Оценка горно-геологических условий месторождения

Средняя плотность растворов на заполнителях из шламов обогащения примерно на 22 % больше средней плотности растворов на кварцевом песке.5. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯГидрогеологические условия месторождения сложные. На месторождении распространены два мощных водоносных горизонта осадочного чехла, а так же протерозой-архейский водоносный комплекс.Турон-маастрихтский водоносный горизонт залегает на глубине 5-40 м., имеет мощность до 15 м. и представлен трещиноватыми мелами. Дебит скважин 1-17 л/с.Альб-сеноманский горизонт приурочен к пескам, выдержанным по фильтрационным свойствам и мощности (около 30 м.) по всему району. Дебиты скважин от 2,5 до 28 л/с.Основной водоприток в карьер формируется за счет этих двух горизонтов и составляет 155-170 тыс. м3 /сут.Глубина развития обводненной зоны трещиноватости протерозой-архейского рудно-кристаллического комплекса достигает 150 м. при мощности до 80 м. Дебиты скважин низкие - 0,2-2,7 л/с.Воды всех горизонтов пригодны для хозяйственно-питьевого использования при условии фторирования.Эксплуатация месторождения ведется при предварительном водопонижении и осушении пород рыхлой вскрыши и рудно-кристаллического массива. Осушение осуществляется дренажным комплексом, состоящим из внешнего (подземного) и внутреннего дренажа. Вся дренируемая вода собирается в водосборники шахт № 1 и № 4 и выдается на поверхность земли. На действующие водозаборы района осушение месторождения существенного влияния не оказывает.Изучение и оценка инженерно-геологических характеристик горных пород Лебединского месторождения выполнялось рядом научно-исследовательских институтов. При этом были детально изучены породы осадочной толщи, вмещающие породы и железные руды. В инженерно-геологическом отношении месторождение очень сложное. Здесь залегают разнообразные комплексы обводненных пород, различающиеся по литологическим и минеральному составу, а также по физико-механическим свойствам.Четвертичные отложения на месторождении представлены делювиальными суглинками и глинами. Физико-механические свойства их характеризуются следующими показателями. Пористость колеблется от 38,5 до 42,5%, объемный вес от 1,89 до 1,91 г/см3, естественная влажность от 12 до 34%. Сцепление суглинков составляет 0,53 кгс/см2, а коэффициент трения 0,3. Мощность их колеблется от 2 до 25 м.Турон-сантонский карбонатный комплекс представлен в основном белым писчим мелом туронскогоконьякского ярусов, на котором залегают мергеля сантона. Мощность отложений составляет 30-50 м. Объемный вес трещиноватого мела колеблется в пределах 1,57-2,03 г/см3, пористость изменяется от 40 до 56%, влажность мела составляет от 18,21 до 37,15%. Обладая высокой пористостью, мел практически несжимаем. Величина сцепления разрушенного мела при влажности 25% составляет 0,4 кгс/см2, коэффициент внутреннего трения равен 0,75. Для мергелей помимо большого содержания глинистой фракции характерно повышенное количество равномерно распространенных включений фосфоритной гальки. Величина сцепления мергелей колеблется от 0,3 до 1,24 кгс/см2. Коэффициент внутреннего трения составляет 0,3-0,8.Альб-сеноманский песчаный комплекс распространен на месторождении повсеместно. Мощность данного комплекса выдержана и составляет 25-30 м. По гранулометрическому составу это мелкозернистые пески с размером фракций 0,25-0,05 мм. Удельный вес колеблется в пределах 2,63-2,69 г/см3, пористость составляет в среднем 40%. Коэффициент внутреннего трения колеблется от 0.7 до 0.8, сцепление равно 0.1 кгс/см2. Наличие сцепления обусловлено содержанием до 2% в них глинистых частиц.Аптский континентальный песчаный комплекс представлен разнозернистыми песками. Пески апта аналогичны по физико-механическим свойствам с песками альб-сеномана.Комплекс девонских отложений представлен в основном плотными пестроцветными алевритовыми и пелитовыми глинами, которые содержат большое количество окисленного магнетита. Среднее значение объемного веса алевритов равно 2.13 г/см3, пористость -32%. Среднее значение влажности - 15%, временное сопротивление сжатию по среднему значению составляет 15 кгс/см2. Коэффициент внутреннего трения наиболее слабого алеврита равен 0.425, сцепление - 0.875 кгс/см2.Богатые железные руды располагаются вархей протерозойских породах и к настоящему времени практически отработаны. В этой связи физико-механические свойства их не рассматриваются.Таблица 3 Средние показатели объемного веса, сопротивления сжатию и модуля упругости железистых кварцитов и вмещающих пород Лебединского месторождения Типы руд и породОбъемный вес, г/см3Сопротивление сжатию, кгс/см2Модуль упругости, Е-105кгс/см21234Железнослюдко-магнетитовый кварцит3.56138910.5Магнетитовый кварцит3.52162811.74Куммингтонито-магнетитовый кварцит3.43177012.76Биотито-магнетитовый кварцит3.38170912.52Малорудный кварцит3.34178113.21Безрудный кварцит2.8317.9510.73Сланцы2.975069.70Дайки2.7210519.81Полуокисленные магнетитовые кварциты3.47101511.65Минералого-петрографический состав и структурно-текстурные особенности горных пород имеют прямую корреляцию с буримостью и энергоемкостью взрывного разрушения. Категория крепости составляет I-XX, буримости 1-25.