автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.14, диссертация на тему:Использование кернового опробования малого диаметра для оценки поликомпонентных руд (на примере медно-никель-кобальтового Заполярного месторождения)

государственный комитет российской федерации по

высшему образованию Московская государственная геологоразведочная академия

имени Сорго Орджоникидзе

Использования керноЕого опробования малого диаметра для оценки поликошонентных руд (на примера медно-никель-кобаль--тового Заполярного месторождения).

Специальность: 05.15.14 - Технология и техника

геологоразведочная работ

04.00.11 - Геология, поиски, и разиедка

РГ6 од

о КГ 193&

глтан ледулло осман

На правах рукописи

рудных и нерудных месторождений, металлогения.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1994г.

Работа выполнена в Московской государственной геологоразведочной академия им. Серго Орджоникидзе

Научные руководители : Заслуженный деятель науки и

техники РФ, доктор технических наук,

профессор Башкатов Д.Н. кандидат геолого- минералогических наук, доцент, Сидорков Е. А.

Официальные оппоненты: Доктор геолого - минералогических —-—" наук, Коган .Р.И. ~~ Кандитат технических наук

А.В.Кочнарёв

Ведущая организация : РосВнешгео Комитета по геологии и

использованию недр ГО.

Зашита диссертации состоится " " //сХе^у 1994г в "часов на заседании Диссертационного' Совет^ Д.063.55.01 при Московской государственной геологоразведочной академии

по адресу :117485 г Ыоскез, ул. Миклухо-Маклая, 23,ауд.

С диссертацией можно ознакомиться е СиОлиотике академии Автореферат разослан " С"/ " ^у'у'Л -У 1994г.

Ученый секретарь

Доктор технических наук, профессор

А.М.Лимитовский

Актуальностй проблемы. Заключается в необходимости повышения

эффективности разведочных работ за счет использования скважин малого диаметра, что существенным образом повышает технико-экономические показатели разведки. Вместе с этим, использование разведочных скважин малого диаметра в ряде случаев является причиной снижения информативности и качества опробования за счет неполного выхода керна, его избирательного истирания и т.д.

Получение кондиционного выхода керна является актуальной и важной задачей, требующей исследований и разработок рекомендаций по использованию разведочных скважин малого диаметра. Кондиционные количественна и качественные характеристики керновых проб достигаются при достаточном линейном и весовом выходе керна. В качестве об'екта исследований было выбрано Заполярное месторождение, где имеется достаточный опыт опробования скважин алмазного колонкового бурения различных диметров.

Вопросам достоверности кернового опробования различного диаметра и длины посвящены работы А.Б.Каждана (1974), Е.А.Сидорксва (1974, 1992), Ы.Н.Альбов (1975), Л.И.Четверикова (1990) и др.

Вопросы технологии и техники отбора достоверного керна в разведочном бурении рассмотрены в работах: Б.И.Воздвиженского, С.А.Волкова, С.С.Сулакшина,

Е.А.Козловскога, Д.Н.БашкатоЕа, И.Д.Бронникова, В.А.Каулина, П.П.Пономарева, А.В.Кочкарева, М.А.Денисова, В.В.Васильева, Г.К.ЕЬшмова, Ю.Л.Михалкевича, Н.Т.ТуякбаеЕа, А.Н.Кирсанова, А.А.Гребенюка и др.

Цель работы.Обоснование перспективности использования керновых проб малого диаметра, исследование их достоверности на примере разведки медно-никелеЕого Заполярного месторождения Паченгского рудного шля.

Основные задачи исследований. Для достижения поставленной

цели решались следующие задачи :

1 -Изучение количественных характеристик главных рудных минералов и типов руд Заполярного месторождения.

2 -Изучение влияния длины керновых и бороздовых проб на характеристики руд Заполярного месторождения -

3 -Изучение влияния длины проб на оценки связи между полезными компонентами руд Заполярного месторождения.

4 -Изучение влияния диаметра бурения и длины проб на результаты опробования.

Б -Сопоставление результатов опробования керношми пробами различного диаметра и бороздовыми. Фактическая основа и методика исследований. В диссертации использованы материалы, полученные автором в Печенгском горном комбинате, а также в геологических фондах:

1 -Геологическая карта Печенгского района.

