ПРОВЕДЕНИЕ ДЕТАЛЬНЫХ АЭРОГЕОФИЗИЧЕСКИХ РАБОТ В СЛОЖНОДИСЛОЦИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСАХ СУТАМСКОГО ТЕРРЕЙНА (АЛДАНСКИЙ ЩИТ) ПРИ ИЗУЧЕНИИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Magnetic exploration is the most informational and economical method of prospecting and exploration of iron-ore deposits. In rough-terrain and remote areas without any infrastructure, problems associated with ground-based methods can be avoided by using modern unmanned technologies that allow conducting geophysical surveys in a more efficient way. An unmanned aeromagnetic survey complex (aerial vehicle, UAV) Geoscan 401 was used to assess the possibility of using UAVs for aeromagnetic surveying of iron-ore deposits. Our experimental study was conducted in the well-studied area of the largest iron-ore deposit of South Yakutia. The UAV capacities were confirmed by comparing the aeromagnetic survey data with the available data obtained by ground magnetic exploration of the study area. By analysing magnetic fields, we established that the anomalies detected by the ground and aeromagnetic surveys were fully identical. Furthermore, a weak anomaly was discovered in the northeastern part of the study area (it was not reflected in the magnetic field from the ground survey data). Recalculation of the vertical gradient of the magnetic field shows that the anomaly is caused by a blind ore body. Its upper edge is located at a depth of 200–250 m from the day surface. In calculations for a data array without gradient intervals, a mean square error (MSE) amounts to 1.01 nT. An absolute error in the heights of the working and control flights did not exceed 1.5 m. Both the preliminary and control measurements were performed very efficiently. Profiles for UAV surveys were spaced by 100 m. A 1.0 km2 site was covered by one flight within approximately 20 minutes. The Geoskan-401 UAV is useful for obtaining orthophotos, topographic maps and 3D models of the surveyed territory as required for further studies consistent with the magnetic surveys. The aeromagnetic surveys were followed by trenching to verify the newly discovered anomalies. Based on the results of this experimental study, the forecast resources of the Sutam deposit should be increased by almost 250–350 million tons, i.e. plus 15 % to the previously explored and approved reserves of the Sutam field.Магниторазведка представляет собой наиболее информационный и экономичный метод при поиске и разведке железорудных месторождений. Избежать проблем с постановкой наземных методов на труднопроходимых и удаленных от инфраструктуры территориях, повысить скорость их изучения позволяют беспилотные технологии. Для оценки возможности применения беспилотной аэромагнитной съемки на железорудных объектах Якутии были выполнены опытно-методические работы на уже хорошо изученном ранее крупнейшем железорудном месторождении Южной Якутии с использованием беспилотного комплекса «Геоскан 401». Данный подход позволил установить работоспособность полетного комплекса, сопоставив имеющиеся данные наземных магниторазведочных работ с данными аэромагниторазведочных работ. Анализ магнитных полей показал полную идентичность полученных аномалий наземной и аэромагнитной съемки. Более того, на северо-востоке участка была выделена слабая аномалия, которая не отражена в магнитном поле наземной съемки. Пересчет вертикального градиента магнитного поля позволил определить, что аномалия обусловлена слепым рудным телом, верхняя кромка которого располагается на глубине 200–250 м от дневной поверхности. Среднеквадратическая погрешность, вычисленная для массива данных без градиентных интервалов, составила 1.01 нТл. Абсолютная погрешность высоты основного и контрольного полетов не превышает 1.5 м. По результатам рабочих и контрольных замеров отмечается высокая воспроизводимость измерений. За один полет по сети профилей с шагом 100 м был изучен участок площадью 1 км2. Полетное время составило немногим более 20 мин. Дополнением работы с полетным комплексом «Геоскан-401» стала возможность съемки ортофотопланов, топопланов, трехмерных моделей местности – в зависимости от потребностей – последовательно с выполнением магниторазведочных работ. Согласно результатам аэромагниторазведочных работ и последующей заверки полученных новых аномалий горно-вскрышными работами в виде канав и траншей, прирост прогнозных ресурсов Сутамской площади составил примерно 250–350 млн т – 15 % от уже опоискованных ранее и утвержденных запасов Сутамского месторождения

DETAILED AIRBORNE GEOPHYSICAL SURVEY OF COMPLEXLY DISLOCATED STRATA IN THE SUTAM TERRANE (ALDAN SHIELD) DURING STUDIES OF IRON-ORE DEPOSITS