В качестве физико-технической основы сопоставления пород по буримости принимается относительный показатель трудности бурения породы Пб, который может быть определен из эмпирического выражения:Пб = 0,007(бсж + бсдв)+ 0,7γ,где бсж, бсдв - соответственно величина сопротивления сжатию и сдвигу, кгс/см2;γ - объемный вес породы, г/см3.Все горные породы в соответствии с величиной Пб классифицируются на 25 категорий по буримости с подразделением их на 5 классов:класс - легкобуримые (Пб =1÷5) категории 1, 2, 3, 4, 5;класс - средней трудности бурения (Пб = 5,1÷10) категории 6, 7, 8, 9, 10;класс - трудно буримые (Пб =10,1÷15) категории 11, 12, 13, 14, 15;класс - весьма трудно буримые (Пб =15,1÷20) категории 16, 17, 18, 19, 20;класс - весьма трудно буримые (Пб =20,1÷25) категории 21, 22, 23, 24, 25.Для горных пород Лесного месторождения характернаперемежаемость горных пород по буримости. Весьма трудно буримые горные породы приурочены к ядрам геологических складок.Исходя из вышеизложенного, можно заключить, что результаты изучения инженерно-геологических параметров месторождения позволяют определить безопасные и оптимальные параметры открытых горных работ.6. ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВЗапасы полезного ископаемого - понятие геолого-экономическое, определяющее не только количество (объем или тоннаж), но и весь комплекс параметров, характеризующих геологическое тело с точки зрения формы, свойств, условий залегания и условий ведения горно-эксплуатационных работ.Подсчет запасов - совокупность вычислительных операций по обработке геологических материалов при разведке месторождения.Для подсчета запасов полезных ископаемых необходимы следующие параметры: m - средняя мощность тела полезного ископаемого в пределах площади подсчета запасов (в м); С - среднее содержание полезного ископаемого (в граммах на 1 т или на 1 м3, или в %); d - объемный вес руды; S - площадь тела полезного ископаемого. Таким образом, если содержание выражено в %, то запасы (Р) полезного ископаемого в недрах можно представить в следующем виде:P = mCdS : 100Среднее значение мощности тела полезного ископаемого (в зависимости от условий) рассчитывается по одной из следующих формул:mcp - среднее значение мощности; l - длина влияния отдельных замеров мощностей; S - площадь сечения тела полезного ископаемого; L - общая протяженность тела; m - значение отдельных замеров мощности; n - количество замеров.Среднее значение полезного компонента (в зависимости от условий) рассчитывается по формулам:где Ccp - среднее значение содержания компонента; C - среднее содержание полезного компонента по данным отдельных проб; S - площадь влияния данной пробы; d - объемный вес руды.Объемный вес полезного ископаемого определяется по результатам технического опробования и рассчитывается способом среднего арифметического.Способы подсчета запасов основаны на двух главных принципах: 1) преобразование сложных по форме тел полезных ископаемых в равновеликие им по объему, но более простые по форме геометрические тела; 2) распространение геологоразведочных данных, полученных по отдельным разведочным пересечениям, на прилегающие к ним объемы недр. Известно свыше двадцати способов подсчета запасов. В практике наиболее широко применяется четыре способа: 1) среднего арифметического; 2) геологических блоков; 3) эксплуатационных блоков; 4) разрезов (сечений).Способ среднего арифметического заключается в определении средней мощности тела полезного ископаемого по всем выработкам, расположенным в пределах контура (mcp) и площади в пределах этого контура (S), что позволяет сразу вычислить объем (V = Sm). Способ применим при равномерном распределении выработок и для месторождений простого геологического строения (1-й группы). Часто он применяется как контрольный для расчета объема вскрышных пород на месторождениях, подготавливаемых к открытой разработке.Способ геологических блоков. Площадь подсчета запасов разделяется на отдельные участки (блоки): по степени разведанности; по мощности; по качеству (сортности) полезного ископаемого и т.д. Подсчет производится раздельно по каждому из выделенных блоков способом среднего арифметического. В случае геометрически неправильной разведочной сети является единственным способом подсчета запасов.