Mục đích cơ bản của thăm dò khoáng sản là nhằm sáng tỏ giá trị công nghiệp và đánh giá định lượng kinh tế - địa chất các mỏ khoáng.
Nhiệm vụ chung của thăm dò gồm:
- Làm sáng tỏ các đặc điểm cấu trúc địa chất mỏ, độ sâu, thế nằm, hình dạng, kích thước và cấu trúc nội bộ của thân khoáng, cũng như mối quan hệ của khoáng sản với đá vây quanh và quy luật phân bố không gian của chúng trong cấu trúc chứa quặng thuận lợi.
- Làm sáng tỏ đầy đủ chất lượng khoáng sản chính và khoáng sản có ích đi kèm. Để giải quyết nhiệm vụ này cần tiến hành lấy mẫu phân tích thành phần khoáng vật, cấu tạo và kiến trúc, thành phần hoá học, tính chất cơ - vật lý và nhiều tính chất khác của khoáng sản.
- Xác định số lượng khoáng sản trong lòng đất theo tập hợp tài liệu nhận được trong quá trình thăm dò. Số lượng khoáng sản trong lòng đất được xác định bằng đơn vị trọng lượng (tấn, kg) hoặc bằng đơn vị thể tích (m3) gọi là trữ lượng. Trữ lượng khoáng sản tính theo trạng thái tự nhiên trong lòng đất, không tính đến tổn thất và làm nghèo trong quá trình khai thác và chế biến (tuyển, luyện).
- Xác định tính chất công nghệ khoáng sản theo từng kiểu quặng tự nhiên, hạng quặng công nghiệp và lựa chọn sơ đồ làm giàu hợp lý. Nhiệm vụ này được giải quyết trên cơ sở kết quả lấy và thử nghiệm mẫu công nghệ trong phòng thí nghiệm, bán công nghiệp và công nghiệp.
- Nghiên cứu làm sáng tỏ điều kiện khai thác mỏ, bao gồm điều kiện địa chất thủy văn, địa chất công trình. Để có cơ sở đánh giá điều kiện địa chất thuỷ văn và địa chất công trình mỏ cần thu thập tài liệu về đặc điểm địa lý - tự nhiên, động thái của nước mặt, nước ngầm, đặc điểm phân bố và tính chất cơ lý của đất, đá, cũng như các yếu tố tự nhiên khác có ảnh hưởng đến việc tiến hành công tác mỏ.
Công trình thăm dò là công trình cắt qua những tích tụ tự nhiên của khoáng hoá có ích trong lòng đất hoặc các khoáng sản nguồn gốc công nghệ và cho phép tiến hành tổ hợp nghiên cứu địa chất - khoáng sản và các yếu tố khác. Mỗi công trình thăm dò cần thoả mãn 2 yêu cầu cơ bản sau:
- Định hướng theo phương có tính biến hoá lớn nhất, thường trùng với phương bề dày thân khoáng.
- Cắt qua chiều dày thân khoáng hoặc đới chứa quặng.
Tùy thuộc vào thiết bị sử dụng, phương pháp thi công, độ tin cậy của tài liệu nhận được có thể chia công trình thăm dò thành hai dạng cơ bản phải là Công trình khai đào và Công trình khoan.
Công trình khai đào: Được áp dụng rộng rãi trong các giai đoạn từ đo vẽ bản đồ địa chất đến tìm kiếm, thăm dò và khai thác mỏ, bao gồm hào, giếng thăm dò, giếng mỏ, lò bằng, lò dọc vỉa, lò xuyên vỉa, lò cúp, lò thượng, giếng mù.
Công trình khoan: Lỗ khoan là một công trình hình trụ trong lòng đất có kích thước tiết diện ngang nhỏ, còn độ dài lại tương đối lớn. Khởi đầu lỗ khoan gọi là miệng lỗ khoan, tận cùng của lỗ khoan gọi là đáy lỗ khoan, mặt bên sườn gọi là thành lỗ khoan. Những yếu tố cơ bản đặc trưng cho lỗ khoan bao gồm: đường kính, chiều sâu và phương vị lỗ khoan. Vị trí lỗ khoan được xác định dựa vào góc thiên đỉnh, góc nghiêng và góc phương vị.
- Góc thiên đỉnh là góc tạo giữa trục lỗ khoan và đường thẳng đứng,
- Góc nghiêng là góc giữa trục lỗ khoan và mặt phẳng ngang.
- Góc phương vị là góc đo trong mặt phẳng nằm ngang giữa phương vị của kim địa bàn đi qua trục lỗ khoan và hình chiếu của nó lên mặt phẳng ngang.
