных и буровых проб нет необходимости брать большой стра­ховочный коэффициент.

Для забойных проб золотых руд надежность значений коэф­фициентов К, приведенных в табл. 14 (0,4—0 ,6 ; 0,7— 1 ,0 ; 1 ,0 — 1,5), доказана экспериментальными работами. После испытания их в производственной обстановке они могут быть предложены и для товарных руд.

При наличии в руде самородков обработку проб во всех ус­ловиях необходимо производить с предварительным извлечением крупного золота промывкой.

331

Рудный материал пробы, доведенный до крупности 2,4—1,65 мм (8—10 меш), должен далее измельчаться до крупности, приня­той для аналитических проб (0,3—0,075 мм или 48—200 меш) без промежуточных сокращений, если даже подсчет по формуле (2 — К& укажет на надежность (2 при принятом К и й, находя­щемся в интервале между 2,4—0,3- мм. Это является обяза­тельным для золотых и платиновых руд IV и V категорий при любом способе доведения начальных проб до аналитических, а также для других неравномерных руд при производстве из­мельчения с неизбежными потерями рудного материала, напри­мер, в дисковых истирателях. При измельчении без потерь руд­ного материала, например, в герметически закрывающихся мель­ницах, возможно дальнейшее сокращение проб. Крупность ма­териала аналитических проб (48—200 меш) всегда следует со­гласовывать с химическими или пробирными лабораториями.

При составлении схемы обработки проб следует иметь в виду, что вес аналитических и лабораторных проб должен быть доста­точным не только для производства основных, параллельных и контрольных анализов, но и для составления объединенных проб. Кроме того, нужно учитывать, что остатки аналитических проб обязательно должны сохраняться, так как в дальнейшем может возникнуть необходимость повторного анализа некоторых из них *.

Исходя из этого, на практике вес аналитических проб, в ко­торых подлежит определению тот или другой из основных ком­понентов, за исключением серебра, золота и платины, изме­няется от 25—100 а. При определении этих трех . металлов, а также при анализе некоторых неметаллических полезных иско­паемых, например, при техническом и элементарном анализе проб угля, размер аналитических проб увеличивается до 200—400 а.

В случаях определения в пробах компонента с очень малой концентрацией, например, индия, связанного с цинковой обман­кой и другими сульфидами в некоторых полиметаллических ру­дах, обработка должна вестись с сохранением всех отбросов. Последние необходимо измельчить и тщательно (двукратно и трехкратно) промыть для полного извлечения сульфидов и других тяжелых минералов. Полученный концентрат будет зна­чительно более богат сульфидами, чем проба руды, благодаря 1

1 Лабораторной пробой, в отличие от аналитической, следует считать «полуприготовленную» к анализу пробу, характеризующуюся крупностью руд­ного материала от 20 до 8 меш. Обычно разведочные партии и другие орга­низации сдают для анализа химико-аналитическим лабораториям такие «полу- приготовленные» пробы, которые уже в лабораториях доводят до соответст­вующего веса и крупности материала. Любая начальная проба, отобранная, например, в забое, доводится до состояния аналитической пробы в два про­цесса. Первый из них осуществляется в разведочных партиях, а второй — в химико-аналитической лаборатории. Однако эту систему далеко не всегда следует считать рациональней.302

чему определение индия будет относительно несложным и на­дежным. Прочие компоненты определяются по основной пробе, обработанной обычным путем.

Если практически полное или почти полное извлечение суль­фидов (или других тяжелых минералов) путем промывки в лотке произвести не удается, то целесообразно применение лабораторных отсадочных машин. Во всяком случае, необхо­димо стремиться к положительному разрешению поставленной задачи, так как непосредственное определение некоторых рассеян­ных элементов, в частности индия, при малой концентрации их в руде осложняется применением слишком больших навесок и может оказаться ненадежным.

Такая обработка проб целесообразна и в других условиях, в частности при опробовании оловянных, вольфрамовых и золо­тых руд.

Промывка отбросов позволяет иметь в полевых условиях ориентировочное, а иногда п довольно точное суждение о содер­жании тяжелых минералов до производства химических анали­зов. Конечно, следует иметь в виду, что подобные методы опре­деления содержания исследуемых компонентов являются, глав­ным образом, вспомогательными, и это их значение должно быть подчеркнуто.

Г Л А В А Ш Е С Т А Я

ТЕХНИКА ОБРАБОТКИ ПРОБ

Обработка проб состоит из следующих операций: дробления (измельчения), вспомогательного и поверочного грохочения или просеивания, перемешивания и сокращения. Все эти операции могут производиться как вручную, так и при помощи механиз­мов.

Выбор ручного или механического способа обработки проб определяется результатом простого технико-экономического рас­чета, не требующего пояснений. При этом одним из главных факторов, подлежащих учету, являются объем и срок производ­ства работ.

При значительном объеме опробования требуется полная ме­ханизация обработки проб, или, во всяком случае, ее наиболее трудоемкой операции — измельчения, не только в условиях руд­ника, но и разведочной партии,

I. ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ

В обычных случаях обработки проб принимаются следующие последовательные стадии измельчения: крупное до 100—30 мм, среднее до 12—5 мм, мелкое до 0,7 мм и тонкое до 0,15—■ 0,07 мм.

303

Крупное механическое измельчение рекомендуется произво­дить в полузаводских, средних и лабораторных щековых дробил­ках.

Щековая дробилка проста по конструкции, обслуживанию и ремонту. Подвижная щека 1 приводится в движение от эксцен­трикового вала 3 (рис. 145) посредством шатуна 4 и двух рас-

I. Крупное и среднее механическое измельчение

Рис. 145. Щековая дробилка

порных рычагов (сухарей) 5, упирающихся в гнезда вкладышей 6. Эксцентриковый вал снабжен приводными шкивами 7 (рабочим и холостым, иногда только рабочим) и двумя маховиками 8. При

вращении вала 3, благодаря эксцентриситету последнего, шатун 4 периодически подни­мается и опускается. При подъ­еме шатуна рычаги 5 выпрям­ляются и отжимают подвижную щеку 1, приближая ее к непо­движной щеке 2. Оттяжка по­движной щеки в нормальное положение производится по­средством пружины 9 и тяги 10. Таким образом, подвижная щека при работе дробилки со­вершает колебательное движе­ние вокруг оси 11. Крупность дробления зависит от ширины

•щели, через которую выгружается материал, и может регулиро­ваться установкой клиньев 12 и 13 при помощи болтов с контр­гайками 14 и 15. Нормальная степень измельчения1 для дро- 1

1 Степенью измельчения называется отношение диаметра наибольших кусков материала, поступающего в дробилку, к диаметру их после дробления.304

Рис. 146. Ручная дробилка

билки равна 4—6, но натяжением клина 12 ее можно повысить до 8—10. При этом производительность дробилки, конечно, сни­жается.

Техническая характеристика дробилок подобного типа кон­струкции Механобра, предназначенных для измельчения проб,приведена в табл. 15.

Т а б л и ц а 15Техническая характеристика щековых дробилок

ПоказателиОсновные параметры Марка

37-ДрМарка40-Др

Основные размеры приемной щели, м м :ширина ..................................................... .............. 100 58длина .......................................................................... 150 74

Наибольший размер кусков исходного материалаВ м м .............................................................................. 80 50

Ширина разгрузочной щеки, м м ......................... 12 -25 1,6 - 6— 12Производительность в к г /ч а с для материала

средней твердости весом 1,6 т / м 3 (кварц), при ширине щели:

1,6 м м ..................................................................... — 406 ....................................................................................... — 200

12 ............................................................................. 500 —

25 . . . ............................................................. 1000 —Наибольшее число оборотов в м и н у ту ................ 275 450Установочная мощность, к е т ................................. 3,75 0,75Размеры шкива, м м

диаметр ...................................................................... 450 230ширина ...................................................................... 90 72

Габаритные размеры, м м :525длина ......................................................................... 490

ш и р и н а .................* ................................................ 580 442в ы с о т а ...................................................................... 575 375

Общий вес (без электродвигателя), к г ................. 441 95

П р и м е ч а н и я . 1. Производительность дана при непрерывном дроблении и нормальном питании.

2. Изнашивающимися частями являются:а) сменные футеровочные плиты;б) болт специальный для крепления неподвижной

щеки дробилки 40-Др;в) распорная плита к дробилке 37-Др;г) втулки шарнирных соединений.

Наиболее изнашивающимися частями дробилок являются щеки, которые в связи с этим делают съемными. Так как изна­шивание щек происходит неравномерно (наибольшее изнашива­ние внизу), то их можно переставлять на 180°, удваивая тем са­мым срок их службы. Щеки обычно изготовляют из марганцови­стой стали.

Для среднего измельчения иногда пользуются легкими лабо­раторными щековьши дробилками с ручным приводом (рис. 146). 20 Ажгирей 305

Крупное и среднее ручное измельчение производится молот­ками на чугунных или железных плитах на открытых площадках

или в помещении в зависи-

2. Крупное и среднее ручное измельчение

мости от местных условии. И в том и в другом случае пол должен быть гладким: цементированным, устлан­ным железными листами или плотно пригнанными доска­ми. Во избежание потерь от разбрасывания рудного ма­териала при дроблении ра­бочее пространство должно быть огорожено.

При среднем дроблении относительно мелкого мате-

Рис. 147. Предохранительное кольцо риала, например, бороздо- для дробления проб вых Пр05 > состоящих обычно

из кусков не крупнее 25—30 мм, целесообразно применять же­лезное кольцо с деревянной или железной ручкой, внутри кото­

Рис. 148. Молоток с закругленным боем

рого и производится дробление. Этим устраняются разбрасывание и потеря материала пробы, что может произойти при дроблении

непосредственно на плите без кольца. Применяются кольца раз­нообразных размеров (рис. 147).

Вес молотков для крупного дробления равен 4—6 кг, для сред­него 1,3—3 кг. Целесообразно пользоваться молотками с за­кругленным бойком, обеспечивающим сосредоточенный удар и меньшее количество пыли. Форма и размеры молотков показа­ны на рис. 148.

Среднее измельчение может производиться также в больших чугунных ступах с вогнутым или плоским дном. Ступы с вогну­тым дном прочнее ступ с плоским дном. Производительность вто­рых при не особенно крепких рудах несколько выше производи­тельности первых. Размеры ступ: высота 60 см, диаметр 40 см, вес до 80 кг, вес песта до 15 кг. Дробление в тяжелых ступах производится с балансира (рис. 149).

7. *

Рис. 149. Ступа для дробления пестом с балансира/—свая; 2—балансир из упругих сортов дерева; 3 —добавочная опора; 4 —скоба; 5 —хомутик для закрепления песта; 6 — пест;7—ступаВ табл. 16, составленной согласно «Справочнику укрупненных

сметных норм (СУСН)» 1950 г., приведена производительность при механическом и ручном дроблении. При механическом дроб­лении производительность указана на дробильную установку, об­служиваемую бригадой из двух дробильщиков и двух вспомога­тельных рабочих, а при ручном дроблении — на бригаду в соста­ве трех дробильщиков и одного вспомогательного рабочего при одном коллекторе.

Т а б л и ц а 16Производительность при среднем дроблении в к г на бригадо-смену

Категории породПроизводительность при дроблении

от 25 до 11 м м от 10 до 6 м м от 5 до 3 м м

П р и м е х а н и ч е с к о м д р о б л е н и иIV—VI 1 250 750

VII—IX 990 610X—XI 650 440

П р и р у ч н о м д р о б л е н и иIV—VI 265 136

VII—IX 205 106X—XI 156 78

320234125

886745

20* 307

3. Мелкое механическое измельчение

Мелкое механическое измельчение материала производится между двумя горизонтальными цилиндрическими валками (рис. 150), вращающимися на параллельных осях один навстречу другому. Валки состоят из цилиндрических барабанов и наса­женных на них стальных бандажей (из марганцовистой стали). Цапфы одного из валков вращаются в неподвижных подшипни­ках 2, а другого — в подвижных подшипниках 3, которые могут скользить на салазках по раме 4 и отжимаются к неподвижному валку буферными пружинами 5.

Рис. 150. Валки (общий вид)

Подлежащий измельчению материал насыпается в загрузоч­ную воронку (питатель) 6, откуда его куски захватываются вра­щающимися навстречу друг другу валками (вследствие трения), увлекаются вниз и, проходя между валками, измельчаются. При этом подвижный валок несколько отходит от неподвижного, что сопровождается сжатием буферных пружин. Степень измельче­ния определяется шириной щели между валками и может регули­роваться при помощи металлических пластин разной толщины, вставляемых между подвижными и неподвижными подшипника­ми, а также путем затяжки буферных пружин.

Техническая характеристика валков подобного типа конструк­ции Механобра приведена в табл. 17.

4. Мелкое ручное измельчениеМелкое ручное измельчение обычно осуществляется в ступках

средних и малых размеров: высотой 25—30 см, диаметром 15— 20 см и весом 10—12 кг; вес песта 2—5 кг. Производительность мелкого измельчения показана в табл. 18.3 0 8

Т а б л и ц а 17

Техническая характеристика валков

ПоказателиОсновные параметры Марка

36-ДрМарка7-Др

Марка 34-Др

Основные размеры валков, м мди ам етр ............................. .... 300 200 200ширина ............................................. 250 125 75

Число оборотов валков в минуту . 200 300 300Размеры шкива, м м :

400ди ам етр ................................. .... 920 460ширина ......................................... 150 105 65

Установочная мощность, к е т . . . 5,5 3,0 1,5Максимальный размер кусков загру-

15• 10 10жаемого материала, м м .................Производительность, т )ч а с для ма-

териала средней твердости весом 1,6 т / м 3 при ширине щели между валками:

2 м м ................................................. 2,25 1,0 0,454 ......................................................... 4,45 1,8 0,906 ........................................................ 6,75 3,0 1,35

Габаритные размеры, м м :1 435 780 610длина .................................................

ширина ............................................. 1 150 800 480в ы с о т а ............................................. 920 510 452

Вес машины (без электродвига-1,0 0,25 0,13теля), т .................................................

П р и м е ч а н и е . Изнашивающимися частями машин являются: у дробилки 36-Др — бандажи: у дробилок 7-Др и 34-Др — валок.

Т а б л и ц а 18

Производительность мелкого дробления и измельчения в кг на бригадо-смену

Производительность при измельченииКатегории

пород от 2,9 до 1,1 м м

от 1,0 до 0,6 м м

от 0,5 до 0,3 м м

от 0,25 до 0,15 м м

от 0,14 до 0,07 м м

П р и м е х а н и ч е с к о м и з м е л ь ч е н и и

>1>

170 110 65 33VII—IX 125 95 54 28

X—XI 91 64 42 24

П р и р у ч н о м и з м е л ь ч е н и и

IV—VI 33 24 16 6VII—IX 28 19 13,2 5

X— XI 23 15 10 4

В табл. 18 производительность при механическом измельчении указана на дробильную установку, обслуживаемую бригадой из двух дробильщиков и двух вспомогательных рабочих, а при руч­ном измельчении — на бригаду в составе из трех дробильщиков и одного вспомогательного рабочего, при одном коллекторе.

5. Тонкое механическое измельчениеТонкое механическое измельчение производится в дисковых

истирателях, шаровых и стержневых мельницах.Д и с к о в ы е и с т и р а т е л и . Руда измельчается между

двумя вертикальными дисками, один из которых 1 (рис. 151) укреплен в передней стенке рабочей камеры и неподвижен, а дру­гой, вращающийся диск 2 установлен на горизонтальном валу, с насаженными рабочим и холостым шкивами 3.

Рис. 151. Дисковый истиратель

Подлежащий измельчению материал поступает через во­ронку 4 в рабочее пространство между дисками (в центре), далее материал увлекается центробежной силой и силой тяжести по радиальным каналам 5 к периферии дисков, измельчается и раз­гружается через нижнее отверстие 6 в находящийся под аппара­том приемник.

Тонкость измельчения регулируется установочным винтом 7. Подъемная крышка кожуха 8 и откидывающийся на шарнире неподвижный диск 1 дают свободный доступ ко всем частям ап­парата для чистки и ремонта.

Техническая характеристика подобных истирателей конструк­ции Механобра приведена в табл. 19.

Ш а р о в ы е и с т е р ж н е в ы е м е л ь н и ц ы . Дисковые истиратели имеют некоторые недостатки важнейшими из которых являются: О распыление материала проб в процессе измельче- 310

Т а б л и ц а 19Техническая характеристика дисковых истирателей

Марка

Основные параметры2-Др 38-Др

Диаметр диска, м м :п о д в и ж н о го .............................................................неп од ви ж н ого .........................................................

Число оборотов вала в минуту .................................Размеры шкива, м м :

диаметр .....................................................................ширина .....................................................................

Установочная мощность, к е т .....................................Максимальный размер кусков загруженного

материала, м м ............................................. .... • • •Наименьшая крупность готового продукта, м м Производительность, кг /ч а с , для материала с твер­

достью кварца и крупностью кусков 6 м м , при измельчении до:

0,8 м м .....................................................................0,2 ................................................................................0,15 , ......................................................................

Габаритные размеры, м м :длина .........................................................................ширина.........................................................................вы сота..........................................................................

Вес машины (без электродвигателя), к г ................

250250

300-500

185851,2

60,15

18013045

1014410444120

150160

300-50020050

0,75

60,15

906025

620335260

63

П р и м е ч а н и е . Изнашивающимися частями машины являются диски.

ния и 2) быстрый износ дисков, в результате которого измельче­ние материала до 150—200 меш часто становится практически невозможным.

Для тонкого1 измельчения в конечной стадии обработки проб целесообразнее применять шаровые и стержневые мельницы. Те и другие представляют собой цилиндрические, реже кониче­ские вращающиеся барабаны, в которые загружается подлежа­щий измельчению материал и стальные шары или стержни (из марганцовистой, хромистой или сильно углеродистой стали). Из­мельчение материала происходит, в основном, путем ударов па­дающих шаров (или стержней) и истирания материала между шарами и внутренней поверхностью барабана мельницы; измель­чение производится также и путем истирания кусочков руды друг о друга.

На рис. 152 изображена шаровая мельница, корпус 1 (бара­бан) которой приводится во вращение от трансмиссии или индиви­дуального электродвигателя через шкив 3. Подлежащий измель­чению материал вместе со стальными шарами загружается в бара­бан через люк с крышкой 2. После этого крышка герметически

311

закрывается, и барабан приводится во вращение. Одновременно в эту мельницу можно загрузить до 15—20 кг материала.

Измельчение производится от 1—3 мм до 0,1—0,15 мм; про­изводительность мельницы 5—10 кг/час, потребляемая мощность около I л. с.; размеры ее указаны на рис. 152. В последнее время

Рис. 152. Ш аровая мель­ница (размеры в м м )

I — корпус; 2 — крышка; 3 - шкив; -/—стойка; 5 — угольник; 5 -ст я ж к а ; 7-вали к; 8 — закид­ной болт; 9—масленка; 7 0 - втулкамельницы такого типа делают с одним (рабочим) шкивом для привода сп' индивидуального электродвигателя; техническая ха­рактеристика их приведена в табл. 20.

Изготовляются также шаровые мельницы с торцовой загруз­кой материала (непрерывное питание через улитку и полую цап­фу барабана) с размером барабана 370X500 мм и стержневые мельницы с размером барабана 540X800 мм.

Ф р и к ц и о н н ы е с т о л ы . Для тонкого измельчения пробы руды, помимо описанных мельниц с индивидуальным приводом, можно использовать так называемые «фрикционные столы». Схема устройства такого стола показана на рис. 153. На столе или фундаментной раме 1 в подшипниках 2 покоятся железные оси трех деревянных валов 3, снабженных для увеличения тре­ния резиновыми или пеньковыми кольцами 4. На оси среднего 312

Т а б л и ц а 20-Техническая характеристика ш аро-стерж невой мельницы

Основные параметры Показатели

Основные размеры, м м :диам етр ............................................................. ................................длина ..................................................................................................

Радиус улиткового питателя, м м .....................................................Наибольшая крупность исходного материала, м м ....................Наименьшая крупность готового продукта, м м .........................Наибольшая производительность, к г / ч а с при непрерывном

процессе измельчения руд средней твердости крупностью12,5 м м до крупности 0,83 м м .....................................................

Размеры шкива, м м :диам етр..................................................... #......................................ширина ..............................................................................................

Число оборотов вала в минуту ....................................................., . мельницы в м и н у т у .............................................

320616175

12,50,83

34

25090

25035

вала насажен приводной шкив 5. Между валами свободно кладутся барабаны шаровых мельниц 6 с загруженными в них

Рис. 153. Схема фрик­ционного сгола с группой индивидуаль­

ных мельниц

(через герметически закрывающиеся люки 7) пробами и сталь­ными шарами 8. При вращении среднего (ведущего) вала бара­баны шаровых мельниц и два других вала вследствие трения также начинают вращаться.

В каждую мельницу загружается целая проба, так как вес ее в этой стадии обработки бывает невелик. Число одновремен­но измельчаемых'проб зависит от размеров фрикционного стола

313

(длины валов и их числа) и размеров мельниц, которые подби­раются в соответствии с весом проб в этой стадии измельчения. Обычно на один стол устанавливается от 6 до 12 мельниц. Из­мельчение пробы от 2—2,5 мм до 100—150 меш при весе пробы около 2—2,5 кг продолжается от 30 мин. до 1 часа.

Преимущества фрикционных столов следующие: 1) в процессе измельчения материал проб не распыляется, что повышает точ­ность опробования и улучшает условия работы (минимум пыли); 2) установка компактна, имеет обычно лишь один привод и обслуживается очень просто, не требуя непрерывного наблю­дения; 3) условия загрузки и выгрузки проб очень удобны и при аккуратной , работе обеспечивают минимум потерь измельчаемого материала; 4) можно одновременно измельчать значительное число проб.

6. Тонкое ручное измельчениеРучное истирание пробы до 0,15—0,07 мм производится на

■чугунной доске с закраинами при помощи массивного башмакаили валка с рукояткой; вес башма­ка до 6 кг (рис. 154).

II. ГРОХОЧЕНИЕ (ПРОСЕИВАНИЕ)

1. Механическое грохочениеПри большом весе проб просеи­

вание целесообразно механизиро­вать, используя для этого плоские или барабанные грохоты, применяе­мые в обогатительном деле.

Примером механического пло­ского решетчатого грохота может

•служить грохот, изображенный на рис. 155 и 156. Грохот представляет собой железную или деревянную раму 1, перекры­тую проволочной или штампованной сеткой 2 с соответствую­щими отверстиями. Рама устанавливается на качающихся опорах 3 и соединена тягой 4 с эксцентриком 5, делающим 200— 350 об/мин. При каждом обороте эксцентрика грохоту сообщается энергичное встряхивание, в результате чего просеиваемый ма­териал проходит через отверстия, передвигается вперед и вы­сыпается через выпускной желоб 6.

Ширина небольших грохотов этого типа 0,3—0,5 м, длина 1,5—2 м; производительность составляет 0,5— 17 т в час на 1 м? рабочей поверхности грохота, в зависимости от характера про­сеиваемого материала, величины отверстий, уклона, числа кача­ний грохота и т. п.

Цилиндрические грохоты вращаются на слабо наклонной оси, а конические — на горизонтальной оси. При вращении грохота частицы просеиваемого материала передвигаются по его внут- 314

ренней поверхности, описывая винтовую линию и высыпаясь через отверстия соответствующего размера в приемник. При этом может происходить разделение материала по крупности на

Рис. 155. Общий вид механического грохота

два и более классов. Грохоты применяются только для просеива­ния значительных количеств больших, в частности, валовых проб.

Рис. 156. Схема механического грохота (размеры в м м )

2. Ручное грохочение и просеивание

Для просеивания большого количества крупного материала (свыше 25 мм) обычно применяется колосниковый грохот, пред­ставляющий собой прямоугольную деревянную раму, в коротких сторонах которой укреплены стальные или железные прутья на равных расстояниях- друг от друга.

315

Для просеивания более мелкого материала (от 25 мм и ниже) употребляются решетчатые грохоты, состоящие из такой же рамы, на которой укрепляются сетки или дырчатые железные листы.

При просеивании материала грохот при помощи стоек устанав­ливается под определенным углом: 40—50° при крупных отвер­стиях и 18—25° при мелких отверстиях. В последнем случае быстро скатывающийся материал при более крутом угле на­клона не успевает пройти через грохот.

Рис. 157. Стандартные сита

Иногда материал пропускается через грохот или проволоч­ную сетку, натянутую на дно носилок с закраинами; двое рабо­чих берут носилки за рукоятки и сообщают им колебательные движения (взад и вперед).

При незначительном весе проб проволочная сетка натяги­вается на дно квадратных ящиков размером 2 0 Х 2 0 Х Ю или 30 X 30 X 15 см. Просеивание производит один рабочий обыч­ным способом.316

Для просеивания мелкого и тонкого материала в конечных стадиях измельчения (от 2,5 мм и ниже) пользуются набором лабораторных сит (рис. 157). В табл. 21 приведены новый стан­дарт сит (ГОСТ 2851-45) и ранее применявшиеся стандарты.

Т а б л и ц а 21

Сравнительная таблица сит (металлических)

Стандарт ГОСТ 2851-45 Шкала БИЧ --1171 Старая шкала

размер сто­роны ячейки

в свету, м м

номерсетки

ЧИ СЛ Оотверстий на 1 с м 2

размер от­верстий,

м м

число от­верстий на линейный

дюйм (меш)

размер от­верстий,

м м

2,5 8 2,362,31,71,6 4 16 1,5 10 1,651,4 12 1,401,2 5 25 1,2 14 1,171,15 6 36 1,02 16 0,991,0 20 0,830,850,8 8 64 0,75 24 0,700,70,63 10 100 0,60 28 0,590,6 11 121 0,540,5 12 144 0,49 32 0,500,42 14 196 0,43 35 0,420,40,355 16 256 0,385 42 0,350,3150,3 20 400 0,300 48 0,300,25 24 576 0,250 60 0,250,210,42 14 196 0,43 35 0,420,40,355 16 256 0,385 42 0,350,3150,3 20 400 0,300 48 0,300,25 24 576 0,250 60 0,250,210,20 30 900 0,200 65 0,210,18 80 0,180,160,15 40 1 600 0,150 100 0,150,125 50 2 500 0,120 115 0,120,1050,10 60 3 600 0,102 150 0,100,09 70 4 900 0,088 170 0,0880,080,075 80 6400 0,075 200 0,0740,063 100 10000 0,0600,05 *0,04

317

III. ПЕРЕМЕШИВАНИЕ

1. Механическое перемешивание

Для перемешивания относительно небольших проб мож­но пользоваться механическими сместителями, представляю­щими собой вращающиеся цилиндры или обычные шаро­вые мельницы. Пробы загружаются в них без шаров на 5—15 минут.

2. Ручное перемешивание

Перемешивание перелопачиванием

При весе проб свыше 2 —3 г перемешивание обычно произ­водится перелопачиванием. В этом случае вокруг кучи под­лежащего перемешиванию рудного материала становятся не­сколько рабочих, которые забирают материал лопатами из раз­ных мест кучи и пересыпают его на другое место, образуя новый конус. Операция повторяется несколько раз до получения одно­родной смеси.

Следует иметь в виду, что при скатывании материала с конуса наряду с перемешиванием происходит сегрегация материала по крупности и удельному весу частиц (рис. 158). Более крупные

Рис. 158. Коническая куча измельченной руды

и тяжелые частицы скатываются к основанию конуса, а более мелкие и легкие задерживаются у его вершины. Для уменьше­ния погрешности при дальнейшем сокращении надо стремиться к тому, чтобы сегрегация происходила симметрично относительно вертикальной оси конуса. С этой целью каждую порцию мате­риала надо ссыпать прямо на вершину конуса. Еще лучше про­изводить пересыпание пробы в конус через воронку 1 (рис. 159), которая устанавливается в нужном положении и отводится в сторону путем вращения рычага 2 вокруг стойки 3 и передви­жения его по стойке вверх и вниз.318

гис. 1оУ. лаборатория для обработки проб (общий вид)

Перемешивание по способу кольца и конуса

Перемешивание по способу кольца и конуса пользуется весьма широким распространением при весе проб меньше 2—3 т. Сущ­ность этого способа заключается в сле­дующем. Материал пробы насыпается в виде кольца на специально устроен­ной ровной площадке (при малом весе проб —■ на столе), тщательно очи­щенной от остатков предыдущей про­бы. Площадка должна быть покрыта плотным дощатым настилом или ли­стовым железом, еще удобнее бетони­рованные площадки или площадки, вы­ложенные метлахской плиткой. Кольцо руды пересыпают в центральную кони­ческую кучку, забирая лопатой или совком небольшие порции материала с самого пола по внутренней стороне .. кольца и обходя последнее по окруж- Рис- 160. П еремеш ива- ности, пока вся проба не будет пере- ние методом кольца и сыпана в конус. - конуса

Оставшуюся на месте кольца породы мелочь подметают, со­бирают и высыпают на вершину конуса. Затем конус при по-

319

мощи доски, а в случае небольшого веса пробы — при помощи пластинки, разворачивают в диск, который снова пересыпают

в кольцо, кольцо в конус и т. д. до получения однородной смеси. Весь процесс повторяется два-три раза (рис. 160 и 161).

Для более совершенного пере­мешивания материала иногда практикуется насыпание конуса уступами (ступенчатое сбрасыва­ние на конус). При этом внача­ле насыпается небольшой конус, который и развертывается в диск полного диаметра. Затем в центре

диска насыпается второй конус (рис. 162), развертываемый в диск того же диаметра, и т. д., пока, таким образом, не будет перемешан весь материал пробы. Этот метод перемешивания проб называется у с т у п н ы м .

Рис. 161. Разворачивание ко­нуса в диск

Рис. 162. Ступенчатое сбрасывание на конус

Для более правильного развертывания конуса в диск (особен­но при больших пробах) полезно насыпать конус вокруг не­подвижно укрепленного штыря так, чтобы он совпадал с верти­кальной осью конуса. На этот штырь при развертывании конуса в диск надевается кольцо, укрепленное на диске.

Перемешивание на клеенке

Небольшие по весу пробы (5—3 кг и меньше) можно пере­мешивать на плотном полотне, резине или клеенке способом перекатывания. Ссыпав материал пробы на кусок клеенки, берут320

последний за противоположные углы (по диагонали) и подни­мают и опускают их попеременно; при этом материал пробы перекатывается по клеенке, перемешивается и вскоре образует достаточно однородную смесь. Способ перекатывания дает удов­летворительные результаты, если частицы пробы достаточно однородны по величине и удельному весу. В. Я. Мостович ре­комендовал пользоваться этим способом лишь для перемешива­ния тонко измельченных проб (до 100—150 меш).

IV. СОКРАЩЕНИЕ

1. Механическое сокращение

На рис. 163 показан механический сократитель, который одновременно осуществляет два приема сокращения, т. е. сокра­щает пробу в четыре раза.

Прибор состоит из двух сосудов 1 и 2, поставленных один над другим и вращающихся в противоположных направлениях при помощи рукоятки 3 и зубчатой передачи 4. Каж­дый сосуд разделен диамет­ральными перегородками на четыре камеры, из которых две (противоположные одна другой) не имеют дна.

При вращении сосудов материал засыпается через питатель 5. Одна половина материала попадает в глу­хие камеры сосуда 1, а вто­рая проходит через сквозные камеры в сосуд 2, где снова разделяется пополам. Таким образом, в приемный сосуд 6 попадает 1/4 сокращаемой пробы. При одном вращаю­щемся сосуде проба сокра­щается вдвое. Аналогичные по устройству сократители изготовляются и с механи­ческим приводом (рис. 164).Следует иметь в виду, что механические сократители в нашей разведочной и руд­ничной практике значительного применения не нашли. Часто удовлетворяются со1фащением пород ручным способом. Однако нет никаких сомнений в том, что при большом объеме 21 Ажгирей 321

Рис. 163. Механический сократитель с ручным приводом

работ, например на мощных горно-рудных предприятиях, механизация сокращения проб, в частности использование

описанных здесь механи­ческих сократителей, может быть безусловно полезной.

2. Ручное сокращение

Сокращение способом квартования

Наиболее распространено сокращение проб способом квартования. При этом способе сокращаемая проба, после пе­ремешивания способом кольца и конуса, развертывается в ров­ный диск небольшой толщины. Затем диск с помощью кресто­вины (см. рис. 161) или при малых пробах с помощью пла­стинки делится по двум

взаимно перпендикулярным диаметрам на четыре равные части (квадранты, секторы).

Два противоположных квадранта выбрасывают, а два других остаются в качестве сокращенной пробы. Эта операция и со­ставляет один прием сокращения квартованием. Если в данной стадии обработки пробы необходимо произвести несколько прие,- мов сокращения, то оставшаяся от первого сокращения часть пробы снова перемешивается, развертывается в диск и сокра­щается тем же способом и т. д. до получения предельного веса пробы, соответствующего данной стадии измельчения.

При последнем сокращении в конечной стадии обработки оставляются обе части пробы; одна из них направляется в хи­мическую лабораторию для анализа, а вторая сохраняется в каче­стве контрольной (дубликат пробы).

Соединение противоположных квадрантов при сокращении квартованием имеет целью получение более равномерной смеси и составляет как бы продолжение перемешивания. При много­кратном сокращении в каждую стадию перемешивание после каждого приема сокращения производят только в случае крайне неравномерного состава. В остальных случаях достаточно про­извести многократное тщательное перемешивание перед началом сокращения, после чего можно провести все приемы сокращения данной стадии без промежуточного перемешивания.

Сокращение квартованием производится обычно при весе исходной пробы не более 2 —3 т.322

Следует заметить, что этот способ сокращения проб значи­тельно менее точен, чем описанное ниже сокращение с помощью автоматического делителя. Специальные наблюдения показы­вают, что погрешности сокращения проб квартованием могут быть

довольно большими не только в случае приготовления проб при недопустимо малых величинах коэффициента К формулы ф = Кй2, но и при оптимальных величинах упомянутых коэффи­циентов, особенно,^ если процесс перемешивания проб произво­дится недостаточно тщательно.21* 3 2 3

На рис. 165 изолиниями показано распределение золота, а на рис. 166 — мышьяка в дисках руды, полученных после развертки конусов. Изолинии представляют собой линии равных содержа-

1

Рис. 166. Схема распределения мышьяка в дисках окисленной руды (сече­ние изолиний 0,5% Аз); I, II и III — стадии сокращения прий=30; 9 и 3 м м

ний золота и мышьяка, проведенные по результатам анализа порций руды, отобранных из центров квадрантов, на которые были разделены диски. Принцип проведения этих изолиний — тот же, что и горизонталей рельефа. Таким образом, изолинии дисков отображают рельеф мысленно осажденного на горизон- 324

тальную плоскость золота и мышьяка. Рельеф, как показывают рис. 165 и 166, неровный, что обусловливается неравномерностью распределения золото- и мышьяксодержащих минералов в про­бах руды.

Возможность больших погрешностей при сокращении проб квартованием видна на рис. 165 и 166, где показаны различные положения двух взаимно перпендикулярных диаметров, делящих диски на четыре сектора, из которых два противоположных от­бираются в пробу. Содержания мышьяка, подсчитанные по изо­линиям при одном из положений этих диаметров, приведены в табл. 2 2 .

Т а б л и ц а 22Результаты подсчета содержаний мышьяка по изолиниям

в двух парах противоположных секторов дисков руды в разных стадиях сокращения проб (в %)

Тип руды

Первая стадия сокращения

Вторая стадия сокращения

Третья стадия сокращения

секторы

I и III II и IV I и III II и IV I и III II и IV

Окисленная мышьяковая руда 5,27 3,84 5,04 4,64 5,04 4,76

Сульфидная мышьяковая руда 7,14 6,73 7,30 6,43 6,93 6,73

Конечно, такую резкую разницу в содержаниях мышьяка, обусловленную наиболее неблагоприятным расположением секто­ров, можно считать крайней. Но все же она подтверждает возмож­ность погрешностей при сокращении проб способом квартования.

Сокращение способом перелопачивания

Большие пробы (больше 2—3 г) иногда сокращают перело­пачиванием. Пробу разделяют лопатами на две или более кучи, одна из которых оставляется в качестве сокращенной пробы.

Если материал забирается лопатой всякий раз с самого пола, то этот способ сокращения дает довольно хорошие результаты. К недостаткам его относятся трудоемкость процесса сокращения и потребность в опытных рабочих.

Сокращение автоматическим делителем

Сокращение проб автоматическими делителями является более точным и более производительным, чем сокращение квар­тованием.

Процесс сокращения при помощи делителя изображен на рис. 167. Две ендовки поставлены под выпускные отверстия (по одной с каждой стороны), а из третьей ендовки материал пробы

325

засыпается сверху равномерно во все отделения прибора. Проба делится на две части, из которых одна отбрасывается, а другая

в случае необходимости снова со­кращается тем же способом.

Делители необходимо изготов­лять с особой тщательностью; жело­ба должны быть совершенно глад­кими без всяких щелей и углубле­ний. Число желобов должно быть не менее 16, а ширина их в 3—4 раза больше диаметра наибольших ча­стиц с сокращением пробы. Тща­тельно изготовленные делители со­ответствующих размеров можно ис­пользовать и для сокращения проб значительного веса с диаметром ча­стиц более 5—10 мм.

Делители используются главным образом для сокращения сравни­тельно небольших по весу проб с диаметром частиц не более 5— 10 мм. При этом по мере уменьшения веса

сокращаемых проб и увеличения тонкости их измельчения сле­дует переходить к делителям меньших размеров. V.

V. П Л О Щ А Д К А И Л А Б О Р А Т О Р И Я Д Л Я О Б Р А Б О Т К И П Р О Б

Все работы по обработке проб: дробление, грохочение, перемешивание и сокращение — в полевых партиях производятся на специально оборудованных площадках. Размер площадки за­висит от размера проб, подвергающихся обработке. При обра­ботке пробы весом в 2 —3 т оказываются достаточными площадки размером 2,5X3 или 3X4 м. Площадку, по возможности, не­обходимо расположить вблизи опробуемых объектов, чтобы из­бежать излишней транспортировки проб, особенно в случае вало­вого или задиркового опробования.

