следований во многом зависит от правильной организации работы буро вых и горно-разведочных подразделений, обеспечивающих получение геологической информации о глубинных частях изучаемых разрезов, о строении и вещественном составе рудных тел, выявленных при поисках.
В период каждого полевого сезона ведутся текущие камеральные работы — ежедневно после каждого маршрута или в специальные ка меральные дни, число которых определяется из соотношений: один камеральный день после 3 -5 дней наземных маршрутов или после 2 дней аэровизуальных наблюдений. Для камеральной обработки целе сообразнее использовать ненастные дни, малоэффективные для поле вых маршрутов и полетов.
По окончании последнего полевого сезона проводят ликвидацию полевых работ, во время которой оборудование и снаряжение подго тавливают к отправке на базу для сдачи на склады.
Цикл геолого-съемочных работ завершается этапом окончательной камеральной обработки материалов. Его основная задача — составле ние и оформление итогового отчета с графическими и текстовыми при ложениями. Кроме того, проводят компьютерную обработку ма териалов, составляют геологические базы данных по изучаемому геологическому объекту. Производят обработку геохимической и гео физической информации с использованием математических методов для выявления закономерностей распределения полезных ископаемых, определения точности и достоверности полученных данных. Произ водят также подготовку и выполнение графических материалов и гео логических карт в электронном виде. Для подготовки электронных гео логических карт используют специальные пакеты прикладных программ «Парк», Arclnfo и др.
Окончательные результаты геологической съемки, оформленные в виде государственной геологической карты (в электронном виде), подготавливают к изданию основными исполнителями геолого-съе мочных работ — авторами карты. На заключительном этапе работы в карту вносятся изменения и дополнения в соответствии с замечания ми рецензентов, научно-технического совета и редакторов карты.
9.3.Гидрогеологические
иинженерно-геологические работы
Гидрогеологические и инженерно-геологические работы представля ют собой весьма разнообразный комплекс исследований, в частности:
1)гидрогеологические и инженерно-геологические съемки терри тории, включая съемки для целей мелиорации;
2)изучение гидрогеологических и инженерно-геологических ус ловий разведки и будущей эксплуатации месторождений;
3)стационарные наблюдения за Режимом и балансом подземных вод;
4)поиски и разведку источников подземного водоснабжения, включая месторождения минеральных вод и промышленных рас солов;
5)изучение инженерно-геологических условий будущего строи тельства промышленных и гражданских объектов.
Организационно гидрогеологические подразделения, специализи рующиеся на съемке, поисках и разведке месторождений пресных и минерализованных подземных вод, входят в состав региональных про изводственных геологических предприятий.
Гидрогеологические условия в пределах разведуемых месторождений полезных ископаемых восновном изучаются специализированными гид рогеологическими отрядами.
Для проведения инженерно-геологических исследований, как пра вило, выполняемых по договорам с горнодобывающими, строитель ными и другими организациями, создаются специальные инженерно геологические отряды в составе гидрогеологических или комплексных геологоразведочных экспедиций регионального подчинения.
Организация специальных гидрогеологических и инженерно-гео логических съемок существенно не отличается от организации поле вых и камеральных работ при геологических съемках соответствующего масштаба. Традиционный набор работ дополняется отбором гидроге охимических проб воды и газов из поверхностных водоемов, родни ков, колодцев, скважин и горных выработок. Проводится необходи мый объем опытных работ, ведутся гидрогеологические наблюдения в картировочных скважинах. В результате составляются гидрогеологиче ские, геоморфологические карты, карты химизма подземных вод и другие специальные карты распространения карстовых, просадочных и оползневых явлений. В штат геолого-съемочных партий вводится специальный отряд или группа специалистов-гидрогеологов. При про ведении гидрогеологической или инженерно-геологической съемки по готовой геологической основе организуются отдельные съемочные отряды.
Поиски и разведка месторождений подземных вод, как и поиско во-разведочные работы на твердые полезные ископаемые, организу ются последовательно, по стадиям. Результатом поисков и разведки месторождений подземных вод является подсчет эксплуатационных за пасов воды, определение содержания основных и попутных полезных компонентов и вредных примесей, способов обогащения вод и удале
ния остаточных промышленных стоков, а для месторождений пресных вод — разработка схемы водозабора, где указываются средние и ми нимально допустимые дебиты эксплуатационных скважин, их глуби ны и конструкции, способы и средства фильтрации воды и водоподъ ема, срок эксплуатации водозабора.
Основные методы поисков и разведки подземных вод аналогичны методам изучения гидрогеологических условий месторождений твер дых полезных ископаемых, применяемым с целью определения общей обводненности месторождений и прогноза величины водопритока в горные выработки. Для решения этих задач бурятся гидрогеологичес кие скважины, в которых проводятся опытные наблюдения за гидро динамикой подземных вод. Основные виды детальных исследований водоносных горизонтов — пробные опытные и опытно-эксплуатацион ные откачки.
При пробных откачках предварительно оцениваются качество воды и фильтрационные свойства горизонта. Опытные откачки служат для наблюдений за изменением параметров изучаемой водоносной струк туры; в задачу опытно-эксплуатационных откачек входит подсчет за пасов подземных вод и других параметров будущего водозабора.
Схема откачки зависит от геолого-гидрогеологических условий разведуемого месторождения или типа водозабора. Она включаетданные о конструкциях и расположении скважин, местах установки фильтров, набора оборудования для откачки (насосы, эрлифты, фильтры, трубы и т. п.). Это существенно облегчает организацию откачек и упрощает рас четы параметров будущего водозабора.
