Дипломная (вкр): Разработка Киембаевского месторождения хризотил-асбеста

г (гор.120 м)

Учитывая, что абсолютная отметка 170,0 м принята за глубину залегания условного водоупора, ожидаемые водопритоки для I и II вариантов отработки карьера расчитаны аналогично и составят:

I вариант - 350 тыс.т.

г (гор.195м)

Qподз.в=23 м3/ч

Qнорм.= 58 м3/ч

Qмакс.= 214 м3/ч

г (гор.135 м)

Qподз.в=25 м3/ч

Qнорм.= 63 м3/ч

Qмакс.= 231 м3/ч

II вариант - 420 тыс. т.

г.(гор. 180м)

Qподз.в=24 м3/ч

Qнорм.= 61 м3/ч

Qмакс.= 224 м3/ч

г. (гор.150 м)

Qподз.в=25 м3/ч

Qнорм.= 63 м3/ч

Qмакс.=231 м3/ч

Для безопасного ведения горных работ предусматривается карьерный водоотлив водоотливной установкой.

.4 Характеристика полезного ископаемого

Асбестовые руды Киембаевского месторождения сложены преимущественно поперечно-волокнистым хризотил-асбестом, характеризующимся следующими химическими и физико-технологическими показателями:

-       содержание МqО - 43 %; SiО2 - 44,1%; Н2О - 12,9%;

-       максимальный показатель преломления в невыветрелых рудах - 1,555;

-       объемная масса волокна - 2,5 - 2,6 г/см3;

-       температура плавления асбеста - 15000С;

-       термостойкость невыветрелого волокна - 4700С;

-       щелочестойкость волокна высокая - 3,54%;

-       кислотостойкость слабая - 51,22%;

-       электрокинетический потенциал невыветрелого асбеста равен +15-17 мВ, суспензия имеет рН 8,0-9,5.

Исследования института ВНИИпроектасбест показали, что хризотил-асбест Киембаевского месторождения аналогичен баженовскому асбесту нормальной прочности. Максимум распушки для волокна нормальной прочности соответствует температуре 4700С.

Вредными примесями в волокне хризотил-асбеста являются немалит, магнетит и некоторые другие, содержание которых не регламентируется ГОСТом.

Содержание немалита в волокне изменяется от 1 до 6%, составляя в среднем по Основной залежи 3,0%, по Западной - 3,1%.

Повышенные содержания немалита приурочены, как правило, к зонам смятия, рассланцевания и повышенной трещиноватости.

Магнетит в волокне хризотил-асбеста выполняет просечки в центральной части жилок, хотя нередко встречается в краевых участках жилок. Мощность просечек магнетита незначительна - от долей до 1-2 мм. Среднее содержание магнетита в рудах Главного участка составляет 0,5-2,5%, изменяясь от 0,5 до 4,02%. Руды месторождения характеризуются низким и довольно равномерным распределением магнетита.

Таким образом, по содержанию немалита и магнетита волокно хризотил-асбеста Киембаевского месторождения не имеет существенных отличий от асбеста Баженовского месторождения.

По взаимоотношению и мощности жилок асбеста руды месторождения подразделяются на крупносетчатые и мелкосетчатые, а по степени серпентинизации выделяются серпентинито-перидотитовые, перидотито-серпентинитовые и серпентинитовые. На месторождении выделен самостоятельный тип руд - руды коры выветривания, приуроченные к верхним горизонтам месторождения. Выветрелые серпентиниты к настоящему времени практически полностью отработаны. По данным эксплуатационной разведки их доля составляет 0,7%, поэтому они не оказывают влияния на качество продукции обогатительной фабрики.

Технологические свойства руд месторождения на стадии детальной разведки были изучены институтом ВНИИпроектасбест на материале 11 технологических проб весом от 0,1 до 1000 т, отобранных из керна скважин и из шурфов. Проведенными исследованиями была установлена близость технологических свойств выветрелых и невыветрелых руд Главного участка Киембаевского месторождения с баженовскими рудами.

Позднее в процессе эксплуатационной разведки, эксплуатации и доразведки месторождения были отобраны и переработаны в институте ВНИИпроектасбест 40 технологических проб массой 3-5 т каждая, из которых 30 проб отобрано из выветрелой зоны и 10 проб по «свежим» рудам.

По результатам технологических испытаний сделаны следующие выводы:

с точки зрения оценки технологического качества целесообразно не разделять руды Киембаевского месторождения на зоны мелкой и крупной сетки, а характеризовать их как руды сетчатого типа асбестоносности;

испытание волокна пониженной прочности из зоны выветривания для использования его в асбоцементных изделиях дали отрицательные результаты.

