Методика, объемы и качество проведенных геологоразведочных работ

Геологоразведочные работы по изучению Комсомольского месторождения проводились в 3 стадии: поисково-разведочные работы 1933 г., предварительная разведка 1963-1965 гг. и детальная разведка 1978-82 гг.

В 1933 г. после открытия Поповым С.А. в процессе выполнения магнитометрических съемок масштаба 1:10000 Комсомольского месторождения железных руд, на месторождении проведена магнитометрическая съемка масштаба 1:2000. На основании результатов магниторазведки в 3 профилях проходилось 12 шурфов, из которых только 2 шурфа (из-за большой мощности моренных отложений) смогли вскрыть коренные породы – железистые кварциты. В добытых шурфах отобрана одна проба длиной 1,5 м. Магнитные съемки масштаба 1:2000 и 1:10000 в настоящее вермя использовать не представляется возможным, т.к. точность низкая (+/- гамм), а в сохранившихся отчетах не приведены сведения о топографической привязке участка работ.

Запасы месторождения на основании работ 1933 г. оценены в 64,7 млн. т. Железных руд по кат. С и утверждены были комиссией по запасам ПГРТ (протокол № 103 от 05.04.24. г.).

В 1963 г. в связи с решением Госметаллургкомитета СССР о расширении рудно базы Череповецкого металлургического завода были возобновлены геологоразведочные работы на железные руды в Оленегорском районе. Одновременно с доразведкой Оленегорского месторождения была начата предварительная разведка на Комсомольском месторождении. В период с 1964 года по февраль 1965 г. пробурено 15 скважин объемом 3805 п.м. По результатам работ был составлен отчет с подсчетом запасов железных руд по состоянию на 01.05.65г. Протоколом от 28 мая 1965 года. Постоянно действующей комиссией по запасам Госпроизводгеолкома РСФСР балансовые запасы утверждены в количестве С -68,2 млн.т. и С -32,9 млн.т. Дополнительно в этом же году было пробурено 6 скважин объемом 1912 п.м. и произведен пересчет запасов по состоянию на 01.01.66г. В результате подсчета утверждены балансовые запасы С - 108,4 млн.т.; С -13,0 млн.т.

Работы по предварительной разведке месторождения производились на 7 профилях (6, 10, 14. 18, 22, 26 и 30), расположенных через 400 м друг от друга. За 1963-66 гг. на рудной залежи протяженностью 2500м пробурена 21 скважина общим объемом 5715,5 п.м., по 3 скважины в профиле, за исключением профилей 10 и 30, где соответственно пройдено 6 и 1 скважина.

Расстояния между скважинами в профилях составляло 100-150м, предельная глубина подсечения рудной залежи колебалась от 300 до 370 м от поверхности или в абсолютных отметках до горизонта от минус 105 до минус 175 м. Большая часть коренных отложений (от 10 до 40 м) не позволила изучить головную часть залежи шурфами, в связи с чем оконтуривание ее в приповерхностной части производилось путем проходки головных скважин глубиной от 70-90 м до 180-200м. Скважины проходились наклонными с изначальными углами заложения 70-75° с азимутом бурения – северо-восток 51-52°. Бурение проводилось как дробью, так и алмазами (данные о способах проходки см. в сводной таблице на стр. 49). ПО большинству скважин проведены замеры азимутальных и зенитных искривлений гироскопическим инклинометром ИГ-70 и Иг-50.Замеры искривлений показали, что угол наклона резко меняется в переделах четвертичных отложений и верхних горизонтов коренных пород, где составляют 3-4° на 10 м, а при дальнейшей проходке – 1-1,5° на 10м углубки скважины. Азимутальные отклонения ствола скважины от заданного направления 3-5° до 20-25° в зависимости от глубины скважины. Выход керна по скважинам предварительной разведки менее допустимого (менее 70%) только в трех скважинах: скв.6-57%, скв.6^а-59%и скв. 11-55%. Все три скважины с низким выходом керна- головные, объем бурения по руде незначителен (всего 36,5 м) и практически они не влияют на качество рудных подсечений в целом по месторождению.

