Разработка месторождения изверженных пород в Аршалынском районе Акмолинской области

Разработка месторождения изверженных пород в Аршалынском районе Акмолинской области

Введение

В 2013 году Контракт №387 от 12.02.2008г. на проведение разведки с последующей добычей изверженных пород месторождения Восток, заключенный между ГУ «Департамент предпринимательства и промышленности Акмолинской области (Компетентный орган) и ТОО «Матаус», в одностороннем порядке был расторгнут. Месторождение Восток Акиматом Акмолинской области в 2014 году в г. Кокшетау было выставлено на конкурс инвестиционных программ, по результатам которого, конкурсной комиссией, право недропользования было предоставлено АО «НК «СПК «Есиль», а ее стратегическим Партнером было признано ТОО «Народные минералы».

В соответствии со Статьей 12. Закона Республики Казахстан «О лицензировании», раздела «Лицензирование деятельности в сфере промышленности», наличие лицензии для проектирования добычи общераспространенных полезных ископаемых не требуется.

Проект добычи изверженных пород на месторождении Восток разработан специалистами ТОО «Народные минералы» в соответствии с государственными нормами, правилами и стандартами, действующими на территории Республики Казахстан.

На основании проведенных силами ТОО «AS-Project» геологоразведочных работ, выполненных в 2010 году по заявке и за счет средств ТОО «Матаус» на месторождении Восток, были выявлены запасы природного камня и утверждены ЦКО ГКЗ МД «Центрказнедра» в качестве сырья для производства строительного щебня, отвечающего требованиям ГОСТ 8267-93, 9128-97, 25607-94, 26633-91, 7392-85 в количестве 7282,05 тыс. м³ по категории С₁. Прирост их возможен за счет доразведки природного камня ниже отметки проектного контура карьера и по площади.

Полевые работы выполнялись в соответствии с Рабочей программой к Контракту №387 от 12.02.2008г. на проведение разведки с последующей добычей изверженных пород месторождения Восток, заключенный между ГУ «Департамент предпринимательства и промышленности Акмолинской области (Компетентный орган) и ТОО «Матаус», согласованной ТУ «Центрказнедра» (Протокол НТС №147-РП от 03.07.2007г.).

1. Общие сведения о месторождении

.1 Местоположение

Месторождение изверженных пород Восток расположено в Аршалынском районе Акмолинской области в 3 км к востоку от п. Вишневка и в 70 км на юго-восток от г. Астана.

Обзорная карта размещения геологического отвода месторождения представлена на рис. 1.1.

.2 Климат

Климат района резко континентальный с суровой снежной зимой и сухим жарким летом. Среднемесячная температура воздуха в июне +21,4⁰ при максимальной +39,7⁰, среднемесячная температура воздуха в январе составляет -18,7⁰ при минимальной - 48,9⁰.

Для района характерны ветры восточных и северо-восточных направлений, скорость которых в большинстве случаях не превышает 3-5 м/сек.

Годовое количество осадков составляет порядка 300 мм. Глубина промерзания почвы 3,0-3,5 м. Высота снежного покрова не превышает 40 см на равнине и 1,0-1,5 м в балках.

.3 Рельеф

Месторождение находится в переходной зоне от низкогорья Ерейментау, расположенное в 30-50 км северо-восточнее участка, к обширным равнинам левобережной части реки Ишим.

Абсолютные отметки района работ колеблются от 400 до 560 м с понижением на восток.

Исходя из гидрогеологических условий, добыча на месторождении Восток возможна в сухом карьере до подсчетного горизонта с абсолютной отметкой +408,0 м.

Месторождение изверженных пород Восток приурочено к Вишневскому гранитному массиву.

В пределах массива развиты подземные воды открытой трещиноватости средне-верхнедевонских отложений живетского и франского ярусов и пермских интрузивных пород Вишневского комплекса. Подземные воды открытой трещиноватости средне-верхнедевонских отложений живетского и франского ярусов развиты в южной и восточной части Вишневского массива.

Водовмещающие породы представлены трещиноватыми конгломератами, песчаниками, алевролитами и известняками.

Подземные воды в отложениях девона залегают на глубине от 6-13 м. Статистический уровень подземных вод 6-13 м.

Подземные воды открытой трещиноватости средне-верхнедевонских отложений живетского и франского ярусов отвечают санитарным нормам «Вода питьевая» и используются для водоснабжения небольших населенных пунктов, прилегающих к месторождению.

На месторождении Восток данный водоносный горизонт не встречен.

Почвы района преимущественно темно-каштановые. Вскрышные породы представлены почвенно-растительным слоем, рыхлыми современными делювиально-элювиальными образованиями суглинков, покрывающих граниты с поверхности и гранитами, выветрелыми до дресвяно-щебенистого материала.

Растительность в районе в основном степная, разнотравно-злаковая. Древесная растительность приурочена к долине реки Ишим. Березовые и осиновые рощи отмечаются на Вишневском гранитном массиве.

1.4 Экономическая характеристика района

геологический месторождение горный ископаемое

Основу экономики района составляет сельское хозяйство, в котором доминирует производство зерна. Значительное место занимают также овощеводство и мясомолочное животноводство.

Горнорудная промышленность представлена мелкими карьерами по добыче строительных материалов - камня, глины, известняков и суглинков. В непосредственной близости от месторождения проходят железная дорога и асфальтированная автомобильная дорога «Астана-Караганды».

2. Геологическое строение района работ и месторождения

.1 Краткие сведения об изученности и геологическом строении района

История геологического изучения района может быть разделена на четыре этапа.

К первому этапу следует отнести геологические маршруты конца XIX - начала XX века, проведенные А.К. Мейстером (1899), Л.В. Краснопольским (1900) и А.А. Козыревым (1911). Планомерное изучение геологического строения района началось лишь после Октябрьской революции и связано с развитием промышленности Карагандинского бассейна.

Второй этап охватывает довоенный период. В 1930г. Б.И. Зеленковым составлена «Геологическая карта окрестностей сел Русско-Ивановского, Кронштадтского, Крестовского и р. Нуры», отвечающая по нагрузке карте масштаба 1:500000. Северная часть листа М-43-VП закартирована в масштабе 1:200000 Г.И. Водорезовым (1930), давший первую стратиграфическую схему для района с выделением докембрийских, нижнесилурийских, сирурийско-девонских, девонских (нижнедевонско-франских и фаменских) и камнеугольных (турнейских и визейских) образований.

Третий послевоенный этап среднемасштабных геологических исследований охватывает период с 1945 по 1967 год. В 1947г. В.Ф. Беспаловым была составлена геологическая карта листа М-43 масштаба 1: 1000 000. В дальнейшем, изучение геологического строения территории листа М-43-VП велась в масштабе 1:200 000.

В период 1948-1952 гг. группа сотрудников ИГН АН КазССР под руководством Р.А. Борукаева проводила геологические исследования на северной половине листа М-43-VП. В результате этих работ на территории этого листа были разделены отложения акдымской и Ерементауской серий, считавшиеся ранее верхнепротерозойскими.

В 1954г. южная часть листа М-43-VП покрыта кондиционной геологической съемкой масштаба 1:200 000 (Л.В. Булыго и др., 1959). В процессе этой работы выявлены новые участки распространения кокчетавской свиты и ерементауской серии, выделены условно нижнедевонские образования с кислыми эффузиями, в пределах Вишневского интрузива оконтурены гранитоиды второй фазы внедрения, хорошо изучены кайназойские отложения.

Третий этап изучения района заканчивается редакционными геологическими исследованиями, проведенными в 1960г. на листе М-43-VП сотрудниками ИГН АН КазССР под руководством Р.А. Борукаева. В результате этих работ были составлены и изданы «Геологические карты СССР масштаба 1:200 000, листы М-43-VП и XIII и пояснительные записки к ним.

Четвертый этап знаменуется началом крупномасштабного геологического изучения района. Зорьевской ПСП ЦКТГУ (Свентозельский Я.Н. и др., 1973) на территории листов М-43-13-В, Г и М-43-25-А, Б проведена геологическая съемка масштаба 1:50 000. В результате этих работ была значительно уточнена стратиграфическая схема северной части листа М-43-VП.

Геологоразведочные работы на месторождении изверженных пород впервые были проведены в 1947г. Разведка месторождения выполнена в 1964г. институтом Гопротранспуть по заданию Казахской железной дороги. В 1070г. была выполнена доразведка месторождения, в результате которой ТКЗ ЦКГУ (протокол №282 от 01.12.1970г.) утвердила запасы гранитов Вишневского месторождения по состоянию на 01.07.1970г. в качестве сырья для изготовления путевого щебня (ГОСТ 7392-55), щебня для дорожных бетонов (ГОСТ 8424-63), щебня для строительных работ (ГОСТ 8267-64) и бутового камня (МРТУ-21-33).

Геологическое строение района работ приводится по материалам геологического доизучения площади масштаба 1:200 000 листа М-43-VП.

2.2 Геологическое строение участка

Большая часть района принадлежит Ерементау-Ниязскому антиклинарию и Селетинскому синклинорию, значительная часть которых перекрыта Селетинской впадиной. В их пределы, помимо этого попадает часть Карагндинского синклинория и наложенного на него девонского краевого вулканического пояса.

Стратиграфия

В геологическом строении территории района работ принимают участие метаморфические, эффузивные и осадочные породы палеозойского и кайнозойского возрастов, а также комплекс интрузивных образований.

Палеозойская группа

Выходы на поверхность палеозойской группы занимают большую часть изученной территории, если не считать той ее части, которая скрыта под кайнозойским чехлом.

В палеозойской группе по составу и ассоциациям горных пород, а также по органическим остаткам выделены ордовикская, силурийская, девонская и каменноугольная системы.

Ордовикская система. Верхний отдел

Карадокский-ашгильский ярусы. Жарсорская свита (О₃gr). В пределах описываемого листа выходы верхнеордовикских отложений на поверхность отмечены лишь северо-западнее п. Вишневка, в окрестностях п. Харьковское. Они представлены, в основном андезитовыми порфиритами, и их туфами, конгломератами, красноцветными песчаниками, алевролитами, известняками.

Мощность отложений 2500-3000 м.

Силурийская система. Верхний отдел.

Лудловский ярус (S₂ld). Силурийские отложения в изученном районе развиты локально и распространены главным образом в Селетинском синклинории. На западе изученной территории они слагают ряд низких сопок к югу от п. Вишневка по левобережью р. Актасты и образуют гряды в районе сопки Узбай. Породы этого комплекса представлены зелеными и красными полимиктовыми песчаниками м алевролитами, конгломератами.

Мощность свиты 1100 м.

Девонская система. Средний-верхний отделы

Живетский и франский ярусы нерасчленные (D₂gv-D₃fr). Породы этого комплекса широко развиты по правобережью р. Ишим и представлены континентальной красноцветной толщей, состоящей преимущественно из песчаников, алевролитов и аргиллитов с редкими прослоями конгломератов и конгломерат-песчаников. Для этих отложений характерна частая смена и фациальное замещение пород как по горизонтали, так и по вертикалы. В верхней части разреза толщи отмечаются прослои конгломератов и известняков. Повсеместно в разрезах участвуют вишнево-красные, красно-бурые, фиолетово-серые и коричнево-серые аргиллиты, алевролиты и песчаники с весьма характерной для них тонкой горизонтальной или косой слоистостью.

Мощность свиты 2500-3500 м.