Площадки изготовляются из досок толщиной 2,5—4,5 см, плотно пригнанных друг к другу для устранения потери мелочи. Мелкие щели площадки целесообразно затереть замазкой, чтобы обеспечить полную сохранность руды, или же, при наличии не­обходимого материала, ту часть площадки* на которой произ­водятся ручное дробление и грохочение, покрыть листовым желе­зом. Для защиты от дождя площадку необходимо накрыть на­весом.

В стационарных разведочных партиях и на действующих рудниках, где опробование подземных выработок производится круглый год и в большом масштабе, для обработки проб сле­дует организовать специальную опробовательскую лабораторию336

со складом при ней для хранения дубликатов проб. Схема опро- бовательской лаборатории и ее оборудования, а также специ­фикации последнего, приведены на рис. 168. Дробильная часть помещения должна быть отгорожена сплошной стеной от поме­щения, в котором производится сокращение проб.

Рис. 168. Схема опробозательской лаборатории (размеры в м м )/—этектродвигатель, мощность 6,6 квг, 750 об'мии., п т М КА 18/8; 2 -ш кив диамет­ром 180 м м В -150; V - шкив диаметром 500, В -150; 4 - шкив диаметром 560, В -150; О С Т 1655; 5 -ш к и в диаметром 320, В —100; 5 -в а л диаметров 50, Ь-2оОО; / -подшип­ники, 1 8 - Т —50; 5—стенной кронштейн, ЗУ у — 50 — 550; 9 -рабочий с гол. /50x2200;

10 — делители; 11 — лист, 1500x1^^0; 1 2 —шпик, 0,04 м '\ ^ -в о р о н к а ; 1 4 - валки, 200x150; /5 —ящик, 0,02 м *\ 1 6 - воронка; 17— щековая дроби пса, 150x100; 1 8 —ящик для пробы, 0.26 л г

В целях механизации измельчения забойных проб и керна, а также изучения обогатимости руд, Механобром спроектирована установка, изображенная на рис. 169. Установка состоит из двух сопряженных отделений: дробильного и обогатительного, смон­тированных на общей разборной раме из уголкового железа 40 X 40 мм. Площадь, занимаемая первым отделением, 10,5 м2, вторым — 11 м2. Установка приводится в движение от трансмис­сионного вала 9 двигателем внутреннего сгорания марки Л -6

мощностью 6 л. с.В первом отделении смонтировано следующее оборудование:1 ) щековая дробилка 1 с размером пасти 60 X 75 мм и мини­

мальной (регулирующейся) шириной выходной щели 1,5 мм;327

производительность дробилки 40 кг/час; при увеличении выход­ной щели до 1 0 мм производительность увеличивается до 1 0 0 кг/час-,

2) валки 2 (й = 200 мм) производительностью 40—10 кг/час, позволяющие измельчать рудный материал крупностью от 1 0 до 0,5 мм;

Рис. 169. Схема опробовательской обогатительной установки для геолого-разведочной партии

3) две шаровые мельницы 3 размером 180X 250 мм для измельчения до 150 меш и мельче;

4) два механических грохота производительностью 40 —100 к г / ч а с .

Во втором (обогатительном) отделении смонтированы:5) отсадочная машина 7 для отсадки материала с наиболь­

шей крупностью кусков 1 2 мм; производительность ее 1—2 кг/час;6 ) концентрационный стол 6 для обработки материала круп­

ностью минус 1 мм; производительность стола 1 0 кг/час, размер деки 450 X Ю00 мм;

7) два флотационных аппарата 5 типа МС на 1000 и 250 г, производительностью 2 —3 пробы в час;

8 ) водонапорный бак 8 емкостью 270 л;9) вакуум-насос для фильтрации тонких продуктов флотации;1 0 ) сушильный электрический шкаф и комплект склянок

с воронками для фильтрации продуктов флотации.Для подогрева сушильного шкафа, работы насосов и для

освещения имеется генератор мощностью 1,25 кет.3 2 8

Установка снабжена всем необходимым оборудованием и инвентарем — комплектом сит, делителями проб, реагентами для флотации, посудой, инструментами для обслуживания, за­пасными частями и пр.

Общий вес установки 1200 кг; в разобранном виде она может транспортироваться даже вьючным путем.

Г Л А В А С Е Д Ь М А Я

СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМ ОБРАБОТКИ И ОБЪЕДИНЕНИЕ ПРОБ

I. СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ ОБРАБОТКИ ПРОБ

Работа в опробовательской лаборатории должна произво­диться в соответствии с инструкцией. К инструкции прилагается схема, составленная с учетом конкретной обстановки (имею­щееся дробильное оборудование, сита и пр.).

Условия производства работ весьма различны и привести стандартную схему обработки проб невозможно. Здесь даются лишь общие указания по этому вопросу на примере обработки пробы медной руды.

П р и м е р . Проба, полученная в результате объединения не­скольких бороздовых проб медной руды, характеризуется равно­мерным содержанием меди (К = 0,2). Начальный вес пробы 131 = 60 кг, диаметр кусков ее наиболее крупной фракции с/х = 50 мм. На месте производства работ имеются: лабораторная щековая дробилка (типа Блека), валки, дисковый истиратель, крупные сита 20, 12 и 8 мм и мелкие сита от 8 до 150 меш.

Приводим примерную схему последовательности работ:1. Решение вопроса о возможности сократить данную пробу

без измельчения.Без измельчения проба может быть сокращена в п раз, если

будет иметь место следующее равенство или неравенство:

(3, > пКй ь

Далее проверить, можно ли сократить пробу без измельче­ния в два раза. Если это возможно, то должно иметь место следующее равенство:

д! = 2 Кй\или неравенство

С/л> 2 К й \ -

В том случае, когда (21 > Кй\2 в 4 раза, проба может быть сокращена в 4 раза. Если же ($1 </4К/с112, то сокращение воз­можно только в два раза. При СЬ ]> ^ 12 в 8 раз, возможно со­кращение в 8 раз, й т. д.

329

В данном случае проба меньше не только но иКЛу2 (Кй\2 == 0,2 X 502 = 500), т. е. сокращение без измельчения невозможно.

2. Решение вопроса, до какого размера кусков (частиц) не­обходимо измельчать рудный материал пробы, чтобы оказалось

„ Увозможным сократить ее, например, вдвое, т. е. до С?2= - ^ - =~ 30 кг.

Решая уравнение С? 2 = Кй22 относительно й2 находим, что пробу нужно измельчать до 1 2 мм:

й2 = = ~ 2 = 1 2 мм.

Степень измельчения З и — при этом будет близка к 4. Если же принять ее близкой к 6 , т. е. дробить начальную пробу не до 1 2 , а до 8 мм, то степень сокращения З с= окажетсяприблизительно равной 4, т. е. проба может быть сокращена приблизительно в 4 раза.

В самом деле:С,- - Щ = 0 , 2 - 6 4 = 1 2 , 8 кг ; ^ = - ^ = 4 ,7 ;

принимается ближайшая меньшая величина 5 ^ = 4 .Остановившись на степени измельчения = 6 , мы при­

близительно на 30% снижаем производительность дробления против той, которая имела бы место при “ = 4, зато в даль­нейшем измельчаем на валках не 30 к г , а только 15 к г. Не­которое снижение производительности измельчения при такой его крупности обычно оказывается практически несущественным.

Таким образом, удобнее принять в первой стадии процесса обработки следующие показатели: дробление до 8 мм, степень измельчения 5% = 6 , степень сокращения 5, = 4.

При пользовании способом квартования и автоматическими делителями проба сокращается каждый раз надвое. Делению пробы пополам соответствует один прием сокращения.

Зависимость между степенью сокращения 5 , и числом прие­мов сокращения т можно выразить в следующем виде:

5 , = 2 »; т =

Для первой стадии рассматриваемой схемы обработки пробы число приемов сокращения т, соответствующее З с - 4, опре­деляется из уравнения:

т = 0,602адоТ =

ззо

Сокращением пробы (Д (измельченной до й2 = 8 мм) в 4 раза, которому должно предшествовать ее перемешивание, и кончается первая стадия обработки (рис. 170).

Исходная проба. Ц^ВОкгДрВОмм

Измельчение до дя -8мм

I ст адия

Сита 8 мм

ЗСяг

11стадия

Шстадия

Прадерочное просеивав ие

Перемешивание

15кг^ Сокращение

Проба С]2 *1 5 кг

[ С (Э Измельчение до д3 -2 Д м м ( 7меш) Сито ТмешХР-ДПЛ Проверочное просеивание

иСвДл. Перемешивание7,5кг

ЭЛ5кгк—

1,8 кгСокращение

Сито 12меш.

Проба С/3 = 1,8кгГ~Оэ Измельчение до ду-- 1Дмм ( 12меш)

Шстадия

з Проверочное просеивание

Перемешивай

Сокращение

Перемешивание

~ 0,45кгПроба @4*0,45 кг6 Измельчение до 6$=0,15или 0,1мм (100-150меш}

Сито 100-150меш: Проверочное просеивание

Перемешивание

V „Отброс

т у 1Дубликат пробы Лиамили/ческая проча.

ОД 55кг ОД55 кг

Р и г 170 Сл-рмя пбпабптки ппобы

Измельчение до 8 мм сопровождается поверочным просеива­нием на сите 8 мм. Задача этого просеивания — контроль дробления. Куски руды, ие прошедшие через сито, додрабли- ваются.

331

При ручном измельчении контрольное просеивание является в то же время и вспомогательным. Контрольное просеивание по­зволяет разгружать плиту или ступу от материала, уже измель­ченного до необходимой крупности, который затрудняет додраб- ливание более крупного материала.

Специального вспомогательного просеивания всей начальной пробы <3 2 (на том же сите до дробления) не ставим, так как при крупном и среднем механическом дроблении в этом обычно не бывает необходимости. Вспомогательное просеивание может быть полезным лишь при мелком измельчении и то лишь в том случае, если время, потребное для него, окажется значительным, снижающим производительность обработки проб.

При ручном же измельчении специальное вспомогательное просеивание, производимое до измельчения пробы, чаще всего бывает необходимым во всех стадиях процесса обработки. При этом время, погребное на дробление со вспомогательным про­сеиванием, обычно оказывается (в случае крепких передней кре­пости руд) значительно меньшим, чем без него. Следует, однако, помнить, что при обработке золотых руд с крупным золотом от просеивания в последних стадиях обработки необходимо воздер­живаться, так как возможно застревание золотинок на ситах. В этом случае лучше итти на заведомое переизмельчение руд­ного материала.

3. Решить вопрос о рациональном измельчении во второй стадии обработки. При этом, как и для первой стадии, следует учитывать необходимость минимальной затраты времени в этой и последующих стадиях обработки.

Относительно большой вес пробы С}2 = 15 кг (й2 = 8 мм) по­зволяет вести вторую стадию обработки со степенью измель­чения (5И - ——) ~ 3 , т. е. дробить пробу до 8 меш (2,4 мм)ади сократить ее до веса (2з — у!*^1,8 кг. При меньшем весе про­бы 0 г может быть принята большая степень измельчения до 4—8 .

Таким образом, в этой стадии процесса обработки принимаем следующие показатели: степень измельчения 5 а 3, дробление до ^з = 2,4 мм ( 8 меш), степень сокращения 5 С= 8 , число прие­мов сокращения т — 3, вес пробы кг.

4. В третьей стадии провести измельчение до 1,4мм (12 меш). Степень сокращения при этом будет равна 4, число приемов со­кращения 2, вес пробы С?4 = 0,45 кг.

Четвертая стадия обработки заключается в доведении пробы до 100 или 150 меш и в сокращении ее в три приема до ф5 == = 0,055 кг.

Таким образом, рассмотренная схема состоит из четырех стадий сокращения, с числом приемов сокращения: в первой стадии два, во второй три, в третьей два и в четвертой три (см. рис. 170).

Если же имеется сито с размером отверстий 2 мм, то можно ограничиться и тремя стадиями, минуя второе дробление на валках с 2,4 до 1,4 мм. Тогда дробление во второй стадии про­цесса обработки следует вести не до 2,4, а до 2 мм, и вес пробы может быть принят равным — 0,9 кг. Этот вес будет надежным, так как 0. 3 > /Сс?32; Кйз2 = 0,2 • 22 = 0,8. В соответствии с этим число приемов сокращения во второй стадии окажется ^равнымне 3, а 4, так как степень сокращения $с = = - -д- ~ 16.Тогда в третьей, последней, стадии проба будет измельчаться также до 100—150 меш, но с последующим сокращением не в три, а в четыре приема, приблизительно до 0,055 кг.

При отсутствии сита с диаметром отверстий 1 или 2 мм так­же можно ограничиться тремя стадиями обработки, но обработка была бы менее удобной, чем по рассмотренной выше второй схеме.

Можно было бы, например, исключив второе дробление на валках с 2,4 до 1,4 мм (третью стадию), вести измельчение с 2,4 мм последовательно до 100—150 меш и лишь по оконча­нии этого измельчения произвести сокращение ((2 з = 1 , 8 кг) до конечной пробы. Однако обычно бывает целесообразно загружать дисковые истиратели, по возможности, небольшим количеством рудного материала (в соответствии с принятой схемой измель­чения), поэтому на измельчение до 100—150 меш обычно берут материал с сита 12 меш (1,4 мм), а не с 8 — 6 меш. Все это при­ходится учитывать, конечно, лишь тогда, когда обрабатывается много проб. При малом же их числе подобные вопросы особо большого практического значения не имеют, и любой из трех рассмотренных вариантов схем обработки проб может быть принят.

При большом объеме работ трудоемкий процесс тонкого из­мельчения необходимо производить не в одну стадию, а в две. Так, рассмотренное раньше (см. рис. 170) измельчение с 1,4—2 мм рационально вести не сразу до 100—150 меш, а сначала до 20—35 меш (0,8—0,4 мм), осуществляя в этой промежуточной стадии соответствующее измельчению сокраще­ние рудного материала.

В конечной стадии обработки материала, измельченного до 100—150 меш, его разделяют на пробу и дубликат. Это необ­ходимо тогда, когда пробы сдаются для анализа не в свою (имеющуюся на месте) лабораторию.

Если же имеется своя химическая или пробирная лаборато­рия, в дробильном цехе которой и производится обработка, дуб­ликаты проб брать не следует. В этом случае остатки аналити­ческих проб увеличенного веса должны храниться в лаборатории длительное, а иногда неограниченное время, с таким расчетом, чтобы использование их в целях составления объединенных проб (см. ниже раздел II) представилось возможным в любое время.

333

В том случае, когда на месте производства работ тонкого из­мельчения не производится, дубликаты проб отбираются при той же крупности рудного материала, при которой он отсылается в лабораторию для дальнейшей обработки и анализа.

Размер конечной пробы, измельченной до 100—150 меш, при­нят в рассмотренном примере равным приблизительно 55 г. Он вполне достаточен для определения основного и других компо­нентов в пробе (кроме золота, платины и серебра). Вообще же следует иметь в виду, что размер конечной (аналитической) пробы должен согласовываться с лабораторией, производящей анализы.

Начальные веса проб не являются постоянными; они под­вержены часто весьма значительным колебаниям, которые долж­ны быть учтены при обработке проб. Если они находятся, напри­мер, в пределах 80—20 кг (крупность рудного материала обычно остается относительно постоянной) и для данного типа руд принят коэффициент К = 0 ,2 , то обработка ведется в соответ­ствии со схемой, составленной для пробы весом 60 кг. При этом пробы весом от 80 до 60 кг проходят все стадии и приемы, изображенные на схеме (см. рис. 170); пробы весом 30—40 кг сокращаются в первой стадии уже не в два, а в один прием, а для проб порядка 2 0 кг сокращения после измельчения до 8 мм не производится.

При такой обработке имеет место некоторый перерасход вре­мени и средств. Если при этом через опробовательскую лабора­торию проходит большое число проб, то целесообразно составить несколько схем, которые с технико-экономической точки зрения более соответствуют имеющим место разным весам начальных проб. Однако наличие нескольких (2 —4) схем имеет и свои не­достатки. Оно требует частого регулирования дробильного обо­рудования и более опытного обслуживающего персонала.

В конкретной обстановке поставленный вопрос решается в за­висимости от результатов технико-экономического подсчета с уче­том прочих условий.

II. ОБЪЕДИНЕНИЕ ПРОБ

При опробовании некоторых месторождений II и многих месторождений III, IV и V групп в процессе их разведок и эксплуатации пробы следует объединять по 2—4 в одну.

Объединение проб может производиться двумя способами:1 ) непосредственно у места отбойки (или после доставки проб в опробовательскую лабораторию), без предварительного измель­чения; 2 ) после окончательной обработки каждой из них отдель­но, т. е. после доведения их до конечных аналитических проб (из­мельчение 48—200 меш).

Первый способ целесообразно применять во всех случаях, когда начальные веса объединяемых проб невелики. Это отно­334

сится к бороздовым пробам, точечным, шпуровым и иногда пробам, отобранным способом вычерпывания. Полученная в результате объединения первым способом проба обрабатывается обычным путем.

При втором способе объединения проба составляется пропор­ционально начальным весам объединяемых проб. Отбор рудного материала производится при этом способом полного вычерпыва­ния.

Сущность названного способа заключается в следующем:1 ) на диске хорошо перемешанного рудного материала, пред­

ставляющем собой остаток аналитической пробы увеличенного веса, намечается' сетка с достаточным (9—25) количеством кле­ток;

2 ) из этих клеток шпателем «вычерпываются» до основания диска порции рудного материала. приблизительно одинакового веса;

8 ) отработанные порции смешиваются и их смесь представ­ляет собой исходный рудный материал данной пробы, подлежа­щий объединению с полученным тем же путем материалом дру­гих проб.

Общая схема составления объединенной аналитической пробы золото-кварцевой руды, пропорционально весам объединяемых проб, приведена в табл. 23.

Число приемов сокращения показывает, сколько раз проба делилась пополам. Если она делилась три раза, то вес ее после сокращения будет составлять ’/вСО/г)3] от начального. При числе приемов сокращения 4 он будет равен '/ыСО/г)4] веса начальной пробы и т. д.

Объединение задирковых проб большого веса целесообразно производить вторым способом. Первый способ в этом случае- оказывается сложным и требует относительно много места для обработки объединенной пробы. Т а б л и ц а 23

Схема объединения проб пропорционально их исходным весам

№пробы Вес началь­ной пробы, кг

Число приемов сокращения на­чальной пробы в процессе ее обработкиВес аналити­ческой пробы (измельчение 48—200 меш),

кг •Веса проб, которые необходимо отобрать в объединенную анали­тическую пробу спосо­бом полного вычерпы­вания, кг723 15 5 0,46 0,15724 20 5 0,62 0,20725 9 4 0,56 0,0У726 17 5 0,52 0,17Вес объединенной аналитической пробы о 61 кг

335

Пользуясь в названных выше случаях первым способом объе­динения проб, не следует, однако, забывать одного преимуще­ства второго способа, заключающегося в том, что в случае не­обходимости некоторые из объединенных проб могут быть про­анализированы отдельно.

В ряде случаев объединение проб вторым способом может производиться путем отбора от объединяемых проб равных ко­личеств рудного материала, а не количеств, пропорциональных весам названных проб. Эти случаи здесь не рассматриваются, так как решение вопроса о методе составления объединенных проб остается за инженером-геологом, от которого техник полу­чает все необходимые указания. По той же причине не осве­щаются условия, в которых, например, бороздовые пробы следует объединять не пропорционально их начальным весам, а пропор­ционально длинам борозд.

Объединение проб следует производить не только при эксплуатации, но и при разведках. Однако в самой начальной стадии разведок, когда еще нет достаточных данных для сужде­ния о деталях характера изменения содержания промышленно­ценных и других компонентов, от объединения проб обычно воз­держиваются.

Предлагаемое объединение проб имеет следующие преимуще­ства перед обычной, принятой в практике, системой обработки и анализа каждой индивидуальной пробы: разгружается лабо­ратория и тем самым ликвидируется часто имеющее место силь­ное запаздывание получения результатов анализов, существенно сокращаются расходы по опробованию и несколько упрощается подсчет запасов.

Количество проб, которое рекомендуется объединить на место­рождениях той или другой группы, см. в табл. 24.

Т а б л и ц а 24Количество проб, подлежащих объединению при Усистематическом

опробовании

Группы ме­сторожде­

ний

Характер распределения компонентов, подлежа­

щих определению

Рекомендо­ванные

интервалы между про­

бами, м

Количество проб, подле­жащих объединению

I Весьма равномерный 50— 15 Не объединяютсяII Равномерный * 15—4 Не объединяются; лишь

при 4-метровых интерва­лах возможно объеди­нять по 2 пробы

III Относительно равно­мерный и неравномерный

4—2,5 2 пробы

IV Весьма неравномерный 2,5—1,5 2—3 пробыV Исключительно нерав­

номерный1,5-1 3—4 пробы

336

Следует иметь в виду, что объединение проб необходимо увязывать с особенностями строения, а также состава залежей полезных ископаемых, и там, где это окажется нужным, следует учитывать необходимость выделения технологических сортов РУД-

Г Л А В А В О С Ь М А Я

ОПРОБОВАНИЕ РОССЫПЕЙХотя к россыпям и применимы почти все рассмотренные спо­

собы взятия проб, но опробование их все же существенно отли­чается от опробования коренных месторождений. Основное отличие заключается в следующем. Процесс обработки проб в том виде, в котором он описан выше для руд коренных месторожде­ний, при опробовании россыпей "Исключается, а определение содержащихся в россыпях промышленно-ценных компонентов обычно производится на месте поисковых или разведочных работ промывкой проб в соответствующих приспособлениях. Эти особен­ности и заставляют рассматривать опробование россыпей от­дельно.

В соответствии с условиями производства работ можно на­метить следующие виды опробования россыпей: 1 ) лотковое (или ковшевое) опробование поверхностного слоя делювиальных или аллювиальных отложений при предварительных поисках марш­рутного характера (этот вид опробования называется также косовым, когда опробованию подвергаются косовые наносы рек);2 ) опробование отложений в руслах рек и на дне неглубоких озер при поисках и разведке соответствующих россыпей;3) опробование при поисках и разведках шурфами; 4) опробо­вание при бурении в тех же условиях; 5) опробование при эксплуатации россыпей открытыми и подземными горными работами.

I. ОТБОР ПРОБ

1. Лотковое (ковшевое) опробованиеПри лотковом (ковшевом) опробовании делювия и аллювия

пробы берутся из закопушек глубиной 0,3—6 , 6 м. Из таких же закопушек берутся пробы и косовых наносов, причем вначале опробуется верхний, по течению реки, конец («головка») косы, где имеются наиболее благоприятные условия для отложения золота, платины и других тяжелых рудных минералов. При об­наружении последних опробование продолжается вниз по тече­нию до исчезновения искомого металла или минерала.

Промывка породы производится в ковше или лотке. В отдель­ных случаях косовые отложения опробуются путем взятия и про­мывки на вашгерде-проб (0,5—1 ж3), объем которых всякий раз необходимо тщательно измерять.22 Ажгирей 337

При опробовании русловых и озерных отложений, находя­щихся под водой, отбор проб производится так называемым «пахарем» с бревенчатого плота 1 (рис. 171) при помощи желез­

ного черпака 2, насаженного на длинную (5—7 м) рукоять 3. Плот вяжется из 12—15 бревен размером 8 X 0,2 м. Посредине плота остав­ляется удлиненная прорезь (0,4 X X 0 , 8 м) , над которой устанавли­вается ручной ворот 4 для подъема- и опускания черпака. Черпак изго­товлен из котельного железа и имеет емкость около 0 , 0 2 ж3.

Плот устанавливается обычно» длинной стороной поперек реки. Пробы берутся в отдельных пунк­тах или сплошной бороздой попе­рек всего русла. При этом двое ра­

бочих, вращая ворот, разматывают канат, а третий, держась за ручку черпака и нажимая на ее поперечины, вонзает черпак . возможно глубже в породу. Затем, вращая вал ворота в обрат­ную сторону, ковш отрывают от дна, поднимают вместе с поро­дой на поверхность плота и вываливают породу в измерительный сосуд или непосредственно на вашгерд 5. В последнем случае объем промытой породы определяется по числу разгруженных черпаков, емкости черпака и степени его наполнения.

3. Опробование россыпей при шурфовке

Опробование россыпей при шурфовке производится как в про­цессе проходки шурфов, так и по окончании ее.

Опробование одновременно с проходкой позволяет лучше руководить разведкой; учитывая результаты опробования, можно задать дополнительные шурфы в той части площади, где наме­тилась промышленная россыпь, и сократить разведочные работы там, где установлено малое содержание металла (минерала) или полное его отсутствие. Кроме того, попутное опробование ускоряет передачу россыпи в эксплуатацию.

Исходя из этого, следует считать, что промывка проб по окончании шурфовки нецелесообразна и может быть допущена лишь в крайних случаях, например, в зимнее время, когда нет возможности организовать промывку.

В практике разведки золотоносных россыпей углубка шурфов^ производится выемкой отдельных горизонтальных слоев мощ­ностью по 0 , 2 ж, причем порода из каждого такого слоя склады­вается в отдельную кучку. При проходке шурфов с водоотливом 338

2. Опробование русловых и озерных отложений

Рис. 171. Плот для опробо­вания русловых россыпей

выдаваемый слой должен быть предварительно осушен. Для этого в одном из углов шурфа перед выемкой слоя делается приямок глубиной около 0,4—0,6 ж.

Кучки (выкиды) породы размещаются на расчищенной вокруг шурфа площадке, размером от 5 X 6 до 10 X Ю ж. Выкладка производится по часовой стрелке с достаточными промежутками между кучками во избежание смешивания породы из разных слоев. Промывка каждого из этих выкидов производится отдель­но в ковше, на лотке, на вашгерде или бутаре.

Пробы, поступающие в промывку, должны быть все одного объема. Для измерения проб служат продолговатые корытооб­разные ящики-ендовки следующих размеров: вверху 60 X 30 см, внизу 50X20 см, высота 17 см (рис. 172).Учитывая разрыхленность породы, объем такой ендовки обычно при расчета'х при­нимают равным 0,02 ж3. Средний вес по­роды, вмещаемой ендовкой (насыпаемой всегда доверху, уплотняемой встряхива­нием и ударами лопаты с удалением из­лишка породы под линейку), зависит от состава россыпи и может быть определен

достаточным числом взвешиваний. От выкида, обычно из разных его точек, берут 1— 2 ендовки, и каждая из них промывается от­дельно. Результаты ковшевой и лотковой промывки россыпей золота и других минералов считают предварительными, и для окончательных выводов чаще всего пользуются промывкой на вашгердах или бутарах всего материала выкидов.

Бороздовый способ опробования в настоящее время иногда применяется при опробовании россыпей в шурфах в тех случаях, когда описанный выше способ пробоотбора оказывается почему- либо неудобным, в частности при проходке с взрывными рабо­тами. При этом борозды располагаются по стенкам шурфа (две борозды, по одной на двух противоположных стенках, или четыре борозды, по одной на каждой стенке).

Сечение борозд определяется длиной и количеством борозд, составляющих одну пробу (2—4), а также весом пробы, который должен быть не менее 30—60 кг. Чем неравномернее содержание исследуемых компонентов и чем крупнее размеры их частиц, тем вес пробы должен быть больше. Длина пробы при разведках золотосодержащих россыпей шурфами большей частью прини­мается равной 0,2 м, иногда — 0,5 м.

При опробовании россыпей касситерита и вольфрамита счи­тают возможным брать пробы полуметровой и даже метровой длины. Опыт показал, что полуметровые пробы удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым проектирующими и производ­ственными организациями к материалам по опробованию при до­статочно мощных россыпях, разрабатывающихся механизирован­ным способом. В случае большой мощности, особенно когда раз- 22* 339

работка предполагается с применением гидромеханизации, выде­ление полуметровых секций (не говоря уже о секциях длиной 0,2 м) практического значения не имеет. При этих условиях мет­ровая длина проб окажется приемлемой и для золотосодержа­щих россыпей при опробовании их не только бороздовым, но и валовым способом.

Таким образом, вопрос о длине проб необходимо решать с уче­том мощности россыпей, степени неравномерности оруденения, способа разработки и других условий. В начальной стадии раз­ведочных работ для установления границы и мощности песков и торфов короткие пробы, в частности по 0 , 2 м, могут быть не­обходимыми. Необходимым может оказаться и секционное опро­бование с учетом изменения литологического состава россыпей по простиранию и мощности. Однако такое опробование чаще всего должно быть выборочным, а не систематическим.

При опробовании имеются в виду не только пески и торфа, а также плотик. Торфа в начальной стадии поисково-разведоч­ных и разведочных работ опробуются с той же степенью деталь­ности, что и пески. Опробование их прекращается, когда уста­новлено отсутствие или непромышленное содержание исследуе­мых компонентов по достаточному числу проб нескольких первых шурфов и возобновляется обычно лишь от случая к случаю в целях контроля сделанных ранее выводов.

Существенное внимание обращается на опробование плотика, особенно в тех случаях, когда он является благоприятным для концентрации тяжелых металлов и минералов. Очевидно, что из­ложенное относительно опробования торфов и плотика относится не только к бороздовому, но и к валовому опробованию.

Крайне ограниченное использование бороздового способа в практике опробования россыпных месторождений золота, воль­фрамита, касситерита и других минералов объясняется, глав­ным образом, отсутствием достаточного опыта по его примене­нию.

Бороздовое опробование может найти применение, во-первых, как предварительное, не исключающее валового (с полной про­мывкой всего материала) для окончательного суждения о содер­жании промышленно-ценных минералов в россыпи; во-вторых, при благоприятных условиях, например, в случае относительно равномерного распределения упомянутых минералов и неболь­шой их крупности, бороздовое опробование может дать надеж­ные результаты и как окончательное. Однако настойчиво реко­мендовать его применение без соответствующего контроля вало­выми пробами не следует.

Бороздовое опробование можно считать совершенно неприем­лемым при наличии в россыпи большого или относительно боль­шого количества крупной гальки и валунов, а также при крайне неравномерном распределении в ней промышленно-ценных ком­понентов.340

.Буровые разведки неглубоких россыпей производятся почти исключительно буром Эмпайр, диаметром 100 и 150 мм. Реже используется Невьянский бур старой конструкции с диаметром наконечников до 458 мм, позволяющий вести проходку в мягких породах с наличием валунов и гальки размером до 160—170лш в поперечнике.

Глубокие россыпи (свыше 15—20 м) обычно разбуриваются станками механического ударного бурения типа Кийстон и др.

При разведке золотосодержащих россыпей принято отбирать материал с каждых 0,2 м углубки. Эта величина (0,2 м) уста­новлена прйктикой и отвечает необходимости: получить точные границы промышленного пласта россыпи по вертикали; иметь при разведке число проб, достаточное для получения достовер­ного среднего содержания. При разведке россыпей, предназна­ченных для механизированной отработки (в том числе — драж­

4. Опробование россыпей при бурении

ных полигонов), интервал опробования увеличивается при деталь­ной разведке до 0,5 м, если границы пласта уже достаточно точно были определены опробованием каждых 0 , 2 м.

Объем пробы измеряется в специальной колоде (рис. 173) или вычисляется по диаметру скважины и величине углубки, с которой взята данная проба (глубина колоды 0,13—0,14 м, ширина внутри 0,10 м, длина 0,90 м). Вместо четвертой короткой стенки колода имеет задвижку — ставешек, который может пере­мещаться в вертикальной плоскости вверх и вниз, открывая и за­крывая при этом колоду.

На боковых стенках колоды нанесены деления через 5 мм с нумерацией от задней стенки к ставешку. К колоде прилагается плотно входящая в нее квадратная дощечка размером 1 0 X Ю см.

После того как проба вылита из желонки в колоду и от­стоится, приоткрывают ставешек и осторожно спускают воду. Дощечкой отгребают пробу к задней стенке колоды, выравни­вают ее по высоте дощечки и отмечают длину образовавшегося бруска породы. Затем определяется и фиксируется объем пробы, после чего можно считать ее готовой для промывки. Промывка буровых проб производится в лотке или ковше.

Получение надежных результатов опробования требует: 1 ) тщательного к’репления скважин и, в частности, постоянного

341

некоторого опережения продвигания башмака обсадных труб по отношению к продвиганию лезвия бурового долота; 2 ) возможно более точной фиксации продвижения труб, высоты столбика по­роды, вошедшего в трубы до забурки (в частности, желонения), и высоты его перед каждой последующей забуркой; 3 ) аккурат­ных замеров объема вынутой породы и 4) контроля опробова­ния скважин, пройденных комплектом Эмпайр, опробованием увязанных со скважинами шурфов.

Количество контрольных шурфов должно быть достаточным для объективного суждения о точности опробования при буре­нии. При бурении невьянским комплектом контрольной шур- фовки можно не производить.

Обязательным считается контроль горными выработками (шурфами или шахтами с рассечками) опробования скважин механического ударного бурения, если нет объективно убеди­тельных материалов для данного месторождения, полученных сопоставлением результатов прежней буровой разведки с соот­ветствующими результатами эксплуатации.

5. Опробование россыпей в подземных выработкахОпробование в подземных разведочных, подготовительных

и очистных выработках производится бороздами по мощностипласта (рис. 174). В каждом забое проходят две-три бо­розды. Расстояние между опробуемыми забоями под­готовительных выработок от 1 —1,5 до 3 ж; интервалы в 1—1,5 ж принимаются лишь в случае крайне не равно­мерного распределения про­мышленно-ценных компонен­тов в россыпи. Сечение бо­розды принимается исходя из тех же соображений, что и при опробовании шурфов; объем пробы, составленной из двух-трех борозд, должен быть не менее 0 , 0 2 ж3.

Надежность применения бороздового опробования должна быть доказана в каж­дом отдельном случае кон­

трольными валовыми пробами. Условия, исключающие примене­ние бороздового опробования в подземных выработках, те же, что и для шурфов.

Возможно также применение способов вычерпывания и точеч­ного. Количество частных проб может быть принято то же, что 342

Рис. 174. Расположение борозд в за­бое на россыпном месторождении

касситерита/—торф; 2 -п еск и с валунами; 5-тонки е или­стые глины; 4 — пески, обогащенные гидрооки- сными минералами железа; 5—плотик (грани­ты)

и при опробовании коренных месторождений с весьма неравно­мерным и исключительно неравномерным оруденением, при •общем объеме пробы не менее 0,02 ж3. Испытание точечного спо­соба, производившееся на ряде россыпей, дало те же результаты, что и бороздовое опробование.

Однако на россыпных месторождениях преимущества этих способов перед бороздовым обычно незначительны, так как от­бойка борозд обычно требует немного времени.

II. ПРОМЫВКА ПРОБ1. Промывка в лотке

Промывка в лотке производится следующим образом. Напол­ненный породой лоток (рис. 175) одной из своих коротких сторон •помещается в водоем в слабо наклонном положении так, чтобы >/2—2/з лотка и заключенная •в нем порода находились под водой (рис. 176). Противопо­ложный конец лотка, для при­дания ему неподвижности, про­мывальщик прижимает ногой к земле, после чего находя­щаяся в лотке порода переме­шивается и взмучивается же­лезным гребком (рис. 177) или растирается пальцами.

При этом мелкие и легкие частички; пустой породы уно­сятся с лотка водой, тяжелые частицы золота, платины и других рудных минералов оса­ждаются на дне, а верхний слой промытой гальки осторожно сбрасывается с лотка греб­ком. Затем, когда в лотке останутся лишь мелкие фракции обо­гащенной породы, промывальщик берет лоток в руки и совер­

шает им вращательные движения. От вращения воды более легкие части­цы породы всплывают. Промывальщик слабо на­клоняет лоток и быстры­ми движениями вперед и назад (толчками) сбра­сывает их, зачерпывая всякий раз краем лотка немного свежей воды.

Операция повторяется до тех пор, пока на дне лотка остается лишь шлих, содержащий искомый металл или мине­рал.

Рис. 176. Лоток Харитонова

Рис. 175. Сибирский лоток

343

30*40

1 3

Таким образом, промывка проб состоит из трех последова­тельных операций. Первая операция — отмучивание, отделение глинистого материала и крупных кусков; вторая операция — от­мывка мелких частиц минералов с небольшим удельным весом;

третья операция — довод- ка шлиха, т. е. оконча­тельное отделение тяже­лых минералов от неболь­шого количества легкого и относительно легкого ма­териала, оставшегося в пробе при второй опера­ции.

Опытный промываль­щик может промыть от 2 0 до 50 лотков в смену,, т. е. 0,2—0,5 м3 породы. Производительность про­мывки зависит от харак­

тера материала, размера частиц промышленных минералов и дру­гих условий. Она резко снижается при сильно глинистых, трудно-

Рис. 177. Гребок

промываемых породах и очень малых размерах исследуемых ми­нералов, требующих осторожной работы.

Потери при промывке на лотке колеблются в весьма широких пределах. Для золота и платины они обычно не превышают 10—15%; при резком преобладании относительно крупных частиц этих металлов над тонкими из­влечение достигает 95—98%.При промывке материала неко­торых касситеритовых и воль- фрамитовых россыпей, харак­теризующихся обилием тонко­го рудного материала, потери доходят до 25—40%, а иногда бывают и значительно выше.

В этих случаях приходится вести двукратную и трехкрат­ную промывку одной и той же пробы (промывка в баке или на брезенте с тщательным со­хранением хвостов). Подобный метод промывки следует рекомендовать при опробовании всех типов россыпей, в которых имеется мелкий и весьма мелкий шлиховой материал.

Когда же двукратная и трехкратная промывка не дает на­дежных результатов, от промывки на обычном лотке приходите® отказываться. В этих случаях можно применять лоток с рифле­ной плоскостью смыва (рис. 178). М. В. Солодянкин, испытывав­

Рис. 178. Лоток с нарифлениямн на плоскости смыва (по М. Соло-

дянкину)

344

ший этот лоток в лабораторных условиях, указывает, что про­цент улавливания относительно легких минералов (уваровита, эпидота и берилла) был значительно выше, чем при промывке- в обычном лотке и на концентрационном столе.

Полезными в этих случаях могут быть и лабораторные отса­дочные машины.