2 -Геологическая карта Заполярного месторождения и Печенгского рудного поля.

3 -Разрезы по профилям Заполярного месторождения,

4 -План разведочных выработок Заполярного месторождения.

5 -Результаты кернового опробования скважин разного диаметра и бороздового опробования подземных горных выработок.

Основным методом исследований являлся статистический анализ с использованием персональных компьютеров 1ВЫ. Для этого были разработаны специальные программы, выполняющие:

1 -Статистическую группировку главных рудных минералов.

2 -Статистические расчеты по отдельным выборкам.

3 -Выявление корреляционных связей между полезными компонентами руд.

4 -Группировку исходных данных по длинам проб через 0.5м.

5 -Проверку статистических гипотез о равенстве средних и дисшрсий»

6.Проверку наличия систематических расхождений содержаний полезных компонентов руд при керноЕОм опробовании разного диаметра и бороздовом опробовании по методу

Д.А.Родионова.

Научная новизна.На основании изучения количественных характеретик руд Заполярного месторождения:

-Выделены группы типов руд и рудных залежей по содержании в ттит главных рудных минералов.

-Выявлено влияние длины керновых и бороздовых проб на статистические характеристики полезных компонентов руд.

-Доказана возможность использования керновых проб малого диаметра (46 мм) для достоверного опробования на Заполярном месторождении.

II .рактическая ценность. Сопоставление результатов опробования медно-никель-кобальтового месторождения Заполярное по керну диаметром 76,59 и 46 мм с бороздовым опробованием показало их достаточную сходимость. Это позволяет рекомендовать более широкое применение скважин малого диаметра (46 и 59 мм), для разведки медно-нинель-кобальтовых месторождений. Уменьшение диаметра бурения позволяет существенно (на 15-20%) повысить производительность разведочного бурения без снижения качества опробования и технико-экономических показателей геологоразведочных работ.

Апробация работы : Основные результаты работы обсуждались на заседаниях секций кафедр: методики поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, разведочного бурения и геоинформатики. Результаты исследований по теме диссертации

были доложены на научных конференциях МГГА (1991,1994г). По теме диссертации опубликована одна статья и две сданы е печать.

Обьем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав

и заключения. Она содержит 120 страниц машинописного текста, в том числе 15 рисунков, 40 таблиц, 6 приложения, {$£) список использованной литературы.

Диссертация выполнена на кафедрах разведочного бурения и методики поиски и разведки месторождений Московской государственной геологоразведочной академии.

Автор Еыражает глубокую благодарность научным руководителям: доктору технических наук, профессору Д.Н.Башкатову, кандидату геолого-минералогических наук, Е.А доценту Сидоркову за помощь и научное руководство.

Автор приносит глубокую признательность проректору по междугородним отношениям М.А.Емелину, всем сотрудникам кафедр разведочного бурения , методики поисков и разведки месторождение и геоинфэрматики Московской государственной геологоразведочной академии.

Автор весьма признателен руководству геологических и технических отделов Печенгского комбината (Мурманская

область, г.Заполярный).

Краткие сведения по содержанию работы и методике исследований.

В первой главе изложены основные сведения по общей характеристике сульфидно-никелевых месторождений и геологической изученности Печенгско-Аллареченского горно-промышленного района. Это глава заканчивается характеристикой геологических представлений о промышленных медно-никель-койальтовых месторождениях России и Зарубежья, а также рассмотрены результаты статистического объединения рассматриваемых совокупностей главных рудных минералов по однородности среднего и дисперсии.одновременно.

Во второй главе рассмотрено изменение оценок асимметрии и эксцесса (отнесенных к своему стандарту) по мере увеличения длин проб, что показывает нормализацию распределений содержаний никеля, меди и кобальта. Оценка взаимосвязи между полезными компонентами руд существенно (статистически значимо) зависит от длины проб т.е. для проб разной длины следует использовать свои оценки связи.

В третьей главе рассматривается эффективность кернового опробования Заполярного месторождения при малых (46,59 мм) диаметрах бурения. Для этого сопоставлялось опробование разных диаметров с бороздой по медно-никель-кобальтоЕым

- б-

рудвм Северной залежи Заполярного месторождения при использовании двойных колонковых труб и керноприемников, что позволяет сохранить достоверность керновых проб при переходе

к малым диаметрам.

