Методика и техника поисковых и разведочных работ

Министерство образования и науки Российской федерации
Новосибирский государственный университет
Геолого-геофизический факультет
Кафедра геологии рудных месторождений
ПРОГРАММА
по курсу «Методика и техника поисковых и разведочных работ»
Составители:
Профессор Сотников В.И.
ст. преподаватель д.г.-м.н Гаськов И.В.
2008 г.
1. Организационно-методический раздел.
1. Организационно-методический раздел.
1.1. Название курса – «Методика и техника поисковых и разведочных работ».
Курс реализуется в рамках направления «геология» – специальности 011300,
011100 и относится к разделу естественно-научных дисциплин, федеральная компонента.
1.2. Цели и задачи курса.
Дисциплина «Методика и техника поисковых и разведочных работ» предназначена
для студентов 4-го курса геолого-геофизического факультета НГУ, имеющих
общегеологическую подготовку и освоивших дисциплины, связанные с процессами
формирования месторождений полезных ископаемых и закономерностями их размещения
в структурах земной коры.
Основной целью освоения дисциплины является получение знаний о современных
методах поисков рудных месторождений в различных геологических обстановках, их
оценке по поверхностным выходам рудно-метасоматических образований, об общих
принципах разведочных работ и технических способах их обеспечения, о существующих
видах и способах опробования коренных и россыпных месторождений полезных
ископаемых, оконтуривании рудных залежей и подсчете запасов рудных компонентов по
разным категориям. В перечисленной последовательности вопросов в лекционном курсе
выделены соответствующие задачи, способствующие достижению поставленной цели.
1.3. Требования к уровню освоения содержания курса.
По окончании изучения дисциплины студент должен знать и уметь применять на
практике геологические предпосылки поисков, поисковые признаки и базирующиеся на
их основе методы поисков месторождений полезных ископаемых различных
формационных типов; иметь представление об общих основах разведки рудных
месторождений, их опробовании и оценке запасов с учетом существующих требований к
минеральному сырью.
1.4. Форма контроля.
Итоговый контроль. Для контроля усвоения дисциплины учебным планом
предусмотрены: экзамен (для специальности «геология») и дифференцированный зачет
(для специальности «геохимия»).
1
2. Содержание дисциплины
2.1. Новизна курса. В основу курса положены классические работы по поискам и разведке
Е.О. Погребицкий, С.В. Парадеев, Г.С. Поротов и др. «Поиски и разведка месторождений
полезных ископаемых» Изд. 2-е, М., «Недра», 1977, 405 с. и В.М.Крейтер, а также ряд
более современных работ А.Б. Каждан «Поиски и разведка месторождений полезных
ископаемых». Производство геолого-разведочных работ. М., «Недра», 1985, 287 с.
Коробейников А.Ф., Кузебный В.С. «Прогнозирование и поиски месторождений
полезных ископаемых». Учебн. для вузов. Томск, изд-во ТПУ, 1998 – 309 с., Богданович
В.А., Стримжа Т.П. «Разведка и геолого-экономическая оценка месторождений»:
Учебное пособие/ГАЦМиЗ. Красноярск, 2001 – 116с. Наряду с этим, в лекциях широко
используются материалы отражающие современные тенденции в рудной науке и опыт
проведения геолого-поисковых работ сотрудниками Института геологии и минералогии
СО РАН, а также сибирской геологической школы.
2.2. Тематический план курса (распределение часов).
Наименование
Лекции Семинары
разделов и тем
Вводная лекция
2
Поиски
месторождений
28
4
полезных
ископаемых
Разведка
рудных
12
4
месторождений
Опробование
месторождений
3
2
полезных
ископаемых
Подсчет
запасов
полезных
3
2
ископаемых
Итого по курсу
48
12
Количество часов
Лабораторные Самостоятельная Всего
работы
работа
часов
2
32
16
5
5
60
2.3. Содержание отдельных разделов и тем.
Вводная лекция
Содержание, этапы развития и значение учения о поисках и разведке
месторождений полезных ископаемых. Основные тенденции развития горнодобывающей
промышленности, геолого-поисковых и геолого-разведочных работ. Геологопромышленная и формационная систематика месторождений как основа для их оценки,
для постановки поисково-разведочных работ.
I. Поиски месторождений полезных ископаемых
Общая схема геолого-поисковых работ. Цели и задачи поисков на разных стадиях.