2. Промывка в ковше

Промывка в ковше производится следующим образом. Ковш (рис. 179) с пробой осторожно погружают в искусственный или- естественный водоем. Там ковш встряхивают плавными движе­ниями, круговыми в горизонтальной и пря­молинейными в вертикальной плоскостях.Благодаря этому материал пробы .переме­шивается и на дно ковша опускаются тя­желые минералы. Имеющиеся в пробе гли­нистые примазки при промывке разминаются.

В результате перемешивания через из­вестный промежуток времени в верхней ча- Рис. П9. Большой сти ковша остаются наиболее крупные и лег- азиатский ковш кие частицы, и тогда при несколько боль­шем погружении ковша в водоем, зачерпнув им большее количе­ство воды, можно быстрым наклонением ковша удалить из него- верхние крупные и легкие частицы. При этом более тяжелые ча­стицы остаются в нижней части пробы. Описанный процесс по­вторяют до тех пор, пока в ковше останется лишь шлих, содер­жащий искомый металл или минерал.

Промывка в ковшах небольших размеров менее производи­тельна по сравнению с лотковой, и потому следует рекомендо­вать пользоваться лотком или же применять ковш большой' емкости.

Изложенное выше о сносе рудного материала при промывке в лотках относится и к промывке в ковшах.

3. Промывка на вашгерде, роккере или бутаре

Вашгерд (рис. 180) представляет собой широкий мелкий ящик без задней стенки. Головная его часть сделана таким об­разом, что вода, поступающая на прибор через перегородку, сте­кает широкой струей, равной ширине вашгерда в передней части. Дно вашгерда делается плотное и ровное. Для снабжения вагФ- герда водой около головной его части устанавливается бочка или ларь, соединяемые с ней желобом. Порода засыпается на- дно вашгерда в количестве двух ендовок — 0,04 м3, после чего по желобу пускается струя воды.

Промывальщик, стоя на дне вашгерда, перемешивает гребком породу, перемещая крупную ее часть в хвост прибора. При этом*

345

золото или другой тяжелый минерал стремится занять нижнее положение и располагается на дне вашгерда. Когда породы на

3 1 нем остается мало, про­мывальщик уменьшает подачу воды и дощеч­кой, затем щеткой и, наконец, ладонью на дне осторожно произ­водит доводку, остав­ляя только тяжелую фракцию — шлих.

Промывка на ваш­герде значительно про­изводительнее лотко­вой или ковшевой про­

мывки.Устройство роккера

аналогично устройству вашгерда. Существенной особенностью роккера является при­способление для его покачивания, способствующее смыва­нию мелкой гальки (рис. 181).

Бутара (рис. 182) — трехстенный ящик, сбитый из 40—50-мм досок, дно которого оснащено попе­речными плинтусами(тра­фаретами). На приемни­ке бутары помещается горизонтальный грохот, на который загружается промываемый материал. Грохот служит для отделения крупной (обычно больше 1 0 — 1 2 мм) гальки

,же проваливается через отверстия на плоскость бутары.

Отделенная галька классифицируется по круп­ности на грохотах; каж­дый класс замеряется. На основе этих данных определяются процент ка­менистости россыпи и со­

отношение в ней валунов и гальки разной крупности.Вода подводится к бутаре по желобу или трубе. Пройдя через

грохот, она стекает по плоскости бутары, унося с собой более легкие частицы. Тяжелые же минералы и частицы металла остаются на плоскости и у плинтусов бутары, откуда их тща­тельно собирают после промывки пробы. Для более полного ,346

■и для истирания глины; мелочь

Рис. 180. Вашгерд/ -ж елоб; 2-головная часть; 3 —перегрузка; 4 — дно вашгерда

улавливания золота, платины и других полезных компонентов россыпи плоскость бутары устилается резиновыми особой вы­делки матами, войлоком или грубым сукном.

Длина бутары 1750—2000 мм, ширина 450—600 мм, высота 650—850 мм, ширина приемной части вверху 700—800 мм, внизу 450—550 мм. Наклон бутары 0,08—0,15. Производительность промывки составляет 3— 6 м3 в смену в зависимости от «промы- вистости» породы. Средний снос золота и платины 5—10%; снос касситерита и вольфрамита часто доходит до 30—50%, причем основная часть потерь приходится на мелкие фракции.

При опробовании россыпей касситерита, шеелита и вольфра­мита для уменьшения потерь ценных компонентов при промывке проб в лотках и на бутарах рекомендуется:

1 ) избегать излишней «доводки» концентрата, которая всегда сопровождается потерей части шлиха; 2 ) тщательно от­мывать глинистые примазки в гальке; 3) параллельно с промыв­кой вести ручную сортиров­ку снимаемой с грохота галь­ки во избежание потери сплошного и агломеративно- го крупного рудного мате­риала; 4) равномерно загру­жать породу; 5) равномерно подавать воду.

Из более совершенных следует отметить бутару Неделяева (рис. 183), харак­терной особенностью кото­рой являются волнистые шлюзы. Эта бутара обеспе­чивает минимум сноса тяжелых минералов. Волнистые шлюзы представляют собой пару лесенок, накладывающихся одна на другую так, что более высокие ступеньки (плинтусы) верхней лесенки ложатся между ступеньками нижней. Между лесенками

вкладывается сукно, принимающее волни­стую форму, способст­вующую улавливанию мелкого и даже плову- чего золота (рис. 184). Возле верхних плинту­сов а создается вихре­образное движение во­ды, благодаря которому

Рис. 184. Схема движения мелких частиц золота на бутаре Неделяева

самые мелкие частицы золота неизбежно смачиваются и осажда­ются. На рис. 184 линией С—С показан путь тяжелых мелких ча­стиц, а стрелками обозначены пункты их осаждения. Вследствие

347

такого устройства шлюзов снос золота на бутаре Неделяева зна­чительно меньше, чем на обыкновенных бутарах.

Для подвижных, работающих на больших площадях, поиско­вых и поисково-разведочных партий, особенно в условиях вьюч­ного таежного пути в окраинных районах Советского Союза* Ю. Г1. Деньгин рекомендовал применять сконструированную им походную брезентовую бутару (рис. 185), общий вес которой равен 1 2 кг.

Разрез И у

Рис. 185. Брезентовая бутара Деньгина

Шлюз а изготовляется в виде трубы, простроченной по краям, чтобы получить гнезда для двух шестов, которые служат жесткой опорой полотна шлюза. Для получения плоского дна шлюза при­меняются четыре распорки, которые вместе с тем играют роль, плинтусов и прижимают ко дну шлюза настил. Последний со­стоит из бобрика, проволочной сетки и ивового коврика.

Для того, чтобы в процессе промывки проволочный настил не вспучивался и ивовый коврик не поднимался водой, под плин­тусы укладываются три пары металлических прутьев. Грохот Гг заключенный в деревянную раму, изготовляется из оцинкован­ного железа. Шлюз а и грохот Г устанавливаются каждый на двух парах стоек в гнезде вилок Д.

Доводка шлиха осуществляется на лотке. Золото, как указы­вает Ю. П. Деньгин, практически улавливается полностью, за исключением пылевидного. Основная его масса остается в верх­ней трети шлюза на бобрике под проволочным матом, знаки — в средней трети и единичные мелкие зернышки — в нижней.

Производительность бутары при песках хорошей промыви- стости — 0,5 м3/час. Средний расход воды зависит от характера промываемого материала и достигает 0,25 м3/час. Средний уклон 348

шлюза при песчано-глинисто-щебневом материале 12°. При уста­новке бутары у места опробования и на подаче воды работают двое подсобных рабочих и один промывальщик.

III. ДАЛЬНЕЙШАЯ ОБРАБОТКА ПРОБ

Полученный в результате промывки в лотке, на вашгерде или бутаре шлих осторожно сливают в жестяной совочек, просу­шивают и ссыпают в бумажный пакетик (капсуль), на котором пишут наименование речки или ключа, номер буровой или шур- фовой линии, номер скважины или шурфа и номер выкида или глубины, с которой взята проба.

После этого пакетики с шлиховыми пробами направляются в шлиховую лабораторию для дальнейшей обработки шлихов.

ГЛАВА ДЕВЯТАЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОПРОБОВАНИЕ

Технологические пробы отбираются для опытных испытаний руд на обогатимость или плавку. Результаты этих испытаний используются при проектировании строительства новых, а также реконструкции действующих фабрик и заводов. От правильности решения вопросов технологического опробования зависят эффек­тивность капитальных затрат и нормальная работа агрегатов.

Наиболее важными и не всегда легко и быстро разрешае­мыми из этих вопросов являются пробоотбор и испытание. Не останавливаясь на втором из них, отметим, что решение первого вопроса обычно тесно связано с вопросами добычи, обогащения и металлургической обработки. В связи с этим необходимо обес­печить геолога соответствующей консультацией.

I. УСЛОВИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

Технологическое опробование месторождений полезных иско­паемых производится в различных стадиях их освоения, начиная от поисково-разведочных работ и кончая эксплуатацией.

В процессе поисково-разведочных работ (чаще всего в конце их) или в самом начале предварительных разведок это опробо­вание становится необходимым при благоприятной геологической обстановке и прочих условиях, заставляющих форсировать про­мышленное освоение объекта, или же в тех случаях, когда воз­можность освоения сырья (с технологической точки зрения), если и не внушает опасений относительно целесообразности даль­нейших затрат на разведку, то все же еще недостаточно выяснена.

В качестве иллюстрации может быть приведен следующий пример.

349

Крутопадающие, маломощные (0,6—0,2 м), кварцево-шеели- товые жилы вскрыты с поверхности относительно большим числом легких горно-разведочных выработок; пройдено несколько коротких штолен, расположенных на существенно разнящихся гипсометрических отметках. Результаты опробования позволяют не сомневаться в том, что масштаб месторождения более или менее значителен.

Геологические наблюдения, результаты опробования, минера­логическое изучение руд и прочие факторы, подлежащие учету при оценке месторождений, вполне определенно указывают на возможность эффективной разработки данного месторождения и получения концентрата по стоимости, не превышающей плано­вую для предприятий, действующих в аналогичных условиях.

Заинтересованность промышленности в получении концен­трата с данного месторождения в ближайшие 1 ,5 — 2 года оче­видна, и вопрос о последовательном (в 2 — 3 очереди) промыш­ленном его освоении обычно решается в положительном смысле.

Дальнейшая разведка месторождения на глубину совме­щается с разведочно-подготовительными работами на наиболее благоприятных его участках, 1 организованными в целях быстрей­шего обеспечения пуска первой очереди предприятия.

Проектирование горной части предприятия при отмеченных выше условиях может быть произведено по данным поисково- разведочных работ. В основу проекта технологической части должны быть положены результаты соответствующих испыта­ний. Для этого технологические пробы должны быть отобраны заранее или во всяком случае не позже срока, обеспечивающего своевременное производство испытаний, составление проекта и строительство фабрики.

Такая степень разведанности и изученности месторождения, при относительно малом изменении минералогического состава руд по простиранию и падению на участках, намеченных для разработки первой очереди, не исключает необходимости отбора надежных технологических проб. При этом могут быть исполь­зованы даже разведочные канавы, если процессы изменения руды и вмещающих пород выражены слабо. Однако все же лучше проходить специальные короткие выработки по падению или восстанию рудных тел.

В качестве второго примера, иллюстрирующего необходимость производства технологического опробования в поисково-разведоч­ной стадии или в самом начале предварительных разведок с целью установления технологии переработки сырья, можно привести месторождение медистых песчаников. Несмотря на от­носительно высокое содержание меди (1,6—1,7%), песчаники разведуемого месторождения совершенно не поддавались обога­щению, потому что рудные минералы (карбонаты меди) здесь

1 Но не в ущерб рациональной добыче большого масштаба в дальнейшем.350

были представлены землистыми разностями, тонко распределен­ными в глинистом веществе, цементирующем песчаники.

Для решения вопроса о технологическом освоении таких руд. необходимо заблаговременно ставить соответствующие испыта­ния с самого начала производства предварительных разведок, как только наметились благоприятные условия в отношении мас­штаба месторождения, содержания промышленно-ценных компо­нентов и т. п.

Начав технологические исследования позже, например, в ста­дии детальных разведок, можно задержать промышленное освое­ние месторождения, так как производство технологических испы­таний может представлять в таких условиях нередко сложную научно-исследовательскую проблему, решение которой потребует много времени.

Конечно, при опробовании в начальной стадии предваритель­ных разведок могут иметь место случаи, когда в связи с недо­статочностью соответствующих данных технологические пробы окажутся не типовыми. Однако смущаться этим обстоятельством не следует. Первые технологические испытания, которые могут быть названы качественными, не окажутся бесполезными. Результаты их будут использованы при испытании типовых проб, отобранных уже в процессе детальных разведок. Лучше произвести некоторые затраты на дополнительные технологиче­ские исследования, чем затягивать проектирование эксплуатации месторождения.

При отборе технологических проб может быть использован не только рудный материал из горных выработок, но и керны буровых скважин.

Детальные разведки, особенно разведка с развитой сетью горных выработок, вполне благоприятствуют отбору типовых проб. В этих условиях они чаще всего и отбираются. Еще более благоприятными в этом отношении являются подготовительные и очистные выработки.

В условиях действующего рудника технологическое опробова­ние производится в связи с изменением характера оруденения при переходе работ на более глубокие горизонты или на другие участки по простиранию. При этом соответствующие испытания их оказываются необходимыми для составления проекта рекон­струкции процесса обработки или переработки руд.

Менее надежными, а чаще всего и совершенно ненадежными для отбора технологических проб являются отвалы горных работ. Прежде всего иногда может быть не совсем ясным вопрос, к какой части рудных тел их следует относить. Однако самым главным является тот факт, что руда в отвале может оказаться настолько измененной, что по своим технологическим свойствам совершенно не будет отвечать рудам, заключенным в целиках. В этом случае технологическое опробование отвалов может быть полезным для решения вопроса только об их использовании. Оно

35 Ь

не даст никаких сведений о технологической обработке или пере­работке руд, заключенных в целиках и тяготеющих к тем уча­сткам месторождения, из которых вынута накопленная в отвалах масса руды.

Отвалами можно пользоваться лишь в целях приближенного решения рассматриваемой задачи, т. е. при предварительных исследованиях, и то лишь в тех случаях, когда комплекс рудных и нерудных минералов является устойчивым, а доступ в старые горные выработки требует длительного срока на их восстановле­ние.

II. РАЗМЕРЫ МАТЕРИАЛА ПРОБ

Крупность рудного материала технологических проб прини­мается в зависимости от тех схем, по которым предполагается их испытание. По одним из них испытания ведутся без измель­чения при той крупности рудного материала, которая получается в результате отбойки или выемки руды в процессе разработки месторождений, по другим — с предварительным измельчением. В первом случае говорят об естественной крупности, например, для многих бурожелезняковых, сидеритовых, а также марганце­вых руд осадочного генезиса, и о кусковатости — результате от­бойки крепких руд.

Схемы технологических испытаний без измельчения свой­ственны некоторым железным и марганцевым рудам, фосфори­там, некоторым углям и другим видам сырья и полезным иско­паемым, подвергающимся в процессе обогащения промывке (мойке). Мойка может быть одной из стадий процесса обогаще­ния или основным и единственным процессом обогащения. В этих случаях крупность рудного материала технологических проб и соотношение различных его классов должны быть такими же, как при добыче.

Схема технологических испытаний с предварительным измель- : чением применяется ко всем рудам цветных, редких металлов и золота, а также ко многим неметаллическим рудам. Это от­носится к пирометаллургическим и гидрометаллургическим про­цессам, а также к процессу механического обогащения.

При пирометаллургических процессах, например, при вы­плавке цветных металлов, применяется крупный (ватержакет-- яая плавка), средний (конверторная плавка) и мелкий (отража­тельная плавка) материал.

Процессам механического обогащения, как правило, свой­ственно мелкое и тонкое измельчение.

Гидрометаллургические процессы также всегда проходят при мелком или тонком измельчении.

В соответствии с изложенным и определяются требования к крупности материала технологических проб. Для основной массы руд не следует принимать материал такой же крупности, 352

которая получается при отбойке в очистных выработках, так как это осложнит обработку проб.

Мнение, что все технологические пробы должны иметь такую же крупность рудного материала, которая получается при до­быче, основано на том, что в цикл опытных технологических испытаний должна входить классификация рудного материала, получающегося в результате отбойки руды в очистных забоях, а также после каждой стадии дробления, и что полученные дан­ные должны быть положены в основу расчетов всех стадий дроб­ления руд при составлении проекта производственной установки.

Эти испытания требуют довольно большого числа наблюде­ний, и выяснение вопроса о соотношении различных классов рудного материала, получающегося при отбойке руды в очи­стных забоях, целесообразнее производить непосредственно на месторождении. Там же удобно производить и классификацию рудного материала при крупном и среднем дроблении, считая, что технологическая проба должна удовлетворять запросам лишь собственно технологических испытаний.

В соответствии с этим почти все научно-исследовательские и производственные организации последнее время считают, что минимальным пределом крупности рудного материала в пробах, предназначенных для гидрометаллургических испытаний и испы­таний механического обогащения, должно быть 40—60 мм. Эта же крупность удовлетворяет и пирометаллургическим испыта­ниям, за исключением лишь некоторых случаев, в частности ватержакетной плавки, для которой рудный материал должен быть значительно крупнее.

III. ВЕС ПРОБ

Вес технологической пробы зависит от масштаба испытаний. Для лабораторных испытаний металлических и многих неметал­лических руд обычно ограничиваются относительно небольшим количеством материала, а именно от 50 до 100 кг, очень редко до 300—500 кг. При испытании подузаводского масштаба вес проб соответственно увеличивается и достигает 15—20 т, а при испытаниях заводского масштаба он определяется производи­тельностью технологических агрегатов и временем, необходимым для испытаний.

Приведенный выше вес лабораторной пробы относится к типо­вой пробе. Веса проб, отражающих разновидности руд каждого данного типа, могут быть меньше указанных (25—50 кг).

IV. ОТБОР ПРОБ

Технологические пробы отбираются с учетом двух основных факторов: распределения различных руд в пространстве и усло­вий разработки месторождений.23 Ажгирей 353

Изучение пространственного распределения оруденения про­изводится непрерывно, в процессе как поисково-разведочных и разведочных, так и эксплуатационных работ. При этом в пер­вую очередь учитываются технологические особенности руд.

Условия разработки, в частности система очистных работ, бывают окончательно ясны лишь при наличии технического про­екта, а при отсутствии такового они принимаются по аналогии с другими рационально разрабатывающимися месторождениями, близкими по геологическим и горно-техническим условиям к дан­ному месторождению.

При изучении оруденения учитывается необходимость выде­ления в пространстве более или менее значительных масс руды, характеризующихся перечисляемыми ниже и некоторыми дру­гими признаками. Признаки эти следующие:

1 ) физические свойства руд (крепкие, слабые, рыхлые земли­стые разности и т. д.);

2 ) количество промышленно-ценных компонентов в руде (мономинеральные и полиминеральные руды);

3 ) содержание промышленно-ценных компонентов (богатые, средние и убогие руды);

4 ) содержание полезных примесей, благоприятствующих про­теканию технологического процесса, и вредных примесей, ослож­няющих этот процесс, а также понижающих качество конечного продукта;

5 ) минералогический состав руд, например, сульфидные руды; окисленные и смешанные свинцово-цинковые руды; халь- козиновые и ковеллиновые медные руды, магнетитовые, марти- тсвые и гематитовые железные руды и т. п.;

6 ) характер минерализации (например, сплошные и агрегат­ные сульфидные руды, вкрапленные руды);

7 ) размеры рудных минералов (крупная, средняя, мелкая и тонкая вкрапленность);

8 ) состав вмещающих пород, в том или ином количестве по­падающих в руду при ее отбойке и иногда осложняющих ход технологического процесса.

Каждая технологическая проба должна представлять какой- либо определенный тип руды, например, в зоне окисления поли­металлических месторождений — богатые свинцовые руды, цин­ково-свинцовые и цинковые руды; сплошные сульфидные (со­стоящие почти сплошь из сульфидов), агрегатные сульфидные руды (с тем или иным количеством нерудных минералов) и вкрапленные руды тех же месторождений; по нерудным мине­ралам — кварцево-сульфидные, карбонатно-кварцевые и тому подобные руды.

Среди этих основных типов часто имеют место переходные разности руд. Их, как правило, необходимо представлять допол­нительными технологическими пробами меньшего веса, чем основ­ные пробы.3 5 4

Каждый тип руд и переходные разности должны быть пред­ставлены достаточным количеством образцов. Образцы необхо­димы для детального изучения вещественного состава представ­ляемых ими технологических проб.

Изучение проводится с целью выяснения полного минерало­гического состава руды и характеристики каждого отдельного минерала, его формы и размеров, твердости, хрупкости, спайно­сти, удельного вееа, характера и степени изменения под дей­ствием вторичных процессов, характера прорастания и проч­ности срастания отдельных минералов, магнитных свойств, харак­тера поверхности минералов с точки зрения степени их смачи­ваемости и т. д.

Наряду с микроскопическим методом исследования образцов руд используется и химический метод. Анализируются разновид­ности руд и, если в этом есть необходимость, отдельные мине­ралы. Изучается также минералогический состав вмещающих по­род, попадающих в руду при отбойке.

Все эти сведения, значительная часть которых может быть получена в процессе повседневного геологического изучения месторождения, необходимы для правильного выбора технологи­ческих испытаний и интерпретации их результатов.

Технологическая проба должна соответствовать по составу рудной массе, поступающей на обогатительную фабрику или за­вод. Состав рудной массы зависит в некоторой мере от приня­той системы разработок. В связи с этим и условия отбора тех­нологической пробы должны быть максимально приближены к условиям добычи. Например, при отбойке проб в жильных рудных телах малой мощности широкими выработками сле­дует пользоваться с осторожностью. Лучше пройти узкие вос­стающие выработки, соответствующие ширине очистного про­странства.

Возможность организации рудоразборки в процессе эксплуа­тации должна быть также учтена при отборе и обработке техно­логических проб. При этом следует отличать рудоразборку в за­боях от рудоразборки рудной массы на поверхности, так как часто бывает необходимо сопоставить соответствующие показа­тели (содержание промышленно-ценных компонентов в крупной и мелкой руде, а также в отсортированной пустой породе), по­лученные при рудоразборке в забое и на поверхности.

Особенно большое значение имеет учет системы разработок при разрешении вопроса о выделении типов руд и определении возможности селективной выемки и выдачи руд по типам (сор­там). Опыт показывает, что при относительно небольших раз­мерах незакономерно расположенных различных типов руд селективная выемка и выдача оказываются настолько сложны, что от них приходится отказываться. В этих случаях селек­тивная добыча может быть осуществлена лишь путем рудо­разборки.2 3 * 3 5 5

Таким образом, типовые технологические пробы должны ото­бражать ведущие разности руд, обособленное залегание кото­рых дает возможность производить раздельную их выемку и выдачу.

Для того, чтобы состав технологической пробы (в частности содержание в ней промышленно-ценных компонентов) соответ­ствовал, по возможности, среднему составу выдаваемой при эксплуатации за определенный промежуток времени (шести­дневку, декаду, месяц) рудной массы, отбойку технологической пробы следует производить в нескольких различных участках, представляющих один и тот же тип руд. Однако нет необходи­мости принимать слишком большое число пунктов отбойки для одной и той же (типовой) пробы. Необходимо внимательно из­учить все эти пункты и выбрать из них лишь несколько, отвечаю­щих среднему составу руд данного типа.

В сложной геологической обстановке это изучение должно базироваться на данных дополнительного химического опробова­ния и достаточном количестве определений минералогического состава. При значительных расстояниях между пробами в под­земных горных выработках (I и II группы месторождений, см. табл. 1 2 ) дополнительное химическое опробование обычно оказывается необходимым и не зависит от сложности геологиче­ской обстановки.

V. ОБРАБОТКА ПРОБ

Обрабатываются и доводятся до необходимого веса и круп­ности рудного материала лишь пробы, предназначенные для лабораторных, а иногда и для полузаводских испытаний. Пробы, предназначенные для испытаний в заводском масштабе, не об­рабатываются.

Обработка производится описанными выше приемами по схемам, соответствующим той или иной величине коэффициента К формулы С> = Кб2.

Во многих случаях технологического опробования, прежде чем доводить пробу до веса, необходимого для испытаний, делают рудоразборку. Порядок рудоразборки описан выше при вы­борочном опробовании; сначала производят грохочение рудной массы и затем сортируют оставшийся на грохоте крупный материал.

Минимальные размеры отверстий грохота для руд цветных ', редких металлов и золота при обработке последних амальгама­цией и цианированием — от 40 до 60 мм. Куски пустой породы, оставшиеся на грохоте, отбрасываются. Крупные (больше 120— 160 мм) сростки пустой породы и руды, не прошедшие через

1 Для руд цветных металлов, испытываемых при ватержакетной плавке, они значительно больше 40—60 м м.

3 5 6

грохот, разбиваются. При этом выделенная пустая порода также отбрасывается, а руда поступает на грохот. В результате полу­чаются пустая порода и крупная (плюс 40—60 мм) и мелкая (минус 40—60 мм) руда. Каждый из этих классов руды, пред­ставляющий собой самостоятельную часть данной технологиче­ской пробы, отдельно тарируется в плотно сбитые ящики или в металлические банки и отправляется для испытания.

Пустая порода обрабатывается как обычная химическая проба для определения содержания в ней промышленно-ценных компонентов.

VI. ПРОБЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ

ИСКОПАЕМЫХ

Условия отбора этих проб должны максимально приближаться к условиям добычи испытываемых полезных ископаемых. Необ­ходимо вместе с тем, чтобы каждая проба по своим размерам и прочим данным удовлетворяла требованиям, предъявляемым испытанием. Характер испытания определяется устанавливаемым (изучаемым) или уже установленным (но подлежащим контролю) направлением использования полезного ископаемого.

Общее представление об этих испытаниях может быть полу­чено в соответствующих руководствах. Здесь же следует заме­тить, что все работы по отбору проб и их обработке (когда она необходима) производит техник на основе подробных указаний инженера-геодога, который в сложных случаях консультируется со специалистами по разработке и использованию полезных ископаемых.

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РУД

I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМНОГО ВЕСА РУДЫ ‘

Объемный вес руд существенно меняется при изменении их минералогического состава и плотности; поэтому его следует определять в отдельности для каждого естественного типа руд в одном и том же рудном теле. Даже в пределах одного и того же типа руд объемный вес может иметь значительные колеба­ния. Особенно это относится к окисленным рудам сульфидных месторождений.

При опробовании необходимо различать объемный и удель­ный вес руд. Объемным весом называется вес единицы объема руды в ее естественном виде, без нарушения пустот и пор, свой- 1

1 Излагается по ЛТ. Н. Альбову.357

ственных ей. Удельным весом называется вес единицы объема из­мельченной в тонкий порошок руды с исчезновением всех пустот и пор, свойственных данной руде. При опробовании и подсчете запасов следует пользоваться объемным весом, который в пори­стых рудах может оказаться заметно меньше их удельного веса.

В рудных телах, при добыче которых применяются кайлово- лопатные работы, для определения объемного веса надежнее всего применять метод выемки из целика. В участках рудного тела, сложенных характерными рудами, намечают забои для каждого естественного их типа. На тщательно выровненной по­верхности забоя высекают точно определяемый объем руды в форме прямоугольной призмы, равный 0,01—0,05 м3. Длинное ребро призмы следует располагать вкрест видимой в забое полос­чатости руды. Стенки высеченной призмы подравнивают кайлой, а ее размеры тщательно измеряют рулеткой. Всю отбитую из точно замеренного объема руду немедленно взвешивают на деся­тичных весах с точностью до 1 кг. Путем деления веса отбитой руды в килограммах на точно замеренный ее объем в кубических дециметрах получают значение объемного веса. При этом сле­дует сейчас же использовать взвешенную руду для определения ее влажности и пористости. Метод выемки из целика очень удобен для мягких руд, добываемых кайло-лопатными работами. В за­боях, проходимых буровзрывными работами, этот метод не всегда может дать удовлетворительные результаты. Контуры выемки получаются неправильные, и точное определение объема возможно только при значительном увеличении замеряемого объема.

В большинстве случаев объемный вес руд определяется лабо­раторными методами. Образец руды взвешивают и получают вес в граммах (вес Р); затем на тонкой проволоке образец погру­жают в воду. Разность отсчетов уровня воды до и после погру­жения в кубических сантиметрах дает объем образца руды (ооъем^о). Делением веса Р на объем о получают объемный вес

■ Для измерения объема применяют градуированныйстеклянный цилиндр емкостью 500 или 1000 см3. При этом раз­меры рудных образцов берутся несколько менее диаметра ци­линдра. Для определения объемного веса более крупных образ­цов и рудных штуфов можно применять простой прибор, пока­занный на рис. 186, представляющий собой широкую стеклянную банку с отрезанным дном, закрепленную в деревянной подставке в опрокинутом положении. Через пробку проходит изогнутая стек­лянная трубка, на 1— 2 см не доходящая до верхнего края банки. В банку наливают воду, избыток которой сливается через трубку. При этом уровень воды в банке принимает постоянную высоту. Взвешенный в воздухе рудный штуф на тонкой проволоке по­гружают в банку. Вытесненная вода, равная объему штуфа, сли- 358

вается через трубку в поставленный под банкой измерительный цилиндр, по уровню воды в котором и производят определение объема штуфа.

Обычные торговые весы также можно использовать для опре­деления объемного веса пород и руд. На одну чашку весов ставят стеклянную банку емкостью около 2 л, наполненную водой до определенной черты (наклеенной снаружи бумажной полоски). Вес банки с водой до черты равен а г. Отливают часть воды (около 0,5 л) и снова взвешивают. Вес банки с оставшейся водой равен Ь г, причем а^>Ь. Спускают в банку кусок руды, добавляют рудной мелочи до повышения уров­ня воды до черты и снова взвешивают. Пусть вес банки с рудой и водой до черты равен с г.

Тогда вес руды, помещенной в банку, равен с—Ъ, а вес объема воды, равного объему образ­ца, равен а—Ь. Тогда объемный вес й г, равен:

а — Ь '

Рис. 186. При­бор для опреде­ления объемно­

го веса руды

Все эти способы дают достаточно верные значения объемного веса только для горных пород или руд плотного сложения, образцы ко­торых лишены каких-либо заметных пор или трещин. При определении объемного веса по­ристых или трещиноватых штуфов необходимо покрыть их поверхность непроницаемой для воды пленкой, иначе часть воды впитается в поры образца и отсчет покажет уменьшенный объем и преуве­личенный объемный вес. Для этого лучше всего погрузить штуф пористой руды в спиртовый лак и после смачивания поверхности образца оставить его на сутки на воздухе для сушки. Вместо спиртового лака при работе с пористыми рудами можно пользо­ваться и расплавленным парафином. Покрытие парафином не­больших образцов руды увеличивает их объем за счет объема парафинового слоя. Для более точного определения объемного веса небольших образцов необходимо из объема парафинирован­ного образца вычесть объем парафинового слоя. Эту величину определяют путем деления веса парафинового слоя в воздухе на удельный вес парафина, который можно взять из справочных таблиц. Вес парафинового слоя на образце определяют по раз­ности весов образца в воздухе до и после погружения его в рас­плавленный парафин.

Удельный вес руды определяют в лабораторной обстановке " с помощью пикнометра. Пикнометр представляет собой малень­

кую стеклянную колбу различной, но точно установленной емкости, например, 25 см3. Этот объем показан на узкой шейке пикнометра в виЪе черты. Для определения берут из тонко-

35

измельченного порошка руды навеску около 1 — 1 ,5 г и дестилли- рованную воду.

Определение производят по формуле:г) _ _ _____ (Р ’л — Р \)_____ .

(Р *-Р г)~ (Р ,~Р Я) ’ где Я — удельный вес руды;

Рх— вес пустого пикнометра;Р2 — вес пикнометра с навеской руды;Р3 — вес пикнометра с навеской руды и с водой, налитой,

до черты;Р4 — вес пикнометра с водой, налитой до черты.

Взвешивание производят на аналитических весах.Для полного удаления воздуха из навески руды, залитой

водой, пикнометр с навеской руды и с водой подвергают кипяче­нию, после чего доливают водой до черты.

Для получения надежной величины объемного или удельного веса руды по каждому естественному типу руд следует иметь не менее 15—25 отдельных определений, из которых и выводится среднее значение.

И. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ РУДЫ

Руда в забое всегда содержит некоторое количество влаги. В то же время содержание полезных и вредных компонентов химическая лаборатория всегда определяет в сухой руде. По­этому при подсчете запасов необходимо учитывать объемный вес с поправкой на влажность. Определение влажности является обязательным и при опробовании добытой рудной массы, а так­же товарной руды. При содержании влаги в руде выше нормы с установленной цены за руду делается скидка, а при влажности выше установленного предела (кондиции) руда бракуется.

Необходимо иметь в виду, что влажность неодинакова в руде отдельных забоев и особенно в руде, выданной на дневную по­верхность, поэтому определение влажности следует делать не­медленно после взятия образцов руды из забоя и выводить его как среднее значение из ряда частных определений. Взятую- пробу руды весом около 500 г быстро измельчают до размера кусков не крупнее 1 см и взвешивают. Пробу влажной руды, весом Р 1 == 500 г высушивают до постоянного веса при темпера­туре, не превышающей 1 0 0 °.

Допустим вес сухой навески Р% будет равен 480 г. Тогда Р\—Р2 = 20 г составит вес влаги в навеске. Процент влажности Ш определяется по формуле:

№ Р , — Рп

ра 100 =500—480

480 •100= 4 ,16% .

360

Если объемный вес руды был найден равным 2,40, то исправленный на влажность объемный вес О о1 находят по формуле:

2,40(100 - 4,16) _ о 3 0И VI 100

который и следует принять при подсчете запасов металла в руд­ном теле.

Для определения влажности товарной руды навеску отбирают из последнего отброса измельченной пробы. При этом необхо­димо вводить поправку на потерю влаги, происходящую при из­мельчении и сокращении проб. Величина этой поправки устанав­ливается опытным путем.

Например, если для летнего времени эта поправка оказалась равной 10% и в пробе определено. 5,6 % влаги, то истинное со­держание влаги в руде равно:

^ = 5,6 + = 6,16°/,

Наиболее удобным прибором для определения влажности является сушильный шкаф с электрическим обогреванием. Тер­мометр, пропущенный через верхнюю крышку шкафа, контроли­рует температуру, которая не должна превышать —(— 100°. Вместо сушильного шкафа можно применить эксикатор с серной кисло­той. Навеска руды помещается на тарелочке в эксикатор, кото­рый закрывается плотно притертой крышкой. Крепкая серная кислота поглощает влагу, выделяющуюся из навески.

III. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРИСТОСТИ РУДЫ

Пористостью называется отношение объема всех пор, имею­щихся в рудном образце, к общему его объему, выраженное в процентах. Особенно важно определить пористость для окислен­ных полиметаллических руд (для руд из «железных шляп»). Зная объемный и удельный вес сухой руды, пористость можно определить по формуле:

Я = ( 1 - ^ ) - 1 0 °;

где П — пористость;— объемный вес сухой руды;

Я — удельный вес руды.

Определение пористости опытным путем производят следую­щим методом. Образец сухой руды взвешивают в воздухе: пусть Р, = 287 г. Затем его на проволочке погружают в чашку с керо­сином, ставят эту чашку под колпак воздушного насоса и воздух из-под колпака откачивают. При этом из пор руды выходит за­ключенный в них воздух и поры заполняются керосином. После

361

того, как окончится выделение пузырьков воздуха из образца, последний извлекают из-под колпака насоса и снова взве­шивают, предварительно убрав избыток керосина пропускной бумагой.

Пусть этот вес Р 2 = 307 г. Разность весов Р 2—Л = 20 г со­ставляет вес керосина в порах образца. Объем пор определяют делением веса керосина в порах на удельный вес керосина {й = = 0,85). Объем пор У равен:

V — ^ ^ — _??_ — 23 5 см3У а ~ 0,85 с м ■

Объем всего образца определяют погружением его на прово­лочке в измерительный цилиндр, наполненный тем же керосином. Пусть отсчеты по цилиндру равны V1 = 270 см3 и У2 = 400,5 смъ. Объем образца равен У2—1Л — 130,5 см?. Коэффициент пори­стости определяют по формуле:

а(У2- у,) • 1 0 0 = 307—2870.85(400,5-270,0) •1 0 0 = 18,0°10-

Воду для этих определений применять нельзя, так как в воде всегда имеется растворенный в ней воздух. Керосин же является бескислородной жидкостью, не растворяющей воздух. Крупные куски руды при этом следует разбивать на более мелкие, в целях увеличения их поверхности и более свободного проникновения керосина в поры образца.

IV. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА РАЗРЫХЛЕНИЯ

Коэффициентом разрыхления называется отношение объема некоторого количества отбитой руды или породы к объему того же количества руды или породы в целике. Определение коэффи­циента разрыхления имеет важное значение при разведках рос­сыпных месторождений, месторождений фосфоритов желвако- вого типа и при разведках некоторых других месторождений, а также для технических расчетов при эксплуатации месторож­дений (определение емкости вагонеток, скипов, бункеров и пр.).

Пусть точно замеренный объем руды в целике У]=0,535 м3. Отбитую руду насыпают лопатой в мерный ящик точно определен­ной емкости (например, ящик с внутренними размерами 0,5 X X 0,5 X 0,4 = 0 ,1 м3). Слегка встряхивая, уравнивают доской поверхность руды в один уровень с краями ящика. Весь объем отбитой руды равен емкости мерного ящика, умноженной на число его наполнений отбитой рудой, плюс остаток руды, опре­деляемый на глаз в десятых долях емкости мерного ящика.

Например, объем отбитой руды У2 — (7X 0 ,1 м3)-{-(0,25 X X 0,1 м3) = 0 ,725 м3. Тогда коэффициент разрыхления

у - V , _ _ 0,725

•862

0,535 1,35.

Коэффициент разрыхления всегда больше единицы; для раз­ных руд и пород обычные пределы его 1 ,2 —1 ,6 .

V. МЕХАНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДОБЫТЫХ РУД И МЕТАЛЛОНОСНЫХ ПЕСКОВ

Добытая руда и металлоносные пески представляют собой механическую смесь обломков руды и горных пород раз­ной крупности — от больших глыб и валунов 0,5 м и более в диаметре до мельчайших частиц. Определение соотношения разных классов по крупности для добытой руды (рудной массы) в весовых процентах и для металлоносных песков в объемных процентах называется м е х а н и ч е с к и м анализом руды или песков. Механический анализ руды или песков имеет важное значение для технических расчетов при проектировании горно­рудных предприятий.

Для производства механического анализа отбирают типич­ную партию руды (не менее вагонетки), добытую кайловыми или буровзрывными работами, и на отдельной площадке под­вергают ее грохочению с взвешиванием всех классов. Для ана­лиза берут 3— 6 грохотов с размерами отверстий, например, 1 0 0 ; 50; 20; 10; 5 мм. В качестве иллюстрации механического анализа приводим результаты анализов медноколчеданной руды двух шахт (табл. 25).

Т а б л и ц а 25Механический анализ руд1

Рудник А Рудник Б

классы,мм

весовыеколичества,

%

содержаниемеди,

°/о

классы,мм

весовыеколичества,

°/о

содержаниемеди,

°/о

>60 36,0 2,73 <75 39,3 1,4060—20 29,7 2,35 75—50 16,1 1,6820— 6 14,0 1,75 50—25 5,7 1,96

2 5 -1 0 18,0 2,436—3 8,7 1,49 10—5 8,8 3,613 - 0 11,6 1,25 5 - 0 12,1 3,79

— 100,0 2,19 100,0 2,24

1 По С. М. Бучельникову.

Несмотря на близкие данные механического анализа опробо­вание руд по классам крупности показывает существенное раз­личие. Руда рудника А содержит медь преимущественно в круп­ных классах. В руде рудника Б более богатой по меди является рудная мелочь. Это обстоятельство имеет немаловажное значе­ние для опробований.

363

Механический (гранулометрический) анализ металлоносных песков обычно совмещается с контрольным шурфованием при детальной разведке россыпи. Вся выданная из шурфа порода- раскладывается на кучи равными интервалами (по 0 , 2 0 м углуб- ки шурфа). При этом сечение шурфа и объем каждой кучи точно известны. Пески промывают на вашгерде, с диаметром отвер­стий решетки 6 мм. Остающийся на решетке обмытый обломоч­ный материал — «галя» — разделяется грохотами на 3 — 4 класса. Объем каждого класса в кубических метрах определяется мер­ным ящиком. Объем хвостов или эфелей (класс менее 6 мм) после промывки на вашгерде определяют по разности началь­ного объема песков и суммы объемов классов «гали».

Ч А С Т Ь Т Р Е Т Ь Я

ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Г Л А В А П Е Р В А Я

СУЩНОСТЬ ВОПРОСА И ПОДБОР о с н о в н ы х МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОДСЧЕТА ЗАПАСОВ

I. СУЩНОСТЬ ВОПРОСА

Подсчетом запасов, как правило, завершают определенный этап геолого-разведочных работ, подводят итог разведанности и изученности месторождения, оценивают промышленные пер­спективы его и определяют дальнейшее направление разведоч­ных работ. Поэтому подсчет запасов нельзя рассматривать только как вычислительную операцию в отрыве от геологического изучения месторождения, его разведанности, изучения качества и технологических свойств полезного ископаемого и выяснения вопросов, касающихся распределения различных сортов и типов ископаемого на месторождении.

Основные задачи подсчета запасов и связанного с ним изуче­ния месторождений заключаются в определении:

1 ) количества минерального сырья в недрах с выяснением распределения его по отдельным сортам;

2 ) качества минерального сырья;3) технологических свойств его;4) геологических и горно-технических условий, необходимых

для правильного выбора системы и последовательности отработ­ки месторождения;

5) степени надежности количественных и качественных пока­зателей подсчета запасов и степени изученности месторождения для решения вопроса о промышленном назначении запасов.

В зависимости от вида полезного ископаемого запас его вы­ражается в объемных (лг3) или весовых (г, кг) единицах.

Количество (запас) ископаемого, например, медной руды и заключенной в ней меди, а также других промышленно­ценных компонентов подсчитывается в пределах определенных контуров..

365

При подсчете определяется не только общий запас руды и металлов месторождения или рудного тела в целом, но и за­пасы отдельных участков, характеризующихся различными усло­виями залегания, составом и другими свойствами.

При наличии на месторождении различных сортов руд (бед­ные, богатые, окисленные, смешанные, сульфидные и т. п.) под­счет ведется для каждого сорта отдельно. Отдельно также опре­деляются и запасы различных металлов, например, свинца, цин­ка, меди, золота и серебра в полиметаллических месторождениях. Подсчет запасов только какого-либо одного металла, при на­личии на месторождении нескольких промышленно-ценных ком­понентов, не допускается.

Потери, связанные с эксплуатацией месторождения, с пере­работкой руды, не учитываются при подсчете запасов, так как достаточно точное определение их без соответствующего проекта или даже опытных работ во многих случаях затруднительно, а иногда и невозможно.

Результаты подсчета запасов полезных ископаемых служат обоснованием для определения производительности действующих предприятий, определения срока их эксплуатации, составления технических проектов новых добывающих и обрабатывающих предприятий и обоснования расходования средств на дальней­шие геолого-разведочные работы.

Промышленные запасы с учетом потерь определяются проект­ными организациями, а фактические потери учитываются дейст­вующими горнорудными предприятиями в процессе эксплуатации.

При подсчетах запасы разделяются на балансовые и забалан­совые. К балансовым относятся запасы, непосредственно пригод­ные для использования в народном хозяйстве, а к забалансо­вым — непригодные для использования при настоящем состоя­нии техники и экономики, однако содержащие такое количество полезного ископаемого, которое дает основание рассчитывать на его использование в будущем при дальнейшем усовершенство­вании техники добычи и переработки.

При подсчете запасов необходимо пользоваться специальными инструкциями, разработанными для различных полезных иско­паемых.

Для определения запасов месторождения, рудного тела или его отдельных участков (блоков) необходимо:

1 ) оконтурить тело (блок) по простиранию, падению и мощ­ности;

2) определить площадь (5 м2), заключенную в этом контуре;;3) установить средние величины, характеризующие подсчи­

тываемые участки (блоки) рудных тел, т. е. мощность (т), объемный вес (Б) и содержание промышленно-ценного компо­нента в руде (С)-

Объем ( V) ископаемого (руды) в пределах установленного контура определяется произведением 5т. Вес руды (2=К/>„ 366

Вес промышленного компонента Р = <2 • С, если С выражено в г/т, как это принято для серебра, золота и платины. Если жеС выражено в %, то Р = - у ^ - .

II. МАТЕРИАЛЫ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ПОДСЧЕТА ЗАПАСО&

Обоснованием для подсчета запасов являются следующие ма­териалы.

1. Геологический очерк, освещающий стратиграфию, литоло­гию, петрографию, тектонику, геоморфологию, гидрогеологию и металлогению района месторождения. Он является основой для суждения о возможном распространении ископаемого по прости­ранию и на глубину, о тектонических нарушениях, гидрогеологи­ческих условиях и генезисе месторождения.

Отсутствие материалов по геологии района или их неудовлет­ворительное качество может явиться одной из главных причин неправильного подсчета запасов. Например, недооценка неблаго­приятных гидрогеологических условий может привести к тому, что в число промышленных запасов будут включены запасы явно не рентабельные для эксплуатации.

2. Геологическое описание, отражающее основные особенно­сти месторождения: форму, размеры, элементы залегания тела полезного ископаемого, минералогический состав, текстуру, тип и сорта ископаемого и распределение их на месторождении, а также генезис самого месторождения. Описание месторожде­ния является тем необходимым материалом, без которого не­возможно учесть, насколько правильно и точно подсчитаны запасы.

3. Документы, характеризующие степень изученности место­рождения: журналы геологической документации всех вырабо­ток (шурфов, канав, штреков и т. д.) и буровых скважин, жур­налы опробования, данные о контрольных анализах и определе­ниях объемного веса. Они являются первичными материалами,, на основании которых составляется геологическое описание месторождения и подсчитываются его запасы. Зарисовки вы­работок при журналах геологической документации представ­ляются в масштабах от 1 : 100 до 1 : 25.

4. Формуляры подсчета средних содержаний и средних мощ­ностей по отдельным выработкам и подсчета запасов по сортам и участкам месторождения. Для каждого способа подсчета запа­сов имеется своя форма. Формуляр должен содержать: выписку номеров проб, мощностей, объемных весов и содержаний, при­нимаемых в подсчет по данной выработке или блоку; длины влияния проб, площади влияния выработок и т. д.; произведе­ния величин, используемых для определения среднего взвешен­ного или линейных'запасов по пробам, либо выработкам. В итого-

367

вых столбцах формуляра проставляют запасы ископаемого, за­пасы компонента по сечению или по блоку, среднюю мощность, средний объемный вес и среднее содержание.

Таким образом, в формуляре отражается весь ход подсчета запасов для каждой отдельной выработки, для каждого блока месторождения. Из формуляра видно, какие исходные данные положены в основу подсчета и как они использовались, а также промежуточные стадии самого процесса подсчета. Наличие фор­муляра организует подсчет запасов и придает ему необходимое единообразие. По формуляру легко проверить характер исход­ных данных и технику подсчета, поэтому наличие формуляров является обязательным условием. Существует несколько типов формуляров, применение которых зависит от принятого метода подсчетов запасов, поэтому типовые формы приведены ниже при описании соответствующих методов подсчета.

5. Графический материал, включающий геологическую (иногда гидрогеологическую) карту района и разрезы через район, гео­логическую карту месторождения и отдельных его участков, по­перечные и продольные разрезы месторождения в количестве, до­статочном для создания полного представления о морфологиче­ских особенностях и залегании полезного ископаемого и вмещаю­щих пород, а также погоризонтные планы горных выработок, колонки буровых скважин, поперечные разрезы и разрезы в пло­скости залежи с нанесенными мощностями и данными опробова­ния, служащими исходным материалом для оконтуривания место­рождения и разбивки его на блоки. На этих же планах и раз­резах оконтуриваются разные сорта полезного ископаемого. По планам и разрезам определяют площади подсчитываемых уча­стков, поэтому масштаб их должен быть достаточно крупным.

В зависимости от типа месторождения изменяются масштабы графики, непосредственно составляющей основу подсчета. На крупных угольных месторождениях, мало нарушенных, с незначи­тельной изменчивостью ископаемого, вполне удовлетворителен масштаб 1 : 10 000, а в некоторых случаях 1 : 25 000. На измен­чивых, непостоянных месторождениях золота и редких металлов необходимы штаны и разрезы масштаба 1 : 1 0 0 0 , а иногда и 1 : 500.

Подсчет запасов должен сопровождаться пояснительной за­пиской, в которой излагаются соображения и расчеты, подтвер­ждающие промышленную оценку месторождения, а также при­водятся данные о минимальном промышленном содержании по­лезных компонентов.

Материалы, предназначенные для передачи на утверждение, должны иметь официальный характер: отчеты и графический ма­териал подписывают авторы с указанием их должности и квали­фикации; подписи скрепляются печатью. Результаты химических и технологических испытаний должны быть подтверждены под­писями и печатями лабораторий, производивших испытания.

368

III. ОКОНТУРИВАНИЕ

Для подсчета запасов и определения подсчетных площадей контуры тел полезных ископаемых обычно изображаются на соответствующих планах и разрезах. Полого залегающие пласты, линзы и жилы изображаются на планах. Для крутопадающих тел составляются разрезы, продольные по отношению к среднему простиранию залежей. Для тел полезных ископаемых с выдер­жанными средними углами падения оконтуривание площади наи­более целесообразно производить на проекции, изображенной в плоскости, параллельной залеганию этих тел.

При оконтуривании тел полезных ископаемых различают:1. Контур, характеризующий полное окончание, например,

выклинивание, рудного тела, называемый н у л е в ы м . Он строится путем соединения линиями отдельных точек, в которых обнаружено уменьшение мощности или содержания компонента в рудном теле до нулевого значения.

2. Контур, отделяющий промышленные участки от непромыш­ленных, который определяется понятиями « м и н и м а л ь н а я п р о м ы ш л е н н а я м о щ н о с т ь и с о д е р ж а н и е » . Этот контур проводится через точки, характеризующиеся наименьшими промышленными значениями показателей, т. е. точки с минималь­ной мощностью, с минимальным промышленным содержанием или точки с минимальными значениями метропроцента '.

3. Контур, разделяющий различные сорта полезного иско­паемого внутри промышленного контура, который называется с о р т о в ы м . Он проводится по точкам, характеризующим границы распределения различных сортов ископаемого.

4. Контур, проведенный через крайние разведочные или эксплуатационные выработки, расположенные на площади под­счета, который носит название в н у т р е н н е г о контура.

5. Контур, проведенный за пределами крайних выработок или проб, расположенных по периферии площади подсчета, называют в н е ш н и м .

Оконтуривание состоит из двух последовательных операций:1 ) установления опорных точек контура по естественным обнаже­ниям, горным выработкам и скважинам и 2 ) проведения через опорные точки линий контура.

Минимальные промышленные мощности тел полезных иско­паемых и минимальные содержания полезных компонентов опре­деляются путем соответствующих, иногда довольно сложных, расчетов, которые производятся руководящим персоналом и утверждаются техническими управлениями соответствующих про­мышленных главков и министерств, поэтому здесь мы не оста­навливаемся на, них. 1

1 Метропроцентом называется произведение мощности (т ) на содержа­ние промышленного компонента (% ).24 Ажгирей 3 9,

Необходимо иметь в виду, что для ряда месторождений тре­буется разработка специальных кондиций (требований) до окон- туривания промышленных запасов. Так, например, для месторо­ждений, эксплуатацию которых предполагается осуществлять от­крытыми работами, необходимо установить глубину возможной отработки и отношение мощности вскрышных работ к мощности залежи, подлежащей эксплуатации.

1. Оконтуривание залежей в выработках по мощности

В тех случаях, когда границы рудной залежи со стороны ее висячего (кровли) и лежачего (почвы) боков хорошо видны, опорные точки контуров устанавливают по данным непосред­ственного наблюдения в горных выработках, по керну при колон­ковом бурении и по образцам (пробам) при других видах буре­ния.

Если же границы нечетки и переход полезного ископаемого в пустые вмещающие породы происходит постепенно, то опорные точки контура устанавливают по данным секционного опробова­ния (по пробам, отбитым подряд от одного до другого бока залежи). Контур проводится через точки (начала) проб, харак­теризующих непромышленное качество полезного ископаемого.

2. Оконтуривание залежей по простиранию и падению

При оконтуривании залежей по простиранию и падению наибо­лее распространены следующие случаи.

1) Опорные точки контура (нулевого или другого), характе­ризующегося минимальной промышленной мощностью или метро- процентом, устанавливаются по данным непосредственных наблю­дений и опробованием в выработках.

2) Опорные точки контуров находятся между парами крайних выработок, причем могут представиться два варианта:

а) одна из выработок каждой пары, лежащая ' на внутрен­нем контуре, характеризуется промышленными показателями, а другая, расположенная за ним, вовсе не встречает рудной залежи;

б) одна из выработок каждой пары, находящаяся на внут­реннем контуре, характеризуется промышленными показателями, а другая, расположенная за этим контуром, является непромыш­ленной.

3) Опорные точки нулевого контура неизвестны, так как крайние выработки пересекли залежь на участках с промышлен­ными показателями; залежь, таким образом, оказалась разведан­ной не до конца.370

Оконтуривание по данным непосредственных наблюдений и путем-интерполяции

В этом случае опорные точки для оконтуривания устанавли­ваются по наблюдениям или результатам опробования и нано­сятся на планы и разрезы по данным непосредственных замеров (или проб)^ в выработках или же интерполированием между двумя крайними замерами (пробами).

Оконтуривание заключается в простом соединении опорных точек (рис. 187). Если же выработки опробовались с интерва­

л е - 187. Интерполирование контура рудного тела по данным горных выработок (разрез в плоскости жилы)

лами и контур необходимо провести между пробами с кондицион­ным и некондиционным содержанием промышленно-ценного ком­понента, то опорные точки, соответствующие минимально про­мышленному содержанию компо­нента, находятся интерполирова­нием.

Пусть А (рис. 188) — точка (проба) с некондиционным содер­жанием (Са = А О ), а В — точка с кондиционным содержанием компонента (Св = ВР); интерва­лы между пробами — В. Требует­ся найти между точками Л и В промежуточную точку С, ко­торая отвечала бы минималь­но промышленному содержанию:

— СЕ,Проводя через точку В прямую ИМ, параллельную АВ, най­

дем:М Р о м с в СА д с е — с А п1 . Е - Ж * с г - с А /ге=с7=тс7^ -

24*

4 С В

Рис. 188. Интерполирование- между двумя точкам»

371

Вычислив расстояние т, откладываем его от точки А к точке В и находим точку С, отвечающую минимально промышленому содержанию.

Положение точки С может быть определено графическими способами: с помощью транспаранта или соответствующим по­строением. Транспарант представляет собой кальку или восковку с прочерченными на ней параллельными линиями, отстоящими одна от другой на равных растояниях.

Пусть содержание в пробе А = 0,65%, а в пробе В = 2,50%. Требуется найти точку С, расположенную на линии А В, с отве­чающим ей содержанием 0,90%.

Накладываем транспарант на разрез или план опробования; совмещая одну из точек его параллельной линии, характеризую­щейся отметкой 0,65% (рис. 189), с точкой А плана опробования (или разреза). Прикалываем транспарант к плану иголкой в этой точке и поворачиваем его по направлению к точке В, пока на ней не окажется линия транспаранта с отметкой 2,50%. Пере­сечение1 линии АВ с прямой транспаранта, отвечающей отметке 0,90%, И даст искомую точку С.

Эту же задачу можно решать следующим путем. Перпенди­кулярно к линии АВ, отображающей в масштабе расстояние между пробами (рис. 190), отклады­ваются отрезки АО и ВР (тоже в мас­штабе) , отвечающие разностям Се—С а и С в —Се . Соединив концы противо­положно направленных перпеедикуля-

Рис. 189. Интерполирование меж­ду двумя точками при помощи

транспаранта

Рис. 190. Графиче­ский способ интер­полирования меж­ду двумя точками

рой, найдем положение точки Е относительно точек А и В, харак­теризующееся минимально промышленным содержанием СЕ.

'• Рассмотренная интерполяция используется для определения опорных точек минимального промышленного содержания только для месторождений двух первых групп с весьма равномерным и равномерным характером оруденения. На месторождениях по­следних двух групп (неравномерных и весьма неравномерных) нет возможности такого точного определения положения контура, потому что данные по отдельным пробам и даже выработкам мало надежны. Оконтуривание на этих месторождениях произво­дится по крайним точкам, характеризующимся промышленным372

содержанием, или контур рудного тела проводится через сере­дину расстояния между пробой с кондиционным содержанием и пробой с некондиционным содержанием.

Определение опорных точек контуров методом ограниченной экстраполяции

Если одна из пары смежных выработок характеризуется про­мышленными показателями, а другая не встретила рудной за­лежи, то нулевой контур мощности, содержания компонента и метропроцента между ними определяются методом ограничен­ной экстраполяции. . \

Чаще всего предполагают, что залежь выклинивается посре­дине между пустыми и крайними выработками, подсекшими ископаемое. Для нахождения точек нулевого контура между выработками их соединяют прямыми линиями и делят последние пополам (рис. 191). Линия, соединяющая эти точки, и:будет

Рис. 191. Оконтуривание методом ограниченнойэкстраполяции(план)/-скваж ины с рудой; 2-безрудны е сква­жины

Рис. 192. Графическое построение угла выкли­

нивания рудной линзы

нулевым контуром. Пустые выработки, удаленные на очень большое расстояние от выработок, пересекших ископаемое (на­пример, выработка № 20 на рис. 191), не принимаются в расчет, если это не будет противоречить геологическим условиям.

Точность подобного способа экстраполяции зависит от густоты сети разведочных выработок и характера залежи. При недоста­точно густой сети и значительной изменчивости формы место­рождения, линия контура, проведенная таким образом, не может быть достаточно точной. Если же геологические закономерности установлены или хотя бы предполагаются, то их учитывают при проведении контура. В частности, когда линзообразное тело выклинивается с глубиной, то точку выклинивания находят гра­фически (пунктир на рис. 192) и соответственно переносят ее с разреза на план?

373

■ При постепенном выклинивании залежи от центра к перифе­рии, четко установленном разведочными выработками, экстрапо­ляция может быть произведена по среднему углу выклинивания.

■ Пусть мощности (или содержания) в крайних, расположен­ных по периферии тела, выработках А, В, С, Д Е, Р и т. д. бу­

дут соответственно равны I А /я , /с и т. д., а в выработках А[, В 1, С1 и т. д. тело не об­наружено (рис. 193). Для нахождения среднего угла выклинивания найдем сред­нюю мощность (или содер­жание) залежи по контуру крайних выработок:

, и + 1в + . . . + 1пвР -

Рис. 193. Оконтуривание по среднему углу выклинивания/-вы работки с рудой; 2—безрудные выработки

и среднее расстояние между крайней выработкой с рудой и крайней безрудной выра­боткой:

„ _ Г(Д -Л ,) + Г( В - В , ) + • • • + г ( п ~ п , )' с р ~ Л

Можно принять, что в среднем выклинивание рудного тела произойдет на расстоянии от контура, проведенного черезкрайние положительные выработки.

Средний угол выклинивания а (рис. 194) найдем из формулы:—Ср

1е Д ==_1_==^^ г с р г с р ■2Отсюда расстояние от какой-либо выработки А до точки вы­

клинивания тела, взятой на линии между выработкой А с рудой и безрудной выработкой Л,:

где 1а мощность (или содержание) тела полезного ископае­мого в выработке А.

Соединив найденные точки выклинивания, получим н у л е в о й контур.•374

Нахождение опорных точек контура таких величин как мощ­ность, содержание, метропроцент, между парами крайних выра­боток (из которых одна характеризуется промышленными, дру­гая — непромышленными по-

Выработ кас рудой беаруоная

выработ каказателями) производится по такому же принципу, как и в случае рассмотрения ин­терполяции между двумя про­бами (см. рис. 188, 189,190).

Рассмотрим следующий пример. На плане проведен внутренний контур через крайние выработки, характе­ризующиеся промышленной мощностью (пунктир из черто­чек и точек на рис. 195); внешний нулевой контур установлен экстраполяцией. В данном случае построение контура залежи,

отвечающего заданной мини­

Рис. 194. Определение среднего уг- ла выклинивания

1=0,0* мально промышленной мощно- ста, например, в 0,5 м, произво­дится следующим образом:

1 ) крайние разведочные вы­работки, подсекающие тело ис­копаемого, соединяют прямыми линиями;

2 ) из вершин углов получен­ного вспомогательного контура

соответственно восстанавлива- вают перпендикуляры или про­водят биссектрисы, как пока­

зано на рис. 195, продолжая те и другие до пересечения с нуле­вым контуром (/ = 0 ,0 );

3) одним из описанных выше способов интерполяции (см. рис. 188, 189, 190) находят на перпендикулярах и биссектри­сах точки, отвечающие заданной мощности;

4) соединив эти точки, получают искомый контур.

Рис. 195. Оконтуривание по за­данной промышленной мощности (план). Числитель обозначает но­мер выработки, знаменатель — мощность рудной залежи в метрах

Проведение контура при отсутствии опорных точек

Проведение нулевого контура при отсутствии опорных точек имеет место в тех случаях, когда выработки, расположенные на периферии разведываемого участка, пересекли полезное ископае­мое, т. е. пустых выработок нет или же они находятся слишком далеко от известного рудного тела. В этих случаях экстраполя­ция контуров, которую принято называть неограниченной, произ­водится на основании конкретных геологических соображений, относящихся к данному месторождению. Если же изученность района и месторождения оказывается для этого недостаточной, то применяются простые геометрические методы неограниченной

375

экстраполяции. Они очень разнообразны, и мы остановимся только на наиболее типичных из них.

1. При незакономерной изменчивости мощности и содержания промышленно-ценного компонента нулевой контур условно про­водится на расстоянии (от крайних выработок, пересекающих по­лезное ископаемое), соответствующем половине расстояния между выработками, разведывающими внутриконтурную часть тела полезного ископаемого. Если, например, расстояния между разведочными выработками внутри контура составляют на дан­ном участке (в среднем) 1 0 0 м, то условный нулевой контур про­водится на расстоянии 50 м от крайних выработок, пересекающих полезное ископаемое.

2. В случаях закономерного изменения мощности и содержа­ния промышленного компонента нулевой контур строится, как указано выше, графически, с использованием разрезов или по среднему углу выклинивания (см. рис. 192 и 193).

3. Для трещинных жил и линзообразных залежей иногда применяется экстраполяция по правилу треугольника (рис. 196).

План Жилы, разведанной с поверхност и канавами

------------- с ------------- -

Р азрез в плоскост и Ж илы

Рис. 196. Экстраполирование по правилу треуголь­ника (план и разрез)

Согласно этому правилу считают, что рудное тело выклинивается на глубину по контуру треугольника, основание которого равнодлине рудного тела Ь, а высота равна ^ • Это правило, конеч­но, не следует рассматривать как отражающее действительную форму выклинивания рудных тел. Такой треугольник определяет лишь некоторый условный объем рудного тела, который во мно­гих случаях является м и н и м а л ь н ы м в е р о я т н ы м о б ъ е ­мом.

Тот же условный объем рудной залежи будет получен при подвешивании не треугольника с высотой ^ , а прямоуголь­

ника с высотой^- (пунктир на рис. 196).Последний способ экстраполяции геологически более прави­

лен, более удобен для проектирования разведки и для предвари­тельных расчетов по проектированию подготовительных работ на нижних горизонтах месторождения.376

Выше приведены лишь общие, наиболее распространенные геометрические способы оконтуривания. Здесь необходимо еще раз подчеркнуть, что всегда надо строить контур с учетом геоло­гических данных, так как они играют решающую роль, а к приве­денным выше простейшим геометрическим построениям во всех случаях необходимо подходить критически.

Следует также помнить, что запасы, подсчитанные в преде­лах внутреннего контура, проведенного через крайние разведоч­ные выработки, встретившие руду, более достоверны, чем запасы, подсчитанные в пределах внешнего контура, т. е. контура экстра­поляции. Первые в связи с этим относятся обычно к более высо­ким категориям, чем вторые.

IV. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДЕЙ ПРИ ПОДСЧЕТЕ ЗАПАСОВ ‘#

Существуют разные способы определения площадей. Приме­нение того или другого из них зависит от характера площадей, исходных данных и способа подсчета запасов.

1. Геометрический способ определения площадей

Способ применяется главным образом в тех случаях, когда контур площади представляет собой многоугольник.

Определяемая площадь (многоугольник) разбивается на тре­угольники, прямоугольники или трапеции, площади которых вы­числяются по формулам геометрии для этих элементарных фигур. Высота и основания берутся с плана измерителем. Сумма площадей фигур и будет искомой величиной. Способ прост, но при малых фигурах не обеспечивает достаточной точности. Наи­большее применение он находит при подсчете запасов способом треугольников, когда определяемые площади по ходу подсчета разбиваются на треугольники. Нередко пользуются им и в под­счете запасов способом ближайшего района, где отдельные пло­щади представляют собой простые по очертанию многоугольники.

Необходимым условием применения этого способа является достаточная величина в плане или разрезе измеряемых высот и оснований треугольников и трапеций (не менее 4—5 см). В противном случае погрешность измерения размеров фигур вы­зывает слишком большую погрешность в определении площади.

2. Определение площадей планиметром

Фигуры площадей, ограниченные прямыми линиями, не всегда встречаются в подсчете запасов. Площади с криволинейными очертаниями затруднительно разбивать на простейшие геометри­ческие фигуры, поэтому их измеряют планиметром. 1

1 Раздел излагается по И. Н. Ушакову.377

К числу наиболее употребительных относится полярный пла­ниметр (рис. 197). Он состоит из полюсного рычага, обводного рычага с переменной длиной и отсчетного приспособления (счет­чика) .

При измерении площадей можно ставить полюс планиметра внутри или вне измеряемой площади, в зависимости от величины последней.

Площади, измеряемые планиметром, определяются по сле­дующим формулам:5 = с(У2 —- Уг -)- <7) — если полюс помещается внутри фигуры, 5 = с( У2 — Уг) — если полюс помещается вне фигуры,где с —— цена деления планиметра для данной длины рычага

(первая постоянная планиметра),]/1ц У2— показания счетчика планиметра до обвода и после

обвода контура шпилем планиметра,^ — вторая постоянная планиметра для данной длины

рычага;я = У 2 - у 1- ( у '2- у '1),

где Уи 1/| и У[, У2 —показания счетчика планиметра при из­мерении одной и той же площади при по­люсе вне и внутри фигуры.

Постоянная с (цена деления планиметра) определяется путем измерения заранее известной площади планиметром при данной длине обводного рычага. Частное от деления этой измеренной площади на разность отсчетов до и после обвода площади пла­ниметром дает цену его деления. При измерении площади, уста­новив полюс, следует убедиться в том, что при обводе планиметр все время будет иметь устойчивое положение.

Перед обводом шпиль ставят в какую-либо определенную точку контура и по счетчику делают отсчет. Сначала на цифер­блате замечают цифры, между которыми стоит индекс, берут из них меньшую (первая цифра в отсчете), затем на вертикальном (обводном) колесе берут меньшую цифру до нуля нониуса (вто­рая цифра) и число штрихов до нуля нониуса (третья цифра); 378

последняя (четвертая) цифра отсчитывается по нониусу; допус­тим получилось 5735. После обвода, при полюсе вне контура, получается по ходу часовой стрелки больший отсчет, например, 6974. Разность между ними (1239) и есть измеряемая площадь на плане в делениях планиметра.

Если известна цена деления планиметра при данной длине об­водного рычага, то площадь участка на плане может быть опре­делена. Зная масштаб плана, легко получить площадь контура в натуре (в м2).

Постоянной планиметра с стараются придать более удобное для вычисления значение, например, единицу. Это достигается изменением длины обводного рычага. Каждая площадь изме­ряется дважды с перестановкой полюса. Допустимая разность двух определений не должна превышать ’/2оо измеряемой пло­щади.

Для получения надежных результатов необходимо соблюдать следующие практические указания.

1. Перед работой надо проверить планиметр и определить цену его деления.

2. Во время работы необходимо располагать чертеж с изме­ряемой фигурой, планиметр и руку так, чтобы удобно было про­изводить обвод.

3. Длину обводного рычага планиметра следует выбирать в зависимости от величины измеряемых площадей; при неболь­ших фигурах длину рычага уменьшают.

4. Полюс планиметра лучше всего располагать вне фигуры, чтобы избежать вычислений, связанных с определением постоян­ной <7.

5. Для начального положения обводного шпиля должно быть выбрано такое место контура, где при обводе колесо будет вра­щаться медленно.

6 . Обвод надо производить внимательно и медленно, с одина­ковой скоростью, иначе ошибка обвода может стать значитель­ной.

7. Каждое определение площади следует производить дважды и брать среднее.

3. Определение площадей курвиметромВ операциях измерения площадей планиметр часто с успехом

может быть заменен прибором, служащим для измерения длин кривых линий, — курвиметром (длиномером).

Прибор состоит (рис. 198) из небольшого ролика, который укреплен на оси, соединяющейся системой зацеплений с шесте­ренками, заключенными в футляр-обойму. При прокатке вдоль измеряемых линий на плане, вращающиеся шестеренки отмечают на циферблате длину прокатанных линий, например, в сантимет­рах.

379

Для измерения площадей этим прибором нужен еще транс­парант (рис. 199), который изготовляется обычно на восковке и имеет размеры большие, чем площадь, подлежащая определе­нию. Линии транспаранта, в зависимости от величины площади и извилистости контура, проводятся через 0,5 см, 1 см или 2 см.

В целях удобства пользования каждая третья линия делается утолщенной.

Для определения площади контура на него накладывают транспарант, отрезки

Рис. 198. Кур­виметр

Рис. 199. Транспарант для работы с курвиметром

линий которого, заключенные в пределах контура, последова­тельно измеряются (прокатываются) курвиметром. Длина этих отрезков автоматически суммируется прибором, причем сумма в линейных сантиметрах дает площадь контура на плане в" ква­дратных сантиметрах, если расстояние между линиями транспа­ранта было равно 1 см. Чтобы получить площадь в квадратных сантиметрах, необходимо отсчет на курвиметре разделить на два, если расстояние между линиями транспаранта 0,5 см, или умножить на два при расстоянии в 2 см. После этого площадь, согласно масштабу плана, выражается в квадратных метрах. Для получения более надежного результата определение пло­щади производится несколько раз при разных ориентировках транспаранта и из результатов берется среднее арифметическое.

Основанием для определения площадей курвиметром является то, что прокатываемые отрезки прямых принимаются за средние линии трапеций, а криволинейные части контура, соответствую­щие этим средним линиям, — за прямолинейные боковые сто­роны трапеций. Для небольших площадей и контуров со слож­ными очертаниями этот способ недостаточно точен. При опреде­лении больших и средних по размерам площадей он применяется широко. При тщательной работе измерения площадей курвимет­ром отличаются от измерений тех же площадей планиметром всего лишь на 1—2%.

380

4. Определение площадей палеткой

Палеткой называется прозрачная пластинка из стекла, цел­лулоида или бумаги, на которой нанесены угловые точки ква­дратов со стороной в 1 см, иногда в 0,5 см (рис. 200). Если палетку со стороной квадрата, равной 1 см, наложить на контур плана, то каждой ее точке вну­три контура будет соответство­вать площадь, равная 1 см2.Очевидно, количество точек па­летки, расположенной на пло­щади контура, будет выражать в квадратных сантиметрах пло­щадь последнего. После под­счета точек измеряемая пло­щадь выражается в квадрат­ных метрах согласно масштабу плана.

В подсчет входят все точки внутри контура и половина то­чек, расположенных на линии контура. Определение площади производится несколько раз (обычно три) при разной ориенти­ровке палетки относительно контура. Из всех определений бе­рется среднее арифметическое.

Для небольших площадей и контуров со сложными очерта­ниями употребляют палетку со стороной квадрата в 0,5 см; при этом для определения измеряемой площади в квадратных сан­тиметрах нужно разделить подсчитанные точки палетки на четыре.

Тис. 200. Палетка для площадей

подсчета

Способ весьма прост, дает удовлетворительные результаты, не уступающие по точности результатам измерения площадей курвиметром, и потому широко применяется.

V. ПОДСЧЕТ СРЕДНИХ СОДЕРЖАНИЙ

Химические анализы проб, определения объемных весов и за­меры мощностей, производимые в разведочных выработках, яв­ляются исходным материалом для определения средней мощ­ности, объемного веса и содержания, характерных для подсчи­тываемого тела. Запасы обычно подсчитывают по отдельным участкам (блокам), на которые подразделяется каждое подсчи­тываемое тело. Так как контуры блоков во многих случаях определяются несколькими выработками, то первоначально вычи­сляются средние величины по отдельным выработкам. Впослед­ствии среднее содержание, средний объемный вес и средняя мощ­ность подсчитываются для всего блока на основании средних величин по выработкам, относящимся к блоку.

381

В этом разделе мы останавливаемся только на подсчете сред­них содержаний промышленных компонентов, так как он анало­гичен в обычных случаях подсчету других средних показателей. Детально методика определения средних показателей освещается при разборе способов подсчета запасов.

В результате опробования горно-разведочных выработок обычно устанавливаются:

1) среднее содержание компонента по каждому забою;2) среднее содержание по отдельным горным выработкам;3) среднее содержание по блокам.Во всех трех случаях подсчеты ведутся по одной из двух ос­

новных формул.По формуле среднего арифметического:

^ С] -4- -Ь Сз + . . . -4- сп ш п

По формуле среднего взвешенного.^ __С]Д| Ч~ с2о > - | - . . ■ + спа п+ #2 + а3 + . • • + ап ’

где си с2, с3 и т. д. -— значения содержаний исследуемого ком­понента по отдельным пробам забоя или выработки, например штрека или вос­стающего;

п количество секционных проб в забое, выработке или в нескольких выработках.

Вторая формула отличается от первой введением некоторой величины а, которая может представлять собой: длину отдельных секций (/) бороздовой пробы по мощности рудного тела, объем­ный вес (с1) опробуемой руды, произведение (Ш), площадь участка (5-блока) или его объем (V).

1. Подсчет средних содержаний по забоям

При опробовании забоя секционной бороздой среднее содер­жание исследуемого компонента по данному забою вычисляется как среднее арифметическое по отдельным секциям, если длины отдельных секций и объемные веса руды каждой секции близки между собой. В частности, для забоя, опробованного бороздой, состоящей из трех секций равной длины (рис. 201) и с близким объемным весом руды каждой секции, среднее содержание будет равно:

/-> С1 + С2 + СзО — з

где С — среднее содержание по всему забою;С], с2 и — содержание по секциям 1, 2 и 3.382

Если же объемные веса руд отдельных секций колеблются резко и, во всяком случае, не являются более или менее близ­кими, подсчет среднего содержания по забою ведется по среднему взвешенному относительно объемных весов.

В этом случае среднее содержание бу­дет равно:

с1^1 "Ь Г. 2 '!"

Рис. 201. Забой, опро­бованный секционной

бороздой

Л\ + + <1% ’где значения си с2 и сь — те же, что и выше, а йъ йг, <13 — объемные веса руд соответствующих секций.

По второй формуле подсчитывается среднее содержание также тогда, когда длины отдельных секций борозды в Забое различны.

В данном случае среднее содержание С будет равно:Г' _ С,/| + СЛ + Сд/;

Л + 2 + 4 ’где 1Ъ /3 — длины соответствующих секций борозды, а осталь­

ные обозначения — те же, что и выше.

