Лекции по технике и разведке полезных ископаемых
21.05.03
Технология геологической разведки
Нефтегазовый факультет
Кафедра бурения скважин
Уровень образования
Форма обучения
Продолжительность обучения
Вступительные испытания
Математика, Физика, Русский язык
Бюджетные места
Места по договору платных услуг
Стоимость обучения
130000
руб. за семестр
Краткая характеристика профиля подготовки
В процессе обучения по данной специализации студенты изучают вопросы, связанные с особенностями строительства скважин различного назначения: для разведки месторождении золота, алмазов, угля, железа и других твердых полезных ископаемых, а также гидрогеологии. Приобретают необходимые знания в области геологии, геофизики, строительства горных выработок, механики и т.д. Получают навыки, позволяющие в дальнейшем разрабатывать технологии и управлять техникой проходки горно-разведочных выработок, применяющихся в различных целях – от гидрогеологии до разведки месторождений полезных ископаемых.
Причины выбрать данное направление
- Большая востребованность на рынке специализированных кадров на должности инженеров, технологов и др.;
- Возможность будущего трудоустройства на интересную и высокооплачиваемую должность в геологоразведочных и горнодобывающих промышленных отраслях;
- Приобретение широкого спектра знаний по многим областям промышленности;
- Возможность заниматься научной деятельностью во время обучения;
- Возможность трудоустройства в зарубежных компаниях.
Основные читаемые дисциплины
- Геология;
- Буровые машины и механизмы;
- Направленное бурение скважин;
- Геофизические исследования скважин;
- Методы отбора проб при бурении скважин;
- Современные технологии бурения скважин на твердые полезные ископаемые;
- Инженерная экология при бурении скважин;
- Эксплуатация и ремонт геологоразведочного оборудования;
- Бурение скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые.
Профессиональные навыки выпускника
- Обладает умением решать профессиональные задачи в соответствии с видами профессиональной деятельности, в частности – проектировать и организовывать горно-буровые работы в сочетании с другими технологиями геологической разведки для решения разнообразных прикладных и научно-исследовательских задач при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых и подземных вод, при проведении инженерно-геологических изысканий и геотехнологических работ;
- Имеет навыки проектирования полевые горно-буровых работ;
- Умеет обеспечивать разработку и внедрение экологоохранных технологий, имеющих минимальные экологические последствия для недр и окружающей среды;
- Имеет способность профессионально отслеживать тенденции и направления развития эффективных технологий геологической разведки, проявлять интерес к развитию смежных областей, находить и внедрять мероприятия, обеспечивающие повышение производительности технологий геологической разведки, применять вычислительную технику на различных стадиях обработки геологической информации, вести учет и анализ хозяйственной деятельности предприятия, оценивать собственность, включая землю и недра, и эффективность инвестиций в отрасли;
- Имеет опыт работы с персоналом, проведения сметно-финансовых расчетов и мероприятий, снижающих издержки производства.
Карьерные перспективы
Выпускники данной специализации являются востребованными во всех отраслях промышленности. Классическая техническая подготовка открывает выпускникам широкие перспективы как в горно-геологическом производстве, так и в других сферах техники и производства, например механике и ремонте автотранспорта.
После окончания университета выпускники занимаются производственно-технической, научной, конструкторской или управленческой деятельностью в должности технолога, главного инженера, руководителя производственных организаций, научных и конструкторских организаций бурового оборудования.
Известные выпускники
Ректор
Санкт-Петербургский горный университет
В 1977-1982 годах обучался в Ленинградском горном институте имени Г. В. Плеханова и с отличием закончил специальность «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых». В 1987 году защитил кандидатскую диссертацию, в 1991 году – докторскую диссертацию. С 1994 года занимает должность ректора Санкт-Петербургского горного университета. Занимается политической, общественной, научной и коммерческой деятельностью.
