Ум, молоток и

новые технологии

Как меняется геология

Геология – наука консервативная. Девиз профессионального сообщества – «Умом и молотком» - не потерял своей актуальности, ведь ежегодно в разных точках мира развертываются многочисленные полевые лагеря, а исследователи земных глубин докапываются до коренных пород, берут образцы и изучают их. Романтика, безусловно, жива. С другой стороны, современные технологии меняют образ геологии. В преддверии профессионального праздника мы пообщались с сотрудниками «Полиметалла» в Якутии и узнали, какие изменения за последние годы произошли в их работе, а что остается постоянным.
  • Маршрут построен

«Пятнадцатилетний капитан» (Жюль Верн)
Шхуна-бриг «Пилигрим» направлялась из Новой Зеландии к берегам Южной Америки. Рутинная охота на китов-полосатиков вылилась в настоящую трагедию, в результате которой погиб практически весь экипаж корабля. Командование судном вынужденно берет на себя юнга Дик Сэнд.

Молодой человек, к сожалению, плохо знает навигационное дело, чем и воспользовался находившийся на борту беглый работорговец Негоро. Он подложил металлический брусок под путевой компас и заставил «Пилигрим» обойти Южную Америку и достичь западных берегов Африки.

С того времени технологии претерпели серьезные изменения. Так, если бы у главного героя романа Жюля Верна «Пятнадцатилетний капитан» была под рукой чудо-коробочка GPS-навигатора, то бриг точно не сбился бы с курса.
Система глобального позиционирования серьезно упростила труд представителей многих профессий: моряков, летчиков, водителей, строителей и, конечно, геологов.
Сегодня несколько дюжин небольших спутников, окутывающие всю Землю сигналами, помогают нам ориентироваться на местности, ведь практически любой современный смартфон оснащен GPS-навигатором.

Исследователям подземных кладовых навигатор помогает не только ориентироваться на местности, но и серьезно облегчает полевую работу в поисковых маршрутах и при проведении литохимической съемки.

Применять GPS на Нежданинском начали сразу с приходом на месторождение «Полиметалла», в 2017 году.
GPS или система глобального позиционирования состоит из нескольких элементов
Это 24 геостационарных спутника (еще восемь обычно находятся в резерве), которые передают сигналы на частоте 1 ГГц, а также пользовательские приемники, определяющие по этим сигналам свои координаты. Создание GPS началось в 1978 году с запуска первого спутника Navstar.

Российский аналог GPS, система ГЛОНАСС, разрабатывалась с конца 1950-х, но широкое распространение в гражданском секторе получила только в нулевые годы XXI века. Для ее работы также достаточно 24 спутников.
  • Что было до навигаторов?


До появления GPS неотъемлемой частью «рабочего набора инструментов» геологов являлись: топокарта, молоток и компас.
Евгений Дмитренко
Ведущий геолог геологической службы Нежданинского ГОКа
Десятки лет в геологии использовались топоосновы различного масштаба, в зависимости от целей геологоразведочных работ. Как правило, в ходе площадных поисков применяли их с масштабом 1:25000 - 1:50000, где были отражены речная сеть, залесённость местности, горизонтали рельефа, названия рек и крупных ручьёв, отметки горных вершин и так далее.

При этом точно определиться с местом отбора пробы либо точки наблюдения весьма проблематично, так как 1 миллиметр в масштабе карт составляет 25 и 50 метров соответственно. С данной задачей сейчас успешно справляется электронный навигатор, погрешность определения которого может составлять всего 5-10 метров.

Например, теперь при проведении литохимической съемки не нужно отмерять расстояние между точками отбора проб рулеткой или измерительным шнуром. Забиваешь координаты проб в GPS и через экран отслеживаешь, когда ты достиг точки опробования. Это же касается и маршрутов, которые можно заранее заложить в память устройства

Бывали случаи, когда при использовании топоосновы, в условиях ограниченной видимости – из-за тумана или сильного дождя, маршрутные группы сбивались с пути.
Евгений Дмитренко
Ведущий геолог геологической службы Нежданинского ГОКа
Для ориентирования по топооснове, особенно в протяжённых по расстоянию маршрутах, нужно видеть окрестности – примечательные устья ручьев, рек, доминирующие возвышенности. Если обзор местности чем-то ограничен, то остается либо полагаться на опыт и двигаться предельно осторожно, либо ждать улучшения погоды.

