Разведка месторождений

РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ твёрдых полезных ископаемых (а. mineral exploration; н. Prospektion der Mineralienlagerstatten, Erkundung der festen Воdenschatze; ф. prospection des gisements mineraux, exploration des gotes mineraux; и. prospeccion de yacimientos de minerales, exploracion de depositos de minerales) — комплекс работ, проводимых с целью определения промышленного значения месторождений полезных ископаемых, получивших положительную оценку в результате поисково-оценочных работ.

Резервом пополнения объектов разведки являются также ранее разведывавшиеся, но по различным причинам отнесённые за баланс месторождения. Их повторная ревизия (переоценка), осуществляемая на основании новых геолого-генетических концепций, изменения конъюнктуры, появления более совершенных средств разведки месторождений и новых технологических схем добычи и переработки минерального сырья, позволяет обосновать иногда передачу некоторых из числа таких ранее изучавшихся объектов под предварительной разведкой месторождений без проведения дополнительные полевых работ. В ходе разведки месторождений устанавливаются геолого-промышленные параметры месторождений, необходимые для их промышленной оценки, проектирования строительства горнодобывающих предприятий, обеспечения эксплуатационных работ и переработки извлекаемых полезных ископаемых Так, например, определяется морфология тел полезных ископаемых, что имеет первостепенное значение для выбора системы последующей их разработки. Устанавливаются контуры тел полезных ископаемых с учётом геологических границ (контакты литологически различных пород, поверхности разломов и др.) и по данным опробования (см. Опробование месторождений), среднее содержание основных и попутных компонентов, наличие вредных примесей, характер распределения полезных ископаемых и др.

Данные о содержаниях полезных компонентов служат исходной базой для обоснования подсчётных кондиций и, в конечном счёте, для решения вопроса о промышленной ценности разведуемого объекта. Не меньшее значение эти данные имеют и для выяснения технологических свойств полезных ископаемых. Решается дополнительно ряд других вопросов, связанных с необходимостью обоснования экономически эффективного освоения разведуемых объектов; выяснение гидрогеологических условий, выбор площадок под промышленное и жилищное строительство и др. Выбор и обоснование методики разведки месторождений базируются на научном анализе всех накопленных геологических данных (в первую очередь, касающихся геолого-структурных особенностей и закономерностей распределения полезных компонентов) как по изучаемому объекту, так и по другим месторождениям соответствующего вида полезных ископаемых разведка месторождений осуществляется последовательно — по стадиям, со всё большей детализацией исследований путём закономерного сгущения сети разведочных выработок и систематического опробования тел полезных ископаемых, со всё более точным и достоверным подсчётом запасов и всё более детальной и полной технико-экономической оценкой изучаемых месторождений (см. Предварительная разведка, Детальная разведка, Эксплуатационная разведка).

Способы разведки месторождений определяются набором соответствующих технических средств, обеспечивающих получение максимально полной информации по разведочному пересечению или геологическому объёму в целом. При предварительной разведке основным видом работ является бурение: ударное (при разведке россыпей), колонковое (керновое и бескерновое), глубокое; в особо сложных случаях (как правило, при разведке месторождений руд цветных и редких металлов) используются глубокие шурфы, мелкие шахты, штольни. Их назначение — подтверждение данных разведочного бурения, уточнение строения наиболее сложных участков месторождения, отбор технологических проб. Детальная разведка и доразведка месторождений осуществляются, как правило, на основе бурения; на некоторых объектах проходятся также глубокие разведочные и разведочно-эксплуатационные шахты. Основные виды работ при эксплуатационной разведке — горные выработки (горизонтальные, вертикальные и наклонные) и подземные (обычно короткометражные) скважины — колонковые и перфораторные (бескерновые). Для получения максимальной информации о строении месторождений и закономерностях размещения полезных ископаемых при минимальной затрате средств разведочные горные выработки располагают таким образом, чтобы они пересекали всю мощность перспективной зоны (горизонта, структуры), а разведочные профили (группы разведочных пересечений) — преимущественно вкрест простирания последних.

Густота разведочной сети регламентируется соответствующими инструкциями ГКЗ CCCP; она зависит от степени сложности геологического строения разведуемого месторождения и категорий, по которым подсчитываются его запасы. По мере перехода от предварительной разведки к детальной, а затем к эксплуатационной сеть разведочных выработок последовательно сгущается. Для наиболее простых в структурном отношении месторождений, например каменного угля и железных руд, плотность разведочной сети достигает 500х500 м, а для сложных жильных месторождений руд редких металлов сеть разведочных выработок может сгущаться до нескольких десятков метров и более. На ещё более сложных месторождениях гнездообразного типа (например, пьезооптического сырья) любое доступное (экономически оправданное) сгущение разведочной сети (вплоть до 5х5 м) не позволяет подсчитать запасы с точностью, удовлетворяющей требованиям высоких категорий. В этом случае подсчёт запасов производится только по низким категориям, причём с применением коэффициента рудоносности — без точной геометризации конкретных рудных тел. Выбор и аргументация оптимальной густоты разведочной сети имеют большое значение: чрезмерное её сгущение ведёт к резкому удорожанию работ, а необоснованное разряжение — к возможным ошибкам при подсчёте запасов и определении масштабов месторождения, что может привести к дополнительным затратам в ходе промышленного освоения объекта. На всех стадиях разведки месторождений всё более широко применяются различные геофизические и геохимические методы.