Откачки имеют довольно большую продолжительность. Так, в за висимости от характера пород водоносного горизонта и их коэффи циента фильтрации, продолжительность пробной откачки колеблется от 1-2 сут. в скальных породах на одно понижение уровня до 5 -7 сут. в песках, а опытной групповой — от 7 (скальные породы, галечник) до 20 сут. (мелкозернистые пески). Процесс откачки должен быть непре рывным. Это обусловливает повышенную надежность основного технологического (насоса, компрессора), вспомогательного и энергетического оборудования и требует наличия резервных агрегатов на месте работ в состоянии полной готовности.
Для обоснования возможностей строительства различных объектов также проводятся инженерно-геологические исследования. Они вклю чают: изучение геологического разреза грунтов, лежащих в основании будущих сооружений, определение физико-механических свойств грун тов, анализ водного и температурного режимов среды, окружающих фун даменты сооружений. Основные методы решения этих специфических задач — отбор проб грунтов с сохранением в них всех основных физико
механических свойств и проведение опытных работ с испытываемыми грунтами в их естественном залегании для определения прочностных свойств (опытные наливы, прессиометрия грунтов, опытная цемента ция пород, метод вращательного среза и т. д.).
9.4. Горно-буровые работы
Общие сведения. Бурение геологоразведочных скважин — наиболее распространенный вид работ, предназначенных для получения геоло гической информации. Оно применяется на всех без исключения ста диях геологических исследований.
Термин «геологоразведочные скважины» обобщает несколько групп скважин по их назначению: картировочные, структурные (опор ные), поисковые и разведочные, гидрогеологические, инженерно-гео логические, сейсморазведочные (взрывные) и специальные (вентиля ционные, геотехнологические, шурфоскважины и т. п.).
Бурение позволяет получить самую разнообразную геологическую информацию. Так, получаемый при бурении скважин керн дает возмож ность решить следующие задачи: определить пространственные коор динаты, глубину и элементы залегания полезного ископаемого; замерить углы падения и простирания, атакже выяснить мощности отдельных пластов горных пород и рудных тел; установить вещественный состав, ми-* нералого-петрографические и физико-механические свойства пробуренных пород, в том числе имеющих инженерно-геологическое значение, крепость, пористость, плотность, трещиноватость и т. д.
Кроме того, скважины используются для решения самостоятельных задач:
1)для проведения геофизических (электрических, радиоактивных, акустических и т. д.) измерений, фотографирования и те леметрических замеров для определения местонахождения и элементов залегания пластов горных пород, а в отдельных слу чаях и их качественного состава;
2)для выяснения статического и динамического уровней под земных вод, проведения откачек, замеров температур и отбора проб воды и газа в целом по пробуренному интервалу и от дельным горизонтам; обеспечения циркуляции растворов и от бора геотехнологических проб; выполнения специальных работ (вентиляция горных выработок, взрывные работы и т. д.).
Основные задачи и направления организации процесса бурения сква жин. Главной задачей при организации процесса бурения является минимизация времени и удельной себестоимости его выполнения. При этом должны соблюдаться заданные проектом качественные показа
тели — отбор достоверных проб керна и выдерживание проектного на правления стволов скважин.
Для организации бурения необходимо рассмотреть ряд вопросов, тесно связанных с техникой и технологией процесса бурения. К ним относятся: выбор способа бурения и обоснование элементов конструкциихкважины, выбор типов породоразрушающего инструмента и оп ределение оптимальных технологических режимов бурения; выбор типа, диаметра и материала бурильной колонны, обоснование выбора типоразмеров и марок бурового, силового и вспомогательного обору дования; определение рецептуры, технологии и организации приго товления промывочных жидкостей; разработка рациональных приемов выполнения отдельных операций и схем организации труда на рабо чих местах буровой бригады; рациональная организация подготовки площадки и выполнения монтажно-транспортных работ; организация непрерывного контроля за соблюдением рациональных технологичес ких режимов процесса бурения и предупреждение аварийных ситуа ций; обеспечение своевременного и четкого ведения первичной про изводственной организационно-технологической документации.
Структура производственного процесса. Бурение разведочных сква жин — сложный производственный процесс, состоящий из собствен но бурения и целого ряда других процессов. Чтобы наглядно предста вить структуру всего процесса разведочного бурения, рассмотрим элементы баланса рабочего времени буровой установки.
Основной рабочий процесс — собственно бурение скважины — со стоит из отдельных рейсов — отрезков рабочего времени, протекающих от момента начала подготовки бурового снаряда к спуску в скважину до окончания подъема снаряда из скважины. Операции, которые в каж дом рейсе повторяются, несут на себе основные, подготовительно-зак лючительные и вспомогательные функции.
Собственно бурение скважины выражается временем Т6, состоя щим, в свою очередь, из времени выполнения основной операции — углубки забоя скважины (времени чистого бурения) Ту и суммы вре мени выполнения остальных вспомогательных операций в каждом рей се Тво. Время 7^ регламентируется Едиными нормами времени (ЕНВ, периодически издающимися в отрасли) в зависимости от буримости пород, вида породоразрушающего инструмента (алмазная или твердо сплавная коронка, шарошечное долото и т. п.) и параметров режима бурения. Время Твотакже складывается из суммы нормативов ЕНВ на перекрепление и спуск-подъем труб, промывку скважины и т.д., что видно из формулы расчета нормы времени на бурение 1 м скважины:
я вр= ту+ тпк + Т Н+ (Тсп + Тпхп + Тпр + Тж+ Тж) / Р , час/м (9.1)