Инструкция по документации горных выработок канав

Основные способы документации канав

ГОСТ Р 58889-2020

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Требования к ведению и оформлению полевой документации при проходке и опробовании инженерно-геологических выработок

Engineering surveying. Requirements to field documentation maintenance and preparation at driving and sampling of engineering-geological workings

Дата введения 2021-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Институт геотехники и инженерных изысканий в строительстве» (ООО «ИГИИС»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на ведение и оформление полевой документации при проходке и опробовании инженерно-геологических выработок на всех этапах инженерно-геологических изысканий.

Настоящий стандарт устанавливает требования к порядку ведения, содержанию и оформлению полевой документации при проходке и опробовании инженерно-геологических выработок (скважин, шурфов, дудок, канав, траншей, закопушек, расчисток естественных обнажений, стенок и дна котлованов, карьеров, строительных и дорожных выемок).

Настоящий стандарт не распространяется на ведение полевой документации при проходке и опробовании шахт и штолен, а также при проходке морских инженерно-геологических скважин.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 8.417 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин

ГОСТ 12071 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

ГОСТ 31861 Вода. Общие требования к отбору проб

ГОСТ Р 58325 Грунты. Полевая документация

СП 47.13330.2012 «СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»

СП 446.1325800.2019 Инженерно-геологические изыскания для строительства. Общие правила производства работ

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов (сводов правил) в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 25100, ГОСТ 12071, ГОСТ 31861, СП 446.1325800.2019, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 инженерно-геологическая выработка; выработка: Горная выработка для изучения геологического разреза; отбора образцов грунтов для изучения их состава, состояния и свойств; измерения уровней и отбора проб подземных вод, а также для полевых исследований грунтов (в том числе геофизическими методами).

3.2 полевая документация: Документация, которая ведется в процессе выполнения инженерных изысканий при проходке и опробовании инженерно-геологических выработок.

3.3 слой: Геологическое тело, сложенное грунтом одного подвида и/или разновидности по ГОСТ 25100.

3.4 привязка выработки: Указание местоположения выработки относительно характерных особенностей местности, инженерных сооружений и/или геодезических знаков.

3.5 опробование: Отбор образцов грунта природного (монолит) и/или нарушенного сложения из определенного по глубине интервала инженерно-геологической выработки, а также отбор определенного количества воды (пробы воды) из водоносного горизонта.

4 Общие положения

4.1 Содержание полевой документации и порядок ее ведения при проходке и опробовании инженерно-геологических выработок устанавливается настоящим стандартом.

Основой для разработки унифицированных форм полевой документации могут служить рекомендуемые формы, приведенные в приложениях А-Д. При необходимости организация — исполнитель изысканий может самостоятельно установить дополнительные требования к ведению и оформлению полевой документации, не противоречащие настоящему стандарту.

4.2 К полевой документации инженерно-геологических выработок относятся:

— журнал инженерно-геологических выработок (далее — журнал);

— этикетка образца грунта;

— этикетка пробы воды;

— ведомость образцов грунта, направляемых в лабораторию;

— ведомость проб воды, направляемых в лабораторию.

4.3 В процессе выполнения инженерных изысканий документированию подлежат закрытые (скважины) и открытые (шурфы, дудки, канавы, траншеи, закопушки, расчистки естественных обнажений, бортов и днищ котлованов, карьеров, строительных и дорожных выемок) выработки.

4.4 Ведение полевой документации инженерно-геологических выработок осуществляется непосредственно в процессе производства работ. Вносить изменения в полевую документацию допускается только путем зачеркивания ошибочной записи. Ошибочная запись должна быть зачеркнута так, чтобы можно было прочитать зачеркнутое, а сверху должна быть сделана правильная запись. Подчищать записи не допускается. Не допускается внесение изменений, в том числе дополнений, в полевой документации выработок после завершения проходки выработки.

4.5 Документацию инженерно-геологических выработок осуществляют специалисты, допущенные к этому виду работ на основании распорядительного документа организации, выполняющей инженерно-геологические изыскания.

4.6 Журнал и ведомости ведут на бумажном и/или электронном носителях, обеспечивающих фиксацию, передачу и сохранение информации в соответствии с требованиями перечня типовых архивных документов, образующихся в научно-технической и производственной деятельности организаций, с указанием сроков хранения в соответствии с [1] (статья 399).

4.7 Записи на этикетках образцов грунта и проб воды заполняют на бумаге или другом материале, пригодном для нанесения и сохранения сведений об отобранном образце или пробе.

5 Содержание полевой документации инженерно-геологических выработок

5.1 Содержание журнала инженерно-геологических выработок

5.1.1 Журнал состоит из титульного листа, внутренних листов, заключительного листа и должен содержать сведения в соответствии с 5.1.1.1-5.1.1.6.

Все листы журнала должны быть пронумерованы.

5.1.1.1 На лицевой стороне титульного листа журнала указывают:

— наименование и адрес организации, выполняющей инженерные изыскания;

— наименование объекта в соответствии с заданием к договору на проведение инженерных изысканий;

— наименование объекта, части объекта (участка, площадки), наименование трассы (участка трассы) с указанием километров и/или пикетов (ПК);

— наименование района выполнения работ (административный район, населенный пункт, территория городского или сельского поселения и т.п.);

— этап инженерно-геологических изысканий (в соответствии с СП 47.13330.2012);

— информация, необходимая для возвращения утерянного журнала владельцу.

5.1.1.2 На оборотной стороне титульного листа журнала указывают сведения об инженерно-геологических выработках, включенных в журнал, в том числе:

— вид и номер выработки с указанием номеров листов c ее описанием;

— даты начала и окончания проходки выработки;

— глубина для скважин и габариты для открытых выработок (в метрах);

— количество образцов грунта нарушенного и природного сложения (раздельно), отобранных из каждой выработки;

— количество проб воды, отобранных из каждой выработки;

— сведения о ликвидации или консервации выработки;

— примечания с указанием причин возникновения нестандартных ситуаций;

— сведения о ликвидации/консервации выработки;

— сведения об итоговом количестве пройденных выработок с указанием суммарных объемов по видам выработок и количеству отобранных образцов грунта и проб воды.

5.1.1.3 До начала проходки выработки на внутренних листах журнала указывают следующие сведения:

— наименование выработки и ее номер;

— дата и время начала проходки;

— проектная глубина выработки;

— наименование объекта, части объекта (участка, площадки), наименование трассы (участка трассы) с указанием километров и/или пикетов (ПК);

— наименование здания или сооружения с указанием номера по генеральному плану (генплану), при необходимости;

— ландшафтные и геоморфологические условия места расположения выработки (краткое описание);

— погодные условия на время проходки выработки (температура воздуха, наличие и характер осадков, толщина снежного покрова);

— схематичный рисунок расположения выработки на местности (абрис);

— номер фотографии и/или зарисовка места расположения выработки;

— сведения о применяемых механизмах и оборудовании.

5.1.1.4 В процессе проходки выработки на внутренних листах журнала указывают сведения:

— о грунтах в соответствии с ГОСТ Р 58325;

— об отобранных образцах грунта (нарушенного или природного сложения) с указанием глубины точки или интервала их отбора;

— об отобранных пробах воды с указанием глубины их отбора.

Источник

Документация канав

Поиски и разведка месторождений

Твердых полезных ископаемых

Документация геологоразведочных выработок

Геологическая документация геологоразведочных выработок имеет целью подробное описание и зарисовку всех горных выра­боток. При геологосъемочных и поисковых работах масштабов 1:25 000 и мельче для каждой линии или отдельно расположенных выработок должна даваться привязка к рельефу с точностью, по­зволяющей нанести их на карту фактического материала. В райо­нах с выразительным рельефом, большим количеством ориентиров и т. п. привязку следует делать по аэрофотоснимку: место горной выработки накалывается и на обратной стороне снимка надписы­вается ее номер. Аналогичным образом определяется положение начала и конца линии выработок, а также выработок, находящих­ся в местах изгиба линии. Выработки в линии привязываются друг к другу глазомерно с указанием азимута линии и расстояния до ближайшей выработки. В районах, где надежная привязка по аэ­рофотоснимку затруднительна, выработки следует привязывать к характерным элементам рельефа, так же как привязываются об­нажения и точки наблюдения в маршрутах. В любом случае дли каждой выработки, которую можно точно нанести на топографиче­скую карту (вблизи триангуляционного пункта, на четко выделя­ющейся на карте вершине и т. п.), необходимо фиксировать ее по­ложение на местности. Обычно это делается в описании после но­мера выработки. При использовании GPS навигатора обязательно указать координаты начала и конца выработки (для скважин – координаты устья) в журнале документации.

Документация канав

В различных геологических организациях существуют своя методика и свои требования к геологической документации канав. Часто к ней подходят формально и ограничиваются или схематич­ным изображением того, что в канавах видно, или их описанием без зарисовки; составляются формальные геометризированные за­рисовки, благодаря чему геологические особенности участка или рудного тела, вскрываемого канавой, искажаются или передаются с неточностями.

При зарисовке канав необходимо учитывать условия, в которых пройдена канава, особенности геологического строения участка и задачи, стоящие перед геологической документацией. Методика до­кументации бывает различной, но нельзя допускать такого поло­жения, когда из группы канав одна документируется, например, с севера на юг, другая — с юга на север, одна документируется по забою, другая — по забою и стенке. В отдельных случаях прихо­дится делать отступления от принятой методики, но они должны быть обоснованы.

Азимут направления канавы в целом или отдельных ее прямо­линейных участков обычно должен измеряться в северных направ­лениях, но если канава пройдена на склоне, азимут ее направле­ния чаще измеряется вниз по склону.

Разметка канавы, т. е. начало ее документации, должна прово­диться с нижнего конца, так как отбитая порода ссыпается по на­клонной плоскости забоя (дна) канавы вниз и закрывает просмот­ренные участки. В целях сохранения разметки канавы рекоменду­ется вдоль ее левого борта (считая вниз по склону или от южного ее конца) расставить колышки, палочки с метровыми отметками или пирамидки из камней, по которым легко провести обмер ка­навы и проверить документацию (рис. 1).

Рис. 1. Схема разметки и обмера канавы, пройденной на склоне

1– растительный слой с корнями; 2 – элювий

Наиболее простым способом геологической документации ка­навы является зарисовка ее стенок и забоя способом неполной со­пряженной развертки на вертикальную плоскость (рис. 2).

Рис. 2. Схема зарисовки канавы способом сопряженной неполной развертки

(без учета формы и профиля забоя канавы)

1 – почвенно-растительный слой; 2 – суглинки; 3 – элювий;

4 – гранодиорит; 5 – известняк; 6 — скарнированный известняк

За­рисовывается одна из стенок (левая — по азимуту направления ка­навы или от начала документации) с идеализированными прямо­линейными ограничениями ее контуров, а к ней снизу без разрыва пристраивается тоже прямолинейная зарисовка ее забоя (дна). В случае необходимости зарисовывается и противоположная стен­ка канавы, причем эта зарисовка пристраивается снизу к зари­совке забоя. Зарисовка должна быть снабжена обозначениями стенок, указателем азимута направления канавы, масштабной линейкой или указателями метража и условными знаками.

Такого типа зарисовки могут составляться при проходке канав в условиях простого геологического строения (на месторождениях известняков, стройматериалов, пластовых рудных месторождениях, при прослеживании контактов, разломов и т. п.).

Часты случаи, когда по разным причинам отдельные части ка­нав углубляются значительно больше средней их глубины (иногда это делается для того, чтобы вскрыть более свежие, неразру­шенные части рудных тел). Тогда применяют документацию тоже способом сопряженной развертки, но обязательно с отрывом зари­совки стенки (стенок) от зарисовки забоя, что диктуется необхо­димостью выдержать масштабы зарисовок отдельных частей руд­ных тел и сохранить на них действительно видимые элементы за­легания пород (рис. 3).

Рис. 3. Схема зарисовки канавы способом сопряженной неполной развертки

(с учетом профиля забоя канавы)

1 – почвенно-растительный слой; 2 – суглинки; 3 – элювий; 4 – каолинизированный гранит;

5 – гранит; 6 – кварцевые жилы; 7 – зона дробления; 8 – бороздовые пробы

Бывают ситуации, когда канавой вскрываются рудные тела, зоны, участки окварцевания и т. п., слабо выветрелые и разру­шенные, с трудом поддающиеся разборке при проходке канавы, в то время как вмещающие породы, затронутые дроблением, сла­боустойчивы. Тогда канава приобретает неправильные (неровные) и профиль и сечение. Документатор должен особенно тщательно зарисовать такую выработку и учесть все детали строения рудных тел. В этом случае и стенки и забой должны быть зарисованы с учетом изменения их формы (рис. 4), причем особое внимание должно быть уделено строгому сопряжению на зарисовках поверх­ностей канавы геологических границ, контактов и т. д. (эти со­пряжения на рисунке показаны стрелками). В практике геологи­ческой документации часто бывают случаи, когда даже опытные геологи допускают погрешности при зарисовках, в результате че­го отдельные части зарисовок не увязываются между собой и за­трудняют потом выяснение вопроса о мощности рудных тел, их падении и т. д. На рисунке должна быть нанесена масштабная линейка для измерения длины канавы. Длину канавы следует измерять по верхней бровке, а не по дну.

Рис. 4. Схема зарисовки канавы способом сопряженной неполной развертки

(с учетом сечения и профиля забоя канавы)

1 – почвенно-растительный слой; 2 – элювий; 3 – биотитовый гранит;

4 – грейзенизированный гранит; 5 – трещины; 6 – кварцевые жилы; 7 – бороздовые пробы.

Номера слоев и образований должны соответствовать номерам в описании канав.

При внимательном изучении делювия обычно всегда можно установить присутствие в нем рудных обломков, кварцевых жил и т. д. над коренными выходами рудных тел или смещенных вниз по склону. Эти обломки нужно показать на зарисовках, так каксовокупность данных по отдельным канавам позволяет установить некоторые особенности формирования ореола рассеяния, значение смещения обломков по склону, восстановить историю разрушения месторождения и иногда даже решить, имеются ли выше по скло­ну невскрытые рудные тела. Не рекомендуется показывать всерыхлые отложения (элювий, делювий и др.) каким-либо одним условным знаком без учета особенностей их строения. Пример за­рисовки стенки канавы, выполненной с учетом особенностей делю­вия и подчеркивающей постепенный переход от делювия к элювию и коренным породам, показан на рис. 5.