Верхний отдел

Фаменский ярус (D₃fm). Фаменские отложения без видимого структурного несогласия, но с размывом залегают на севере изученного района на разных горизонтах нерасчлененных живет-франских либо франских образований, на юге - на кислых туфах среднедевонского возраста. Фаменский ярус литологически выдержан и представлен терригенно-морскими песчано-карбонатными фациями в виде переслаивания алевр-песчаников и аргиллитов желто-бурого, светло-бурого и зеленовато-серого цветов с известняками ракушечниками и песчаниками различных оттенков.

Мощность отложений 400-420 м.

Каменноугольная система. Нижний отдел

Турнейский ярус нерасчлененный (С₁t). Нижнетурнейские отложения обнажены очень плохо и встречаются редко. Представлены они известняками и мергелями. Известняки обычно пористые и кавернозные, окремнелые, а мергели белые, часто при выветривании образуют глиноподобную массу.

Мощность отложений 550 м.

Кайнозойская группа

Значительные площади территории района занимают континентальные кайнозойские отложения, залегающие почти горизонтально и представлены осадками неогеновой и четвертичной систем.

Неогеновая система. Нижний-средний миоцен

Аральская свита (N₁^1-2ar). В составе отложений аральской свиты преобладают однообразные зеленовато-серые, плотные, вязкие гипсоносные глины монтмориллонитового состава, содержащие бобовины гидроокислов марганца, изредка встречаются прослои линзы известняков.

Мощность отложений 50 м.

Средний-верхний миоцен

Павлодарская свита (N_1-2). Отложения павлодарской свит, предствлены красно-бурыми и коричневыми плотными жирными глинами с карбонатными и гипсовыми стяжениями и конкрециями.

Мощность отложений 20 м.

Четвертичная система

Отложения системы различных генетических типов и возрастов ползуются повсеместным развитием. Выделены отложения нижнего, среднего, верхнего и современного отделов:

Средний-верхний отдел (Q_II-III). К ним относятся делювиально-пролювиальные отложения водоразделов и их склонов, представленные буроватыми суглинками с прослоями супесей и песков.

Средний отдел (Q₂). Озерно-аллювиальные отложения, представленные песками, глинами, супесями, суглинками и озерными отложениями, составленными суглинками, супесями. Мощность отложений до 35 м.

Верхний отдел (Q₃) состоит из аллювия надпойменных террас р. Ишим и других мелких рек и выражен песками, супесями и суглинками, гравийно-галечниковыми образованиями. Мощность отложений более 5 м.

Современный отдел (Q₄). К этому отделу отнесены аллювий высокой и низкой пойм рек, а также озерные отложения. Высокая пойма сложена песчано-галечниковыми образованиями, перекрытыми маломощным чехлом суглинков и супесей. Мощность отложений до 2 м.

Пермские интрузивные образования. Вишневский интрузивный массив

Вишневский массив представляет собой наведенную (телеорогенную) интрузию, обусловленную эволюцией соседних герцинских областей. В Вишневском интрузивном массиве выделяются 2 фазы внедрения.

I интрузивная фаза. Граносиениты, существенно калишпатовые граниты (y₁P_z3I):

Породы I интрузивная фазы слагают большую часть Вишневского массива, расположенного северо-восточнее п. Вишневка. В плане массив представляет собой изометричное тело площадью около 120 км².

Данные геофизики, а также наблюдения над контактовыми ореолами дают основание предполагать, что это штокообразное уплощенно-цилиндрическое тело, погружающееся в юго-юго-западном направлении.

Интрузив сложен главным образом розовато-серыми роговообманково-биотитовыми граносиенитами и существенно калишпатовыми гранитами, состоящими из калиевого полевого шпата (40-45%, до 55%), плагиоклаза (25-35%), кварца (15-20%, до 30%), биотита и роговой обманки (10-15%). Структура пород порфировидная.

Фенокристаллы представлены плагиоклазом, калиевым полевым шпатом, биотитом и роговой обманкой. Плагиоклаз образует таблитчатые и удлиненно-призматические кристаллы размером до 0,9х2 см, иногда зональные. Кристаллы обычно лишены четких ограничений, их периферийные части переполнены мелкими включениями кварца и полевых шпатов из основной массы породы. По периферии кристаллов иногда развивается альбит. Плагиоклаз незначительно серицитизирован. Калиевый полевой шпат (микроклин-пертит) образует идиоморфные таблитчатые и столбчатые кристаллы размером до 0,7х1,5 см, часто присутствуют в срастании с плагиоклазом. В микроклине, иногда с неясной двойниковой решеткой, наблюдается субпараллельные прожилковые вростки альбита. Часто альбит в прожилках тонко сдвойникован, двойникование перпендикулярно длине прожилка.

В некоторых зернах заметно, что прожилки альбита начинаются в альбитовой оболочке небольших включений плагиоклаза в микроклине, следовательно, это перититы замещения. Калиевый полевой шпат незначительно пелитизирован. Биотит образует единичные пластинки размером до 4-5 мм или скопления вместе с рудным минералом и сфеном, а также в виде мелких листочков замещает роговую обманку. Обыкновенная роговоя обманка оливково-зеленого цвета представлена коротко столбчатыми кристаллами размером до 1х2 мм.

Основная масса породы состоит из мелко- среднезернистого агрегата кварца, полевых шпатов, биотита, роговой обманки и рудного минерала. Структура основной массы гипидиоморфнозернистая с участками микропегматитовой.

Акцессорные минералы представлены апатитом, сфеном, титано-магнетитом, редко цирконом.

В зоне эндоконтакта гранитоиды I фазы становятся более мелкозернистыми, в ряде случаев наблюдается увеличение количества темноцветных минералов по мере приближения к контакту.

Породы, вмещающие Вишневский интрузив, ороговикованы в зоне шириной от 700 м на севере, до 2-2.5 км на юге - юго-западне. Юго-восточнее Вишневского массива наблюдается окварцевание вмещающих пород.

II интрузивная фаза. Граниты лейкократовые, существенно калишпатовые (y₂P_z3I)

В пределах Вишневского массива наблюдается небольшие, чаще всего овальные в плане тела светло-розовых, желтовато-розовых лейкократовых существенно калишпатовых гранитов II интрузивной фазы. По минералогическому составу они близки к гранитам I фазы, но отличаются от них малым содержанием темноцветных минералов.

Породы состоят из калиевого полевого шпата (45-50%), кварца (30-35%), плагиоклаза (15-20%) и биотита (1-3%). Калиевый полевой шпат образует широкотаблитчатые и столбчатые кристаллы размером до 0,8х1.5 см с прожилковыми пертитовыми вростками тонкодвойникованного альбита. Кварц представлен ксеноморфными зернами размером до 3-5 мм, нередко встречаются в графических срастаниях с калиевым полевым шпатом. Плагиоклаз состава альбит-олигоклаз - олигоклаз-андезин образует идиоморфные зональные кристаллы. Акцессорные минералы представлены апатитом, сфеном и рудным минералом. Структура пород гранитовая с элементами микропегматитовой.

На контакте с гранитоидами I фазы отмечаются зона трещиноватости, к которой приурочены кварцевые жилы и прожилки, сложенные прозрачным и дымчатый кварцем и аметистами.

Дайки и малые интрузии (µƳ,Ƴπ,δ,δπ,ƞ)Pz)

Вишневский массив сопровождается серией дайковых пород. Дайки наблюдаются как в пределах интрузина, так и во вмещающих породках, размещаясь в субмеридиональной зоне шириной от 5 до 13 км, прослеживающейся от пос. Актасты на юге почти до северной рамки листа М-43-VП. Наибольшие сгущения даек наблюдается в северной части Вишневского массива, к югу от него. Дайки ориентированы преимущественно в двух направлениях: меридиональном - северо-западном и субширотном - северо-восточном.

Дайки представлены гранит-порфирами, микрогранитами, диоритовыми и диабазовыми порфиритами. Они образуют тела мощностью 5-70 м, и протяженностью до 2.5 км.

В количественном отношении среди дайковых пород преобладают породы кислого состава. Это розовые, светло-сиреневые массивные породы, состоящие примерно из равных количеств плагиоклаза и калиевого полевого шпата, 25-30% кварца, 3-5% биотита и роговой обманки. Структура пород микрогранитовая, микроаплитовая и порфировидная.

.3 Разведанность месторождения

Геологоразведочные работы выполнены на согласованной с недропользователем площади. Площадь геологического отвода для разведки месторождения Восток составляет 30 га.

Методика их проведения и объемы работ определялись:

группой сложности геологического строения месторождения;

требованиями стандартов к качеству сырья

горнотехническими условиями Заказчика

Непосредственно на площади участка Восток геологоразведочные работы ранее не проводились, но выбранный участок работ расположен на одном массиве с ранее разведанным Вишневским месторождением строительного камня, имеющего положительные результаты лабораторных испытаний.

Геологоразведочные работы по выявлению и разведке месторождения строительного камня Восток выполнены с учетом стадийной последовательности, но без разрыва во времени осуществления поискового и разведочного этапов.

В первую очередь, на площади геологического отвода, выданного ТУ “Центрказнедра” (рег. № 320^а от 09.08.2007г.), площадью 30 га были пройдены поисковые маршруты, в результате которых обследованы комплексы пород, относимые к потенциально пригодным для использования в качестве строительного камня и выбран участок с минимальной мощностью вскрышных пород, с однородным вещественным составом, отсутствием зон повышенной трещиноватости, с прослеженным площадным развитием перспективных интрузивных образований - гранитов.

Месторождение по сложности геологического строения отнесено ко 2-ой группе по “Классификации запасов и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых”. Исходя из этого, при детальной разведке была принята плотность разведочной сети для изучения запасов по категории С₁-168-204х187-208м. Она близка к рекомендуемой инструкцией ГКЗ и обеспечила получение достаточного количества данных для статистической оценки качественных показателей разведанного сырья.

Объемы основных видов геологоразведочных работ, выполненных на месторождении, приведены в таблице №1.

Таблица 1. Объемы выполненных работ

Полевые геологоразведочные работы проведены с хорошим качеством, что подтверждается проведенным сличением первичных материалов с натурой, выполненным по 21% от объема бурения (Текстовое приложение 5). Дефектных выработок не было. Все пробуренные разведочные скважины использованы при оценке геологического строения месторождения и оконтуривания его продуктивной толщи.

Поисковые маршруты

Поисковые маршруты проводились с целью прослеживания и оконтуривания площадей распространения перспективных интрузивных образований - гранитов, являющихся потенциально перспективными для выявления месторождения строительного камня. В процессе маршрутов проводились изучения трещиноватости, степени и характеристики выветривания пород, структурно-текстурных особенностей пород.

Поисковые маршруты проводились в масштабе 1:2000. Густота, протяженность и расположение маршрутов определялись из характера обнаженности и сплошности геологического строения участка. Маршруты на местности проходились вкрест простирания изучаемой толщи пород, на геологической основы масштаба 1:100000, топооснове масштабов 1:25000, 1:2000.

В результате проведения поисковых маршрутов составлена геологическая карта участка масштаба 1:2000, совмещенная с планом подсчета запасов.

Топографо-геодезические работы

Топографо-геодезические работы в районе месторождения проводились топографической службой ТОО “As-Projct” в 2010г. Непосредственно по месторождению использованы пункты триангуляции II разряда.

Для производства топографической съемки плановое обоснование выполнено методом микротриангуляции. Измерение углов на пунктах триангуляции и точках съемочного обоснования выполнено теодолитом 2Т5К двумя полу приемами. Расхождение измерений между полу приемами составляет 30. Высоты съемочных точек определены тригонометрическим нивелированием.

Мензульная съемка масштаба 1:2000 выполнена кипрегелем КА-2 с точек съемочного обоснования с сечением рельефа через 1.0м.

