ОГЛАВЛЕНИЕ
стр.
ВВЕДЕНИЕ......................................................... 3
1. ТРЕБОВАНИЯ К ГЕОФИЗИЧЕСКОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ ГИДРОСКВАЖИННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ......................................9
1.1. Основы технологии скважинной гидродобычи
твердых полетных ископаемых................................9
1.2. Содержание и последовательность работ в системе геофизичсскот о обеспечения СГД..............................22
1.3. Требования к физико-геотехнологнческому моделированию обьектов СГД.................................................25
1.4. Требования к псотсхиологпиеской оценке пород и руд......29
1.5. Требования к изученности инженерночео.тогичсскнх
И П1ДрО|-еОЛОП!ЧССКИХ условий.............................32
1.6. Требования к качеству гсолого-геофизических материалов..33
1.7. Требования к техническим средствам ГО СГД...............34
2. ФИЗИКО-ГЕОТЕХНОЛОГИ ЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ИССЛЕДУЕМЫХ ОБЪЕКТОВ............................................35
2.1. Физико-1 еотехнологнческая модель магиепгговых кварцитов Ивановского месторождения Криворожско-Кременчугского железорудного бассейна..................................35
2.2. Фнзнко-геотехнологическая модель богатых железных руд Шемрасвского месторождения КМА...............................78
3. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ОБЪЕКТОВ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД ДЛЯ СГД..................................105
4. ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ СГД..................................148
4.1. Назначение и структура геофизического мониторинга СГД...148
4.2. Геомехаиическое моделирование...........................152
4.3. Методика геофизического монггторинга СГД................154
4.3.1. Методика 1хюфнзических исследований при контроле
за технологическим процессом СГД....................156
4.3.2. Методика геофизических исследований при экологическом мониторинге СГД............................166
4.4. Перспективные направления развития геофизического мониторинга..................................................174
5. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ГЕОФИЗИЧЕСКОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ ГИДРОСКВАЖИННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ.....................................................181
5.1. Цель и назначение системы геофизического обеспечения СГД 181
5.2. Структура и технология системы геофизического
обеспечения СГД.........................................181
5.3. Организация системы геофизического обеспечения СГД.....222
5.4. Экономическая эффективность освоения месторождений способом СГД с использованием системы г еофизического обеспечения СГД.............................................225
6. ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ОБЕС11ЕЧЕНИЯ I'ИДРОСКВАЖИ11 НОЙ ТЕХIЮЛОГИ11
ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ.....................................228
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.......................................................234
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.................................237
з
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В России успешно ведутся работы по созданию и внедрению в горнодобывающую промышленность технологии скважинной гидродобычи полезных ископаемых (СГД), сущность которой заключается в підромонигорном разрушении полезного ископаемого и извлечении на поверхность продуктов разрушения в виде гидросмеси. В условиях возрастающей роли экономических, экологических и социальных факторов в природопользовании приоритет этого способа резко повышается. Приоритетное направление гидроскважинной технологии добычи твердых полезных ископаемых отмечено на Парламентских слушаниях в Москве 25 октября 1994 года, посвященных состоянию использования природных ресурсов и экологической безопасности Белгородской области. Гидроскважинная технология извлечения полезного ископаемого успешно используется н геологоразведочных предприятиях для отбора больших технологических проб. Способом СГД извлечены: большие технологические пробы титан-цирконисвых песков с глубины 50-100м на Туганском месторождении в Томской области (ИГО “Томскнсфзыазгеология"). Лукояновском месторождении в Нижегородской области (III О “Волгагсологня"). технологическая проба полиметаллических руд из кор выветривания Жана-Лркылакского рудного поля в Тургайской области Казахстана; бурого угля на Орловском месторождении { Казахстан); бокситов па месторождении в Архангельской области (ИГО '* Архашельскгеология”). Примером промышленного освоения способа СГД является Шемраевское месторождение богатых железных руд КМА. Свидетельством признания технологии СГД является заинтерссован-ность ряда зарубежных фирм и готовность российских финансовых структур инвестировать разработку месторождений полезных ископаемых с применением этого способа. В 1987-1990 годах были успешно выполнены работы МГРИ по контракту с фирмой ” Тсхнопромст” СФРЮ по скважинной гидродобыче кварисвых песков. В 1990-1992 годах осуществлены работы НПФ ‘Геотехнологію" по контракту с фирмой “Ресурс-Девелопмент“ США по повышению газоотдачи угольных пластов выполнением коллекторов способом СГД и созданию подземных хранилищ в солях. В настоящее время пол гмдроскважннную добычу полезных ископаемых частными промышленно-инвестиционными компаниями финансируются научные исследования, поисково-разведочные работы на перспективных алмазоносных площадях Новгородской. Псковской и Архангельской областях (ОАО "Проминвест”), разведка бог атых железных руд и бокситов в районе Курской магнитной аномалии (ОАО “Скважинная гидродобыча”), разведка и добыча титано-циркониевых песков на Тарском месторождении в Омской обласіи(ОАО “ Цирконгсология").
