Оценка закарстованности месторождений строительного гипса

Объектом исследований является гипсосодержащая толща, включающая полости и полости, выполненные карстовой брекчией. Полости могут пересекать промышленную толщу на различную мощность. В промышленной толще гипса встречаются слои и прослои пустой породы, зоны с содержанием полезного ископаемого менее определённых техническим заданием или ТЭО кондиций. На рис. 1 приведен фрагмент забоя добычного горизонта +128 с характерным для гипсовых месторождений строением пласта. Слева полость и справа полость, выполненная вышележащими породами пересекающая всю мощность промышленной толщи.

Основная оценка закарстованности месторождения заключается в определении отношения мощности полостей к мощности полезной толщи. Такая оценка по отношению ко всему месторождению не может быть объективной по следующим причинам. Мощность встреченных пустот и включений карстовых брекчий может быть в одной скважины или нескольких. Степень связи проявлений карстовых форм в скважинах трудно оценить без учёта распространения поверхностных карстовых форм.

Промышленная толща гипса представляет пластовую залежь в разной степени включающая пустоты и полости, выполненные переработанными породами, представляющими промышленную толщу и вышележащими породами. Для схематизации строения промышленной толщи необходимо выполнить комплекс работ с целью получения объёмов запаса строительного гипса.

Предлагается следующая последовательность. На стадии поисков и оценки при планировании геофизических и буровых работ необходимо выполнить съёмку карстовых воронок на поверхности. Для этой цели можно использовать топогеодезические работы, дешифрирование аэро и космоснимков.

Обработка результатов съёмки заключается в следующем. Составляем таблицу координат центров, размеров и глубин проявлений карстовых форм. Вычисляем условный диаметр на основании зависимости

Для карстовых проявлений приближающихся к форме окружности и

для карстовых проявлений имеющих овальную форму

где d – условный диаметр, м;

S – площадь карстового проявления, м²;

L₁, L₂ – длинная ось и короткая ось карстового проявления, м.

Оцениваем среднее значение по интервалам и группируем по расстоянию между карстовыми проявлениями. За критерий выбираем средний условный диаметр карстовых проявлений. При расстоянии менее среднего диаметра между карстовыми проявлениями выделяем зоны проявления карстовых процессов и оцениваем их площадь. Следующий шаг заключается в выявлении тенденции линейного распространения проявлений карстовых форм. Проверку данной гипотезы, возможно, осуществить с использованием метода наименьших квадратов. На данной стадии оценки получаем коэффициент площадной закарстованности, как отношение площади поверхностных карстовых форм выделенных в зоны к площади месторождения. На рис.2 приведён фрагмент космического снимка участка месторождения с выделенными карстовыми зонами.

С
Рис. 2.
ледующим этапом оценки закарстованности является локализация скважин выявивших провалы и наличие карстовой брекчии в керне промышленной толщи гипса по отношению к поверхностным формам проявления карста. Оценку объёмной закарстованности вычисляем как отношение произведения площади выделенных зон на мощность карстовых проявлений выявленных буровыми работами к объёму гипсовой толщи.

Вывод: Данная предварительная оценка закарстованности позволяет оптимизировать геофизические и буровые работы для оценки запасов гипса.