Опробование рудного керна в начальный период проводилось секцией длиной 2 м, затем после проведения экспериментальных работ (Бобрышев Г.И. и др. 1965г.), в частности, после вычисления средних содержаний железа методом разрежения по всем скважинам, опробованным секций по 2 м, была доказана надежность опробования при увеличении длины секции до 4 м. Опробованию подверглись все интервалы, пройденные по кварцитам. Вмещающие породы опробовались частично.

Рядовые пробы анализировались на железо растворимое, закисное и, частично, общее. Вредные примеси и шлакообразующие окислы определялись в сборных пробах.

Технологические свойства и обогатимость руд изучались на 2 пробах из керна скважин. Проба №3 весом 1525 кг отобрана в 1964 г., из скважины №1 (профиль 10), проба № 6 весом 1399 кг- в 1965 г., из скважины 2 и3 (профиль 18 и профиль 26).

В 1977г., в связи с дальнейшим расширением Оленегорского ГОКа, институтом Гипроруда разработан ТЭД целесообразности детальной разведки Комсомольского месторождения и проект временных кондиций. ТЭД и проект временных кондиций были рассмотрены и утверждены ЦКЗ МЧМ СССР (протокол 49-ВК от 06.12.77г.).

В соответствии с рекомендацией ЦКЗ Минчермета СССР о проведении детальной разведки Комсомольского месторождения, объединением «Севзапгоелогия» разработано геологическое задание и был составлен проект на проведение детальных геологоразведочных работ на месторождении с целью решения следующих задач (т.1 прил. №1):

а) осуществить разведку Комсомольского месторождения по промышленным категориям в соответствии с требованиями Инструкции ГКЗ применительно к месторождениям II группы, глубину разведки ограничить горизонтами 200-300 м; плотность разведочной сети для запасов категории С (работы I очереди) – 200х100м.

б) единичными скважинами оценить перспективы глубоких горизонтов месторождения на 50-100 м глубже дна карьера, определенного ТЭДом и проектом временных кондиций, в центральной части и на юго-восточном его фланге;

в) оценить прилегающие к месторождению магнитные аномалии и изучить на безрудность площади, проектируемые под застройку;

г) после проведения работ по оценке запасов категории С определить участок разведки запасов категории В (работы II очереди), согласовав выбор участка с институтом Гипроруда и провести разведку по сети 100х50);

д) изучить вещественный и химический состав руд, их технологические свойства, гидрогеологические и горно-технологические условия разработки;

е) повести оценку качества и количества пород, слагающих вскрышу месторождения с целью определения возможности и области их промышленного использования.

Детальная разведка месторождения выполнена Центрально-Кольской КГЭ в течение 1978-82 гг. По материалам детальной разведки произведен оперативный подсчет запасов железных руд при различных значениях бортового содержания по железу магнетитовому (по состоянию на 01.06.81г.), результаты которого использованы институтом Гипроруда при составлении ТЭО постоянных кондиций для Комсомольского месторождения. Постоянные кондиции для подсчета запасов железных руд Комсомольского месторождения утверждены ГКЗ СССР 30 июня 1982 года протоколом I7I2-к. (Прил.4).

Сведения о выполненных на месторождении объемах основных видов геологоразведочных работ даны в прилагаемой сводной таблице (стр.49). Характеристика методики проведения этих работ приводится в нижеследующих разделах. Описание топогеодезических работ дается в отдельном томе (см. т. VI).

Колонковое бурение.

Буровые скважины являлись основным видом геологоразведочных работ на стадиях предварительной и детальной разведки. В период проведения первой очереди детальной разведки на месторождении была пробурена 41 скважина объемом 10450,6 м. Глубина скважин колебалась от 35 до 687 м, при средней -255м. При размещении скважин предусматривалось создание единой для всего месторождения сети разведочных профилей с расстояниями через 200м по простиранию. С этой целью дополнительно на месторождении разбито 6 новых профилей: 8, 12, 16, 20, 24, 28. Количество скважин в профиле составило от 2 до 5 в зависимости от мощности рудной залежи и общей геологической обстановки. На профилях предварительной разведки: 6, 10, 14, 18, 22, 26, 30 проводилось доизучение морфологии рудной залежи, как в приповерхностной части, так и на глубине. Одновременно на профилях 10, 12 и 14 были пройдены глубокие скважины 29, 57 и I7-СП для поисков рудных тел на глубине и выяснения перспектив распространения железистых кварцитов. Рудная залежь по завершению работ первой очереди была разбурена скважинами по простиранию через 200 м в переделах профилей 6-30 и через 30-200 м (в среднем 100м) по падению до отметок минус 300м (около 450м от поверхности). В период завершения работ первой очереди в сентября 1979г. с институтом Гипроруда был согласован участок в районе профилей 8-14 для разведки запасов категории В (прило. 2). От ранее намеченного участка между профилями 22-28 пришлось отказаться, т.к. качество руд в этой части месторождения значительно ниже среднего по месторождению, руды содержат больше серы и, кроме того, залежь имеет более сложное строение из-за обилия пустых прослоев в рудной массе.