Công trình khoan là phương tiện kỹ thuật được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu cấu trúc địa chất, tìm kiếm, thăm dò và khai thác khoáng sản. Trong thăm dò khoáng sản rắn, các lỗ khoan có thể khoan từ trên mặt đất hoặc từ công trình ngầm dưới một góc bất kỳ so với mặt phẳng ngang.
Phát hiện, theo dõi và nghiên cứu những tích tụ tự nhiên của khoáng sản trong lòng đất thường được thực hiện trên cơ sở các tài liệu thu thập từ tập hợp các công trình khoan và khai đào. Khi các công trình thăm dò phân bố trong một mặt phẳng thẳng đứng, nằm ngang, nghiêng, sẽ tạo ra mặt cắt thăm dò, còn tập hợp các mặt cắt thăm dò trong không gian sẽ tạo ra hệ thống thăm dò.
Để phân chia các hệ thống thăm dò thường căn cứ vào dạng công trình và dạng mặt cắt thăm dò. Theo dấu hiệu về dạng công trình thăm dò chia ra 3 nhóm lớn:
- Hệ thống công trình khai đào.
- Hệ thống công trình khoan.
- Hệ thống công trình thăm dò phối hợp khai đào - khoan.
Hệ thống công trình khai đào sử dụng để thăm dò các thân khoáng năm gần mặt đất và có hình dạng phức tạp hoặc thành phần có ích biến đổi mạnh. Thuộc về hệ thống này bao gồm các công trình khai đào trên mặt (hào, giếng thăm dò) và công trình ngầm (giếng mỏ, lò).
Hệ thống công trình khoan được áp dụng để thăm dò không chỉ các mỏ nằm gần mặt đất, mà cả ở những mỏ nằm ở độ sâu lớn. Hệ thống này áp dụng có hiệu quả nhất khi thăm dò các mỏ có cấu trúc chứa quặng và hình thái thân quặng đơn giản, thành phần có ích phân bố đồng đều.
Hệ thống công trình phối hợp khai đào - khoan được sử dụng rộng rãi trong thăm dò các mỏ kim loại đen, màu, hiếm, quý và một số mỏ phi kim loại. Tuỳ thuộc vào mức độ biến đổi hình thái thân khoáng và sự phân bố thành phần có ích mà khối lượng công trình khai đào hoặc khoan chiếm ưu thế.
Nhiệm vụ chung của thăm dò gồm:
- Làm sáng tỏ các đặc điểm cấu trúc địa chất mỏ, độ sâu, thế nằm, hình dạng, kích thước và cấu trúc nội bộ của thân khoáng, cũng như mối quan hệ của khoáng sản với đá vây quanh và quy luật phân bố không gian của chúng trong cấu trúc chứa quặng thuận lợi.
- Làm sáng tỏ đầy đủ chất lượng khoáng sản chính và khoáng sản có ích đi kèm. Để giải quyết nhiệm vụ này cần tiến hành lấy mẫu phân tích thành phần khoáng vật, cấu tạo và kiến trúc, thành phần hoá học, tính chất cơ - vật lý và nhiều tính chất khác của khoáng sản.
- Xác định số lượng khoáng sản trong lòng đất theo tập hợp tài liệu nhận được trong quá trình thăm dò. Số lượng khoáng sản trong lòng đất được xác định bằng đơn vị trọng lượng (tấn, kg) hoặc bằng đơn vị thể tích (m3) gọi là trữ lượng. Trữ lượng khoáng sản tính theo trạng thái tự nhiên trong lòng đất, không tính đến tổn thất và làm nghèo trong quá trình khai thác và chế biến (tuyển, luyện).
- Xác định tính chất công nghệ khoáng sản theo từng kiểu quặng tự nhiên, hạng quặng công nghiệp và lựa chọn sơ đồ làm giàu hợp lý. Nhiệm vụ này được giải quyết trên cơ sở kết quả lấy và thử nghiệm mẫu công nghệ trong phòng thí nghiệm, bán công nghiệp và công nghiệp.
- Nghiên cứu làm sáng tỏ điều kiện khai thác mỏ, bao gồm điều kiện địa chất thủy văn, địa chất công trình. Để có cơ sở đánh giá điều kiện địa chất thuỷ văn và địa chất công trình mỏ cần thu thập tài liệu về đặc điểm địa lý - tự nhiên, động thái của nước mặt, nước ngầm, đặc điểm phân bố và tính chất cơ lý của đất, đá, cũng như các yếu tố tự nhiên khác có ảnh hưởng đến việc tiến hành công tác mỏ.
