- •Глава 8. Техника и технология получения кондиционных проб
- •Глава 8. Техника и технология получения кондиционных проб разбуриваемых горных пород.
- •Существующие способы определения выхода керна.
- •. Классификация горных пород по трудности отбора керна
- •8.3. Влияние различных факторов на процесс кернообразования
- •Качество керновых проб
- •Технические средства для отбора керна
- •Классификация технических средств отбора керна
. Классификация горных пород по трудности отбора керна
С точки зрения возможности получения представительного керна оценку горных пород для обоснованного выбора технологических методов и специальных технических средств рекомендуется производить в соответствии с классификацией горных пород по трудности отбора керна, разработанной в ВИТР 2, 3, 4, 5.
Основу данной классификации составляет эталонная схема классификации горных пород по трудности отбора керна, которая базируется на структурно-текстурных особенностях и на физико-механических свойствах горных пород с учетом их трещиноватости (табл. ).
В эталонной схеме генетические комплексы горных пород подразделены на 5 групп по геологическим характеристикам (структурно-текстурные особенности и соотношение динамической прочности F д основной массы или цемента и динами-ческой прочности обломков или включений ). В свою очередь эти группы пород подразделены по степени абразивности и динамической прочности, т.е. по значению объединенного показателя, а также по степени трещиноватости (по удельной кусковатости керна К уд). Объединенный показатель может быть заменен показателем «категория пород по буримости» (ОСТ 41-89-74).
Таблица Рекомендуемые минимально допустимые диаметры керна
и бурения, отвечающие требованиям опробования рудных
месторождений ( по Римчук Н.Г. )
Генетические типы месторождений и главнейшие промышленные типы руд |
Допустимые диаметры керна, установленные по методу сопоставления, аналогии проф. Альбова и математической статистики, мм |
Практика алмазного бурения 1920-1930 гг., мм |
Зарубежная практика, мм |
Рекомендуемые минимально допустимые диаметры керна, мм |
Диаметр скважины, мм |
Собственно магматические месторождения: Хромитовые Титано-магнетитовые Медно-никелевые Редкометальные Пегматитовые месторождения: Редкометальные Контактово-метасоматические (скарновые) месторождения Железные Молибдено- вольф- рамовые Медные Руды других метал- лов (Au, Pb, Zn ) Гидротермальные месторождения: Медно-порфировые Колчеданные
Медистые песчаники Сидеритовые Вольфрамо-молибденовые Оловянные Свинцово-цинковые Сурьмяно-ртутные и мышьяковые Золотые Урано-ванадиевые Метаморфогенные месторождения: Железистые кварциты |
22 14 - 22 32 - 42 32
42 – 60
14 - 22
32 – 60 -
32
42 14 – 32
22 14
32 – 42 32 – 42 22 – 42
60 32 – 60 -
22 - 32
|
30 30 30 -
-
30 – 40
- -
-
30 – 40 30
- 30
- - 30 – 40
- 30 -
30 - 40 |
20,6 38 22,2 - 32 -
28,6 - 41,3
28,6
- 28,6
28,6
28,6 22,2 24,0 28,6 28,6 -
28,6 – 54 23,8 – 33,3 28,6
- 19,0 – 28,3 19,0
20,6 |
22 32 32 - 42 32
42 – 60
32
32 – 60 32
32
42 32
22 22
32 – 60 32 – 42 32 – 42
60 22 – 32 22
32 |
36 46 46 - 59 46
59 – 76
46
46 – 76 46
46
59 46
36 36
46 – 76 46 – 59 46 – 59
76 36 – 46 36
46
|
Для использования в эталонной схеме показателя К уд существующие пять классов горных пород по трещиноватости объединены в три класса с учетом характеристики степени нарушенности керна, выраженной отношением средней длины куска керна l к к его диаметру d к (табл. )
Группы пород по структурно-текстурным признакам на эталонной схеме обозначены буквами русского алфавита, а подгруппы пород по физико-механическим свойствам пронумерованы, что позволяет для каждой конкретной геологической обстановки выделить конкретные определенные поля, обозначенные буквенным и цифровым индексом. Для каждого поля даны эталонные значения выхода керна при бурении в стандартизованных технических условиях вращательным колонковым способом алмазными коронками диаметром 59 мм одинарной колонковой трубой на оптимальных режимах бурения.
На основе эталонной схемы построена классификация горных пород по трудности отбора керна, в которой все породы подразделены на пять классов по линейному выходу керна, выраженному в процентах с градацией каждой группы через 20% (табл. ).