Рис. 5. Схема зарисовки канавы, пройденной на склоне,

с проекцией забоя на плоскость, параллельную склону

1 – почвенно-растительный слой; 2 – делювий; 3 – делювиально-

элювиальные отложения; 4 – песчаники; 5 – кварцево-сульфидные прожилки

Если канавы проходятся по склонам небольших долин, овра­гов, балок, прорезающих горизонтально или пологозалегающие породы (например, продуктивные угленосные горизонты, пласты фосфоритоносных пород и т. п.), при зарисовках забой канавы удобно дать в проекции на вертикальную плоскость, благодаря чему имеется возможность получить не только зарисовку, но и нормальную стратиграфическую колонку участка. Все операции по документации выполняются в этом случае как обычно, но за­бой рисуется сразу путем проектирования на вертикальную пло­скость с сохранением масштаба и пропорций в каждой части за­рисовки.

Бывают случаи, когда канава для сохранения большей устой­чивости пород и для удобства работы проходится отдельными ус­тупами, например, для изучения рыхлых отложений террас. За­рисовка такой канавы может быть выполнена также путем проек­ции забоя на вертикальную плоскость или путем проекции каждого уступа канавы на отдельную плоскость с последующим совмеще­нием отдельных зарисовок в одну (рис. 6). Если ступенчатая канава вскрывает породы, залегающие под разными углами, то могут быть зарисованы и вертикальная и горизонтальная ступени уступов, причем зарисовки отдельных уступов могут располагаться около зарисовки боковой стенки канавы.

Рис. 6. Схема зарисовки ступенчатой канавы (расчистки)

1 – почвенно-растительный слой; 2 – пески; 3 – галечники с песками;

4 – глины; 5 – суглинки; 6 – номера уступов; 1-15 – номера слоев

В практике геологосъемочных и геологоразведочных работ часто применяются канавы длиной до нескольких сотен метров и более. Зарисовка их обычно занимает ряд листов. Бывает и так, что наклонная канава, пройденная на относительно крутом скло­не, также не может быть зарисована на одном листе. В этом слу­чае зарисовку можно разрывать на части и переносить либо на другой лист, либо смещать в пределах одного листа. Разрывать и смещать можно зарисовки и стенок, и забоя или только стенок, или забоя канавы (рис. 7). При этом отдельные части зарисовок дол­жны быть строго увязаны между собой и при совмещении должны совпадать. Направление смещения зарисовки в пределах одного листа должно быть показано стрелкой, если же зарисовка переносится на другой лист, то надписью «Продолжение зарисовки см. на листе № . », «Начало зарисовки см. на листе № . ». Листы с зарисовкой большой канавы должны быть сброшюрованы вместе или сложены в одну папку. При документации в полевом журнале рекомендуется для каждой магистральной канавы выделять осо­бый журнал.

Рис. 7. Пример разрыва и переноса зарисовок канав

1 – почвенно-растительный слой; 2 – делювий; 3 – биотитовый гранит;

4 – кварц; 5 – нарушения; 6 – глинки трения; 7 – бороздовые пробы

Все сказанное выше относится к прямолинейным канавам или канавам, пройденным по одному направлению. Если повороты ка­навы незначительны и не искажают общей картины геологическо­го строения участка, то зарисовку можно делать без учета пово­ротов в проекции на плоскость, параллельную осевой линии выра­ботки.

При наличии значительных поворотов забой канавы рисуют по частям, ориентируясь на ось канавы, которая определяется по шнуру-ориентиру или рулетке (рис. 8). Зарисовка забоя может быть, как указывалось выше, разорвана или смещена.

Зарисовка стенки (или обеих стенок) может проводиться путем развертки на вертикальную плоскость. Однако при этом могут иметь место существенные погрешности. Если составить зарисовку стенки канавы по частям (см. рис. 8), а затем соединить эти ча­сти воедино, то получится полная развертка.

Рис. 8. Схема зарисовки канавы, пройденной с изменением азимута направления

I – зарисовка с разверткой стенки на вертикальную плоскость без разрыва;

II – зарисовка стенки отдельными отрезками

1 – почвенно-растительный слой; 2 – элювий; 3 – песчаники с прослоями алевролитов;

4 – кварцевые жилы; 5 – сульфиды; 6 – бороздовые пробы; 7 – нарушения; 8 – линии разрыва зарисовки

Но если эту же за­рисовку составить, строго придерживаясь метража, размеченного по осевой линии канавы, и проектируя по перпендикулярам на осевую линию все контуры, то можно допустить ее искажение. На рис. 8 показана зарисовка стенки канавы с искажением, благо­даря которому на 3-м метре канавы как бы потеряна часть зари­совки (отрезки об и оа), а на 7-м метре канавы введены лишние отрезки (ов и ог). В связи с этим весь участок зарисовки стенки канавы от 3-го до 7-го метра как бы сдвинут на размер этих от­резков влево. Однако, несмотря на погрешность, изображе­ние взаимного положения рудных тел получается в данном слу­чае более правильным, чем при рассмотренной ниже полной раз­вертке.

Полная развертка (рис. 9) иногда применяется при докумен­тации сложных гнездообразных рудных тел при условии проектирования дна канавы на одну пло­скость, параллельную склону (при наклонной канаве) или гори­зонтальную (при наклонной и горизонтальной канаве). При такой развертке зарисовка забоя (дна) растягивается и отдельные ее части, сопрягающиеся с зарисовками стенок, смещаются относи­тельно друг друга, что усложняет чтение зарисовки и затрудняет пользование ею при геометризации месторождений и подсчете за­пасов. Кроме того, зарисовки правой и левой (коротких) стенок канавы ничего в геологическом отношении не дают, а зарисовки нижней и верхней (по отношению к плоскости зарисовки) стенок зеркально повторяют друг друга.

Рис. 9. Схема зарисовки канавы

а – развертка; б – профиль дна канавы

1 – почвенно-растительный слой; 2 – элювий; 3 – песчаник; 4 – гранит; 5 – лампрофир;

6 – порфирит; 7 – кварцевая жила; 8 – точки перегиба поверхности забоя; 9 – шнур-ориентир

Документация пересекающихся канав (крестообразных, Т-об­разных, Z-образных), например при прослеживании по простира­нию маломощных рудных жил, ранее выявленных поперечными канавами, может осуществляться различными способами. Попереч­ная канава, пересекающая рудную жилу, может быть сразу задо­кументирована так, как это показано на рис. 10. Части канавы, пройденные для прослеживания рудной жилы по простиранию, могут быть зарисованы позднее в виде отдельных дополнительных отрезков.

Рис.10. Схема зарисовки пересекающихся канав

1 – почвенно-растительный слой; 2 – делювий; 3 и 4 – биотитовый и грейзенезированный гранит;

5 – кварц-вольфрамовые жилы; 6 – нарушения; 7 и 8 – бороздовые и металлометрические пробы;

9 – образцы; 10 – шлиховые пробы

Возможен и иной вариант. До зарисовки поперечной канавы сразу проходится канава продольная (по простиранию). Докумен­тация канав проводится как показано на рис. 9, т. е. при зари­совке первой канавы (канавы А) следует учесть, что часть ее уже срыта продольной канавой (канавой В). Зарисовку отрезков за­боя продольной канавы надо дать с полной увязкой с зарисовкой поперечной канавы. Можно сначала зарисовать забой (дно) про­дольной канавы без разрыва ее на части, а затем отдельно дать зарисовку концов поперечной канавы. И в том и в другом случае необходимо следить за строгим совпадением контуров на разор­ванных или сопряженных частях зарисовок. Зарисовка двух пере­секающихся канав может быть выполнена на одном листе и снаб­жена мелкомасштабной схемой их взаимного положения.

Описание канав должно полностью соответствовать их зари­совке. Оно ведется параллельно с зарисовками в отдельном жур­нале, или на левой стороне журнала одновременно с зарисовкой. Описание производится или поинтервально, по мере пополнения зарисовки, или раздельно по забою и стенкам канавы. В первом случае описываются породы и все рудные тела с учетом данных по стенкам и забою канавы, во втором описывается сначала стен­ка канавы, а затем ее забой. Иногда проводится сначала поинтервальное описание пород по стенке (сверху вниз), а затем по забою от ее начала или снизу вверх (если канава пройдена на склоне). Правильнее описание пород в канаве делать сразу по данным на­блюдений по всем стенкам и забою, коротко перед этим описав характер почвы, делювия и элювия.

При документации горных выработок описание полезного иско­паемого или потенциально продуктивных пород дается сразу с подробностью, максимально возможной при визуальном изучении. Все измененные породы, тела полезного ископаемого, пробы и об­разцы изображаются на зарисовках.

Пример документации канавы.

Фрагмент описания рудного интервала канавы 661 (рис. 11).

0,0-2,0 м — диориты слабо окварцованные.

Бороздовая проба 661.

2,0-3,0 м-зона интенсивно гидротермально измененных диоритов (?). В зоне диориты превращены в светло-серую мелкозернистую породу, в которой невозможно различить признаки исходной породы. Зона насыщена мелкими раз­нообразно ориенитрованными кварцевыми и карбонатными прожилками мощ­ностью от 1-2 мм до 1-2 см с обильными зернами пирита и халькопирита, аз. прост. 185° 90°.

Бороздовые пробы 662 и 663.

3,0-3,8 м — окварцованные диориты.

Бороздовая проба 664.

3,8-4,2 м — жила желтовато-белого кальцита с ксенолитами гидротермаль­но переработанных диоритов (?), аз. прост. 190° 90°,

Бороздовая проба 665.

4,2-5,3 м — слабо измененные диориты.

Бороздовая проба 666.

5,3-9,2 м -зона милонитизации, сложенная желто-бурой и белой глиной с обломками жильного кварца и обильной вкрапленностью самородного мышьяка, реальгара, аурипигмента и других сульфидов, аз. прост. 200° 90°.

Бороздовые пробы 667, 668, 669, 6610.

Рис. 11. Фрагмент зарисовки канавы со схемой опробования бороздовыми пробами

1 – диориты; 2 – кварцевые прожилки; 3 – карбонатные жилы;

4 –тектоническая глина; 5 – вкрапленность сульфидов; 6 – бороздовая проба и ее номер

Источник

Подземные горные выработки обычно группируются по принадлежности к штольне, шахте или горизонту, на котором проходят горные работы. Геологу удобно концентрировать всю документацию по этим же принципам. Например, документация всех выработок — основной штольни, квершлагов, ортов и параллельных штреков, а также восстающих с горизонта основной штольни — будет относиться в одну группу, носящую номер основной штольни или штрека данного горизонта.

Нумерация выработок

На каждом самостоятельном рудном теле выработки должны иметь свою нумерацию; на больших месторождениях отдельную нумерацию имеют выработки каждого горизонта. Горизонты называются или порядковым номером сверху вниз (1, 2, 3 и т. д. горизонт), или по глубине шахты, из которой пройдены выработки (например, горизонт 60-го метра, горизонт 90-го метра и т. д.), или, наконец, по абсолютной отметке устья главной горизонтальной выработки.

Всякого рода рассечкам и ортам дают порядковые номера, возрастающие по направлению продвигания основного штрека. Если штрек ведется в обе стороны от ствола шахты, целесообразно выработкам одного крыла давать четные номера, а выработкам другого — нечетные.

Большие неудобства вызывают дробные номера или номера, сопровождаемые буквенными индексами; их следует избегать.

Геологические зарисовки, описание забоев и стенок выработок

Зарисовки обычно разделяют на массовые, выполняемые главным образом коллекторами, и специальные, производимые техниками-геологами и инженерами-геологами.

Массовые зарисовки должны производиться решительно во вcex случаях, во всех забоях и выработках, по всем рудным интервалам буровых кернов, вне зависимости от большего или меньшего интереса зарисовываемых объектов. Особенности, подлежащие регистрации на этих зарисовках, должны быть совершенно определенно выражены графически и в пояснениях.

Зарисовка канав, вскрывающих сравнительно выдержанные пласты или жилы и пройденных вкрест простирания, ведется по одной стенке. При этом обязательно показывается граница наносов и коренных пород. Только в тех случаях, когда стенки канавы резко различны, зарисовываются обе стенки и почва (дно) канавы (рис. 72).

В шурфах, пересекающих полого лежащие слои горных пород или пологие рудные тела, обычно зарисовываются все четыре стенки (рис. 73), на каждой стенке указывается видимый угол наклона пластов (тел) и азимут простирания стенок шурфа. На основании этих данных можно при помощи простейших тригонометрических формул вычислить истинные элементы залегания зарисованных в шурфе тел. Так же поступают в тех случаях, когда тело полезного ископаемого имеет различную мощность в разных стенках. Примером может служить зарисовка шурфа, сильно закарстованы и имеют неровную поверхность, а сами рудные тела быстро меняют мощность. Поэтому, чтобы получить правильную среднюю мощность рудного тела в шурфе, необходимо учитывать данные всех четырех стенок.

В шурфах, следующих за крутопадающими жилообразными телами, зарисовываются только представляющие интерес стенки, в которых обнажается рудное тело.

Примером могут служить следующие зарисовки:

1. Жила Редкая на третьем горизонте (рис. 75). Штрек № 2 в 10 м от квершлага № 5. Минералогический состав жилы: кварц, пирит, сфалерит, кальцит. Жила имеет резкие маломощные зальбанды, почти без глинистой примазки. Текстура жилы полосчатая. Сульфиды концентрируются, главным образом, в висячем боку (черные). Боковые породы около жилы сильно пиритизированы.

2. Жила Пологая в рудном кусте на восьмом горизонте (рис. 76). Штрек № 1 в 6,8 м от квершлага № 2. Жила очень богата сульфидами: пиритом, халькопиритом, сфалеритом и галенитом, составляющими до 50% рудной массы. Кварц обособляется в лежачем боку жилы. В жиле наблюдаются ксенолиты боковых пород. Жила пересечена тонкой дайкой диабаза.

