ГлавнаяСтатьи

Разведка заполнителей

После того как было установлено местоположение наиболее многообещающего источника или источников заполнителей, необходимо произвести детальное исследование месторождения, чтобы установить: размеры, мощность и вероятные запасы; характеристики месторождения; характеристики и свойства материалов, делающие их пригодными для изготовления бетона, и экономическую ценность месторождения.

Это требует тщательно запланированной, систематической программы разведки, отбора характерных образцов и испытания отдельных и средневзвешенных образцов. Существует несколько методов разведки, причем наиболее подходящее сочетание этих методов будет зависеть от таких факторов, как тип месторождения, его топография и геология, доступность и имеющееся в распоряжении оборудование.

В противоположность разработанным источникам заполнителей, ценность которых была установлена практически, оценка неразведанных месторождений заполнителей должна быть основана на данных разведочных работ, опробования и испытания, до того как заполнители будут использованы для бетонных сооружений. В этом деле необходимы крайняя осторожность и правильное суждение.

Месторождения природного песка и гравия

Для разведки месторождений песка и гравия наиболее совершенным и удовлетворительным является метод открытой разработки пробным шурфом. С помощью этого метода образцы пород могут быть послойно вынуты и исследованы на поверхности для получения разреза месторождения. При применении этого метода последовательные пробы из пластов или слоев могут также подвергнуться грохочению и сортировке для установления однородности или изменчивости месторождения по размерам зерен и облегчить правильный отбор проб из разных слоев и различных размеров.

Там, где это позволяют условия, могут быть применены более дешевые методы разведки, в частности для пополнения сведений, полученных от проходки пробных шурфов.

Рис. 1. Схема опробования материала из опытного шурфэ. В месторождениях со слабо выраженной слоистостью пробы для разделения материала по фракциям можно отбирать из опытных шурфов через каждые 5 футов. При наличии слоистости глубина, с которой отбираются пробы из шурфа, должна соответствовать в общем напластованию материалов

Рис. 2. Дешевый способ получения проб с помощью открытой канавы: 1 — наносные слои из соли, гравия, покрытого пленкой, и песка; 2—мелкий песок и гравий; 3 — крупный гравий и песок; 4— ил и гравий; 5 — поверхность почвы: 6 — материал, удаленный вручную; 7 — смешанные материалы из верхних слоев, вскрытых бульдозером; 8—1-й образец; 9 — 6-й образец

Первой стадией разведки месторождения гравия является топографическая съемка района и установление системы координат. Расстояние между координатами может изменяться в зависимости от условий. В этом случае местоположение пробного шурфа, скважины или канавы определяется по системе координат. Окончательное местоположение разведочных выработок может быть изменено по мере развития выработки таким образом, чтобы оно соответствовало изменчивости и топографии месторождения. Пробные шурфы необходимо крепить срубом для безопасности и для предупреждения загрязнения последующих слоев. Метод крепления срубом показан на рис. 60. Все данные, полученные при проходке пробного шурфа и грохочении, должны быть подробно записаны. На основании этих данных составляют буровые журналы и разрезы, а также суммарные данные о зерновом составе материала по разрезу. Наконец, на основании данных разведки составляется карта района.

Рис. 3. Сруб для крепления пробного шурфа: 1 — поверхность земли; 2 — засыпка ямы и трамбовка на высоту сруба в 36”; 3 — угловой брус сечением 2X4”, длина — произвольная; 4— древесная стружка; пространство между срубом и стенками пробного шурфа при проходке в рыхлом грунте следует засыпать древесной стружкой

Месторождения пород, требующих дробления

Разведка месторождений коренных пород, как возможных источников дробленого заполнителя, ставит перед собой совершенно другие задачи по сравнению с разведкой естественных раздроб’-леных заполнителей. Однако цель преследуется одна и та же, и поэтому в план разведки должно входить не только получение типичных проб, но и выяснение характера напластований и изменчивости залегания, слоистости и трещиноватости, а также характеристик взрывных работ и разработки карьера.