Главное назначение геофизических работ — выяснение структуры месторождения путём уточнения положения и прослеживания рудоконтролирующих и рудолокализующих поверхностей (например, контакт литологически благоприятных для рудоотложения известняков и перекрывающих их — экранирующих сланцев, зоны дизъюнктивных нарушений и др.), а также увязки разведочных пересечений (см. Разведочная геофизика). Геохимические методы используются для оконтуривания горизонтов, зон и блоков пород (с аномальным распределением элементов-индикаторов), перспективных для поисков скрытых рудных залежей (см. Геохимические поиски и разведка).

Набор технических средств разведки месторождений определяется видом работ: это канавокопатели и многоковшовые экскаваторы для проходки канав и траншей, бульдозеры для проведения расчисток и вскрытия коренных обнажений, а также траншейной разведки россыпей, комплекты самоходного оборудования для проходки шурфов и картировочно-поисковых скважин, спуско-подъёмные механизмы для проходки глубоких шурфов и шахт, различные типы буровых станков для бурения разведочных скважин, автоматизированные устройства для отбора и анализа проб, полевая геофизическая аппаратура с ЭВМ для оперативной обработки получаемых данных и др.

Непременной составной частью геологоразведочных работ на всех стадиях является камеральная обработка материалов. По материалам первичной геологической документации и опробования составляются сводные погоризонтные планы и разрезы — основа подсчёта запасов полезных ископаемых. Эти же данные используются для составления детальных геолого-структурных карт, на базе которых строятся прогнозные карты, являющиеся основой при составлении проектов дальнейших работ.

Основной объём работ по предварительной и детальной разведке месторождений, а также в необходимых случаях их доразведки выполняется организациями Министерства геологии CCCP за счёт средств госбюджета. Разведка некоторых месторождений, главным образом местных строительных материалов, проводится по хозяйственным договорам с заинтересованными организациями. Эксплуатационная разведка осуществляется промышленными организациями; основной объём затрат на её проведение падает на себестоимость выпускаемой продукции. При разработке месторождений происходит частичный возврат средств, затраченных ранее на разведку Министерством геологии (по ставкам возмещения, утверждаемым для каждого вида полезного ископаемого раздельно).

Требования к работам, выполняемым на каждой стадии разведки месторождений, сформулированы в соответствующих методических указаниях, утверждённых Министерством геологии CCCP. Результаты разведочных работ (сведения о запасах месторождения, качестве и степени технологичности слагающих его полезных ископаемых, технико-экономических условиях разработки, результаты экономических расчётов по инфраструктуре проектируемого предприятия, себестоимости продукции и др.) должны гарантировать оправданность затрат на промышленное освоение месторождения и окупаемость капиталовложений. При обнаружении крупных и богатых месторождений, особенно дефицитных видов минерального сырья, допускается совмещение отдельных стадий разведочных работ. На очень сложных по своему геологическому строению месторождениях полезных ископаемых (пьезооптическое сырьё, руды благородных и некоторых редких металлов и др.) разведка месторождений осуществляется с попутной отработкой выявляемых тел полезных ископаемых. В этом случае запасы подсчитываются обычно лишь по низким категориям.

Методические приёмы разведки месторождений новых видов твёрдых полезных ископаемых (например, расположенных на дне морей и океанов) имеют свои специфические особенности (см. Морская разведка месторождений).

Размеры затрат на разведку месторождений зависят от масштабов месторождений, от степени их геологической сложности, типа и вида полезных ископаемых, экономической освоенности района и других факторов и могут достигать многих десятков млн. рублей. В целом на долю разведочных работ приходится не более 40% ассигнований на геологоразведочные работы, в т.ч. на предварительные разведки месторождений — более половины.

Впервые курс лекций по разведке месторождений ("разведочному делу") был прочитан в 1924 в Петроградском горном институте К. М. Марковым. В 30-х гг. Н. В. Арсеньевым, Н. В. Барышевым, И. С. Васильевым, В. М. Крейтером, С. В. Кумпаном и др., а в 50-60-х гг. В. М. Борзуновым, А. Б. Кажданом, И. Д. Коганом, К. В. Мироновым, Е. О. Погребицким, А. П. Прокофьевым, В. И. Смирновым, П. А. Шехтманом, А. А. Якжиным и др. был издан ряд учебных и методических руководств, а также монографических работ. Курс методики разведки месторождений читается во многих геологических вузах, в ряде их созданы кафедры соответствующего профиля. Методика разведки месторождений синтезирует опыт смежных геологических наук (геологии полезных ископаемых, структурной геологии и др.), широко использует современные методы исследования, в частности математические (с применением ЭВМ).