3. Жила Промежуточная на седьмом горизонте (рис. 77). Штрек № 2 в 5 м от квершлага № 6. 1 — висячий бок жилы — граниты вблизи жилы сильно пиритизированные и измененные;

2 — разлистованная глинка с хлоритом и пиритом, образующая верхний зальбанд жилы, мощностью 6—8 см;

3 — полосчатый серый и белый кварц со значительной вкрапленностью пирита (крупные и мелкие гнезда) и пирротина (шнурки и полоски); 4 — средняя часть жилы, мощностью 0,4—0,7 м, с ярко выраженной брекчиевой текстурой; 5 — кварц массивный и полосчатый, с пиритом и сфалеритом; 6 — сульфидные, пиритовые линзы; 7 — окварцованные и густо пиритизированные породы лежачего бока; 8 — граниты лежачего бока. В жиле много желтовато-белого кальцита, который вместе с тонкозернистым кварцем включает угловатые обломки пирита, пиритизированных боковых пород и кварца. В висячем боку жилы размер обломков не превышает 2—3 см в диаметре; в лежачем боку среди обломков преобладают крупные куски боковых пород.

Таким образом, при документации рудной жилы на массовой зарисовке должно отмечаться примерно следующее:

1. Рудная жила (на чертеже она показывается в масштабе). Цифрами, заключенными между стрелками, в одном-двух характерных местах указывается действительная мощность жилы в сантиметрах. Условными значками отмечается, например, к какому из трех главных типов минерального заполнения относится тело жилы: а) обычное полиметаллическое оруденение; б) кварцевая жила с убогой вкрапленностью сульфидов; в) пустой кварц. Рядом с жилой на полях зарисовки выписываются ее азимут и угол падения.

2. Расположение и номер взятых по жиле проб.

3. Тектонические нарушения, смещающие жилу. Около каждого нарушения записывают азимут и угол падения поверхности сместителя.

4. Петрографический состав вмещающих пород, например, граниты, кератофиры, сланцы, песчаники или конгломераты и т. п. Для обозначения каждой породы применяется соответствующий условный знак.

5. Характер изменения вмещающих пород. Условным знаком показывается распространение измененных и рассланцованных пород.
Таков круг общих геологических особенностей, выбранных с учетом важнейших особенностей данного месторождения, которые должны в обязательном порядке фиксироваться на каждой зарисовке, во всех забоях и выработках. Описание, сопровождающее зарисовку, должно быть кратким, не повторять того, что видно на зарисовке, и помещаться на том же листе или формуляре, на котором сделана зарисовка.

Специальные зарисовки применяются для документации важных и сложных особенностей месторождения, разобраться в которых может только лицо, имеющее специальное геологическое образование. Например, в забоях рудных месторождений зарисовываются время от времени в подходящих местах текстуры рудного тела с целью выявления возрастных взаимоотношений между различными парагенетическими группами (ассоциациями) минералов. Документируются трещины кливажа, развитого во вмещающих породах и отдельно в рудном теле. Зарисовываются детали строения отдельных тектонических смесителей и т. д.

Раньше считалось обязательным зарисовывание всех стенок выработок и забоев и составление так называемых разверток (рис. 78). Однако развертки нужны только в тех случаях, когда данные по одной стенке существенно отличаются от данных по другим стенкам или когда опробуются две стенки выработки. Во всех же прочих случаях вполне достаточно зарисовывать только одну стенку выработки или ее кровлю. Если же выработка является штреком, идущим по простиранию тела полезного ископаемого, необходимо производить зарисовку забоев так же часто, как отбор проб (рис. 79).

При зарисовке кровли горных выработок следует всегда иметь в виду, что из-за сводообразности кровли всякого рода тектонические нарушения и трещины в ней представляются дугообразными, хотя в действительности они могут быть более или менее правильными плоскостями. В таких случаях на зарисовке (рис. 80) нужно изображать действительную, а не видимую форму трещин и других плоскостей.

В квершлагах и ортах, пересекающих месторождение вкрест простирания, зарисовывается одна из стенок.

Зарисовка — не фотография. Невозможно зарисовать с полной точностью все, что видно в забое, а надо выбрать главное, существенное и показать его на чертеже. Это, конечно, не значит, что зарисовка должна представлять собой грубую схему или не объективное изображение действительности, свободное толкование, т. е. мнение автора зарисовки о наблюдаемом явлении.

К полноценной зарисовке могут быть предъявлены три требования:

1. На ней должны быть изображены с возможной максимальной степенью точности действительно наблюдаемые, существенные черты геологического строения забоя, без всяких прикрас.

2. Эти существенные черты строения наносятся на зарисовку отчетливо, ясно. Запутанные, неразборчивые зарисовки показывают, что автор зарисовки не разобрался в наблюдаемых явлениях.

3. Несущественные черты, а также детали, которые не имеют отношения к изучаемым объектам, например, расположение крепления в горных выработках, стаканы шпуров, трещины, образевавшиеся в породах после отпалки, и т. п., на зарисовке не показываются.

Каждая зарисовка должна быть ориентирована относительно стран света: на маркшейдерском плане точно указывается ее место, а также расстояние от устья выработки. Зарисовка сопровождается масштабом и условными обозначениями; обычные масштабы зарисовок выработок 1:10 и 1:20.

Геологическая
документация канав
будет проводиться без радиометрических
наблюдений, в журналах стандартной
формы; включает в себя зарисовку одной
из стенок и полотна канав в масштабе
1:50; 1:100. Глубины магистральных канав
замеряются через 10-15 м и заносятся в
журнал.

По
рулетке в полотне по линии, совпадающей
с линией отбора бороздовых проб,
отбиваются интервалы литологических
разновидностей пород, которые
прослеживаются в стенках и показываются
на зарисовках, где отражаются контакты
пород, их ориентировка в плоскости
изображения, элементы залегания,
текстурные особенности пород,
трещиноватость, вторичные изменения,
рудная минерализация, жильные образования.
Выделенные интервалы пород детально
описываются. Геологическая документация
сопровождается отбором образцов, шлифов,
аншлифов.

Ширина
полотна канав бульдозерной проходки,
подлежащего геологической документации,
определяется по результатам общего
осмотра выработки перед её зачисткой
(проходкой) вручную. По опыту работ, 90%
длины полотна канав документируется
при ширине полотна 0,6-1,0 м и 10% — при ширине
полотна 3,5-4,0 м – это участки весьма
сложного геологического строения, где
две противоположные стенки выработки
невозможно однозначно увязать без
детального изучения всей ширины полотна.

В
ССН-1, ч. 1, п. 64 не указана ширина
документируемого полотна, которая при
ручной проходке составляет не менее
0,6 м, а при бульдозерной – не более 4,0 м,
также в составе работ отсутствует
техническая документация, к которой
относятся: закрепление на местности
точек, расположенных в торцах канавы и
на линии документации (опробования)
полотна через 30-50 м для последующей их
инструментальной привязки топографом;
составление таблиц распределения
объёмов бульдозерной и ручной проходки
по категориям пород и интервалам глубин,
таблиц объёмов геологической документации
по категориям сложности геологического
изучения и интервалам глубин. Указанные
таблицы прикладываются к геологической
документации и являются основанием для
составления месячных актов выполненных
работ и информационных отчётов.

Геологическая
документация канав ручной проходки
осуществляется с учетом торцевых углов
естественного откоса, а бульдозерных
– с учетом длины торцевых выездов.
Категория сложности геологического
изучения объекта 
6. Объём работ по документации канав
глубиной до 3 м составит 3780 м.

Нормы
длительности на проведение этого вида
работ определяются по ССН-1, ч. 1, т. 26, с.
2, гр. 7, п. 68 с повышающим коэффициентом
1,2 за счёт выполнения работ, не
предусмотренных ССН-1, ч. 1.

Геологическая
документация керна скважин
с геохимическим опробованием выполняется
на месте бурения скважины. Документации
подлежит весь поднятый керн, в том числе
рыхлых отложений (82,5+600)×0,8=546 м (при выходе
керна 80%) и коренных пород (2029×0,8+4089×0,9)
= 5303,3 м (при выходе керна 80 и 90%). Всего
546+5303,3 = 5849,3 м керна. Особое внимание
уделяется описанию минерализованных
зон с предполагаемой золоторудной
минерализацией, изучению взаимоотношений
минеральных ассоциаций, составляющих
рудную зону, пространственного размещения,
определения качественных и количественных
характеристик рудных образований.
Позволяет установить форму и
пространственное положение рудного
объекта, геолого-промышленный тип
оруденения, его масштабы.

В
соответствии с «Инструкцией по отбору,
документации, обработки…, 1994», в состав
работ, кроме геологической, должна
входить и техническая документация:
составление различных актов, систематический
контроль за выходом керна и правильностью
его укладки в керновые ящики, маркировка
ящиков, уточнение выхода керна объёмным
или весовым способом, определение
категории буримости, производство
контрольных замеров через 50 м,
предоставление необходимой документации
к заявке на проведение комплекса ГИС.
Состояние поднятого керна отображается
на цифровых фотографиях каждого кернового
ящика.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Элементы карьера и характер проводимых в нем работ

Объектом разработки в рудных месторождениях является в общем случае рудная толща. Массу, заключенную в составе этой толщи, называют рудной массой. При открытой разработке месторождения все породы, мешающие извлечению рудной массы, удаляют, т. е. рудную толщу в определенных пределах вскрывают. Породы, подлежащие удалению для нормальной открытой разработки рудной толщи, называют породами вскрыши. Рудную массу вместе с массой вскрышных пород называют горной массой.

Определенную совокупность горных выработок, посредством которых производится разработка рудных месторождений открытым способом называют карьером. Иногда этот термин (чаще всего в угольной промышленности) заменяют термином «разрез».

Производственно-техническими элементами карьера являются уступы, заходки и блоки (рис. 85, 86).

Горная масса, подлежащая извлечению при карьерной разработке, при проектировании карьера разделяется по глубине на горизонтальные слои, разрабатываемые в нисходящем порядке отдельными уступами.

Уступ — слой толщи пород или руд, разрабатываемый самостоятельными техническими средствами отбойки, погрузки и транспортировки, Уступ в ряде случаев подразделяют на подступы (обычно два), обслуживаемые общими транспортными средствами, но имеющие индивидуальные средства отбойки и погрузки. Уступ ограничен сбоку откосом, а сверху — горизонтальной площадкой, служащей рабочим горизонтом для вышележащего уступа. Часть откоса уступа, в которой ведутся горные работы, называется забоем.

Уступ разрабатывают заходками, вытянутыми вдоль уступа, высота их равна высоте уступа, а ширина — нормальной ширине забоя. Заходка по длине делится на блоки, являющиеся первичной составной частью карьера.

Рабочий горизонт — горизонтальная поверхность в карьере, на которой размещены пути й оборудование для разработки вышележащего уступа. Берма — узкая горизонтальная площадка значительной протяженности, представляющая собой остаточную часть рабочего горизонта; берму, оставляемую в целях безопасного ведения работ на нижних горизонтах, называют предохранительной, а оставляемую для размещения путей — транспортной.

Борты карьера — боковые поверхности, ограничивающие выработанное пространство.

Помимо перечисленных элементов в карьерах обычно имеется одна или несколько траншей.

Траншея — открытая горная выработка трапецеидального сечения, ограниченная подошвой и двумя боковыми откосами; капитальная траншея — выработка, обеспечивающая доступ с поверхности к рабочий горизонтам карьера; разреэная или съездная траншея — выработка, проведенная с целью подготовки к разработке нового уступа и вскрывающая имеющиеся здесь запасы руд.

Главными операциями при открытой (и при подземной) разработке месторождений являются:

• отбойка составных частей горной массы от общего массива;
• погрузка их в транспортные сосуды;
• транспортировка погруженных масс;
• разгрузка их в приемные устройства обогатительных фабрик и металлургических заводов или на рудных складах и в породных отвалах.

Отбойка — отделение горной массы от массива, с одновременным ее разрыхлением при разработке крепких скальных или полускальных пород, осуществляемая взрыванием; при разработке мягких и сыпучих пород отбойку и погрузку совмещают в единый процесс выемки, осуществляемой экскаваторами или другими механизмами.

Для отбойки и разрыхления крепких пород взрыванием чаще всего проходят скважины ударно-канатного бурения, иногда минные камеры t в которых размещают заряды взрывчатого вещества. Заряды рассчитывают так, чтобы разброс разрыхленной массы, ее перемешивание и количество негабаритных кусков руды или породы были минимальными.

Характер работ при погрузке зависит от строения рудной толщи и направления дальнейшего использования руд.

Рудная толща может быть представлена одним четко оконтуренным рудным телом, включающим один тип и сорт руды. В этом случае понятие «рудная масса» совпадает с понятием «руда». Забой в такой руде называют однородным. В более сложных случаях в состав рудной толщи входит несколько различных сортов одного типа руд, например, окисленных железных руд, переслаивающихся без какой-либо закономерности. В этом случае забои являются однотипно-разнородными и в них можно производить как массовую, так и селективную добычу.

Выемку рудной массы без разделения на сорта производят при условии, если эти сорта перерабатываются одновременно и по одной технологической схеме. Селективную выемку рудной массы целесообразно осуществлять в том случае, если отдельные сорта руд необходимо добывать и перерабатывать раздельно.

При сложном геологическом строении рудной толщи в ее состав кроме руд различных сортов почти всегда входят прослои или включения некондиционных руд и безрудных пород. Совместная добыча всей рудной массы возможна при условии, если переработка руды на обогатительной фабрике или металлургическом заводе будет осуществляться совместно без нарушения процесса обогащения или металлургического предела этих руд. Во всех остальных случаях выемку различных сортов руд и пород целесообразно производить раздельно.

Иногда приходится иметь дело с особенно сложным строением рудной толщи, когда в ее состав входят различные типы и различные сорта руд И различные безрудные породы, что имеет место, например, в переходной зоне от первичных к окисленным рудам. Забои в такой рудной толще называют разнородно-смешанными, а выемка различных типов, а иногда и сортов руд в них селективная (рис. 87).

В практике Магнитогорского карьера, где ведется селективная добыча различных типов и сортов руд, применяют следующие системы разработки сложных забоев: управляемого обрушения; раздельной выемки; раздельных подзабоев; комбинированные системы разработки сложных забоев.