Профессор кафедры механики
ФГБВОУ ВО «Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского»
Окончил Ленинградский горный институт имени Г. В. Плеханова в 1962 году по специальности «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых». Доктор технических наук (1985), профессор (1987), заслуженный деятель науки РФ. Лауреат Всероссийского конкурса «Инженер года-2003». Член Союза Писателей России с 1994 г. В период 1988-1998 гг. являлся заведующим кафедрой механики Санкт-Петербургского горного института. В настоящее время работает на кафедре механики ФГБВОУ ВО «Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского» МО РФ (ВКА им. А.Ф. Можайского). Действительный член и вице-президент МАНЭБ, академик Международной и Российской академий наук высшей школы и Академии изобретательства. Имеет более 300 научных трудов, в том числе около 30 изобретений. Имеет ряд правительственных и академических наград (более 15).
Дополнительные возможности при обучении
- Изучение одного или нескольких иностранных языков;
- Получение разряда по рабочей профессии «машинист буровой установки»;
- Изучение отдельных дисциплин на иностранном языке;
- Посещение лекций приглашенных профессоров и зарубежных специалистов.
Сотрудничество с партнерами
История кафедры, открытия и достижения
1948 г. – открытие кафедры бурения скважин с целью подготовки горных инженеров специальности «Техника разведки месторождений полезных ископаемых» для обеспечения геологической службы высококвалифицированными специалистами, способными возглавить создание и практическое освоение новой эффективной буровой и горнопроходческой техники, совершенно необходимой в условиях острой нужды разрушенного войной народного хозяйства в минеральных ресурсах.
Кафедрой бурения скважин к настоящему времени выпущено более 900 горных инженеров – специалистов по бурению, многие из которых стали выдающимися руководителями производства, научно-исследовательских организаций и их подразделений.
К настоящему времени сотрудниками кафедры и при их участии выпущено более 20 учебников, учебных пособий и монографий, нашедших широкое применение в учебном процессе, в подготовке кадров высшей квалификации и получивших признание специалистов не только в ВУЗах, НИИ и на производстве в России, СНГ, но и в странах дальнего зарубежья.
Активно ведется подготовка кадров высшей квалификации, научной и педагогической смены. Кафедрой подготовлено более 40 кандидатов наук. Целый ряд ее сотрудников и выпускников успешно защитили докторские диссертации, стали профессорами и результативно работают в важнейших направлениях совершенствования техники и технологии бурения скважин.
При участии сотрудников кафедры 5 февраля 2012 года произошло первое вскрытие озера Восток, а 25 января 2015 – повторное вскрытие озера. В августе 2012 года вышел президентский указ о награждении участников событий государственными наградами.
В последние годы кафедрой активно разрабатываются технологии и техника в рамках госзаданий, грантов и хоздоговорных работ по темам: «Новые методы разрушения горных пород при бурении скважин», «Разработка нетрадиционных способов и средств бурения скважин», «Проведение входного контроля химреагентов на соответствие качества, систем бурового и тампонажного растворов на соответствие основных и дополнительных свойств требуемым параметрам, применяемых при строительстве скважин», «Разработка рецептур противосальниковых добавок для буровых растворов при бурении горизонтальных скважин», «Исследование влияния жидкостей консервации на фильтрационно-ёмкостные свойства породы при бурении скважин».
Контакты кафедры
Учебный центр № 1
Источник
Лекция №17
Задачи, методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых
План:
I. Стадии поисковых работ.
1. Региональное геологическое изучение.
2. Геологосъемочные работы.
3. Поисковые работы.
4. Поисково — оченочные работы.
II. Стадии разведочных работ.
1. Предварительная разведка.
2. Детальная разведка.
3. эксплуатационная разведка.
4. Доразведка.
Ключевые слова: Съемка, поисковые, разведка, региональное, стадия, масштабы, геофизическое, исследование, оценочные, элементы геологических тел, поисковые предпосылки, поисковые признаки, критерии, прогнозные ресурсы, категории запасов.