1. Геологические предпосылки поисков, как закономерная взаимосвязь
геологического развития района и формирования месторождений полезных ископаемых.
Геологические предпосылки как основа для прогнозирования месторождений, оценки
перспективности территории и постановки поисковых работ. Общие геологические
предпосылки:
магматогенные,
структурные,
стратиграфические,
фациальнолитологические, геоморфологические, геохимические, минералогические, геофизические.
2. Поисковые признаки. Прямые и косвенные поисковые признаки. Выходы
полезного ископаемого в коренном залегании. Первичные и вторичные ореолы рассеяния.
Зоны изменения пород. Основные типы околорудно измененных пород и их поисковое
значение. Признаки негеологического характера.
3. Методы поисков месторождений полезных ископаемых.
2
а) Поиски месторождений приповерхностных и выходящих на дневную
поверхность.
Обломочно-речной и валунно-ледниковый методы. Шлиховой метод. Составление
шлиховых карт, использование их для поисков. Поиски по донным илам.
Литогеохимические поиски. Использование современных методов исследования
вещества при поисках.
Гидрогеохимические методы поисков.
Геоботанические и биохимические методы поисков.
Радиометрические методы поисков.
Дистанционные методы поисков.
б) Специфика поисков месторождений, не выходящих на поверхность. Роль
геофизических и геохимических признаков.
4. Оценка месторождений по выходам. Изменения на выходах условий залегания,
формы, мощности тел, вещественного состава, текстур и структур полезных ископаемых.
Основы оценки полезных ископаемых по выходам. Остаточные первичные
минералы. Типоморфные вторичные минералы. Индикаторные текстуры лимонитов.
Оценка миграции рудных и сопутствующих элементов.
Оценка месторождений, главные рудообразующие минералы которых не
изменяются или слабо изменяются в зоне окисления. Оценка месторождений, в которых
происходит изменение минералогического состава руд в зоне окисления без выноса
металла. Оценка месторождений, главные минералы которых в зоне окисления
изменяются и возможен вынос металла. Месторождения, в зоне окисления которых
накапливаются металлы, несвойственные первичным рудам этих месторождений.
Перспективная оценка месторождений по данным поисковых работ.
II. Разведка рудных месторождений
Цель и задачи разведочных работ. Стадии разведочных работ: предварительная,
детальная и эксплуатационная разведка. Понятие о классификации запасов. Технические
способы разведки.
1. Горно-разведочные выработки. Понятие о горных выработках: канавы, шурфы,
штольни, шахты, штреки, квершлаги, орты, восстающие, гезенки. Назначение выработок.
Классификация горных пород по крепости.
Способы ведения горных работ в породах сыпучих, мягких и вязких. Понятие о
работах экскаваторных, скреперных, дренажных. Способы ведения работ в условиях
вечной мерзлоты и в плывунах.
Взрывные работы в крепких породах. Ударно-поворотные перфораторы.
Вращательное бурение шпуров. Заряжение шпуров. Взрывчатые вещества. Падение
шпуров. Расположение шпуров в забоях. Основные правила техники безопасности при
ведении взрывных работ.
Разведочные канавы. Проходка и крепление канав в различных горных породах.
Геологическая и техническая документация канав.
Разведочные шурфы. Проходка, крепление и документация шурфов в породах
устойчивых, сыпучих, оплывающих и в условиях вечной мерзлоты. Водоотлив из шурфов.
Проходка штолен, их крепление и геологическая документация. Квершлаги,
штреки и орты; назначение, проходка и документация этих выработок.
Шахты, их назначение. Восстающие и гезенки.
Основные системы разработок (открытие и подземные). Рудничные, шахтные и
карьерные поля. Вскрытие месторождений и
их подготовка в зависимости от
геологических условий залегания, свойств горных пород и полезных ископаемых.
Отработка месторождений. Геологическая документация при подготовке и эксплуатации
месторождений.
2. Бурение скважин. Классификация буровых работ по способу бурения, глубине и
положению буровых скважин. Основные операции при буровых работах.
Вращательное бурение. Бурение со сплошным и кольцевых забоем. Буровой снаряд
и основные детали буровых комплектов. Буровые наконечники (коронки, «рыбьи хвосты»,
шарошки). Бурение стальными и армированными коронками, алмазными коронками и
дробью. Промывка скважин. Получение керна при бурении и условия повышения
процента его выхода. Документация скважин с учетом керна, шлама и наблюдений за
бурением.