При системе управляемого обрушения в нижней части забоя в шахматном порядке образуются лоткообразные выемки, используемые в дальнейшем для накапливания материала, обрушаемого из верхних частей забоя (рис. 88).

При системе раздельной выемки различных типов и сортов руд, а также пород, погрузка их осуществляется раздельно (рис. 89).

При системе раздельных подзабоев в зависимости от положения промышленных типов руд экскаваторную заходку подразделяют на две части по высоте или по ширине забоя, разрабатывая его ступенчатым уступом или узкими экскаваторными заходками.

Наконец, при селективной разработке особенно сложных забоев приходится прибегать к комбинации двух или трех указанных систем разработки (рис. 90).

В условиях разного строения и состава рудной толщи и при различных способах открытой их разработки характер геологической документации в карьере будет различным.

В условиях сложной геологической обстановки рудничный геолог обязан осуществлять систематические наблюдения и документацию как стенок и забоев карьера, так и разведочных и взрывных скважин, изучать характер и состав пород и руд, которые подлежат отработке в первую очередь.

Без детальной геологической карты карьера и систематического опробования и документации всех взрывных скважин, осуществлять нормальную эксплуатацию карьера затруднительно. Для составления детального геологического плана карьера требуется или чрезвычайно густая сеть разведочных выработок, что приводит к большим затратам, или тщательная геологическая документация и опробование всех уступов карьера, взрывных скважин, экскаваторных забоев и откосов.

Первичные геологические материалы по документации карьеров

Первичные геологические материалы, составляемые на руднике, и в частности в карьере, должны представлять собой полноценные документы, точно и объективно фиксирующие все геологические элементы рудного тела и рудовмещающнх пород. В совокупности эти геологические документы должны позволять рещать все вопросы, возникающие в процессе эксплуатации месторождения.

Характер первичных геологических документов в значительной мере зависит от геологического строения эксплуатируемого месторождения, состава полезного ископаемого, принятой системы разработки, необходимости селекции при разработке и ряда других факторов. Объем работ по первичной геологической документации зависит также от производительности карьера и некоторых специальных требований, предъявляемых геологической службе горным и обогатительным цехами предприятия. В связи с этим регламентировать общий перечень первичных геологических документов, необходимых и достаточных для решения вопросов, возникающих в процессе добычных работ, не представляется возможным. Вместе с тем практикой доказано,что чем сложнее геологическое строение рудного тела и вещественный состав руд, чем выше требование к качеству руд и полноте отработки месторождения, к чистоте извлекаемого полезного ископаемого с подразделением его на отдельные типы и сорта и т. д., тем шире перечень первичных геологических документов и больше их объем.

Для большинства рудных месторождений, разрабатываемых открытым способом, общий перечень первичных геологических документов включает:

• журналы систематических зарисовок забоев и откосов уступов;
• журналы зарисовок горных выработок (штолен, шурфов, минных камер), проходимых с целью эксплуатационной разведки или для взрывания горной массы;
• зарисовки л фотоснимки отдельных характерных деталей геологического строения рудного тела, установленных в карьере в процессе эксплуатации месторождения;
• журналы опробования забоев и откосов уступов, а также горных выработок, проходимых в карьере с целью разведки и производства взрывных работ;
• колонки, геологические журналы и журналы опробования скважин эксплуатационной разведки и взрывных скважин;
• эталонные коллекции, образцы пород и руд, полировки, шлифы, дубликаты проб;
• журналы замеров водопритоков в карьер, уровней грунтовых вод в близлежащих водоемах и наблюдательных гидрогеологических скважинах.

Кроме того, в перечень геологической документации входят материалы по определению объемных весов полезного ископаемого и вмещающих пород, определению обогатимости руд, физических свойств руд и пород.

Все первичные документы рудничной геологии должны составляться так, чтобы в них полностью мог разобраться любой рудничный геолог или маркшейдер, не прибегая к помощи автора этих документов. Очень важно, чтобы эти документы были точно привязаны к тем или иным частям месторождения и увязаны с определенными маркшейдерскими планами и разрезами.

Рассмотрим наиболее существенные документы рудничной геологии и способы их составления.

Одна часть геологических документов освещает преимущественно вопросы геологического строения месторождения, его структуру, морфологию и минеральный состав руд. К этой их части относятся зарисовки откосов уступов и забоев карьера горных выработок, проходимых в карьере с той или иной целью, зарисовки и описания керна скважин эксплуатационной разведки и буровзрывных скважин.

Вторая часть документов касается преимущественно изучения вещественного (химического, минерального) состава полезного ископаемого, осуществляемого обычно в соответствующих лабораториях. Эти документы представлены обычно журналами опробования забоев карьера, буровзрывных скважин и скважин эксплуатационной разведки, результатов исследований проб, описания шлифов и т. п.

Когда вещественный состав полезного ископаемого не имеет решающего значения или он является относительно постоянным в пределах всего месторождения и отвечает требованиям кондиций, или, наконец, он может быть определен визуально (по внешним признакам), то естественно, в этом случае необходимость систематического опробования полезного ископаемого отпадает и ведение соответствующих журналов опробования является необязательным.

Однако рудничный геолог должен при всех случаях осуществлять в необходимых объемах геологическое изучение месторождения и исследование вещественного состава полезного ископаемого, объективно документировать все геологические особенности строения рудного тела, вскрываемого карьером. Рудничный геолог обязан тщательно продумать систему геологической документации и постоянно ее совершенствовать е учетом как текущих запросов эксплуатации, так и проблемы общего геологического изучения месторождения.

Зарисовка забоев и откосов уступов. В условиях современных крупных механизированных карьеров добыча полезного ископаемого и вскрышные работы производятся мощными одноковшовыми или многоковшовыми экскаваторами. Реже применяются другие, более мелкие погрузочные механизмы и весьма редко ручной труд. Характер геологической документации карьеров в последних случаях остается тем же, что и при экскаваторных работах, однако практическое осуществление, документации в условиях малой механизации горных работ не вызывает особых затруднений. При экскаваторных работах основным объектом геологической документации является откос и забой уступа карьера. Геологическая документация осуществляется по мере продвижения экскаватора вдоль уступа карьера (см. рис. 85). Зарисовка откоса и забоя уступа, производится в соответствии с принятой методикой. В том случае, если зарисовки производятся часто, при небольшом продвижении забоя вдоль уступа, иногда ограничиваются зарисовкой только груди забоя. Общая зарисовка пройденной части откоса уступа представляет собой совокупность серии частных зарисовок забоя.

Интервалы между отдельными зарисовками зависят от сложности строения и вещественного состава руд месторождения, способа-выемки (селективная или массовая), необходимости выделения отдельных сортов и типов полезного ископаемого при селекции и т. п, В сложных условиях по составу и строению месторождений, отработка которых Производится селективно, документация элементов карьера должна производиться с большой частотой и в крупных масштабах. В месторождениях с простым геологическим строением, когда применяется массовая выемка полезного ископаемого, зарисовки проводят один-два раза В месяц и в мелких масштабах.

Если полезное ископаемое и вмещающие его породы требуют перед экскавацией предварительного разрыхления (взрывания), геологические зарисовки приурочивают к моменту зачистки забоя от взорванной массы, непосредственно перед новым взрывом в забое. Геологические зарисовки в карьерах или сочетают во времени с маркшейдерскими съемками, или выполняют непосредственно перед этими съемками либо после них. В первом случае, как принято, например, в практике Магнитогорского карьера, геологическую съемку сочетают с ординатно-эклиметрной маркшейдерской съемкой. Ее производят геолог и маркшейдер при участии одного рабочего.

Съемку верхней и нижней бровки забоя (а при необходимости также и откоса уступа в незаснятой при предыдущей документации части) производят во всех точках изгиба бровки ординатно от существующих полигонометрических ходов с обязательным нивелированием ходов.

Затем маркшейдер с эклиметром и рабочий с рулетной продвигаются вдоль верхней бровки забоя,останавливаясь против каждой взрывной скважины, а по требованию геологов и в промежутках между ними, производя из всех пунктов съемку груди забоя. Съемка производится путем промера расстояний от верхней бровки забоя рулеткой, на конце которой для удобства измерения привязан груз, и установления эклиметром углов наклона отрезков между интересующими геолога точками забоя и уровнем глаз маркшейдера, находящегося на бровке забоя (рис. 91).

Геолог, следуя по подошве уступа вдоль нижней его бровки, указывает маркшейдеру, какие точки и контакты следует инструментально заснять по забою, и ведет их зарисовку и описание. Зарисовка привязывается к маркшейдерским точкам. Зарисовки и описания забоев ведутся в специальных журналах для каждого горизонта. При документации используются буквенные символы пород по единой геологической легенде и особые символы, характеризующие физические свойства пород. На каждой зарисовке должны быть указаны координаты крайних пунктов съемки.

Общепринятым масштабом геологических зарисовок в карьерах является масштаб 1:500. В тех случаях, когда производится тщательная селекция при добыче с выделением различных сортов и типов руд, масштаб зарисовок увеличивают до 1:200. В крупных карьерах флюсовых известняков и других нерудных ископаемых, а также при разработке мощных рудных месторождений с постоянным составом руд масштаб зарисовок может быть уменьшен до 1:1000. Для отдельных, интересных в геологическом отношении, деталей избирается такой масштаб зарисовок, который дозволяет четко изображать эти детали.

В практике некоторых уральских месторождений, разрабатываемых открытым способом, геологическую документацию отдельных забоев в карьерах производят до маркшейдерской их съемки. В этом случае геолог, ведущий документацию, предварительно осматривает забой и сравнивает геологические и морфологические особенности наблюдаемого забоя и предыдущего положения забоя (по документации). Установив взаимосвязь между забоями, он намечает опорные точки по нижней и верхней бровкам забоя, подлежащих инструментальной съемке, и приступает к документации элементов карьера. Обычно документируется развертка проекции забоя на вертикальную плоскость. В процессе документации регистрируются все особенности рудного тела, элементы тектоники и минеральный состав руд. Высота уступа определяется расстоянием но вертикали «на глаз», без промеров, что несколько снижает точность зарисовки.Но поскольку высота уступа в пределах забоя является величиной относительно постоянной, чаще всего близкой к 10 м, то такой метод замера высоты уступа не снижает качество документации.

В дальнейшем, после маркшейдерской съемки забоя и уточнения местоположения отдельных опорных точек, в чистовом журнале составляют откорректированную зарисовку геологического строения забоя и откоса уступа. Эти зарисовки используются при составлении сводных геологических планов и разрезов. Для зарисовок используют единые условные обозначения руд и горных пород.

В других случаях документацию элементов карьера производят на маркшейдерской основе в масштабе 1:500 (рис. 92).

На крупных месторождениях цветных металлов (меди, свинца, цинка и др.). разрабатываемых открытым способом, геологические зарисовки в карьерах производятся аналогичными способами. Для нерудных месторождений, где полезным ископаемым нередко является та или иная горная порода относительно постоянного состава, документация в карьерах упрощается и геологические зарисовки ведутся систематически лишь в некоторых тектонических зонах, зонах включений посторонних жильных образований и т. п. Методика документации штолен, шурфов, рассечек, проходимых в карьере с целью производства взрывов или проведения эксплуатационной разведки, будет рассмотрена ниже.

Документация колонковых скважин эксплуатационной разведки производится иа основе изучения полученного из скважин керна, а при низком выходе керна при исследовании также и шлама. В журналах фиксируются: дата проходки, координаты устьев скважин, азимут и угол наклона (для наклонных скважин), конструкция скважин, выход керна по каждому интервалу проходки отдельно для пород и руд. Документация керна и шлама сопровождается описанием документируемого материала.

В взрывных скважинах, которые проходятся чаще всего ударно-канатным способом, документируют шлам. Отбор шлама производит мастер при каждой очистке скважины желонкой. Отдельные пробы соответствуют заранее выбранному геологической службой интервалу по скважине (1 или 2 м). Шлам рекомендуется документировать после его просушки.

Описание шлама ведется применительно к специальной эталонной коллекции шламов и в сопоставлении с описанием характерных их свойств, установленных соответствующими наблюдениями для всех основных типов пород и руд. Эталонные коллекции и таблицы с описанием характерных свойств шламов дают возможность установить не только тип породы или полезного ископаемого, но и степень их выветривания, что важно для правильного определения буримости пород и размера заряда в отдельных скважинах.

В журналах геологической документации взрывных скважин фиксируются дата их проходки, координаты устьев, наименование эксплуатационных участков и отметки эксплуатационных горизонтов, глубины по скважинам и соответствующие этим глубинам типы руд или пород, коэффициенты их буримости и взрываемости.

В тех случаях, когда данные о буримости пород и руд полученные при геологической документации шлама, используются для расчета с рабочими, дополнительно указывается в журнале номер бурового станка и фамилии рабочих, производивших бурение.

К первичным геологическим документам по изучению вещественного полезного ископаемого относятся, как указывалось выше, журналы опробования различных выработок и результаты исследования проб.

Опробование забоев в карьерах при современной механизированной добыче и высоте уступов 10—12 м может производиться лишь в тех случаях когда полезное ископаемое не требует предварительного разрыхления перед экскавацией. Проба при этом отбирается ковшом экскаватора. Обычные способы опробования в карьерах неприемлемы, так как отбор проб сопряжен с большими организационно-техническими трудностями и опасен для пробщика.

При разработке достаточно мягкого или рыхлого полезного ископаемого машинист экскаватора по указанию геолога отбирает по ширине забоя то или иное количество проб, производя ковшом возможно тонкую вертикальную задирку по всей мощности полезного ископаемого. Для уменьшения первоначального объема пробы задирку по опробуемой массе можно производить не всеми зубьями ковша экскаватора, а одним из крайних угловых зубьев.

При наличии в забое нескольких прослоев или сортов полезного ископаемого от каждого прослоя или сорта необходимо отбирать отдельную пробу. Однако если в процессе добычи подразделение на сорта не производится, отбор проб по сортам может проводиться лишь изредка, чаще в этом случае берется общая проба.

При систематическом опробовании забоев следует отбивать пробы, ориентируясь на те же приемы, которые установлены при добыче, и лишь время от времени проводить более тщательное секционное и посортовое опробование. При этом необходимо избегать смешивания отдельных сортов и разубоживания полезного ископаемого, с тем чтобы но данным опробования можно было бы оценить правильность применяемых методов добычи руды.

