Основы горно –промышленной геологии

Горно – промышленная геология занимается геологическим обеспечением горнодобывающих предприятий, которое заключается в проведении всех видов геологических и гидрогеологических исследований при подготовке МПИ к эксплуатации и в процессе эксплуатации для текущего планирования горных работ и выявление геологических факторов, осложняющих проведение горных работ.

Объектом горно – промышленной геологии является разрабатываемое МПИ.

Основными задачами геол. службы являются:

1. Всесторонне геол. и гидрогелог. изучение подготавливаемых к эксплуатации месторождений с целью обеспечения технически правильной и экономически целесообразной разработки с учетом наиболее полного и комплексного извлечения полезных компонентов;

2. Прирост запасов и перевод их в более высокие категории для обеспечения производственной мощности действующего предприятия и продление сроков его работы;

3. Разработка мероприятий по охране недр и окружающей среды и борьба с разубоживанием ПИ;

4. Участие в составлении планов и проектов эксплуатационных и разведочных работ.

Задачи выполняются путем выполнения:

1. Геологические наблюдения в горноподготовительных, эксплуатационных и разведочных выработках.

2. Ведение документации геологических наблюдений.

3. Опробование.

4. Проведение разведочных выработок.

Геологическая документация может быть первичной и сводной.

Первичная:

1) полевые книжки с записями и зарисовками непосредственно в горных выработках или по керну скважин;

2) журналы буровых работ и горно-разведочных выработок и эскизы к ним;

3) копии планов горных работ с указанием точек наблюдения, опробования и т.д.

4) разрезы скважин и горных выработок;

5) результаты лабораторных анализов проб горных пород;

По первичным документам составляется и дополняется сводная документация:

1) Погоризонтные геол. планы, на которые наносятся структурные элементы, стртиграфические границы, технологические типы и сорта ПИ.

2) Геологические разрезы, характеризующие морфологию и условия залегания тел ПИ, положение водоносных горизонтов, инж.-геолог. условия.

3) Погоризонтные качественные, сортовые или геолого –технологические планы и др. разрезы и карты, содержащие необходимую информацию о месторождении.

На угольных месторождениях:

1. План (карта) выхода угольных пластов под покровные отложения;

2. Гипсометрические планы угольных пластов или их вертикальные проекции (при крутом падении);

3. Геологические рабочие планы по угольным пластам;

4. Планы изолиний мощности (изопахит);

5. Планы (или вертик. проекции). (Например, влажность, зольность, выход летучих, сернистость и т.д.);

6. Литолого-прочностные планы пород кровли (в подземных выработках) и почвы (в открытых) угол. пласта;

7. Альбомы структурных колонок угол. пласта.

Основными факторами, влияющими на условия разработки ПИ являются:

1. Морфология тел ПИ (мощность и строение).

2. Степень изменчивости их на шахтном (рудничном) поле и в пределах отдельных эксплуатационных блоков.

3. Тектонические условия залегания ПИ – тектонические нарушения и трещиноватость.

4. Обводненность, газоносность, геотермические условия МПИ.

5. Прочностные свойства пород и устойчивость горных выработок.

При изучении мощности и строения залежей ПИ важное значение имеет определение их контактов с вмещающими породами. Контакты могут быть отчетливые и нечеткие. При нечетких следует изучать внимательно переходную зону, например, переход от монолитных руд к вкрапленным. Для жильного типа оруденения характерно чередование раздувов и пережимов, поэтому необходимо четкое определение местоположения рудных столбов. По ряду жильных месторождений необходимо изучение апофиз (ответвлений).

На угольных месторождениях изменения мощности и строения связано с вклиниванием и расщеплением, размывами, проявлениями тектоники (раздувы и пережимы).

Тектонические нарушения.

Это один из самых неблагоприятных факторов при разработке МПИ. Затрудняют ведение горных работ, вызывают необходимость проходки дополнительных разведочных выработок для обнаружения смещенной части, увеличивают трещиноватость, обводненность и загазованность горных выработок, с ними связано проявление многих неблагоприятных газодинамических явлений.

Выделяют дорудную тектонику, обусловившую развитие трещин и полостей, по которым проникали рудоносные растворы и послерудную, с которой связано смещение относительно друг друга отдельных частей залежи (сбросы, взбросы, сдвиги).

При изучении нарушения в 1-ую очередь устанавливают простирание и падение сместителя, т.е. плоскость, по которой произошло смещение минерального тела, затем определяют направление и амплитуду смещенной части.

Для получения пространственного представления о геологическом строении месторождения или форме залежи строят блок – диаграмму, преимущественно в аксонометрической проекции (на грани нанесены данные с погоризонтных планов и геологических разрезов).

Трещиноватость пород оказывает влияние на устойчивость горных выработок, скорость проходки (например, производительность горных машин выше, когда скалывающие усилия направлены по направлению трещиноватости, чем при поперечном направлении усилий к этим трещинам), водоносность, газоносность, проявление газодинамических явлений.

Наблюдения за трещиноватостью производятся в эксплуатационных и разведочных выработках, а также по керну буровых скважин. Наблюдения сопровождаются замерами элементов залегания трещин (азимуты падения, простирания, угол падения, ширина зияния и т.д.) и зарисовкой наиболее характерных участков.

Для анализа данных строятся круговые диаграммы (простирание, угол падения).

Гидрогеологические наблюдения проводятся для выяснения условий обводнения отдельных залежей ПИ, эксплуатационных участков и шахтного (рудничного) поля в целом, с целью планирования и проведения необходимых мероприятий по осушению горных выработок.

Наблюдения и исследования направлены на определение условий и степени обводненности существующих и планируемых горных выработок, выявление зон, опасных для прорыва подземных вод, предупреждение от возможной инфильтрации в горные выработки откачиваемых шахтных вод на пути поверхностного стока.

Особое внимание следует уделять изучению водоносности трещиноватых, закарстованых и тектонических зон дробления пород, т.к. именно с ними связана максимальная обводненность и опасные участки для прорыва вод.

При приближении выработок к опасным зонам бурятся опережающие скважины для обнаружения скоплений воды и предотвращения внезапного их затопления.

На сильно обводненных шахтах и карьерах производятся наблюдения за режимом подземных вод в ранее пройденных выработках и пробуренных скважинах, в целях выяснения условий развития депрессионной воронки в связи с расширением фронта горнодобычных работ, установления гидравлической связи различных водоносных горизонтов между собой и поверхностными водами.

Выполняются замеры притока воды в отдельные выработки, по дренажным канавам, производительности насосов по откачке воды.

В местах обильного капежа, вспучивания пород кровли и почвы производится описание геологических условий (литология, трещиноватость, раздробленность) с проведением зарисовок и указаниям интенсивности поступления воды.

Ведутся наблюдения за устойчивостью откосов бортов и дна карьеров, за сохранностью плотины от разлива при дражной разработке россыпей.

Результаты гидрогеологических наблюдений заносятся в специальные журналы. На проблемных участках проводится гидрогеологическая съемка, в т.ч. и прилегающих площадей. На карту наносят все источники поступления воды в горные выработки, с указанием их дебита, гипсометрического уровня, температуры и химического состава, пункты наблюдения за режимом вод, контуры опасных участков по прорыву вод и плывунов, а также контуры целиков, предохраняющих выработки от затопления.

Данные используются для проектирования осушительных мероприятий и изменения системы разработки месторождения.