3
Бурение станками с гидравлической подачей давления на забой. Роторное бурение.
Турбинное бурение. Электробурение. Сбор геологического материала при роторном
бурении. Аварии при вращательном бурении и их ликвидация.
Ударное механическое бурение. Сбор геологического материала при ударном
механическом бурении.
Отклонение буровых скважин от заданного направления. Причины отклонения.
Искусственное искривление скважин. Измерение зенитных и азимутальных углов,
характеризующих направление скважин на различных глубинах. Определение
ориентировки керна в забое скважин.
3. Общие основы разведочных работ. Факторы, влияющие на выбор способа
разведки: общеэкономические, горнотехнические и геологические условия. Системы
детальной разведки (горные, буровые и горно-буровые). Расположение горных выработок
и буровых скважин при разведке месторождений. Разведка по линиям. Разведочные сетки.
Разведка из точки. Методика выбора рационального расположения горных выработок и
буровых скважин в зависимости от формы тела полезного ископаемого, условий залегания
и характера распределения полезных компонентов. Выбор расстояния между выработками
и скважинами (сравнение с данными эксплуатации, последующие разрежение
разведочной сеты, аналитический метод).
Детальное геологическое картирование как основа правильного проведения
предварительной и детальной разведки.
III. Опробование месторождений полезных ископаемых
Цели и задачи опробования на различных этапах изучения и разведки
месторождений.
Виды
опробования:
химическое
(минералогическое),
техническое,
технологическое. Стадии процесса опробования: отбор проб, обработка проб, испытание
проб.
Способы отбора проб: штуфной, точечный, вычерпывания, бороздовый, шпуровой,
задирковый, валовый. Секционное опробование. Расположение проб в различных типах
горных выработок.
Факторы, влияющие на выбор способа отбора проб: мощность тела полезного
ископаемого, размеры, текстура и структура руд, характер распределения полезного
компонента, условия производства поисковых и разведочных работ.
Опробование материала, получаемого из буровых скважин.
Опробование россыпей.
Технологическое опробование.
Выбор расстояния между пробами. Основные факторы, влияющие на определение
расстояния между пробами: степень неравномерности распределения полезных
компонентов, форма и размены залежи полезного ископаемого. Объединение проб.
Методика и техника обработки проб. Составление схем обработки проб. Стадии
обработки проб: измельчение, просеивание, перемешивание, сокращение. Оборудование,
необходимое для обработки проб.
Документация и обработка данных опробования.
IV. Подсчет запасов полезных ископаемых
Основные задачи подсчета запасов. Запасы балансовые и забалансовые.
Категоризация запасов полезных ископаемых. Материалы, необходимые для подсчета
запасов.
Оконтуривание месторождения или его промышленных участок. Определение
внешнего и внутреннего контура тела полезного ископаемого. Определение
минимального промышленного и бортового содержаний.
Определение основных параметров для подсчета запасов: мощности рудных тел,
объемного веса руды, содержание металлов в руде, площадей рудных тел. Определение
коэффициента рудоносности.
Основные способы подсчета запасов твердых полезных ископаемых и условия их
применения. Современные компьютерные технологии при оценке запасов рудных
месторождений.
Анализ точности подсчета запасов.
4
3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
3.3. Образцы вопросов для подготовки к экзамену.
1. Общая схема геолого-поисковых работ. Цели и задачи поисков на разных стадиях
2. Измерение углов отклонения буровых скважин
3. Типы опробования. Характеристика химического и минералогического типов
опробования
4. Поисковые геологические предпосылки. Их типы и основные задачи.
5. Ударно-механическое бурение, его типы и назначение
6. Опробование и его назначение, типы опробования
7. Магматогенные и структурные предпосылки поисков
8. Турбинное бурение, электробурение и их специфика
9. Типы опробования. Характеристика технического и технологического типов
опробования
10. Стратиграфические литолого-фациальные предпосылки поисков
11.Буровые станки
с различными видами подачи давления на забой при бурении.