Расстояния между отдельными пробами могут изменяться в широких пределах, в зависимости от изменчивости состава полезного ископаемого и требований эксплуатации.

Отобранная экскаватором проба обычно весит сотни килограммов; она непосредственно в карьере сокращается до нужного веса по принятой на руднике схеме сокращения и обработки химических проб.

Опробование взрывных скважин при разработке крепкого, не поддающегося экскавации полезного ископаемого производится при невозможности проведения в карьерах позабойного опробования.

Опробование шлама взрывных скважин, расположенных на расстоянии 3—5 м одна от другой, позволяет получить весьма обширный и ценный материал для точного установления контактов различных типов и сортов руд и изучения химического их состава. После изучения и краткого описания шлама, отобранного при проходке взрывных скважин, геолог намечает интервалы опробования и отбирает пробы шлама.

При установлении по скважине интервалов для отбора отдельных проб необходимо стремиться к тому, чтобы различные сорта полезного ископаемого попали в отдельные пробы. Если соседние скважины вскрыли один и тот же сорт полезного ископаемого, то в этом случае допускается отбор суммарной пробы, состоящей из частных проб однотипных интервалов по этой группе скважин.

Если по скважине встречается два или три неоднократно чередующихся сорта руды, материал из интервалов, в которых присутствует один и тот же сорт руды, можно объединить в одну пробу, независимо от того, что между этими интервалами встречаются другие сорта руды. Если на протяжении всей скважины встречается однотипная руда, из нее может быть взята только одна проба. В некоторых случаях при опробовании взрывных скважин допускается объединение в одну пробу однотипного материала из нескольких соседних скважин.

Указанное объединение отдельных проб оправдано тем, что при взрыве обычно происходит некоторое перемешивание материала. Объединение отдельных проб необходимо также и потому, что в условиях крупных карьеров в течение года приходится опробовать многие десятки, а иногда и сотни тысяч метров взрывных скважин. Это не только перегрузило бы химическую лабораторию, но и без необходимости усложнило бы все последующие расчеты качественного состава подготовленной к взрыву массы полезного ископаемого.

Таким образом, при опробовании шламов из взрывных скважин, если не преследуется какая-либо специальная цель, необходимо стремиться к максимальному объединению в одну пробу однотипного полезного ископаемого, встретившегося в одной или в нескольких соседних скважинах.

Первоначальный сводный геологический план составляется на маркшейдерской основе плана карьера, разведочных данных и иногда данных специальной геологической съемки. В дальнейшем этот план систематически пополняется данными геолого-маркшейдерской документации.

В практике Высокогорского и Лебяжинского рудоуправлений на Урале свободные геологические планы карьеров в масштабе 1:1000 составляются ежегодно по состоянию на 1 января. На этих планах положение уступов, геологические контакты и контуры рудных тел в пределах участков планируемых горных работ вычерчиваются в карандаше и по мере получения новых данных при геолого-маркшейдерских съемках ежемесячно пополняются и исправляются. На тех участках, где производство горных работ не планируется, положение уступов карьера, геологические контакты и контуры рудных тел фиксируются тушью по данным предшествующей геологической документации. Геологическое строение изображается цветными карандашами согласно установленной на руднике легенде.

По состоянию на 1 января следующего года план карьера, пополнявшийся в течение предшествующего года ежемесячно и отражающий состояние всех уступов карьера на конец каждого месяца, фиксируется окончательно тушью и сохраняется в качестве архивного документа.

Это не относится к скважинам ударно-канатного бурения эксплуатационной разведки, шламы по которым изучаются и опробуются с той же детальностью, что и керны колонковых скважин эксплуатационной разведки.

Опробование колонковых скважин эксплуатационной разведки и взрывных Колонковых скважин производится после описания керна обычным способом — делением керна пополам вдоль его оси; одна половина керна идет в пробу, вторая остается в качестве дубликата и хранится на случай необходимости повторного описания или опробования до того момента, пока не будет отработан участок рудного тела, вскрытый скважиной.

В скважинах эксплуатационной разведки объединяются в одну пробу лишь частные пробы из соседних интервалов, объединение проб практикуется лишь в исключительных случаях, при весьма частом чередовании по скважине различных сортов полезного ископаемого.

Колонковые скважины, пройденные для отбойки полезного ископаемого от массива, можно опробовать с теми же упрощениями, которые указаны для взрывных скважин ударно-канатного бурения. Керн в этих скважинах не раскалывается, а целиком поступает в пробу.

Сводные геологические материалы по документация карьеров

Первичная геологическая документация в сочетании с маркшейдерской позволяет составить следующие сводные геологические материалы по месторождению.

1. Сводный геологический план карьера, составляемый чаще всего в масштабе от 1:500 до 1:2000; более мелкий масштаб применяется только для некоторых угольных месторождений, более крупный — для мелких рудных месторождений.

В карьерах обычно проводят геологическую зарисовку только откосов уступов. Геологическая документация площадок уступов крайне затруднительна по техническим причинам — наличие на площадке отбитой горнорудной массы, загрязненность площадки и т. п. Геологические контакты и контуры рудных тел в пределах площадок уступов на геологическом плане карьера и погоризонтных планах устанавливаются путем соединения точек соответствующих контактов, зафиксированных на нижних бровках уступов в ряде последовательных по времени зарисовок (рис. 93).

2. Погоризонтные геологические планы, представляющие собой горизонтальные геологические сечения (разрезы) месторождения. В условиях открытых работ их составляют по высотным отметкам, соответствующим эксплуатационным горизонтам карьера.

Указанные горизонтальные сечения проходят как по не вскрытым еще частям месторождения, так и по вскрытым, но не отработанным, а также по отработанным его частям. Геологическое строение месторождения в невскрытой его части изображают по данным разведки в точной увязке с поперечными и продольными геологическими разрезами, а в пределах вскрытой и отработанной частей — по материалам систематических геологических зарисовок в карьере.

На погоризонтных планах кроме геологического строения, координатной сети и сети разведочных выработок, дающих представление о степе ни разведанности невскрытой части месторождения, указывается предельный проектный контур карьера по соответствующим эксплуатационным горизонтам.

Геологические контакты в невскрытой части месторождения наносят на погоризонтные планы карандашом, а при уточнении контактов по мере вскрытия месторождения фиксируются тушью. Особым пунктиром, чаще всего цветной тушью, наносят утвержденные ГКЗ контуры рудных тел.

На рис. 94 приведен геологический план одного из нижних горизонтов Высокогорского карьера. Рудная толща представлена здесь рудными и без-рудными скарнами. Контуры составленных частей рудной толщи в не вскрытых карьером участках установить не представляется возможным. Разведочными скважинами устанавливаются лишь общие контуры рудной толщи. Поэтому при разработке уступов основным материалом для планирования работ является геологический план верхнего горизонта.

Иногда вместо погоризонтных геологических планов составляют послойные планы, характеризующие геологическое строение месторождения между каждой соседней парой эксплуатационных горизонтов.

3. Вертикальные геологические разрезы, представляющие собой серию профильных сечений месторождения вкрест и по его простиранию. Они составляются на топографо-маркшейдерской основе по данным разведочных выработок.

Геологические разрезы систематически пополняют и корректируют по мере проходки новых разведочных выработок и развития карьера. Разрезы строго увязывают со сводными и погоризонтными геологическими планами, ввиду чего масштаб их следует принимать одинаковым с масштабом этих планов.

Иногда составляют две серия разрезов. На одной из них в более круп-ном масштабе (1:500) детально фиксируют по данным геолого-маркшейдерской документации карьера и документации взрывных скважин геологическое строение отработанной части месторождения. Эти разрезы пополняются после каждой геолого-маркшейдерской съемки карьера (рис. 95). Вторую серию разрезов составляют в масштабе 1:1000—1:2000.

4. Проекции рудных залежей на вертикальную плоскость, параллельную среднему их простиранию. Они составляются для крутопадающих пластообразных или линзообразных тел в том же масштабе, что и сводные и погоризонтные геологические планы. При составлении проекций используют геологические разрезы сводных и погоризонтных планов. На таких планах или изображают только общие контуры рудных залежей и проекцию общих границ карьера, или отражают разделение залежи на отдельные промышленные типы и сорта, отмечают места пересечения залежи разведочными выработками и т. п.

5. Качественные планы или планы опробования, отражающие химический или минеральный состав полезного ископаемого. Сюда же относятся планы, характеризующие некоторые другие свойства полезного ископаемого, например: обогатимость руд, процентный выход отдельных сортов руд при селективной разработке рудной толщи и т. п.

Качественные планы, характеризующие состав полезного ископаемого по определенным горизонтальным сечениям (горизонтам), называют погоризонтными качественными планами. Такие планы составляют по данным опробования всех разведочных выработок и взрывных скважин, пересекающих определенные горизонты. Погоризонтные качественные планы дополняют геологические погоризонтные планы.

Качественные планы, характеризующие состав полезного ископаемого в отдельных его сечениях, называют послойными или слоевыми качественными планами. Верхней и нижней границей слоя являются эксплуатационные горизонты карьера.

Для составления слоевых качественных планов также используются данные по опробованию разведочных выработок и взрывных скважин. Показатели качественной характеристики полезного ископаемого по выработкам для слоевого качественного плана вычисляются как средневзвешенные по серии проб, взятых из той или иной выработки в пределах рассматриваемого слоя.

Послойные и погоризонтные планы составляют либо для месторождений с большой мощностью рудной толщи, либо для крутопадающих месторождений средней мощности. Для маломощных горизонтально или полого залегающих пластообразных рудных тел составляют качественные планы, характеризующие состав полезного ископаемого на полную его вертикальную мощность. Качественные планы лучше всего составлять в том же масштабе, что и геологические планы.

6. Планы и разрезы взрывного блока составляют в масштабе 1:500 на основе данных геолого-маркшейдерской документации уступа (забоя) по участку взрыва и взрывных скважин. Они необходимы для расчета взрыва, качественного состава взрываемого полезного ископаемого и «отдельных промышленных его сортов, объемов этих сортов и общего объема и веса взрываемой массы.

Нередко эти планы и разрезы прикладывают к паспорту взрывного блока, в котором фиксируют вес предварительные расчеты по составу и весу взрываемой массы, указывают категории взрываемости отдельных частей блока (отдельных типов полезного ископаемого и пород). В этом же паспорте позднее приводят фактические данные по отработке блока (вес добытой руды, количество отдельных сортов при селективной выемке, состав добытых руд и т. д.).

7. Блок-диаграммы в отличие от рассмотренных выше сводных материалов пе являются постоянно дополняемыми рабочими геологическими документами. Так как их составляют в аксонометрической проекции, они хорошо иллюстрируют геологическое строение месторождений, в том числе и тех их частей, которые вскрыты карьерами.

Блок-диаграмма Гороблагодатского месторождения (рис. 96) дает ясное представление о строении слоистой рудной толщи в гранях блока, пересекающих его вкрест и по простиранию месторождения, но имеет тот недостаток, что на ней не изображено геологическое строение поверхности и карьера.

При составлении блок-диаграммы и всех других сводных геологических документов следует стремиться к максимальной их ясности, чтобы работники горного цеха могли полностью разобраться в этих документах.

Основные системы подземной разработки рудных месторождений

Поскольку рудничному геологу приходится постоянно пользоваться понятиями, применяемыми в горном деле, ниже рассмотрим основные термины, встречающиеся при подземной разработке месторождений.

Шахта — самостоятельная производственно-хозяйственна я единица горного предприятия, осуществляющая добычу полезных ископаемых подземными горными работами. Ствол шахты — вертикальная или наклонная подземная выработка, имеющая непосредственный выход на дневную поверхность и предназначенная для обслуживания подземных работ.

Шахтное поле — часть месторождения полезного ископаемого, предназначенная для отработки одной шахтой или штольней. Этаж — часть шахтного поля, расположенная между соседними откаточными горизонтами. Подэтаж — часть этажа, ограниченная по восстанию и падению подэтажными штреками, а по простиранию — границами шахтного поля. Блок (выемочное поле) — часть этажа, обслуживаемая одним спуском, уклоном или скатом. Очистная камера — очистная выработка с забоем небольшой протяженности, ограниченная по бокам целиками полезного ископаемого.

Горнокапитальные работы — это горные работы по проведению выработок, открывающих доступ от поверхности земли к месторождению, или от какой-либо разрабатываемой части месторождения к ниже- или вышележащей неотработанной части месторождения и обеспечивающих возможность подготовки месторождения к эксплуатации. Горноподготовительные работы — горные работы, проводимые в пределах вскрытой части месторождения с целью подготовки его к эксплуатации. Нарезные работы — горные работы, проводимые во вскрытой части месторождения для ведения очистных работ. Очистные работы — работы в очистных выработках, связанные с добычей полезного ископаемого. Очистная выемка — извлечение полезных ископаемых в очистных выработках.

Вскрытием месторождения называют проведение выработок, открывающих доступ к месторождению от поверхности земли или от какой-либо разрабатываемой части месторождения к эксплуатации. Вскрытие месторождений при подземной их разработке осуществляется вертикальными или наклонными шахтами, а при благоприятном рельефе — штольнями. В некоторых случаях месторождения вскрываются комбинированными (ступенчатыми) шахтами.

Для разработки месторождения используются штреки, квершлаги, орты и другие подземные выработки. Горные выработки, предназначенные для разработки месторождения, отличаются увеличенным сечением, так как они используются для транспортировки больших масс руды и породы.

Системой разработки месторождений или отдельной его части называют совокупность подготовительных и очистных выработок, проходимых в определенном порядке в толще полезного ископаемого и вмещающих пород. Рациональной считается система, отвечающая требованиям безопасного ведения работ, наибольшей экономичности и высокой интенсивности выемки.

Сложность условий залегания рудных месторождений обусловливает многообразие систем разработки, которые подразделяют прежде всего по состоянию очистного пространства в момент разработки на классы или группы и далее — на отдельные системы, а в ряде случаев — на варианты систем.

