Геологическое строение карьера "Итауз" Северо-Жезказганского рудника

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Горная часть

1.1 Геологическое строение карьера «Итауз» Северо-Жезказганского рудника

В геологическом строении района месторождений Жиландинской группы принимают участие каменноугольные, пермские, кайнозойские отложения. Из каменноугольных отложений, представленных карбонатными терригенными породами, наибольший интерес в качестве рудовмещающих толщ вызывают отложения серпуховского яруса: таскудукской и жиландинской свиты. В пределах серпуховского яруса выделено два рудоносных горизонта (сверху - вниз): таскудукский мощностью 50 м и жиландинский мощностью 100 - 115 м. Таскудукская свита, представленная песчано-глинистыми образованьями, залегает непосредственно на породах серпуховского яруса и граница между ними проводится по спою пятнистых алевролитов мощностью 20 - 30 м. Верхняя часть свиты проходит по основанию маркирующего слоя «раймундовского» конгломерата, общая мощность свиты достигает 150-450 м. В разрезе свиты выделяются (снизу - верх) три рудоносных горизонта: № 1 - «таскудукский» - расположен в основании разреза свиты и представлен серыми и темно-серыми средне- и тонкозернистыми песчаниками, несущими рудную минерализацию, с прослоями алевролитов и конгломератов.

В структурном отношении район месторождений Акчий-Спасской группы приурочен к крыльям восточной части Жиландинской синклинали, осложненной меридиональными складками второго порядка, сложенными породами таскудукской и жиландинской свит.

Акчий-Спасский горизонт представлен несколькими пластами серых песчаников, переслаивающихся с алевролитами и аргиллитами. В составе горизонта установлено 4 основных залежи, причем подавляющая часть запасов сосредоточена в залежи № 2, включающей три рудных тела, расположенных в интервале глубин 30 - 510 м. Мощности их колеблются в широких пределах (от 0,53 до 21,69 м). Остальные рудные залежи (1, 3, 4) содержат маломощные рудные тела с медной либо свинцовой минерализацией.

Таскудукский горизонт (№ 1) состоит из нескольких пластов серых мелко- и среднезернистых песчаников, локализующих, так же как и Акчий-Спасский горизонт. 4 рудных залежи (1, 2, 2а, 3). Основные запасы горизонта расположены в залежи 2, включающей 8 медных рудных тел и 3 свинцовых рудных тела. Рудные тела имеют крутое падение, а главное рудное тело № 3 выходит на поверхность под чехол рыхлых отложений и в верхней части осложнено процессами окисления.

Основные рудные тела жиландинского и таскудукского горизонтов, в основном, плащеобразной, изометрической формы средних (500 x 1600 x 2000 м) или больших (300 - 500 - 600 - 1500 - 2000 м) размеров с крутым падением (60 - 80) на запад.

В пределах карьера «Итауз» расстояния между профилями составили 70-150 м. Шурфы для вскрытия верхнего чехла рыхлых отложений проходились глубиной до 5,0 м расстоянием между ними в профилях до 5,0 м. Так же для изучения внутреннего строения рудных тел и заверки данных бурения, на месторождении были проведены 2 глубоких шурфа с рассечками. Фактическая плотность разведочной сети буровых скважин для оконтуривания запасов категории С1 на карьере «Итауз» составила 70 -150 x 50-120 м, для категории В - 50-80 x 30 - 70 м.

каменноугольный бурение рудный

1.2 Горно-геологические и гидрогеологические условия разработки

Геологические и горно-геологические условия разработки карьера

«Итауз» Северо-Жезказганского рудника во многом аналогичны условиям Жезказгана, поэтому при разработке карьера следует руководствоваться опытом открытых работ на Жезказганском месторождении. В частности, породы продуктивные свиты, представленные переслаиванием пачек сырых и красных песчаников, аргиллитов и алевролитов достаточно устойчивы. Наименьшей плотностью, независимо от литологического состава, обладают породы в верхней части разреза, затронутые процессами выветривания (мощность зоны выветривания составляет 70 - 90 м). Особенно этим процессам подвержены тонкозернистые красноцветные песчаники, которые в приповерхностной зоне представляют собой рыхлую, мелкообломочную массу, сохранившую структуру материнских пород. Гораздо устойчивее к выветриванию серые песчаники, прослои кремнистых известняков. Крепость пород и руд по шкале М.М. Протодьяконова составляет:

для окисленных и смешанных руд - 6-9;

для сульфидных руд - 10-16;

для вмещающих пород - 8-16.

Основные физико-механические свойства для зон окисленных, смешанных и сульфидных руд:

плотность, г/см3 - 2,7; 2,7; 2,7;

объемная масса, г/см3 - 2,38; 2,54; 2,66;

влажность, % - 3,14; 1,66; 0,38;

пористость, % - 11,20; 5,53; 1,46;

буримость - VI-IX; VIII-X.

Содержание серы в рудах менее 2 %, что исключает возможность самовозгорания. Руды и породы не представляют так же радиационной опасности. Содержание кремнезема 60 - 73 % и это обуславливает силикозаопасность при разработке месторождения.