Если при этом так же резко колеблются объемные веса РУДЫ, то подсчет ведется по среднему взвешенному относительно длин секций и объемных весов. Среднее содержание по забою в этом случае будет равно:

(1\1\ + ^Мз +

2. Подсчет средних содержаний по отдельным выработкам

Подсчет по отдельным выработкам производится как методом среднего арифметического, так и методом среднего взвешенного. Среднее содержание по выработке, ориентированной вкрест про­стирания тела полезного ископаемого, подсчитывается способом среднего арифметического при условии, что длины проб (секций) приблизительно одинаковы и объемные веса полезного ископае­мого, представляемые этими пробами, близки. В тех же условиях, но при различных длинах секций проб, подсчет ведется методом среднего взвешенного относительно длин проб, причем:

^ С1Л + С2 2 4- с31г + . ■ ■ + сп1п

л ■+- 4 + и + • • • + ^ ’где С —среднее содержание компонента по данной выра­

ботке;с1>с2>сз ■ ■ сп—содержания по отдельным входящим в подсчет

пробам (секциям);1\> 11, /* .. — длины'проб (секций).

383

При резких или более или менее значительных колебаниях объемных весов руды по отдельным пробам подсчет необходимо вести по формуле:

р _ С|/|Д?1 4- с г 1чй^ + • • • 4- с п 1п Лп

+ • • • 4- ’

где значения с и I — те же, что и выше, а йъ й2. . . йп — объемные веса руд по соответствующим пробам.

В выработках, ориентированных по простиранию рудных тел, величина С подсчитывается как среднее арифметическое из содержаний по пробам, если I и й колеблются не резко. Если же эти элементы подвержены колебаниям, то С подсчитывается как среднее взвешенное, пропорциональное I и с1.

3. Подсчет средних содержаний по блокам

Подсчет среднего содержания компонента в блоках ведется по предварительно вычисленным средним содержаниям отдельных

выработок. Например, среднее со­держание для блока, ограниченного двумя штреками, может быть вычис­лено способом среднего арифметиче­ского при условии, что длины двух горизонтальных выработок, оконту- ривающих этот блок, одинаковы, в связи с чем равны и площади их влияния (5, и 5ц на рис. 202).

Если выработки, оконтуриваю- щие блок, имеют разную длину, то среднее содержание компонента в

блоке подсчитывают способом среднего взвешенного пропорцио­нально длинам выработок. Подробнее об этом сказано в главе второй.

Рис. 202. Блок рудного те­ла, оконтуренный с двух

сторон

4. Замечания о подсчете средних содержанийПриведенные схемы отражают принятые в практике подсчеты

средних содержаний промышленно-ценных компонентов. Однако в последнее время были признаны нецелесообразными подсчеты способом среднего взвешенного пропорционально мощности, когда пробами не устанавливается прямая или обратная взаимо­связь (корреляция) между мощностью и содержанием промыш­ленных компонентов и когда объемный вес руды колеблется в узких пределах, как это нередко имеет место.

В этих случаях подсчет средних содержаний следует произво­дить способом среднего арифметического даже при резких колеба­ниях мощности рудных тел. Это обстоятельство имеет существен-384

ное практическое значение при большом количестве выработок, по которым производится подсчет содержаний, так как подсчеты в данном случае становятся менее трудоемкими.

Возможность подсчетов средних содержаний способом сред­него арифметического, вместо способа среднего взвешенного, определяется обычно опытным путем. В конкретных условиях данного месторождения оба способа подсчета сравниваются на примерах достаточного количества разнообразных блоков. Если оба они дают близкие результаты или, по крайней мере, не пока­зывают с и с т е м а т и ч е с к о г о увеличения или уменьшения результатов, то разрешается применять наиболее простой способ среднего арифметического.

5. Подсчет средних содержаний по данным опробования буровых скважин

Подсчет содержаний по скважинам ручного ударно-враща­тельного и ударного механического бурения ведется способом среднего арифметического или среднего взвешенного, в зависи­мости от равнозначности или неравнозначности величин секций и от объемных весов проб по соответствующим секциям. Не­сколько иначе обстоит дело с подсчетом средних содержаний по скважинам колонкового бурения.

В зависимости от процента выхода керна пробой могут яв­ляться только керн, только шлам или тот и другой вместе. Удовлетворительные результаты подсчета по шламу или по керну и шламу вместе могут получиться лишь при уверенности в том, что собранный шлам действительно соответствует пробуренному участку, не разубожен и не обогащен.

Подсчет среднего содержания только по керну, при достаточ­ном его выходе, производится путем уравновешивания частных содержаний по подъемам на длину проходки скважины, относя­щуюся к подъему. При этом должна существовать уверенность, что нет резкого избирательного обеднения или обогащения керна за счет легко выкрашивающихся хотя бы небольших прожилков и прослоев, не оставшихся в поднятом керне.

Среднее содержание по скважине определяется по формуле:р ___ с \1\ с2 г 4- 4 - . . . 4- сп1п

Л + 2 + к + • • • + 1п ’

или, соответственно, при различных объемных весах:

р _ сх1хЛ1 4 - + с31?(13 + . . . + с п1пАп

1\&1 + + . . . 4- 1пЛп ’

где сх, с2 и т. д. — содержание полезного компонента в про­бах керна по отдельным подъемам;2 5 Ажгирей 385

11г 1г и т . д, — длина проходки скважины, относящаяся

и т. д. — объемнь&У вес руды по отдельным подъе­мам.

с о с у д апо формуле:

„ С\У\-\- сУ<х У\ \ г ■С = - ТГГТг------‘1 Е ' Сг У ’

У, К —~у ь ' й2 ’ у Ь О2 ’по р _т е л н е е содержание исследуемого компонента на

ГА участке длиной А вычисленное по данным анализа

с — содержание^исследуемого компонента, полученное

с - д а ™ Г сГ едуем Г о'1 — „та, полученное

дли|ШЙ “Уу ] - ° о ^ шламовой трубы н „а

желобах V устья скважины с участка длиной А К д л и н а керн ! полученного с пробуренного интервала I ,

пробуренная длина участка скважины, для которой ведется подсчет среднего содержания,

О — диаметр скважины;— диаметр керна. ^

Подставляя приведенные значения отношений у и у , вы­раженные через К , и О . и О в первое равенство, получим.

С — с К 1 ь

И\~Е»

А или

У. 'г( с 1 “ с'-г) + с-'

VI УЧЕТ ПРОБ С ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ-

- Излагается, в основном, по В. И. Смирнову.

386

ным и крайне неравномерным распределением ценного компо­нента (золото, молибден, ртуть и др.). Учет таких проб на рав­ных условиях с остальными может привести к завышению сред­них содержаний.

Для нейтрализации влияния проб с исключительно высоким содержанием предложено много способов, из которых наиболее известны: способ Болдырева, применяемый на Ленских золото­носных россыпях, способ Разумовского, используемый на некото­рых золотоносных россыпях Дальнего Востока, способ Про­копьева, практикуемый для учета самородков золота, способ* Володомонова, Трескотта и другие. В последнее время при под­счете запасов месторождений золота применяется способ, предло­женный сотрудником института Нигризолото П. Л. Каллистовьм,, который дает результаты, наиболее близкие к фактическим дан­ным.

Способ учета проб с высоким содержанием, предложенный Каллистовым, разработан применительно к золоторудным место­рождениям и золотоносным россыпям и пока не распростра­няется на месторождения других полезных ископаемых. Согласно' этому способу все пробы участка или блока следует разбить на классы, увеличивающиеся в геометрической прогрессии со знаме­нателем прогрессии, равным двум. Основная масса проб обычно располагается в указанных классах последовательно. Единичные пробы с особенно высоким содержанием обычно располагаются в классах, отделенных от основной массы проб классами, кото­рые не представлены ни одной пробой. Эти пробы и следует относить к числу «высоких».

При определении средних содержаний показатели высокие проб заменяются двойным содержанием ближайшего класса.

Исходя из опыта работы Всесоюзной комиссии по запасам, полезных ископаемых В. И. Смирнов считает, что наиболее целе­сообразными приемами учета выдающихся проб являются сле­дующие:

1. Повторное опробование места, с которого была получена выдающаяся проба.

2. Если повторное опробование даст рядовое содержание цен­ного компонента, то его и следует вводить в подсчет среднего- содержания.

3. Если повторное опробование подтверждает выдающееся содержание ценного компонента, необходимо детально изучить место отбора проб и установить, является ли выдающаяся проба случайной или она отвечает высокой концентрации компонента в данном месте месторождения. Если проба освещает значитель­ное гнездо богатого материала, то ее необходимо вводить в вы­числение среднего содержания наряду с другими пробами. Если* же, наоборот, это, например, бороздовая проба, которая случайно прошла вдоль тонкого прожилка ценного минерала, то она под­лежит замене.25* 387

4. Во всех случаях, когда повторное опробование невозможно и когда нет точной документации, подтверждающей правильность показаний выдающейся пробы, последнюю надо заменить.

5. Наиболее правильна замена выдающейся пробы средней пробой, вычисленной по выработке или по блоку с учетом всех проб, в том числе и выдающейся.

Сложившихся понятий о том, какую пробу следует считать выдающейся, нет. Очевидно, самый уровень выделения исключи­тельных проб будет для разных групп месторождений неодина­ков, так как он зависит от характера распределения в последних учитываемого компонента. В месторождениях с весьма равномер­ным распределением содержания компонента пробы с двойным против среднего содержанием уже могут иногда оказаться вы­дающимися. В месторождениях с крайне неравномерным распре­делением компонента выдающимися будут являться пробы с со­держанием, превышающим среднее в несколько десятков раз. Учитывая это обстоятельство, В. И. Смирнов рекомендует при решении вопроса о наличии на месторождении выдающихся проб, пользоваться табл. 26, которая приводится нами в несколько из­мененном виде.

Т а б л и ц а 26Характеристика выдающихся проб

Группыместо­рожде­

ний

Характерраспределения

компонента

Коэффи­циент

вариациикомпонента

Типичные место­рождения

Отношение содержания выдающейся

пробы к сред­нему

I Весьма равно­мерный

До 20 Большинство оса­дочных месторож­дений

со!сд

11 Равномерный 2 0 -4 0 Сложные осадочные и метаморфические месторождения

4 - 5

Ш Неравномер­ный

40—100 Преобладающее большинство ме­сторождений цвет­ных металлов

8— 10

IV Весьма нерав­номерный

> 1 0 0 Преимущественно месторождения редких металлов и золота

> 1 0

Из аналитических способов учета исключительно высоких проб разберем способ, предложенный Н. В. Володомоновым.

Пусть С — среднее содержание металла и N — количество /Проб, по которым оно выведено. Допустим, что среди проб имеется одна, резко отклоняющаяся от среднего содержания. Обозначим через Б величину отклонения этой пробы от выведен­388

ного среднего содержания С. Величину влияния этой выдающейся пробы на среднее содержание обозначим через М (в процентах по отношению к С).

Если мы исключим выдающуюся пробу и вычислим по остав­шимся N — 1 пробам среднее содержание, то величина его не­сколько уменьшится и выразится следующим образом:

СУ — (С + Б )И— 1

Разность между С и уменьшенным средним содержанием даст нам величину влияния выдающейся пробы на среднее содержа­ние. Приравнивая эту разность (т. е. упомянутую величину влия­ния) к соответствующей доле среднего содержания, выраженной при помощи М, получим уравнение:.

С И - (С + Б ) _ _ с м И— 1 100 •

Решая это уравнение относительно М, получим формулу для определения величины влияния (в %) выдающейся пробы на среднее содержание:

М = ЮООС ( И — 1) '

Если будем рассматривать М как предел допустимого влияния отдельной пробы на среднее содержание, то величина Б будет пределом отклонения пробы, соответствующим М.

Условимся называть н о р м а л ь н о й такую пробу, которая не может оказать влияния сверх этого предела.

Решая уравнение относительно Б, получим формулу для опре­деления максимально допустимого отклонения нормальной пробы в зависимости от обусловленного предела влияния отдельной пробы на среднее содержание:

л — с№~\ум_100

Отсюда уже нетрудно прийти к формуле для определения верхнего предела нормальной пробы Н, т. е. нижнего предела выдающейся пробы:

1-1 __ Л_|_ С ( У --- \ ) М

С “Г 100

Для проб, участвующих в подсчете и характеризующихся со­держанием больше Н, надо принимать содержание, равное Н.

Таким образом, при использовании этого метода необходимо:1) установить верхний предел нормальной пробы, т. е. нижний предел Н выдающейся пробы; 2) для проб с содержанием больше Н брать величину Я.

3 8 9

• Из изложенного раньше следует, что весьма существенное влияние на величину Н оказывают N я М. Зависимость между N я Н прямая: чем больше Ы, тем больше Н, а при очень боль­шой величине N выдающихся проб не будет.

Зависимость между М и Н также прямая. Значение М автор этого метода принимает для разных условий равным 20, 15 или 10%.

Использование рассмотренного метода, как и других методов учета выдающихся проб, предусматривает предварительную ре­визию результатов опробования (если это окажется возможным). Целью такой ревизии является проверка правильности отбойки, обработки (сокращения) и анализа выдающихся проб, а также длины распространения их влияния.

VII. ТОЧНОСТЬ ПОДСЧЕТА ЗАПАСОВ

Всякий подсчет производится с той или иной степенью точ­ности.

Рудные тела никогда полностью не вскрываются разведоч­ными выработками и представления о форме рудных тел и об условиях их залегания получают по данным отдельных вырабо­ток. В этих условиях одной из основных задач разведки является получение достаточно точного для практических целей, но все же приблизительного представления о месторождении. Таким обра­зом, точность подсчета запасов зависит прежде всего от степени разведанности месторождения и, кроме того, от точности опреде­ления основных параметров, входящих в подсчет.

Точность подсчета имеет большое практическое значение и этому вопросу в литературе уделено много внимания. К. Л. По- жарицкий, В. И. Смирнов и ряд других авторов в своих работах в той или иной степени освещают вопрос о точности подсчета и все погрешности, возникающие при подсчете запасов, обычно делят на три основные группы:

1) погрешности геологические (ошибки аналогии), связанные с распространением фактических данных, полученных при раз­ведке (результатов опробования по отдельным выработкам ‘, дан­ных о мощностях и др.), на близлежащие участки;

2) технические погрешности, связанные с техникой замеров и определения исходных величин для подсчета запасов, куда от­носится точность замеров мощностей, точность химических ана­лизов, определяющих содержание полезных компонентов, точ­ность замеров площадей и др.;

3) погрешности, связанные с применением разных методов подсчета запасов. 1

1 Здесь и в дальнейшем, если нет специальных оговорок, под выработ «ами понимаются как горные выработки, так и буровые скважины.3 9 0

Величина погрешностей различными авторами и исследовате­лями оценивается неодинаково. Обычно достаточно подробно разбираются последние две группы ошибок, первая же группа — геологических ошибок — освещается недостаточно; между тем именно с ней связаны максимальные ошибки подсчета запасов.

Технические ошибки, связанные с подсчетом запасов, сво­дятся, в основном, к следующим ошибкам (в относительных %):

1) ошибка определения объемного веса, которая может дости­гать 5—10%;

2) погрешность замеров площадей на планах, определяемая в 2—3%;

3) маркшейдерская погрешность составления планов, находя­щаяся в пределах 0,5—1,0%;

4) замеры мощностей рудных тел по горным выработкам, на­ходящиеся в пределах от 2 до 10%, а по скважинам — до 20— 30%, при этом максимальные ошибки обычно относятся к мало­мощным рудным телам, тогда как для мощных тел относитель­ные погрешности всегда будут меньше;

5) допустимые средние случайные относительные погрешности химических анализов руд черных, цветных и редких металлов, колеблющиеся, согласно действующей инструкции по применению классификации запасов твердых полезных ископаемых, в широ­ких пределах от 1 до 20%, а в некоторых случаях, например, для ртути и ванадия, достигающие 30%. При этом максимальные погрешности обычно относятся к рудам с низким содержанием полезного компонента; для богатых руд относительная погреш­ность химических анализов всегда будет меньше.

Как геологические, так и технические ошибки бывают случай­ными и систематическими.

С л у ч а й н ы е о ш и б к и , обладая различными знаками, мо­гут взаимно погашать друг друга и не оказывать серьезного влияния на конечные результаты подсчета запасов. Вероятность получения всех погрешностей с одним знаком весьма незначи­тельна.

С и с т е м а т и ч е с к и е о ш и б к и , обладая одним знаком, оказывают одностороннее влияние на результаты подсчета и ис­кажают их. Наличие таких ошибок устанавливается специаль­ными контрольными работами, без которых ошибку не всегда можно обнаружить. Обнаруженную систематическую ошибку исправляют путем введения соответствующих поправочных коэф­фициентов в величины, при определении которых была допущена систематическая ошибка.

Ошибки, связанные с применением различных методов под­счета запасов, по последним литературным данным, не превы­шают погрешностей, связанных с техническими операциями под­счета (определения мощностей, содержания и др.) и геологи­ческих ошибок. Обычно величина их составляет 3—5% и редко достигает 10%.

391

Г Л А В А В Т О Р А Я

СПОСОБЫ ПОДСЧЕТА ЗАПАСОВ

Большинство тел полезных ископаемых имеет очень сложные формы, и непосредственное определение объемов таких тел практически невозможно. Поэтому все известные методы под­счета запасов твердых полезных ископаемых основаны на прин­ципе преобразования сложной формы тела или отдельных частей его в более простые, но равновеликие им по объему фигуры. В пределах этих фигур и определяются запасы полезных иско­паемых.

В настоящее время известно около двадцати методов под­счета запасов, однако, далеко не все из них находят практическое применение. Наиболее распространенными являются методы: 1) разрезов, 2) геологических блоков, 3) эксплуатационных бло­ков, 4) многоугольников, 5) треугольников, 6) изогипс, 7) изо­линий.

Табл. 27 характеризует применяемость различных методов подсчета для отдельных групп полезных ископаемых.

Т а б л и ц а 27Применяемость различных методов подсчета запасов (в процентах __________ к общему количеству подсчетов отдельных групп)

Методыподсчета

Группыполезных х . ископаемых ^ Ра

зрез

ов

Геол

огич

е­ск

их б

локо

в

Экс

плуа

та­

цион

ных

блок

ов

Изо

гипс

Мно

го­

угол

ьник

ов1

Тре

угол

ь­ни

ков

Изо

лини

й

Про

чие

Ито

гоМеталлы • ..................... 45 12 24 15 1 3 100Неметаллы . . . . • . 17 27 19 — 29,5 5 2 0,5 100У г л и ................................. 1 5 55,5 13 25 0,5 — —■ 100

С р е д н е е ..................... 2 ! |15 1

33 4 23 2 0,5 1,5 100

Из табл. 27 видно, что наиболее распространены методы раз­резов, геологических блоков, эксплуатационных блоков и много­угольников. Этими методами были произведены 92% всех под­счетов. Значительно меньшим распространением пользуется метод изогипс, который применялся только для подсчета запасов угля.

Методы треугольников и изолиний почти не применяются, причем при подсчете запасов неметаллического сырья метод изо­линий использовался главным образом для определения объемов разведанных частей гранитных массивов. Из прочих методов можно отметить метод четырехугольников, который по своему характеру близок к методу треугольников и иногда еще приме­няется для подсчета запасов россыпных месторождений.

392

Ниже приводится подробный разбор четырех основных мето­дов; остальные описываются только схематически.

I. МЕТОД РАЗРЕЗОВ >Применение метода разрезов (сечений) требует проведения

разведочных выработок по более или менее параллельным ли­ниям, достаточно равномерного распределения выработок, пол­ного пересечения ими рудного тела.

При подсчете запасов методом разрезов строят, на основании данных разведочных выработок, геологические разрезы с изобра­жением сечений рудного тела в вертикальной или горизонтальной плоскости.

В связи с этим различают два варианта этого метода: 1) м е­т о д в е р т и к а л ь н ы х р а з р е з о в и 2) м е т о д г о р и з о н ­т а л ь н ы х р а з р е з о в .

Принципы подсчета запасов как для первого, так и для вто­рого варианта тождественны. В некоторых случаях расположение выработок позволяет применить оба выбрать тог из них, который боль­ше отвечает требованиям эксплуата­ции или проектирующей организа­ции. Если, например, месторождение отрабатывается или предполагается к отработке по горизонтам, то луч­ше производить подсчет методом горизонтальных разрезов.

Геологические разрезы расчленя­ют тело полезного ископаемого на отдельные участки или блоки. Все они, кроме двух, расположенных в краевых частях секущего тела, ограничены двумя секущими плоско­стями. Таких блоков должно быть К—1, где К —'Количество разведоч­ных линий или плоскостей, пересе­кающих рудное тело. Два крайних стью сечения только с одной стороны, а с остальных сторон их ограничивает неправильная поверхность рудного контура.

Подсчет запасов производят в следующем порядке.1. Определяют запасы участков, расположенных между двумя

выработками на разведочной линии, принимая ширину участка (вкрест разреза) равной 1 м.

Такой участок, как это показано на рис. 203, имеет форму трапецоэдра, объем которого определяется формулой:

, 7 т , + т 2 ^ , т , + т г ^г 1 — 2 а ’ 1 — 2 и’ 1

варианта; тогда следует

Рис. 203. Участок между двумя выработками в разведочной ли­

нии шириной в ! м

блока ограничены плоско-

1 Излагается по В.*И. Смирнову.3 9 3

где 1/1 — объем участка шириной (вкрест разведочной линии) в 1 м, расположенного между двумя выработками на разведочной линии;

т1 и тг — мощности тела полезного ископаемого по выработ­кам;

а — расстояние между выработками по разведочной ли­нии.

Произведение объема V\ на объемный вес й\ дает запасы руды <Эь а перемножение запасов руды на среднее содержание

полезного компонента сх дает за­пасы последнего Р\.

2. Суммируют запасы указанных участков в пределах одной разве­дочной линии, что дает запасы в ленте шириной в 1 м, расположен­ной вдоль по разведочному сечению.

Запасы руды и полезных компо­нентов во всем разведочном сечении при принятой ширине его в 1 л ча­сто называются л и н е й н ы м и з а ­п а с а м и .

Запасы руды по разведочной ли­нии можно определить значительно проще —■ путем измерения площади рудного тела в сечении (планимет­ром или палеткой) и умножением ее величины на объемный вес дан­ной руды. Запасы же полезного ком­понента в сечении могут быть вы­числены путем умножения запасов

руды на среднее по сечению содержание этого компонента.3. На основании запасов по разведочным линиям (линейных

запасов) определяются запасы блоков, расположенных между линиями или на площади влияния каждой линии (рис. 204).

В первом случае (рис. 205) запас между двумя линиями вычисляется по следующей формуле:

0 = Я1 + 021'

Р и с . 2 0 4 . Д в а в а р и а н т а п о д ­с ч е т а з а п а с о в п о с п о с о б у

р а з р е з о в/ —выработки, показавшие отсут­ствие полезного ископаемого; 2— выработки, пересекшие тело полез­ного ископаемого; 3 —разведочные линии и их номера; ■/—контур под­счета по площади влияния; 5 —кон­тур подсчета по площади между

где (3 — запас на площади между разведочными линиями I иИ;

и (Зз — запасы в лентах шириной в 1 м по разведочным ли­ниям I и II;

/ — расстояние между линиями.

Приведенная формула применяется в том случае, когда за­пасы по линиям I—I и II—II мало отличаются друг от друга; при 3 9 4

расхождении же между ними свыше 40% подсчет производится по формуле «усеченной пирамиды».

I.

Во втором случае (рис. 206) запас участка, прилегающего к линии (на площади влияния линии), будет равен,-

где К — ширина влияния разведочной линии, равная полусумме расстояний до со­седних линий.

4. Суммируют получен­ные запасы отдельных бло­ков, что дает общие запасы по месторождению.

Применение описанного способа подсчета возможно для месторождений, разве­данных серией параллель­ных линий, поэтому данный способ иногда называют способом п а р а л л е л ь н ы х с е ч е ­ний.

В тех случаях, когда линии разведочных выработок на место­рождении проходят непараллельно, рекомендуют обычно для определения объемов блоков, расположенных между сходящи­

мися разведочными сече­ниями, пользоваться фор­мулами, предложенными А. С. Золотаревым:

1) для случая, когда угол между сходящимися разрезами менее 10°, сле­дует применять формулу:

т / ^1 + Я , + я 22 ' 2

Р и с . 2 0 5 . П о д с ч е т з а п а с о в п о с п о с о ­б у р а з р е з о в н а п л о щ а д и м е ж д у д в у ­

м я р а з в е д о ч н ы м и л и н и ям и

Р и с . 2 0 6 . П о д с ч е т з а п а с о в п о с п о с о б у т / л лр а з р е з о в н а п л о щ а д и , п р и л е г а ю щ е й к гДе * Объем блока

р а з в е д о ч н ы м л и н и я м между разреза­ми в м3;

и 5 2— площади сечений рудных тел по разрезам в м2;! и Н2 — длины перпендикуляров, опущенных из центров тя­

жести площадей разрезов до противоположной раз­ведочной линии;

395

2) для случая, когда угол между сходящимися разрезами бо- лрр 1 0 °*

\ Г _ а № + 5 2) (Я, + //,)ЯП а у 2 2 '

где а — угол между сходящимися профилями, выраженный в радианах.

Непараллельность сечений оказывает незначительное влияние на точность определения среднего содержания полезного компо­нента в блоке, и эта величина может быть определена любым из известных способов.

Зная объем блока, объемный вес руды и среднее содержание полезного компонента, легко определить запасы руды и металла.

Для определения запасов руды и полезного компонента мето­дом сечений, при условии непараллельности разрезов, обычно рекомендуют следующие формулы:

1) в случае, когда угол между разрезами менее 10°:гл _((Л + Ог) (Ях + Я,)4 2 ‘ 2П (р 1 + А ) (Я, + Но)

2 ' 2

2) в случае, когда угол между разрезами более 10°:

О а (Ф* + ФЭ (Я, + Яд)81П а 2 " 2 ’

р _ а _ (Я 1 + Я 2) ( Н | + //,,)81Па 2 2 ’

где (3 — запасы руды в блоке;С?1 и 0 2 — линейные запасы руды по разрезам;

Р — запасы полезного компонента в блоке;Р] и Р2 — линейные запасы компонента по разрезам.

Основным затруднением при использовании формул Золота­рева является определение центров тяжести сечений тела полез­ного ископаемого на разрезах: обычно сложные контуры сечений рудных тел не всегда возможно привести к простым геометри­ческим фигурам (треугольник, трапеция, прямоугольник и цр.),, для которых центр тяжести находится сравнительно легко.

Центр тяжести разреза с точностью, достаточной для подсчета запасов, наиболее просто определяется графо-аналитическим методом. Этот метод, подробно изложенный Золотаревым, осно­ван на определении координат центра тяжести однородных пло­щадей через суммы статических моментов. Однако и он является достаточно громоздким.

А. П. Прокофьевым предложен более простой способ опреде­ления запасов между непараллельными сечениями; он основан на 396

принципе влияния ближайшего района и состоит в следующем (рис. 207а).

На плане подсчета блок, расположенный между непараллель­ными разведочными линиями I—I и II—II, запасы которого нужно определить, делится на две части, тяготеющие к этим линиям.Для этого контурные точки а> и б\ разреза I соединяются вспомо­гательными прямыми с контур­ными точками а 2 и б2 разреза II.Середины этих вспомогательных прямых аи ач и 6 1 , б2, т. е. точки С\ и с* соединяются прямой, кото­рая делит площадь подсчетного блока на две площади 5 , 1 и 5 25.Каждая точка площади 5И нахо­дится ближе к разведочной ли­нии I—I и на нее может быть распространено влияние сечения 5[ разведочной линии I—I. Каж­дая точка площади 5 2‘ располо­жена ближе к разведочной линии II—II, и на нее может быть рас­пространено влияние сечения 5 2 разведочной линии II—II.

Зная площади сечений 5, и 5 2 разведочных линий I—I и II—II, которые определяются обычными способами, и зная площади 5 / и 5*1, на которые должно быть рас­пространено влияние сечений 5 1 и 5 2, легко определить объ­емы V1 и У2 соответствующих частей блока:

Рис. 207. Схема подсчета запа­сова —между непараллельными сечения­ми; 6 - в пределах неровного контура блока

Ц1== 5 * 1 = 5 1 ^ ;

У2= 8 \ ^ г 8\т2,

где 1Х и / 2 — длины разведочных линий; т1 и т2 — средние мощности тела в разрезах 1 — 1 и II—II.

Общий объем блока будет:

1/ х+ Ц2 = 5 11ш1 + 5 > 2.367

В случае, когда подсчетный блок опирается только на одно сечение и рудное тело на контуре выклинивается, величины т2 и 5 '2 могут быть приравнены к нулю; тогда:

V = "1- 2/ , ‘

Так, объем У3 блока 3 (рис. 2076) определяется как произве­дение сечения рудного тела 5 5 по разведочной линии V—V на площадь блока в плане 5 ’3, разделенное на удвоенную ширину рудного тела по той же разведочной линии

Среднее содержание ценного компонента и объемный вес по­лезного ископаемого могут быть вычислены как средние из соот­ветствующих данных по разрезам.

При подсчете запасов методом разрезов в приведенных выше формулах величины 5] и 32 соответственно следует заменить ве­личинами линейных запасов руды (СЬ и С?2) или металла (Р\ и Р3).

Разобранный выше метод подсчета запасов одинаково приме­ним при пересечении тела полезного ископаемого геологическими и подсчетными разрезами как по вертикальным, так и по горизон­тальным плоскостям.

Для примера приводим порядок подсчета запасов методом го­ризонтальных параллельных сечений крутопадающей рудной за­лежи, разведанной горными работами (рис. 208).

Имеются три основных сечения: поверхность рудной залежи, разведанная канавами, и планы 1-го и 2-го горизонтов. Подсчи­танные в разобранной выше последовательности запасы по сече­нию I, т. е. по данным разведочных канав, и по сечению II, соот­ветствующему плану 1-го горизонта, складываются и полусумма их умножается на расстояние между сечениями I и II (/] на рис. 208).

Аналогично подсчитывается запас между 1-м и 2-м горизон­тами. Запасы ниже 2-го горизонта могут быть в некоторых слу­чаях подсчитаны умножением запаса сечения 2-го горизонта (се­чение III) на величину /3. Для простых, мало изменчивых место­рождений /3 может быть принято равным /2; для более изменчи­вых месторождений /3 равно /2 : 2 или /2 ". 4.

В практике подсчета запасов по способу разрезов применяется несколько типов формуляров, близких между собой. Один из них приводится в табл. 28, где дан пример подсчета запасов медной руды и меди в крутопадающей линзе колчеданного месторожде­ния на участке, расположенном между двумя горизонтальными разрезами. Последние построены в плоскости двух этажей горных 398

Формуляр подсчета запасовТ а б л и ц а 28

по способу разрезов

эК Произведе- Расстоя- Содер- Среднее Запа-Мощ- Я ние мощ- ние жание содержание сы

ортов ность,м

и>(в

ности на объемный

междуортами, РУДЫ,

т

меди по орту,

меди между ортами, меди,

тО А вес м % %

I этаж1 6 3 18 3

20 420 3,5 14,72 8 3 24 4

20 540 3 16,23 10 3 30 2

20 660 2,25 14,84 12 3 36 2,5

20 810 2,75 22,3.5 15 3 45 3

20 690 2,25 15,56 8 3 24 1,5

20 660 2,25 14,87 12 3 36 3

20 630 3,5 22,08 9 3 27 4

20 510 3 15,39 8 3 24 2

20 480 2,5 12,010 8 3 24 3

20 420 3 12,6;11 6 3 18 3

20 300 2,75 8,212 4 3 12 2,5

Всего 6120 1 168,411 этаж

1 5 3 15 440 900 3,5 31,5

2 10 3 30 333,640 960 3,5

3 6 3 18 440 1080 3,25 35,1

4 12 3 36 2,540 1200 2,75 33,0

5 8 3 24 340 720 2,5 18,0

6 4 3 12 2

Всего 4860 | | 151,2Общие запасы руды в блоке между 1 и II этажами:

<3^2 = 6 12 0 + А 862 -30 = 164700 т.

Общие запасы меди в этом же блоке: о* 168,4 + 151,2

1 - 2 ' • 30 = 4794 т

399.

работ, отстоящих друг от друга на расстоянии 30 м. Мощность линзы и содержание меди определялись по ортам.

Основным и чрезвычайно важным достоинством метода раз­резов является то, что он позволяет производить подсчет непо­средственно на геологических разрезах. Вычислительные опера-

План 1-го горизонт а Щ сечение)

П— д-т=1Г----V

а

Рис. 208. План и разрез в плоскости крутопадающей залежи

ции достаточно просты. Так как этот способ дает возможность наиболее полно отразить и учесть геологические особенности строения месторождения, то его следует применять возможно шире.

И. МЕТОД ГЕОЛОГИЧЕСКИХ БЛОКОВ

Метод геологических блоков является самым простым и наи­менее трудоемким. Наиболее элементарным частным случаем подсчета запасов этим методом является случай, когда все рудное тело рассматривается как один блок, без расчленения его на отдельные части. Графические построения при этом ограни­чиваются построением внешнего контура рудного тела, в преде­лах которого производится подсчет запасов. Площадь рудного тела замеряют планиметром или палеткой.

Мощность рудного тела определяется как среднее арифметиче­ское из данных, полученных по всем горным выработкам, пере­секшим рудное тело, по формуле:

уц _ щ + тг + ,.. + т„ п *

где М — средняя мощность;ти т2. . . от„ — мощности по отдельным выработкам;

п — количество выработок, участвующих в подсчете.4С0

Среднее содержание полезного компонента определяется так же, как среднее арифметическое, по данным содержаний отдель­ных выработок по формуле:

^ __ С] 4 - Са 4- . ■ • + С пл ’

где С — среднее содержание полезного компонента;Съ С2. . . С„ — содержание полезного компонента в отдельных

выработках, участвующих в подсчете; п — количество выработок, участвующих в подсчете.

Объем рудного тела определяется по общей формуле:

У = З М ,

где V — объем рудного тела;5 — площадь его;

М — мощность его.Запасы руды вычисляются по формуле:

(±=У<1 ,где <3 — запасы руды;

й — объемный вес руды.Запасы металла подсчитываются по формуле:

р „ С ЗМ йС-убсГ ~ ' 100 ’

где Р — запасы металла;С — среднее содержание полезного компонента в процен­

тах;или по формуле:

Р = С[С — 8Мс1С, где Р — запасы металла,

С — среднее содержание полезного компонента в г/от.Для определения запасов благородных металлов чаще поль­

зуются последней формулой.При подсчете описанным вариантом метода геологических

блоков сложный контур рудного тела приводится к равновели­кой фигуре, имеющей форму пластины, площадь которой равна площади рудного тела, а мощность (толщина) соответствует средней мощности, вычисленной по всем горным выработкам. Схема такого преобразования формы рудного тела показана на рис. 209.

В практике этот вариант применяется очень редко и известен под названием способа с р е д н е г о а р и ф м е т и ч е с к о г о . Обычно же в него вносят некоторые изменения с целью уточне-

.26 Ажгирей '

ния качественной характеристики запасов и пространственного распределения последних.

На месторождениях, где наблюдается прямая или обратная зависимость между содержанием полезного компонента и мощ­ностью рудного тела, подсчитывают среднее содержание для тела не как среднее арифметическое, а как среднее взвешенное на

опробованные мощности рудного тела. Формула для вычисления среднего содержания (С) соответ­ственно изменяется:

2_-р -Ж . . Д'Птп/П] + т 2 -Ь . . . + т п

В случае, когда руды приконтурной полосы рез­ко отличаются от руд ос­новной части рудного тела (по мощности, содержа­нию, объемному весу или другим показателям), эту полосу выделяют отдельно при подсчете запасов. При этом необходимо, кроме внешнего контура рудного тела, графически по­строить по крайним руд­ным выработкам внутрен­ний контур. Выделенная межконтурная полоса по принципу ближайшего района разбивается на две части: а) прилегающую к внутреннему контуру, за­пасы которой определяют­ся по средним данным

внутреннего контура, и б) прилегающую к внешнему контуру, запасы которой определяются по минимальным данным, приня­тым для подсчета запасов (кондиционный минимум по мощно­сти и содержанию).

Общие запасы по рудному телу определяются как сумма за­пасов, подсчитанных во внутреннем контуре и в межконтурной полосе.

В большинстве случаев при подсчете запасов бывает необхо­димо выделить площади распространения различных сортов руд или участки различной степени разведанности (по густоте сети разведочных выработок, детальности опробования). Для этого 402

О О О

г а / О , [ 4

(И111В

Рис. 209. Схема преобразования формы рудного тела при подсчете запасов ме­

тодом среднего арифметическогоа —план рудного тела; б —разрез по линии А Б ; в — аксонометрическая проекция преобразованного рудного тела; / — растительный слой; 2 — вмещаю­щие породы; 3 -руд н ое тело; 4 —горные выработ­ки: черные—рудные, белые— безрудные; 5 —преоб­разованная мощность рудного тела

все рудное тело разбивают на участки или блоки соответственно их разведанности или распространению сортов руд и внутри каждого из участков или блоков подсчитывают запасы указан­ными выше способами. Общие запасы по месторождению опре­деляются как сумма запасов по отдельным участкам или блокам.

Точность подсчета запасов зависит от количества исходных данных, входящих в, подсчет, поэтому расчленение рудного тела на отдельные участки или блоки производят только в том случае, когда каждый из выделенных участков или блоков будет опи­раться на достаточное количество выработок.

Формуляр для подсчета по способу среднего арифметического вместе с примером подсчета запасов железной руды приводится в табл. 29.

Т а б л и ц а 29Ф ормуляр подсчета запасов по способу среднего ариф метического

а) Определение средней мощности и содержания

№ скважин Мощность, м Содержание железа, %

2 8 484 6,5 507 4 478 4,5 459 5 51

11 6 4713 6,5 5017 3,5 4821 5,4 4622 4,5 4723 3 4925 6,2 46

Всего 12 63,1 574

Среднее 5,3 47,8

б) Подсчет запасов

Площадь, тыс. м 1

Средняямощность,

м

Объем, тыс. м 3

Объемныйвес

Запасы железной

руды, тыс. т

Среднеесодержание

железа,%

462 5,3 2450 3 7350 47,8

Метод геологических блоков с такими видоизменениями может быть успешно применен на месторождениях с самыми раз­личными формами тел, разнообразными условиями залегания и характером распределения компонентов, независимо от способов разведки и степешГ разведанности.26* 403

При недостаточной разведанности месторождения и неболь­шом количестве исходных данных этот метод является един­ственно рациональным, так как точность подсчета в этих усло­виях незначительна и применение других методов только услож­нит подсчет.

