В соответствии с принципом последовательных приближений процесс разведки состоит из следующих этапов разведочных работ: поисково-разведочный, предварительная разведка, детальная разведка и эксплуатационная разведка.
Первый, поисково-разведочный, этап служит для выявления основных рудных объектов открытого месторождения и предварительного определения их промышленной ценности.
Второй этап — предварительная разведка — ставит своей целью выяснить основные особенности геологического строения найденного месторождения и ориентировочно оценить общее количество минерального сырья в недрах. Разведка заключается во вскрытии и прослеживании выходов рудных тел на поверхности канавами и шурфами (оконтуривание с поверхности) и, если это необходимо, в изучении рудных тел редкими буровыми скважинами на глубине. Одновременно на площади, где вскрываются руды, проводится крупномасштабное (М=1:5000, 1: 1000) геологическое и топографическое картирование с применением геофизических, минералогических (шлиховых) и геохимических методов исследования.
В третий этап при, детальной разведке должны быть получены полные и надежные данные для окончательной промышленной оценки месторождения.
С этой целью рудные тела месторождения прослеживаются на глубину системой горных выработок и буровых скважин (оконтуриваются на глубину), подробно изучаются их морфология, условия залегания (особенно на первых 2—3 горизонтах работ), определяются качество, типы, сорта, технологические (свойства и пространственное размещение руд, изучаются горнотехнические и гидрогеологические особенности месторождения.
Размещение выработок и их численность должны обеспечить подготовку запасов руд высоких категорий (т. е. с высокой степенью точности).
Результаты разведки отражаются на детальных геологических планах М= 1: 1000, 1: 5000 и разрезах.
По данным детальной разведки производится подсчет запасов, который после утверждения в ГКЗ [4] совместно с окончательным ТЭДом является исходным материалом для проектирования и строительства горнопромышленного предприятия.
Четвертый этап геологоразведочных работ — эксплуатационная разведка — проводится уже в период разработки месторождения с целью доразведки флангов и глубоких горизонтов месторождения, уточнения распределения сортов руд и выявления рудных тел, сопровождающих основные.
На базе данных эксплуатационной разведки проводятся различные текущие эксплуатационные расчеты, особенно по учету запасов руд, определению их потерь при эксплуатации и разубоживания.
Разведка залежей полезного ископаемого сводится к их пересечению горными выработками и буровыми скважинами вкрест простирания или реже по простиранию с использованием геофизических и геохимических методов исследования.
Горные выработки. При разведке залежей проходятся канавы, шурфы, дудки, разведочные шахты, штольни и связанные с последними квершлаги, орты, штреки и восстающие.
Канавы проходятся в рыхлых породах и наносах мощностью до 3—5 м в целях обнажения рудных тел и вмещающих их пород. Различают канавы магистральные и прослеживающие (разведочные).
Магистральные канавы проходятся обычно с целью поисков рудных тел, вскрытия и изучения геологического разреза на участке месторождения. Поэтому они задаются вкрест простирания рудных тел и рудоносных структур, проходятся на многие десятки и сотни метров и отстоят друг от друга на различные расстояния, определяемые типом месторождения, размерами рудных тел и другими его геологическими особенностями. Разведочные канавы, проходимые в целях прослеживания рудных тел, располагаются также вкрест простирания при расстоянии одна от другой обычно 20—40 м и более.
Шурфы — вертикальные выработки с прямоугольным сечением 1 —1,5; 2—2,5 м2— проходятся на глубину до 30 м. Они: 1) вскрывают рудное тело, погребенное мощ-
ным слоем рыхлых отложений; 2) вскрывают и разведывают верхние части круто падающих тел; 3) вскрывают и разведывают полого или горизонтально залегающие вблизи поверхности залежи (пласты углей, россыпные месторождения, кору выветривания и т. д.).
Дудки — вертикальные короткие выработки круглого сечения диаметром 0,8—0,9 м — проходятся взамен шурфов в породах, не требующих крепления.