Геологическое строение территорий (района). Месторождений определяется в процессе проведения геологоразведочных работ. Геологическая съёмка и поиски являются составной частью этих работ, которые в целях рационального и экономичного ведения выполняется по 8 стадиям.
1) Региональное геологическое изучение
а) региональные геолого-геофизические исследования масштаба 1:1000000
б) регионально — геофизические, геолог- съёмочные, гидрогеологические и инженерно геологические работы масштаба 1:200000.
2) Геологосёъмочные работы масштаба 1:50000-1:25000
3) Поисковые работы
4) Поисково-оценочные работы
5)Предварительная разведка
6) Детальная разведка
7)Эксплуатационная разведка
8) Доразведка
9) Эксплуатационная разведка
Последние 4 стадии касаются разведочных работ. Главной задачей геологической съёмки любого масштаба является составление геологической карты, графически отображающей элементы геологических тел, фиксируемых на земной поверхности или определённом глубинном срезе. Последний, может совпадать с подошвой или кровлей стратиграфического горизонта или поверхностью какого-нибудь геологического образования.
В процессе геологической съёмки и анализа составленных геологических карт выявляют благоприятные для рудообразования факторы, которые используют в качестве поисковых предпосылок. К ним относятся климатические, стратиграфические, геофизические, геохимические, геоморфологические, магматические и другие показатели. Всё это указывает на возможность обнаружения месторождений полезных ископаемых.
Поисковые признаки — это локальные факторы, прямо или косвенно указывающие на присутствие полезных ископаемых. Геологическое картирование масштаба 1:50000 сопровождается общими поисками полезного ископаемого, которые можно ожидать исходя из благоприятных геологических предпосылок. Общей задачей поисков являются обнаружение и геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых.
Методы поисков разнообразны и применяются обязательно в комплексе с учётом ландшафтных и других условий и видов полезных ископаемых. Возможности их применения обусловлены местом проведения поисков по отношению к земной поверхности. Они могут вестись из космоса, воздуха, скважин и горизонтов подземных горных выработок.
Наземные методы являются наиболее достоверными, разнообразными и широко распространёнными в практике геологоразведочных работ. К ним относится крупномасштабное картирование, геохимическое, геолого-минералогические, геофизические и горно-буровые методы.
Горно-буровые методы самые достоверные из других поисков методов. Они позволяют определить в первом приближении геолога — структурные условия локализации тел полезных ископаемых, их морфологию, размеры и вещественный состав, проследить изменчивость этих параметров, произвести оценку прогнозных ресурсов и подсчёт запасов по категории С2.
Поисковые работы проводятся на перспективных площадях в пределах известных и потенциальных рудных полей, а так же бассейнов осадочных полезных ископаемых. Поисковые работы проводятся комплексом перечисленных методов, исходя из ландшафтных и геологических особенностей расположения месторождений, вида полезных ископаемых и его промышленно — генетического вида. В результате работ составляются в масштабе от 1:25000 до 1:5000 и разрезы, оценивающие прогнозные ресурсы полезного ископаемого по категории Р2, а на хорошо изученных участках — по категории Р2. Поисково-оценочные работы выполняются на участках, получивших положительную оценку при общих поисках или поисковых работах и по заявкам первооткрывателей. На этой стадии определяется геолог — промышленный тип месторождения, ориентировочно m его контур в плане — с экстракцией на глубину, что даёт основание подсчитать запасы категории С2 и оценить прогнозные ресурсы полезного ископаемого по категории Р2.
В результате проявление или отбраковывают, или излагаются технико-экономические соображения о перспективах выявленного месторождения, позволяющие принять обоснованное решение о целесообразности и сроках проведения предварительной разведки
Разведка месторождений полезных ископаемых. Цель разведки — выявление промышленных месторождений полезного ископаемого, получение разведанных в недрах запасов минерального сырья и других данных, необходимых и достаточных для рационального и последующего функционирования горнодобывающих и перерабатывающих предприятий.