Аварии при бурении и их ликвидация
12. Способы отбора проб и их назначение
13.Геохимические и минералогические предпосылки поисков
14. Основные операции при бурении и основные составляющие бурового комплекта
15. Способы опробования. Характеристика штуфного, точечного и бороздового
опробования и их назначение
16. Геоморфологические и геофизические предпосылки поисков
17. Вращательное бурение и его типы. Основные буровые инструменты
18. Способы опробования. Характеристика задиркового валового и вычерпывания
способов опробования и их назначение
19. Поисковые признаки. Типы поисковых признаков
20. Бурение скважин и их назначение. Типы буровых работ
21. Способы опробования. Характеристика шпурового, опробования и опробования
скважин и их назначение
22. Основные типы гидротермально-измененных пород и их поисковое значение
23. Проходка шахт и штолен, их крепление и геологическая документация
24. Опробование скважин ударно-канатного бурения и его назначение
5. Первичные и вторичные ореолы рассеяния и их поисковое значение
26. Разведочные шурфы, их назначение, особенности проходки и документация
27. Основные факторы, влияющие на выбор способа опробования
28. Особенности поиска приповерхностных месторождений. Обломочно-речной и
валунно-ледниковый методы поисков
29. Разведочные канавы, их назначение, особенности проходки и документация.
30. Обработка проб. Стадии обработки проб
5
31. Шлиховой метод поисков
32. Взрывные работы: бурение, заряжение и паление шпуров
33. Документация при отборе и обработки проб в горных выработках и буровых
скважинах
34. Литогеохимические (металлометрические) методы поисков
35. Способы ведения поверхностных горных работ
36. Основные задачи посчета запасов. Типы запасов
37. Гидрогеохимические и радиометрические методы поисков
38. Способы ведения горных работ в твердых, сыпучих породах и плывунах
39. Категории запасов полезных ископаемых
40. Геоботанические и биогеохимические методы поисков
41. Горно-разведочные выработки, их виды и назначение
42. Оконтуривание рудных тел. Определение внешнего и внутреннего контуров
43.Специфика поисков месторождений, не выходящих на поверхность.
44.Системы разведочных работ и факторы определяющие выбор способа разведки
45. Основные параметры для подсчета запасов и их определение
46. Основы оценки месторождений по выходам рудных тел (в зоне окисления).
47. Цели и задачи разведочных работ. Стадии разведочных работ
48. Способы подсчета запасов.
3.4. Список основной и дополнительной литературы.
Основная:
1. Е.О. Погребицкий, С.В. Парадеев, Г.С. Поротов и др. Поиски и разведка
месторождений полезных ископаемых Изд. 2-е, М., «Недра», 1977, 405 с.
2. А.Б. Каждан Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых. Научные
основы поисков и разведки. М., «Недра», 1984, 285 с.
3. А.Б. Каждан Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых. Производство
геолого-разведочных работ. М., «Недра», 1985, 287 с.
4. В.М.Крейтер Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых. М., «Недра»,
1969, 383 с.
5. В.В. Аристов Поиски твердых полезных ископаемых. М., «Недра», 1975, 255 с.
6. В.В. Аристов Методика геохимических поисков твердых полезных ископаемых. М.,
«Недра», 1984, 199 с.
7. В.А.Алексеенко Геохимические методы поисков месторождений полезных
ископаемых. М., «Высшая школа», 1989, 303 с.
8. А.Г.Милютин Геология и разведка месторождений полезных ископаемых. М.,
«Недра», 1989, 295 с.
9. А.А.Максимов, Г.Г., Милосердина, Н.И.Еремин Краткий курс геологоразведочного
дела. МГУ, 1971, 206 с.
10. М.Н. Альбов Опробование рудных месторождений. М. 1961, 255 с.
6
Дополнительная литература.
1. Коробейников А.Ф., Кузебный В.С. Прогнозирование и поиски месторождений
полезных ископаемых. Учебн. для вузов. Томск, изд-во ТПУ, 1998 – 309 с.
2. Богданович В.А., Стримжа Т.П. Разведка и геолого-экономическая оценка
месторождений: Учебное пособие/ГАЦМиЗ. Красноярск, 2001 – 116с.
3. Кузебный В.С., Макаров В.А., Ананьев Ф.М. и др. Принципы и методы
крупномасштабного и локального прогноза эндогенного оруденения: Учебное
пособие/КИЦМ. Красноярск, 1991 – 167 с.
Аристов В.В., Роков А.Н. Локальный прогноз и методики поисков основных
промышленных типов МПИ: Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 1966 – 419 с.
Программу составил:
профессор
Сотников В.И.
ст. преподаватель д.г.-м.н. Гаськов И.В.
7