Разведочные шахты — вертикальные или наклонные выработки сечением 4, 6 и 11 м2 и глубиной до 50— 100 м — проходятся на участках с пологим рельефом.
Из шахт проходится система подземных выработок для изучения и прослеживания рудных тел:
квершлаги — горизонтальные выработки, проводимые от стволов шахт до подсечения рудного тела вкрест или диагонально его простиранию;
штреки — горизонтальные выработки, идущие по рудному телу, прослеживая его по простиранию;
орты — горизонтальные выработки, проводимые из штреков для пересечения ими всей мощности рудной залежи в соответствующих поперечных сечениях;
восстающие — вертикальные выработки, идущие по рудному телу с нижнего горизонта к верхнему.
Штольни — горизонтальные подземные выработки сечением 2,7 и 3,6 м2, имеющие выход на поверхность, применяются при разведке месторождений в условиях крутосклонного рельефа. Из всех горных выработок тяжелого типа они наиболее дешевы и быстропроходимы. Штольнями разведываются месторождения самых разнообразных полезных ископаемых.
Буровые скважины — это вертикальные, наклонные или горизонтальные выработки цилиндрической формы малого диаметра (от 30 до 250 мм) и большой глубины (до сотен и первых тысяч метров).
Диаметры пробуренных скважин приняты равными 17, 130, 115, 85, 75, 65 мм. Углы наклона скважин к горизонту определяются местными условиями и могут быть самыми различными.
Применение тех или иных технических средств разведки зависит от ряда различных факторов: геологических условий месторождения, этапа разведочных работ, горнотехнических, экономических и других условий.
Расположение горных и буровых выработок, участвующих в разведке, подчинено основному методу разведки—получению геологических разрезов и, следовательно, должно быть строго определенным и выдержанным по заданным направлениям: линиям (профилям) или сеткам.
При разведке круто падающих рудных залежей, имеющих вытянутую форму, или долинных россыпей линии выработок располагаются вкрест простирания, образуя систему вертикальных поперечных сечений рудного тела — разрезов.
Большое количество месторождений разведается по взаимно перпендикулярным направлениям (квадратные, прямоугольные сетки) или по направлениям, дающим ромбическую сетку. Выработки располагаются в вершинах квадратов, прямоугольников и ромбов, равномерно освещая всю площадь рудного тела. Выбор сетки зависит от формы месторождения: квадратные — на месторождениях изометрической формы (штокверках, линзообразных залежах, пластах), прямоугольные — на таких же месторождениях, но вытянутой формы, причем большая сторона прямоугольника ориентируется по направлению простирания тела, малая сторона - по поперечному направлению, в котором наблюдается большая изменчивость тела. Ромбическая сетка также может использоваться в рассмотренных случаях, но применяется реже.
Месторождения жильной формы, характеризующиеся большой изменчивостью
мощности и содержания ценных компонентов, разведаются подземными горными выработками, непрерывно прослеживающими их по простиранию и падению (штреки, восстающие).
Следует иметь в виду, что при разведке месторождений сеткой или линиями нередки случаи, когда необходимо проходить отдельные выработки и вне принятых направлений: для уточнения строения сложного участка рудного тела, выяснения положения смещенных тектоническими нарушениями блоков рудных тел и т. п.
Под плотностью разведочной сети S0 понимается площадь тела полезного ископаемого, приходящаяся на одну разведочную выработку, пересекающую тело (М. Б. Крейтер, 1961).
Плотность разведочной сети можно выразить и через расстояние между выработками.
Вопрос о выборе рациональной плотности разведочной сети является одним из основных вопросов разведки, определяющих выполнение изложенных выше принципов разведки.
Способ сравнения данных разведки с данными эксплуатации — наиболее надежный прием определения рациональной плотности разведочной сети и определения степени достоверности данных разведки.
Способ моделирования, в основу которого положено экспериментальное определение изменчивости параметров (мощности) и фактических погрешностей подсчета запасов месторождения на искусственных моделях при различных вариантах плотности сети. Полученные выводы распространяются на типичные месторождения.