Этой цели на каждом этапе экономического и социального развития страны отвечают общие задачи.
Стадии разведки. Разведочные работы более трудоёмкие и дроргостоящие, чем поисковые. Выделяются 3 стадии разведки: 1) предварительная; 2) детальная 3) эксплутационная и 4)доразведки (после эксплутационной разведки). Предварительная разведка проводится после поисково-разведочной стадии и продолжает их на более высоком уровне для получения достоверной информации, способной обеспечить надёжную геологическую, технологическую и экономически обоснованную оценку промышленной значимости месторождения. На этой стадии уточняются геологическое строение месторождения, общие его размеры и контуры. Составляются крупномасштабные (до 1: 500) геологические карты.
Основным направлением является разведка месторождения на глубину до горизонтов, доступных для разработки (путём закладки буровых скважин, подземными горными выработками геофизические исследования, отбираются технологические породы для лабораторных испытаний). Выясняются морфология тел полезных ископаемых, их внутренние строение, условия залегания и качественных. Кроме того, изучают гидрогеологические, инженерно — геологические, горно-геологические и другие природные условия, влияющие на вскрытии и разработку месторождения. Такая изученность должна обеспечить возможность подсчёта запасов по категории С1 и С2. По результатам предварительной разведки разрабатываются временные кондиции, и составляется технико-экономический доклад о целесообразности промышленного освоения месторождения и проведения на нём детальной разведке.
Детальная разведка проводится на месторождениях, положительно оценённых предварительной разведкой и намеченных к промышленному освоению в ближайшие 5 -10 лет. Она подготавливает месторождения для передачи в промышленное использование в соответствии с требованиями классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. По результатам детальной разведки составляется технико-экономическое обоснование постоянных кондиций. Согласно утверждённым кондициям выполняется подсчёт запасов полезного ископаемого с представлением его в Государственную комиссию по запасам при Министерстве геологии РУз.
Месторождения с утверждёнными запасами в требуемых количествах предаются в промышленное освоение отраслевым министерством. Доразведка разрабатываемого месторождения сосредотачивается на менее изучаемых участках: глубоких горизонтах, телах или залежах. Эксплуатационная разведка начинается с момента организации добычи полезных ископаемых и продолжается в течение всего период разработки месторождения. По отношению к добычным работам она может быть опережающей или сопровождающей. Здесь уточняются контуры тел полезных ископаемых, их условий залегания, внутреннее строение, качественная характеристика и количество запасов, пространственное положение промышленных типов и сортов, руд гидрогеологические, горно-геологические и другие факторы разработки месторождений.
Технические средства разведки. Это канавы, траншеи, расчистки, шурфы (поверхностные) и штольни, шахты квершлаги, штреки, рассечки (подземные) и буровые скважины и геофизические методы разведки. Наиболее информационными являются горные выработки, пройденные вкрест простирания рудоносных структур тел и залежей (канавы, шурфы) и другие выработки (траншеи, штреки и др.) пройденную по простиранию и падению рудных тел залежей позволяет проследить по эти направлениям изменчивость их морфологии качественного состава. Шахты с целью разведки проходят редко, чаще их назначение совмещается с отбором больших объёмных технологических проб для заводских испытаний или пробной эксплуатацией. Это так называемые разведочно-эксплуатационные шахты. Буровые разведочные скважины являются универсальным, техническим средством разведки. При вращательном бурении обеспечивается получение керна (ненарушенного столбика горной породы внутри трубы). Такое бурение называется колонковым. Что является основным видом разведочного бурения на рудных месторождениях. Скважины колонкового бурения могут быть вертикальными, наклонными и горизонтальными. Выбор бурового агрегата и конструкции буровой вышки зависит в основном от проекторной глубины разведочных скважин и условий (станки 300 м, ЗиФ).
Система разведки факторы, влияющие на их выбор. Изучение геологических свойств месторождений на разведочных стадиях проводится с применением большого объёма буровых скважин и горных выработок.