Привязка пробуренных скважин произведена в процессе мензульной съемки кипрегелем КА-2. Высоты определены с плана масштаба 1:2000 с точностью 0.2м. Координаты пунктов триангуляции приведены в системе координат 1942г. 6-ой зоне. Высоты в Балтийской системе высот.

Буровые работы

Бурение скважин являлось основным видом полевых геологоразведочных работ, позволивших выявить месторождение строительного камня, а также детально изучить его геологическое строение, гидрогеологические и инженерно-геологические условия обработки, оконтурить продуктивную толщу и провести опробование для изучения качества камня.

Бурение проводились самоходными буровыми установками СКБ-5 (твердосплавный наконечник, алмазные коронки). Диаметр бурения 112, 93, 76 мм. Скважины бурились вертикально. Глубина скважин изменялась 10м до 47м (ср.34,4 м), определялась необходимостью подсечения единого горизонта с абсолютной отметкой +408м. Всего пробурено 16 скважин, объемом 551.0 п.м, из них 15 скважин, объемом 541.0 п.м участвует в подсчете запасов.

Выход керна по подсчетным скважинам приведен в реестре буровых скважин и таблице 2.

Таблица 2. Выход керна по продуктивной толще по скважинам

Приведенные цифры свидетельствуют о высоком выходе керна. В целом по всем скважинам он составляет более 80,0%. Выход керна по подсчетным скважинам варьировал в пределах 86,6% до 93,3%. Контроль за выходом керна осуществляется геологическим персоналом. Соответствие привязки интервалов проходки скважин глубине бурения определялось путем проведения контрольных замеров бурового снаряда. Выполненный контроль показал, что ошибки в замерах глубин находятся в пределах точности измерений.

Высокий выход керна по скважинам, а главное по породам продуктивной толщи обеспечил получение вполне достоверной информации для геологической увязки разрезов, проведения качественного опробования и оценки продуктивной толщи.

Радиометрические работы

Для радиационно-гигиенической оценки продуктивной толщи во всех пройденных скважинах проведен точечный гамма-каротаж скважин прибором СРП-68-02 с непрерывным “прослушиванием” по всей длине скважины и снятием замеров гамма-активности через 1 м. Значение гамма-активности пород не превысило 20 мкР/час, по продуктивной толще в основном составляет 17-20 мкР/час.

Основной целью опробования являлось изучение физико-механических характеристик вскрываемых толщ природного камня. Опробование проводилось с учетом необходимого выполнения исследований, регламентированных ГОСТом 23845-86 «Породы горные скальные для производства щебня для строительных работ».

Всего из керна 15 скважин отобрано 77 проб, из них 77 проб участвуют в подсчете запасов. По скважине №5 была отобрана групповая проба, в состав групповой пробы вошел весь оставшийся после отбора рядовых проб керновый материал скважины.

При проведении физико-механических испытаний проводилось определение следующих параметров (для щебня фракции 10-20 мм):

объемная масса, объемная насыпная масса, водопоглощение, содержание зерен лещадной формы, содержание зерен слабых пород, потеря массы при сжатии (раздавливании) в цилиндре (дробимость), содержание глинистых и пылеватых частиц, потери массы насыщенной в растворе сернокислого натрия при замораживании (морозостойкость).

По 10 пробам определение вышеуказанных параметров проводилось для щебня 3-х фракций - 40-20мм, 20-10мм, 10-5мм.

По пескам-отсевам определялись: объемный насыпной вес, содержание ила, глины, пыли, гранулометрический состав {фракции (мм): 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16}, модуль крупности.

По пяти скважинам (5 проб) были проведены инженерно-геологические исследования с определением: предела прочности на сжатие в сухом и водонасыщенном состояниях, средней и истинной плотности, водопоглощения, пористости, крепости по проф. М.М. Протодъяконову и абразивности.

В пробу отбиралось не менее 12 столбиков монолитного керна. Длина каждого столбика керна обеспечивала возможность выпиливания из него образца-цилиндра с высотой равной диаметру керна. Отбор проб производился секционно. В связи с тем, что продуктивная толща монотонная, интервал опробования принимался близким 5-10м (в соответствии с рекомендуемыми длинами опробования строительного камня по ГОСТ 23845-86). Отбор образцов (столбиков керна) в пробу, в интервале опробования производился пунктирным методом, при соблюдении равномерных расстояний между отбираемыми образцами.

Для проведения спектрального анализа отобрано 20 проб (по 10 проб по породам вскрыши и продуктивной толщи). Пробы отбирались из оставшегося после отбора образцов керна, путем раскалывания керна пополам. Одна половина керна отбиралась в пробу на силикатный анализ, вторая на спектральный анализ.

Петрографический состав определялся по отбираемым сколковым пробам в прозрачных шлифах. Отбор этих проб выполнялся для определения петрографического состава продуктивной толщи. Количество проб -1.

Линейное и площадное расположение отобранных проб для проведения физико-механических испытаний схематически показано на геолого-подсчетных разрезах. На них вынесены основные результаты определений.

Аналитические работы

Определение физико-механических проводилось в 2010г в ТОО “Центргеоланалит”, вещественного состава - в ЛИУНГ (лаборатории исследований угля, нефти и газа), радиологических испытаний в центре ТОО “ЭкоЭксперт”.

Испытания физико-механических свойств природного камня проводилось по методикам ГОСТ 8267-86 «Щебень из природного камня, графий и щебень из гравия для строительных работ. Методы испытаний», ГОСТ 23845-86 «Породы горные скальные для производства щебня для строительных работ. Технические условия и методы испытаний».

Химические анализы выполнялись по инструкции НСАМ №163 (ВИМС). Унифицированные методы анализа силикатных горных пород с применением комплексометрии.

Полуколичественный спектральный анализ выполняя методом испарения в соответствии с требованиями «Методических указаний по производству спектральных анализов».

Для оценки качества выполнения лабораторией физико-механических испытаний, согласно требованиям “Инструкции по применению классификации запасов к месторождениям строительного и облицивочного камня” (пункт 3,18), был проведен внутренний геологический контроль. Обработка данных контроля проводилась в соответствии с методическими указаниями ВИМСа №316 “Методы геологического контроля аналитических работ”. Данные контроля свидетельствуют о достоверности выполненных аналитических работ.

.4 Характеристика качества полезного ископаемого и его рекомендации по его использованию

.4.1 Общая характеристика щебня

Участок Восток приурочен к краевой юго-западной части Вишневского массива, формирование которого отнесено к постверхнедевонскому времени. Этот гранитный массив залегает в форме изометричного штока, вмещенного в породы красноцветной толщи среднего-верхнего отдела девонской системы, представленных алевролитами и аргиллитами.

Выбранная площадь в геоморфологическом отношении характеризуется наличием возвышенностей и понижении, осложненных в свою очередь микрорельфом - ложками, гривками. В пределы контура подсчета запасов вошли склоны и вершина возвышенности. Поднятия имеют вытянутую форму.

Продуктивная толща участка характеризуется довольно однообразным составом слагающих пород. Это граниты, состоящие из кварца (44%), калиевого полевого шпата (28%), плагиоклаза (20%), биотита (3%), и гетита (2,0%).

Вкрапленники довольно редки, представлены призматическими идиоморфными кристаллами серитицизированного плагиоклаза, иногда имеющие зональное строение и единичными зёрнами кварца, интенсивно корродированными элементами основной массы. Размеры вкрапленников составляют 1,0-1,5 мм. Основная масса с гранитной структурой. Состоит из призматических кристаллов и изометричных зерен плагиоклаза и калиевого полевого шпата, подверженных интенсивной альбитизации и ожелезенению, изометрических зёрен кварца, чешуек биотита и мусковита. Размеры элементов основной массы составляют 0,1-0,3 мм.

В качестве примеси содержится рудная вкрапленность и акцессорный апатит.

Порода слабо грейнизирована.

Порода имеет массивную текстуру, порфировидную структуру.

Вскрышные породы представлены почвенно-растительными слоем, рыхлыми современными делювиально-элювиальными образованиями суглинков, покрывающих граниты с поверхности, и гранитами, выветрелыми до дресвяно-щебенистого материала.

Таблица 3. Химический состав пород продуктивной толщи

Приведенные данные химического состава еще раз подтверждают выдержанность и однородность пород по своему вещественному составу.

Разрывных тектонических нарушений и зон повышенной трещиноватости, которые могли бы обусловить наличие участков глубокого выветривания природного камня, на площади месторождения не встречено.

Породы, слагающие полезную толщу месторождения, только в кровле ( у дневной поверхности) выветрелые, а ниже - слабо трещиноватые, монолитные.

С поверхности практически вся площадь месторождения перекрыта элювиальными мелко-щебенистыми образованиями и рыхлыми гумусированными покровными суглинками. Общая мощность вскрышных пород изменяется в контуре подсчета запасов от 0,5 м до 3,9 м, составляя в среднем 1,57м.

На основании выше приведенных данных участок Восток характеризуется как однородное по качественным параметрам разведанного камня и относительно выдержанное по мощностным параметрам продуктивной толщи (13,3м до 46,5м) и вскрышных пород (0,5 до 3,9 м). Коэффициент вариации значений предела прочности 9,2, характеризующий технологическую однородность, подтверждает однородность пород. Однако из-за весьма малых линейных размеров (570*520м) в плане, средняя мощность продуктивной толщи равна 29,62 м), его следует отнести ко 2 группе сложности геологического строения по Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых.

.4.2 Качество сырья на основании лабораторных исследований

Объемная насыпная масса гранитов в пределах оконтуренной продуктивной толщи и определенная по 77 рядовым пробам варьирует в очень узком пределе от 1.12 до 1.30 г/см³, средне 1.21г/см^3. Породы поэтому показателю довольно однородны. Плотность (объемная масса) гранита 2,52-2,64 г/см³, средне 2,59 г/см^3.

Водопоглощение низкое, изменяется от 0.2 до 4.1%, в среднем 2,15%. Незначительное изменение водоплощения дает основание считать продуктивную толщу весьма однородной по этому показателю.

Содержания в щебне зерен лещадной формы варьирует в пределах от 4.3-22.6.0%, в среднем 17,8%. По этому составу щебень отвечает кубовидной форме (1 и 2 группы).

Истираемость щебня при испытании его в полочном барабане характеризуется стабильными значениями от 16,5 до 25,0, в среднем 21,6% потери в массе, что соответствует маркам щебня И1.

Щебень содержит зерна слабых пород в количестве от 0.9-5.0%, в среднем 2.8%. и поэтому показателю полностью соответствует требованиям ГОСТ 8267-93.

Содержание в щебне пылеватых и глинистых частиц колеблется в пределе 0.5-0.9%, в среднем 0.62%, Глина в комках отсутствует.

Проведенные исследования морозостойкости показали, что щебень месторождения при 10 циклах насыщения в растворе сернокислого натрия имеет потерю в массе 2.0-6.2%, при среднем значении 2.7%. По этому показателю данное сырье отвечает марке не ниже F-50 (1%) и F100 (99%).

.4.3 Качество песков отсевов дробления

Качество песков-отсевов в лабораторных условиях изучено на материале 1 рядовой пробы. Результат исследований приведены в таблице 4.

Таблица 4. Качественная характеристика песков-отсевов

Анализируя вышеприведенную таблицу, можно сделать вывод:

по модулю крупности (2.4) и полному остатку на сите 063 (51%) пески отсевы относятся к группе средних песок;

содержание зерен размером более 5 мм не отмечено, а содержание зерен размером менее 0.16 мм составляет 25% и не удовлетворяет требованиям ГОСТа 8736-93 “Песок для строительных работ” для среднего песка (менее 15%)

содержание глинистых и пылевидных частиц составляет в среднем 10.5%, что несколько превышает регламент ГОСТа 8736-93 (не более 10%).

