Бурение

Единственный методом, позволяющим изучать (горные выработки не считаем) недра земли является бурение. Результат бурения – скважина.

Скважина – это цилиндрическая выработка в земной коре, имеющая поперечное сечение малой величины при относительно большой протяженности. Начало скважины называется устьем, боковая поверхность – стенками, дно – забоем. По условному назначению скважины (бурение) – геологоразведочные, эксплуатационные, технические.

Геологоразведочные скважины бурятся при съемке, поисковых и разведочных работах на полезные ископаемые, инженерно-геологических, гидрогеологических, геофизических, технологических (режимные наблюдения).

Эксплуатационные скважины бурятся для добычи воды, нефти и газа, других полезных ископаемых (Аu, Cu, U и т.п.).

При производстве инженерно-геологических исследований в основном применяются буровые скважины и шурфы.

Значение:

– установление, уточнение геологического разреза, точность установления границ – 0,25–0,5 м;

– определение залегания уровня грунтовых вод;

– отбор образцов (керн) и монолитов грунта для определения физических (плотность, влажность и т.д.– не менее 10 образцов на каждую разность), физико-механических свойств (не менее – 6 образцов) и не менее 3 проб воды на химический состав каждого водоносного горизонта. Для мерзлых грунтов плотность обычно определяется на скважине.

– проведение полевых опытных испытаний, гидрогеологических исследований;

– ведение стационарных наблюдений;

– выявление и оконтуривание геологических и инженерно-геологических процессов.

Виды бурения: ударно-канатное, вибрационное, вращательное, роторное, ручное, шнековое.

Породоразрушающий инструмент (шарошечное и крестовое долото, буровые коронки различной твердости, пневмоударники) и его диаметры (от 50 мм до 500 мм).

Бурение производится с отбором и без отбора керна (сплошным забоем).

Полевая документация заносится в буровые журналы (дата, время, слои, отметки, образцы).

Ликвидационный тампонаж скважины проводится после завершения работ.

5.2.3. Геофизические работы

Геофизические работы – магниторазведка, гравиразведка сейсморазведка, электроразведка, каротаж в сочетании с другими видами работ.

Сейсморазведка – метод исследований, основанный на измерении скорости прохождения продольных волн по глубине (V₂>V₁).

 

Рис.42 Сейсморазведка (сейсмозондирование)

Электроразведка – метод исследований, основанный на измерении кажущихся сопротивлений грунтов по глубине (ρ₂>ρ₁). Два заземления (штыря) подключаются к полюсам источника постоянного тока. Прибором измеряется разность потенциалов между ними. Чем дальше друг от друга заземления (больше разнос), тем больше глубина исследования. Измеряется в Ом/м.

 

Рис. 43. Электроразведка (ВЭЗ)

Каротаж скважин (электро-, сейсмо-, радиометрический) при интерпретации позволяет определять влажность, плотность грунта. Изучая керн скважин, мы имеем ограниченную информацию. Каротаж позволяет изучать пространство около скважин, породы в естественном залегании с точной привязкой. Прямые результаты свойств пород. Часто заменяет буровые работы, поскольку полученная информация дешевле. Решает многие проблемы инженерной геологии.

Значение:

· Определение мощности рыхлых отложений;

· Выявление тектонических нарушений и зон повышенной трещиноватости и обводненности;

· Определение уровня залегания грунтовых вод, водоупоров, направление движения подземных вод, гидрогеологических параметров;

· Определение состава и состояния свойств грунтов.