1. Линейное подсечение. Это совокупность отдельных пресечений рудного тела скважинами и горными выработками по одному из 3 направлений (мощь, простирание, падение). Наиболее информационным является направление простирания рудного тела, совпадающее с её мощностью. Получение разведочных данных по 3 направления позволяет оценить объёмную изменчивость геологических свойств месторождений. Провести графическое и объёмное моделирование, построив системы поперечных и продольных разрезов, погоризонтальных планов и блок- диаграмм.
2. Группа буровых систем является универсальной, экономии обеспечивает получение полной информации на месторождениях, имеющих значительные размеры тел полезных ископаемых.
3. Группа горных систем. Здесь выделяют системы канав, шурфов, разведочных шахт.
4. Группа горно-буровых систем характеризуется применением в различных сочетаниях горных выработок и буровых скважин.
Факторы, влияющие на выбор систем разведки, подразделяются на геологические, горно-технологические и географо-экономические: а) Основной фактор – геологический – это структурно – морфологические особенности месторождения (формы, размеры, строение); б) горно-технологические факторы обуславливают способы вскрытия и технологию разработки месторождения, исходя из горно-геологических, гидрогеологических условий месторождения; в) географо-экономические факторы оказывают наибольшее влияние на выбор разведочных систем в трудоспособных или отдалённых районах с суровыми климатическими условиями, со слабым развитием производительных сил.
Методы разведки:
Основными методами разведки являются:
1. Детальное геологическое картирование
2. Линейные подсечения тел полезных ископаемых системами буровых скважин и горных выработок.
3. Геофизические исследования в горных выработках и скважинах.
4. Геохимические и минеральные исследования.
Геологическое картирование производится на топографической основе масштаб от 1:10000 до 1:500 при этом на геологическую карту наносится привязка обозначений, разведочные скважины ( при помощи теодолитных ходов и геометрического нивелирования) отмечается маркирующие горизонты, контуры тел, элементы технологических нарушений и т.д.
Линейные подсечения тел полезных ископаемых осуществляются либо разведочными системами буровых скважин, либо системами горно-разведочных выработок. Ценной для разведки является геологическая информация, получаемая в процессе проходки разведочных выработок и бурения скважин.
Геофизические исследования в скважинах и горных выработках являются универсальным, по комплексу решаемых задач. Они используются при коррекции геологических неоднородностей. Широко применяется «каротаж», который основан на воздействии локальных естественных и искусственно вызванных физических полей внутри скважин на специальный зонд в датчиках которого возникают сигналы, предающиеся по кабелю к регистрационным и обрабатывающим наземным приборам. Определяется самопроизвольной поляризацией, кажущиеся сопротивлений, радиоактивность пород в разрезе скважины (галса каротаж), изменения магнитного поля по вертикали, изменение теплового режима (термический каротаж) и др.
Геологические исследования производятся с целью увязки рудопродуктивных зон, оценки рудоносности глубоких горизонтов и др. Минералогические исследования направлены на решение следующих задач:
1. Определение полного минерального состава руд и околорудных пространств
2. Выделение по особенностям минерального состава, текстурам и структурам руд их природных типов.
3. Изучение минералогической зональности в дополнение к геохимической.
Контрольные вопросы:
1. Какие задачи геологической съёмки месторождения?
2. Для чего производится детальная разведка месторождения?
3. Что такое — рудное тело, рудоносная структура?
4. Поперечный и продольный разрез месторождений?
5. Что даёт геологические информации при проектировании разработок месторождения?
Литературы:
1. Якушева А. Ф. «Общая геология». М. Недра 1988.
2. Мильнучук В. И. «Общая геология». М. Недра 1989.
3. Ершов В. В. «Основы геологии». М. Недра 1986.
4. Иванова М. Ф. «Общая геология». М. Недра 1974.
5. Панюков П. Н. «Основы геологии». М. М. Недра 1978.
Источник