Благодаря простоте и скорости получения конечных резуль­татов подсчета, этот метод обычно применяется для получения предварительных данных и очень часто для проверки подсчетов, произведенных другими методами. Особенно хорошие результаты он дает при большом количестве данных, входящих в подсчет за­пасов, при равномерном распределении разведочных выработок в пределах рудного поля, малой изменчивости содержаний полез­ного компонента и мощностей и при отсутствии зависимости между содержанием и мощностью.

Основным достоинством метода геологических блоков яв­ляется простота и скорость графических построений и вычисли­тельных операций, благодаря чему результаты подсчета полу­чаются во много раз быстрее, чем при других методах.

Недостатком метода является схематичность получаемой кар­тины изменений формы тел, содержания полезных компонентов и распределения в пространстве их различных сортов.

Однако этот недостаток можно устранить путем составления специальной дополнительной графики, например, геологических профилей и планов, опирающихся на пройденные выработки.

Ш. МЕТОД ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ БЛОКОВ

Метод, эксплуатационных блоков является одним из наиболее распространенных методов подсчета запасов жильных и пласто­вых месторождений, когда разведка производится, в основном, горными выработками, с одновременной нарезкой блоков для их отработки. Под блоками в данном случае принято понимать от­дельные части рудных тел, оконтуренные с четырех или менее сторон штреками и восстающими. Запасы подсчитываются для каждого оконтуренного блока отдельно по следующей схеме.

Определяется средняя мощность М и среднее содержание про­мышленно-ценного компонента С по каждой из выработок, окон- туривающих блок с двух, трех, четырех сторон:

/\4 — т1 + т2 + Щ + ■ ■ ■ + тп т л п ’

^ ___Й + С2 + С3 + ■ . ■ 4 - спп

Когда же содержание металла в пробах и мощность рудного тела, замеренная в местах отбойки проб, взаимосвязаны (напри­мер, содержание увеличивается с уменьшением мощности), то С404

подсчитывается как среднее взвешенное, пропорциональное мощ­ностям т рудного тела в пунктах опробования:

„ _ _ С\Ш\ + ь,т2 + с тъ + ■ . . Ь сптп т1 + т.г + тл + . . . + тп

Эти средние показатели распространяются на весь разведан­ный или подготовленный к добыче блок.

Средняя мощность блока М0 вычисляется по формуле:ЛЯ _ М)Ь I + 2 + . ■ ■

" 0 _ + + •

405

Рис. 210. Пр

оекция жил

ы на верти

кальную пл

оскость (к и

одсче у запа

сов методом

эксплуатац

ионных блок

ов)

_ С\М.\Ь,1 + СчЛ/1>Ь2

0 м ;цт Ш ^+ 77. ’где /-!, I., —длины отрезков выработок, оконтуривающих блок.

Запас руды 0,(т) определяется по формуле:

а = з м А ,где о — площадь блока;

М 0 — средняя мощность в пределах блока;— средний объемный вес руды блока.

Запас металла Р определяется по формуле:Р = (1-С0

(значение С0 см. выше).Если С0 выражено в процентах, то результат делится на 100. Подсчет М0, С0 и Р производится по формулярам, приведен­

ным в табл. 30 и 31. Основным исходным документом, по кото­рому ведется подсчет, является план опробования блока. Места взятия проб наносятся на горизонтальные проекции блоков при пологом падении, или на вертикальные проекции при крутом падении рудных тел. Около мест взятия проб выписывают но­мера проб, мощности рудного тела и содержания компонента (рис. 210).

Т а б л и ц а 30

С р е д н ее с о д е р ж а н и е б л о к а С 0 вы чи сл яется п о ф ор м ул е:

Формуляр 1 к подсчету запасов методом эксплуатационных блоков

Выработки № про­бы

Расстояние между про­

бами,м

Мощ­ность ( т ) ,

м

Содержание(с),г / т

Произве­дение

т • сВосстающий № 17

341342

2,02,1

1,820,60

10,03,2

18,21,9

356 2,0 0,77 3,7 2,8

С у м м а . . . 13 — 10,25 — 211,0

Ш трек 48 гори­зонта

277278 1,8

2,00,820,67

2.33.4

1,92,3

2862,0 1,0 98,0 98,0

С у м м а . . . 13 — 9,57 — 308,3

40 0

Т а б л и ц а 13

Формуляр 2 к подсчету запасов методом эксплуатационных блоков

№ бл

ока!

ВыработкиСумма,

тСумма,/П ' С

Коли­чество

пробПримечание

- Восстающий № 17 10,25 211,0 13 Л40 = 0,76 м

Штрек 48 горизонта 9,57 308,3 13 С0 = 26,2 г ] т

Сумма 19,82 519,3 265 Восстающий № 18 12,89 198,4 19Восстающий № 19 25,83 676,7 18 М 0 = 1,19 мШтрек 48 горизонта 28,03 1966,7

•19 С 0 = 42,6 г / т

Сумма 66,75 2841,8 56

На основе цифр, приведенных в обоих формулярах, соста­вляется сводная таблица, в которой приводятся следующие дан­ные по каждому блоку: площадь в плоскости рудного тела, средняя нормальная мощность, объем руды, ее объемный вес, запас руды, среднее содержание металла и его количество. Площади блоков в плоскости рудного тела получаются пересчетом площадей их проекций; в случае вертикальных проекций площади делятся на секанс угла падения рудного тела, а в случае горизонтальных проекций — на косеканс угла падения.

Приведенная схема подсчета запасов способом эксплуата­ционных блоков применима в тех случаях, когда руда блока одно­типна. При неоднотипной же руде схему видоизменяют в каждом случае в зависимости от геологи­ческой обстановки и степени изу­ченности (разведанности, опробо- ванности) блока. Например, когда в восстающем ВО (рис. 211) уста­навливается закономерное увели­чение содержания промышленно­ценного компонента с глубиной, то блок АВИС разделяют средней линией ЕР на два блока. Если в восстающем невозможно установить границы между типами (сортами) руд верхней и нижней частей блока, то линию ЕР проводят на средине расстояния между первым и вторым гори­зонтами. Если же положение этой линии устанавливается геоло­гической документацией восстающего, то она проводится на уровне, определенном непосредственным наблюдением.

407

т 1 гРис. 211. Разрез в плоскости жилы. Точками показаны места

взятия проб

Запасы блоков АВРЕ и ЕРБС подсчитывают по приведенной выше схеме, причем эти блоки рассматриваются как оконтурен­ные с двух сторон.

Способ эксплуатационных блоков не требует сложных графи­ческих построений и очень прост по своим вычислительным опе­рациям. Подсчет запасов производится в пределах первичных горно-эксплуатационных участков (блоков) и результаты под­счета непосредственно используются для планирования эксплуа­тационных работ. При подсчете запасов этим методом различные сорта полезного ископаемого можно выделить в самостоятельные блоки.

Отмеченные положительные стороны этого метода объясняют его широкое применение.

IV. МЕТОД МНОГОУГОЛЬНИКОВ

Метод многоугольников называют также методом б л и ж а й ­ш е г о р а й о н а или методом А. К. Болдырева, который обос­новал возможность применения его для подсчета запасов мине­рального сырья.

При подсчете этим методом оконтуренное тело полезного ископаемого разбивают на ряд отдельных участков, соответствую­щих числу разведочных выработок, с таким расчетом, чтобы к каждой из выработок отошел ближайший, тяготеющий к ней участок. Тогда все точки последнего будут более близкими к дан­ной выработке, чем к другим. Мощность, объемный вес и содер­жание компонентов принимаются по данным разведочной выра­ботки, к которой отнесен рассматриваемый участок.

Участки, на которые разделяется месторождение, являются прямыми многогранными призмами, основанием которых служат многоугольники, построенные около каждой разведочной выра­ботки. Высотой призмы служит мощность полезного ископаемого по выработке, на которой построена данная призма (рис. 212). Объем каждой призмы получается умножением площади много­угольника на соответствующую мощность.

Подсчитывая объем полезного ископаемого, его вес и вес ком­понента, заключающегося в каждой призме, и затем суммируя эти данные, получают запасы для всего месторождения или для его подсчитываемой части.

Построение многоугольников (площадей ближайших районов) на плане или на разрезе производится следующим образом. Сое-, диняют прямыми линиями каждую разведочную выработку с бли­жайшими (пунктир на рис. 213); из середин пунктирных линий восстанавливают перпендикуляры, которые, пересекаясь между собой, образуют многоугольник. Любая точка многоугольника будет ближе к данной разведочной выработке, чем к другим вы­работкам. Перпендикуляр к линии 1—4, как проходящий вне многоугольника, не проводится.4 0 8

На рис. 214 представлена площадь, разбитая описанным спо­собом на ряд многоугольников; ее контур проведен по восьми­разведочным выработкам.

П ла н

Изометрическая проекция

Рис. 212. Запасы металла, подсчитанные мето­дом ближайшего района

Построение многоугольников упрощается применением шаб­лона, который можно изготовить из целлулоидной пластинки. На этой пластинке проводят две взаимно перпендикулярные пря­мые; по одной из них делается прорез шириной около 1 мм, а на другой, по обе стороны от прореза, наносятся деления на равном расстоянии друг от друга (рис. 215).

При построении многоугольников шаблон накладывают на план с таким расчетом, чтобы прямая с делениями прошла через точки, между которыми проводится перпендикуляр. Затем пере­двигают шаблон по линии между этими точками (например, 1—7 на рис. 213) так, чтобы они оказались на равном расстоянии от прореза, и по прорезу проводят карандашом линию. Эта линия будет перпендикулярна к середине прямой (в нашем примере- линии 1—7).

409’

При помощи такого же шаблона можно проводить биссек­трисы углов (это нам потребуется ниже). Для этого устанавли­вают шаблон так, чтобы вершина угла оказалась в прорезе. З а­тем шаблон поворачивают до тех пор, пока на сторонах угла не будут одинаковые деления, и проводят по прорезу линию, кото­рая и делит угол пополам.

Рис. 213. Построение многоугольника Рис. 214. Площадь, разбитая на многоугольникиЕще проще и быстрее можно разбить площадь на много­

угольники следующим образом. Из точек, соответствующих двум соседним выработкам, произвольным раствором циркуля, но не меньшим половины расстояния между выработками, проводят дуги-засечки (рис. 216). Из точек пересечения этих дуг: а, Ь, с, й и т. д. на линии 1—2, 1—3 и т. д. опускаются перпендикуляры. Построенные таким образом перпендикуляры продолжаются до пересечения друг с другом и образуют многоугольник.

Рис. 215. Шаблон для построения многоуголь­ников многоугольников засеч намиВ пределах межконтурной полосы также строятся многоуголь­

ники. Если внешний контур представлен нулевой линией, то по­средине между внутренним и внешним контурами проводят ли­нию промежуточного экстраполированного контура. Этим искус­ственно уменьшают площадь блока и компенсируют таким обра­410

зом уменьшение мощности тела по направлению к нулевой линии внешнего контура (рис. 217). Если этого не сделать, то распро­странение мощности тела, определенной в крайних выработках, на весь многоугольник заведомо приведет к преувеличению за­пасов.

'1иСкдаЖина 3

Рис. 217. Подсчет запасов методом многоугольников в пределах контура экстраполяцииДля проведения промежуточного контура восстанавливают

в выпуклых углах внутреннего контура перпендикуляры к его сторонам, а в вогнутых углах проводят биссектрисы. Эти вспо­могательные линии про­должают до пересечения с внешним контуром, при­чем линия промежуточно­го контура пройдет между последним и внутренним контуром (рис. 218).

Продолжим стороны многоугольников, опираю­щихся на внутренний кон­тур, до промежуточного контура. Примем соответ­ственно за одну из сторон образовавшиеся отрезки линий промежуточного контура, предварительно спрямив их, и тогда полу­чим многоугольники, тяготеющие к выработкам, расположенным на внутреннем контуре. Каждый такой многоугольник лежит частью в пределах внутреннего контура и частью между внутрен­ним и промежуточным контурами.

Рис. 218. Построение для подсчета запасов методом многоугольников в пределах контура экстраполяции411

Если внешний контур представлен линией промышленного оруденения, выраженного' в метропроцентах, то проводят ранее описанным способом промежуточный контур и производят раз­бивку на многоугольники всей межконтурной полосы. Разли­чие заключается в том, что в этом случае полоса между проме­жуточным и внешним контурами тоже содержит некоторые за­пасы, которые вычисляются как произведение площади межконтурной полосы на значение минимального метро-процента, принятого для внешнего контура.

Площади отдельных многоугольников определяются как суммы площадей, составленных из простых фигур: прямоугольников, тра­пеций и треугольников.

При подсчете запасов способом ближайшего района поль­зуются следующими формулами:

ю = 3т\ д ~ 3 т й = ъс1-, р = ЗтйС = ^С;

V — 1>ъ; (2 = Е<7 и Р — Ър,

где V — объем призмы ближайшего района;5 — площадь ближайшего к разведочным выработкам

района;т — мощность по разведочной выработке;Я — запас полезного ископаемого в объеме V;й — средний объемный вес полезного ископаемого по раз­

ведочной выработке;р — запас компонента в призме весом <7 ;С — среднее содержание полезного компонента по разве­

дочной выработке;V — общий объем залежи;Е — знак суммы;(3 — запас полезного ископаемого в объеме V;Р — запас компонента в объеме V.

Все расчетные операции оформляются формулярами (табл. 32).Достоинством способа ближайшего района является его про­

стота, благодаря чему он до последнего времени находил до­вольно широкое применение. Но сейчас этот способ применяется сравнительно редко, так как он не дает графического изображе­ния, отражающего форму рудного тела, а также пространствен­ного распределения промышленно-ценных компонентов, что яв­ляется существенным недостатком.

V. МЕТОД ТРЕУГОЛЬНИКОВ

Сущность способа состоит в следующем. Оконтуренную часть месторождения (или месторождение в целом) разбивают на трех­гранные косоусеченные призмы. Верхними и нижними основа- 412

Т а б л и ц а 32

Формуляр к подсчету запасов методом ближайшего района (многоугольников)

Категории запаса и выработки

Площадь (бл

ижай­шего,

района), м*

Мощность п

о вы­работ

ке, м Объем блок

а, ж8Средн

ий объемный

вес ру

ды по выра

­ботке Запас

руды в

блоке, т Среднее сод

ержа­ние м

еталла по

выработке,

°/01 Запас

металла

в блоке, т Примеча­ние

Категория ВШурф 5 и т. д . 266 1,34 356 2.79 994 0,54 54,7

Итого кате­гории В

Категория С!Шурф 8 и т. д .

Итого кате­гории С!

Всего по месторож­дению Категории В + С!

ниями их являются треугольники, вершины которых предста­вляют собой точки входа (верхнее основание призмы) и точки выхода разведочных выработок из тела полезного ископаемого (нижнее 'основание призмы). Боковыми ребрами призм являются мощности полезного ископаемого по соответствующим разведоч­ным выработкам. Запас подсчитывается для каждой призмы от­дельно; общий запас получается суммированием запасов по от­дельным призмам.

Построение треугольников на плане или разрезе производится путем соединения точек соответствующих разведочных выработок прямыми линиями (рис. 219). При построении необходимо соблю­дать два следующих основных условия: 1) линии, соединяющие отдельные выработки, не должны пересекаться; 2 ) треугольники, образованные ими, должны быть по возможности близки к рав­носторонним.

Если контур подсчитываемой площади проведен не по край­ним разведочным выработкам, а на некотором расстоянии от них (рис. 2 2 0 ), причем значения мощности залежи по этому контуру приняты равными т минимальному или т нулевому, то на сто­ронах, проведенных через крайние разведочные выработки, строят

413

равнобедренные треугольники, вершины которых располагают на контуре с т нулевым или т минимальным. Эти дополнительные треугольники также харак- теризуются соответствующей мощностью и содержанием по всем трем вершинам.

Рис. 219. Разбивка пло­щади на треугольники

Рис. 220. Часть подсчетного плана методом треугольников в пределах

контура экстраполяции

Площади треугольников определяются по данным измерения их оснований и высот геометрическим путем.

Объем V трехгранных призм определяется по формуле:

0 т , + пи, т .V - 8 ... .... Г .... ■ >

где 5 — площадь треугольника (основания призмы); тх, тъ т3 — мощности тела полезного ископаемого по разве­

дочным выработкам.Запас руды каждой призмы д определяется как произведение

объема V на объемный вес й\

д — ю-й.

Запас полезного компонента каждой призмы р определяется по формуле:

р — д-С,где С — среднее содержание полезного компонента.

Среднее содержание С можно определить как среднеарифме­тическое по формуле:

п __ С1 Ч~ с2 + с:)° — 3

где си с2, с3 — содержание полезного компонента в опорных выработках.

В тех случаях, когда на месторождении наблюдается зависи­мость содержания полезного компонента от мощности рудного 414

тела, среднее содержание вычисляется как среднее взвешенное по формуле:

^ __ сгт х 4- с у щ + с у п ът\ + т2 +тг

при тех же значениях с и т .Общие запасы руды ф и полезного компонента Р по рудному

телу или месторождению получаются путем суммирования запа­сов отдельных призм: <2 = Ед и Р = Ер.

Формуляр для подсчета запасов по способу треугольников при определении среднего содержания полезного компонента сред­ним арифметическим способом, вместе с примером подсчета, при­веден в табл. 33. I •*

Т а б л и ц а 33Формуляр подсчета запасов по Способу треугольников

при определении содержания компонента среднеарифметическим способом

№ в

ыра

бото

к

№ т

реуг

ольн

иков

Пло

щад

ь тр

е-

* уг

ольн

иков

, м

2 |

Мощ

ност

ь по

вы

рабо

ткам

, м

Сре

дняя

мощ

­но

сть,

м %О)\0О О

бъем

ный

вес

Запа

сы р

уды

, т

Сод

ерж

ание

мед

и по

вы

рабо

ткам

, %

Сре

днее

сод

ер­

жан

ие м

еди,

%

Запасымеди,

т

1 4 3,22 I 2 800 6 4,3 12 040 3,6 43 344 3,6 3,2 13873 3 2,8

1 4 3,22 11 3 600 6 6,0 21 600 3,6 77 760 3,6 3,7 2 8774 8 4,2

9 6 3,64 III 4 200 8 6,6 27 720 3,6 99 792 4,2 3,9 3 8925 6 4,8

4 8 4,25 IV 3 780 6 6,0 22 680 3,6 81 648 3,8 4,0 3 266б 4 4,1

Всего 14 380 5,7 84 040 3,6 302 544 3,7 14 222

Формуляр для подсчета запасов при определении среднего со­держания полезного компонента путем взвешивания на мощно­сти, вместе с соответствующим примером подсчета, приведен в табл. 34.

415.

Т а б л и ц а 34

Формуляр подсчета запасов по способу треугольников№

вы

рабо

ток

№ т

реуг

ольн

иков

Пло

щад

ь тр

е­уг

ольн

иков

, м

3

Мощ

ност

ь по

вы

рабо

ткам

, м

Сре

дняя

мощ

­но

сть,

м

Объ

ем,

м3

Объ

емны

й ве

с

1

Запа

сы р

уды

, т

Сод

ерж

ание

мед

и по

вы

рабо

ткам

, °/0

Про

изве

дени

е со

держ

ания

на

мощ

ност

ьС

редн

ее с

одер

­ж

ание

мед

и в

блок

е, %

1 За

пасы

мед

и, т

1 4 3,2 12,82 I 2 800 6 4,3 12 040 3,6 43 344 3,6 21,6 3,3 1 4303 3 2,8 8,4

1 4 3,2 12,82 0 3 600 6 6,0 21600 3,6 77 760 3,6 21,6 3,8 2 957,4 8 4,2 33,6

2 6 3,6 21,64 III 4 200 8 6,6 27 720 3,6 99 792 4,2 33,6 389 3 8925 6 3,8 22,8

4 8 4,2 33,65 IV 3 780 6 6,0 22 680 3,6 81 648 3,8 2 .',8 4,0 3 2666 4 4,1 16,4

Всего 14 380 5,7 84 040 3,6 302 544 | 3,7 11 548

Метод треугольников является одним из наиболее старых ме­тодов и достаточно широко распространен, но он обладает суще­ственными недостатками.

Несмотря на простоту графических построений и расчетных операций, метод треугольников является одним из наиболее гро­моздких, так как данные о мощностях и содержаниях полезного компонента каждой выработки участвуют в подсчете не менее трех раз, а обычно 5—7 раз, что значительно увеличивает объем подсчетных операций и таблиц.

Границы трехгранных призм проводятся формально. Они не совпадают с естественными контурами отдельных типов и сортов полезного компонента, обычно пересекая их. Поэтому при под­счете запасов этим методом представление о распределении раз­личных сортов руды во многих случаях не уточняется, а иска­жается.

Отмеченные основные недостатки метода треугольников не дают возможности рекомендовать его- для широкого использо­вания.416

VI. МЕТОД ИЗОГИПС

Метод изогипс применяется для подсчета запасов пластовых месторождений с изменяющимся углом падения. Объем пласта при этих условиях мог бы быть определен, как сумма объемов ■отдельных участков пласта, сохраняющих приблизительно одина­ковый угол падения:

У = 1Х ,Ь1С05 01 К ■ ^ 2 + • • • + 1ц ~СОй а„

где 1Х, / 2 и т. д. — длина пласта в отдельных участках по про­стиранию, измеренная на плане;

Ъи Ь2 и т. д. — ширина пласта в отдельных участках, изме­ренная на плане;

кх, /г* и т. д. — истинная мощность пласта в тех же участ­ках;

а 2 и т. д. — угол падения пласта в указанных участках.Разделение пласта на части, сохраняющие одну и ту же ве­

личину угла падения, часто затруднительно и в этом случае це­лесообразнее построить изогипсы пласта. И з о г и п с ы пред­ставляют собой линии равных высот поверхности пласта, т. е. следы его сече-

«ия горизонтальными плоскостями; они проводятся на пла­не теми же способа­ми, что и горизонта­ли на топографиче­ской поверхности.

Пусть на рис. 221 дана часть поверх- Рис. 221. Подсчет запасов методом изогипс ности пласта АВОС,ограниченная изогипсами АВ и СБ; горизонтальная проекция этой поверхности будет А\ВхОхС\

Обозначим:0-1 — длина средней линии между изогипсами ах — МЫ;Ъ\ расстояние между крайними изогипсами в плане;Т\ среднее расстояние между изогипсами на поверхности

пласта;— отвесное расстояние между изогипсами АВ и СО.

Из прямоугольного треугольника ЕЕХР находим:

Площадь поверхности пласта АВБС выразится формулой:

- 5 = ахгх = аХу/~ Щ -|- Ь\.

В

*27 Ажгирей 417

Значения величин а\ и Ьи входящих в подсчет, определяются непосредственным измерением на плане; — известно из по­строения как принятое вертикальное расстояние между изо­гипсами.

Далее умножением вычисленной площади на мощность и объ­емный вес определяется объем и вес полезного ископаемого для каждого данного участка. Полученные цифры суммируются и со­ставляют запас всей подсчитываемой части пласта.

А. К. Бауман предложил для определения площади поверхно­сти пласта, заключенной между двумя изогипсами, следующую формулу:

где К — боковая поверхность цилиндра, равная произведе­нию длины средней линии, проходящей между изо- гипсами, или длины промежуточной изогипсы (аъ на рис. 2 2 1 ), на вертикальное расстояние между изогипсами

Г — площадь А 2В р р ъ измеренная на плане между двумя изогипсами.

Из этой формулы ясно, что поверхность пласта может быть, определена и графически. Для этого надо построить прямоуголь­ный треугольник, катеты которого численно равны (в масштабе) величинам А и Г. В таком треугольнике длина гипотенузы будет численно равна площади поверхности пласта 5.

Описанный метод применяется до последнего времени при подсчете запасов некоторых угольных месторождений. План ме­сторождения в изогипсах дает наглядную картину пространствен­ного расположения пласта и, в частности, его смещений как в го­ризонтальной, так и в вертикальной плоскостях.

VII. МЕТОД ИЗОЛИНИЙ

Подсчет запасов методом изолиний заключается в следую­щем. На плане или, в некоторых случаях, на разрезе, проведен­ном в плоскости рудной залежи, строятся изолинии равных мощ­ностей пг, изолинии равных произведений мощности на объемный вес тй, изолинии равных произведений мощности на содержание тс или изолинии равных произведений тйс. Далее измеряются площади, ограниченные этими изолиниями, по которым и вы­числяется запас, выраженный в объеме и в весе руды или в весе заключенного в ней компонента.

Способ построения системы изолиний поясняется следующим примером.

Предположим, что надо провести изолинии равных мощно­стей т на плане рудной залежи через 1 м, т. е. соединить изоли­ниями точки, где рудная залежь имеет мощность 1 , 2 м и т. д.. 418

Изолинии проводятся путем интерполяции между выработ­ками, причем допускается, что мощность и другие свойства за­лежи от одной выработки к другой изменяются совершенно по­степенно и пропорцио­нально расстоянию. На­пример (рис. 2 2 2 ), мощ­ность залежи т\ в пер­вой выработке а равна 0,5 м, а мощность т2 в выработке Ъ равна 3,5 м; следовательно, между ними должны пройти изолинии 1 , 2 и 3 м. Обозначив рас­стояние аЬ через А, имеем разницу в (мощ­ности т\ •— т2 = 3,5——0,5 = 3 м, соответ­ствующую расстоянию Ь. Изменению мощности на 1 м, таким об­разом, будет соответствовать расстояние -д— и на 0,5 — всего расстояния Ь между выработками а и Ь.

Отложив от а к Ь расстояние-^- Ь, затем д- Ь и снова— А,получим точки, через которые должны проходить изолинии 1 м, 2 м и 3 м.

Интерполяцию можно производить и графическим способом. Для этого из точки а под любым острым углом к аЬ проводится линия ас и на ней от точки а в произвольном масштабе отклады­ваются последовательно отрезки, длина которых в соответствую­щем подходящем масштабе пропорциональна 0,5 м (точка й)г 1 м (точка ё) , 1 м (точка /) и 0,5 м (точка ^ ) . Точку § соединяют с точкой Ь и через й, е, / проводят линии, параллельные дЬ. В точках пересечения этих линий с об и будут проходить иско­мые изолинии 1 м, 2 м и 3 м.

Однако вместо такого построения лучше пользоваться тра­фаретом (шаблоном), описанным ниже.

Допустим, что на плане даны две точки А и В, отметки кото­рых соответственно равны 64 и 71 (рис. 223). Если сечения между изолиниями приняты равными единице, то между этими двумя точками должны пройти шесть изолиний, и отрезок пря­мой АВ должен быть разделен на семь равных частей.

Деление удобнее всего произвести следующим образом. Из кальки делается трафарет (рис. 224), представляющий собой систему параллельных линий, проведенных через одинаковые интервалы, например через 2 мм. Трафарет накладывается на чертеж таким образом, чтобы одна из крайних его линий сов- 27* 419

Рис. 222. Проведение изолиний

■>тг)

падала с прямой АВ, и затем прикалывают его иголкой к чер­тежу в точке А. Крайней линии шаблона придают отметку точки А, равную 64, и начинают вращать его, вокруг иглы, по­следовательно отсчитывая совпадения линий трафарета со вто­рой точкой В: 65, 6 6 , 67, 6 8 , 69, 70, 71. Когда линия трафарета

совпадет с точкой В, отметка ' которой также равна 71, шаб-

-------------------------------- д------ 7, лон перестают вращать и на-°Щв) 7П калывают точки пересечения

---------------------------------------- 69 прямой АВ с линиями шаблона.% Через найденные таким об-

---------- -----------№ разом точки пройдут соответ-. ' ствующие изолинии. В том слу-

•---------------------------------------- чае, когда отметки конечныхточек не кратны принятому се-

Рис. 223. Шаблон для проведения чению изолиний, поступаютточно таким же сюразом, но

совмещают с конечными точками (А и В ) , не линии трафарета, а соответствующие промежутки между ними.

После того как найдены точки, через которые должны пройти соответствующие изолинии, проводятся плавные кривые равных мощностей (изомощности).

При построении изолиний необходимо помнить, что интерпо­ляция допускается только между теми: точками, которые нахо­дятся на одной и той же стороне ската . условной топографиче­ской поверхности. Это значит, что между точками (выработками) Л и В, в промежутке между которыми проводятся изолинии, про­исходит либо уменьше­ние, либо увеличение ____________________________отметок (мощности, со- -------- ■■■. . -—держания или их про­изведения).

Но нельзя проводить изолинии обычным спо­собом интерполяции между точками А и В, если есть основания предполагать, что в промежутке между эти­ми точками происходит, например, сперва уве­личение, а затем уменьшение отметок или наоборот. В случае возможности такого предположения следует сделать вывод, что месторождение недоразведано и построение изолиний с целью подсчета запасов не обеспечено необходимым количеством выра­боток. Тогда необходимо пройти дополнительные выработки между выработками Л и В, чтобы обеспечить построение изоли­ний между точками, находящимися на одной и той > же стороне 420

-в-

-Ш&А

& ее.- — №

~6Г

-7 2-7/-ТО-6$-68-6 7-66-65~64

Рис. 224. Проведение изолиний с помощью шаблона

склона условной топографической поверхности, изображаемой изолиниями.

На рис. 225 представлены схематический план и разрез руд­ной залежи. Изолинии равных мощностей проведены на плане через 1 м. Объем залежи в пределах контура, ограниченного изо­линией с нулевой мощностью, определяется несколькими спосо­бами, описываемыми ниже.

Р и с . 225. П одсчет з а п а с о в методом изолиний а —план части тела полезного ископаемого в изолиниях мощности; б —разрез тела полезного ископаемого по раз* ведочной линииОбъем рудной залежи, представленной на плане или разрезе

в изолиниях равных мощностей, можно вычислить по формуле Симпсона, по формуле усеченного конуса и по формуле трапеций.

Формула Симпсона:1 [ ( 5 0 + 5 я) + 4 ( 5 1 + 5 , + 5 Б + . . . ) + 2 ( 5 а + 5 4 + . . . ) ] ,У = +

г д е V — о б ъ е м р у д н о г о т е л а в п р е д е л а х п л о щ а д и , о к о н ­т у р е н н о й на п л а н е и зо л и н и е й с н у л е в о й м о щ н о ­ст ь ю ;

5 0 — п л о щ а д ь , о г р а н и ч ен н а я и зо л и н и е й с н у л е в о й м о щ н о с т ь ю , т . е . в ся п л о щ а д ь в н у т р и э т о й и з о ­л и н и и ;

$ ! , 5 2 . . . 5 „ — п л о щ а д и , о г р а н и ч е н н ы е с о о т в ет с т в у ю щ и м и и з о ­л и н и я м и р ав н ы х м о щ н о с т е й с / = 1; / == 2;/ — 3 м и т . д .

Ф о р м у л а у с е ч е н н о г о к он уса:17=4(50 + 5! + / а д ),г д е I — в ы сота к о н у с а ;5 0 и 5 ! — п л о щ а д и е г о н и ж н е г о и в е р х н е г о о сн о в а н и й .

421

Объем рудной залежи, представленной на рис. 226, можно вычислить двумя способами: 1) как сумму отдельных усеченных конусов с площадями нижних и верхних оснований 5о и 5 1 ; 5 1 и 5 2 и т. д. и равными высотами I; 2) как один усеченный конус с высотой А = /1-|-/2+ /з -Н 4, площадью нижнего основания 5 0

и площадью верхнего основа­ния 5 4. Первый способ точнее второго.

По форме трапеций объем отдельных частей рудной зале­жи вычисляется как сумма объ­емов, заключенных между дву­мя смежными изолиниями:

V-- $0 + $1 1 I + «$ао * "I о 1 +

5 л- 1 + 5л I.

Рис. 226. План залежи в изо­линиях и разрез

Обозначения — те же, что приведены выше.

Формулами Симпсона и усеченного конуса в практике

подсчета запасов пользуются очень редко, так как расхождения в результате подсчета по двум из этих формул и по формуле трапеций обычно бывают незначительными, между тем расчет­ные операции в последнем случае проще.

При подсчете объема рудной залежи по формуле трапеций принимается следующая последовательность вычислений.

1 . Определяется площадь горизонтальных плоскостей, ограни­ченных изолиниями /0, 1\, к, к, к и т. д.

2 . Вычисляются объемы отдельных участков рудного тела, ограниченных двумя смежными изолиниями.

Объем, заключенный между площадями 5 0 и 5 1 , опреде­ляется по формуле:

V-- 50 + 5] I.

По этой же формуле вычисляется объем, заключенный между горизонтальными сечениями 5] и 5 2; 5 2 и 5 3; 5з и 5 4 и т. д.

Кроме того, необходимо дополнительно учесть возможные от­рицательные и положительные участки рельефа внутри основных изолиний. Объем этих участков определяется по формуле конуса.

Алгебраическая сумма всех вычисленных объемов даст общий объем залежи.

Суммарный объем рудной залежи можно также определить по формуле:

'/ = * ( т 5 0 + + 5 2 + • • • 5 /»-1 + ± т 2422

где ± у Е 5 к/гк — алгебраическая сумма объемов отрицатель­ных и положительных участков с высота­ми Н,

Очевидно, если объемный вес руды одинаков для всей за­лежи, то вес последней определится из равенства:

<э = т

Вычисление запаса руды при непостоянном объемном весе, как уже отмечалось выше, ведется по изолиниям равных произведе­ний Ш. Метод построения изолиний Ш — тот же, что и изоли­ний I.

В результате вычисления площадей, ограниченных соответ­ствующими изолиниями, и последующих вычислений, совершенно аналогичных изложенным выше, получаем запас руды. Допустив, что вместо изолинии /. проведены изолинии Ы, мы определим за­пас руды по уже известной общей формуле:

<3 = Ш (^-8 й + 5х . . . + 5л_1+ у 5 Я | ± у Е 5 кМ к.

Аналогично определяется и запас компонента при различном содержании его по выработкам. Пользуясь при этом изолиниями равных произведений Шс, определяют также сначала площади 5 0

и 5 1 и т. д., после чего вычисляют:

Р = Шс ^у 5 0 5 Х + . . . + 5 л _ 1 -+- у 5„| + у 2 5кАк йс.

Системой изолиний 1с пользуются при постоянном объемном весе руды й и изменяющихся мощностях и содержаниях и для подсчета запасов россыпного золота, содержание которого дается в з/ж3.

Определив по изолиниям 1с соответствующие площади, вычис­ляют запас полезного компонента:

Р = 1с ( у 5 ° + 5 4 4 " . . . + 5 л_ 1 + у 5 Я| + 2 5 к/гкг.

Уже упоминалось, что подсчет запасов осложняется вычисле­нием площадей и дальнейшими расчетами. Более просто всю эту операцию можно провести с помощью объемной палетки проф. Соболевского, пользование которой поясняет приводимый ниже пример.

На планшете (рис. 227) проведены изолинии равных верти­кальных запасов золота в россыпи 1с (а). Масштаб планшета 1 : 1 0 0 0 , размеры квадратиков палетки 1 X 1 см> следовательно, площадь каждого квадратика в данном масштабе составляет

423

100 м2. Сумма отметок точек а, Ь и с равна 11,8 г, так как точка а, расположенная посредине между изолиниями 3 и 4 имеет отметку 3,5, точка Ь—4,0 и точка с—4,3.

Запас металла в пределах этих трех квадратиков палетки бу­дет равен:

11,8 X Ю0 = 1180 г.Запас металла Р на всей площади планшета:

Р — Ъ1с X 100 [г].где 1с — значение отметок квадратиков палетки.

Таким образом, подсчет запасов с помощью палетки сводится к следующему.

В соответствии с квадратиками палетки рудное тело разби­вают на элементарные столбики с равными квадратными основа­ниями. Каждый столбик имеет криволинейную поверхность у ви­сячего и лежачего боков, но так как площадь столбика относи­

тельно мала, то объем его с не­значительной ошибкой можно- подсчитать как объем призмы с площадью, равной площади элементарного квадрата, и вы­сотой, равной отметке центра квадрата, т. е.

Ух = 81х.Просуммировав отметки-

всех точек палетки и помножив эту сумму на площадь квадра­тика палетки, соответствую­щую действительной площади в натуре, получаем в зависимо­сти от системы изолиний, нане­

сенной на подсчитываемом чертеже, объем тела и вес ископае­мого или компонента. При суммировании учитываются все точки палетки, расположенные внутри подсчитываемого контура, и по­ловина точек, попавших на контур.

Планы или проекции, представленные в изолиниях и поло­женные в основу подсчета, дают наглядное представление об из­менениях мощностей и линейных запасов. Если для собственно подсчета достаточно плана с одной из систем изолиний, то для более четкого представления о месторождении всегда желательно иметь планы с различными системами изолиний, в частности с изолиниями равных содержаний. Следует, однако, помнить, что для правильного отражения изолиниями изменения мощностей и других показателей для данного месторождения необходимо достаточное количество разведочных выработок и более или ме­нее равномерное распределение их на данной площади. Количе- 424

V7 Г • • . У' • •у у ' •а 9

(• •/

/ * • V •с л ! _

•— т"

• г '7----

• л,‘г ' х

>*----

•----7Л • <<• 9 •

к - / '9

т 4) • к •ч__

•'

V ■—ё V • о— 9 _*У 9 ■—»г < 9 У /

9Г Г > У

т~~ •УV

• 9 _•_ _9/< —

Рис. 227. Объемная палетка проф. Соболевского, наложенная

на планш ет

ство выработок должно быть тем больше, чем резче колебания мощностей и содержаний.

Важно учесть и то обстоятельство, что при сильной изменчи­вости мощности и других показателей рудной залежи возможно получение неоднозначных результатов подсчета в связи с раз­личным, часто субъективным, интерполированием изолиний. Все это, а также трудоемкость графических работ (при наличии в руде нескольких промышленно-ценных компонентов), ограни­чивает возможность использования метода изолиний для под­счета запасов.