23
являются: физико-механическая характеристика руд и вмещающих пород, интегральная характеристика рудного минерала, создающего аномалию, глубина центра тяжести и верхней кромки, площадь горизонтального сечения рудного тела.
При поисково-оценочных работах ориентировочно оценивается промышленная значимость месторождения для отработки способом СГД. Главные факторы при этом - качество рулы, гидрогеологические особенности месторождения, а также инженерно-геологическая характеристика рудовмещающих и перекрывающих отложений. Качество руды определяется содержанием железа общего и магнезитового. Среди гидрогеологических и инженерно-геологических факторов главными на этой стадии являются степень обводненности месторождения, мощность и прочностные свойства перекрывающих пород. Указанные параметры определяют предварительные экономические и эксплуатационные характеристики, которые излагаются в технико-экономических соображениях ( ГЭС'), позволяющих принять решение о целесообразности предварительной разведки. Геофизические исследования на этой стадии направлены на уточнение структуры месторождения и изучение морфологии продуктивных объемов (наземные высокоточные магниторазведка и гравиразведка, высокоразрешающне модификации сейсмических методов, наземные электроразведка, скважинная гравиразведка -СГ, мсжскважинное сейсмическое прозвучнванис - МСП). оценку качества руд (КМВ, СНГК, ГГК-П, ЯГО). Эта стадия - начальный этап гсотсхнологичсского картирования, в задачи которого входит:
- выделение литолого-прочностных типов руд и пород (ЛИТ), изучение их вещественного состава, технологическое опробование и определение физико-механичоских свойств (техническое опробование);
- расчленение разреза в соответствии с особенностями пространственного сочетания Л ПТ с выделением природных типов руд и их технологическое опробование:
- выделение и оконтурмвание геотехнологических типов и разновидностей руд С учетом результатов технологического опробования.
На поисково- оценочной стадии при геотсхнологичсском картировании определяются: вещест венный состав руд, их прочностные и фильтрационные свойств, физические свойства. Геофизические методы при этом направлены на получение данных для установления зависимостей между геологическими к геофизическими данными. На стадии поисково-оценочных работ определяется роль каждого геофизического метода.
Предварительная разведка выполняется на участках, представляющих интерес с точки зрения их промышленной значимости для СГД. При предварительной разведке проводится районирование месторождения по особенностям строения разреза )1 соотношению геотехнологических типов руд, определяющим специфику его от работ-
24
кн. изучаются гидрогеологические условия месторождения, включающие количество, положение и водообильность водоносных горизонтов, развитых в рудной и надруднон толщах, условия их гидравлической связи, химический состав подземных вод. Результаты работ этой стадии используются для уточнения физико-геологической модели месторождения. По результатам предварительной разведки составляется тсхннко-■жономичеекий доклад о целесообразности промышленного освоения месторождения, определяется участок первоочередной отработки. В соответствии с утвержденными кондициями, подсчитываются общие запасы железных руд по категориям С) и С: в том числе запасы, пригодные для отработки способом СГД. В процессе предварительной разведки геофизические методы являются ведущими в изучении геотехнологических типов и разновидностей руд.
Детальная разведка руд. пригодных для СГД. проводится только в пределах участка первоочередной отработки и совмещается с подготовкой месторождения к промышленному освоению. При детальной разведке рудные тела изучаются с детальностью, обеспечивающей надежную геометризацию геотехнологических типов руд. необходимую для выбора наиболее рационального пространственного расположения сети добычных скважин и направления развития добычных работ. В процессе детальной разведки уточняются морфолопти рудных тел. геомсханнчсская неоднородность массива горных пород, гидрогеологические условия месторождения, характер распределения геофизических полей. Создастся опытно-промышлемный полигон, на котором апроби-рустся промышленная система ограбозки месторождения, определяются геотехнологн-чсскнс параметры эксплуатации. При детальной разведке месторождений СГД параметры разведочной сети определяются в зависимости от пространственной изменчивости выделяемых на месторождении геотехнологических типов руд.
В результате геолого-геофишческих исследований составляются физико-1 соло-I ичеекке модели объекта, на основании которых выполняется гсомечаничсскос моделирование.
По результатам работ этой стадии должны быть получены исходные данные, необходимые для составления проекта отработки месторождения, и подсчитаны запасы рул участка первоочередной отработки по категории В п С|
Ведущая роль на этой стадии окончательно переходит к методам каротажа и скважинной геофизики.
На этане опытно-промышленного эксперимента геофизические исследования сопровождают технологические работы и проводятся избыточным комплексом геофизических методов с целью выбора наиболее рационального комплекса. Выбор рациональных геофизических методов осуществляется путем оценки достоверное!и
- Київ+380960830922