Во вторую очередь детальной разведки на рудной залежи пробурено 43 скважины объемом 11299,9 п.м. глубиной от 48 до 755 м при средней 265м. Основная часть объемов буровых работ (17 скважин) была реализована на профилях 9-14 для разведки запасов категории В. Плотность скважин в профиле в зависимости от степени разведанности изменялась от 3 до 7 скважин. Кроме того, одновременно на юго-восточном фланге пробурены скважины 112, 131 (пр.20), 125 (пр.22), 124 (пр.24) и 126 (пр.26), которые уточнили морфологию залежи в этой части месторождения и в отдельных случаях установили тенденцию к выклиниванию залежи ниже горизонта минус 200м. Как и в первую очередь продолжалось доизучение залежи в приповерхностной части («головной»), где залежь в каждом профиле (8-14) заверена 3 скважинами. Проходка скважин в верхней части залежи показала более сложное строение рудной толщи, чем на нижних горизонтах, что обусловлено наличием жильных пород и безрудных прослоев, здесь развиты также и более бедные руды.

№№ профилей	Предварительная разведка	I очередь	IIочередь	Всего I+II	Всего по профилю
дробовое бурение	алмазное бурение	Итого	алмазное бурение	дробовое	алмазное	Итого
8.3
Всего
	Скважины на безрудность (59-69)
	Гидрогеологические скважины (130,131)
Всего

Одновременно проходились скважины для изучения физико-механических свойств вмещающих пород лежачего бока. Пробурено 7 скважин объемом 381 м (скв. 70-74, 117 и 122), что позволило дать оценку вмещающим породам лежачего бока на щебень.

В период детальной разведки так же исследована близлежащая территория на безрудность, рекомендуемая институтом Гипроруда под промплощадку и отвалы пустых пород. Пробурено 11 скважин объемом 1233,5 м и глубиной от 70 до 201 м. Соответствующие рекомендации по результатам оценки на безрудность переданы институту Гипроруда при составлении ТЭО постоянных кондиций (Гипроруда, 1982г.).

Для получения фильтрационных свойств пород охранного целика (месторождение расположено в 220-250 м от оз. Имандра) пробурены 2 гидрогеологические скважины объемом 163,80 м. Таким образом, всего на месторождении пойдено 125 скважин объемом 29244,38 м., в том числе в детальную разведку – 104 скважины объемом 23529,80м.

В процессе детальной разведки проводилось сличение первичной документации с натурой. Проверка выполнялась с привлечением геологической службы Оленегорского ГОКа (прил. №№ 12-14).

Методика выполнения буровых работ на стадиях предварительной и детальной разведки не претерпела изменений, только в предварительную разведку частично применялось дробовое бурение, а в период детальной разведки – скважины бурились только алмазными инструментами. Диаметр бурения дробью 110 мм, скважинами – 59мм. Скважины бурились наклонными (кроме гидрогеологических, которые пробурены вертикальными) с углами заложения от 57 до 85° и азимутами бурения по СВ по линии профилей (51-52°) и только скважина 6^а в стадию предварительной разведки пройдена с обратным азимутом. В скважинах производились замеры зенитного и азимутального искривления ствола. Замеры искривлений в мелких скважинах выполнялись после закрытия скважин, а в глубоких с целью контроля за направлением бурения – через 100-150м углубки скважины. Замеры проводились приборами ИГ-70, Иг-50, Иг-36 через интервалы 10-20м. Обработка данных (прил. № 12, 13, т II) показала, что стволы дробовых скважин выполаживается в среднем 7.1° по зениту и азимутально уходит на 2.2° на каждые 100м проходки, а скважины алмазного бурения соответственно – 4.2° и 5.1°. Дробовые и алмазные скважины в верхних частях искривляются по зениту более интенсивно, чем на глубинах ниже 300м (в 3-6 раз), а алмазные – в верхних частях 5-8°, а ниже 300м- около 4°на 100м с уменьшением до 2-3°на глубинах 500м.