VIII. ЗАМЕЧАНИЯ О ПОДСЧЕТЕ ЗАПАСОВ ЗАЛЕЖЕЙ СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ

Описанными выше методами, а в .некоторых случаях комбина­цией их (при наличии соответствующих условий) подсчиты­ваются запасы почти всех залежей полезных ископаемых. В ме­сторождениях сложной формы возможность применения рассмот­ренных методов подсчета иногда ограничивается или даже совер­шенно исключается, когда месторождение или часть его остается недоразведанной. Если же при практически предельно густой сети разведочных и подготовительных выработок и даже иногда при наличии очистных работ данных для применения того или иного из приведенных выше методов все же оказывается недостаточно, то подсчет запасов осуществляется методом сравнения.

К числу рудных залежей, запасы которых подсчитываются ме­тодом сравнения, могут быть отнесены, например, кварцево-шее- литовые гнезда, приуроченные к скарновым зонам. Размеры этих гнезд, часто очень богатых шеелитом, невелики и, само собой разумеется, оконтуривание их теми или другими выработками практически невозможно. Таким образом, не может быть и речи о подсчете запасов отдельных гнезд. Разведочными и подготови­тельными работами на таких месторождениях оконтуриваются обычно скарновые образования, вмещающие гнезда, или та часть их, с которой связано промышленное оруденение в виде кварцево- шеелитовых гнезд и, частично, в виде прожилков того же состава. Рудой при эксплуатации в таких случаях нередко считают скар- новую породу, которая вынимается почти полностью. Сортировка ее производится в подземных выработках и на поверхности, в ре­зультате чего получают кварцево-шеелитовую руду, обогащенный шеелитом скарн и пустой скарн. Часть последнего идет на за­кладку выработанного пространства и часть в отвал.

Схема подсчета запасов методом сравнения следующая. Уста­новленная эксплуатацией степень рудоносности до известного го­ризонта, например, до горизонта 40 м (рис. 228), распростра­няется полностью или с внесением некоторых поправок (вытекаю­щих из анализа геологических факторов) на определенную глу­бину, например, на глубину еще 40 м, т. е. до горизонта 80 м.

4 2 5

Поправки эти, при отсутствии каких-либо выработок ниже го­ризонта 40 м, базируются на геологических данных и данных эксплуатации верхнего горизонта, а при наличии соответствую­щих условий — на сравнении рассматриваемого месторождения с аналогичным соседним. Геологические материалы могут дать некоторые указания о возможном уменьшении или увеличении размеров гнезд и их числа, например, при установленном умень­шении или увеличении сопряженной трещиноватости, а также об обогащении или разубоживании кварцево-шеелитовых гнезд с глубиной.

Пусть, например, до горизонта 40 м (рис. 228) рудная залежь выработана полностью; на глубину месторождение совершенно не разведано. Выемка велась в пределах изображенного контура. Всего вынуто 50 тыс. г рудоносной породы; в целиках оставлено 25%; среднее содержание трехокиси вольфрама (\\Ю3), отнесен­ное ко всей породе, составляет 1 %; средний объемный вес — 2 ,8 . Указаний относительно изменений морфологии залежи, состава и характера оруденения на глубину в связи со слабой изучен­ностью месторождения нет; вместе с тем при эксплуатации близ поверхности обнаружено и вынуто кварцево'-шеелитовое гнездо со средним содержанием \УО3 = 1 0 % . Объем этого гнезда 200 ж3; объем остальных гнезд, при содержании \У03 от 2 до 7%, колеб­лется от 2 до 20 м3. Общий запас в недрах (вынутый и в цели­ках), в пересчете на 65 %-ный концентрат Ж ) 3, составляет до го­ризонта 40 м:

п 5 0 0 0 0 X 1 2 5 x 1 X 1 0 01 0 0 Х Ю 0 Х 6 5

; 960 т.

Запас (в концентратах) большого гнезда составляет:

Рг-2 0 0 Х 3 .2 Х Ю Х 1 0 0

1 0 0 x 6 51 0 0 т.

Таким образом, большое гнездо дало около 10% от общего запаса 65%-ного концентрата. Большие гнезда в данном случае, как показали эксплуатационные работы, не являются сколько- нибудь характерными для месторождения, они скорее случайны. В связи с этим при подсчете запасов до горизонта 80 м необхо- 426

димо внести соответствующую поправку: запас от горизонта 40 м до горизонта 80 м будет равен 960— 100 = 860 т.

Подсчет запасов методом сравнения применяется не только для рудоносных залежей с малыми рудными гнездами или неко­торых слюдяных месторождений, но иногда и для некоторых руд­ных залежей более или менее правильной фопмы. Ошибка при подсчете этим методом может ~быть весьма значительной, й ■связи с чем и запасы, как пра­вило, относятся к одной из низ­ших категорий — С1 или даже С2.

Кроме описанного, нередко применяют другой метод под­счета запасов рудных тел слож­ного строения. Общий принцип подсчета при этом заключается в замене действительной формы рудного тела или его части бо­лее или менее близкой к ней правильной геометрической формой. При этом нередко де­лят рудное тело на части по принципу ближайшего района.

В качестве примера можно привести подсчет запасов руд­ного тела трубчатой формы, разведанного в верхних гори­зонтах горными выработками и на глубине подсеченного од­ной или несколькими скважи­нами (рис. 229). Подсчет верх­них горизонтов ведется, напри­мер, методом параллельных се­чений, часть же рудной залежи между 2 -м горизонтом и гори­зонтом подсечения рудной за­лежи скважиной принимается за усеченный конус с высотой Я и площадями оснований 82 и 5 3. Площадь 3 2 достаточно точно определяется в соответствии с данными горно-разведочных работ 2-го горизонта. Площадь 5 3, характеризующуюся одним из по­перечных разрезов Я (рис. 229), определяют ориентировочно, исходя, в первую очередь, из данных 2 -го горизонта и положе­ния точек пересечения рудной залежи скважиной.

Объем залежи между 2-м и 3-м горизонтами вычисляется по формуле усеченного конуса. Объемный вес руды и содержание компонента обычно принимаются по данным опробования горных

427

Я

П лан рудной за л еж и

■ Ш ахт а > д

Разрез по Я -В

Рис. 22Э. Подсчет запасов трубо­образной залежи

выработок в сечении 5 2, как наиболее надежные. Данные по скважине, по своему значению обычно соответствующие значе­нию одной пробы (ряда проб), пересекающей рудное тело, при­нимаются в расчет наравне с пробами по горным выработкам и суммируются вместе с ними. Если же скважина указывает на резкое изменение минерализации, то блок между выработками и скважиной делят пополам. Верхняя часть подсчитывается по данным выработок, нижняя по данным скважины.

В других случаях, в частности, когда выклинивание наме­чается по некоторой определенной линии, форму подсчитывае­мой части рудного тела можно принять близкой к клину. Объем последнего возможно приближенно принять равным

где 5 — площадь основания клина и к — высота.

Не останавливаясь на перечислении всех возможных случаев замены действительных форм рудных тел правильными геомет­рическими, отметим, что ошибка подсчета в таких случаях может быть довольно значительной, а поэтому подсчитанные запасы, ба­зирующиеся, как правило, на недостаточных разведочных данных, относятся к низшим категориям ((Д и С2).

Г Л А В А Т Р Е Т Ь Я

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КЛАССИФИКАЦИИ ЗАПАСОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Запасы полезных ископаемых учитываются по определенным категориям, характеризующим степень разведанности и досто­верности этих запасов, что необходимо для правильного плани­рования народного хозяйства. Категории запасов предусматри­ваются специальными классификациями, разработанными для различных видов полезных ископаемых. В частности, для место­рождений твердых полезных ископаемых, согласно действующей классификации, все запасы подразделяются на пять категорий (А1, А2, В, С1 и С2). Каждая из категорий определяется компле­ксом требований к разведанности, изученности качества мине­рального сырья, его технологии, а также горно-техническими и гидрогеологическими условиями отработки месторождения.

К а т е г о р и я А]. Запасы полностью изучены и оконтурены подготовительными выработками; горно-технические и гидрогео­логические условия отработки полностью определены; технолсх- гия обработки минерального сырья изучена на основании опыта 423

промышленного его использования; распределение типов и сор­тов минерального сырья установлено в пределах каждого блока.

К а т е г о р и я А2. Запасы достаточно детально разведаны и оконтурены разведочными выработками; достаточно изучены условия залегания, соотношения типов и сортов минерального сырья, а также горно-технические и гидрогеологические условия отработки; технология сырья разработана с детальностью, обес­печивающей проектирование схем его переработки и использо­вания.

К а т е г о р и я В. Запасы разведаны и оконтурены разве­дочными выработками; условия залегания выяснены достаточно детально; типы и сорта минерального сырья установлены без детализации их распределения; технология сырья изучена с де­тальностью, обеспечивающей выбор схемы его обработки; общие условия разработки и гидрогеологические условия выяснены до­статочно полно.

К а т е г о р и я Сь Запасы установлены по редкой сети раз­ведочных выработок или примыкают к запасам более высоких категорий; распределение ценного компонента не выяснено; тех­нология сырья и его качество определены предварительно на ос­новании лабораторных испытаний или по аналогии с другими месторождениями; условия отработки изучены предварительно.

К а т е г о р и я С2. Запасы примыкают к запасам более вы­соких категорий или предполагаются на основании геологических и геофизических данных, подтвержденных опробованием в от­дельных выработках.

Запасы минерального сырья учитываются в недрах без вы­чета потерь при их добыче и переработке; качество минераль­ного сырья определяется без учета разубоживания на основании анализов проб как по основному, так и по сопутствующим ком­понентам; качественная характеристика сырья изучается с уче­том необходимости комплексного его использования. Промыш­ленный характер минерального сырья подтверждается специаль­ными кондициями, которые устанавливаются соответствующими министерствами и ведомствами на основании технико-экономиче­ских расчетов; забалансовые запасы, не удовлетворяющие кон­дициям, подлежат самостоятельному учету; запасы полезных ископаемых в охранных целиках шахт, транспортных магистра­лей и т. п. учитываются отдельно и относятся в группу балансо­вых запасов, если они удовлетворяют промышленным конди­циям.

Степень разведанности месторождений определяется соотно­шением количества запасов различных категорий и является решающей при определении промышленного назначения запасов. Разработка и составление технических проектов и капиталовло­жения в строительство новых горно-добывающих предприятий разрешаются на запасах категорий А2+ В + С 1 , а для месторож­дений со сложным распределением полезного компонента или

429

малых размеров на запасах категорий В + С ь Для отдельных месторождений с особо сложным строением, разведка которых до высоких категорий нецелесообразна, капиталовложения мо­гут производиться на запасах категории Сь

Во всех случаях технологические свойства минерального сырья и условия разработки должны быть изучены со степенью, достаточной для составления технического проекта. Целесообраз­ность детальной разведки месторождений устанавливается при рассмотрении отчетов и утверждении запасов.

Соотношение количества запасов отдельных категорий, необ­ходимое для обоснования проектирования, определяется специ­альной таблицей и зависит от сложности месторождений, кото­рые по ряду признаков разбиты на несколько групп. Так, напри­мер, для простых месторождений необходимо иметь 5% запасов категории А2, 25%—категории В и 70%—категории Сг, для бо­лее сложных месторождений необходимо иметь 2 0 % запасов ка­тегории В и 80% — категории Сь а для очень сложных место­рождений все запасы могут быть представлены категорией Сь Группировка месторождений по сложности их строения и рас­пределения полезного компонента предусматривается специаль­ными инструкциями о порядке передачи разведанных месторо­ждений для промышленного их освоения.

И. ПРИМЕРЫ ПОДСЧЕТА И КЛАССИФИКАЦИИ ЗАПАСОВ

1. Подсчет запасов месторождения бокситов 1

В основании разреза рассматриваемого месторождения зале­гает толща известняков верхнего силура. Выше располагаются отложения нижнего девона, представленные слоистыми известня­ками, являющиеся постелью залежи темнокрасного плотного бо­ксита, средней мощностью на участке подсчета около 7 м.

Выше бокситов залегают известняки кобленцского яруса, пе­рекрытые молодыми флювиогляциальными отложениями. По­следние представлены глинами с валунами кварцевых слюди­стых песчаников.

Бокситовый пласт и вмещающие его известняки составляют крыло синклинальной складки с простиранием 320° при угле па­дения 17—20° на СВ.

Рудная залежь представлена: 1) зоной слоистых пестроцвет­ных бокситов; 2 ) зоной красных бокситов (рыхлых вишнево­красных, плотных темнокрасных и плитняковых яшмовидных) и 3) зоной рудной брекчии, сложенной рыхлыми глинистыми бокситами.

Разведка участка проведена, в основном, шурфами по ли­ниям, заданным по падению залежи, с расстоянием между ли-

1 Примеры расположены в порядке описания методов подсчета запасов.430

ниями 50—80 м (рис. 230). Такое размещение разведочной сета диктуется наличием карстовых воронок. Буровые скважины1 при­менены для целей прослеживания рудного пласта на глубину.

Подсчет запасов проведен по методу вертикальных разрезов. Запасы в контуре выработок отнесены к категории А2. На во­

сток, в сторону выходов пласта, где развиты делювиальные бо­кситы, запасы отнесейы к категории Сь

431

2. Подсчет запасов месторождения редких металлов типа штокверка

Район месторождения сложен породами эффузивного ком­плекса, гранодиорит-порфирами и современными рыхлыми отло­жениями. Гранодиорит-порфиры образуют отдельные изолиро­ванные выходы, вытянутые в северо-западном направлении. Из­вестные в районе рудопроявления пространственно и, вероятно, генетически связаны с гранодиорит-порфирами. Последние при­урочены к мощным узким зонам трещиноватости северо-запад­ного простирания. Эти зоны образуются в местах перегибов глав­ной складчатой структуры, протягивающейся в северо-восточном направлении.

Месторождение расположено в центральной, апикальной ча­сти одного из таких выходов гранодиорит-порфиров. Оруденение приурочено к сети мелких, неправильных, ветвящихся кварцевых прожилков или мелких линз неправильной формы. Иногда эти прожилки выполняют сопряженные сферические трещины, соче­тание которых в сечении напоминает пчелиные соты. Мощность кварцевых прожилков 1— 2 см, длина составляет несколько де­сятков сантиметров. Густота распространения рудных образова­ний весьма непостоянна, но достаточна для того, чтобы рассмат­ривать месторождение как штокверк. .

Промышленная концентрация рудного компонента приуроче­на к центральной части штокверка. Четких геологических конту­ров рудное тело не имеет. Оруденение распределено неравномер­но. Контуры промышленных руд для подсчета запасов намечают­ся условно и опираются на результаты химических анализов проб.

Месторождение разведано с поверхности канавами и тран­шеями, обеспечивающими взятие одной пробы на каждые 150 м2 площади штокверка. На глубину месторождение разведано штольнями со штреками на трех горизонтах.

Запасы подсчитаны методом горизонтальных разрезов с раз­бивкой рудного тела на подсчетные блоки по трем горизонтам.

Построение контуров на горизонтальных разрезах корректи­ровалось путем построения контуров на вертикальных профилях северо-восточного и северо-западного направлений (см. рис. 232 и 233), что обеспечивало контроль и взаимопроверку. Объемы рудного тела между горизонтами горных работ определены по формуле призмы. Объем рудного тела между верхним горизон­том горных работ и поверхностью вычислен по формуле цилин­дра, основанием которого принята площадь промышленной части штокверка на верхнем горизонте горных работ, а высотой — 1 среднее из многих замеров от горизонта горных работ до по­верхности. Так же определен объем той части тела, которая экстраполирована на глубину от нижнего горизонта горных работ.432

Горизонт N1------------------------!------------------------

А*

______

1л

Рис. 231. Схема подсчетных планов месторождения типа штокверка/—запасы категории С и 2 —запасы категории С ,; Л—проекция рудного штокверка на горизонтальную плоскость; 4—горные вы­работки и места взятия проб; 5 —линии вертикальных разрезов2 8 Ажгирей 433 :

Запасы в блоке отнесены к той ш и иной категории на осно­вании степени их разведанности. Блоки категории С1 заключены между разведанной поверхностью и горизонтами горных работ в пределах разведанных контуров залежи в плане. Блоки катего­

рии С2 подвешены к нижнему разведанному горизонту до глу­бины предполагаемого выклинивания оруденения. К категории С2 отнесены также недостаточно опробованные блоки.

Схематическое изображение подсчетных планов и вертикаль­ные разрезы приведены на рис. 231, 232, 233.4 3 4

3. Подсчет запасов полиметаллического месторождения

А «Ъ Щ V V Ч/Щу-инпргкУ 1-йгоризонт-^

Штрек 5. &йгоризант

Район месторождения сложен осадочными, нередко метамор- физованнымй, породами палеозоя (известняки, мраморы, конгло­мераты), а в северо-восточной и юго-западной частях извержен­ными породами (гранодиориты, кварцевые диорит-порфиры, кварце­вые порфиры), с , многочисленными жильными разновидностями. Отме­чается интенсивное развитие разрыв­ных нарушений различного типа и возраста.

Рудные объекты представлены крутоп ад ающими тр уборбр азным ии жилообразными метасоматически- ми телами, залегающими в известня­ках и мраморах. Мощность рудных тел крайне неравномерна, часто на­блюдаются раздувы и пережимы как по простиранию, так и по падению.Основным типом руд являются бога­тые сплошные сульфидные руды.Сплошные сульфиды постепенно пе­реходят во вкрапленные руды и в большинстве случаев имеют нечет­кие контакты.

В начальной стадии разведки ме­сторождения, с целью оконтурива- ния выходов, были заданы по непра­вильной сетке канавы и проведены опробовательские работы. Затем руд­ные тела были подсечены штольней и, наконец, продолжение рудных тел на глубину (до 150 м) уточнялось буровыми скважинами (пройдено семь скважин).

Проведенная позднее детальная разведка свелась к проходке шахты с одновременной нарезкой блоков для эксплуатации.

Запасы подсчитаны методом го­ризонтальных разрезов. По горизон­там, в зависимости от степени разведанности, производилась раз­бивка на блоки. Запасов категорий А1 и А2 нет в связи с край­ней сложностью формы рудных тел и неравномерностью содер­жания полезных компонентов. К категории В отнесены блоки, оконтуренные с двух сторон выработками. К категории С1 отне-

0 Н 2

ЕЗ-? ПЛ»5 0 1 * 1520м

\

Рис. 234. Геологический раз­рез по линии А В трубооб­разных залежей полиметал­

лической руды7-горные выработки; 2-рудны е тела; 3 —вмещающие породы; 4 - забутовка

сены запасы руд до горизонта подсечения рудного тела скважи­нами. Запасы категории С2 определены путем экстраполяции рудной трубы на 50 ж ниже уровня подсечения тела скважиной. Площадь поперечного сечения рудной трубы принята по данным нижнего горизонта горных выработок.

Рис. 235. План первого горизонта, вскрывшего несколько трубообразных залежей полиметал­

лической руды; в квадратной рамке показано се­чение рудной трубы, распределение запасов кото­

рой по категориям приведено на рис. 2367—рудные тела; 2 — горные выработки; 3 —буровые скважины и их направление; 4 —зоны смещения; 5—линия разрезаВертикальный геологический разрез одного из участков ме­

сторождения приведен на рис. 234. Для подсчета запасов по каждому горизонту горных работ были составлены разрезы, ана­логичные приведенным на схеме рис. 235, на основании которых производилось определение площади горизонтального сечения каждого рудного тела.

Зная площадь сечения двух горизонтов и расстояние между этими горизонтами, легко определить по приведенным выше фор- 436

мулам объем блоков. Среднее содержание вычислялось, как среднее взвешенное по длинам опробования для каждого гори­зонта отдельно.

Общая схема разбивки на погоризонтные блоки одного из рудных тел приведена на рис. 236.

4. Подсчет запасов пластовогожелезорудного месторо­

ждения

Рудная залежь представле­на пластом бурых железняков, приуроченных к свите нижнего карбона. В результате поструд­ных размывов нижнемелового и четвертичного периодов, за­тронувших около 80% площа­ди залежи, сплошность руд­ного пласта нарушена: он рас­членен на несколько сравни­тельно небольших линз. Пло­щади отдельных рудных линз изменяются от 26 до 168 тыс. ж2.В пределах каждой линзы руд­ный пласт не выдержан по мощности и качественному со­ставу. Мощность колеблется от 0,5 до 2,8 м, содержание желе­за от 20 до 57% и кремнезема от 5,5 до 38%.

Подошва рудного пласта неровная, на коротких рассто­яниях отметки подошвы от по­верхности земли изменяются от 5 до 15 ж. Рудный пласт подстилается, в основном, гли­нами и песками. В кровле так­же залегают пески и глины.

Детальная разведка залежи произведена по стометровой квадратной сетке скважинами ручного бурения, шурфами идудками. На отдельных участках разведочная сеть сгущена пу­тем проходки разведочных выработок в центрах квадратов основ­ной сетки.

Рис. 236. Классификация запасов од­ной из трубообразных залежей (вер­

тикальная проекция)/ ' —отработанные участки; 2 — обрушенные участки; 3 —горные выработки; в квадратах

указана категория зала со

437

Запасы руды подсчитаны методом геологических блоков. При разбивке рудного тела на блоки различных категорий запасов учитывалась степень разведанности этих блоков, их обводнен­ность и общая изученность.

К категории А2 отнесены запасы блоков, расположенных вну­три контура разведочных выработок, в которых характер измен­чивости рудного пласта прослежен штреками. Кроме того, за­лежи, запасы которых отнесены к этой категории, приурочены к участку, где пласт залегает выше уровня грунтовых вод и от­работка не связана с организацией специального водоотлива.

К категории В отнесены запасы блоков, расположенные так­же внутри контура разведочных выработок, с аналогичной изу­ченностью, но по обводненности находящиеся в более тяжелых условиях. Для отработки запасов категории В необходимо допол­нительное изучение вопросов, связанных с водопритоками и ор­ганизацией водоотлива.

Рис. 237. План подсчета запасов железорудной за­лежи

1—запасы категории А 2; 5 —запасы категории В ; 5 —запасы кате­гории С ; 4—выработки, встретившие руду; 5 ~ выработки, не встретившие рудыК категории (Д отнесены запасы приконтурной полосы. Сред­

няя мощность определена среднеарифметическим способом. Среднее содержание железа вычислено как среднее взвешенное на мощность.

Часть плана подсчета запасов описанной железорудной за­лежи изображена на рис. 237.438

5. Подсчет запасов шеелитового месторождения

Крутопадающая трещинная шеелито-кварцевая жила в гра- нодиоритах разведана с поверхности (горизонты 370—350 ж, рис. 238) продольными канавами на протяжении 320 ж; средняя мощность рудного тела здесь достигает 0,25 ж, угол падения 85°. На глубину жила разведана шахтой и пройденной из нее систе­мой штреков и восстающих. На горизонте 330 ж и выше заканчи­ваются эксплуатационные работы; на горизонте 300 ж пройден штрек и восстающие. Длина промышленной части жилы 180 ж.

Выработано5 0 м

и 350мНепромышленная

часть ж и л ы----------300

Рис. 238. Схематический разрез жилы по прости­ранию

Запасы блоков горизонта 330—300 ж, оконтуренные с трех и четырех сторон при расстоянии между восстающими 40 ж, под­считаны методом эксплуатационных блоков. В связи с изменчи­востью мощности жилы и неравномерным характером орудене­ния блоки упомянутого горизонта подсчитаны не по категории А2, а по категории В. Площадь в плоскости жилы запасов кате­гории С1 ограничена треугольником, основание которого — про­мышленная часть жилы по штреку на горизонте 300 ж, а верши­на — на горизонте 120 ж. Запасы С2 подсчитаны также до гори­зонта 1 2 0 ж; площадь их определяется суммой площадей двух боковых треугольников, примыкающих к контуру запасов Су.

6. Подсчет запасов месторождения фосфоритов

В почве фосфоритового горизонта (рис. 239) сеноманского возраста залегают альбские мелкозернистые пески, в кровле •— песчанистый мел-«сурка» и белый, писчий туронский мел. Общая мощность туронских отложений 13—14 ж. На эродированной по­верхности мела залегают пески с прослоями зеленых глин, отно­симые к палеогену и не имеющие повсеместного распростране­ния, и четвертичные глины, суглинки, супеси и пески. Средняя мощность отложений палеогена 4 ж, четвертичных отложений в среднем 1 1 — 1 2 ж.

Характерной особенностью месторождения является наблю­дающийся в некоторых участках глубокий размыв отложений

4 3 9

мела; захватывающий иногда фосфоритовый горизонт и образу­ющий в этом случае внутри общего контура залежи пустые уча­стки («с*ша»), выполненные палеогеновыми и четвертичными от­ложениями. о о /® а г

® в ; ® в 4• ■ 5

И 6 — г

?25 3 '

’ Рис- 239. План типичного месторождения фосфоритов; - ш у рфы И скважины с фосфоритным слоем под мелом; 2 -ш у р ф ы и скважи- ™ = 1перемытым фосфоритным слоем; 5 -ш у р ф ы и скважины с фосфоритным ^ ° Д " П0Д третичными отложениями; 4 -ш у р ф ы и скважины, не доцш дш и™ о663 * осФ°Ри™ о го с л о я ;Т - ш УРф“ скважина, 7—контур фосфоритной залежи категории В ; 5-кон тур фоссЬооитной залежи категории А ; 9 —номер шурфа и его абсолютная отметка^Горизонтально залегающий на глубине 2 0 — 4 5 м фосфорито­

вый пласт состоит из трех слоев: верхнего — «надплитного», представленного скоплениями желваков фосфорита в кварцево­глауконитовом песке, фосфоритовой плиты и нижнего песчаного слоя также с желваками фосфоритов. Мощность верхнего слоя наименее постоянна и изменяется в пределах от 0,06 до Ц,« 2 м. Средняя мощность плиты 0,29 м, нижнего слоя 0 31 ж Общая мощность фосфоритового пласта 0,65—0,85 м. Содержа- ние^Р20 5 равномерное, наибольшее содержание имеет плитный слои.

Месторождение разведано скважинами ручного ударно-вра­щательного бурения диаметром 3", расположенными по непра- вильнои сетке на расстоянии 200-250 м одна от другой (рис. 26У) . Ьуровыми скважинами оконтурена залежь площадью

410

около 560 га и три залежи значительно меньших размеров. На оконтуренных площадях пройдены шурфы, расположенные на расстоянии 500—1000 м один от другого, из которых взяты вало­вые пробы.

Грохочением сокращенной пробы весом около 500 кг опреде­лен выход концентрата '(фракции + 4 мм) с 1 м2 площади выра­ботки. Фосфоритовая плита опробована отдельно. Химическим анализом установлено содержание Р 20 Б в исходной руде и кон­центрате. Вес химической пробы доводился до 200 г при раз­мере зерен до 0,5 мм.

По данным разведки, запасы центральной части главной за­лежи подсчитаны в контуре опробованных шурфов по категории А2; запасы на остальной площади месторождения отнесены к ка­тегории В. Для подсчета запасов категории А2 применен способ ближайшего района; запасы категории В подсчитаны способом среднего арифметического. Контур залежей построен путем экс­траполяции на четверть расстояния между продуктивными и не­продуктивными скважинами.

В дальнейшем на месторождении были дополнительно прой­дены буровые скважины, во-первых, в краевых частях основной залежи и непродуктивных участках внутри ее, чтобы уточнить контур, а во-вторых, по двум магистралям, пересекающим все месторождение, чтобы установить отсутствие среди продуктивной: площади небольших непродуктивных участков, кроме ранее обна­руженных. Дополнительно были пройдены и опробованы также шурфы, количество которых довели до 3,6 на 1 км2. Кроме того, опробовали штольню, проходка которой была начата в южной части основной залежи.

В результате проведенных работ контур залежи несколько расширился. Общие запасы месторождения после проходки до­полнительных выработок утверждены по категории А2. Расхож­дение между результатами подсчета запасов фосфоритового кон­центрата по данным основной и дополнительной разведки оказа­лось равным только 6 %. Средняя продуктивность изменилась не­значительно, химическая характеристика осталась прежней.

7. Подсчет запасов месторождения марганцаМесторождение сложено третичными и четвертичными поро­

дами, залегающими непосредственно на гранитах и гнейсах до- кембрийского возраста, выходы которых имеются к западу от разведанного участка. Пласт марганцевой руды приурочен к толще палеогена, представленной глинами и песками. Выше залегают песчано-глинистые отложения нижнего и среднего сар­мата, понтического яруса (известняк) и плиоцена. Третичные по­роды перекрыты четвертичными отложениями, представленными желтыми и бурыми лёссовидными суглинками мощностью до 20 м.

441

Общая площадь разведанного участка значительна. Рудный пласт в его пределах залегает, в основном, почти горизонтально. Почву пласта слагают серовато-зеленые кремнистые глины и зе­леные тонкозернистые пески. Буровые скважины не встретили пород кристаллического фундамента, и только в северной части

Рис. 240. Марганцеворудный район (план и разрез)/—запасы категории А 2; 2 —запасы категории В ; 3 —запасы категории С г; 4 —ал­лювий; 5 —суглинок бурый; б—глина красно-бурая; 7—глина серая и черная; 8 — мергель; 9 —песок надрудчый; 70-глина надрудная; /7—марганцевая руда; 7 2 - известняк; 13—песок подрудный; 1 4 —рудные скважины; 1 5 —безрудные скважиныместорождения ниже рудного пласта в некоторых случаях был вскрыт первичный каолин. Кровлю слагают зеленые глины мощ­ностью 4—5 м и местами, на юго-востоке, зеленые пески.

Средняя мощность руды 1,7 м, максимальная 3,6 м. Встре­чаются участки с небольшой мощностью руды (десятые доли метра) или совершенно безрудные, образование которых объяс­няется местными повышениями абсолютных отметок кристалли- 442

ческих пород или последующими размывами ранее отложивше­гося рудного пласта. Глубина залегания руды колеблется в ши­роких пределах (от 12 до 75 ж) в зависимости от рельефа по­верхности и почвы пласта.

Марганцевая руда представляет собой черную землистую массу с конкрециями и оолитами пиролюзита и плитками псило- мелана. Промежутки между конкрециями и оолитами заполняют глинистые и песчаные частицы и марганцевые минералы: аморф­ный пиролюзит и вад. Часто глина и песок встречаются в виде

-очень небольших пятен и неправильных прослоев, загрязненных марганцевыми соединениями, и руда по внешнему виду стано­вится пестрой, пятнистой. В нижней части рудного пласта, на контакте с подстилающей породой, встречается лимонит.

Качество руды в соответствии с ее дальнейшей обработкой ■определялось не только содержанием марганца и вредных ком­понентов (фосфора, серы) в сырой руде, но также химическим составом концентрата и его выходом.

Разведочные работы производили ручным ударно-вращатель­ным бурением и проходкой шурфов. Буровые скважины распола­гались по неправильной сетке на расстоянии от 150 до 400 м одна от другой; начальный диаметр скважин 6 —5", глубина от 12,5 до 76 м. Руду проходили преимущественно змеевиком; перед проходкой рудного пласта скважину тщательно закрепляли обсадными трубами до его кровли. В пределах разведанного уча­стка пройдено 19 шурфов и из некоторых по руде были пробиты штреки длиной до 1 0 0 м.

Запасы подсчитаны методом треугольников (рис. 240). К ка­тегории А2 отнесены запасы треугольников со сторонами до 200 м, к категории В — треугольников со сторонами до 400 м и к категории С! — запасы периферийных треугольников, по­строенных между контуром и крайними скважинами, вскрываю­щими промышленное оруденение.

8 . Подсчет запасов месторождения угля

Участок месторождения сложен отложениями свиты С24 сред­него карбона и приурочен к сводовой части крупной антикли­нальной складки широтного простирания, осложненной в север­ной части синклинальным прогибом и нарушенной надвигами широтного направления. Углы падения пластов на этой площади меняются в широких пределах от 4 до 55°. Гипсометрический план участка изображен на рис. 241, а разрез — на рис. 242.

Разведочные работы проводились скважинами колонкового бурения по разведочным линиям меридионального направления, расположенным на расстояниях 0,5 км. На линиях скважины рас­полагались с таким^ расчетом, чтобы уловить основные формы структуры участка.

4 4 3

? ’с* <: ... я« 5 м Си н о4> ОЯ ^ Ь "с Е-*я сяя *я X1

2я} «а{- ейо те 2 О* И и о • - и со§5ЙЗо сс.►>©о о и В а л V К О оЮ С_ ев >»,о. «(• а* О .0 >» X К*-1“1 н*- и.1

Ри

с.

241.

Гип

сом

етри

ческ

ий п

лан

част

и ка

мен

ноуг

ольн

ого

плас

та

2ма.

« Э

Р а б о ч и й угол ьн ы й п л аст , п о к о т о р о м у п одсч и ты в ал и сь з а ­п а с ы х а р а к т е р и зу е т ся сл о ж н ы м ст р о ен и ем . О н со ст о и т и з д в у х у гол ь н ы х п ачек , р а зд е л е н н ы х сл о ем п ор оды б о л е е м ощ ны м , ч ем к а ж д а я и з у г о л ь ­ны х п ач ек . Т ак как п р и эт о м р а б о ч у ю м о щ ­н ость и м еет тол ь к о в ер х н я я п ач к а , т о и з а ­п а сы п одсч и тан ы л и ш ь п о н ей .

П о д с ч е т за п а с о в п р о и зв е д е н п о м е т о д у и зо ги п с н а о с н о в е ги п ­со м ет р и ч е с к о г о п л ан а почвы п л а с т а в п р о е к ­ц ии н а гор и зо н т а л ь н у ю п л оск ост ь (р и с . 2 4 1 ) .В с я п л о щ а д ь п о д сч ет а р а з д е л е н а н а отдел ь н ы е ф и гур ы (б л о к и ) п р и м е­н и т ел ь н о к приняты м гр а н и ц а м к атегор и й з а ­п а со в А 2, В и С 1. В н у ­три к а ж д о й ф игуры о т ­д ел ь н ы е п л о щ а д и , о г р а ­н ич ен ны е и зо ги п са м и , п одсч и ты в ал и сь п о с п о ­с о б у Б а у м а н а .

Д л я к а ж д о й ф игуры о п р е д е л я л и п о д сч ет - я у ю м ощ н ост ь как с р е д ­ню ю . и з м о щ н о ст ей п о с к в а ж и н а м , р а с п о л о ­ж ен н ы м н а п л о щ а д и ф и гур ы . П р и о т с у т ­ств и и ск в а ж и н в н утр и п л о щ а д и п р и н и м ал и сь д а н н ы е б л и ж а й ш и х с к в а ж и н .

К к атегор и и А 2 о т ­н есен ы за п а сы ц ен т ­р а л ь н о й ч асти уч аст к а н а п л о щ а д и с м он ок л и ­н ал ьн ы м за л е г а н и е м •пласта в к о н т у р е ск в а - дкин с п ол ож и тел ь н ы м и дан н ы м и . К к атегори и

]В отн есен ы за п а сы

0Со

0

ж я в «а I Й 2Й ‘о в н • - Я О в я ЯЗ * о ►т« в н 5Г н вО 41« §тСи«О ^ е- О , •• и

В >»« § н

I я«О 3*О *2 ° О« 2©4 Я*м 55(X

445

остальной площади подсчета, за исключением двух полос, при­легающих к главным надвигам, ограничивающим участок с се­вера и с юга. Запасы указанных полос в связи с возможной не­точностью построения линии пересечения пласта с поверхностью надвига, отнесены к категории Сь

9. Подсчет запасов контактового железорудного месторождения

Рудная толща месторождения обладает большой мощностью* имеет пластообразную форму и крутое падение. Первичная сло­истость туфо-известняковой толщи, замещенной рудой, вырази­лась в форме слоистого строения рудной залежи. Сплошные маг- нетитовые руды с ясно выраженной слоистой текстурой вмещают линзовидные прослои роговиков и скарнов различной мощности. Строение рудной толщи осложняется наличием в ней многочис­ленных даек и силлов диорита, кератофира и гранита. Кроме того, большое количество сбросов расчленяет рудную толщу на отдельные блоки, смещенные относительно друг друга на 10—50 м.

Денудационными процессами рудная залежь выведена на дневную поверхность на значительной площади и залегает под покровом делювиальной рудной россыпи мощностью от 5 до- 30 м. Современная мощность рудной толщи достигает 120 м.

Месторождение было разведано скважинами колонкового бу­рения и глубокими шурфами. Всего пройдено примерно 190 вер­тикальных скважин и более 200 шурфов приблизительно по квад­ратной сетке 50 X 100 м.

Следует отметить, что проходка вертикальных скважин при крутом падении залежи не может быть признана методически верной. Кроме того, расстояния между выработками сильно из­менялись от участка к участку, что также являлось недостатком разведки.

Запасы подсчитаны методом изолиний, с предварительной разбивкой рудного тела на участки по естественным контурам, ограниченным сбросами (рис. 243). Форма рудного тела изобра­жена изогипсами кровли и изогипсами почвы. Такой способ гео­метризации месторождения весьма удобен для целей проектиро­вания подготовительных и эксплуатационных работ, так как дает полное представление не только о мощности рудного тела на лю­бом участке, но также характеризует высотные отметки кровли и почвы его.

Разбивка на блоки или участки произведена с целью удоб­ства подсчета; учесть при этом различие в сортах руд невозмож­но, так как на месторождении имеется большое количество раз­личных типов руд, связанных между собой сложными взаимо- переходами. Разделение руд на сорта произведено для каждого 446

участка в целом статистически, путем вычисления линейного со­отношения этих типов для данного участка. Линейное соотноше­ние вычислялось сопоставлением сумм мощностей различных ти­пов руд, пересеченных разведочными выработками на данном участке, и выражалось в процентах. Нерудные прослои и дайки из общего подсчета были исключены.

Рис 243. Схема подсчета запасов железных руд методом изолиний */ —установленный контур рудной зоны; 2-предполэгаемый контур рудной зоны- 3 - л и ­ния сброса по кровле зоны (граница блоков); 4 —линия сброса по почве зоны; 5-изогип- сы кровли; 6 —изогипсы почвы; 7—линии уступов горных работ и абсолютные отметки площадок рудника; 8 —скважины колонкового бурения; 9 -ш у р ф ы ; /О-скважины ппой- денные из шурфов, или шурфы, пройденные на месте скважин; //-контуры блоков Цифра в кружке означает номер блока, буквы в квадратах показывают категориизапасовСтепень разведанности месторождения дала возможность от­

нести большинство запасов к категории В и только приконтурные части были отнесены к более низким категориям С1 и С2.