В четвертой главе рассматриваются процессы формирования керновой пробы, позвелящие сохранить керн и получить достоверные и качественные керновые пробы.

Содержание работы и обоснование защищаемых положений.

Первое защищаемое положение.

Установлено, что текстурно-структурные типы руд и рудные зоны Северной залежи Заполярного месторождения не" являются однородными по содержанию й соотношению главных рудных минералов (пирротина^ петландита, халькопирита, пирита и их суммы). По их соотношению может быть выделено" пять статистически однородных групп.

. Нами для руд месторождениия Заполярного сопоставлялись статистические характеристики содержаний (средние, дисперсии и коэффициенты вариации) главных рудных минералов по девяти (I—IX) выборкам из различных текстурных типов руд и рудных зон, различанцихся содержанием никеля»

Исходные да^е по содержанию главных рудных минералов в эбьемных процентах получены по результатам количественных юдтетов Ю.Н.Нерадовского и С.М.Баркицкой (1985г) в ашишфах за установке МИУ-1,по которым через размах вычислены оценки зреднего и среднеквадратического отклонения (стандарта).

ГрушшроЕка типов руд и рудных зон Северной рудной залеам месторождения Заполярного таОл.1

ТИП №выборки Индексы однородных совокупностей главных рудных минералов Содержания N1(5!

РУД (зона №) Пирро-н Пентландат Халькопирит Пирит Их сумма

СП. I А А В А А

II ЗОНА.! В с с А Д < 2

Ш30НА.2 В В В А С 2- 4

ЕР. IV ЗОНД.З А А А А В 4- 6

.У ЗОНА. 4 А В В А В >6

•л: —„Г VI АПОФИЗ! 1 В А А А В

•ТТ'' VII ЗОНА.1 В С С д 2- 3

.VIII - ЗОНА.2 В В В В с 3- 4

Ей!' IX с Д С Е

Си^-Сшюшные руда, Ер.-Брекчиевидные руды ,ГУ.-Густовкрашюнные руда , РА.-Рассеянновкрапленные руда.

(А.В.С.Б.Е) - Однорудные^юшаралов в разных зонах.

Статистическая задача сводится к объединению рассматриваемых совокупностей по однородности среднего и дисперсии одновременно. Эту задачу можно свести к проверке нулевой гипотезы (Но): различием в' рассматриваемых параметрах можно пранебречь как случайными и неизвестные истинные значения среднего и дисперсии рассматривать как равные при альтернативе, что различия выходят за пределы случайных отклонений.

Для провэрки нулевой гипотезы воспользуемся критерием Родаонова-Бондаренко, построенном на принципе максимального правдоподобия:

-2 2 2 2 ( X, - Хр ) (Б, - Эр )

--Л-^- + -^-())

+ г2 2 31 + 2

~тг. и;

1 2 (N,-1) (N3-1)

Выражение(1) представляет собой значение случайной

2

величины, имеющей асимптотически Х- распределение для двух одномерных векторов (Андерсон,1963), в случав справедливости нулевой гипотезы.

Значения критерия Я расчитываем для всех возможных пар

исходных выборок, а вычисленные значения критерия удобно

записать таблично в форме диагональной матрицы на

пересечениях строчек и столбцов. Наименьшее значение

2

критерия, не превыиащее критическое значение X уровень

значимости 2 степени свободы = 5"99 характеризует пару однородных выборок с номером I и 1+1.которые следует объединить и вычислить для вновь созданной группы обобщенные

оценки среднего ХД и дисперсии 2

(Урбах,1964) из выражений (2) и (3).

2 - _2

^ ~ 2---2- и>

+ БХ2 (3)

2 1 2 21 _-2_~2

Э., =-1(П,-1 ).3, + (Пс>-1 )Зо)+-.[11,(1,-1-,) +По(Х9-Х.,) )

-1 (П^Г^-г) 1 1 * (П)+П2-1) 1 1 ь 4 3

После расчета первой матрицы и объединения двух выборок, для которых величина критерия не превысила

критическое значение разное 5.99,составляется следующая

матрица для всех возможных пар исходных и вновь образованных выборок. Процедура объединения повторяется многократно до тех пор, пока минимальное значение критерия в заключительной матрице не превысит критическое значение. Таким образом, исследуемые совокупности объединяются по равенству их

распределений в однородные группы.