Системы разработки с открытым очистным пространством. Эти системы характеризуются тем, что в процессе очистной выемки кровля и стенки очистной выработки не закрепляются и очистное пространство не заполняется рудой или пустой породой, а остается открытым, К этой группе относятся следующие системы: почвоуступная, потолкоуступная, сплошной разработки, камерно-столбовая и разработки подэтажными штреками.

При почвоуступной системе разработки (рис. 97) очистную выемку производят сверху вниз почвоуступным забоем. Применяется она для месторождений небольшой мощности (1,5—5 м), при отработке слепых заложен, выклинивающихся участков и т. п., залегающих среди крепких устойчивых пород.

При потолкоуступной системе разработки (рис. 98) очистные работы производят снизу вверх серией горизонтальных уступов. Применяется она в крутопадающих рудных залежах мощностью от 0,4 до 4—5 м при устойчивых рудах и боковых породах; при угле падения больше 45° работы производятся с настила, устраиваемого на распорках.

При системе сплошной разработки (рис. 99) очистную выемку производят в пределах выемочного участка сплошным забоем, выработанное пространство не крепят, для поддержания кровли оставляют целики, приурочиваемые к местам пережимов или участков бедных руд. Применяется эта система при мощности залежи от 3—4 до 10—15 м, пологом ее падении и крепких и устойчивых вмещающих породах и рудах невысокой ценности из-за больших потерь в целиках.

При камерно-столбовой системе разработки (рис. 100), отличительной особенностью которой является оставление значительных запасов руды в целиках правильной формы, чередующихся с выемочными ка мерами, очистные работы в камерах производят преимущественно почвоуступным забоем, выработанное пространство не крепят. Применяется эта система при крепких и устойчивых вмещающих породах и бедных рудах из-за значительных потерь в целиках.

При системе разработки подэтажными штреками (рис. 101) очистную выемку руды в камере производят взрыванием длинных шпуров, пробуриваемых из подэтажных штреков, выработанное пространство не крепят, кровлей его служит рудная потолочина. После отработки камеры образовавшуюся пустоту заполняют специальной закладкой или пустыми породами, перепускаемыми с вышележащего этажа; потолочину и междукамерные целики обрушают массовым взрывом или отрабатывают междукамерные целики вместе с днищами камер после заполнения пустот смежных камер закладочным материалом. Применяют эту систему при крепких и устойчивых боковых породах и способности руды удерживаться в потолочине; при мощности рудной залежи до 15—20 м камеры располагают по простиранию, при большей мощности — вкрест простирания. Большие потери и разубоживание руды при отработке потолочин и целиков ограничивают применение этой системы для разработки бедных руд.

Системы разработка с магазинированием отбитой руды. Отбойка руды в камере при этих системах разработки (рис. 102) производится либо путем потолкоуступной подработки кровли с применением мелких шпуров, либо последовательным взрыванием (снизу вверх) горизонтальных веерообразно расположенных скважин. Первый вариант применяется при крепких и устойчивых вмещающих породах в залежах мощностью от 0,5 до 1,5 м, второй вариант — при недостаточно устойчивых рудах и мощности залежи 15—30 м. До окончания отбойки всей руды в камере из нее выпускается не более 30—40% общего запаса, что обеспечивает размещение в камере остальной взорванной массы. Эта масса наряду с целиками предохраняет вмещающие породы от обрушения в камеру.

При углах падения рудной залежи менее 55—60° камеры проводят вкрест простирания; в этом случае обязательная скреперная доставка руды. При углах падения более 55—60° камеры проводят по простиранию и руда перемещается вниз под действием собственного веса.

Системы разработки с закладкой выработанного пространства. Отбойку руды при этих системах (рис. 103) производят снизу вверх горизонтальными или наклонными слоями; для отбойки бурят скважины или шпуры. Поело отработки слоя и удаления отбитой руды производят закладку выработанного пространства. Закладочным материалом служат породы от проходки безрудных выработок, отходы обогатительных фабрик и др. Закладка поддерживает бока выработанного пространства, служит почвой действующего забоя и уменьшает или совершенно устраняет осадку поверхности после выемки полезного ископаемого. Эти системы применяют на месторождениях ценных руд, так как они отличаются низкими потерями и дают возможность вести селективную разработку с использованием отсортированных пород для закладки. Применяют эти системы также при необходимости предохранить поверхность от осадка. К недостаткам этих систем относится низкая производительность труда забойщиков и высокая себестоимость добытой руды.

Системы разработки с креплением выработанного пространства. При этих системах разработки крепление служит основным средством предохранения выработанного пространства от отслоении и вывалов в него боковых пород до окончания полной отработки камеры (рис. 104). Одновременно крепление является основанием для сооружения полков, с которых производят работу. Для залежей небольшой мощности применяют распорнуно крепь, для мощных залежей — станковую. Очистную выемку производят снизу вверх горизонтальными слоями или потолкоуступным забоем. Первый слой располагается непосредственно над откаточным штреком.

Эти системы применимы для рудных тел любой формы при неустойчивых вмещающих породах и рудах. Они отличаются высоким извлечением руды, низким разубоживанием и возможностью производить селекцию при добыче. Недостатком систем является высокая себестоимость, большой расход крепи и низкая интенсивность очистной выемки. По этим причинам рассматриваемые системы применяют только для разработки ценных руд.

Системы разработки с креплением и закладкой выработанного пространства. При этих системах разработки для поддерживания неустойчивых руд и пород применяют не только крепление, но и в ряде случаев дополнительно закладку. Эти системы применяют только для разработки ценных руд; они имеют все недостатки, свойственные системам с закладкой и системам с креплением.

Системы разработки с обрушением вмещающих пород. Эти системы характерны том, что очистное пространство, поддерживаемое креплением, периодически погашают в процессе очистной выемки путем обрушения покрывающей толщи пустых, легко разрыхляющихся пород. К этой группе относятся системы слоевого обрушения и столбовая система разработки с обрушением кровли.

При системе слоевого обрушения (рис. 105) очистную выемку в пределах выемочного блока производят мелкошнуровым способом горизонтальными, реже наклонными слоями сверху вниз; высоту слоя принимают в пределах 2—4 м; в процессе очистной выемки поддерживают выработанное пространство крепью, а после извлечения и разрушения крепи заполняют его обрушившимися пустыми породами. Предварительно на подошве отработанного слоя укладывают деревянный настил. Систему эту применяют при разработке ценных руд средней и нижней крепости.

При столбовой системе разработки с обрушением кровли шахтное поле, включающее пологопадающую или горизонтально залегающую рудную залежь мощностью до 4 м, разрезают па панели или столбы, в пределах которых выемку руды производят на полную мощность залежи. Выpaботанное пространство к процессе очистной выемки закрепляют, затем крепление разрушают и выработанное пространство заполняют обрушающимися породами кровли. Очистную выемку в пределах столба производят заходками или лавой. При очистной выемке находками руду отбивают отбойным молотком или при помощи буровзрывных работ. После продвижения заходки до середины столба выемку приостанавливают и производят посадку кровли путем частичного извлечения, вырубки и расстреливания крепи. При выемке забоем-лавой продвижение ведется широким забоем от фланга к главному откаточному штреку и по море продвижения лавы через интервалы 3—8 м производят посадку кровли с сохранением призабойной полосы. Выемка забоем-лавой наиболее производительна, но при этой системе управление кровлей весьма сложно. Выемка заходками малопроизводительна и применяется только в условиях большого горного давления.

Система разработки с обрушением руды и покрывающих пород. Очистную выемку при этих системах производят путем обрушения руды в пределах отрабатываемого блока и последующего обрушения вмещающих пород. Обрушение блока производят принудительно, путем взрывания или естественным путем, в результате подсечки основа пня блока. К этой группе относятся подэтажное обрушение, этажное естественное и принудительное обрушение и массовое обрушение руды взрывами минных скважин.

При подэтажном обрушении шахтное поле разбивают па ряд блоков, а последние — на подэтажи; выемку ведут сверху вниз с последовательной отработкой одного подэтажа за другим. В пределах подэтажа очистные работы ведут от флангов к центру блока, отдельными зонами, в контурах которых вначале образуют камеры тех или иных размеров. Затем обрушают взрывом глубоких шпуров подсеченный массив и обрушенную руду выпускают через специальные рудоспуски. Вначале в рудоспуски идет чистая руда, затем к смеси с пустыми породами, которые обрушаются вслед за рудой и частично с ней перемешиваются. Различают три варианта рассматриваемых систем: а) с применением защитной толщи, б) с обрушением подсекаемого массива и выпуском 80—90% запасов под налегающими пустыми породами, в) камерные, при которых 30—45% запасов извлекают из камер, отделяемых от выработанных участков рудными целиками, которые обрушают после выпуска руды из камер. Каждый из этих вариантов подразделяется на различные виды, среди которых следует отметить вариант грушевидных заходов (рис. 106), когда верхнюю часть заходки расширяют, что придает ей форму груши; вариант «закрытый веер»; вариант системы подэтажного обрушения с отбойкой руды минными скважинами; камерный вариант и т. п.

При этажном (блоковом) естественном обрушении проходят в блоке подэтажные окаймляющие выработки, оконтуривающие участок, подлежащий обрушению, производят подсечку основания блока на высоту 3—6 м, поело чего руда под действием собственного веса и давления налегающих пород постепенно начинает обрушаться, заполняя выработанное пространство; из последпего по рудоспускам в днище ведут выпуск руды.

При этажном (блоковом) принудительном обрушении разрушение рудного массива блока осуществляется массовыми взрывами зарядов.

При массовом обрушении руды взрывами минных скважин заряды размещаются в горизонтальных или наклонных скважинах, пробуриваемых станками вращательного бурения.

Комбинированные системы разработки. Эти системы представляют собой комбинации из вышеперечисленных систем.

Геологическая документация капитальных, подготовительных и нарезных горных выработок

Геологическая документация всех подземных горных выработок и скважин эксплуатационной разведки позволяет:

• установить истинные границы рудного тела и отдельных слагающих его типов руд и безрудных участков;
• выбрать наиболее рациональные системы разработки для отдельных частей месторождения и конструктивные элементы этих систем;
• выбрать наиболее рациональное и эффективное направление ведения всех видов горных работ;
• контролировать полноту выемки полезного ископаемого.

В зависимости от назначения, содержания и детальности первичной геологической документации ее подразделяют на специализированную, детальную и массовую.

Специализированная документация горных выработок применяется При решении частных вопросов по изучению месторождений полезных ископаемых, например: при изучении вещественного состава, структуры, морфологии рудных тел, петрографии вмещающих пород месторождения и т. п. Эта документация ведется не систематически, только при проведении тематических или других исследований.

Для специализированных зарисовок необходимы высокой степени точности геологические наблюдения, поэтому их выполнение поручают квалифицированным специалистам.

Детальную геологическую документацию горных выработок производят только для наиболее интересных геологических участков рудного тела. Она позволяет непосредственно в забое установить структурные и текстурные особенности руд, парагенезис минеральных ассоциаций, уточнить особенности структуры рудного тела, пространственную приуроченность наиболее обогащенных участков оруденения и многие другие детали, позволяющие правильно установить геологическое строение месторождений. Детальная геологическая документация также, как и специализированная документация, должна выполняться квалифицированным специалистом или другим лицом под его непосредственным наблюдением.

Наибольшее распространение в практике рудничной геологической службы имеет массовая документация горных выработок. В ходе этого вида геологической документации составляют основные первичные геологические документы, отображающие характерные геологические особенности месторождения. Материалы массовой геологической документации являются исходными для составления погоризонтных геологических планов и разрезов.

Массовая геологическая документация горных выработок выполняется техником-геологом или рудничным геологом или, как исключение, коллектором под руководством и постоянным контролем геолога (с этой целью рудничный геолог периодически производит документацию горных выработок сам, во в присутствии коллектора).

Все виды геологической документации (специализированной, детальной и массовой) могут быть представлены или полными развертками (рис. 107), когда зарисовывается забой выработки, обе стенки, почва и кровля, или частичными развертками (рис. 108—110), когда документируются забой и кровля, или стенки и кровля, или забой и обе стенки и т. д.

Полные развертки при документации горных выработок, а также частичные развертки широко применяют при геологическом изучении месторождений, представленных мощными рудными залежами. Частичные развертки (кровля и забой) и зарисовки одной плоскости применяют при геологическом изучении месторождений, представленных жильными и Другими телами, мощность которых не превышает сечения горных выработок.

Перечисленные виды геологической документации должны выполняться вслед за продвижением забоя горной выработки без отставания.

Геологическая документация подземных горных выработок ведется в определенной последовательности:

• подготовка забоя к осмотру — очистка его от пыли и грязи с помощью проволочной метелки или кайла и молотка или сильной струи воды;
• осмотр забоя или другой части горной выработки, подлежащей документации;
• отбор образцов и их просмотр;
• зарисовка забоя, замеры мощностей и элементов залегания рудных тел и вмещающих пород;
• описание забоя;
• привязка зарисовки к маркшейдерской точке;
• этикетирование и упаковка проб и образцов.

Для производства геологической документации рудничный геолог должен иметь тесемочную или металлическую рулетку и складной метр для промеров расстояния, горный компас для измерения азимутов отдельных направлений и углов падения руд и пород, геологический молоток с короткой рукояткой, пикетажную книжку, набор простых и цветных карандашей и индивидуальное переносное освещение (карбидную или аккумуляторную лампу). Применение при документации цветных карандашей позволяет геологу применять меньшее количество условных знаков и штрихов.

Документация подземных горных выработок производится в специальных пикетажных книжках, вставляемых в жесткий переплет, например в переплет из алюминиевых пластин. Масштаб документации и размер пикетажных книжек определяются в зависимости от размеров месторождения. Наиболее удобный и широко применяемый размер пикетажных книжек 150X200 или 200X300 мм. Для отображения геологических данных пользуются условными обозначениями, которые должны быть едиными на весь период деятельности геологической службы. Все подземные выработки, за исключением очистных, имеют небольшие площади обнажения и доступны для проведения геологических наблюдений во всех их частях. В этих выработках геолог имеет возможность без всяких специальных приспособлений произвести детальный осмотр и изучение вскрытых в них элементов геологического строения месторождения.