глина в комках отсутствует;

Таким образом, пески-отсевы не соответствуют требованиям ГОСТ 8736-93 и не могут применяться для строительства.

2.4.3 Определение выхода деловых фракций щебня

Определение выхода деловых фракций щебня выполнено по 1 пробе. Дробление выполнено на дробилках среднего дробления СМД-118 (ширина выходной щели 40мм) с последующим додрабливанием на дробилке ДШ 150-180 (ширина выходной щели 10 и 5 мм).

Результаты исследований приведены в таблице 5.

Таблица 5. Выход щебня по фракциям при дроблении

На основании определения выхода деловых фракций щебня можно сделать вывод, что выход близок к фактическим показателям действующих предприятий, разрабатывающих залежи интрузивных пород.

Оценка радиоактивности пород участка Восток проводилась при помощи гамма-каротажа всех скважин. Радиоактивных аномалий при этом выявлено не было. Гамма-активность пород не превышала 20 мкР/час.

На станции проведенных работ было отобрано 5 проб равномерно по площади участка с целью определения основных радионуклидов Ra, Th, K⁴⁰, определяющих радиационную активность пород. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов составила 234 Бк/кг. В соответствии с требованиями НРБ-99 СП 2.6.1-758-99 продуктивная толща месторождения по радиационно-гигиеническое безопасности относится к строительным материалам I класса и может использоваться при любых видах гражданского и промышленного строительства.

2.5 Расчеты возможных водопритоков в карьере

Согласно схемы гидрогеологического районирования, исследуемая территория входит в состав Ерементау-Ниязского антиклинория и Карагандинского синклинория.

Участок месторождения строительного камня Восток приурочен к Вишневскому гранитному массиву.

В пределах массива развиты подземные воды открытой трещиноватости средне-верхнедевонских отложений живетского и франского ярусов и пермских интрузивных пород Вишневского комплекса.

Подземные воды зоны, открытой трещиноватости средневерхнедевонских отложений живетского и франского ярусов развиты в южной и восточной части Вишневского массива.

Водовмещающие породы представлены трещиноватыми конгломератами, песчаниками, алевролитами и известняками.

Подземные воды в отложениях девона залегают на глубине от 6,0 м до 13,0 м. Статический уровень подземных вод 6,0 м и 13,0 м.

Водообильность пород девона изменяется от 0,6 л/с до 4,0 л/с. При понижениях уровня 21,1 м и 8,4 м соответственно. Подземные воды ультрапресные и пресные, минерализация изменяется от 0,3 г/л до 1,1 г/л. Химический состав воды пестрый и изменяется от гидрокарбонатного, хлоридно-сульфатного анионного состава до гидрокарбонатносульфатного.

Подземные воды зоны, открытой трещиноватости средневерхнедевонских отложений живетского и франского ярусов отвечают санитарным нормам «Вода питьевая» и используются для водоснабжения мелких населенных пунктов, прилегающих к участку месторождения.

На участке Восток данный водоносный горизонт не встречен.

Исходя из гидрогеологических условий участка Восток, разработка его возможна в сухом карьере до подсчетного горизонта с абсолютной отметкой +408,0 м.

Паводковые и ливневые воды на обводнении карьера, учитывая его гипсометрическое положение (графическое приложение 1) влиять не будут, так как они отводятся по существующим логам.

Карьер намечается отрабатывать до глубины 17-47 м (абс. отм. + 408 м). Площадь его по верху 285090 м².

Расчет притока воды за счет атмосферных (твердых) осадков, выпадающих непосредственно на площади карьера, выполнен по формуле:

Q = F * N/T

где, F - площадь карьера при полном развитии фронта горных работ

(по верху), 285090 м².- максимальное количество осадков: эффективных (твердых) - 141.7мм, ливневых - 43.2мм (ливень 1958г, Справочник по климату СССР, выпуск 18, Каз. ССР, часть III, Гидрометиздат, 1968г).

Т - период откачки снеготалых вод (средняя продолжительность таяния снега принимается 15 суток).= 2 8 5 0 9 0 * 0,1417/15 = 2693,2 м /сут. = 112,2м /час=31,2л/сек

Расчет притока воды за счет ливневых осадков, выпадающих непосредственно на площади карьера, выполнен исходя из значения зарегистрированного наиболее интенсивного ливня.

Максимальный водоприток в карьер за счет ливневых вод может составить:= 285090*0,0432/24 = 513,2м3/час=142,5л/сек

.6 Общая характеристика полезной толщи и вскрыши

Анализ материалов «Качественная характеристика» позволяет сделать заключение об однородности продуктивной толщи по физико-механическим свойствам и условиям залегания слагающих ее горных пород как по площади, так и на глубину и рассматривать ее с позиции горнотехнических условий отработки, как единую пластообразную залежь.

Непосредственно в пределах месторождения, абсолютные отметки колеблются от 421,22 м до 458,27 м.

Полезная толща месторождения сложена средне- и мелкозернистыми гранитоидами. Преимущественное развитие имеют мелкозернистые граноссиениты и существенно калишпатовые граниты, которые слагают основную часть запасов месторождения.

Вскрышные породы представлены почвенным слоем, суглинками, корой выветривания с дресвой и щебнем коренных пород. Мощность вскрышных пород в пределах контура запасов изменяется от 0,2 м до 3,9 м и составляет в среднем 1,54 м.

Вертикальная мощность продуктивной толщи от ее кровли до отметки проектируемого дна карьера +408 м варьирует от 13,3 м дл 46,5 м и составляет в среднем 29,25 м.

Максимальный объемный коэффициент вскрыши - 0,06 м³/м³.

По условиям разработки месторождение относится к первому типу «а» - с простыми инженерно-геологическими условиями.

Отработка месторождения будет производиться открытым способом. К концу отработки дно карьера будет достигать отметки +408 м. Подземные воды всеми скважинами, пробуренными до гор. +408 м., встречены не были. Поэтому за счет подземных вод водопритоки в карьер не ожидаются.

Добычные работы предполагается осуществлять 2-4 добычными уступами высотой по 10 м. Генеральный угол погашения бортов карьера при отстройке их проектного положения на конец отработки (учтенный при оконтуривании запасов) составит 45°. Однако, учитывая трещиноватость пород, необходимо обратить внимание на возможность вывалов в бортах карьера.

2.7 Подсчет запасов

Подсчет запасов строительного камня проведен в контуре геологического отвода участка Восток.

При подсчете запасов использованы следующие параметры кондиций:

максимальная мощность вскрышных пород - 5.0 м;

допустимое соотношение мощности вскрышных пород к мощности полезной толщи не более 1:2;

качество сырья должно отвечать требованиям ГОСТ 8267-93, 9128-97, 25607-94, 26633-91, 7392-85;

по радиационно-гигиенической характеристике сырье должно отвечать требованиям КПР-96 и НРБ-99 к строительным материалам 1 класса;

подсчет разведанных запасов по промышленным категориям производить в проектных контурах карьера с учетом угла откоса 45° до горизонта +408,0 м, отстроенного по краевым геологоразведочным выработкам.

Основными исходными геологическими материалами к подсчету запасов являются:

геологические разрезы по разведочным профилям масштабов: горизонтальный 1:2000 и вертикальный 1:500. В основу отстройки разрезов положены геологическая документация скважин и результаты анализов по рядовым пробам;

план подсчета запасов месторождения строительного камня масштаба 1:2000 с учетом рельефа местности и положения выработок.

В соответствии с «Классификацией запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых» месторождение относится ко второй группе сложности геологического строения для целей разведки. Фактическая плотность сети разведочных скважин для залежей составила 168-204х187-208м. Запасы строительного камня квалифицированы по категории Q.

Относительно простое геологическое строение участка месторождений и выдержанная сеть разведочных выработок позволили произвести подсчет запасов и вскрышных пород методом геологических блоков.

Протоколом №1244 от 15 марта 2011 года ЦКО ГКЗ МД «Центрказнедра» утвердило балансовые запасы изверженных пород (гранитов) месторождения Восток по состоянию на 01.01.2011г по категории C₁ в количестве 7282,05 тыс. м3.

3. Расчет границ и географических координат угловых точек горного отвода

Горный отвод на разработку открытым способом изверженных пород месторождения Восток, расположенное в Аршалынском районе Акмолинской области, выполнен соответствующими специалистами ТОО «Народные минералы» в соответствии с «Инструкцией о порядке предоставления Геологических и Горных отводов для разведки и добычи полезных ископаемых и пользования недрами в иных целях», утвержденной приказом Заместителя Премьер-министра Республики Казахстан - Министра индустрии и новых технологий Республики Казахстан Исекешева А.О. от 18 апреля 2013 года №126. Получен Акт, удостоверяющий горный отвод №051 серии ЦК-14.

Границы горного отвода определялись контурами утвержденных запасов полезного ископаемого месторождения Восток с подсчетом запасов по состоянию на 01.01.2011 года. Площадь горного отвода составляет 32,2 га.

Глубина горного отвода от 18 до 45 м. Глубина горного отвода до единой гипсометрической отметки +408 м.

Угол откоса борта карьера принят 30⁰ в соответствии с нормами технологического проектирования предприятий промышленности нерудных строительных материалов.

Географические координаты угловых точек горного отвода определены с соответствующей точностью топографического плана масштаба 1:2000.

4. Горнотехнические условия отработки месторождения

Границы карьера и основные показатели горных работ.

Исходя из горно-геологических условий, а именно непосредственного выхода продуктивной толщи на дневную поверхность, с весьма небольшими объемами вскрышных пород, отработка запасов участка Восток планируется производить открытым способом, как наиболее дешевым и экономически приемлемым. Годовой объем добычи строительного камня по настоящему проекту принимается 500 тыс.м³ в первый год строительства и наладки отработки, в последующие по 1130 тыс.м3 в плотном теле, глубина отработки карьера 17.2 - 47.0 м, генеральный угол бортов в погашения принимается равным 45°. Запасы полезного ископаемого и вскрыши подсчитаны методом геологических блоков. Средний коэффициент вскрыши составляет 0.06 м3/м3.

Расчет эксплуатационных запасов и параметры карьера приведены в таблице 6.

Таблица 6. Запасы и параметры карьера

5. Выбор способа разработки

Разработка месторождения изверженных пород Восток осуществляется по транспортной системе разработки. Вскрышные породы и залежи полезной толщи транспортируются, соответственно, на внешний отвал и дробильно-сортировочный комплекс.

Данная система разработки является оптимальной и единственно возможной для горно-геологических условий месторождения Восток.

Другие системы разработки, используемые на горнодобывающих предприятиях, поточные, циклично-поточные и бестранспортные в горно-геологических условиях такого месторождения не возможны по причине экономически не целесообразности.

Основные положения проекта

Режим работы карьера

·        Круглогодичная работа на добыче и сезонная работа на вскрыше.

·        Число рабочих дней в году на добыче - 260.

·        Число рабочих дней в году на вскрыше - 120 (май-октябрь).

·        Число смен в сутки - 2.

·        Продолжительность смены - 12 часов.