Таблица Эталонная схема классификации горных пород по трудности отбора керна (В к , %)
Степень трещиноватости горных пород |
Удельная кусковатость керна Куд, шт/м |
Объединенный показатель динамической прочности и абразивности горных пород м
|
Цифровой индекс подгруппы горных пород по физико-механическим свойствам и трещиноватости |
Структурно-текстурные признаки горных пород |
||||
Несвязные рыхлые, размываемые |
Связные, неоднородные по твердости и строению, грубообломочные, с обломками 2-10 мм
Fд1/Fд2 1 |
Связные, однородные по строению, перемежающиеся по твердости, с обломками 2-10 мм
Fд1/Fд2 1 |
Связные, неоднородные по строению, с различной твердостью прослоев, с обломками до 10 мм
Fд3/Fд4 1 |
Связные, однородные по твердости и строению и неоднородные по твердости, мелко- и тонкозернистые, с обломками до 2 мм Fд1/Fд2 1 |
||||
Монолитные и слаботрещиноватые
Среднетрещиноватые
Сильнотрещиноватые
|
1 – 10 (lк/dк 2,5)
11-30 (lк/dк = 0,6-2,5)
31 (lк/dк 0,6)
|
22,5 10,0 – 22,5 2,0-10,0
22,5 10,0- 22,5 2,0-10,0
22,5 10,0- 22,5 2,0-10,0 |
1 2
3
4 5
6
7 8
9 |
Буквенный индекс горных пород |
||||
А |
Б |
В |
Г |
Д |
||||
0 – 20 |
65-70 60-65
50-55
45-50 40-45
35-40
20-25 15-20
0-5 |
70-75 65-70
60-65
55-60 45-50
40-45
25-30 20-25
5-10 |
80-85 70-75
65-70
60-65 55-60
45-50
35-40 25-30
10-15 |
90-100 85-90
80-85
75-80 70-75
60-65
45-55 35-40
15-20 |
||||
Примечание. Динамическая прочность: Fд1 – обломков и вкрапленников, Fд2 – цемента или основной массы, Fд3 и Fд4 – прослоев различной твердости. |
||||||||
Таблица Характеристика подгрупп пород по трещиноватости с учетом степени
нарушенности керна
Подгруппа |
Куд, шт / м |
Диаметр керна dк, см |
Средняя длина куска керна, lк, см |
Отношение lк/dк |
Характеристика степени нарушенности керна |
1 |
1-10 |
2,2-7,3 |
20,0 |
> 2,5 |
Слабо нарушен (длина кусков существенно больше их диаметра lк >> dк) |
2 |
11-30 |
5,0 |
0,6-2,5 |
Нарушен (длина кусков в большинстве случаев больше диаметра lк > dк) |
|
3 |
31 |
1,5 |
< 0,6 |
Сильно нарушен (длина кусков существенно меньше диаметра lк dк) |
Таблица Классификация горных пород по трудности отбора керна [ 2, 4, 6 ]
Группа пород |
Выход керна, % |
Поля эталонной схемы |
Характеристика пород по структурно-текстурным признакам |
Типичные представители горных пород |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
I |
0-20 |
А – 1 до А – 9 |
Несвязные, рыхлые, размываемые |
Пески, суглинки, галечники, соли, слабые охры, сильнотрещиноватые грубоообмолочные песчаники на глинистом цементе, сильнотрещиноватые аргиллиты и алевролиты, рыхлые, несязные породы, сцементированные льдом; конгломераты на слабом цементе, сильнотрещиноватые известняки, мергели, доломиты, раздробленные слабые каменные угли, метаморфизованные раздробленные аргиллиты, гравелиты, брекчии, бокситы, сланцы кварц-серицит-известковистые сильнотрещиноватые |
Б – 8 Б – 9 В – 9 Г – 9 Д – 9 |
Связные, неоднородные и однородные по строению; в основном, перемежающиеся по твердости; сильнотрещиноватые; малой, как исключение средней, прочности |
|||
II |
20-40 |
Б – 6 Б – 7 Г – 7 Г – 8 В – 7 В – 8 Д – 8 |
Связанные, неоднородные и однородные по строению; однородные и неоднородные по твердости; сильнотрещиноватые; средней и высокой прочности, как исключение среднетрещиноватые, малой прочности |
Среднетрещиноватые конгломераты, беркчии, сидерито-глинистые породы, песчаники слабые, крепкие угли сложного строения, коры выветривания никелевых, марганцевых и железистых месторождений, скарны кавернозные, сильнотрещиноватые рудные зоны гидротермальных месторождений, грубообломочные туфы, туффиты, зоны переслаивания песчаников и аргиллитов |
III |
40-60 |
Б – 3 Б – 4 Б – 5 В – 4 В – 5 В – 6 Г – 5 Г – 6 Д – 7 |
Связные, неоднородные и однородные по строению; однородные и неоднородные по твердости; монолитные и среднетрещиноватые различной прочности, как исключение сильнотрещиноватые, высокой прочности |
Среднетрещиноватые аргиллиты и алевролиты, плотные глины, песчаники, крепкие угли, филлиты, конгломераты, трещиноватые кремнистые породы, роговики, мраморы, известняки, доломиты, туффиты, сильнотрещиноватые кварциты, диабазовые порфириты, граниты, гранодиориты, сиениты, пегматиты, базальты, серпентиниты |
Окончание таблицы
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
IV |
60-80 |
Б – 1 Б – 2 В – 1 В – 2 В – 3 Г – 2 Г – 3 Г – 4 Д – 4 Д – 5 Д – 6 |
Связные, неоднородные и однородные по строению; в основном, однородные по твердости; монолитные различной прочности, как исключение среднетрещиноватые, высокой прочности |
Плотные песчаники, глины, мергели, известняки, доломиты, слаботрещиноватые серпентиниты, филлиты, роговики, мигматиты, гнейсы, скарны, пироксениты, граниты, гранодиориты, порфириты, липариты, базальты и диабазы |
V
|
80-100 |
Г – 1 Д – 1 Д – 2 Д – 3 |
Связные, в основном, однородные по строению; однородные по твердости; монолитные различной прочности |
Монолитные однородные толщи песчаников, аргиллитов, доломитов, известняков. Монолитные джеспилиты, кварциты, роговики, гнейсы, яшмы, мраморы. Неизменные граниты, диабазы, порфириты, андезиты, граносиениты, дациты, базальты, перидотиты, липариты, фельзиты
|