Характеристика горных пород месторождения

О б щ и е с в е д е н и я

 

Карьер ОАО “ ИнГОК” расположен в южной части криворожского желе- зорудного бассейна на расстоянии 30км от г.Кривого Рога . Поверхность участка месторождения имеет относительно спокойный рельеф с общим пологим уклоном на юго-восток в сторону реки Ингулец . В северной части карьера находится поселок Степной и промплощадка бывшей шахты Центральная , в восточной - пгт.Широкое , в юго-восточной- пос. Родевичево и Николаевка , в западной – промплощадка комбината , в северо-западной части на расстоянии 2км. находится жилмассив комбината . Ближайшей железно-дорожной станцией является ст.Ингулец .

 

П а р а м е т р ы к а р ь е р а :

 

по состоянию горных работ на 1.01.2009г:

- в карьере находится в работе 28 горизонтов;

- глубина карьера – 395м;

- длина карьера – 3500м;

- ширина карьера – 2300м;

- высота уступов-12,14,15м;

- горные работы в карьере ведутся способом поэтапной разработки , предусматривающим отработку карьера слоями и формированием нерабочих и временно нерабочих бортов карьера методом контурного взрывания и послойной отработкой сдвоенных уступов Н=30м.

 

К л и м а т р а й о н а

Климат района относится к умеренно-континентальному с короткой малоснежной зимой и продолжительным теплым летом.

Наиболее жаркий месяц- июль, со среднемесячной температурой +21С, абсо-

лютный максимум +39С Количество дней за год со средней температурой выше +15С составляет 120-130 дней.

Средняя сумма осадков обычно не превышает 380-400мм. Испаряемость почти в два раза превышает годовую сумму атмосферных осадков и составляет 700-800 мм.

Относительная влажность воздуха в летний период имеет минимальное значение 30-40 % , поэтому испарение преобладает над инфильтрацией.

За летний период выпадает 65% осадков от годового количества. Длительность холодного периода с устойчивой среднемесячной температурой ниже 0С изменяется от 105 до 122 дней в год. Особенность зимы - частые оттепели и неустойчивость снежного покрова .

Наиболее холодным месяцем является февраль. Его среднесуточная температура -6С, абсолютно максимальная –34С.

Частая смена оттепелей и морозов способствует образованию сильных гололедов . Размеры гололедов с изморозью достигают 60мм.

Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь 6,2 м./c.,

минимальная за июль-4,5 м/c.

Глубина промерзания суглинистых грунтов в среднем составляет 0,8м, а в отдельные бесснежные зимы достигает 1,5м.

1. Краткая геологическая и гидрогеологическая

характеристика горных пород месторождения.

 

1.1 Месторождения железистых кварцитов ИнГОКа слагают два различных структурно – фациальных яруса.

1.- верхний - сложенный кайнозойскими отложениями;

2. – нижний (докембрийский) – сложенный кристаллическими породами протерозоя.

 

1.2 Кайнозойские осадочные образования представлены:

а) почвенно-растительным слоем и лесовидными краснобурыми суглинками со средней мощностью 2.5 м;

б) ракушечно-солитовыми известняками с прослоями и линзами песков и глин. Мощность в западной части месторождения 35 м, в восточной 4 м;

в) серовато-зелёными глинами и в нижней части (западный борт) валунами, бурыми железняками. Мощность этого яруса на западе 40-50 м, на востоке –1.2 м.

 

Предел прочности одноосному сжатию кайнозойских отложений 100-300 кг/см2 .

 

1.3 Железорудная свита месторождения представлена сланцевыми и железорудными горизонтами.

1.3.1 Джеспилиты пятого железистого горизонта (К2-5Ж) разделяются на джеспилиты мартито-гематитовые (окисленная зона) и джеспилиты гематито-магнетитовые.

Структура пород тонкозернистая, текстура тонкополосчатая. В общем объёме джеспилиты составляют 40% от общего объёма. Предел прочности одноосному сжатию 1500-2000 кг/см2 (большая разница зависит от степени выветривания на вышележащих горизонтах +40м, +26м, +12м).

1.3.2 Окисленная и полуокисленная зона мартито-гематитового состава второго-четвёртого железистых горизонтов (К2 2Ж – 4Ж), среднеполосчатой текстуры, мелкозернистые составляют 7% от общего объёма пород. Предел прочности одноосному сжатию 1000-1500 кг/см2.