Второе защищаемое положение. Установлена^ ч то изменение длины секций бороздовых и

керновых проб по Северной рудной залежи Заполярного

месторождения статистически значимо влияет на оценки

Еариабильности и взаимосвязи содержаний никеля, меди и

кобальта.

Эксперимент с моделированием опробования для анализа влияния длины проб на статистические оценки содержаний полезных компонентов руд (никеля,меди и кобальта) базировался на реальных данных по содержанию этих компонентов в исходных секционных бороздовых и керновых пробах из разведочных пересечений на подземных горизонтах.

На горизонте горных работ с отметкой +40 учтены данные 88 исходных секционных бороздовых проб по 43 полным разведочным пересечениям. Моделирование опробования сводилось к последовательному объединении только соседних исходных секций бороздовых проб по каждому разведочному пэресечению и расчетом по каждой новой смоделированной пробе содержания каждого полезного компонента руд как среднего из содержаний составляющих ее проб, взвешенных по их длине.

В результате для горизонта +40 м. было получено (54 пробы различной длины (от 0.1 до 6.8 м.).Затем все пробы (исходные и смоделированные) были сгруппированны по их длинам через 0.5 м. в восемь совокупностей от 0.1-0.5 м. до 3.5-4.0 м. В дополнение к ним были сгруппированны еще две выборки: "геохимическая"-обьединившая независимо от длины Есе исходные секционные бороздовые пробы (длиной 0.1-2.9) м., а также "разведочная"-обьединившая все пробы, соответствующие полным разведочным пересечениям, (длиной 0.1 6.8) м.

Анализ изменений оценок асимметрии и эксцесса, отнесенных к своему стандарту, по мере увеличения длин проб показывает, что распределение содержаний никеля, меди и кобальта в целом имеет тенденцию к нормализации (табл 11.1). Причем для содержаний меди и кобальта отмечается переход от статистически значимо асимметричных и эксцэссиеных распределений при длинах проб 0.51-1.00 м до практически незначимо отличапцихся от нормального распределения при длинах проб более 1.51 м. Такая же тенденция отмечается и для содержаний никеля. Вагно отметить, что по оценкам асимметрии "гэохш.шческие" н "разведочные" выборки всех компонентов руд (никеля,мэди и кобальта) статистически значимо - астата тричны, а для меди и аксцессивны. Это определяется тем, что в эти выборки объединяется весьма разнородная смесь содержаний исходных данных по пробам на интервале их длин от 0.1 до 2.9 и 6.8 м.

Анализ изменений оценок вариабельности содержаний полезных компонентов руд по мэре изменения длин проб проводился для оценок дисперсии и коэффициентов вариации.(табл 11.2.3).

Гипотезы о возникновении статистически значили различий между оценками дисперсий содержаний при изменении длин проб проверялись с помощью критерия Р.Фишера. Была расчитана матрица попарных сраннений оценок дисперсий содержаний никеля по выборокам всех длин проб (табл.III.1.10а,106) Установлено, что только для выборок с длиной проб 2.01-2.5 м, характеризующейся минимальной дисперсией, равной 0.74, установлены статистически значимые различия оценок дисперсий.

Таким образом, на фоне тенденции к уменьшению оценок выборочных дисперсий содержаний никеля по мере увеличения длин проб от 0.64 до 1.88, несмотря на уменьшение при этом числа наблюдений в выборках с 34 до 6, статистически значимое различие возникает лишь при переходе от выборки с пробами длиной 1.51-2.0 м к пробам длиной 2.01-2.5 м.

Сопоставляя выборочные оценки дисперсий содержаний разных компонентов руд можно заключить, что увеличение длин проб статистически значимо и е максимальной мере

реагирует кобальт, несколько меньше медь и в минимальной степони никель. Выборочные оценки коэффициентов вариации в этих же условиях изменяются статистически незначимо, за исключением оценок для содержания кобальта.

Таким образом, сопоставляя поведение выборочных оценок . .дисперсий и коэффициентов вариации по мере увеличения длины проб, можно заключить, что коэффициент вариации статистически менее чувствителен к длине проб, чем дисперсия.

