Геология

Преобладающее значение из них принадлежит гидроокислам железа, глинистым минералам, лептохлориту и сидериту. Остальные минералы в составе цемента имеют характер второстепенных примесей. Ниже приводится среднее содержание основных компонентов раздельно для Яковлевской и Покровской рудных залежей (табл. 5).Таблица 5 - Среднее содержание основных компонентов раздельно для Яковлевской и Покровской рудных залежей Тип рудыСодержание компонентов, вес. %ЖелезоКремнеземГлиноземФосфорСера П.п.п.Яковлевская залежьМартитовая и мартито-железнослюдковая63,194,351,250,0140,113,04Мартито-гидрогематитовая и гётито-гидрогематитовая59,405,663,940,0310,054,62Карбонатная48,613,871,310,0220,0715,48Переотложенная56,376,536,830,030,085,24Покровская залежьМартито-железнослюдковая и мартитовая 61,293,322,240,070,254,16Гидрогематито- мартитовая56,026,199,770,050,205,94Карбонатная52,382,902,420,050,3112,39Переотложенная51,995,253,780,030,2911,76Характеристика химического состава богатых железных руд на других участках этого месторождения дается в табл. 6.Таблица 6 - Химический состав богатых железных рудУчастокСодержание компонентов, вес. %FeSiO2PSП.п.п.1. Верхопенский (между профилями I и I+12000)57,434,890,140,0268,582. Гремучинский (между профилями I и III+2400)61,054,420,0940,0165,353. Смородинский (между профилями V и VII+4000)56,605,770,1300,0310,824. Висловский (между профилями VII+4000 и VIII+2800)60,784,800,1200,0453,855. Южный (между профилями VIII+2800 и геофизическим выклиниванием)59,43,440,2500,0606,786. Соловьевский магнитный максимум60,24,00,0780,0254,97Распределение в рудах отдельных компонентов характеризуется следующими данными. Содержание железа в рудах месторождения колеблется от 45 до 69%. В рудах Яковлевской залежи более 70% проанализированных проб имеют содержание железа выше 60%. На Покровской залежи количество проб с этим содержанием составляет всего лишь 28,5%. Пробы с низким содержанием железа (от 45 до 50%) составляют не более 5%.По прочности на Яковлевском месторождении различаются две группы руд: плотные крепкие и рыхлые руды малой крепости. В плотных рудах временное сопротивление сжатию изменяется от 100 до 3571 кг/см2. Среди них выделяются скальные крепкие руды с прочностью более 400 кг/см2и скальные слабые прочностью от 400 до 100 кг/см2. В рудах второй группы выделяются полускальные с временным сопротивлением сжатию 100—20 кг/см2и рыхлые с временным сопротивлением сжатию менее 20 кг/см2.Скальные руды на Яковлевской залежи составляют 47%, а на Покровской — около 57%, полускальные соответственно 12 и 26,7%, а рыхлые 41 и 16%.Рудные залежи и вмещающие их породы Яковлевского месторождения обводнены. Воды напорные с величиной напора 405—512 м.В покрывающих породах осадочного комплекса выделяется 10 водоносных горизонтов и комп-лексов. Основными из них являются семь: маастрихт-сантонский в мергельно-меловой толще, сеноман-альбский в песках, волжский в песках и песчаниках, келловейский и бат-байосский в песках, нижнекаменноугольный в известняках и протерозойско-архейский. Их характеристика приводится в табл. 7.Таблица 7 – Характеристика водоносных горизонтов и комплексов№Водоносный горизонт, комплексМощность водосодержа-щих, охваченная при откачках, мНапор над кровлей, мУдельные дебиты скважин, л/секКоэффициенты фильтрации, м/суткиПределы измененияРекомен-дуемые по основным горизонтам1Маастрихт-сантонскийа) на водоразделахб) в долине р.Ворскра42,0…46,441,3…67,20,8…20,63,0…15,00,0004 – 0,0640,1…3,13-до 12,3-12,32Сеноман-альбский21,2…31,2202,3…210,50,16…0,470,8…2,581,53Волжский22,1…37,7239,5… 259,250,0052… 0,0930,024… 0,380,34Келловейский26,8…37,9321,65…337,20,01…0,270,28…2,170,75Бат-байосский5,4…6,2391,00,0025…0,0380,056…0,8-6Каменноугольныйа) над рудной залежью и в ее висячем боку б) в лежачем боку залежи и по Покровской полосе21,0…72,615,6…66,1400,7…421,6389,3…437,90,54…2,740,0003…0,33,94…7,050,002…1,215,20,277Протерозойско-архейскийа) в рыхлых рудах\б) в плотных рудахв) в кварцитах окисленныхг) в сланцах К3 выветрелыхд) в гранитоидах38,8…371,2521,1…178,1417,066,75…72,3334,7…211,45452,3…483,0405,0…459,7-443,9…494,8494,3…511,70,035…0,330,0031…0,0290,00070,0068…0,00770,0003…0,0140,13…0,180,013…0,0640,00330,01…0,0130,0005…0,0540,16----Согласно расчетам, суммарные притоки воды к водопонизительно-дренажным устройствам Яковлевского рудника в период его строительства и эксплуатации составят около 5000 м3/час.