Công trình thăm dò là công trình cắt qua những tích tụ tự nhiên của khoáng hoá có ích trong lòng đất hoặc các khoáng sản nguồn gốc công nghệ và cho phép tiến hành tổ hợp nghiên cứu địa chất - khoáng sản và các yếu tố khác. Mỗi công trình thăm dò cần thoả mãn 2 yêu cầu cơ bản sau:
- Định hướng theo phương có tính biến hoá lớn nhất, thường trùng với phương bề dày thân khoáng.
- Cắt qua chiều dày thân khoáng hoặc đới chứa quặng.
Tùy thuộc vào thiết bị sử dụng, phương pháp thi công, độ tin cậy của tài liệu nhận được có thể chia công trình thăm dò thành hai dạng cơ bản phải là Công trình khai đào và Công trình khoan.
Công trình khai đào: Được áp dụng rộng rãi trong các giai đoạn từ đo vẽ bản đồ địa chất đến tìm kiếm, thăm dò và khai thác mỏ, bao gồm hào, giếng thăm dò, giếng mỏ, lò bằng, lò dọc vỉa, lò xuyên vỉa, lò cúp, lò thượng, giếng mù.
Công trình khoan: Lỗ khoan là một công trình hình trụ trong lòng đất có kích thước tiết diện ngang nhỏ, còn độ dài lại tương đối lớn. Khởi đầu lỗ khoan gọi là miệng lỗ khoan, tận cùng của lỗ khoan gọi là đáy lỗ khoan, mặt bên sườn gọi là thành lỗ khoan. Những yếu tố cơ bản đặc trưng cho lỗ khoan bao gồm: đường kính, chiều sâu và phương vị lỗ khoan. Vị trí lỗ khoan được xác định dựa vào góc thiên đỉnh, góc nghiêng và góc phương vị.
- Góc thiên đỉnh là góc tạo giữa trục lỗ khoan và đường thẳng đứng,
- Góc nghiêng là góc giữa trục lỗ khoan và mặt phẳng ngang.
- Góc phương vị là góc đo trong mặt phẳng nằm ngang giữa phương vị của kim địa bàn đi qua trục lỗ khoan và hình chiếu của nó lên mặt phẳng ngang.
Công trình khoan là phương tiện kỹ thuật được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu cấu trúc địa chất, tìm kiếm, thăm dò và khai thác khoáng sản. Trong thăm dò khoáng sản rắn, các lỗ khoan có thể khoan từ trên mặt đất hoặc từ công trình ngầm dưới một góc bất kỳ so với mặt phẳng ngang.
Phát hiện, theo dõi và nghiên cứu những tích tụ tự nhiên của khoáng sản trong lòng đất thường được thực hiện trên cơ sở các tài liệu thu thập từ tập hợp các công trình khoan và khai đào. Khi các công trình thăm dò phân bố trong một mặt phẳng thẳng đứng, nằm ngang, nghiêng, sẽ tạo ra mặt cắt thăm dò, còn tập hợp các mặt cắt thăm dò trong không gian sẽ tạo ra hệ thống thăm dò.
Để phân chia các hệ thống thăm dò thường căn cứ vào dạng công trình và dạng mặt cắt thăm dò. Theo dấu hiệu về dạng công trình thăm dò chia ra 3 nhóm lớn:
- Hệ thống công trình khai đào.
- Hệ thống công trình khoan.
- Hệ thống công trình thăm dò phối hợp khai đào - khoan.
Hệ thống công trình khai đào sử dụng để thăm dò các thân khoáng năm gần mặt đất và có hình dạng phức tạp hoặc thành phần có ích biến đổi mạnh. Thuộc về hệ thống này bao gồm các công trình khai đào trên mặt (hào, giếng thăm dò) và công trình ngầm (giếng mỏ, lò).
Hệ thống công trình khoan được áp dụng để thăm dò không chỉ các mỏ nằm gần mặt đất, mà cả ở những mỏ nằm ở độ sâu lớn. Hệ thống này áp dụng có hiệu quả nhất khi thăm dò các mỏ có cấu trúc chứa quặng và hình thái thân quặng đơn giản, thành phần có ích phân bố đồng đều.
Hệ thống công trình phối hợp khai đào - khoan được sử dụng rộng rãi trong thăm dò các mỏ kim loại đen, màu, hiếm, quý và một số mỏ phi kim loại. Tuỳ thuộc vào mức độ biến đổi hình thái thân khoáng và sự phân bố thành phần có ích mà khối lượng công trình khai đào hoặc khoan chiếm ưu thế.
Tác giả bài viết: Bạch Thái Toàn - Phó Chánh Văn phòng Sở
Nguồn tin: Trung Tâm Công Nghệ Thông Tin