Руды месторождения Заполярное содернат три главных - рудных компонента-никель,кэдь и кобальт. Для целой их опробования и подсчета запасов, а также учета их поведения в посхедуищих процессах извлечения, обогащения и передела \ коено использовать статистические оценки иг взаимосвязи.

. Установлено (Сидорков и др, 1974, Сидорков, 1993, Спдорков, Сультан, 1990), что величина оценок взаимосвязи кэзду полезными компонентами руд зависит от длины проб, это „заставляет использовать оценки связи, найденные по пробам, . линэйннй размер которых соответствует величине изучаемого „..объема недра или объема селекции для отбитой руды. Это • хорошо согласуется с концепцией системного подхода к строению, в рамках которого недра рассматриваются как иерархическая система нескольких ыасщтабных уровней строения вещества.

Исследовать и характеризовать эти уровни следует " раздельно, не перенося закономерности выявленные для одного уровня строения на другой (даже соседний по масштабу). Выбирать для анализа необходимый уровень строения следует исходя из поставленной профессиональной задачи и выбранного

объема слекции или масщтаба исследования недр.

Анализ изменения оценок связи мевду полезными компонентами руд местороздения Заполярное на горизонте -20м, показывает, что при увеличении длины проб, отбираемых в крест простирания рудной зоны, отмечено изменение абслютных величин этих оценок (таблица.'!!!.!.!).

Анализ влияния длины проб на оценки связи между полезными компонентами руд Заполярного месторождения, проведен и для горизонта +40м, опробованного в 43 полных разведочных порпсечениях 88 секционными бороздовами пробами, проанализированными на никель,медь и кобальта, Последовательными объединением только соседних секций по кегдому пересечению подучено 154 исходных и смоделированых разнодлиннх проб, которые были сгруппированны по длине через 0.5м в 8 выборок. Выли получены выборки проб длиной 3.5-4 м. Кроме того, были составлены выборки разнодлинных проб по исходным секционным -"геохимическая" и полным разведочным пересечениям -"разведочная", (таблица.II. 1.1).

Из анализа выборочных оценок коэффицента корреляции содержаний полезных компонентов руд по пробам последовательно увеличивающейся длины следует :

-оценки связи кеццу содержаниями и лилейными запасами Никель, Медь и Кобальт, - статистически значимые при длине проб более 1м, в том числе для "геохимической" и "разведочной" выборок, исключая пробы длиной более 3.5 м;

-оценки связи мевду соденаниями меди и кобальта значит,та отличиные от нуля для проб в интервале 1-2.5 м, включая "геохимическую" и "разведочную" выборки, и не значимые-для проб более 2.5 м.

Таким образом, оценки связи только никель-кобальт могут без ограничений служить для корректной характеристики кобальта в недрах и отбитой рудной массе в объемах, соответствующих линейным размерам исследованных проб.

Третье защищаемое положение.

Уменьшение диаметра бурения с 76 до 46 мм по медно-никель-кобальтовнм рудам Северной заложи Запо.шёк>го месторождения при использовании коронок, исключающих самоподклинку керна, не приводит к систематической ошибке е оценке содержаний основных полезных компонентов руд.

При методике Д.А.Родионова предварительно вычисляются разности содержаний сопоставлаемых пар (проверяемой и контрольной) :

А^х^Хд (1)

Затем рассчитывается средняя арифметическая оценки их разностей по сопоставляемы выборкам обьемом И :

Д1 =

£1

N

(2)

В результате рассчитывается величина критерия :

8

I Л ~5~=— ¿1

гдэ: у I (Л,- ЬТ

п ( п - 1 )

(3)

(4)

При сравнении вычисленного' значениия Т^ с критическим, равным 1.96 при 5% уровне значимости и числе степеней свободы близким к +.бесконечности, возникают заключения: Тд<1.9б-0тсутствие систематической ошибки. 1.96

систематическая ошибка установлена.

Сравнение проводилось между парами (горизонт -20 м), содержаний полезных компонентов руд (никеля, меди и кобальта) в полных разведочных пересечениях. Составлялись бороздовые пробы сечением 3x5см и керновые опробы смежных скважин диаметров 76,59, и 46 мм.

Для снятия влияния длины проб на оценку воспроизводимости содержаний полезных компонентов при разных условиях опробования Северной рудной залежи Заполярного месторождения (т.е. на оценку достоверности опробования) сопоставлялись с помощью критерия Р.Фишера оценки дисперсии содержания Ы1,Си и Со по севдиошм бороздовым пробам и керновым пробам диаметром 76,59,и 46 мм.

