Горно-геолгическое прогнозирование на угледобывающих предприятиях Восточного Донбасса

Опыт работы угольной отрасли в условиях рыночных отношений все настойчивее ставит перед геологами вопрос необходимости корректировки задач и требований к достоверности геологоразведочных работ на всех этапах и стадиях, в том числе на стадии эксплуатации месторождений.

Анализ фактического материала собранного в процессе отработки запасов угольных пластов, проведенный многими учеными и специалистами отрасли, показывает, что часто геологическая достоверность запасов даже высокой категории изученности достаточно низка. Особенно это касается таких горно-геологических факторов как мало амплитудная тектоника, литогенетическая нарушенность (размывы, замещения, раздувы и пр.), зоны локального распространения неустойчивых пород непосредственной кровли др. осложняющие угледобычу факторы, в том числе не вскрытых проходческими горными выработками «слепых» нарушений и зон.

Например, практически все русловые размывы, мало амплитудные тектонические нарушения, локальные зоны неустойчивых пород кровли на шахтах Должано-Ровенецкого геолого-промышленного района (Украина) выявляются и прогнозируются только на этапе эксплуатации [2, 13, 14]. Схожая ситуация в большинстве геолого-промышленных районах Российского Донбасса и на угольных месторождениях других бассейнов [10]. Поэтому при отработке запасов даже в границах категории А наблюдаются большой процент потерь по геологическим причинам.

Задача повышения геологической достоверности геологоразведочных работ была актуальна всегда и решалась геологами, учеными и производственниками постоянно по мере накопления опыта прогнозирования, методик проведения исследований, совершенствования технических средств прогнозирования и программных продуктов обработки и интерпретации материалов исследований.

В настоящее время в связи с повышением интереса потенциальных инвесторов к угольной отрасли, данная проблема принимает особую акту- альность. Необходимо, чтобы неизбежность затрат на геологоразведочные работы в процессе эксплуатации месторождения на участках с так называемым сложным геологическим строением и наличием осложняющих факторов (имеющих низкую геологическую достоверность), не являлись препятствием для инвесторов, особенно с точки зрения финансовых возможностей малого и среднего бизнеса.

В связи с этим предлагается несколько концептуальных положений позволяющих методологически в верном направлении ориентировать деятельность геологической службы с целью повышения достоверности горно-геологических прогнозов в процессе отработки угольных пластов при относительно небольших финансовых затратах.

• 1.    Запасы глубоких горизонтов залегающих в сложных горногеологических условиях и в тонких пластах необходимо резервировать чтобы в будущем иметь возможность предлагать их к более детальному изучению и освоению в условиях изменившейся технологи отработки, конъектуры рынка или для совместной отработке других полезных ископаемых.

• 2.    В процессе ведения геологоразведочных работ на стадии эксплуатации возможно существенное повышение достоверности оценки и прогноза горно-геологических условий отработки запасов угольных пластов.

• 3.    Объектом прогноза горно-геологических условий отработки запасов на стадии эксплуатации в обязательном порядке должен является участок шахтного поля по величине достаточный для ведения оперативного планирования очистных и проходческих работ (блок, крыло, горизонт и др.).

• 4.    Достоверное перспективное прогнозирование горно-геологических условий отработки угольных запасов в пределах крупных участков на этапе эксплуатационной разведки по силам лишь службе геологогеофизической прогноза осуществляющие свои исследования и работы на угледобывающем предприятии постоянной основе.

В настоящее время активно обсуждается вопрос как классификации запасов и прогнозных ресурсов с учетом условий рыночной экономики и мировых стандартов оценки экономической эффективности запасов и ресурсов и их места в госбалансе Российской Федерации. Существуют и разрабатываются методики, предложения и критерии оценки по степени геологической достоверности, экономической эффективности техникоэкономической обоснованности разработки запасов [5, 8. 9]. При этом нельзя допускать, чтобы так называемые нетехнологичные в настоящее время запасы/ресурсы воспринимались как засоряющие госбаланс и удалялись простым изъятием.

Ведь одной из основных причин высоких темпов погашения таких запасов и низкой рентабельности шахт является не только не соответствие технических характеристик оборудования горно-геологическим условиям эксплуатации и расхождении разведочных кондиций с экономически целесообразными параметрами угледобычи, а низкая достоверность прогноза горно-геологических факторов осложняющих ведение горных работ. Научно-технический прогресс в геологоразведочном и горнодобывающем деле может кардинальным образом изменить сложившуюся в настоящее время ситуацию, что может привести к востребованости резервируемых запасов.