При изучении обогатимости невыветрелых руд Киембаевского месторождения установлены различия, выраженные через комплексный показатель: расход волокна на производство 1 т асбеста, который изменяется от 0,57 до 1,09 т; стоимость готовой продукции из 1,0 тыс.т руды.

В зависимости от вещественного состава вмещающих пород и содержания асбеста выявлены различия в дробимости и глубине обогащения.

Данные по обогатимости невыветрелых руд показывают, что устанавливается некоторая связь показателей обогатимости от общего содержания асбеста и от состава исходной породы. (наличие перидотитовых ядер), но главным остается содержание волокна класса +0,5 мм и содержание волокна 3 сита контрольного аппарата. Содержание на 2 сите, по проведенным исследованиям, не определяет технологических показателей обогащения, что еще раз подтверждает нецелесообразность разделения руд по типам асбестоносности при их разработке. Уменьшение количества выветрелых руд в подаваемой на фабрику руде в связи с углублением карьера улучшило процесс обогащения.

В настоящем проекте по данным ОАО «НИИпроектасбест» приняты следующие основные технологические показатели обогатимости асбестовых руд:

извлечение асбеста - 85,6%;

расчётный коэффициент - 1,55;

расход волокна на 1т асбеста 3-6 групп - 0,709т;

запылённость асбеста 3-6 групп - 6,0%;

массовая доля асбеста в отходах - 1,0%.

Благодаря улучшению качества руд и совершенствованию технологического процесса улучшились и другие основные показатели обогащения.

Из незатронутых выветриванием руд при обогащении получается волокно, отвечающее требованиям ГОСТ 12871-93 «Асбест хризотиловый. Общие технические условия».

.5 Горно-геологические условия эксплуатации

Киембаевское месторождение хризотил-асбеста приурочено к скальному, трещиноватому комплексу пород, оно разрабатывается открытым способом с применением буро-взрывных работ.

Асбестовые руды и вмещающие их породы представлены серпентинитами, серпентинитами с ядрами перидотитов и перидотитами серпентинизированными, прорванными дайками диоритовых порфиритов, микродиоритов и гранат-пироксеновых пород. По прочностным свойствам руды и вмещающие породы подразделяются на следующие группы:

-       выветрелые серпентиниты и серпентинизированные перидотиты, залегающие до глубины 50-70 м;

-       серпентиниты зон дробления и рассланцевания;

-       массивные асбестоносные и безрудные серпентиниты;

-       массивные серпентинизированные перидотиты.

Основные физико-механические свойства асбестовых руд и вмещающих пород приведены в таблице 1.5.1.

Таблица 1.5.1-Физико-механические свойства руд и пород

Примечания: *) прочность образцов с прожилками асбеста ниже и зависит от мощности и направления жилок асбеста;

**) в сильно рассланцованных и перемятых серпентинитах прочность снижается до 50 МПА.

Породы, слагающие месторождение, относятся к скальным и полускальным и значительно в меньшей степени к мягким связным и рыхлым несвязным.

Тектонические нарушения, фиксирующиеся зонами повышенной трещиноватости и рассланцевания, оказывают влияние на устойчивость бортов карьера. В зонах, близких к осям разломов, серпентиниты и перидотиты перемяты, рассланцованы почти в щебень. Серпентиниты, удаленные от зон тектонических нарушений, даже на верхних горизонтах представлены массивными породами мало выветрелыми, разбитыми отдельными трещинами на блоки размерами от 1,0-1,5 м до 2 м в поперечнике.

По инженерно-геологическим условиям Киембаевское месторождение, приурочено к скальным и полускальным породам, относится к категории средней сложности. Оно благоприятно для отработки открытым способом.

С учетом горно-геологических условий месторождения в настоящем проекте приняты следующие параметры построения проектного карьера:

-       высота рабочего уступа - 15 м;

-       высота уступа в погашенном состоянии - 30 м;

-       угол откоса рабочего уступа - 750;

-       угол откоса уступа в погашенном состоянии - 600;

-       результирующий угол погашения бортов карьера - 36-370.

Запасы асбестовых руд в контурах отработки обеспечат срок эксплуатации карьера в зависимости от варианта производительности карьера по руде 5794, 6952 и 8280тыс.т в год соответственно 34, 31 и 25 лет.

Оставшиеся за контурами проектного карьера запасы асбестовых руд входят в контуры карьера III очереди и будут отработаны в будущем после проведения дополнительных разведочных работ и перевода запасов нижних горизонтов залежи в промышленные категории.

Обоснование выемочной единицы и величин эксплуатационных потерь и разубоживания руды в процессе добычи приведено в разделе 2 «Открытые горные работы» настоящего проекта.