Такой подход предложен нами в связи с тем, что при переходе к пробам другой геометрии (т.е другой представительности) должны статистически значимо изменяться оценки вариабельности содержаний полезных компонентов руд (Каждан, 1984, Карлье, 1964).

В результате проверки гипотез о равенсве дисперсий логарифмов содержания полезных компонентов руд при разнодлинном керновом опробовании различными диаметрами и бороздовом опробовании, установлено в подавляющем числе пар отсуствие различии в дисперсиях.В тех случаях, кагда эти различия установлены (это как правило выборки без разделения проб по их длинах) рапределения не нормализуется даже после логарифмирования. В результате проводимого критерием Р.Фишера сопоставления оценок дисперсий содержаний полезных компонентов руд по разнодлиным керновым пробам разного диаметра и бороздовым пробам горных выработок выявились отдельные статистических значило различающиеся пары. Это возникло из-за того, что выборки, по котором были вычислены оценки дисперсий имели распределения существенно отличные от нормального (таблица 111.1.1,2,3а и 3б).

Для того, чтобы можно было корректно пользоваться критерием Р.Фишера, дальнейшие сопоставления проведены для дисперсий логарифмов содержаний Ш.,Си и Со.

В результате сопоставлялись пробы, полученные при разных диаметрах керна, но только близких линейных размеров. Таким образом удалось доказать, что изменение диаметра керна не оказывает существенного влияния даже на самую чувствительную характеристику полезных компонентов руд при&зменении геометрии проб—ее вариабильность. Таким образом, можно заключить что в результате традиционного и предложенного нами подхода к сопоставлению керновых проб разного диаметра не выявлено систематических расхождений в характеристиках содержаний Г*1,Си и Со, в рудах Заполярного месторождения.

Это позваляет считать керновое опробование, всех рассмотренных диаметров достоверным и сникает методические возражения перехода на малые диаметры бурения.

ЧвтЕертое защищаемое положение. Сохранение керна в виде неразрушенного столбика повышает достоверность и качество керновой пробы, что может быть достигнуто: уменьшением осевой нагрузки на коронку; использованием центрированных й жестких колонковых снарядов; использованием антифракционных промывочных жидкостей; применением коронок специальной конструкции и частоты вращения более ВШ-12Ш об/мин.

Установлено влияние многочисленных геологических, технических^ технологических факторов, имеющих вероятностное значение и различную силу влияния на качество отбираемой керновой пробы. Отдельные факторы с различной степенью связи коррелированы между собой.

Показано, что наиболее негативное влияние на качество отбираемой керновой пробы оказывает процесс самоподклинки керна, которая происходит в нижней части колонкового снаряда мелкими частицами керна при его сломе и разрушении. Наиболее интэсевно процессе самоподклинки керна нрявляэтся в трещиноватых породах. Вероятность слома керна и образования заклиночного материала, сущестовенно снижается, если примешать специальной центрированные колонковые снаряды (рис.1). Практика применения таких снарядов показалЭ, что они обеспечивают сохраность керна и достоверность керновых проб. Кроме того; интенсивность искривления скважин снижается.

Режимные параметры бурения (частота вращения, параметры промывочной жидкости,осевая нагрузка) должны обеспечивать относительно равномерное вращение колонны бурильных труб и колонкового снаряда в скважине (режимы Ф{и Ф2), так как вибрация бурового инструмента и его вращение в режиме обратной прецессии (Фд) приводят к слому керна и образованию заклиночного материала. Применение антифрикционных пришвочных ^жидкостей (эмульсолы и др.) позволяет использовать высокие частоты вращения инструмента (до 800-1200 об/мин) и положительно оказываются на сохраности керна.

Бурение рекомендуется вести при частотах вращения более 2-2.5 м/с, что позволяют поддерживать

заклиночный материал в керновом зазоре во взевешенном состоянии и предотвращает самоподклинку керна.

Предложенная (А.В.КочкарэЕым , Д.Н.Башкатовым и др.) специальная алмазная коронка (рис.!) с дополнительным промьточными каналами в коронке и с внутреннем кольцом, позволяет по мере скаливания заклиночного материала удаля ть его щ зазора менду стенками скеэжины и колонковым снарядом.