В основном отмечается уход скважин по азимуту влево от профиля, но отдельные скважины в процессе проходки ушли вправо от профиля (прил. № 12,13, т. II).

При отстройке стволов скважин на разрезах введены поправки на зенитные и азимутальные искривления, также введены поправки и на подсчетные контуры рудных тел, когда скважины, подсекающие рудную залежь, ушли на значительное расстояние от профиля (проф.11-13 и др.). Для проведения скважин в заданном направлении применялись различные технические средства по удержанию стволов: жесткие компоновки, стационарные и съемные «клинья», «торбаганы», ограничивались длины рейсов, регулировалось давление на забой и т.д.

Несмотря на применяемые меры, отдельные скважины удержать от выполаживания и ухода по азимуту не удалось.

Ниже в таблице приводятся усредненные значения азимутальных отклонений по интервалам проходки:

Из общего числа 55 скважин глубиной более 200м, участвующих в подсчете запасов, только в 8 скважинах (7 скважин 1963-65 гг и 1 скважина № 84 детальной разведки) не проведены замеры азимутального искривления. Скважины, не замеренные азимутально, располагаются между выработками, в которых замерялись азимутальные искривления, и рудные подсечения в них согласуются с подсечениями в скважинах, где есть замеры.

Оценка влияния скважин, по которым не замерены азимутальные искривления, дается в нижеследующей таблице:

Как видно из таблицы, все скважины, по которым не замерены азимутальные искривления, практически не оказывают влияния на достоверность оконтуривания залежи в профилях.

Выход керна.

Выход керна по рудным интервалам в контуре подсчета в среднем по месторождению составляет 84% при колебаниях в профилях от 71 до 89% (прил. № 27, т. III). Подавляющее большинство скважин имеет выход керна от 70 до 100% и только в 12 скважинах из 97 участвующих в подсчете, ывход керна менее 70%.

Список скважин с низким выходом керна приводится в нижеследующей таблице:

Объем скважин с некондиционным выходом керна в среднем в профиле составляет 3-6%, в отдельных случаях возрастая до 12-29% (проф. 22 и 28), а в целом по месторождению при рудной мощности 6747,77 м рудные интервалы по этим скважинам составляют около 4,5%. Учитывая незначительный объем рудных интервалов по скважинам с низким выходом керна, а также принимая во внимание, что в основном перечисленные в таблице скважины пройдены в головной части рудной залежи, а сплошность залежи подтверждена каротажем ЮМВ и кроме того, в каждом профиле мы имеем высокую степень изученность залежи буровыми скважинами с кондиционным выходом керна, следует считать, что вышеуказанные скважины не являются дефективными и определенные по ним мощности и качество рудных подсечений могут быть использованы при подсчете запасов.

Кроме 12 скважин с низким выходом керна в отдельных скважинах встречаются также интервалы с выходом керна по руде менее 70%. Объем этих интервалов составляет в целом по месторождению – 1061,22 п.м. или 15,7% по объему и 16,4% по количеству проб (326 проб при общем объеме 1986 штук).

Интервалы с низким выходом керна по каждой скважине приводятся в прил. № 26, т. III, а в целом по месторождению и классам выходам составляют:

Интервалы проб с низким выходом керна (1061,22 п.м./326проб) в целом не оказыает существенного влияния на среднее содержание железа магнетитового по месторождению, что подтверждается таблицами по суммированным классам выхода керна, как по рудной зоне, так и по интервалам с содержанием железа магнетитового более 10%. Итоговые таблицы сопоставления приводятся ниже, а исходные в т. III прил. №20-25.

