Разработка методики геолого-геофизических исследований параметрических скважин с целью повышения качества и достоверности разведки угольных месторождений : (На примере Донецкого бассейна) Дараган, Владимир Николаевич

Введение к работе

Актуальность теин. В настоянеє время в Донецком бассейна 'угледобыча производится на болыгих глубинах при,высокой механизации производственных процессов. Такие условия угледобычи и безопасности проведения работ вызнвапт особые требования к геологической разведке угольных месторождений или их участков, в связи с этим угольная промышленность повысила требования к качеству и достоверности геологической разведки угольных месторождений. Углеразведка монет выполнить эти требования только при повышении эффективности геофизических иетодов исследования угольных скважин.

В связи с разработкой вовнх |изических основ угольной промысловой геофизики появилась возможность обеспечить на высоком техяи» ческой уровне решение всех основных геологических задач с помоиьо геофизических методов исследования угольных скважин (ПТО), С этой цельо разработаны геолого-геофкзические методики (ГГМ) решения разнообразных геологических задач. Для практической реализации этих методик необходимо учитывать конкретные геолого-геофиэическяе условий каждого месторождения (участка разведки). Это обеспечивается с nouotsbD единичных для каждого участка разведри параметричес-* ких скважин, проходка которых выполняется с полный подъемом ненарушенного керна и проведением литологических и лабораторных его исследований. Данные исследования керна (геологические параметри) увязнваптся на основе разработанных методик с физическими данными,, полученными при геофизических исследованиях этих параметрических скважин. 3 результате этого создастся рабочие палетки, пригодные для решения геологических задач геофизическими методами па данном участке разведки. Все другие разведочные скважины на участке разведки могут буриться без подъема керна, так гак полученные-палетки обеспечивает с такоЯ же достоверность!) и точностьо находить значения всех геологических параметров в разрезах бескелтевих сква-ж. н.

_ ч «

Такий образои параиетрические угольные скважины ганиыаст центральное и одно из решающих звеньев в высококачественной геологической документации геофизическими методами разрезов бескерновых разведочных сквадин.

Однако в практике углеразведочных работ встретились трудности в гзолого-гсюфизическэй докуиентации параиетрических скважии, так как производственные и научные организации использует различные способы исследования параиетрических скваиин, направленные на решение отдельных разрозненных геологических задач геофизическими ыетодаии, При этой отсутствует научное обоснование количества и. мест заложения параиетрических скважин на участке.разведки (местом рождении), а также необходимой полноты и детальности их исследовав ний, не обеспечена стандартизация изиерений физических свойств отложений, отсутствует обоснованные способы комплексной обработки геологических и геофизических материалов, В результате этого затрать на исследования скважии возрастает, а низкий ыетодическии уровень работ не обеспечивает необходимой полнота и достоверности опорной геолого-геофизичс :кой инфориации, что приводит к снижение геологической эффективности геолого-геофизических иетодик. .

Поэтому разработка научно обоснованной и единой унифицированной методики комплексных геолого-геофизических исследований параметрических угольных скважин является актуальной задачей.

Цель работы - разработка и научное обоснование методики комплексного геолого-геофизического изучения параметрических скважин, обеспечивавшей повышение эффективности геофизических методов при разведке угольных месторождений.

Основные задачи исследований:

I. Анализ существуощих способов изучения параиетрических скважин и возможности их унификации.

?., Разработка методики получения опорных геологических и гео-

физических данных по угольный пластан и вмещающим породпм.

1. Разработка методики комплексной обработки опорной геолого-геофиэической информация по угольным пластам и вмещавшим породам.

2. Опробование и внедрение в условиях Лонецкого бассейна разработанной методики исследований параметрических сквзяин.

Объектом исследования явились угли и вмещатдие породы, харак-теризушциеся соответственно показателями качества (зольность углей А , их влажность!^, теплотворная способность Q_s , выход летучих веществ V^, толщина пластического слоя У , отражательная способность витринита к„ , содеряание общей серы S_t , фосфора Р*, углерода С і водорода Н 5 , петрографического состава) и показателями вещественного, гранулометрического, химического составов (процентное содеріание пластического С_кл, глинистого С_гд, карбонатного C_R иатериалов, органического вещества C_ovr, размер обломочных зерен сЦ, содержание It основных химических окислов). По углям и вмещающим породам исследовались общая пористость 1С_П, минералэгичеспая плотность , объемная плотность насыщенных водой S и абсолютно сухих 0_С пород, удельное электрическое сопротивление 6,, интенсивность гамма-излучения J^, скорость распространения продольных V_P и поперечных \_ь волн. По вмещавшим породам также изу"...лись механические (пределы прочности на одноосное сяатие бі._жи растяаение 6_Р) и упругие (модуль Шга Е, коэффициент Пуассона v) характеристики.