·        Вахтовый режим работы - 15 непрерывных дней одна вахта

Углы откосов бортов

Угол откоса рабочего борта карьера определяется в соответствии с физико-механическими свойствами пород вскрыши и полезного ископаемого. Проектом приняты следующие углы откосов:

. по рабочему борту - по вскрыше - 70°

по изверженным породам - 80°

. по нерабочем борту - по вскрыше - 45° (устойчивый угол) - по изверженным породам - 65°

Производительность карьера

Производительность карьера составляет 1130 тыс. мв год в соответствии с производительностью дробильно-сортировочного комплекса.

При принятом режиме работы карьера среднерасчётные годовые, суточные и сменные объёмы.

Производительность и срок службы карьера определяем из условия обеспечения работы дробильно-сортировочного комплекса.

При отработке месторождения открытым способом, возможная по горнотехническим условиям производительность карьера определена по формуле, рекомендованной «Нормами технологического проектирования»:

 тыс. тн.

Где h_у - условное годовое понижение горных работ - 4,67 м/год;

S - средняя рудная площадь полезного ископаемого - 237120 м²;

- объёмная масса полезного ископаемого - 1,6 т/м³;

- коэффициент потерь в долях единицы - 0,026;

- коэффициент засорения в долях единицы - 0,046.

Максимально возможное условное годовое понижение горных работ определяется по формуле:

гдеQ - годовая производительность экскаватора на проходческих работах - 440305 тыс. м³/год;

L- длина экскаваторного блока при автотранспорте, 560 м;

В_р.т- ширина разрезной траншеи, 27 м;

b_п.б- ширина предохранительной бермы, 5 м;

b_{р. п}- ширина рабочей площадки, 32 м;

Н_.у- высота рабочего уступа, 2,5 м;

- угол откоса рабочего уступа, 70⁰;

- угол откоса уступа при погашении, 45⁰

м/год.

Промышленные запасы карьера составляют 11418,24 тыс. тн.

При принятой производительности карьера 1808 тыс. т в год с учётом затухания добычи срок службы карьера составит 7 лет.

Срок службы карьера может быть увеличен за счёт доразведки и вовлечения в отработку утвержденных запасов.

6. Вскрытие месторождения

Непосредственной целью вскрытия является установление грузо-транспортной связи между рабочими горизонтами и поверхностью, проведение соответствующих горизонтальных выработок.

При выборе способа вскрытия были учтены рельеф поверхности, инженерно-геологические условия, производственно-технические условия разработки карьера.

Решающую роль на выбор способа в данном случае оказала выбранная система разработки (транспортная), а также небольшая мощность вскрыши.

Все вышеперечисленные факторы позволяют применить траншейный способ вскрытия.

При выборе местоположения капитальной и разрезной траншей учитывалось минимальное расстояние транспортирования полезного ископаемого от карьера до дробильно-сортировочного комплекса.

Разрезную траншею проводим с юго-восточной стороны карьера, так как отсюда минимальное расстояние транспортировки и максимальное расстояние от поселка.

Ширина разрезной траншеи по полезному ископаемому рассчитывается под тупиковую схему подачи автосамосвала под погрузку.

Ширина разрезной траншеи рассчитывается по формуле:

гдеR_а - радиус разворота автосамосвала КрАЗ-256, Rа = 12 м;

m - минимальный зазор между автосамосвалом и нижней бровкой борта, m =2 м.

l_а - длина автосамосвала, l_а = 8,8 м;

в_а - ширина автосамосвала, в_а = 3,8 м.

Расположение разрезных траншей на месторождении на момент сдачи карьера в эксплуатацию, а также последующая нарезка новых горизонтов в период эксплуатации на этом же склоне позволяет подвести автодороги непосредственно без проходки специальных въездных траншей.

Объемы горно-капитальных работ рассчитывается исходя из условия обеспечения готовыми к выемке запасами в нормативном объеме.

Проведение капитальной траншеи внутреннего заложения с поверхности.

Время проведения капитальной траншеи.

Т= V_к.т./Q_см *2=18176/2522,92*2=4 сут.

гдеQ_см - сменная производительность экскаватора, м³;

Время проведения разрезной траншеи.

Т= V_к.т./Q_см *2=115200/2522,92*2=23 сут.

7. Система разработки

На проектируемом месторождении, в соответствии с горнотехническими условиями поля карьера, принята транспортная система разработки. В проекте для выбора рационального комплекса оборудования рассматривается следующий вариант. Бульдозер Б-10 и погрузчик Дресста-534 на вскрышных работах, при этом бульдозер используется для формирования навала погрузчику, который отгружает вскрышу в автосамосвалы КрАЗ-256, а на добычных работах применяется экскаватор ЭО-5226 с погрузкой в автосамосвал КрАЗ-256 с бульдозером Б-10 на вспомогательные работы.

Полезное ископаемое транспортируется автомобильным транспортом.

Расчет производительности бульдозера Б-10 на вскрышных работах

. Сменная производительность бульдозера на вскрышных работах.

 * 60 * q * α * K_в * K_укл

_см = 1400 м³\смену

_г / v_г + l_п/ v_п + T_п

где N - число часов работы бульдозера в течение смены, 8часов;

q - объём пород в плотном состоянии, перемещаемый бульдозером, 2,24м³;

α - коэффициент, учитывающий потери породы в процессе перемещения

α = 1 - 0,005 = 0,95

l - путь перемещения породы, 10м;

K_в - коэффициент использования бульдозера во времени, 0,8;

K_укл- коэффициент, учитывающий влияние уклона на производительность бульдозера, 1;

l_г - расчётное расстояние перемещения породы, 10м;

v_г - скорость движения в гружёном состоянии, 31,2м/мин.;

l_п - расчётное расстояние перемещения порожняком, 10м;

v_п - скорость движения в порожнем состоянии, 50,4м/мин.;

T_п - время, затрачиваемое на переключение скоростей, 0,1мин.

. Годовая (сезонная) производительность бульдозера определяется из выражения:

_год = Q_см * n * N_раб, тыс.м³/год

где n - число смен работы бульдозера в сутки, 2;

N_раб - количество рабочих дней бульдозера:

_раб = N - N_рем, дней

Где N - количество рабочих дней карьера -120 дней (число дней ведения вскрышных работ);

N_рем- количество рабочих дней бульдозера за вскрышной сезон - 20дней.

Количество рабочих дней бульдозера -100 дней.

Производительность бульдозера на базе трактора Т-170

Q_год = 1400 * 2 * 100 = 280 тыс.м³/год (за вскрышной сезон)

В соответствии с расчетной производительностью бульдозера приводится количество и загрузка бульдозеров на вскрышных работах на средние условия отработки месторождения.

Сменная норма выработки погрузчика.

где К- коэффициент, учитывающий время на отдых в течении смены, К=1.06

Т- норматив вспомогательного времени на 100 м горной массы в плотном состоянии.

Т- продолжительность смены, мин.

Т- норма времени на подготовительно-заключительные операции на смену, мин.

Т- норматив основного времени на 100 мгорной массы в плотном теле, мин

где Е- объем породы в ковше погрузчика, м

t- продолжительность цикла, мин.

коэффициент разрыхления горных пород

 коэффициент наполнения ковша

где время загрузки ковша, мин.

время разгрузки ковша, мин.

расстояние транспортирования, м.

V, Vскорость движения погрузчика в грузовом и холостом направлениях, м/мин.

Норматив вспомогательного времени на 100 м горной массы в плотном.

Годовой фонд работы оборудования.

Т= сут.

где Т- календарная продолжительность года,

Т- число праздничных и выходных дней в году.

Т- число дней простоя оборудования по природно-климатическим условиям

Т- число дней простоя, обусловленное технологическими и организационными причинами.

Т- среднегодовая продолжительность простоя горного оборудования в ремонтах всех видов, сут

Годовая норма выработки.

Н=Н*2*Т=106*2*258=54696

Необходимое количество погрузчиков.

n=

Норма выработки на разработку, погрузку горных пород колесным погрузчиком ДРЕССТА-534

Расчет сменной нормы выработки погрузчика на разработку и погрузку горных пород в а/с КрАЗ-256

Н==

где Т- норматив вспомогательного времени на 100 м горной массы в плотном состоянии.

Т- продолжительность смены, мин.

Т- норма времени на подготовительно-заключительные операции на смену, мин.

Т- норматив основного времени на 100 мгорной массы в плотном теле, мин

Т=мин

где Е- объем породы в кузове а/с

Т- продолжительность погрузки автосамосвала, мин

Т=t*n=1*6=6 мин,

где t- продолжительность цикла погрузки, мин

n- количество циклов, совершаемых погрузчиком для загрузки одного автосамосвала.

=Е/Е=11,2/2=6 цик

Годовой фонд работы оборудования.

Т= сут

где Т- календарная продолжительность года,

Т- число праздничных и выходных дней в году.

Т- число дней простоя оборудования по природно-климатическим условиям

Т- число дней простоя, обусловленное технологическими и организационными причинами.

Т- среднегодовая продолжительность простоя горного оборудования в ремонтах всех видов, сут

Годовая норма выработки.

Н=Н*2*Т=853*2*258=440305

Необходимое количество погрузчиков.

n= шт

Расчет нормы выработки автосамосвалов на транспортирование горной массы при погрузке погрузчиком.

Норма выработки автосамосвала.

где  продолжительность смены, принятая для нормирования,  мин

 продолжительность подготовительно-заключительных операций, мин

 время на обслуживание рабочего места в течении смены, мин

 продолжительность перерывов в работе по техническим и организационным причинам, мин

 перерывы в работе на личные надобности водителя, мин

 объем горной массы в кузове автосамосвала, измеренный в плотности массива,

 норматив продолжительности одного рейса автосамосвала, рассчитываемый по формуле, мин

где  норматив времени движения автосамосвала (c грузом и порожняком) на один рейс, мин

 норматив времени на взвешивание автосамосвала, мин

 нормативы времени соответственно на разгрузку автосамосвала, ожидание погрузки, установку на погрузку и под разгрузку автосамосвала.

 норматив времени на погрузку автосамосвала, мин

где  оперативное время одного цикла погрузки

,5- величина, учитывающая начало движения автосамосвала после окончания погрузки последнего ковша без ожидания окончания всего цикла

погрузки.

- количество циклов на погрузку одного автосамосвала;

где Е- вместимость ковша погрузчика, м

К коэффициент экскавации.

К расчетному значению нормы выработки автосамосвала, вводится поправка, учитывающая влияние на ее величину.

С учетом поправки сменная норма выработки автосамосвала составляет

Годовая производительность автосамосвала

Необходимое количество автосамосвалов.

Норма выработки экскаватора Э0-5226 при погрузке горной массы в автосамосвалы КрАЗ-256

 м³/см

где Т_см- продолжительность смены, Т_см= 480 мин;

Т_пз - продолжительность подготовительно-заключительных операций, Т_пз=31 мин;

Т_об - время на обслуживание рабочего места (входит в продолжительность подготовительно-заключительных операций);

Т_лн -время на личные надобности, 10 мин;

Т_пп- подчистка подъездов к экскаватору бульдозером, Т_пп=10 мин;

V_а- объём горной массы в кузове автосамосвала, V_а=19 м³

t_уп- норматив на установку автосамосвала, t_уп=0,7 мин;

t_ож- норматив времени на ожидание автосамосвала, t_ож=0,15 мин;

t_п- норматив времени на погрузку автосамосвала,

где t_оп- оперативное время на цикл погрузки, t_оп=27,7

n_ц- количество циклов экскаватора на погрузку одного автосамосвала,

где К_э- коэффициент экскавации, К_э=0,6;

Е- ёмкость ковша

Сменная производительность с учетом поправочного коэффициента. К см.