Гидрогеологические условия карьера «Итауз» в целом так же благоприятны для его разработки. Водопритоки подземных вод в карьер ожидаются по 50 м3/час, а атмосферных - до 40 м3/час. Химический состав подземных вод довольно пестрый. Общая минерализация их колеблется от 2,5 г/л до 14,6 г/л, по составу преимущественно воды сульфатно-хлоридно-натриевные и обладают сульфатной агрессивностью по отношению к обычному бетону и коррозирующими свойствами по отношению к металлам. Источником хозпитьевого и технического водоснабжения могут служить подземные воды Уртакагыльской и Аяккагыльской карбонатных структур, запасы которых утверждены ГКЗ РК и составляют 51,7 т. м3/сутки.

Помимо основных полезных компонентов (в первую очередь, медь, реже свинец и цинк) руды карьера «Итауз» содержат ряд ценных попутных металлов, которые могут быть извлечены при металлургическом переделе: рений (1,53 г/т), осмий (0,0029 г/т), серебро (8,29 г/т) и сера (0,51 %).

Практическое применение имеет щебень для строительства автодорог, а также вскрышные породы - песчаники и алевролиты, обладающие достаточно высокой прочностью.

1.3 Вскрытие карьера «Итауз»

Вскрытие запасов карьера «Итауз» производилось схемой капитальных полутраншей внутреннего заложения, расположенных на Восточном борту для вывозки руды и на Западном борту для вывозки пород вскрыши во внешний отвал. Вскрытие горизонта заканчивается проведением на этот горизонт въездной траншеи и созданием котлована размером 40 x 40 м. Для обеспечения вскрытия рудного тела необходимо вынуть вскрыши порядка 2,0 млн.м3. Углы наклона бортов карьера, а также откосов уступов при погашении приняты в соответствии с отчетом института Горного дела НАН Республики Казахстан в научно-исследовательской работе «Обоснование эффективных параметров разработки Жиландинской группы месторождений открытым способом». Этим же отчетом ИГД НАН РК определены граничные коэффициенты вскрыши в зависимости от содержания меди в руде и ориентировочная глубина карьера «Итауз». Углы откосов уступов карьера приняты:

а) рабочего уступа - 70-750 ;

б) в погашения до отметки 370 м в пределах зоны выветривания 45-500, ниже отметки 370 м - 650 .

Система разработки

Для карьера «Итауз» система разработки принята транспортная с вывозкой породы во внешние отвалы. Высота уступа принята 15 м являющаяся оптимальной для обеспечения производительной и экономичной работы горного оборудования. Для сокращения потерь и разубоживания руды в рудной зоне уступ разделятся на два подуступа высотой 7,5 м. При постановке уступов в окончательное положение последние сдваиваются и через каждые 30 м по высоте оставляются предохранительные бермы шириной 10 метров. Так как на карьере «Итауз» рудные тела имеют крутое падение, для сокращения текущего коэффициента вскрыши ведется двухбортная углубочная разработка. Минимальная ширина рабочих площадок - 45м, она обеспечивает размещение на ней развала взорванной горной массы, автодорог и работу технологического оборудования.

Принятая система разработки обеспечивает понижение горных работ порядка 15м в год, что вполне достаточно для обеспечения принятой мощности карьера.

1.4 Расчет основных параметров карьера

Главными параметрами карьера являются объем горной массы, конечная глубина, размеры по подошве, углы откосов бортов, запасы полезного ископаемого, объем вскрыши и размеры на уровне дневной поверхности.

Исходные данные:

М = 60 м - мощность залежи;

з = 700 - угол падения залежи;

н = 2,6 тм3- плотность руды;

LД = 2000 м - длина дна карьера;

ВД = 55 м - ширина дна карьера;

н = 550 - угол откоса уступа (от вертикали).

Определяем горизонтальную мощность залежи (m r):

m r = ,

где m - мощность залежи, м

3 - угол падения залежи

m r = = 63 м

Определяем периметр дна карьера [1]:

Р = (L д + Вд) * 2 ,

где L д - длина дна карьера, м

В д - ширина дна карьера, м

Р = (2000+55)*2= 4110 м

Площадь дна карьера :

S = L д * B д

S = 2000*55= 110000 м3

Конечная глубина карьера [1]:

,

где Кгр - граничный коэффициент,

н - угол откоса уступа.

Расстояние от дна карьера до лежащего бока залежи (X):

Площадь полезного ископаемого со стороны висячего залежи (S1):

Площадь ископаемого со стороны лежащего бока залежи (S2):

Определяем объем запасов полезного ископаемого (Vh):

Vh = m r*Lд*(Hk.k - hн)-(S1 + S2)* Lд ,

где hн - мощность наносов, м.

Vh = 63*2000*(330-10)-(17,1+5,2)*2000=40275400 м3

Балансовые запасы полезного ископаемого, которые принимаем равными геологическим запасам (Зб):

Зб=Зг=Vг*н ; Зб= 40275400*2,6=104716040 т

Промышленные запасы полезного ископаемого (эксплуатационные потери принимаем равными 4%):

Зг= Зб* Кп

где Кп - коэффициент эксплуатационных потерь.

Зг=104716040*0,96=100527400 т

Объем горной массы в контурах карьера (Vгм):

Объем вскрыши в конечных контурах карьера (Vв):

Vв= Vгм - Vh ; Vв=211383540-40275400=171108140 м3

Срок службы карьера (Т):

где Агод - годовая производительность карьера.

Размещено на Allbest.ru