1.3.3 Кварциты силикато-магнетитовые, магнетитовые второго-четвёртого железистых горизонтов (К2 2Ж-4Ж), крепкие, среднеполосчатой текстуры, мелкозернистые, местами с чередующимися пачками сланцев, слабо вязкие. Составляют 30% от общего объёма пород. Предел прочности одноосному сжатию этой разновидности кварцитов 1700-2000 кг/см2.

1.3.4 Кварциты магнетито-силикатовые и карбонато-магнетито-силикатные, второго-четвёртого железизтых горизонтов (К2 2Ж-4Ж), крепкие, сильно вязкие, неравномерно полосчатые (средне и грубополосчатой структуры), мелкозернистые. Составляют 15% от общего объёма, пород (сюда входит приконтактная зона). Предел прочности одноосному сжатию 1500-1700 кг/см2.

1.3.5 Сланцы гранато-хлорито-амфиболовые и кварциты безрудные, крепкие, вязкие, грубополосчатой структуры, мелко и среднезернистые. Составляют 8% от общего объёма пород. Предел прочности одноосному сжатию 1000-1600 кг/см2.

 

 

1.4 На участке карьера выделяют 4 водоносных горизонта:

1. Воды аллювиальных отложений долины реки Ингулец.

2. Понтический водоносный горизонт.

3. Воды сарматских отложений.

4. Трещино - пластовые воды кристаллических пород.

 

Кроме того, карьером частично вскрыты отложения Киевского яруса, которые также являются источником обводнения карьера. Все водные горизонты, разгружаясь в пределах существующих контуров карьера, являющегося громадной искусственной дреной, дают общий приток до 900 м3/час. Большую часть общего притока составляют воды аллювиальных отложений долины р. Ингулец – до 200 м3/час.

Понтический и сарматский водоносные горизонты, разгружаясь в южном и западном бортах карьера, дают приток до 360 м3/час.

Трещино-пластовые воды кристаллических пород имеют незначительные запасы, которые постоянно пополняются за счёт притока из вышележащих водоносных горизонтов.

Коэффициент фильтрации кристаллических пород колеблется в широких пределах (от 0,004 до 6,25м в сутки) и зависит в основном от степени трещиноватости пород.

Наиболее обводненные породы по взрывным скважинам отмечаются в восточной и западной частях карьера и на нижних горизонтах горных работ. Это объясняется постоянными притоками из вышележащих горизонтов. Благодаря незначительной водоотдаче , депрессионная кривая у откосов уступа – кривая.

 

Геологоразведочные работы

 

Для обоснования планирования и управления горными работами и сис-

тематического изучения недр месторождения, необходимо проведения

эксплуатационной разведки. Средняя глубина скважин принимается равной 30 м.

Общий обьем эксплуатационно-разведочного бурения составляет 15774м.

По договору управлением Укрчерметгеология,Криворожской геологичес-

кой партии станками колонкового бурения пробурено 2000м.

Станками шарошечного бурения рудника пробурено 3000м. разведоч-

ных скважин.

Для выполнения намеченных объемов работ эксплуатационной разведки

требуется буровые станки для колонкового бурения типа УКБ-200/300с и

для шарошечного типа - СБШ250МНА.

Для выполнения намеченного объема геофизического опробования

разведочных и взрывных скважин требуется одна установка "карьер"

на машине УАЗ-452В,производительностью 150 м/смену.

 

Осушение и водоотлив

 

Осушение карьера осуществляется поверхностным и комбинированным

способом.

Западный борт карьера -поверхностный, (предусматривает только

внутрикарьерные дренажные устройства-прибортовой дренаж с фильтрую-

щим пригрузом откоса) и комбинированный (который представляет собой

сочетание подземного дренажного комплекса с внутрикарьерными

дренажными устройствами .

Вода из водосборника гор.(-360)м. передвижной насосной установкой

перекачивается в зумпф стационарного водоотлива конвейерной штольни, а

затем по трубам, расположенным в вентиляционной штольне и вертикальном

стволе подается на поверхность и направляется в хвостохранилище

комбината.

В настоящее время вода с гор.(-360)м, откачивается шестью насосами

типа ЦНС 300-240 в водосборник (-210)м, а затем вода перекачивается на

поверхность.

 

Современное состояние горных работ

 

Ингулецкое месторождение железистых кварцитов условно разделено на

три участка: 12,12 П и поле шахты "Центральная".

Участок 12 приурочен к мощной замковой части Лихмановской синклинали

южного замыкания Криворожской структуры. Участки 12П и поле шахты "Цент-

ральная" располагаются севернее участка 12 и являются естественным про-

должением.