м³/см

Определяем годовую производительность добычного экскаватора

м³/год

где n_см - количество смен и сутки

Т_г - календарный фонд рабочего времени

сут

где Т_к - календарная продолжительность года;

Т_пр - число праздничных, и выходных дней в году.

Т_кл - число дней простоя по природно-климатическим условиям;

Т_техн- число дней простоя, обусловленное технологическими и организационными причинами (перегон станков и экскаваторов, ведение взрывных работ и пр.);

Т_рем - среднегодовая продолжительность простоя горного оборудования в ремонтах всех видов, сут.

Необходимое количество экскаваторов на вскрыше.

 шт.

Расчет нормы выработки автосамосвалов на транспортирование горной массы при погрузке одноковшовыми экскаваторами.

Норма выработки автосамосвала.

где  продолжительность смены, принятая для нормирования,  мин

 продолжительность подготовительно-заключительных операций, мин

 время на обслуживание рабочего места в течении смены, мин

 продолжительность перерывов в работе по техническим и организационным причинам, мин

 перерывы в работе на личные надобности водителя, мин

 объем горной массы в кузове автосамосвала, измеренный в плотности массива,

 норматив продолжительности одного рейса автосамосвала, рассчитываемый по формуле, мин

где  норматив времени движения автосамосвала (c грузом и порожняком) на один рейс, мин

 норматив времени на взвешивание автосамосвала, мин

 нормативы времени соответственно на разгрузку автосамосвала, ожидание погрузки, установку на погрузку и под разгрузку автосамосвала.

 норматив времени на погрузку автосамосвала, мин

где  оперативное время одного цикла погрузки

,5- величина, учитывающая начало движения автосамосвала после окончания погрузки последнего ковша без ожидания окончания всего цикла

погрузки.

- количество циклов на погрузку одного автосамосвала;

где Е- вместимость ковша погрузчика, м

К коэффициент экскавации.

К расчетному значению нормы выработки автосамосвала, вводится поправка, учитывающая влияние на ее величину.

С учетом поправки сменная норма выработки автосамосвала составляет

Годовая производительность автосамосвала

Элементы системы разработки определились в соответствии с принятой эксплуатационной схемой работ, механизацией основных производственных процессов и геологическими условиями месторождения.

Высота уступа. Высота уступа по вскрышным продам переменная и изменяется от 1,4 до 2,5 м и не должна превышать максимальную высоту черпания экскаватора.

Высота уступа по полезному ископаемому (долеритам) принята - 2,5м.

Углы откосов уступов. Исходя из физико-механических свойств вскрышных пород и полезного ископаемого, а также многолетнего опыта эксплуатации карьера на Понийском месторождении долеритов, приняты следующие углы откосов:

на рабочем борту - по вскрыше - 70°

- по изверженным породам - 80°

на нерабочем борту - по вскрыше - 45°

(устойчивый угол) - по изверженным породам - 65°

8. Буровзрывные работы

Разработка месторождения изверженных пород Восток возможна только с применением буровзрывных работ. Взрыванию подлежит весь объём горной массы, подлежащий экскавации. Вскрышные работы в летнее время могут отрабатываться без производства буровзрывных работ.

Взрывные работы будут производиться подрядной организацией, имеющей соответствующую лицензию. Взрывы предусматриваются проводить методом скважинных зарядов.

Расположение скважин относительно горизонта: вертикальные, глубина скважин равна высоте уступа, величина перебура 10% от высоты уступа. Сетка скважин - квадратная, прямоугольная и в шахматном порядке.

При производстве массовых взрывов используются следующие типы взрывчатых веществ: граммониты 79/21 и 30/70; гранулотол, аммонит 6ЖВ.

Инициирование основного заряда ВВ в скважине производится с помощю промежуточного детонатора, в качестве которого используются тротиловые шашки Т-400г и патронированный аммонит 6ЖВ с диаметром патронов 32мм, 90мм.

Конструкция зарядов - сплошные удлинённые скважинные заряды, состоящие из одного или нескольких типов ВВ.

В качестве забоечного материала используется буровой шлам, при необходимости песок 0-5мм.

При многорядном расположении скважин конструкция взрывной сети может быть порядной и диагональной.

Сменный норматив времени на бурение скважин для i-го слоя

где Т_см - продолжительность смены, мин;

Т_ц.з. - продолжительность подготовительно-заключительных операций при бурении но i-му слою, мин

Т_л.н. - продолжительность перерывов на личные надобности, мин _oi - время на выполнение основных операций, приходящееся на 1 м скважины по i-му слою;_вi - время на выполнение вспомогательных операций, приходящееся на 1 м скважины по i-му слою.

Расчетный сменный норматив времени на бурение в целом по массиву (м)

где n - общее количество слоев;_i - количество i-й категории пород в массиве в дол. ед.

Значение общей поправки к расчётной норме выработки.

К = К₁ ´ К₂ ´ К₃ ´... ´ К_n

где  продолжительность смены,

температурная зона,

Величина нормы выработки с учетом поправки на отклонение условий бурения от нормативных.

Н = Н_в ´ К

Годовая норма выработки (производительность) бурового с учётом количества смен работы в сутки n_см и годового фонда времени работы станка Т_год (сутки)

Н_год = Н ´ n ´ Т_год

где n- число смен

годовой фонд времени работы бурового станка

где календарное продолжительность года.

число праздничных и выходных дней в году

число дней простоя по природно-климатическим условиям

 среднегодовая продолжительность простоя по всем видам ремонта оборудования.

где три вида текущего ремонта, час

К- продолжительность капитального ремонта, час

Число станков, обеспечивающих выполнение проектного объема работ V_год (м³)

где К_рез - коэффициент резерва, К_рез = 1,1-1,2;₁ - выход породы с одного метра скважины, м³.

Величина эталонного удельного расхода ВВ (q_эт, кг/м³) для зарядов рыхления, учитывая категорию крепости пород и рассчитать величину проектного удельного расхода ВВ (q, кг/м³)

Тип ВВ Граммонит 79/21

где - расчетный удельный расход ВВ

Диаметр скважины, переведя результат в метры

где диаметр долота d

Кпоправочный коэффициент на диаметр долота

Длину забойки скважины (l_заб, м) и длину перебура (l_п, м)

=10=1,84 м

где к_п - относительная длина перебура скважины, выраженная в диаметрах заряда

Длину скважины

,

Величина перебура принимается со знаком «минус» (недобур) в том случае, когда необходимо сохранить от разрушения и перемешивания с породами взрываемого уступа слои пород, залегающие на контакте с нижней площадкой.

Линейную массу заряда, то есть количество ВВ, размещаемое в одном метре длины скважины (Р, кг/м) принимаем по таблицы №249 из справочника по буровзрывным работам под редакцией В.А. Ассонова.

Принять расстояние между скважинами, м

=14=4 м

и расстояние между рядами скважин

=1*4=4 м

Если b = a, то принимается квадратная сетка скважин; если b = 0,87a - шахматная, при которой расстояние между всеми смежными скважинами составляет a. Шахматная сетка размещения скважин обеспечивает более равномерную степень дробления пород, но при этом уменьшается выход горной массы с одного метра скважины и соответственно увеличивается удельный объем бурения.

Выход породы с одного метра скважины, м³/м:

для первого ряда скважин

Ширина бурового блока (буровой заходки)

Расстояние С от первого ряда скважин до верхней бровки уступа

Ширина развала породы по условиям взрывания составляет

В_рв = В_о ´ К_з + b(n_р - 1)=180,9+4(3-1)=24,2 м

где В_о - ширина развала при мгновенном взрывании первого ряда скважин

=150,23=18 м

где W - линия сопротивления по подошве уступа, м;

Н - высота уступа, сложена из двух подуступов 3,5 м;_т - удельный расход ВВ. на 1т взрываемой горной массы, кг;

=

где q - удельный расход ВВ, кг/м³;

 - плотность пород в целике, т/м³.

К₃ - поправка, учитывающая изменение ширины развала от интервала замедления при короткозамедленном взрывании.

b - расстояние между рядами скважин, м;

Высота развала устанавливается следующим образом:

Н_р = (0,6÷1)Н=0,87=5,6 м

Вычислить объем блока для обеспечения экскаватора взорванной горной массой V (м³)

= Q_э ´ n_c ´ n_сут,=853230=51180 м

где Q_э - сменная производительность экскаватора, м³;_с - число рабочих смен экскаватора в сутки;_сут - обеспеченность экскаватора взорванной горной массой, сут; значение n_с

n_сут - 2 суток.

Рассчитываем длину блока L_б (м)

= м

Расчёт безопасных расстояний выполнен в соответствии с требованиями «Требований промышленной безопасности при взрывных работах». Расчёт произведён по максимальному расходу ВВ для взрывания максимального объёма взрываемого блока - 60 тыс.м³.

Количество одновременно взрываемого ВВ определяется по формуле:

 = Y * q, кг

где Y - максимальный объём взрываемого блока, 60 тыс.м³;

q - удельный расход ВВ - 0,9 кг/м³

Q = 60000 * 0.9 =54000 кг

При неодновременном взрывании N зарядов взрывчатых веществ общей массой Q со временем замедления между взрывами каждого заряда не менее 20мс безопасное расстояние по сейсмическому воздействию определяется по формуле:

К_г * К_с * α

Ч_с = * Q^1/3 N^{1/ 4}

где Ч_с - расстояние от места взрыва до охраняемого здания, м;

К_г - коэффициент, зависящий от свойств грунта в основании охраняемого сооружения, К_г = 15;

К_с - коэффициент, зависящий от типа здания (сооружения) и характера застройки, К_с = 1,5;

α - коэффициент, зависящий от условий взрывания, α = 1;

Q - масса заряда, 54000кг

N - число зарядов ВВ, взрываемых с замедлением не менее 20мс, N = 57.

Эквивалентный заряд:

_э = 12 * P * d * K₃ * N, кг;

Где  P - вместимость ВВ 1м скважины, 44,2кг;

d - диаметр скважины, 0,250м;

K₃ - коэффициент зависящий от отношения длины забойки к диаметру скважины.

Q_э = 12 * 44,2 * 0,250 * 0,003 * 57 = 22,7кг

При инициировании зарядов детонирующим шнуром (ДШ) суммарная масса взрывчатых веществ сети ДШ добавляется к расчётному значению эквивалентного заряда.

Количество детонирующего шнура на число скважин, взрываемых в одном интервале замедления при порядной схеме взрывания, определится из выражения:

L_дш = 1,1 * (L_скв * N + А * N), м

где 1,1 - коэффициент, учитывающий дополнительный расход ДШ при монтаже сети;

L_скв - длина ДШ в скважине, 7,7м;

N - число скважин, взрываемых в одном интервале замедления (в ряду), 57шт.;

А - расстояние между скважинами, 5м;

L_дш = 1,1 * (7,7 * 57 + 5 * 57) = 800м

Количество взрывчатого вещества в 1 м ДШ равно 13г.

Общий вес ВВ в сети ДШ на 1ряд 13г * 800м = 10,4кг

Q_э= 22,7 + 10,4 = 33,1кг

Радиус опасной зоны определяется по формуле.

ч_в = 65 * Q_э^1/2, при 2< Q_э > 1000кг;

ч_в = 65 * 33,1^1/2 = 380м.

Расчётное безопасное расстояние по действию ударной воздушной волны на застекление увеличивается в 1,5 раза из-за взрывания при отрицательной температуре, в 1,5 раза из-за интервала замедления и составит

* 1,5 * 1,5 = 855м ~ 900м

В радиусе 900 м зданий и сооружений с застеклением нет.