GPS-приемник же способен «видеть» и в дождь, и в туман. Единственное, может неустойчиво работать в лесу, в ущелье, то есть там, где наблюдается «дефицит» открытого неба. Однако открытое пространство можно найти практически в любом маршруте. Если приемник один раз «зацепился» за спутники, то последующая потеря одного-двух из них не так уж и страшна.

Навыков для работы с навигатором нужно не больше, чем при использовании обычного смартфона. Несколько раз показываем человеку «основной алгоритм» использования прибора, и он сам полноценно может применять навигатор. Для молодых ребят вообще сложностей нет, сейчас же все продвинутые в плане различных технологических новинок, схватывают налету
В утиль топокарты не списали
Их до сих пор используют геологи в комплексе со спутниковыми снимками для заложения мест временных стоянок отрядов, возможных подъездных путей к ним.
  • Привести данные к модели

Фрагмент первой в России геологической карты
Начерченная на шести огромных листах, склеенных из стандартных листов бумаги с водяными знаками. На каждом из них – заголовки, легенда, подписи авторов, а также показаны реки, дороги, рудники. Даже выходы горных пород – гранитов, известняков и многих других – обозначены разными цветами.

Самая первая в истории России геологическая карта, созданная в конце XVIII века, напоминает произведение искусства. Нанесена на нее обширная территория почти в 50 тысяч квадратных километров от границы с Китаем на востоке до Шерловой горы (это в Забайкалье) на западе. И указывает карта путь к сокровищам таинственной земли Даурии.

Даже когда осматриваешь фрагменты карты на изображениях из интернета, то сложно не восхититься трудом геодезистов, географов и геологов, которые создали ее без всякого современного оборудования, буквально на глаз.
Трехмерное моделирование помогает более качественно проводить геологические исследования и делать прогнозы.
Цифровой век основательно перевооружил геологию. Сегодня специалисты могут на основе собранных и обработанных данных создавать трехмерные модели объектов. Делают это в специальных программах. На Нежданинском, например, используют Datamine.

При помощи моделирования можно ускорить проектирование и планирование работ, точно оценить запасы полезных ископаемых, изучить реки, ручьи и оценить их потенциал для разработки, а также увеличить эффективность и безопасность производства.
На Нежданинском в Datamine создают модели рудных тел, залежей полезных ископаемых, геологических разломов, определяют оптимальное положение и размер выработок, разрабатывают геологические карты и схемы.
Андрей Полянский
Ведущий инженер-геолог по моделированию и базам данных Нежданинского ГОКа
К нам стекается вся аналитика, в том числе информация по бурению – колонковым, шламовым пробам, разведочным скважинам. На ее основе мы строим 3D-каркасы рудных тел в объеме. Дважды в год готовим модель всего месторождения, которую передаем в отдел горного планирования, оттуда она поступает маркшейдерам и далее становится основной для отработки карьера. Кроме того, по свежим данным эксплуатационного бурения модель обновляется до семи раз за месяц в зонах добычных работ. По каждой скважине данные сохраняются в Геобанке и к ним можно обращаться в любое время.

Специалист по моделированию должен быть хорошо подготовлен, так как его ошибки дорого обходятся предприятию.
Любая неточность – это убытки для компании. Неверными расчетами можно, например, разубожить хорошую руду, неправильно посчитать запасы в блоке или направить выработку по ложному маршруту, а это потерянное время и впустую потраченные производственные ресурсы, усилия людей.

Следует понимать суть того, что ты делаешь, быть внимательным, перепроверять данные. Тогда все получится
  • Что было до Datamine?

Для первичной документации - миллиметровка. Далее, после увязки рудных тел на первичной геологической документации, составлялись планы поверхности, погоризонтные планы, разрезы и, как венец геологического анализа и расчетов, – проекции рудных тел на горизонтальную или вертикальную плоскость. Даже программы трехмерного моделирования не смогли полностью вытеснить давнюю геологическую традицию – чертить на бумаге.
Андрей Полянский
Ведущий инженер-геолог по моделированию и базам данных Нежданинского ГОКа
Когда 12 лет назад начал работать на Лунном, то впервые познакомился с бумажным документированием. На тончайших листах мы собирали миллиметровые клетки в пятимиллиметровые и так далее. Рисовали в масштабе забои, штреки. Сейчас первичную документацию, а это, между прочим, основа основ, геологи продолжают оформлять вручную. На миллиметровке отражаем элементы залегания рудных тел, пластов пород, отмечаем минерализацию.