При переводе запасов/ресурсов в резерв одновременно необходимо решать наиважнейшую задачу сохранения максимально в полном объеме горно-геологической и горнотехнической (в условиях консервации шахт) информации.

Существует, и уже в течение многих лет активно применяются комплексы, шахтных геологических и геофизических методов и методик, которые позволяют существенным образом повысить достоверность прогноза осложняющих факторов. Методы шахтной электроразведки и сейсморазведки осуществляют прогноз тектонической нарушенности, позволяют трассировать размывные нарушения в пределах выемочных участков лав, в том числе «слепых» с достоверностью 70–80 % [13, 14]. Методами геоакустики прогнозируются зоны неустойчивых пород кровли с таким же уровнем достоверности [3, 6, 7]. Методы геометризации на основе детальных маркшейдерских съемок позволяют прогнозировать локальные зоны тектонической нарушенности и изменения гипсометрии пласта [14]. Литолого-фациальные методы исследований условий осадконакопления и углеоб-разования позволяют прогнозировать зоны распространения литогенетической нарушенности [1, 6, 7] и др.

В настоящее время единая инструкция по геологическим работам на угле добывающих предприятиях и бассейновые методики прогнозирования горно геологических условий предписывают рассматривать в качестве объекта прогноза горно-геологических условий отработки геологической службой действующей шахты выемочный столб (лава), и проходческую выработку [4]. В результате геолог обязан составить прогнозный горногеологический паспорт условий ведения горных работ лишь для данных объектов. При выявлении в процессе или после оконтуривания горными выработками выемочного столба, а тем более в процессе отработки запасов очистными выработками осложняющих факторов вносить корректировку в схемы вскрытия и отработки запасов без погашения не подтвердившихся и нецелесообразных к отработке запасов невозможно. На стадии эксплуатационной разведки следует основное внимание уделять перспективному прогнозированию и лишь на его основе возможно составление и корректировка перспективных и календарных планов проведения горных работ.

Поэтому перспективный прогноз должен являться обязательной частью документации представляемой для утверждения программы развития горных работ на год, пять и более лет, где объектом прогнозирования должен быть крылья, блоки участки шахтного поля. Постановка перед геологами задачи перспективного прогнозирования в процессе эксплуатации определит систему формирования и объем информационного массива позволяющего решить ее с заданной достоверностью. Сообразно с данной целью будет также формироваться нормативная, методическая, априорная информация, обосновываться выбор методов и средств исследования угле- вмещающего массива, специализация, структура служб привлекаемых к решению этой задачи на постоянной или временной основе.

Необходимость создания служб геолого-геофизического прогнозирования, в целях повышения достоверности прогнозирования условий отработки запасов угольных пластов, подтверждается опытом горногеологического прогнозирования на угольных шахтах Восточного Донбасса и других угольных предприятий страны.

При создании службы необходимо учитывать большое количество факторов определяющих ее эффективную работу. Это и анализ большого объема априорной информации предыдущих стадий разведки, наличия навыков и опыта владения большим количеством методик и методов исследования, в том числе и в специфических шахтных условиях, обработки и интерпретации с применением компьютерных технологий, сложностью современной аппаратуры, оперативность и др.

На практике апробированы два подхода к организации данных служб. Первый – когда они создаются под эгидой научноисследовательских институтов. В этом случае специалисты занимаются в большей мере научными разработками, технологиями и программноаппаратурным комплексами. Как правило, специалисты таких служб не имеют достаточного опыта, навыков и знаний в области практической работы не в состоянии отслеживать все факторы и особенности исследуемого геологического массива на конкретном объекте.

В случае, когда службы создаются на базе структур объединяющих несколько угольных шахт специалисты таких служб имеют более выраженные навыки практической работы, больше приближены к производственным структурам, что позволяет им с большей эффективностью решать задачи проведения исследований и контроля за их результатами. Но и они часто ограничены в информации о научных разработках и опыте научного подхода при решении поставленной задачи.

Очевидно, что недостатки присущие второму варианту организации и работы служб геолого-геофизического прогнозирования имеют больше субъективных факторов, поэтому более перспективным мы считаем данный вариант.