Расстояние, опасное для людей по разлёту отдельных кусков породы при взрывании скважинных зарядов, рассчитанных на разрыхляющее (дробящее) действие.

Ч_разл. = 1250 * η_з * √ 1+ η_заб * a, м

где η_з. - коэффициент, зависящий от заполнения скважины взрывчатым веществом;

η_заб - коэффициент заполнения скважин забойкой;

f - наибольший коэффициент крепости по шкале проф. Протодьяконова, 18;

d - диаметр взрываемой скважины, 0,25м;

a - расстояние между скважинами в ряду, м;

Коэффициент заполнения скважины взрывчатым веществом η_з = 0,47

Расстояние между скважинами в ряду -5м.

Расчётное значение Ч_разл. составит:

Ч_разл. = 1250 * 0,47 * √ 1 + 1 5 = 394, м;

При производстве взрывов на косогоре размеры опасной зоны в направлении вниз по склону должны быть увеличены и рассчитаны по формуле:

_разл. = Ч_разл * К_р, м

где К_р. - коэффициент, учитывающий особенности рельефа местности

К_р. = 1 + tgβ = 1,47

ß - угол наклона косогора к горизонту, 25град.

Ч_разл. = 400*1,47 = 588м ~ 600м

Безопасные расстояния, обеспечивающие сохранность механизмов от повреждения их разлетающимися кусками пород принимается, как правило, в два раза меньше расстояния, опасного для людей, но не менее 200м и устанавливается в каждом проекте на взрыв с учётом конкретных условий.

Безопасное расстояние по разлёту отдельных кусков породы для людей составляют 600м.

Согласно вышеуказанному, безопасное расстояние по разлёту кусков породы для механизмов принимается 300 м.

При выполнении каждого конкретного взрыва на карьере величина безопасного расстояния по разлёту кусков породы для механизмов уточняется.

9. Отвальное хозяйство

Внешний отвал на карьере «Восток» расположен за границей балансовых запасов на северо-восточном борту карьера. Размеры внешнего отвала в плане по низу составляют 140х320м, высота изменяется от 5.0 до 30,0м.

Экскавация вскрышных пород производится погрузчиком, транспортируют вскрышу к месту расположения отвала автосамосвалами.

Породы вскрыши, вывозимые на внешний отвал, представлены, в основном, плотными суглинками с обломками кварца, супесями, выветрелыми породами, песчаниками и аргиллитами.

Принятый порядок отработки карьерного поля предопределяет и в дальнейшем размещение пород вскрыши на внешних отвалах, расположенных за пределами границ поля.

Вскрышные породы при продвигании существующего фронта в северо-восточном направлении, с целью доработки оставшихся балансовых запасов долерита в борту карьера, предусматривается размещать на внешнем отвале.

Физико-механические свойства вскрышных пород, размещаемых в отвалы и фактический многолетний опыт отвалообразования пород при отработке аналогичных месторождений, показывает, что максимальная высота отвального яруса внешнего отвала не должна превышать 30м. Естественный угол откоса отвального яруса составляет 35°.

Транспортировка и сталкивание разгруженной породы под откос, а также планировка отвальной бровки производится бульдозером Б-10.

Для промежуточного складирования щебня, предусмотрен временный склад готовой продукции. Схема размещения временного склада на генеральном плане.

α = 1 - 0,005 = 0,95

l - путь перемещения породы, 10м;

K_в - коэффициент использования бульдозера во времени, 0,8;

K_укл- коэффициент, учитывающий влияние уклона на производительность бульдозера, 1;

l_г - расчётное расстояние перемещения породы, 10м;

v_г - скорость движения в гружёном состоянии, 31,2м/мин.;

l_п - расчётное расстояние перемещения порожняком, 10м;

v_п - скорость движения в порожнем состоянии, 50,4м/мин.;

T_п - время, затрачиваемое на переключение скоростей, 0,1мин.

Годовая (сезонная) производительность бульдозера определяется из выражения:

_год = Q_см * n * N_раб, тыс.м³/год

где n - число смен работы бульдозера в сутки, 2;

N_раб - количество рабочих дней бульдозера:

N_раб = N - N_рем, дней

где N - количество рабочих дней карьера на отвалообразовании -120 дней (число дней ведения вскрышных работ);

N_рем- количество рабочих дней бульдозера за вскрышной сезон - 20 дней.

Количество рабочих дней бульдозера на отвалообразовании -100 дней.

Производительность бульдозера на отвалообразовании составляет:

Q_год = 1400 * 2 * 100 = 280 тыс.м³/год (за вскрышной сезон)

В соответствии с принятой производительностью бульдозера приводится количество и загрузка бульдозеров на отвалообразовании на средние условия отработки месторождения.

10. Рекультивация земель

Восстановление нарушенных земель осуществляется в два этапа - этап технической рекультивации и этап биологической рекультивации.

В результате отработки месторождения изверженных пород, нарушения земной поверхности будут представлять собой террасированную карьерную выемку, платообразные отвалы, площадки, занятые ДСК, промышленной площадкой, пруд накопитель карьерной воды, жилым комплексом.

Рекомендуется:

. Карьер - оградить ограждающим валом с целью обеспечения безопасности людей и животных от падения в карьер.

Ограждение или обваловку необходимо выполнить высотой не менее 2,5 м на расстоянии 5 м за возможной призмой обрушения верхнего уступа карьера или провести другие мероприятия, исключающие несчастные случаи с людьми и животными по этой причине.

. На отвалах вскрышных и вмещающих пород и отходов ДСК предлагается провести горно-техническую рекультивацию.

. Промплощадка, площадка ДСК, пруд накопитель карьерной воды и жилого комплекса.

По всем площадкам выполняется демонтаж оборудования с его вывозкой в п. Вишневка.

Площадки планируются и озеленяются.

Окончательную рекультивацию необходимо выполнить при ликвидации карьера по отдельному проекту.

11. Ремонт горного и транспортного оборудования

Ремонтные работы, в зависимости от объема, выполняется в ремонтных мастерских или на местах работы вскрышного или добычного оборудования, в соответствии с графиком ремонтов, составляемом на год.

Положение о планово-предупредительных ремонтах является основным документом определяющем организацию и порядок проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту оборудования.

Ответственность за выполнение работ по техническому обслуживанию и ремонту, возлагается на главного механика предприятия.

Ремонтный цикл, установленный нормативной документацией, определяет последовательность и продолжительность ремонтов.

Проектом не предусматривается строительство специализированных ремонтных мастерских на участке. Ремонтные работы спецтехники и оборудования предусмотрено осуществлять на станциях технического обслуживания в населенном пункте п. Вишневка.

12. Энергоснабжение

Энергоснабжение карьера в начальный период предусмотрено от автономной дизельной электростанции ДЭС-1000 кВт, с последующим питанием объектов от подстанции п.Вишневка по ВЛ-10 кВ со строительством одной подстанции на промплощадке -для энергоснабжения оборудования карьера.

На открытых горных работах рекомендуется в тёмное время суток электроосвещение в соответствии с «Требованиями промышленной безопасности на открытых горных работах».

Освещение экскаваторных забоев, мест работы бульдозеров предусматривается с применением прожекторов ПЗ-35, и фар, установленных на механизмах.

Определяется общая расчётная мощность по участку с учётом коэффициента в максимальном режиме (Кум = 1):

Определяется необходимый ток нагрузки:

На основании проведённого расчёта принимаем провод марки А-25, но с учетом схем прочности min. сечение провода должно быть не менее 50мм. Следовательно, принимается провод А-50

Проверяем выбранное сечение проводов для магистральной линий на потерю напряжения.

Потеря напряжения в проводах карьерной распределительной сети напряжением 6 кВ допускается не выше 10% в рабочем режиме.

Потеря напряжения в трёхфазной линии переменного тока с алюминиевыми проводами.

где L - длина линии, L = 6 км;

r - активное сопротивление провода, r = 0,64 Ом/км;

х - индуктивное сопротивление провода, х = 0,366 Ом/км.

Потеря напряжения с учётом коэффициента максимальной нагрузки:

где Кс - коэффициент совмещения максимума, Кс = 0,8.

Потеря напряжения в процентах:

Потери в линии допустимы, что подтверждает правильность выбора сечения провода магистральной линии.

Сопротивление общего заземляющего контура не должно превышать 40 м, сюда включается сопротивление заземляющих проводников.

Передвижные ПП, ПКТП 6-10/0,4 кВт и другие передвижные объёкты, расположенные в карьере с удельным сопротивлением грунта свыше 200 Ом.м, должны заземляться присоединением к одному из центральных заземляющих устройств, обеспечивающих сопротивление заземления не более 4 Ом. Длина заземляющих проводников не должна превышать 2 км от передвижных электроустановок до центрального защитного устройства.

Необходимое сопротивление заземления:

где Rдоп - 40 метров по ЕПБ, Rдоп = 4 Ом;

Rзпр - заземление магистрального заземляющего провода марки А-35;

Заземляющий контур подстанции выполнен из труб диаметром 0,08м и длиной 3м. Верхний конец труб находится ниже уровня земной поверхности на t = 0,5м.

Определяется сопротивление одной из трубы:

где S - удельное сопротивление грунта, S = Ом/км;

- длина трубы,  = 3м;

dтр - диаметр трубы, dтр = 0,08 м.

Число одиночных заземлителей заземляющего контура:

где  - коэффициент использования электродов заземлителя,  = 0,8;

Число одиночных заземлителей заземляющего контура принимаем 6 штук.

Сопротивление соединительной полосы, ввиду его малого сопротивления, при расчётах не учитывается.

Определяется средневзвешенный коэффициент мощности:

где Wа - количество активной энергии, потребляемой за год,

Ки - коэффициент использования во времени, Ки = 0,6;

t - время работы за год, t = 6864 ч;

Wр - показания счётчика реактивной энергии за год, Wр = 768768 кВт.А;

сумма номинальных мощностей одиночных приёмников,  = 112 кВт.

Удельный расход электроэнергии:

Энерговооружённость труда:

где N - количество человек-часов, отработанных производственными рабочими за год,

где nсп - списочный состав рабочих, чел;

tсм - продолжительность смены, tсм = 12 часов;

nдн - количество рабочих дней в году, nдн = 357дн.

Учёт электроэнергии будет осуществляться счётчиками электроэнергии, установленными индивидуально на КТП.

Определяем световой поток от светильников, необходимый для освещения отвалов:

где Emin - требуемая освещённость для отдельных участков, Emin = 3;

Sос - площадь отдельных участков, Sос = 500 м³;

Кз - коэффициент запаса, Кз = 1,2;

Кп - коэффициент учитывающий потери света, Кп = 1,15.

Определяем число прожекторов для освещения всей площади:

где Fл - световой поток лампы F220-500, прожектора ПЗ-35;

- КПД прожектора,  = 0,37.

Определяем высоту установки прожектора:

где Jmax - максимальная сила света прожектора, Jmax = 40000 лм.

Принимаем 1 прожекторов ПЗ-35.

13. Охрана труда и промышленная безопасность

На проектируемом участке эксплуатационной площади карьера Восток могут иметь место различные неблагоприятные производственные факторы среды. К ним относятся:

. Пыль. Образование пыли на участке происходит в результате ведения горных работ, погрузка полезного ископаемого и пустых пород в транспортные сосуды, проведение массовых взрывов, транспортировка горной массы автотранспортом по карьерным дорогам.

. Выхлопные газы. Выхлопные газы являются результатом сгорания дизельного топлива в двигателях автосамосвалов, погрузчиков, буровых станков при их работе. Также они образуются при работе бульдозеров: зачистка забоев, планировка отвала.