Таблица средних содержаний железа магнетитового по рудной зоне по классам выхода керна (данные хим. анализов)

Таблица средних содержаний железа магнетитового (по руде с содержанием Fe магн.>10%) по классам выхода керна (данные хим. анализов)

Из таблиц видно, что в суммированных классах выхода керна по рудной зоне содержание железа магнетитового изменяется всего на 0,53% абсолютных или 2% относительных, а по рудным подсечениям с содержанием железа магнетитового более 10% практически вообще не изменяется (0.07-0.14%), что указывает на отсутствие значительного избирательного истирания керна. Это подтверждается и сопоставлением результатов хим. анализов с данными КМВ (см. прил. № 24-25, т.III). Сопоставление проведено по пробам, где есть определения КМВ и результаты приводятся в нижеследующей таблице:

Итоговая таблица

Сопоставления содержаний железа магнетитового по хим. анализам и данным КМВ в зависимости от выхода керна

Класс выхода керна	Кол-во проб в классе	Ср. содерж. Fe магн., %	Среднее расхождение
шт. Всего по рудной зоне/ по руде с сод. Fe магн.>10%	п.м. Всего по рудной зоне/ по руде с сод. Fe магн.>10%	хим. анализ Всего по рудной зоне/ по руде с сод. Fe магн.>10%	КМВ Всего по рудной зоне/ по руде с сод. Fe магн.>10%	абсол. %	относит. %
0-40%
40-50%
50-60%
60-70%
70-80%
80-90%
90-100%
Всего 0-100%

 

 

Только в классе 0-40% имеем довольно большие расхождения данных хим. анализов и КМВ, а в остальных – расхождения незначительные. Пробы класса 0-40% составляют всего около 3% как по количеству, так и по метражу от лбщего количество проб, участвующих в подсчете, и поэтому практически не влияют на выведенное среднее качество руд по месторождению,

Необходимо отметить, что основная масса проб в классах выхода керна 0-40%, 40-50%, 50-60% и 60-70% приурочена к верхней части рудной залежи (интервале глубин 0-100м).

Распределению проб по классам выхода керна в зависимости от глубины приводится в нижеследующей таблице:

 

Пробы по классам выхода керна и интервалам глубин в подсчетном контуре по основной залежи и пластам 1 и 4

Интервалы глубин, м	Классы выхода керна, %
0-40	40-50	50-60	60-70
число проб	мощность	содерж.	число проб	мощность	содерж.	число проб	мощность	содерж.	число проб	мощность	содерж.
0-100		117.39	15.20		56.00	16.40		100.75	20.98		151.85	18.57
100-200		20.50	22.06		14.05	11.49		30.19	20.20		26.60	26.80
200-300		6.60	21.78		13.70	13.11		55.30	16.32		62.70	19.93
300-400		5,20	17.70		22.10	27.71		47.19	25.15		83.95	28.26
400-500		19,90	25.96		48.50	26.90		47.40	28.31		57.15	26.33
500-600	-	-	-		1.60	14.85	-	-	-		12.60	25.93
Итого		169.59	17.63		155.95	20.52		280.83	21.98		454.85	23.29
Интервалы глубин, м	Классы выхода керна, %
70-80	80-90	90-100	0-100
число проб	мощность	содерж.	число проб	мощность	содерж.	число проб	мощность	содерж.	число проб	мощность	содерж.
0-100		242.93	21.65		269.36	22.11		534.69	21.54		1472.97	20.62
100-200		137.98	23.16		390.66	25.58		954.72	23.83		1544.70	24.07
200-300		138.90	26.62		287.77	5.79		682.56	25.20		1167.53	24.61
300-400		119.65	25.53		197.40	26.15		589.86	26.31		1065.35	26.28
400-500		142.40	28.22		123.10	29.16		305.90	28.26		744.35	28.10
500-600		55.00	27.06		48.60	27.28		169.30	22.54		287.10	24.32
Итого		836.86	24.76		1146.89	25.36		3237.03	24.54		6232.00	24.23

Опробование.

С целью изучения железных руд и вмещающих пород выполнен широкий комплекс опробовательских работ, включающий химическое опробование (с отбором керновых проб), петрографо-минералогические исследования, физико-механические испытания руд и пород, технологическое опробование и валообъемное технологическое.