Если возникают какие-либо вопросы, то геолог, отстраивающий рудные тела, обращается прежде всего к первичной документации, в том числе к фотографиям керна. Таким образом, бумага никуда не ушла. И неизвестно, уйдет ли вообще когда-то, особенно у полевиков, а также тех, кто работает в подземке
  • Видеть руду насквозь

- А где мне найти хоть одного?

- Что ж, вот с этим проблема, - сознался поэт. - Прятаться они мастера: стоит любому из них повернуться к вам боком, и он исчезнет - даже в ясный полдень посреди пустой улицы. - Финнеган помолчал. - Полагаю, лучше всего было бы навестить одно из обычных мест их сборищ и держаться там, пока не сможете сграбастать одного из них - и как только он окажется у вас в руках, не отпускайте его.



Частный детектив Джон Мэллори, главный герой романа писателя-фантаста Майкла Резника «По следу единорога», хотел «сграбастать» лепрекона.

В ирландском фольклоре эти коренастые и облаченные в зеленое человечки искали и хранили древние клады. Каждому лепрекону принадлежал горшочек с золотыми монетками, закопанный в земле. На сокровища указывает одним концом радуга, но только хозяин золота может к нему привести. Поэтому люди всегда пытались поймать лепреконов и выманить у них драгоценности.
РФ-анализатор в полевых условиях всего за несколько минут может определить в пробе до 34 элементов.
Для того, чтобы находить скрытые в недрах сокровища современному геологу ловить мифическое создание совсем необязательно.

Достаточно приложиться к породе портативным рентгенофлуоресцентным анализатором.

Этот небольшой c труднопроизносимым названием прибор применяют как на этапе поиска и разведки месторождений – для опробования коренных обнажений, керна, канав, штуфных образцов, литогеохимических проб, так и уже при эксплуатации – для опробования стенок горных выработок, отвалов горнорудной массы, сколковых и горстевых проб, шлама.
Портативный анализатор рассказывает о химическом строении геологического объекта и помогает принимать более взвешенные решения по направлению дальнейших работ.
Роман Нератов
Ведущий геолог отдела контроля качества Якутского филиала «Полиметалла»
Основное ограничение полевого анализа состоит в том, что нельзя определить содержание золота в руде напрямую. Чтобы решить эту проблему, мы проводим опытно-методические работы, пытаемся найти корреляцию с золотом одного или нескольких элементов, которые поддаются РФ-методу. Например, по корреляции мышьяка с золотом работают на Майском месторождении. В середине двухтысячных годов на Нежданинском применяли спектрометр «Алдан», но уверенных корреляций тогда не обнаружили, поэтому портативные анализаторы там не используем.

На Прогнозе ситуация иная. Там около пяти лет назад при поисковых работах и разведке взяли на вооружение спектрометр «Спектроскан GEO». Когда начнется эксплуатация месторождения, то продолжим его применять.

При измерении пробы портативным спектрометром от оператора требуются аккуратность и соблюдение установленной методики опробования. Но прежде чем начать применять анализатор для решения геологических задач его необходимо настроить.

На результаты РФ-анализа влияет большое количество факторов. Поэтому, чтобы получить достоверные данные, надо калибровать спектрометр отдельно для каждого месторождения, объекта опробования - керна, шлама, литогеохимических проб, а также определяемого элемента. Для выполнения таких работ нужны знания физических процессов, происходящих во время измерения, математических алгоритмов, применяемых при обработке записанного спектра и при расчете содержаний в измеренной пробе, а также статистического анализа получаемых данных
  • Что было до РФ-анализаторов?

Существовал только один вариант – отправить пробу в лабораторию. До начала применения портативных спектрометров не было иной возможности для проведения анализа в полевых условиях.
Роман Нератов
Ведущий геолог отдела контроля качества Якутского филиала «Полиметалла»
При идеальной организации работ весь процесс от отбора пробы до получения содержаний в лабораторных условиях занимает 16-18 часов.

При поисках и разведке на удаленных участках из-за сложности и дороговизны логистики между отбором пробы и получением содержаний в ней могут пройти месяцы. Благо, что миниатюризация электроники в 80-х годах прошлого века позволила разработать портативные РФ-анализаторы и создать совершенно новую для геологии возможность получения информации по содержаниям прямо в поле, в ряде случае даже без необходимости отбора пробы
С Днем геолога, дорогие коллеги! Пусть вдохновение не покидает вас, а земные недра будут щедры.
Над проектом работал Вячеслав Стручков
Made on
Tilda