Подсчет запасов богатых руд на месторождении приведен в соответствии с кондициями, предусматривающими следующие минимальные содержания железа в рудах для оконтуривания балансовых руд: гематито-мартитовые руды — 50%, сидерито-мартитовые (карбонатные) руды — 45% и потери при прокаливании — не менее 10%, с включением в подсчет балансовых запасов прослоев некондиционных руд и пустых пород, находящихся внутри контура балансовых руд. Минимальная мощность рудного тела, включаемая в контур подсчета запасов, 5 м.Руды с содержанием железа от 45 до 50 для гематито-мартитовых и от 35 до 45% для карбонатизированных разновидностей отнесены к забалансовым.Разведанные запасы богатых руд Яковлевского месторождения приводятся в табл. 8.Таблица 8 - Разведанные запасы богатых руд Яковлевского месторожденияУчастки месторожденияЗапасы, млн.тСодержание Fe, %В+С1С2прогнозные1. Яковлевская рудная полоса1581.23247.520005.060.5Верхопенско-Ивнянский (от профиля I до выклинивания)-520.21070.057.4Гремучинский (между профилями I и III+2400)-469.9-61.05Центральный (детально разведанный)1581.2--60.5Смородинский (между профилями V и VII+4000)-467-56.7Висловский (между профилями VII+4000 и VIII)-1576.7-60.8Южный (между профилями VIII и Х)-213.7935.059.42. Основная Покровская залежь286.41412.7-58.0Северный (между профилями II+5000 и II-2050)-287.4-56.4Центральный (между профилями II-2050 и V)286.4192.3-60.9Южный (между профилями V и VII)-933.0-59.73. Параллельная Покровская залежь-331.4-57.94. Соловьевский магнитный максимум--180060.6Среднее содержание железа в рудах детально разведанного участка Яковлевского месторождения составляет 60,5% при содержании: кремнезема — 5,1%, глинозема — 2,33%, серы — 0,092%, фосфора — 0,21%; величина потерь при прокаливании — 4,17%.Более 50% разведанных запасов категорий B+С1 (874,4 млн.т)приходится на руды с содержанием железа более 60%, с средним содержанием, равным 64%. Основная масса этих руд сосредоточена в центральной части рудной залежи разведанного участка месторождения. Подавляющая часть руд с содержанием железа менее 60% сосредоточена в верхних горизонтах рудной залежи, где они образуют изменчивой мощности зону, в общем совпадающую с распространением карбонатизированных плотных руд.За пределами детально разведанного участка ввиду небольшой мощности рудной залежи, где руды почти на всю мощность карбонатизированы, они характеризуются в подавляющей своей части содержанием железа менее 60%. Исключение составляет лишь Висловский участок, обладающий значительной мощностью рудной залежи и широким развитием рыхлых руд, в связи с чем среднее содержание железа в рудах составит более 60%.5. ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯНа 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.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.Минералого-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.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 характерна перемежаемость 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-рия запасовПло-щадь, м2Сред-няя мощ-ность, мОбъем, м3Объем-ный вес, т/м3Запасы полез-ного ископае-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-гория запа-сов№ раз-резаПло-щадь полез-ного иско-пае-мого, м2Расстояние между разре-зами, мОбъем блока, м3Объем-ный вес, т/м3Запасы полез-ного иско-пае-мого, тСред-нее содер-жание полез-ного компо-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 исходные 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 92,17 см2Тогда площадь подсчета запасов будет равна:S = 92,17*2500 = 230425 м2.По условию, промышленный сорт руды – I. Удельный вес руды этого сорта по условию равна 5,13 т/м3 или 5130 кг/м3Тогда запасы руды в подсчитываемом блоке будет равны:тТаблица 4 - Формуляр подсчета запасов способом разрезов№ блока и кате-гория запа-сов№ раз-резаПло-щадь полез-ного иско-пае-мого, м2Расстояние между разре-зами, мОбъем блока, м3Объем-ный вес, т/м3Запасы полез-ного иско-пае-мого, тСред-нее содер-жание полез-ного компо-нента, %Запасы полез-ного ком-понен-та, т1234567891III-V230425200223235745,13411470125096526745558136ЗАКЛЮЧЕНИЕВ 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 26745558136 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: Справочное пособ.-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.