Magnetic exploration is the most informational and economical method of prospecting and exploration of iron-ore deposits. In rough-terrain and remote areas without any infrastructure, problems associated with ground-based methods can be avoided by using modern unmanned technologies that allow conducting geophysical surveys in a more efficient way. An unmanned aeromagnetic survey complex (aerial vehicle, UAV) Geoscan 401 was used to assess the possibility of using UAVs for aeromagnetic surveying of iron-ore deposits. Our experimental study was conducted in the well-studied area of the largest iron-ore deposit of South Yakutia. The UAV capacities were confirmed by comparing the aeromagnetic survey data with the available data obtained by ground magnetic exploration of the study area. By analysing magnetic fields, we established that the anomalies detected by the ground and aeromagnetic surveys were fully identical. Furthermore, a weak anomaly was discovered in the northeastern part of the study area (it was not reflected in the magnetic field from the ground survey data). Recalculation of the vertical gradient of the magnetic field shows that the anomaly is caused by a blind ore body. Its upper edge is located at a depth of 200–250 m from the day surface. In calculations for a data array without gradient intervals, a mean square error (MSE) amounts to 1.01 nT. An absolute error in the heights of the working and control flights did not exceed 1.5 m. Both the preliminary and control measurements were performed very efficiently. Profiles for UAV surveys were spaced by 100 m. A 1.0 km2 site was covered by one flight within approximately 20 minutes. The Geoskan-401 UAV is useful for obtaining orthophotos, topographic maps and 3D models of the surveyed territory as required for further studies consistent with the magnetic surveys. The aeromagnetic surveys were followed by trenching to verify the newly discovered anomalies. Based on the results of this experimental study, the forecast resources of the Sutam deposit should be increased by almost 250–350 million tons, i.e. plus 15 % to the previously explored and approved reserves of the Sutam field

ПРОГНОЗ УСТОЙЧИВОСТИ УГЛЕВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД ПО ГЕОФИЗИЧЕСКИМ ДАННЫМ THE FORECAST OF COAL CONTAINING ROCKS SUSTAINABILITY ON THE BASIS OF GEOPHYSICAL DATA

В статье рассмотрена методика прогнозирования устойчивости горных пород на основе данных о ли-тологическом составе углевмещающих пород и их физико-механических свойствах, полученных по геоло-го-геофизической информации в процессе разведки угольных месторождений Южно-Якутского бассейна. Установлены основные факторы, влияющие на определение достоверных показателей прочностных свойств и литологического состава горных пород. Представлены результаты опробования геолого-геофизического метода изучения литологии в разрезах скважин и доказана возможность применения данного подхода. Так-же установлены корреляционные связи между геофизическими параметрами и основными физико-механи-ческими свойствами пород угольных месторождений Южно-Якутского бассейна. Приведены данные свиде-тельствующие о возможности использования полученных корреляционных связей (уравнений) для прогноза физико-механических свойств горных пород по данным геофизических исследований разведочных скважин. Показана возможность применения разработанной методики прогнозирования устойчивости горных пород для построения прогнозных карт устойчивости при разведке угольных месторождений. Technical Institute (branch) FSAEI VPO «North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov», Nerungry, e-mail: [email protected] The developed methodology of rocks stability forecasting on the basis of coal containing rocks lithological composition and their physic-mechanical properties obtained with the involvement of geological-geophysical information, allows to produce a reliable forecast of coal containing rocks sustainability. The article reveals the main factors affecting the determination of reliable indicators of the strength properties and lithological composition of the South-Yakut coal basin rocks. The analysis of the geological-geophysical methods testing results in the study of lithology in sections of the wells has shown an opportunity to use this approach in the exploration of coal deposits. The correlations between the geophysical parameters and the main physical and mechanical properties of coal deposits of the South -Yakut basin were presented. The article presents the data showing the possibility of using the obtained correlations (equations) for the prediction of physical-mechanical properties of rocks according to the data of geophysical research and wells exploration. The possibility of application of the developed forecasting technique of mining rocks stability for making predictive maps of stability in the coal deposits exploration is demonstrated. Keywords: rocks sustainability, coal containing rocks, geophysical study of wells, lithological type, physic-mechanical properties of rocks, geologic-geophysical method of rocks sustainability forecasting При разведке и разработке угольных месторождений, учитывая постоянно воз-растающие требования к обеспечению эф-фективной и безопасной разработки ме-сторождений, возникает необходимость в получении и обеспечении прогнозирова-ния достоверной горно-геологической ин-формации при минимилизации затрат на ее получение. Повысить полноту и достовер-ность горно-геологической информации при соблюдении условия минимилизации затрат на исследования возможно за счёт привлечения геофизических методов и раз-работки на основе их специализированных методик получения дополнительной инфор-мации по месторождению. Рассматриваемая в статье разработанная методика прогноза устойчивости углевме-щающих пород по геофизическим данным включает в себя методы изучения литоло-гического состава углевмещающих пород, их физико-механических свойств (ФМС) и прогнозирования устойчивости горных пород по геолого-геофизическим данным. Методика апробирована для условий Юж-но-Якутского угольного бассейна, а также может быть адаптирована для угольных ме-сторождений других бассейнов. При определении в пределах массива литологического типа горных пород необ-ходимо учитывать, что каждый литологи-ческий тип характеризуется не только опре-деленным гранулометрическим составом, соотношением глинистого, карбонатного и кластического материала, но и определен-ной степенью вторичных изменений (эпиге-нетических) их физических свойств. Интерпретация материалов геофизи-ческих исследований углеразведочных скважин (ГИС) осуществлялась на основ