ОБЩИЙ ВИД МОДЕЛИ САМ03АКЛИН0ВАШЯ КЕРНА

1- алмазная коронка;

2- колонковая труба;

3- керн ниже заклиненного участка;

4- керн выше заклиненного участка;

5- участок заклиненного керна^

6- зона интенсивного

разрушения керна

при самозаклиниваниЯ Испытания опытной партии этих коронок, проведенные на Заполярном месторождении с участием автора позволили установить:

1.Сохранение керновой пробы в виде неразрушенного столбика породы в наибольшей степени гарантирует достоверность и качества .

2.Предотвратить слом керна если применять центрированные колонковые снаряды, а такке

вращения более 2.0- 2.5 м/с.

(Рис.17.111.2)

при его изгибе возможно, и с большей жесткостью и окружных скоростей

Режим вращения коронки в режиме об' ротной процессии является недопустимыми и ликвидируются снижением частоты вращения и осевой нагрузки.

3.Снижение эффекта самоподклинки возможно применением коронки специальной конструкции и частоты вращения более 400 об/мин.

В качестве критериев оценки керновой пробы использовались: проценты линейного выхода керна, объемного выхода керна, весового выхода керна, а также визуальная оценка нарукенности структуры керна и его частей, и кроме того изменение содержания минералов по сравнению с бороздовой пробой в процентах.

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИМЕНЕНИЯ БУРЕНИЯ ДИАМЕТРОМ 46 ММ:

1 Увеличение скорости бурения на 20-30%

2.Снижение расхода алмазов на 15-40%

3 Уменьшение затрат времени и стоимости при бурении скважин .

Таким образом, в результате выполненных исследований были разработаны технологические мероприятия но снижению вероятности и предотвращению слома керна при его изгибе и сколе в колонковом снаряде, а также образовании заклиночного материала (шлама) в призабойной зоне и самоподклинки керна (рис.2). Практическое использование данных мероприятий обеспечивает повышение качества опробования и технико-экономических показателей бурения разведочных скважин.

500

1-

14

14

■1

Сечение 1

—>3

6000-4500

1000

А - Вставка РС

В - Колонковая

труба

■Я

1-Коронка

РК

2 -Алмазный

расширитель

З-Колонковая труба

Заключение

Проведенные исследования позволяют представить к защите следующие тезисные положения:

1 .Текстурно-структурные разновидности руд

Заполярного месторождения и их приуроченность к различным рудным зонам оказывают существенное влияние на содержание главных рудных минералов, что отражается в различной их группировке по содержаниям пирротина, пентландита, халькопирита, пирита и их суммы.

2.Длина секционных бороздовых и керновых проб в Северной рудной залежи Заполярного месторождения при определенных значениях статистически значимо влияет на характеристики содержаний никеля, меди, кобальта и оценки связи между ними, что позволяет наметить размеры масштабных уровней строений рудвей залежи

3. Уменьшение диаметра бурения до 46 мм по медно-никель-кобальтовым рудам Северной залежи Заполярного месторождения позволяет сохранить достоверность керновых проб.

4.Сохранение керна в виде неразрушенного столбика повышает достоверность и качество керновой пробы, что может быть достигнуто: уменьшением осевой нагрузки на коронку; использованием центрированных и жестких колонковых снарядов; использованием антифракционных промывочных жидкостей; применением коронок специальной конструкции и частоты вращения более 400 об/мин.

Публикации

1.Сидорков Е.А., Султан А.О. Влияние длины проб на статистики и оценки связи между полезными компонентами руд Заполярного месторождения. В сб.: Новые достижения в науках о Земле ".М.", МГРИ, 1992, с.32.

2.Султан А.О. Перспективность использования кернового опробования малого диаметра для оценки поликомпонентных руд (на примере медно-никель-кобальтового Заполярного месторовдения ). (в печати);

3.Султан А.О. Программа расчета параметров опробования скважин, (в печати);

4.Sidorkov Е.А. Sultan А.О. GEOLOGICАХ STATISTIC M0DELI0N Ш SAMPLING OP РОЫ-ССЫРОШГГ HINEHAI, RAW MATERIAL. Plrst Regional APCOM Symposium, Bled, 1994.