Галина Пономарева - Поиски, разведка и геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых

Полости, образовавшиеся в земной коре в результате горных работ, называются горными выработками. Выработки, служащие для поисков, разведки и опробования полезных ископаемых называются разведочными, в отличие от эксплуатационных выработок, служащих для добычи полезного ископаемого.

Разведочные горные выработки делятся на легкие (поверхностные, неглубокие) и тяжелые (подземные). К первым относятся расчистки, канавы, неглубокие шурфы и скважины; ко вторым – штольни, глубокие шурфы, разведочные шахты, квершлаги, гезенки, восстающие, орты, рассечки и глубокие скважины.

Расчистка – горная выработка, обычно неправильной формы, которая проводится по склону возвышенности или в борту долины с целью удаления почвенно-растительного покрова и рыхлых отложений, закрывающих выходы коренных пород.

Копуши – простейшие обычно ямообразные горные выработки небольшого поперечного сечения, которые проходятся главным образом для вскрытия почвенных горизонтов, подлежащих геохимическому опробованию, для отбора шлиховых проб из аллювиальных отложений, или для вскрытия коренных пород, залегающих под наносами на глубине не более 0.5-0.6 м.

1 – скважины, 2 – шурф, 3 – канава, 4 – рассечка, 5 – штрек, 6 – шахтный ствол, 7 – квершлаг, 8 – рудный штрек, 9 – камера, 10 – зумпф, 11- орт, 12 – восстающий, 13 – ствол слепой шахты, 14 – подземная скважина, 15 – штольня, 16 – гезенк, 17 – рудное тело.

Рисунок 1 – Основные типы горных выработок [3]

Разведочной канавой – называется горизонтальная или наклонная горная выработка незначительной глубины и ширины по сравнению с длиной.

Глубина их редко превышает 2.5-3.0 м, а длина 10-50 м. Но иногда в пределах рудных полей и крупных месторождений проходятся канавы длиной до нескольких километров. Они носят название магистральных. Канавы применяют для пересечения пластов, жил, рудных тел, а также вскрытия контактов между породами и рудами.

Шурфы – вертикальные горные выработки прямоугольного реже квадратного сечения, которые проходятся непосредственно с дневной поверхности до коренных пород или полезного ископаемого. Глубина их от 35 м до 10-15 м, реже от 20 до 40 м. Шурфы до глубины 10 м называются мелкими, а свыше 10 м глубокими. В отдельных случаях из шурфов проходятся рассечки – горизонтальные горные выработки протяженностью от нескольких до десятков метров. При проходке шурфов в зависимости от устойчивости пород, глубины шурфа и срока его службы ставятся различные виды крепления. Разведочная шахта – это вертикальная горная выработка прямоугольного реже квадратного сечения, имеющая выход на дневную поверхность. От шурфов отличается большей глубиной (от нескольких десятков метров до сотен метров), большими размерами поперечно сечения (от 6 до 12-14 м 2). К разведочной шахте, как правило, причленяются горизонтальные или наклонные подземные выработки (штреки, квершлаги, бремсберги и др.).

Штольня – горизонтальная подземная выработка, имеющая один выход на дневную поверхность. Штольни могут проходиться только в условиях благоприятного рельефа (наличия крутых горных склонов или склонов долин). Их длина от десятков и сотен метров до нескольких километров. Проходятся штольни с целью исследования и вскрытия рудных тел и горных пород, как по простиранию, так и вкрест простирания горных пород (рисунок 1).

Квершлаг, штрек и орт – подземные горные выработки, не имеющие выхода на дневную поверхность и сообщающиеся с ней через ствол шахты или штольню. Квершлагом называется выработка, проведенная по пустым породам вкрест их простирания. Штреком – выработка, проведенная по простиранию пустых пород (полевой штрек) или рудного тела (рудный штрек), ортом – выработка, проведенная вкрест простирания пород по рудному телу и не выходящая за его пределы.

При подземных горных выработках различают кроме того, вертикальные горные выработки , не имеющие выходов на поверхность, проходимые из горизонтальных подземных выработок – восстающие, направленные вверх, слепые шахты и гезенки , направленные вниз.

Наклонные горные выработки являются промежуточными между горизонтальными и вертикальными и имеют соответствующие наименования близкой по типу выработки (наклонный штрек, шурф, наклонные шахта, штольня и т.д).

К разведочным горным выработкам относятся также буровые скважины – выработки цилиндрической формы, имеющие незначительный, по сравнению с длиной, диаметр, пройденный буровым инструментом.

На разных стадиях геологоразведочных работ проходятся горные выработки различных типов. Для геологической съемки и поисков используются копуши, расчистки, канавы, шурфы, буровые скважины. Предварительная разведка ведется главным образом бурением с частичным контролем буровых скважин глубокими шурфами и только на месторождениях очень сложного строения применяются подземные горные выработки. Существенные объемы подземных выработок характерны для детальной разведки месторождений [1].

Из медно-никелевых месторождений в ультраосновных породах добывается более 50 % меди и никеля. Они повсеместно генетически и пространственно связаны с интрузиями основного и ультраосновного состава. Руды формируются и размещаются главным образом в пределах самих интрузивов и в примыкающих породах со стороны лежачего бока интрузивов. Для магматических сульфидных медно-никелевых месторождений рудообразование заключается в первоначальном накоплении их в магматическом очаге, а обособление сульфидов и происходит в процессе внедрения, дифференциации и ликвации первоначально однородного никеленосного расплава на две жидкости: силикатную и сульфидную составляющие. Сульфидный расплав, благодаря большому весу опускается и концентрируется в придонных частях интрузивов и кристаллизуется после кристаллизации силикатного расплава. Подъем никеленосной магмы совершается по глубинным разломам, глубоко проникающим в мантию, которые и определяют геологическую позицию рудных районов и полей медноникелевых месторождений. Месторождения сульфидных медно-никелевых руд приурочены к массивам оливинитов, пироксенитов (перидотитов), их серпентинизированным разностям, серпентинитам и габброидам [1].

Предпосылками при поисках подобных руд служат наличие ультраосновных пород, лакколитовая и лополитовая формы интрузий, наличие вкрапленных сульфидов меди, никеля, железа и зоны окисленных руд, присутствие рудных обломков в делювии и элювии коры выветривания.