Иная картина наблюдается в очистных выработках, где площадь обнажения различна и колеблется от десятков до нескольких тысяч квадратных метров. Непосредственные геологические наблюдения различных частей рудного тела, обнаженных в очистном пространстве, в ряде случаев невозможны. Однако это не должно служить причиной для полного отказа от производства систематической геологической документации очистных выработок.

Рассмотрим приемы геологической документации различных подземных горных выработок в зависимости от формы и размеров рудных тел, выделив документацию очистных выработок особо.

Геологическая документация штреков, вскрывающих рудные тела вдоль их простирания, имеет первостепенное значение для геологического изучения многих месторождений. По данным геологической документации штрека можно составить полный горизонтальный разрез маломощного рудного тела и некоторой части вметающих пород, проследить поведение рудного тела по простиранию, установить взаимоотношения рудного тела с вмещающими породами и распределение в нем полезных компонентов.

В мощных рудных телах, когда штреки проходят в лежачем боку или в центральных частях рудного тела и вскрывают только незначительную часть его мощности, геологическая документация штреков имеет меньшую ценность. Однако в практике геологической службы установлено, что не следует пренебрегать и этими данными.

Все горные выработки независимо от их назначения должны быть своевременно и качественно задокументированы и использованы для геологического изучения месторождения. Например, геологическая документация полевых штреков, проходимых по вмещающим породам лежачего, а иногда и висячего бока рудного тела, представляет ценный материал для изучения петрографического состава вмещающих пород, их метаморфизма и структурных особенностей месторождения.

В штреках, вскрывающих жильные месторождения с крутым углом падения и малой мощностью, документируют забой и кровлю, иногда только забой. В пологопадающих маломощных месторождениях документируют забой и стенки выработки или только одни стенки. В штреках, вскрывающих только часть мощного рудного тела, документируют обычно обе стенки, кровлю и забой, т. е. составляют полную развертку.

Документацию забоев в штреках производят систематически, через определенные интервалы (1, 2, 4 м и более) в зависимости от характера распределения оруденения в месторождении. Наиболее интересные участки рудного тела следует документировать возможно чаще. Документация забоев штреков, как правило, совпадает с местами взятия проб, а в отдельных случаях забой документируют и в интервалах между пробами.

Геологическая документация ортов, идущих вкрест простирания месторождения, имеет особенно важное значение для изучения месторождения. По данным документации ортов (а также квершлагов и штолен) можно установить взаимоотношение рудного тела с вмещающими породами, выявить в разных сечениях мощность рудного тела, изучить текстуры и структуры руд; по этим же Материалам устанавливается пространственное и количественное распределение отдельных природных и промышленных типов руд.

Документация ортов, вскрывающих полную мощность рудного тела, используется как контрольный материал для проверки построений и выводов из данных первичной геологической документации разведочных скважин. Этот материал является первоисточником для составления погоризонтных геологических планов. Документируют орты систематически, метр за метром, причем зарисовывают или кровлю и обе стенки, или кровлю и одну стенку, или только стенки.

Квершлаги и штольни обычно документируют в виде развертки — обо стенки и кровлю или только одну стенку и кровлю. Документацию этих выработок следует производить непрерывно, метр за метром, непосредственно за продвижением забоя, так как только в этом случае имеется возможность наблюдать не покрытые еще пылью и грязью или незакрепленные выработки и получать наилучшие результаты при меньшей затрате времени.

Восстающие и гезенки в маломощных рудных залежах проходят, как правило, по восстанию и падению этих залежей. Документация двух противоположных стенок восстающего или гезенка (рис. 111), направленных вкрест простирания залежи, не выходящей за пределы сечения этих выработок, дает по существу сплошной вертикальный разрез рудного тела, отражающий элементы его залегания, мощность, состав руд, взаимоотношение рудного тела с вмещающими породами, соотношение отдельных типов руд и минералов, вертикальную зональность минеральных образований и т. п.

Восстающие и гезенки в мощных рудных залежах проходят чаще всего вертикально, в соответствии с принятой системой разработки; вскрывают они только часть рудного тела. Их документация дает информацию меньшей ценности но сравнению с ортами, так как полученные данные геологических наблюдений при составлении геологических разрезов могут распространяться только па небольшие расстояния (рис. 112). Однако документация нескольких гезенков нередко позволяет уточнить контуры и строение рудного тела или рудной толщи.

В пол ого залегающих месторождениях вертикально пройденные восстающие вскрывают рудное тело почти по нормальной мощности. Документация этих выработок может явиться ценным материалом для составления детальных геологических разрезов, отражающих все особенности строения рудного тела.

Методика документации восстающих и гезенков зависит от формы и условий залегания месторождения. В восстающих и гезенках, вскрывающих маломощные кругопадающие рудные жилы, объектом документации являются, как указано, две противоположные их стенки, направленные вкрест простирания рудного тела. Документация этих стенок может выполняться как непрерывно; метр за метром, так и через определенные интервалы, зависящие от принятого расстояния для отбора забойных проб.

В восстающих, вскрывающих мощные полого- и круто па дающие рудные тела, объектом документации служит одна или две стенки выработки, ориентированные вкрест простирания рудного тела. В восстающих, вскрывающих полого или почти горизонтально залегающие рудные тела, следует документировать ту стенку выработки, которая имеет направление, параллельное принятому направлению геологических разрезов.

Если восстающий проходят по висячему или лежачему боку мощной полого- или крутопадающей рудной залежи, то объектом документации этой выработки должен быть забой или стенки, ориентированные вкрест простирания рудного тела.

Геологическая документация очистных выработок

Основной задачей геологической документации очистных выработок является контроль за полнотой выемки полезного ископаемого и борьба с потерями и разубоживанием, а также уточнение формы рудного тела и распределения в нем полезных компонентов, фиксация тектонических трещин в рудном теле и горнотехнических свойств руды и вмещающих пород.

Материалы геологической документации очистных выработок позволяют вносить соответствующие коррективы и первоначальные представления о форме рудного тела и безрудных в нем участков, а также о распределении полезных компонентов в рудном теле, что особенно важно при планировании и производстве добычных работ. По материалам геолого-маркшейдерской документации очистных выработок производят, кроме того, определение тоннажа добытой руды за соответствующий отчетный период.

Однако полноценная геолого-маркшейдерская документация очистных выработок может быть получена не во всех случаях, так как при некоторых системах работ геолог не может производить наблюдения во всех частях очистной выработки.

Как отмечалось выше, большое разнообразие систем разработки месторождений не дает возможности разработать единую методику геологических наблюдений и документации очистных выработок; методы их документации различны и зависят в основном от системы разработки месторождения.

Методы документации имеют и некоторые общие черты, к числу которых в первую очередь относится трудность привязки отдельных частей задокументированной поверхности очистной выработки к планам горных работ. В том случае, когда геологическая документация очистных выработок производится на маркшейдерской основе, это затруднение почти исключается. Но поскольку маркшейдерская съемка очистного пространства проводится один раз в декаду или даже в месяц, то геологическая документация может проводиться здесь только в те же сроки. Это не всегда оправдывает себя, так как нередко при производстве очистных работ требуется систематическая документация очистного пространства, следующая непосредственно за отбойкой руды. Поэтому геологическую документацию очистных выработок, там где это возможно, следует выполнять одновременно с опробованием, корректируя ее после проведения маркшейдерской съемки очистного пространства.

Известное затруднение при производстве геологической документации очистных выработок вызывает также неровность документируемой поверхности, что особенно ощутимо при документации больших обнаженных поверхностей. Проектирование геологического содержания документируемой поверхности на горизонтальную, наклонную или вертикальную плоскость влечет за собой искажение нормальной мощности и пространственного положения документируемых элементов. Поэтому рекомендуется выполнять документацию неровных поверхностей очистных выработок отдельными небольшими частями (участками), пространственная увязка которых между собой дает реальное изображение этой поверхности.

Не менее важной особенностью документации очистных выработок является то, что они часто недоступны для непосредственного наблюдения. Геологическая документация и непосредственные наблюдения очистных выработок возможны при применении тех систем при которых отбойка руды производится мелкошпуровым способом. К ним относятся почвоуступная, потолкоуступная и камерно-столбовая системы, вариант потолкоуступных забоев в системе с магазинированием руды, системы с закладкой выработанного пространства, с креплением выработанного пространства, система слоевого обрушения. В этих случаях при документации рудничному геологу часто приходится использовать при наблюдении искусственные опоры, на которых работают бурильщики,— настил на распорной крепи, закладку и т. п., что, конечно, создает некоторые неудобства при документации.

В большинстве случаев, когда отбойка руды производится взрыванием длинных шпуров или минных скважин, нахождение людей в очистном пространстве исключается и геолог не имеет возможности документировать геологические элементы путем непосредственного наблюдения.

Просмотр стенок очистных камер и подготовительных горных выработок чаще всего не приводит к желаемым результатам вследствие запыленности стенок камеры и воздуха в ней. В этих условиях целесообразнее документировать керн и шлам минных скважин, обеспечивая при этом точную маркшейдерскую привязку их положения в пространстве. По данным документации керна и шлама можно уточнить контуры рудного тела, вещественный состав руд, определить полноту выемки балансовых руд. Рассмотренный случай относится в основном к системам разработки подэтажными штреками, к варианту отбойки руды минными скважинами в системах с магазинированием, к системам подэтажного и этажного обрушения и т. д.

Ниже рассмотрены некоторые особенности геологической документации очистных выработок при применении некоторых систем разработки месторождений.

При системе разработки подэтажными штреками документируют подэтажные штреки, проходимые через 7,5—15,0 м, и восстающие; при мощных рудных телах кроме штреков и восстающих документируют также орты, пройденные из этих штреков. Документация всех выработок производится непосредственно за продвижением забоя. По данным геологической документации восстающих, подэтажных штреков и ортов составляют разрезы и послойные планы.

При системе разработки с магазинированием руды документируют кровлю каждого или второго очистного слоя. Документацию можно производить как непрерывно, так и через определенные интервалы (2 или 4 м). По этим данным составляют послойные планы и вертикальные разрезы, вычерчиваемые обычно на листе ватмана стандартного размера.

При системе разработки с закладкой после отбойки каждого слоя РУДУ убирают, а забой закладывают пустой породой, оставляя пространство между кровлей и почвой (закладкой) выработки в 1,8—2,0 м. При этой системе документируют кровлю каждого очистного слоя полностью или по частям. Документация производится непосредственно после отбойки руды либо после закладки очистного пространства. В последнем случае работы по геологической документации могут быть выполнены более качественно и с меньшей затратой времени, так как все части кровли доступны для непосредственного геологического наблюдения.

При системе разработки с распорной крепью документируют или забой очистной выработки, или ее кровлю. Забой документируют через каждые 2—3 м, а кровлю непрерывно, метр за метром, непосредственно за его продвижением. По отработанному горизонту на основании материалов документации очистных выработок можно составить продольные профили в плоскости жилы с изолиниями мощности. Эти профили дадут наглядное представление о характере жилы, закономерностях изменения мощности и отдельных ее раздувов.

Приведенные примеры не исчерпывают всех встречающихся в практике методов геологической документации очистных выработок при различных системах разработки месторождений. Разнообразие типов месторождений полезных ископаемых и систем их разработки определяет разнообразие методов геологической документации очистных выработок.

Документация обычно сопровождается отбором петрографических и рудных образцов. При этом следует иметь в виду, что образцы из подземных выработок отбираются значительно чаще, чем из открытых, так как документация под землей производится при искусственном, часто недостаточном освещении и требует необходимой корректировки по отобранным и изученным образцам.

Назначение образцов различно — одни из них являются контрольными, другие — служат объектом специального изучения петрографического состава вмещающих пород, а также минерального состава руд, их текстур и структур. Разумеется, одни и те же образцы могут быть использованы как контрольные и как объекты специального изучения.

Рудничный геолог изучает отобранные образцы при дневном освещении, описывает их в специальном журнале и на основе этих наблюдений вносит соответствующие коррективы в зарисовки и описания к ним, сделанные в шахте. Просмотр образцов и их описание осуществляется с помощью карманной или бинокулярной лупы. Наиболее характерные образцы руд и вмещающих пород отбирают в систематическую коллекцию, которая хранится в специальных ящиках. Образцы, не подлежащие дальнейшему хранению, после использования уничтожаются. Из числа собранных образцов можно отобрать необходимое количество их для специальных исследований и для музея.

Помимо так называемой систематической коллекции, используемой для выполнения специальных исследований, на руднике должны быть созданы музейная и эталонная коллекции.

Эталонная коллекция должна характеризовать весь комплекс пород и руд месторождения. Сравнивая отбираемые образцы пород и руд с эталонными, рудничный геолог без особых затруднений может правильно определить образцы.

Большое значение для качественной геологической документации горных выработок имеет правильная их нумерация. Поэтому рудничный геолог вместе с маркшейдером еще до проходки горных выработок должны продумать систему нумерации. Нумерация горных выработок должна проводиться по единой системе, но отдельно для каждого их типа.

Эксплуатационные горизонты нумеруются по принципу их последовательности (сверху вниз), например: I горизонт, II горизонт и т. д., или по абсолютной отметке, например: горизонт +150 м, +90 м, +30 м и т. д.

Нумерацию выработок следует начинать от устья основной выработки (шахты, штольни), причем выработки, расположенные по правую сторону от нее, нумеруются четными номерами, а по левую — нечетными. Наименование выработок производится иногда по названиям стран света, например: «Северный штрек», «Восточный орт» и т. д., или по названиям стран света с нумерацией, например: «1-й Западный штрек», 2-й Восточный штрек и т. д. Восстающие нумеруют по порядку номеров, начиная от устья штрека, например: «Штрек 1, восстающий 5». В эксплуатационных камерах или блоках очистные слои нумеруют последовательно, в порядке их отработки.

Геологические материалы нумеруют в хронологическом порядке. Геологическим пробам из горных выработок и буровых скважин присваивают порядковые номера по мере их отбора, геологическим образцам — номер пробы или самостоятельный порядковый номер.

Зарисовки забоев и отдельных участков выработок нумеруют в хронологическом порядке.

Все геологоразведочные, горнокапитальные горноподготовительные, эксплуатационные и нарезные выработки сразу после их заложения маркшейдер наносит на соответствующие маркшейдерские планы и данные по ним записывает в каталог горных выработок.