Общая методика исследований эаклвчалэсь в комплексном геолого -геофизическом изучении разрезов параметрических скважин с учетом петрофизических и литологических закономерностей угленосных отложений, а также особенностей геологического строения изучаемых месторождений. Всего изучено 30 сквакип общин метражом 20 тысяч погонных метров, охвативших угленосные отлояеяия от У Oj) до Щ (Arj) стадий преобразования (стадии приняты по В.В. Гречухину). Выполнены геофизические исследования разрезов скважин методами бокового каротада, гамыа-каротаяа, плотностного гаима-гамма каротаяа, селек-

гивного гамма-гамма каротажа, акустического каротажа илидеокаро-тажа, опробования пластов на кабеле, кавернометрии и термометрии. Отобр&но 6 тыс. проб вмещающих пород и 600 проб угля, увязанных с геофизическими диаграммами.

Научная новизна исследований:

1. iia базе нового принципа физических основ угольной геофизики, единой классификации углей и пород Донбасса, петрофизической классификации угольных месторождений и классификации типов месторождения по сложности геологического строения унифицирована методика иссле-дований параметрических скважин.

2. Обосновано оптимальное количество и места заложений параметрических скьажин на участке разведки.

3. Разработана и обоснована методика получения опорной геоло-» го-геофизической информации по отложениям угольных месторождений.

А. Разработана и обоснована методика комплексной обработки опорной геолого-геофизической информации, базирующаяся на рациональном использовании существующих и предложенных новых способов.

Практическая ценностт работы заялпчается в том, что разработанная методика обеспечивает создание надзжной геолого-геофиэической базы опорных данных, являющейся эталоном для угленосных отложений конкретных угольных месторождений. Это позволяет применять новые методические разработки в угольной геофизике, повышающие качество и достоверность разведки угольных месторождений.

Реализация работы осуществлена в виде методических рекомендаций, которые внедрены в 8 производственных организациях объединений "Донбассгеология", "Вррошиловградгеология", "Укруглегеология" и Центральной геофизической экспедиции Глав КРУ "Укргеология".

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: і) УИ Всесоюзной угольном совещании в 1986 году в г. Ростов-на-Дону; 2) УІ конференции молодых ученых Ййститута минеральных ресурсов в 19BG году в г. Сииферополе; 3)

областной геологической.конференции "Степановокие чтения" в 1966 году в г. Артеиовске; 'О У Дальневосточной конференции геологов-угольщиков в 1986 году в г. Артеме Приморского края; 5) школе передового опыта по изучение инженерно-геолопических условий месторождений твердых полезных ископаемых геофизическими иетодами в 1987 году в пос. Зеленой Косковской области; б) УП! сессии научно-координационного Совета по угольной геофизике Иингео СССР в 1988 году в г. Москве; 7) II Всемирном конгрессе по неметаллическим ископаемым в 1989 году в г. Биенг (Питай); в) конференции по угольной геофизике в 1990 году б г. Воркуте.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ и составлено Э научно-исследовательских отчета.

Обь ем работы. Діссертация состоит -з введения, 5 глав, заклв-чения и содерлят 126 страниц текста, 53 рисунка, 10 таблиц и список литература, содержащий 138 наименований.

Личный вклад. Автором разработаны и усовершенствованы способы и приемы получения и обработки опорной гволого-геофязической информации по углям и вмещающим породам, а также обосновано оптимальное количество, полнота и детальность исследований параметрических скваяин угольных месторождений.

Диссертация выполнена в период работы автора в Лонбасской опытно-методической партии (СШП) Октябрьской ОМЭГЧС (ООИЭГИС) научно-производственного объединения "Союзпромгеофизика" в 1979-89 гг.

Исследования выполнены под научным руководством доктора гео-лого-минералогических наук, профессора В.В. Гречухина при постоянной научкоп помощи кандидата геолого-минералогических наук Б.И. Воеводы, которым автор выраяает искреннее благодарность.

Автор благодарит сотрудников Тонбасской ОМП, ООМЭГИО, ВНИИГИС, БНИИГеофизики, ПНЩТИугля, геологов и геофизиков производственных организаций Донецкого бассейна за помощь, содействие, ценные заме-

-a «

чания, поддержу и обьективнуо критику.