В настоящее время участок 12 разрабатывается открытым способом-

карьером ИнГОКа. Участок 12П,являясь продолжением участка 12,будет так-

же разрабатываться открытым способом путем разноса северного борта карь-

ера.

По состоянию горных работ на 1.01.2011г. в карьере ИнГОКа вскрыт

горизонт-360 м. Горные работы ведутся одновременно на 7 вскрышных и

18 добычных горизонтах. Добычные горизонты с +- 0 до дна карьера.Пара-

метры карьера по состоянию на 1.01.2011г.: длина-3100м.,ширина-2300м.,

глубина-415м.

Разработка полезных ископаемых производилась поуступно, с приме-

нением на рудоскальных породах, буровзрывных работ.

Погрузка горной массы из забоев производится экскаваторами

ЭКГ-8И\10\12,5,ЭКГ-6,ЗУС,Caterpillar-51308,Hitachi –EX-2500 в

автосамосвалы БелАЗ-7519,БелАЗ-75122, БелАЗ -75145, БелАЗ-75131 и в

думпкары 2ВС-105 с применением тяговых агрегатов ОПЭ-1А.

Общий фронт работ на 1.01.11г. составляет - по вскрыше-30,3 км.,

по руде-28,1км. Запасы руды по карьеру составляют:- вскрытые-196 млн.

тонн,-подготовленные-25 млн.т.,- готовые к выемке-7,8 млн.т. Ширина

рабочей площадки: по руде-32м.,по горной массе-39м.

 

Устойчивость откосов уступов и бортов карьера.

 

При открытой разработке месторождений полезных ископаемых исключи-

тельно важное значение имеет обеспечение устойчивости откосов уступов и

бортов в течении всего строительства и эксплуатации карьера.

Для обеспечения устойчивости бортов, откосов уступов и отвалов, для

нормальных условий работы людей и горного оборудования, уменьшения

влажности ПИ, на карьере осуществляются дренажные мероприятия,

контурные взрывания.

Так, дренаж устраняет или ограничивает обводненность экскаваторных

забоев и фильтрационные деформации отрабатываемых уступов, помогает бороться с образованием наледей на откосах, с обводнением буровых скважин.

Для укрепления откосов уступов отвала N1,производились работы по

возведению контрфорса между прудом балки "Скелеватая" и автодорогой,

расположенной вблизи отвала N1.

В районе конвейерного тракта "Западный",велись работы по укреплению

уступа -60м.Было пробурено 40 скважин, через 2м.,глубиной 28м.По всей

длине которых были опущены рельсы и залиты бетоном. Поверхность откоса

покрыли металлической сеткой и забетонировали.

После выполнения этих работ, разрушение откоса уступа прекратилось.

Длительная устойчивость откосов в осадочных отложениях обеспечи-

вается при обязательном выполнении противооползневых мероприятий, включающих пригруз откосов скальным материалом, в сочетании с дренажом,

биологическое укрепление техногенных и кайнозойских отложений.

Пригрузочная призма должна формироваться снизу вверх, соблюдая

порядок отсыпки кусков скальных пород, обеспечивающая их зацепление

и исключающая формирование слоистости в теле призмы, параллельной плоскости откоса.

В качестве материала пригруза, используется некондиционная скаль-

ная вскрыша.

Постановка скальных уступов в предельное положение выполняется с

применением заоткоски уступов, включающих буферное взрывание или

предварительное щелеобразование, вдоль конечного контура.

Минимальная ширина приконтурной зоны составляет: для скальных пород

-35-40м.,для полускальных-30-35м..Бурение скважин отрезной щели произ-

водится станками СБШ-250МНА., TITON-500

Сдваивание 15-метровых уступов производится как обуривание всего

30-метрового уступа, так и с разделением на два подуступа по 15м. При вы-

боре наклона скважин отрезной щели, нужно руководствоваться углом паде-

ния основной системы трещин, с азимутом в сторону выработанного прост-

ранства.

Взрывание приконтурной ленты производится по диагональной схеме, с

углом наклона, по отношению к верхней бровке уступа-30-50º.

Время опережения взрыва скваженных зарядов контурного ряда, по отно-

шению к последующему взрыву зарядов дробления в противолежащих скважинах, должны находится в пределах 50-70мс.

Расстояние между скважинами отрезной щели до 2,5м.,длина забойки-

4-6м.

При отработке последней заходки, производится оборка верхней части

отрезной щели и заоткошенной части уступа, экскаватором по слоевой схеме.

 

 

Г О Р Н Ы Е Р А Б О Т Ы

 

Вскрытие месторождения.