Применение фотографии для геологической документации горных выработок

Как было отмечено выше, геологическая документация подземных горных выработок в сочетании с их опробованием является важнейшей операцией при производстве геологоразведочных и эксплуатационных работ. Главным требованием, предъявляемым к документации, должна быть объективность и исчерпывающая полнота регистрируемых на зарисовке забоя, кровли или стенок горных выработок наблюдаемых фактов. Однако этим качеством даже самая совершенная зарисовка участка горной выработки в подавляющем большинстве не соответствует, что объясняется недостаточностью освещенности наблюдаемого объекта, организационно-техническими условиями выполнения работ, недостатком времени, уровнем квалификации исполнителя работ и его субъективными особенностями. В силу изложенных причин «ручная» документация горных выработок, как правило, весьма схематична и лишь в далеком приближении отражае’1 объективное геологическое строение наблюдаемого объекта.

Разработанный в ЦНИГРИ Н. И. Фурсиным и Г. П. Воларовичем метод геологической фотодокументации горных выработок позволяет устранить вышеотмеченные недостатки «ручной» документации, значительно повысить качество первичных геологических материалов, на которые основывается геометризация рудных тел и подсчет запасов. При геологи ческой фотодокументации качество первичных геологических зарисовок и их объективность может быть значительно повышена.

Применяемые в настоящее время методы геологической документаци горных выработок основаны на зарисовках «вручную» визуальных наблюдений геологов различной квалификации. Для получения геологической документации высокого качества даже опытным специалистам-геологам приходится тратить много времени и труда. Вместе с тем даже хорошо выполненная геологическая документация в виде зарисовки забоев или кровли и стенок горных выработок носит субъективный характер и не всегда отражает реальную картину документируемого объекта. Большие затруднения организационного и технического характера, возникающие при геологической документации подземных горных выработок, особенно при скоростных методах их проходки еще в большей степени осложняют эту весьма ответственную работу. Существенное влияние на качество и достоверность документации оказывает освещенность документируемого объекта и его доступность для наблюдений.

Метод геологической фотодокументации горных выработок позволяет получать материал, обеспечивающий объективное отображение многих важных элементов геологического строения документируемого объекта. Фотографическое изображение геологических объектов отличается высокой детальностью и точностью размерных соотношений элементов фотоизображения. На фотоснимках отображается не только геометрическое расположение геологических тел, но и детали их внутреннего строения. Их изображение обычными зарисовками требует значительной затраты времени и не обеспечивает нужной детальности и достоверности документации. Кроме того, при геологической документации общепринятыми методами многие детали тектоники, состава пород и руд не всегда могут быть отображены на зарисовке. Геологическая фото документация горных выработок исключает эти недостатки и позволяет получать и сохранять в течение длительного времени объективное отображение сфотографированного объекта. При этом полученные фотографии в любое время могут быть использованы для последующего изучения при разведке и эксплуатации аналогичных месторождений.

Наиболее достоверное отображение исследуемого объекта дает метод стереоскопической фотодокументации, позволяющий под стереоскопом объемно воспринимать этот объект. Кроме того, при стереофотодокументации на фотографии отражены детали геологического строения документируемого объекта, которые остаются незамеченными на плоской фотографии вследствие малой величины контраста снимаемых объектов.

При правильно поставленной геологической фотодокументации, сопровождающейся описанием документируемого объекта, отбором образцов руд и пород и частичной предварительной расшифровкой объекта съемки, геологическое дешифрирование стереопар может быть выполнено очень точно, что обеспечивает успешное изучение геологических особенностей снимаемого объекта. Стереофотодокументация позволяет составить геологическую картотеку фотоснимков последовательной уходки забоев. По материалам фотодокументации кровли горных выработок может быть составлен геологический фотоплан, а при фотодокументации стенок горных выработок — геологические фоторазрезы. С помощью стереоскопической фотодокументации можно зафиксировать места взятия бороздовых проб и контроль качества выбитой борозды.

Разумеется, что успешное применение рудничными геологами геологической фотодокументации возможно лишь в том случае, если они в совершенстве владеют необходимыми навыками масштабной фотографии.

Для фотографирования в подземных горных выработках Н. И. Фурсин рекомендует применять:

• зеркальную стереоскопическую фотокамеру «Спутник»;
• импульсную газоразрядную лампу-вспышку типа «Луч-61» или «Луч-59»;
• оптический дальномер к фотоаппарату «Смена»;
• тесемочную рулетку, складной штатив, масштабную линейку, уровень сферический или цилиндрический;
• приборы, аппаратуру и фотопринадлежности.

При геологической фотодокументации необходимо знать масштаб изображения. Последний обычно определяется с помощью масштабной линейки, которая фотографируется совместно с объектом съемки. Отношение длины масштабной мерки на изображении к ее длине в натуре дает масштаб изображения. Масштабная мерка (линейка) должна устанавливаться параллельно фокальной плоскости фотоаппарата. Допустимые отклонения не должны превышать 5°. Если объект съемки труднодоступен для установки масштабной линейки, можно ограничить измерением расстояния до центральной части фотографируемого объекта с помощью оптического дальномера от фотоаппарата «Смена». При геологической фотодокументации необходимо также знать, на каком расстоянии следует снимать тот или иной объект известных размеров, в противном случае изображение может выйти за пределы кадра или получиться слишком мелким.

Для подземной геологической фотодокументации можно использовать негативную пленку нормальной контрастности. Существенным фактором при выборе негативного фотоматериала является светочувствительность. Поскольку подземные объекты фотографирования обычно темно-цветные и отличаются малой отражательной способностью, то для съемки должны использоваться фотопленки высокой светочувствительности, но не свыше 130 ед. по ГОСТу, В отдельных случаях можно фотографировать на пленке с высшей и наивысшей светочувствительностью.

Фотографирование забоя лучше всего следует осуществлять непосредственно перед бурением шпуров, так как к этому времени забой освобождается от взорванной горнорудной массы и становится доступным для промывки от пыли, грязи и мелких частиц породы. Затем в центре забоя и на высоте фотографирования устанавливается в отвесном положении масштабная линейка. Следующей операцией является установление промерной рулеткой расстояния от плоскости масштабной линейки до плоскости объектива фотоаппарата. Точка фотографирования должна располагаться строго на середине между стенками выработки, и ее привязывают к ближайшей маркшейдерской точке.

В пикетажную книжку необходимо записать данные привязки к маркшейдерской точке, значения расстояний от середины масштабной мерки и от точки фотографирования до левой и правой стенок горных выработок, высоту от подошвы забоя до середины масштабной мерки и высоту фотографирования от почвы выработки до объектов фотоаппарата, сорт и чувствительность фотопленки, диафрагму объектива, тип фотоаппарата и объектива, расстояние съемки, энергию вспышки и другие параметры. Анализ перечисленных данных позволит выбрать наиболее рациональный режим и условия фотографирования. Фотографирование забоя необходимо производить систематически, по мере его продвижения с интервалом 1,0—1,5 м.

Фотографирование кровли можно производить непрерывно, что достигается съемкой через определенные равномерные интервалы. Если кровлю фотографируют во всю ее ширину (2,4 м), между точками стоянок фотоаппарата по ширине выработки интервал должен быть 1,2 м. В этом случае перекрытие фотоснимков составит около 20 см. По отношению к горизонту фотоаппарат устанавливается с помощью уровня. Фотографирование кровли может производиться как непосредственно за проходкой забоя, так и с некоторым отставанием от него, если позволяют условия. Фотографированию кровли предшествуют проложение линии съемки и разбивка на ней точек стоянок фотоаппарата через заранее рассчитанный интервал. В качестве линии съемки может быть использована мерная рулетка, а ее деления через определенный интервал могут служить точками стоянок фотоаппарата. Кровлю рекомендуется фотографировать со штатива с шаровой головкой, используя фотопленку чувствительностью 130 ед. ГОСТа. Энергия вспышки при съемке должна быть не менее 100 дж, диафрагма — 22.

Фотографирование стенок горных выработок вследствие небольшого расстояния между выработками сопряжено с некоторыми трудностями. По этой причине не представляется возможным получать изображение стенки во всю высоту с одной точки съемки. Для получения изображения стенки выработки размером 2,4х2,4 м с расстояния 2,0 м необходим специальный фотоаппарат, снабженный объективом с углом изображения по стороне кадра не менее 85°, фокусным расстоянием 30 мм. Существующими моделями фотоаппаратов фотографирование стенок горных выработок возможно лишь при фотографировании с двух точек, расположенных друг над другом. При документации обеих стенок горной выработки точки фотосъемки необходимо располагать по линиям съемки, проложенным у стенок друг против друга. В случае необходимости фотосъемку стенок целесообразно дополнить фотографированием кровли.

Стереоскопические фотоснимки изучаются под стереоскопом. Для предварительного изучения предназначаются контактные стереопары размером 5,5X5,5 см каждая, которые просматриваются в малом линзовом стереоскопе. Необходимо иметь в виду, что стереопары размером 5,5X5,5 см являются основным материалом геологической фотодокументации. Для более оперативного пользования этими фотоматериалами на обратной их стороне должны быть указаны данные, позволяющие найти их негативы, определить место и время съемки, масштаб изображения и др. Детальное изучение стереоизображений проводится под большим зеркально-линзовым стереоскопом на снимках, увеличенных до 11X11 см. На правых снимках увеличенных стереопар наносят тушью результаты дешифрирования. Одновременно дополняется описание изучаемого объекта. После дешифрирования снимка с последнего снимается на восковку зарисовка сфотографированной части горной выработки в масштабе фотоснимка. При копировании зарисовки прежде всего необходимо вычертить рамку по обводу белого контакта на отпечатке для совмещения зарисовки с фотоснимком. При монтаже фотопланов снимки приклеиваются к плотной чертежной бумаге. Смежные снимки совмещаются по характерным деталям, идентичным на каждом снимке.

Совмещение фотоснимков лучше всего проверять на светостоле. По материалам фотодокументации стенок горных выработок можно также смонтировать геологический фоторазрез, хотя эта операция и сопряжена с некоторыми трудностями.

Следует отметить, что применение метода стереоскопической съемки при геологической документации горных выработок позволяет получить обширную информацию по исследуемому объекту. Благодаря объемному восприятию изображения, объективности и точности фотодокументации представляется возможным значительно повысить научное содерж ание геологической документации горных выработок и производительность труда.

Составление и пополнение сводных планов и разрезов

В процессе разведки и эксплуатации месторождения рудничный геолог собирает большое количество разрозненных геологических материалов, для практического использования которых требуется их анализ и систематизация. Последняя преследует цель графического изображения представлении геолога о пространственном положении, форме и качестве рудных тел, а также о распределении полезных компонентов в рудном теле.

Обобщенные материалы геологической документации горных выработок и разведочных скважин являются основой для решения практических задач геологической службы, а также для различных теоретических выводов.

Рудничный геолог, имея в своем распоряжении сводные геологические материалы по месторождению (погоризонтные планы, геологические разрезы и т, п.), более уверенно может решать вопросы о направлении дальнейших геологоразведочных и эксплуатационных работ.

Исходными материалами для составления сводной геологической графики являются маркшейдерские погоризонтные планы горных выработок и вертикальные разрезы вкрест простирания рудного тела в масштабе от 1:100 до 1:500 для мелких и средних и от 1:500 до 1:2000 для средних и крупных месторождений. Методика составления погоризонтных геологических планов довольно проста и сводится к перенесению зарисовок отдельных горных выработок на маркшейдерский план.

Между документированными выработками, нанесенными на погоризонтный план, имеются участки, недоступные для геологической документации (рис. 113). Однако это не должно служить препятствием для создания полноценного геологического плана в плоскости соответствующего горизонта, так как, пользуясь методом интерполяции между соседними выработками и частичной экстраполяцией, можно составить достаточно достоверную картину геологического строения этого участка месторождения. Геологические планы составляют для каждого горизонта, вскрытого по простиранию разведочными или эксплуатационными выработками. Расстояния между отдельными эксплуатационными горизонтами различны и колеблются от 30 до 70 м и более. Такие же планы составляют для всех подэтажей, на которых ведутся горные работы или проходят минные скважины.

Метод составления вертикальных разрезов аналогичен методу составления погоризонтых геологических планов. Вертикальные разрезы составляют по данным документации горных выработок, вскрывающих месторождение вкрест его простирания, а также по данным буровой разведки.

Расстояния между вертикальными разрезами различны и колеблются от 10—12 до 150—200 м. Для большинства полиметаллических месторождений, месторождений медноколчеданных руд и руд редких металлов расстояния между вертикальными разрезами не превышают 50—60 м.

Помимо вертикальных разрезов вкрест простирания составляют продольные разрезы и проекции рудных тел на вертикальную, наклонную или горизонтальную плоскость.

Для жильных месторождений, а также для линз и линзообразных тел большое значение имеют продольные проекции, на которых наглядно представлено пространственное расположение и склонение рудных столбов, глубина их распространения, зональное распространение оруденения и локализация наиболее обогащенных участков {рис. 114). Кроме того, на продольную проекцию наносят горные выработки и контуры блоков с запасами различных категорий. Очень важно, чтобы все погоризонтные планы, вертикальные и продольные разрезы были увязаны как между собой, так и с геологией поверхности. Составление сводных планов и разрезов необходимо поручать только квалифицированному инженеру-геологу, хорошо знающему месторождение.

Сводные погоризонтные планы и разрезы составляют на стандартных листах ватманской бумаги. Один экземпляр их хранится в геолого-маркшейдерском бюро, второй — на руднике. Иногда составляют еще один экземпляр, который хранится в специальном фонде, если таковой имеется на предприятии.

На всех планах и разрезах должны быть нанесены все горные выработки и буровые скважины, указаны номера горизонтов и их абсолютные отметки, номера геологических профилей и координаты. В нижнем нравом углу листа в специальном штампе указывают наименование предприятия, рудника, участка, чертежа, номер листа, масштаб, фамилии составителя и руководителя, дату составления.

На сводных планах и разрезах геологические элементы закрашивают цветными карандашами или красками, а горные выработки и тектонические нарушения наносят тушью.

Сводные погоризонтные планы и вертикальные разрезы должны ежемесячно пополняться новыми геологическими данными, полученными в результате проведения геологоразведочных и эксплуатационных работ.