Наиболее экономичным методом разведки коренных пород являются взрывы в местах естественного обнажения пластов. Если обнаженных пластов не имеется, может оказаться необходимым вскрыть поверхность карьера для исследования. В зависимости от сложности встречающихся затруднений и величины расходов на такую операцию может оказаться целесообразным пробурить несколько разведочных скважин с помощью методов алмазного бурения. Обнаженные выходы месторождений коренных пород не характерны для месторождения в целом, так как они обычно изменены в результате выветривания. Во время опытных взрывных работ особенное внимание должно быть обращено на то, как происходит разрушение породы при взрывании. Разрушение в результате взрыва на мелкие куски, а не на массивные глыбы, может означать наличие чрезмерной трещиноватости и слоистости в материнской породе. Чрезмерное «рассыпание» при взрыве свидетельствует о мягкой или слабо сцементированной коренной породе.

Мощность вскрыши над коренной породой может быть определена с помощью дешевых методов, как, например, вращательным, штанговым бурением, бурением с промывкой скважины и др. Единственным надежным методом определения условий структуры каменного массива является дорогостоящее алмазное бурение. Консультация с компе-?ентным геологом при составлении плана алмазного бурения и при оценке взятого керна оправдает себя, так как приведет к сокращению числа скважин до минимума. Буровые мастера склонны судить о месторождении по скорости бурения пробной скважины, а не на основании исследования большого количества кернов. Поэтому разведка с помощью алмазного бурения должна проводиться под руководством горного инженера или инженера-геолога.

Геофизические методы разведки

В области геофизики, т. е. науки, которая занимается изучением земной коры с помощью реакции пластов почвы и каменных пород на действие различных сил в соответствии с законами физики, разработано несколько методов, применимых для глубинной разведки. Но до сих пор эти методы мало используются для разведки месторождений заполнителей. Методы и измерительные и самозаписывающие приборы для геофизической разведки очень точны, но расшифровка результатов сложна и иногда ненадежна без проверки другими, более прямыми методами исследования. Геофизическая разведка дешева и быстра, и, несомненно, в будущем ее станут более широко применять для разведки заполнителей.

Двумя наиболее часто применяемыми геофизическими методами являются метод определения удельного электрического сопротивления, который основан на относительной электропроводности в различных пластах, и сейсмический рефракционный метод, основанный на физических законах, управляющих прохождением взрывной волны через материалы различной плотности и упругости.

Сейсмическая рефракция. Скорость распространения колебаний волн, вызванных взрывом заряда близ поверхности, будет колебаться от 180 м/сек в рыхлом грунте до 6000 м/сек в твердой горной породе. Взрывные волны преломляются и отражаются на границах между материалами с различной скоростью. Для глубин до 150 ж преломленные волны легче интерпретировать, чем отраженные.

Заряд взрывается на глубине нескольких футов ниже поверхности земли, образуя «пункт взрыва», который становится центром возмущения упругих взрывных волн, распространяющихся наружу во всех направлениях. Ряд детекторов, расположенных на различном расстоянии по одной прямой с эпицентром взрыва, последовательно поглощает возмущение и передает импульсы записывающему осциллографу. График времени поступления первого импульса, нанесенный по отношению к расстоянию до детектора, дает представление об отношениях скоростей, по которым могут быть рассчитаны глубины залегания различных пластов.

Удельное электрическое сопротивление. Кажущееся удельное электрическое сопротивление однородного материала может быть определено с помощью пропускания электрического тока через материал и измерения падения потенциала в различных точках. Если четыре электрода установлены на одинаковом расстоянии по прямой и ток подается через два конечных электрода, а падение потенциала измеряют между двумя средними электродами, то полученное таким образом кажущееся удельное электрическое сопротивление относится к пласту материала, мощность которого приблизительно равна расстоянию между любыми двумя электродами. В случае увеличения расстояния между электродами измеряется кажущееся удельное электрическое сопротивление более глубокого участка. Для участка почвы, под которым лежит пласт материала с более высоким удельным сопротивлением, кажущееся удельное электрическое сопротивление будет возрастать при больших промежутках между электродами, потому что в измерение будет вовлечено большее количество материала с высоким электрическим сопротивлением. Величины кажущегося удельного сопротивления и расстояния между электродами могут быть использованы для косвенного расчета мощности различных пластов.



Читать далее:
Обработка шлака и легких заполнителей
Однородность заполнителей для бетона
Установка для обработки породы
Разработка месторождений заполнителей
Испытание отобранных проб заполнителей
Отбор проб
Поисковые работы
Легкие заполнители
Реакция между щелочами и заполнителями в бетоне
Химические свойства заполнителя



Ваш отзыв