10. Подсчет запасов месторождения редких металлов жильного типа

Месторождение представлено серией кварцево-турмалиновых оруденелых жил и прожилков, приуроченных главным образом к сланцам; угол падеТшя жил 25—45°. Длина отдельных жил по

447'

простиранию достигает нескольких сот метров, мощность и со­держание невыдержанные. Жилы разведаны с поверхности кана­вами, а на глубину — штольнями. Участки, вскрытые и опробо­ванные только с поверхности, подсчитывались по категории С]. По категории В подсчитаны участки жил. вскрытые штольнями по простиранию. Нижней границей запасов категории В в этих

случаях являлись горизон­ты штолен (рис. 244).

Запасы категории С2 подвешивались к контуру С1 треугольниками или полотном.

III. ГРУППИРОВКА МЕСТО­РОЖДЕНИЙ МЕТАЛЛИЧЕ­СКИХ РУД ПО ПРИРОДНЫМ ФАКТОРАМ, ОПРЕДЕЛЯЮ­ЩИМ УСЛОВИЯ КЛАССИ­

ФИКАЦИИ ЗАПАСОВ

По форме, строению, характеру распределения полезных и вредных ком­понентов и некоторым

другим факторам, влияющим на условия классификации запасов, месторождения цветных и редких металлов подразделяются на четыре группы:

П е р в а я г р у п п а — месторождения, представленные круп­ными рудными телами простой формы (пластообразные, штоко­образные залежи) с равномерным распределением полезных- компонентов. К этой же группе относятся хорошо выдержанные россыпные месторождения, характеризующиеся равномерным распределением металла, относительно постоянной мощностью, сравнительно ровным плотиком с незначительным уклоном.

Такие месторождения при нормальном сгущении сети сква­жин могут быть разведаны буровыми работами до категории А2. Горно-разведочные выработки применяются лишь для контроля данных опробования скважин и отбора технологических проб на вновь разведываемых объектах.

В т о р а я г р у п п а — месторождения, представленные руд­ными телами значительной мощности и протяженности (линзо­образные залежи) с относительно равномерным распределением полезных компонентов. К этой же группе относятся выдержан­ные по ширине и длине россыпные месторождения с менее рав­номерным содержанием металла, характеризующиеся неровным плотиком с крутым падением.

Запасы категории А2 на этих месторождениях могут быть выявлены лишь при условии резкого сгущения сети скважин, при448

обычных же расстояниях скважинами выявляются запасы кате­гории В. Кроме того, для получения запасов категории А2 обя­зательным является контроль данных буровых скважин горно­разведочными выработками. Обычно комбинация буровых сква­жин и горно-разведочных выработок оказывается наилучшим способом разведки таких месторождений.

Т р е т ь я г р у п п а —■ месторождения, представленные слож­ными по форме рудными телами (линзы и ж илы ^не выдержан­ными по мощности, по падению и по простиранию; содержание полезных компонентов неравномерное. К этой же группе отно­сятся россыпи невыдержанные и гнездовые, россыпи мелких клю­чей и распадков.

Запасы категорий А2 и В на этих месторождениях могут быть выявлены лишь при помощи горно-разведочных выработок. Вследствие неравномерности оруденения* или комбинации слож­ной формы и неравномерного оруденения буровые работы по­зволяют выявить лишь запасы категории С1 и, как исключение, запасы категории В в блоках, подсеченных несколькими скважи­нами и непосредственно прилегающих к горно-эксплуатационным выработкам.

Ч е т в е р т а я г р у п п а — месторождения, представленные исключительно сложными и невыдержанными рудными телами (прожилками, трубчатыми телами, мелкими гнездами) со спора­дической вкрапленностью.

Разведка запасов руд этих месторождений до категории А2 при нормальном расстоянии между выработками обычно оказы­вается невозможной. Запасы категории В выявляются только при проходке горных подготовительных выработок. Разведка глубоких горизонтов бурением применима лишь для оценки общих перспективных запасов по категории С2 и частично по категории С1 с учетом данных горно-подготовительных работ. Разработка месторождений этого типа обычно начинается при очень низком уровне сведений о запасах. Капиталовложения в строительство горно-рудных предприятий сопряжены с большой степенью риска.

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

КРАТКИЕ ЗАМЕЧАНИЯ О ПОДСЧЕТЕ ЗАПАСОВ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИИ 1

I. ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

В зависимости от условий, связанных со степенью разведан­ности и выработанности нефтяных месторождений, применяются следующие методы подсчета: объемный, сравнительный и метод кривых эксплуатации.

1 Излагается по А. И. Косыгину.29 Ажгирей 449

1. Объемный метод

При подсчете запасов этим методом учитывается как общее количество нефти, заполняющей пористые пространства нефте­носных пластов, так и то ее количество, которое может быть по­лучено при эксплуатации.

Промышленный запас нефти определится из равенства

5 = Р кФ щ ^,

где 5 — промышленный запас в тоннах, т. е. запас, который при современной технике добычи может быть извле­чен из недр;

р — площадь нефтеносного горизонта (м2);к — мощность нефтеносного горизонта ( м ) \й — удельный вес нефти;ср — коэффициент пористости пород нефтеносного гори­

зонта, характеризующий объем пор по отношению к общему объему пласта;

^ — коэффициент насыщения, определяющий степень за­полнения (насыщения) пор пласта нефтью;

ф — коэффициент отдачи, определяющий количество нефти, которое может быть извлечено из данного пласта на поверхность.

Очевидно, что определение величин Р, Н и й не представляет затруднений ’и ошибка этих определений в преобладающем боль­шинстве случаев практически будет несущественной.

Коэффициент пористости ср определяется по образцам, полу­ченным из скважин, после чего и выводится средняя пористость для данного пласта. В тех же случаях, когда специальных опре­делений пористости по каким-либо причинам не производилось, в основу подсчета кладется ориентировочное значение коэффи­циента ср, колеблющееся, например, для песков, от 0,17 до 0,30. Напомним, что максимальная теоретическая пористость для песков с зернами сферической формы и одинаковых размеров характеризуется коэффициентом ®= 0,48.

Значительно сложнее определение коэффициента насыщения т], который зависит от гидростатического давления окружающих нефтеносную залежь краевых вод и других факторов. При под­счетах этот коэффициент принимают, в зависимости от местных условий, равным от 0,5 до 0,8.

Коэффициент отдачи зависит от способа эксплуатации, темпе­ратуры нефтеносной залежи, физических свойств нефти, газового давления и других факторов. Значения его, принимаемые при подсчете запасов, колеблются для различных условии от 0,2 до 0,8, причем наибольшие значения принимаются для нефтеносных о члежей, сильно насыщенных газом.453

Недостаточная точность подсчета рассмотренным методом, связанная довольно часто с произвольным выбором коэффи­циентов ® и ф, ограничивает возможность сколько-нибудь ши­рокого его применения на практике. Но этот метод может дать вполне удовлетворительные результаты при определении воз­можных максимальных запасов нефти в пласте в случае отсут­ствия условий, обеспечивающих питание последнего за счет нижележащих нефтеносных горизонтов. Коэффициенты насыще­ния и отдачи при этом принимаются равными единице.

2. Сравнительный методВ основу сравнительного метода положено сопоставление

рассматриваемого месторождения с аналогичным ему месторож­дением, которое в той или иной мерц выработано или эксплуати­руется и запасы которого достаточно надежно определены за некоторый период разработки описанным ниже методом кривых эксплуатации. При этом количество нефти, добытое с единицы площади выработанного месторождения или подсчитанное на единицу площади разрабатываемого месторождения, распростра­няется на рассматриваемый объект с известными поправками ( о б ъ е м н о - с р а в н и т е л ь н ы й м е т о д ) или без таковых ( с о б с т в е н н о с р а в н и т е л ь н ы й ме т о д ) .

Очевидно, что применение собственно сравнительного метода крайне ограничено. Чаще пользуются объемно-сравнительным методом, в частности в том случае, когда два месторождения будут отличаться друг от друга не только площадью нефтенос­ности и мощностями пластов, но и удельным весом нефти или пористостью нефтесодержащих пород, или же всеми условиями вместе. Если запасы одной из двух площадей известны, то запасы другой ^можно установить по формуле объемного метода, отра­жающей изменение величины запасов пропорционально площади контура нефтеносности, мощности пласта, удельному весу нефти и коэффициенту пористости.

Если для двух месторождений Р\ и Р2 — площади нефтенос­ных пластов; /г, и к2—их мощности; й\ и Ф — удельные веса нефти и ср, и ср2 — коэффициенты пористости, а коэффициенты насыщения и отдачи примем для обеих площадей равными, то запасы 5, и 5 2 будут находиться в отношении.

$2 Р ' О3. Метод кривых эксплуатации

Этот метод имеет несколько вариантов, применяющихся в заг висимости от условий, в которых производится подсчет.

Один из простейших вариантов заключается в построении кривой обшей добычи района по годам. На оси абсцисс нано­

2 9 * 451

сятся годы эксплуатации, а на оси ординат — добыча в тоннах (рис. 245). Полагая, что характер падения добычи в будущие годы эксплуатации, например в течение 9, 10, 11, 12 и 13 годов, достаточно четко определился по данным эксплуатации первых восьми лет, определяют оставшиеся в недрах запасы суммиро­ванием ординат, отвечающих годам 9, 10, 11, 12 и т. д.

Годы прошлой эксплуатации Годы будущей эксплуатации

Рис. 245. Кривая добычи

Очевидно, что этот вариант подсчета может быть применен только для старых районов с определившимся ежегодным паде­нием добычи и с почти исчерпанными возможностями нового эксплуатационного бурения на подсчитываемых площадях.

Вариант С. И. Черноцкого построен на учете влияния сква­жин при различных степенях их уплотнения и состоит в сле­дующем.

Определяется производительность первого года эксплуатации при определенном количестве скважин на единицу площади (например, одна скважина на 1 га) и производительность при большем уплотнении на ту же единицу площади (например, две скважины, затем три скважины и т. д. на 1 га). По полученным данным строится кривая, выражающая уменьшение начальной годовой добычи по мере увеличения числа скважин на единицу площади. Затем задаются минимальной добычей первого года эксплуатации, т. е. добычей, которую даст в первый год своей эксплуатации последняя вновь заложенная скважина, и нахо­дят по кривой (рис. 246) число скважин, экономически выгодное на данной единице площади.

Далее цифры продуктивности первых годов эксплуатации, от­вечающие различным степеням уплотнения, суммируются, в ре­зультате чего получается величина добычи с единицы площади в первые годы эксплуатации максимально допустимого числа скважин. После этого пользуются кривыми, выражающими зави­симость годовой производительности скважин от времени. Про­изводительность скважин дается в процентах от производитель­ности первого года эксплуатации. По этим кривым определяется годовая производительность скважин за последующие годы их эксплуатации.452

Задаваясь минимальной экономически выгодной величиной добычи последних годов эксплуатации и суммируя производи­тельность скважин за все время их деятельности, получим то количество нефти, которое может быть дано максимальным количеством скважин на данной площади.

Рис. 246. Кривая уплотнения

М. ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

При подсчете запасов газовых месторождений рассматривают два случая. Первый — когда приходится иметь дело с устано­вившимися газовыми струями, например из естественных выхо­дов или буровых скважин, дающих газ из некоторого вмести­лища, форма, объем, положение и режим которого могут быть совершенно неизвестны. Второй — когда известны форма, размер и другие условия газового вместилища (в котором газ находится в первичном залегании, например толща песков), причем источ­ники питания, залегающие глубже этой толщи, отсутствуют.

В первом случае, в частности, когда характер газового место­рождения установился и имеется некоторое количество эксплу­атируемых скважин, пользуются кривыми, аналогичными приве­денным выше для подсчета запасов нефти. На оси ординат от­кладывается добыча газа, а на оси абсцисс — время (месяцы, годы) эксплуатации; кривая будет аналогична представленной на рис. 245. Сумма ординат, отвечающих годам будущей эксплуа­тации (например, 10, 11, 12 и т. д.), дает представление о воз­можных запасах газа в недрах.

Представление о возможных запасах можно также получить по количеству добытого газа и суточному дебиту.

Обозначим через ж3 количество добытого газа до того мо­мента, когда суточный дебит его снизился до ^ ж3. Условимся далее, что за все время до того момента, когда суточный дебит

4 5 3

еще понизился и сделался равным м3 добыто ф2 м3газа.

Снижение суточного дебита на величину ^ = дт — отвечает добыче ( ~ С?2 — и на 1 м3 снижения суточного дебита при­ходится <2'=-^ извлеченного из недр газа. Тогда за оставшийсяпериод жизни скважины, т. е. за время, когда суточный дебит упадет с <?2 до <7„ — 0, будет добыто 0.” — <2'<72.

Не останавливаясь на всех случаях подсчета, отметим, что он может быть произведен и по среднему давлению газа в закрытой скважине.

Во втором случае, т. е. при известной форме и прочих усло­виях газового вместилища (например, пласта песков), подсчет можно произвести следующим образом.

Пусть первоначальное давление, замеренное у устья сква­жины глубиной 200 м, составляло 25 ат, газоносная площадь равна 1 км2, мощность газоносного пласта 1 м, пористость и га­зоносность пласта 0,25 от общего объема песков.

Определим объем пористого пространства пласта:1 000 000 • 1 • 0,25 = 250 000 м3.

Определим объем, который газ может занять по выходе из скважины при конечном давлении в 1,2 ат:

250 000 (25—1,2) = 5 950 000 м3.Это и будет тот максимальный запас газа, который можно

было бы получить из данного пласта при доведении давления у устья скважины с 25 до 1,2 ат без учета поправки на темпера­туру. Запас газа, приведенный к температуре 0°, будет несколько меньше. Величина поправки зависит от глубины скважины и средней годовой температуры местности.

Необходимо отметить, что подсчет запасов газа описанным выше методом дает более или менее удовлетворительные резуль­таты только в залежах, находящихся под сравнительно большим давлением.

Если залежь будет иметь приток газа из нижележащих гори­зонтов, то приведенный метод также не даст положительных ре­зультатов. В этом случае пользуются методом кривых эксплуа­тации.

ЛИТЕРАТУРА

А л ь б о в М. Н. Валовое опробование золоторудных месторождений. Цветные металлы № 7—8, 1932.

А л ь б о в М. Н. Опыт точечного опробования отбитой руды. Золотая промышленность № 9, 1938.

А л ь б о в М. Н. Опробование при разведке и добыче металлических руд и россыпей. Металлургиздат, 1943.

Б р х в а л о в А. П. Опробование. Сб. «В помощь стахановцу разведчику золота». НКТП, Главзолота, 1936.

Б а т у р и н В. П. Петрографический анализ геологического прошлого по терригенным компонентам. АН СССР, 1947.

Б е т е х т и н А. Г. Промышленные марганцевые руды СССР. АН СССР, 1946.

Б о я р с к и й А. Я-, Б р а н д р Л. С. и др. Статистика. Соцэкгиз, 1936.Опробование месторождений твердых полезных ископаемых. Изд. 2-е под

ред. Бутова П. И., Татаринова П. М. и Трушкова Н. И. Госгеолразведиздат, 1932.

В о л о д о м о н о в Н. В. Метод учета высоких проб. Советская геология № 10, 1939.

В о л о д о м о н о в Н. В. О методе подсчета запасов жильных месторож­дений. Горный журнал № 3—4, 1944.

Г у ц е в и ч П. В. Документация при геолого-разведочных работах. ОНТИ, 1935.

Д е н ь г и н Ю. П. Походная брезентовая бутара. Сборник изобретений и технологических усовершенствований. ОНТИ, 1937.

3 е н к о в Д. А. Руководство по методике рудничной геологии для золо­торудных месторождений. Ч. 1. Госгеолразведиздат, 1941.

З е н к о в Д. А. Элементы рудничной геологии. Металлургиздат, 1947.З о л о т а р е в А. С. Подсчет запасов полезных ископаемых в блоке

между сходящимися профилями. ОНТИ, 1936.К а л л и с т о в П. Л. Методы экспериментального определения рацио­

нальных схем обработки проб. Советская геология № 10, 1938.« 5

К а п л у н о в Р. П. Методика определения и учета потерь и разубожи- вания при разработке месторождений цветных и редких металлов. Метал- лургиздат, 1946.

К р е н и т А. А., П о ж а р и ц к и й К . Л. и Р о з и н А . А. Руководство' по подсчету запасов золота. НКЦМ, ОБТИ, Главзолото, 1940.

К у м п а н С. В., Д о м а р е в В. С., П о г р е б и ц к и й Е. А. и др. Раз­ведочное дело (ч. I и II). ОНТИ, 1937.

Л е о н т о в и ч А. В. Вариационная статистика. ОНТИ, 1935.М и н е е в А. О. Поиски и разведка россыпных месторождений золота..

ОНТИ, 1936.П о ж а р и ц к и й К. Л. и др. Основные вопросы опробования месторож­

дений редких металлов. Металлургиздат, 1938.П р о к о п ь е в Е. П. Метод определения величины потерь и разубожи-

вания при разработке рудных месторождений. Цветные металлы № 4, 1931.С м и р н о в В. И. Подсчет запасов минерального сырья. Госгеолиздат,.

1950.С т р а х о в Н. М. Железорудные фации и их аналоги в истории Земли.

АН СССР, 1947.Т р у ш к о в Н. И. Экспертиза рудных месторождений (ч. I). Опробова­

ние и подсчет запасов. Горгеонефтеиздат, 1934.У ш а к о в И. Н. Горная геометрия. ОНТИ, 1937.Ч е ч о т т Г. О. Опробование и испытание полезных ископаемых. ГОНТИ»

1932.

Стр.О Г Л А В Л Е Н И Е

П р е д и с л о в и е ..................... ...............................................................3

Ч а с т ь п е р в а яПоиски и разведка месторождений полезных ископаемых

Г л а в а п е р в а я . Краткий исторический обзор развития поисков и разведки в С С С Р ........................................................................................... 5

I. Поиски и разведка полезных ископаемых на Руси в далекомп р о ш л о м ......................................................................................................... 5

II. Поиски и разведка полезных ископаемых в России в XVIII —XIX вв. и начале XX в. (до 1917 г . ) ................................................. 9

III. Поиски и разведка полезных ископаемых в Советском Союзе. 14IV. Заслуги советских ученых в разработке методики поисков

и разведки полезных и с к о п а е м ы х ...................................................... 17

Г л а в а вторая. Понятие о поисках полезных ископаемых................................... 21

I. Цель поисковых р аб о т ................................................................................21И. Основные принципы поисков.................................................................... 21

1. Связь геологической съемки и поисков...............................................212. Геологические типы промышленных месторождений . . . 22

III. Геологические предпосылки для поисков полезных ископаемых. 261. Стратиграфические и фациальные предпосылки для поисков . 262 . Литологические предпосылки для п ои ск ов ........................................273. Структурные предпосылки для поисков............................................... 284. Магматические предпосылки для п о и с к о в ........................................ 295. Геоморфологические предпосылки для поисков.................................32

IV. Методы п о и с к о в ......................................................................................... 331. Метод геологической с ъ е м к и ............................................................. 342. Метод аэрогеологической съем ки ............................................................. 343. Обломочный м е т о д .................................................................................. ,464. Валунно-ледниковый м е т о д ....................................................................375. Шлиховой м е т о д .........................................................................................376. Металлометрический м е т о д .................................................................... 407. Геофизические м е т о д ы ...........................................................................408 . Геохимический метод ............................................................... 449. Метод искусственных обнажений............................................................. 45

V. Изучение выходов месторождений полезных ископаемых . 451. Геологическая съ е м к а .................................................................................. 45

457

2. Поиски и геологическая оценка выходов месторождений по­лезных и с к о п а е м ы х ..................................................................................46

VI. Вскрытие выходов горными выработками и буровыми сква­жинами .............................................................................................................. 48

VII Оценка промышленных перспектив месторождений в резуль­тате поисковых работ . 50

ша третья. Разведка месторождений полезных ископаемых . . . 52

I. Общие полож ения.........................................................................................52II. Основные принципы разведки . . . . . 55

1. Стадии разведочных р а б о т ....................................................................552. Выявление границ и непрерывности рудных тел или залежей.

Прослеживание и оконтуривание месторождений . . . . 573. Плотность сетки разведочных в ы р а б о т о к ................................... 684. Принцип сгущения разведочных линий и с е то к ............................ 715. Порядок проведения разведочных в ы р а б о т о к ............................ 72

III. Технические способы р а з в е д к и .........................................................731. Горные в ы р а б о т к и ..............................................................................732. Общие требования к горным разведочным выработкам . . 783. Буровые с к в а ж и н ы ..............................................................................794. Сравнение способов р а з в е д к и ........................................................ 61

IV. Влияние природных и экономических факторов на выбор спо­соба разведочных р а б о т ...................................................................... 81

1. Факторы, определяющиеся генезисом месторождения . . . 822. Прочие природные ф ак то р ы .................................................................... 853. Экономическая обстановка . 86

''л а в а четвертая. Разведка месторождений металлических полезных и с к о п а е м ы х ................................... 86

I. Разведка месторождений осадочного происхождения . . . 891. Разведка р о с с ы п е й .................................................................. 892. Разведка пластовых месторождений осадочного происхождения 96

Разведка пластовых месторождений железа . . . . 97Разведка месторождений м ар ган ц а ...................................................... 99Разведка месторождений бокситов (алюминиевых руд) . . 100

II. Разведка месторождений магматического происхождения . . №4Разведка месторождений титаномагнетитов...................................... Ю4Разведка месторождений хромита (по П. М. Татаринову) . 105 Разведка месторождений сульфидных никелевых руд

(по А. А. Глазковскому).................................................................. 109III. Разведка месторождений редких металлов, связанных с пегма­

титами ................................... 111IV. Разведка контактово-метасоматических месторождений . . . 113

Разведка контактово-метасоматических месторождений железа. 114 Разведка скарновых местооождений вольфрама, молибдена

и п о л и м е т а л л о в ................................................. 114V. Разведка месторождений гидротермального происхождения . . 1 1 8

1. Разведка пластообразных месторождений неопределенного(осадочного или гидротермального) генезиса . . . . 1 1 8

Разведка месторождений медистых песчаников............................ I I 92. Разведка прожилково-вкрапленных месторождений меди и мо­

либдена .............................................................................................. 1223. Разведка линзообразных месторождений колчеданных руд

меди, свинца и ц и н к а ......................................................................... 1294. Разведка метасоматических полиметаллических месторожде­

ний больших р а з м е р о в ...................................................................1325. Разведка жильных месторождений цветных и редких металлов 138

Стр.

■458

Стр.6 . Разведка малых жильных, гнездовых и трубчатых месторо­

ждений ..........................................................................................................145Разведка мелких жил и штокверков редких и малых металлов 145 Разведка трубчатых и ветвящихся месторождений цветных

и редких металлов ...................................................................... 150Разведка мелких гнезд, штоков и «карманов» руд редких

и малых м еталлов.................................................................................151VI. Разведка метаморфических месторождений . . . . • . . . 1 5 3

VII. Разведка месторождений выветривания.................................................. 154

Г л а в а пят ая. Разведка месторождений неметаллических полезных и с к о п а е м ы х .............................................................................................................157

I. Разведка месторождений рудо-минерального сырья . . . . 1581. Разведка месторождений асбеста . ...........................................1582 . Разведка месторождений сл ю д ы ........................................................... 1603. Разведка месторождений магнезита . . .............................1634. Разведка месторождений оптических минералов . . 1655. Разведка месторождений серы . . . ...........................................1666. Разведка месторождений каменной с о л и .........................................1677. Разведка месторождений ф о с ф о р и т о в ............................................... 169

II. Разведка месторождений строительных материалов . . . 1 7 01. Разведка месторождений цементного сы р ь я ....................................... 1712. Разведка месторождений глин и к а о л и н а ....................................... 1723. Разведка месторождений строительного к а м н я .................................1734. Разведка месторождений песка и гравия ................................. 173

Г л а в а шестая. Разведка месторождений каустобиолитоа............................... 174

I. Разведка ископаемых углей и горючих слан ц ев ................................1741. Группировка угольных месторождений по генетическим типам

и принципу однородной р а з в е д к и .................................................... 1772. Разведка геосинклинальных месторождений..................................... 1783. Разведка месторождений переходных з о н ........................................1804. Разведка платформенных м ест о р о ж д ен и й ...........................182

II. Общие сведения о разведке нефтяных и газовых место­рождений ......................................................................................................183

Г л а в а сед ьм а я . Геологическая документация выработок............................... 186

I. Значение геологической документации и ее виды . . . . 186II. Организация документации и камеральной обработки мате­

риалов ...........................................................................................................187III. Условные обозначения..............................................................................189IV. Стандартные документационные ф о р м ы ................................................191

Г л а в а во с ьм а я . Геологическая документация неглубоких горно-разве­дочных в ы р а б о т о к ...............................................................................................192

Г л а в а девят ая. Геологическая документация подземных горных выра­боток ................................................. '..................................................................... 196

I. Общие полож ения........................................................................................1961. Нумерация выработок . 1972. Геологические зарисовки, описание забоев и стенок выработок. 197

II. Содержание зарисовок и о п и с а н и й .................................................... '2031. Форма минерального т е л а .................................................................. 2032. Вещественный с о с т а в ................................................................................ 2083. Текстуры и структуры . ..................................................... М У4. Наблюдения над тектоническими нарушениями................................ 21!

4 5 9

С т р .5. Вмещающие породы............................................................................. 216III. Изучение каменноугольных месторождений и особенности их , документации . . . . . . . . ............................. “ °1. Документация угольного пласта .......................................................~*°Изучение явлений древнего размыва пластов или замещенияих речным аллювием........................................................................... “ !?■Документация почвы и кровли пласта.............................................. "•2. Документация угленосной толщи ......................................................"г 'Документация тектонических нарушений....................................Документация кливажа...........................................................................г : !Документация опробования................................................................Глава десятая. Документация разведочных буровых скважин . . . 221I. Документация скважин ручного ударно-вращательного иханического ударного бурения ...................................................II. Документация скважин колонкового бурения . . . •1. Хранение и документация керна....................................2. Сокращение к е р н а ........................................... ....... . . .3. Ликвидация к е р н а ........................................................................III. Построение разрезов по скважинам.........................................Глава одиннадцатая. Составление сводной геологической графики .

ме- . 2 2 2 . ‘224 . 2 2 5 . 22& . 2 2 7 . 228. 2 3 »Час ть вторая

Опробование месторождений твердых полезных ископаемых

Глава первая. Цели и виды оп робовани я.............................................................. -3 5

I. Общие п о н я т и я .............................................................................................335II. Виды о п р о б о в а н и я ...................................................................................23/

Глава вторая. Отбор п р о б .......................................................................................... 239I. Отбор проб б о р о з д о й ................................................................................ 2411. Расположение борозд . ...........................................................................242

Борозды в выработках, ориентированных по простираниюрудных т е л ............................................................................................342

Борозды в выработках, ориентированных зкрест простираниятела полезного ископаемого . ............................................. 245

Борозды в выработках, ориентированных по падению тела полезного ископаемого ................................................................... 246

2. Секционное опробование ....................................................• ■ 2463. Количество борозд в з а б о е ..................................................................... 2484. Длина борозды, ее форма и размер поперечного сечения . . 2495. Отбойка б о р о з д .........................................................................................251

II. Отбор проб способом вычерпывания .... .............................................254III. Отбор проб точечным сп о со б о м ..............................................................258IV. Шпуровой способ о п р о б о в а н и я ..............................................................259

1. Общие с в е д е н и я .........................................................................................2592. П ы л е у л о в и т е л и .........................................................................................2о93. Улавливание шлама .......................................................................... 2614. Сбор рудного материала при ручном бурении шпуров . . . 261

V. Задирковый с п о с о б .........................................................................................263VI. Валовой с п о с о б .........................................................................................263VII. Условия применения способов отбора химических проб . . 265

1. Бороздовый с п о с о б .................................................................................... 26о2. Способ вы черпы вания.................................................................................. 266

460

3. Точечный с п о с о б .......................................................................................2664. Шпуровой сп о с о б .......................................................................................2665. Задирковый способ . . . . 2676 . Валовой с п о с о б .......................................................................................267

VIII. Отбор технических п р о б .........................................................................267IX. Интервалы между п р о б а м и ................................................................269

1. Коэффициент в а р и а ц и и ............................................................... . 2702. Рекомендуемые интервалы между п робам и ......................................274

Г л а в а третья. Краткие сведения об опробовании в очистных выработ­ках .......................................................................................................................... 277

I. Опробование для определения потерь и разубоживания руды при эк сп луатац и и ....................................................................................... 278

1. Общие замечания о потерях и разубоживании............................... 2782. Краткие сведения об исходных данных для определения по­

терь и разубоживания ......................................................................... 2783. Определение содержания металла С4 во вмещающих породах 2814. Определение тоннажа 0 2 добытой рудной массы . . . . 2825. Определение содержания металла С2 в добытой рудной массе 282

II. Опробование для подсчета запасов, оставшихся в разрабаты­ваемых б л о к а х .............................................................................................. 283

III. Опробование при эксплуатации . . . 2841. Текущий контроль качества отбиваемой руды и выдаваемой

рудной м а с с ы .............................................................................................. 2842 . Опробование в целях направления селективной выемки руды . 284

IV. Опробование для контроля отработки ......................................... 286

Г л а в а четвертая. Опробование при бурении разведочных скважин . . 287

I. Опробование при ручном ударно-вращательном бурении . . 287II. Опробование при ударно-канатном бурении......................................288

III. Опробование при колонковом б у р е н и и ...........................................292

Г л а в а пятая. Методика обработки проб , ....................................297

I. Общие с в е д е н и я ....................................................................................... 297II. Принципы обработки п р о б .................................................................. 300

Г л а в а шестая. Техника обработки п р о б ...........................................................303I. И з м е л ь ч е н и е .............................................................................................. 3031. Крупное и среднее механическое и зм ельчен и е...............................3042 . Крупное и среднее ручное измельчение.............................................3063. Мелкое механическое и зм ел ь ч ен и е ....................................................3084. Мелкое ручное измельчение.................................................................. 3085. Тонкое механическое и з м е л ь ч е н и е ....................................................ЗЮ6 . Тонкое ручное и зм ел ь ч ен и е .................................................................. 314

II. Грохочение ( п р о с е и в а н и е ) ................................................................3141. Механическое грохочение......................................................................... 3142. Ручное грохочение и просеивание . . . . . . . 315

III. Перемешивание . . . 3181. Механическое перемешивание ....................................................3182. Ручное п е р е м е ш и в а н и е ......................................................................... 318

Перемешивание перелопачиванием.................................................... 318Перемешивание по способу кольца и к о н у с а ............................... 319Перемешивание на клеенке . 320

IV. С о к р а щ е н и е ............................................................................................... 3211. Механическое сокращение- .................................................................. 321

С тр .

2. Ручное с о к р а щ е н и е ................................................................................322Сокращение способом квартования .............................................322Сокращение способом п е р е л о п а ч и в а н и я ......................................325Сокращение автоматическим делителем............................................. 325

V. Площадка и лаборатория для обработки п р о б .............................326

Г л а в а сед ьм а я . Составление схем обработки и объединение проб . .'329

I. Составление схемы обработки п р о б ....................................................329II. Объединение п р о б .......................................................................................334

Г л а в а во с ьм а я . Опробование р о с с ы п е й ...........................................................337

I. Отбор п р о б ..................................................................................................... 3371. Лотковое (ковшевое) о п р о б о в ан и е ....................................................3372. Опробование русловых и озерных отложений . . . . . 33&3. Опробование россыпей при ш у р ф о в к е .......................................... 338-4. Опробование россыпей при б у р е н и и ............................................... 3415. Опробование россыпей в подземных выработках . . . . 342

II. Промывка п р о б .......................................................................................3431. Промывка в л о т к е ................................................................................3432. Промывка в ковше .................................................................................... 3453. Промывка на вашгерде, роккере или бутаре . . . . . 345

III. Дальнейшая обработка п р о б ............................................................. 3491

Г л а в а девят ая. Технологическое опробование....................................................349

I. Условия производства р а б о т ..................................................................349II. Размеры материала п р о б ................................... . . . . 352

III. Вес проб ........................................................................................ 353IV. Отбор п р о б ..................................................................................................... 353V. Обработка проб . . . . ............................................................... 356-VI. Пробы для определения возможности непосредственного ис­

пользования полезных и ск о п ае м ы х ....................................................357

Г л а в а десят ая. Определение физических свойств р у д ...............................357

I. Определение объемного веса р у д ы ....................................................357II. Определение влажности р у д ы ..................................................................360III. Определение пористости р у д ы ...........................................................361IV. Определение коэффициента р а з р ы х л е н и я ......................................362V. Механический анализ добытых руд и металлоносных песков. . 362

Ч а с т ь т р е т ь я

Подсчет запасов полезных ископаемых

Г л а в а п е р в а я . Сущность вопроса и подбор основных материалов для подсчета запасов ............................ 365

I. Сущность в о п р о с а ....................................................................................... 365II. Материалы, необходимые для подсчета зап асов...............................367

III. Оконтуривание ................................................................................. 3691. Оконтуривание залежей в выработках по мощности . . .• 3702. Оконтуривание залежей по простиранию и падению . . * 370

Оконтуривание по данным непосредственных наблюдений ипутем интерполяции........................................................« . 371

Определение опорных точек контуров методом ограниченияэк страп оляц и и ................................................н с * 373

Проведение контура при отсутствии опорных точек . . . 375

Стр-

462

IV. Определение площадей при подсчете з а п а с о в ............................ 3771. Геометрический способ определения площ адей...............................3772. Определение площадей п л а н и м е т р о м ........................................... 3773. Определение площадей к у р в и м е т р о м ............................................3794. Определение площадей п а л е т к о й ................................................. 381

V. Подсчет средних содерж аний..................................................................3811. Подсчет средних содержаний по з а б о я м ......................................3822. Подсчет средних содержаний по отдельным выработкам . . 3833. Подсчет средних содержаний по б л о к а м ......................................3*44. Замечания о подсчете средних содержаний......................................3845. Подсчет средних содержаний по данным опробования буро­

вых с к в а ж и н ..............................................................................................385VI. Учет проб с исключительно высоким содержанием . . . 386

VII. Точность подсчета з а п а с о в ..................................................................390

Г л а в а вторая. Способы подсчета запасов .....................................................392

I. Метод р а з р е з о в .......................................................................................393II. Метод геологических б л о к о в .................................................................. 400

(II. Метод эксплуатационных б л о к о в .............................................................404IV. Метод м н о го у го л ьн и к о в ........................................................................ 408V. Метод треугольн и ков ...............................................................................412

VI. Метод и з о г и п с .........................................................................................417VII. Метод и з о л и н и й ..................................................................................418

VIII. Замечания о подсчете запасов залежей сложного строения . 425

Г л а в а третья. Общие сведения о классификации запасов месторожде­ний твердых полезных и с к о п а е м ы х ...........................................................428

I. Общие полож ения.......................................................................................428II. Примеры подсчета и классификации з а п а с о в ...............................430

1. Подсчет запасов месторождения бокси тов ..................................... 4302. Подсчет запасов месторождения редких металлов типа шток­

верка . . 4323. Подсчет запасов полиметаллического месторождения . . . 4354. Подсчет запасов пластового железорудного месторождения . 4375. Подсчет запасов шеелитового месторождения.......................... 4396 . Подсчет запасов месторождения ф о с ф о р и то в ................ 4397. Подсчет запасов месторождения м а р г а н ц а ......................... 4418 . Подсчет запасов месторождения у г л я ..............................4439. Подсчет запасов контактового железорудного месторождения . 446

10. Подсчет запасов месторождения редких металлов жильногот и п а .................................... 447

III. Группировка месторождений металлических руд по природ­ным факторам, определяющим условия классификации запасов 448

Г л а в а четвертая. Краткие замечания о подсчете запасов нефтяных и газовых м есторож дений ................................................................................449

I. Подсчет запасов нефтяных месторождений..................................4491. Объемный м е т о д ...................................................................................4502. Сравнительный м е то д ................................... 4513. Метод кривых эксплуатации.............................................................. «451

11. Подсчет запасов газовых месторождений . в 453

Стр.

Л и т е р а т у р а 455

Редактор Ь\ К . Б р е ш е н к о в Редактор издательства Я . 3 . К р а с н о в а Техн. редактор Е . Б . Г о р д и е н к о Корректор С . И . Б е р м е н ь е в аСдано в производство 9/1V 1954 г. Подписано к печати 11 /VIII 1954 г. Формат 60x92716. 14,5 бум. л.29 печ. л. + 1 вкл. (0.13 печ. л.). Уч.-изд. 29,5 л. Т-03542. Заказ 429. Тираж 20.000. Цена 11 р. 35 к.Отпечатано с набора Картфабрики Госгеолтехиздата. Ленинград,'В. О ., 19 линм д. 20 в типографии «Красный Печатник", Ленинград» проспект имени И . В . (.талина, 9 1 .3 а к . 989.

О П Е Ч А Т К И

Стр. Строка Напечатано•

Следует читать

130 Подпись под рис. 38

2 — рассланцован- ные альбитофиры, зеленые сланцы3 — кварцево-се- рицитовые сланцы

2 — бурый желез­няк

3 — колчеданная сыпучка

150 1 сверху балках блоках173 9 снизу 100 м 100 м м

212 1 сверху к вектору по вектору3 сверху У и /3 /3 и у (поменять

местами)

213 3 сверху 2 =51П СО

2 = —/— 8111 СО

231 Подпись под рис. 101

4 — дайка мала­хита

4 — дайка маль- хита

243 Рис. 112 и ИЗ поменять местами259 23 и 24 сверху подрывкой промывкой270 9 снизу с с

5 и 6 снизу С) II 1 п>

С = — п

1 снизу с с

Кроме того, по недосмотру из предисловия к книге вы­пал абзац в следующей редакции: „Вторая и третья части книги написаны Н. В. Барышевым. При составлении книги использованы известные отечественные курсы поисков и раз­ведок И. С. Васильева, В. М. Крейтера, С. В. Кумпана".Ажгирей