Поскольку выемочной единицей карьера Главного участка является уступ-год, величины эксплуатационных потерь и засорения асбестовых руд рассчитываются геолого-маркшейдерской службой предприятия ежегодно при составлении программы горных работ в соответствии с «Инструкцией по определению, нормированию, учёту и экономической оценке потерь при добыче руд и проектировании развития горных работ на АО «Оренбургасбест»», 1998г, а также «Пояснительной запиской к определению нормативов потерь и разубоживания для Киембаевского месторождения», 1999г, разработанных в АООТ НИИпроектасбест под руководством заведующего сектором технологии горных работ к.т.н. А.Ф. Калугина.

Принятая в настоящем проекте система разработки и применяемое горно-транспортное оборудование обеспечивают необходимую полноту извлечения из недр балансовых запасов асбестовых руд.

Масса добытой и отгруженной на усреднительно-перегрузочные склады рудной массы определяются количеством гружёных самосвалов принятой грузоподъёмности по сменным рапортам горного надзора (мастеров). Контроль добычи асбестовых руд осуществляется маркшейдерской службой предприятия в соответствии с «Инструкцией по маркшейдерскому учёту объёмов горных работ при добыче полезных ископаемых открытым способом», утверждённой Постановлением №74 Госгортехнадзора РФ 06.06.2003г.

После тщательного усреднения асбестовая руда с перегрузочных складов железнодорожным транспортом подаётся на обогатительную фабрику, состоящую из дробильно-сортировочного (ДСК) и обогатительного комплексов.

Готовой продукцией обогатительной фабрики является асбест хризотиловый 3, 4, 5 и 6 групп в соответствии с техническими условиями ТУ 5721-10-0284351-2000.

Из отсевов дробления асбестовых руд производятся смеси песчано-щебёночные (ПСЩ), соответствующие требованиям ТУ 32 ЦП-782-92 и ТУ 21-22-7-91, а также посыпка крупнозернистая (ПК) в соответствии с ТУ 21-22-15-99.

Скальные породы вскрыши в настоящее время складируются в специальный отвал. По потребности из них производится строительный щебень, отвечающий требованиям ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия».

Запасы никель-кобальтовых руд, залегающих в рыхлых породах древней коры выветривания, в контурах проектного карьера к настоящему времени практически полностью отработаны и горными работами не затрагиваются.

Кроме того, протоколом ГКЗ СССР № 10719 отмечалось наличие в контуре перспективного карьера талько-магнезиальных пород, пригодных для производства наполнителя в кровельных и гидроизоляционных материалах (ГОСТ 21235-75) в количестве по категории С2 ¾ 4,8млн.т. Эти породы в настоящее время не используются в связи с отсутствием потребителей.

Контроль и оперативное управление объёмами добычи и качеством выдаваемых из карьера полезных ископаемых осуществляется геолого-маркшейдерской службой предприятия, которой решаются, кроме того, следующие задачи:

¾ контроль за наиболее полным извлечением из недр полезного ископаемого, за недопущением сверхнормативных потерь и разубоживания полезного ископаемого и выборочной отработки богатых участков рудных тел, за выполнением требований по охране недр и комплексному использованию сырья;

¾ своевременный и достоверный учёт состояния и движения запасов полезного ископаемого, потерь при добыче. Количество добытого полезного ископаемого определяется расчетом согласно «Методики определения количества добытого полезного ископаемого»;

¾ списание в установленном порядке с учёта предприятия балансовых запасов полезного ископаемого, погашенных в недрах, утративших промышленное значение, не подтвердившихся в результате эксплуатационной разведки и разработки;

¾ контроль за соблюдением условий лицензионных соглашений на пользование недрами;

¾ ведение мониторинга состояния недр, включая процессы сдвижения горных пород и земной поверхности, геомеханических и геодинамических процессов при недропользовании в целях предотвращения вредного влияния горных работ на горный массив, объекты поверхности и окружающую природную среду.

ОАО «Оренбургские минералы» являются действующим предприятием, поэтому геолого-маркшейдерское обслуживание карьера осуществляется существующей на предприятии геолого-маркшейдерской службой, возглавляемой главным маркшейдером и главным геологом.

Геолого-маркшейдерская служба оснащена необходимыми приборами и инструментами, а также опорным и съёмочным обоснованием для производства маркшейдерских работ.

В своей работе геолого-маркшейдерская служба предприятия должна руководствоваться требованиями следующих нормативных актов:

¾ Правила охраны недр от 06.06.2003г № 71;

¾ Федеральный закон о промышленной безопасности опасных производственных объектов от 20.06.1997г с изменениями на 10.01.2003г;

¾ Общие правила промышленной безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов от 18.10.2003г № 61-А;

¾ Положения о геологическом и маркшейдерском обеспечении промышленной безопасности и охраны недр от 22.05.2001г №18;

¾ Инструкция по производству маркшейдерских работ, утверждённая Госгортехнадзором РФ 06.06.2003г № 73;