Формуляр подсчета запасов способом геологических блоков№ блока и катего-риязапасовПло-щадь, м2Сред-няямощ-ность, мОбъем, м3Объем-ный вес, т/м3Запасы полез-ногоископае-мого, тСреднее содер-жание полезного компо-нента, %Запасы полезного ком-понента,т12345678Способ эксплуатационных блоков применяется для подсчета запасов маломощных рудных тел, разведанных системами продольных разрезов с помощью горных выработок. Тело полезного ископаемого преобразуется в ряд сомкнутых по штрекам и восстающих параллелепипедов, которые и являются эксплуатационными блоками, оконтуренными и опробованными обычно с четырех сторон. Запасы в каждом блоке рассчитываются раздельно способом среднего арифметического. Способ разрезов (сечений) позволяет наиболее полно учесть и отразить геологические особенности строения месторождений и залежей полезных ископаемых. Его применение особенно эффективно при подсчете запасов в залежах сложной формы и большой мощности. Способ обеспечивает наиболее правдоподобное преобразование объемов залежей. Он имеет несколько вариантов: вертикальных параллельных сечений, вертикальных непараллельных сечений, горизонтальных сечений. Варианты отличаются различным положением относительно залежи и друг от друга разведочных разрезов. Методика подсчета запасов: в пределах каждого разреза определяются площадь полезного ископаемого и среднее содержание полезного компонента, затем объем полезного ископаемого, заключенный между двумя соседними разрезами или разрезом и контуром рудного тела, далее - количество руды и полезного компонента в блоке. Объем блока вычисляется в зависимости от равновеликости ограничивающих его сечений по следующим формулам:если площади относительно равновелики, то ,если более чем на 40% отличаются, то ,если крайний блок опирается на одно сечение, то или , что зависит от характера выклинивания тела полезного ископаемого. Способ широко применяется при подсчете запасов руд месторождений цветных металлов.Формуляр подсчета запасов способом разрезов№ блока и кате-гориязапа-сов№ раз-резаПло-щадь полез-ногоиско-пае-мого, м2Расстояние между разре-зами, мОбъем блока, м3Объем-ный вес, т/м3Запасы полез-ногоиско-пае-мого, тСред-неесодер-жание полез-ногокомпо-нента, %Запасы полез-ного ком-понен-та, т123456789Произведем подсчет запасов железистых руд способом разрезов.По построенному плану поверхности и согласно условию задания выделим кондиционную руду четвертого сорта для всей залежи. P = mсрCсрdS : 100Среднее значение мощности тела полезного ископаемого (в зависимости от условий) рассчитывается по одной из следующих формул:mcp - среднее значение мощности; S - площадь сечения тела полезного ископаемого; L - общая протяженность тела; m - значение отдельных замеров мощности; n - количество замеров.Среднее значение полезного компонента рассчитывается по формуле (используем приведенные иходные данные):Среднее значение мощности тела полезного ископаемого определяем по исходным данным и произведенным построениям:Площадь структуры посчитаем планиметром по Плану поверхности рудного тела.Масштаб карты 1:5000 или в 1 см = 50 м. Ттаким образом 1 см2 = 2500 м2.Площадь по планиметру составляет 86,78 см2Тогда площадь подсчета запасов будет равна:S = 86,78*2500 = 216950 м2.По условию, промышленный сорт руды – IV. Удельный вес руды этого сорта по условию равна 3,61 т/м3 или 3610 кг/м3Тогда запасы руды в подсчитываемом блоке будет равны:тТаблица 4 - Формуляр подсчета запасов способом разрезов№ блока и кате-гориязапа-сов№ раз-резаПло-щадь полез-ногоиско-пае-мого, м2Расстояние между разре-зами, мОбъем блока, м3Объем-ный вес, т/м3Запасы полез-ногоиско-пае-мого, тСред-неесодер-жание полез-ногокомпо-нента, %Запасы полез-ного ком-понен-та, т12345678911-2216950100216950003,61375226089116,9443878938900ЗАКЛЮЧЕНИЕВ ходе данной работы были рассмотрены различные методы подсчета запасов полезных ископаемых. Произведены необходимые графические построения (геологические разрезы, план поверхности рудного тела, планы горизонтов).В результате работы был произведен подсчет запасов железной руды способом разрезов.В итоге запасы железной руды составляют 43878938900 т. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК1. Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. Разработка рудных и нерудных месторождений .-М.: Недра, 1983, 424 с.2. Баранов А.О. Проектирование технологических схем и процессов подземной добычи руд: Справочноепособ.-М.: Недра, 1993, 283 с.3. Брюховецкий О.С., Бунин Ж.В., Ковалев И.А. Технология и комплексная механизация разработки месторождений полезных ископаемых: Учеб.для вузов.- М.:Недра, 1989, 300 с.4. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом.-М.:Недра, 1977, 223с.5. Жигалов М.Л., Ярунин С.А. Технология, механизация и организация подземных горных работ, Учеб. для вузов.-М.: Недра, 1990, 423 с.6. Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений: Учебник.- М.: Недра, 1984, 504 с.7. Именитов В.Р. Системы разработки рудных месторождений. М.: Изд-во МГГУ, 2000.8. Каварма И.И., Дидок А.В. Средства механизации рудных шахт: Справочник/Под ред. И.И. Каварма. Киев: Техника, 1989, 176 с.9. Справочник по горно - рудному делу /Под ред. В.А.Гребенюка, Я.С. Пыжьянова, И.Е.Ерофеева.- М.:Недра,1983, 816 с.10. Справочник по разработке соляных месторождений/Р.С.Пермяков, О.В. Ковалев, В.Л. Пинский и др.- М.:Недра, 1986, 212 с.