 

Проект I очереди вскрытия и разработки нижних горизонтов карьера

ИнГОКа для поддержания его мощности по сырой руде, утвержден Минчер-

метом СССР в 1982 году, который выполнен на основе запасов железистых

кварцитов Ингулецкого месторождения.

В 1985-86г.Центрально-Криворожский ГРП управления "Укрчерметгеоло-

гия" и комбинатом, проведена доразведка южной части месторождения.

Все эти изменения в сырьевой базе учтены в настоящей корректировке

проекта I очереди вскрытия и разработки нижних горизонтов карьера

ИнГОКа, для поддержания его мощностей.

С учетом существующего положения горных пород дальнейшее вскрытие

месторождения намечается осуществить двумя постоянными внутренними

автомобильными траншеями, расположенными по южному и западному

бортам

карьера и по восточному борту железнодорожными траншеями с поверхности

до гор.-90м.

Кроме того, рабочие горизонты карьера в процессе эксплуатации

вскрываются дополнительно временными въездными траншеями. Продольный уклон автомобильных траншей составляет 6-8%,железнодорожных-30-40%.

Ширина автомобильных траншей и транспортных берм-30м.

Глубокие горизонты карьера дополнительно вскрыты двумя наклонными

под углом 16 до отм.-315м. и вертикальным стволом глубиной 150м.

 

Система разработки

 

Порядок дальнейшей отработки месторождения от существующего положения

рабочего борта, принят в северном направлении, с одновременным понижением

горных работ и формированием западного борта карьера.

Отработка горизонтов осуществляется преимущественно поперечными

заходками, по всей ширине рудного поля.

После ликвидации шахты "Центральная"(1994),горные работы развиваются

по всему фронту карьера.

Разработка месторождения ИнГОКа в соответствии с его горно-техни-

ческими условиями залегания, производится транспортной системой с пере-

мещением вскрышных пород во внешние отвалы.

основные параметры системы разработки в проекте приняты согласно

НТП и составляют:

- высота уступа-10м.по наносам,12м-по известнякам(по западному бор-

ту в связи с перенарезкой водоносных горизонтов-12-14м.) и 15м-по скаль-

ным породам.

-ширина рабочих площадок на горизонтах по наносам и известнякам

принята 40-60м.,исходя из условий размещения экскаваторов, транспортной

полосы для двухстороннего движения автосамосвалов или ЖДТ и ЛЭП;

-ширина рабочих площадок на рудных и скальных вскрышных уступах

определяется с учетом количества одновременно взрываемых рядов скважин,

ширины развала горной массы и расстановки оборудования и составляет 45-

65м.

Средняя длина фронта добычных работ по одному уступу колеблется

от 100 до 800м.

Интенсивность продвигания уступов в горизонтальном направлении

составляет 70-80м. в год.

Величина годового понижения горных работ при соблюдении проектных

решений составляет 8-9м/год.

 

Выемочно-погрузочные работы.

 

На карьере ИнГОКа широкое применение получили экскаваторы ЭКГ-8И

(10),ЭКГ-6,3УС. Caterpillar-51308,Hitachi –EX-2500) На одном из четырех перегрузочных пунктов карьера приме-

няется экскаватор ЭКГ-12,5.

Выемочно-погрузочные работы на щебзаводе производятся экскаватором

ЭКГ-4,6(5АУ), на дамбе хвостохранилища работают два экскаватора ЭКГ-8И

и один экскаватор ЭКГ-5АУ, погрузка концентрата на открытом складе РОФ

производится экскаватором ЭКГ-4,6.

Коэффициент вскрыши называют объем пустой породы, приходящейся

единицу извлекаемого ПИ. Совокупность операций связанных с извле-

чением, транспортировкой и размещением в отвалы пустых пород, называют

вскрышными работами.

Таким образом, коэфф.вскрыши показывает количество пустых пород, кото-

рые необходимо извлечь и переместить в отвалы для того, чтобы добыть

единицу веса или объема ПИ.Коэфф. вскрыши называют весовым и измеряют

т/т или объемным и измеряют м3/м3.

Различают средний (общий) эксплуатационный, слоевой, контурный

текущий, граничный и плановый коэфф. вскрыши.

Первые четыре являются геометрическими показателями карьера и

устанавливаются расчетным путем. Текущий коэфф. является производственным показателем и характеризует режим горных работ карьера за определенный период времени; граничный и плановый коэфф.вскрыши является экономическими

показателями и используются в расчетах связанных с экономикой и финансированием ОГР.