Отбор проб из керна скважин поизводился по общепринятой методике, после выполнения геологического послойного описания керна с увязкой контактов между отдельными разновидностями пород и руд по каротажным диаграммам КМВ и ГК. После разметки проб производился их отбор. Рудные интервалы подвергались списочному опробованию секцией длиной в среднем 4м. Прослои пустых пород в руде мощностью до 5м выделялись в отдельную порбу. При больших мощностях безрудных прослоев по ним отбирались приконтактовые пробы по одной на каждый контакт (секцией по 2 м). Аналогично приконтактовые пробы отбирались и по вмещающим рудную залежь породам. Вес проб в зависимости от диаметра и выхода керна составлял в среднем для дробового- 14 кг, алмазного -6.4 кг.

Пробы отбирались по схемам, рассчитанным по формуле Ричардса-Чечетта, при коэффициенте неравномерности распределения минеральных компонентов и=0.2.

Сведения о выполненных объемах кернового опробования по отдельным скважинам приведены в прил.9 (т.II), а распределение объемов по профилям приводится в нижеследующей таблице:

 

№№ проф	№№ скважин	Объем проходки по профилю	Всего опробовано	в т.ч. в контуре подсчета
п.м.	проб, шт	п.м.	проб, шт
	7,8а,21,73,74,81	926,25	202,49		81,05
	23,23а,25,26,82	1203,30	369,50		214,10
8,3		182,00	123,55		110,85
	85,86,87,89,133,29	2044,00	638,30		556,50
	1,4,5,6,6а,17,27,29а,115	2152,21	932,23		837,16
	30,91,92,93,94,95,98,129,57	2971,50	1133,10		1006,30
	35,37,38,39,51, 53,96,103а	2399,00	926,90		699,10
	40,41,72,98,99, 100,101,117,122,46	2061,80	728,40		535,20
	12,13,18,45,46а, 97,102,103,170а	2605,15	606,20		507,00
	28,31,32,33,54, 104,105	2125,30	365,20		327,20
	2,10,11,34,36,108	1553,16	351,87		326,20
	42,43,112,113,	1206,90	279,90		255,80
	14,15,20,44,116,	1570,02	351,69		306,40
	47,48,56,59а,120	1559,10	613,55		419,20
	3,9,16,49,70,71 118,119,126	1814,09	458,99		357,66
	50,52,55,82а	655,50	182,80		93,20
	19,58	312,80	30,05		-	-
5,4		140,00	58,10		-	-
6,8		140,00	88,50		43,00
7,6		220,00	153,05		71,85
Итого по основной залежи и рудным пластам 1 и 4	27347,08	8234,72		6632,92
Рудные пласты 2 и 3	500,00	299,65		114,85
Всего по месторождению	27847,08	8994,37		6747,47

В процессе детальной разведки проводился контроль опробования по вторым половинкам керна и стадиям обработки проб. Расчет случайной погрешности опробования приведен в прил. 10, т.II. В целом контрольные анализы подтвердили достоверность опробования по первым половинкам и по стадиям обработки. Результаты обработки контроля опробования следующие:

 

Кол-во проб	среднее содержание по основному анализу,%	среднее содержание по контрольному анализу,%	Расхождение, % абслютн.	Случайная погрешность, %	Относительный % погрешности к среднему содержанию по классу проб
I. вторые половинки железо магнетитовое Класс 0-30%
	20,71	20,63	+0,08	1,45
Класс более 30%
	33,71	32,93	+0,78	1,91	5,7
Железо общее Класс более 0-30%
	21,43	21,04	+0,39	1,20	5,6
	35,15	34,48	+067	1,45	4,1
II. Контроль обработки Железо магнетитовое Первая стадия Класс 0-30%
	22,24	22,08	+0,16	1,26	5,7
Класс более 30%
	33,23	33,42	-0,24	0,69	2,1
Вторая стадия Класс 0-30%
	22,24	22,05	+0,19	1,27	5,7
Класс более 30%
	33,25	33,43	-0,20	0,71	2,1
Железо общее Первая стадия Класс 0-30%
	23,77	24,09	-0,32	1,07	4,5
Класс более 30%
	34,33	33,56	+0,77	1,03	3,0
Вторая стадия Железо общее Класс 0-30%
	23,77	23,89	-0,12	0,72	3,0
Класс более 30%
	34,33	33,79	+0,54	0,74	2,2

Отобранные пробы имели отклонения фактических весов от расчетных от нескольких до 40-50%. Для определения дост