. Шум. Является опасным фактором на рабочих местах, он происходит в результате работы двигателей (бульдозеров, автосамосвалов, погрузчиков, буровых станков), а также за счет соприкосновения и перемещения ковша по забою.

. Вибрация. Этот опасный производственный фактор возникает при работе предусмотренного проектом оборудования.

. Поражение электрическим током. Является опасным фактором при работе дизель-генератора осветительной установки.

А также другие негативные воздействия, возможные аварии и происшествия связанные с эксплуатацией и работой опасных производственных объектов.

Для снижения содержания пыли и загазованности при буровых и горных работах предусматривается комплекс инженерно-технических и организационных мероприятий:

бурение скважин с сухим улавливанием пыли в холодный и подавлением пыли водой в теплый период года;

предварительное увлажнение взорванной горной массы перед экскавацией;

орошение забоев экскаваторов водой при погрузке в автосамосвалы;

орошение водой технологических и отвальных автодорог и разгрузочных площадок.

Внедрение на рабочих местах приведенных выше мероприятий обеспечивает санитарные нормы запыленности и загазованности атмосферы при ведении буровых и горных работ.

Оценка условий труда работников по тяжести и напряженности трудового процесса

Все виды труда принято разделять на две группы: физический труд, где умственная, мышечная деятельность.

Если труд преимущественно физический и совершается за счет мышечных усилий, то принято говорить о физической тяжести труда. Физическая тяжесть труда определяется по мощности работы, величине статического усилия, усиливается масса поднимаемого изделия и расстояния его перемещения, рабочая поза, характер рабочих движений и степень напряжения физиологических функций. Нервная напряженность определяется степенью напряжения внимания, плотностью сигналов, эмоциональным напряжением, скоростью зрительной и слуховой реакции.

К основным опасным производственным факторам при работе горного оборудования и его эксплуатации относится:

обрушение бортов карьера;

падение обслуживающего персонала, бульдозеров и автотранспорта в карьер;

образование вредных газов и пыли;

поражение электрическим током.

. В соответствии со ст. 76 закона РК «О гражданской защите» к опасным производственным объектам относятся объекты, на которых:

)        производится, используется, перерабатывается, образуется, хранится, транспортируется, уничтожается хотя бы одно из следующих опасных веществ:

·        воспламеняющееся - вещество, которое при нормальном давлении и в смеси с воздухом становится воспламеняющимся и температура кипения которого при нормальном давлении составляет 20 градусов Цельсия или ниже;

·        взрывчатое - вещество, которое при определенных видах внешнего воздействия способно на быстрое самораспространяющееся химическое превращение с выделением тепла и образованием газов;

·        горючее - вещество, способное самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления;

·        окисляющее - вещество, поддерживающее горение, вызывающее воспламенение и (или) способствующее воспламенению других веществ в результате окислительно-восстановительной экзотермической реакции;

·        токсичное - вещество, способное при воздействии на живые организмы приводить к их гибели и имеющее следующие характеристики:

·        средняя смертельная доза при введении в желудок от 15 до 200 миллиграммов на килограмм веса включительно;

·        средняя смертельная доза при нанесении на кожу от 50 до 400 миллиграммов на килограмм веса включительно;

·        средняя смертельная концентрация в воздухе от 0,5 до 2 миллиграммов на литр включительно;

·        высокотоксичное - вещество, способное при воздействии на живые организмы приводить к их гибели и имеющее следующие характеристики:

·        средняя смертельная доза при введении в желудок не более 15 миллиграммов на килограмм веса;

·        смертельная доза при нанесении на кожу не более 50 миллиграммов на килограмм веса;

·        средняя смертельная концентрация в воздухе не более 0,5 миллиграммов на литр;

·        представляющее опасность для окружающей природной среды, в том числе характеризующееся в водной среде следующими показателями острой токсичности:

·        средняя смертельная доза при ингаляционном воздействии на рыбу в течение девяноста шести часов не более 10 миллиграммов на литр;

·        средняя концентрация яда, вызывающая определенный эффект при воздействии на дафнию в течение сорока восьми часов, не более 10 миллиграммов на литр;

·        средняя ингибирующая концентрация при воздействии на водоросли в течение семидесяти двух часов не более 10 миллиграммов на литр.

)        эксплуатируются технические устройства, работающие под давлением более 0,07 мПа или при температуре нагрева воды более 115 градусов Цельсия;

)        производятся расплавы черных, цветных, драгоценных металлов и сплавов на основе этих металлов;

)        ведутся горные, геологоразведочные, буровые, взрывные работы по добыче полезных ископаемых и переработке минерального сырья, работы в подземных условиях;

)        хранятся, перерабатываются отходы производства, содержащие вещества, опасные для здоровья человека и окружающей среды;

)        эксплуатируются грузоподъемные механизмы, эскалаторы, канатные дороги, фуникулеры, лифты;

)        эксплуатируются электроустановки всех типов, применяемые на опасных производственных объектах;

)        эксплуатируются гидротехнические сооружения опасных производственных объектов;

)        эксплуатируются источники радиоактивного и ионизирующего излучения.

Для решения задач по охране труда на карьере существует специальный отдел «Отдел по охране труда и промышленной безопасности», который следит за соблюдением правил труда на карьере. Каждый поступающий на работу проходит обучение по охране труда. На карьере за соблюдением и выполнением норм труда следит мастер.

Руководство всей работой по охране труда на карьере возложена на генерального директора по производству, главный механик и энергетик возглавляют работу по тем вопросам, которые связаны с кругом их деятельности.

Основной документацией по охране труда на карьере являются:

Утвержденный проект разработки полезного ископаемого с разделами техники безопасности и охраны окружающей среды;

План развития горных работ, утвержденный главным инженером и согласован с местными органами Госгортехнадзора;

Маркшейдерская и геологическая документация;

Лицензия на право ведения горных работ;

Схема электроснабжения, нанесенная на план горных работ;

Принципиальная однолинейная схема электроснабжения с указанием конструктивных особенностей электрических сетей и электропотребителей;

Инструкции по технике безопасности по видам выполняемых работ (для рабочих).

Должностные инструкции (для ИТР);

Журнал приема и сдачи смены;

Графики ППР;

Журналы регистрации инструктажей на рабочем месте.

Основными требованиями безопасности при обслуживании и ремонте электроустановок являются:

. Эксплуатация электрооборудования на карьере должна производиться в соответствии с механическим описанием и инструкции по эксплуатации денного электрооборудования, а также действующими «Правилами технической безопасности» и «Правилами технической безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».

Электрослесарь должен обеспечить требующийся надлежащий уход и техническое обслуживание закрепленного за ним оборудования и принимать все зависящие от него меры по обеспечению его безопасной эксплуатации.

. На работу по монтажу, наладке, обслуживанию и ремонту электрооборудования на карьере могут назначаться только электрослесарь, прошедшие обучение и стажировку на рабочем месте, сдавшие экзамены и получившие удостоверения с указанием в нем квалификационной группы по технике безопасности на право ведения этих работ.

. Работы в электроустановках производятся по наряду-допуску, распоряжению, в порядке текущей эксплуатации.

. При необходимости остановки какой-либо машины или механизма с целью их осмотра электромонтер должен получить на это разрешение лица надзора участка.

Список литературы

1. Ахметов С.А., Ишмияров М.Х., Кауфман А.А. Технология переработки нефти, газа и твердых горючих ископаемых; Недра - Москва, 2009. - 844 c.

. Бакиров А.А., Бакиров Э.А. Теоретические основы и методы поисков и разведки скоплений нефти газа. В 2т. Кн. 1. Теоретические основы прогнозирования нефтегазоспособности недр. Бакиров А.А., Бакиров Э.А.; Недра - Москва, 2012. - 467 c.

. Вержичинская С.В., Дигуров Н.Г., Синицин С.А. Химия и технология нефти и газа; Форум - Москва, 2011. - 400 c.

. Грабчак Л.Г., Багдасаров Ш.Б., Иляхин С.В., др. Горноразведочные работы; Высшая школа - Москва, 2003. - 664 c.

. Евдокимов А.В., Симанкин А.Г. Сборник упражнений и задач по маркшейдерскому делу; Издательство Московского государственного горного университета - Москва, 2004. - 304 c.

. Елкин С.В., Гаврилов Д. А. Инженерно-техническое творчество в нефтегазовой отрасли; -, 2014. - 368 c.

. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений; Книга по Требованию - Москва, 2012. - 332 c.

. Заблоцкий Евгений Горное ведомство дореволюционной России. Очерк истории. Биографический словарь; [не указанo] - Москва, 2015. - 280 c.

. Закиров С.Н., Индрупский И.М. Новые принципы и технологии разработки месторождений нефти и газа. Часть 2; -, 2009. - 488 c.

. Закожурников Ю.А. Хранение нефти, нефтепродуктов и газа; ИнФолио - Москва, 2010. - 432 c.

. Иванов А.Н., Рапацкая Л.А., Буглов Н.А., Тонких М.Е. Нефтегазоносные комплексы; Высшая школа - Москва, 2009. - 232 c.

. Карнаухов М.Л., Пьянкова Е.М. Современные методы гидродинамических исследований скважин; Инфра-Инженерия - Москва, 2010. - 432 c.

. Корзун Н.В., Магарил Р.З. Термические процессы переработки нефти. Учебное пособие; КДУ - Москва, 2008. - 864 c.

. Кязимов К.Г., Гусев В.Е. Эксплуатация и ремонт оборудования систем газораспределения; НЦ ЭНАС - Москва, 2008. - 420 c.

. Малофеев Г.Е., Мирсаетов О.М., Чоловская И.Д. Нагнетание в пласт теплоносителей для интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи; НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", Институт компьютерных исследований - Москва, 2008. - 224 c.

. Матвейчук В.В., Чурсалов В.П. Взрывные работы. Учебное пособие для вузов; Академический проект - Москва, 2002. - 384 c.

. Михайлов Ю.В., Красников Ю.Д. Ценные руды. Технология и механизация подземной разработки месторождений; Академия - Москва, 2008. - 256 c.

. Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа; Альянс - Москва, 2013. - 588 c.

. Подвинцев И.Б. Нефтепереработка. Практический вводный курс; Интеллект - Москва, 2011. - 120 c.

. Покрепин Б.В. Разработка нефтяных и газовых месторождений; Феникс - Москва, 2015. - 320 c.

. Потехин В.М., Потехин В.В. Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки; Химиздат - Москва, 2007. - 944 c.

. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Производственные процессы. Учебник; Ленанд - Москва, 2015. - 512 c.

. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Технология и комплексная механизация; Либроком - Москва, 2013. - 552 c.

. Рухин Л.Б. Основы литологии; Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горно-топливной литературы - Москва, 1995. - 672c.

. Сердюк Н.И. Перспективы использования эффекта кавитации для повышения эффективности буровых технологических процессов; МГГРУ - Москва, 2005. - 405 c.

. Снарев А.И. Расчеты машин и оборудования для добычи нефти и газа; Инфра-Инженерия - Москва, 2010. - 232 c.

. Тагиров К.М. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин; Academia - Москва, 2012. - 336 c.

. Халлыев Н.Х., Будзуляк Б.В. Капитальный ремонт линейной части магистральных газонефтепроводов. 2-е изд., перераб., и доп. Халлыев Н.Х., Будзуляк Б.В.; МАКС Пресс - Москва, 2011. - 833 c.

. Шубин В.С., Рюмин Ю.А. Надежность оборудования химических и нефтеперерабатывающих производств; Химия, КолосС - Москва, 2006. - 360с.