Анализ горно-геологических условий строительства второй очереди шахты «10-летия независимости Казахстана»

АНАЛИЗ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СТРОИТЕЛЬСТВА ВТОРОЙ ОЧЕРЕДИ ШАХТЫ «10-ЛЕТИЯ НЕЗАВИСИМОСТИ КАЗАХСТАНА»

Сарбаев Тулеген Тлепбергенович, магистрант, Казахский Национальный Исследовательский Технический Университет им. К. И. Сатпаева, Республика Казахстан, г. Алматы

Духовная Галина Марковна, доц., академик МАИН, Казахский Национальный Исследовательский Технический Университет им. К. И. Сатпаева, Республика Казахстан, г. Алматы

Жанакова Райса Кулмахановна, магистр технических наук, чл-кор. МАИН, Казахский Национальный Исследовательский Технический Университет им. К. И. Сатпаева, Республика Казахстан, г. Алматы

Шахта «10-летия независимости Казахстана» относится к Донскому горно-обогатительному комбинату, который в свою очередь входит в структурное подразделение АО «ТНК „Казхром“». Данное предприятие занимается разработкой одного из самых перспективных месторождений в мире по добыче хромовых руд. В настоящее время разрабатывается проект второй очереди строительства, в результате внедрения, которого запасы на данной шахте категории В+С₁ составят 150,9 млн. т руды со средним содержанием окиси хрома 50,5%, в том числе месторождение «Миллионное» — 10,6 млн. т руды, «Алмаз-Жемчужина» — 140,3 млн. т руды.

К шахте имени «10-летия независимости Казахстана» относятся такие месторождения как «Алмаз-Жемчужина», «Миллионное», «№ 21», «Первомайское», «Западная залежь». В районе месторождений хорошо развита горнодобывающая промышленность. Электроэнергия обеспечивается от системы Актюбинской РЭК. В качестве топлива используется газ, резервом является мазут. Технической водой г. Хромтау и рудники обеспечиваются из водохранилищ, построенных на ручьях Молосай и Жалбулак, питьевой водой — из Донского и Карактинского водозаборов. Климат в данной местности является резко континентальным. Среднегодовая температура воздуха составляет +4,2°С. Абсолютная максимальная температура воздуха +42°С, абсолютная минимальная температура составляет -48°С. Среднегодовое количество осадков составляет 279 мм. Устойчивый снежный покров устанавливается в третьей декаде ноября. Многолетняя средняя высота снежного покрова достигает 96 мм.

Месторождения «Алмаз-Жемчужина» и «Миллионное» относятся к промышленному типу позднемагматических месторождений, ко второй группе сложности. Разведка месторождений производилась скважинами колонкового бурения, по линиям широтного направления, ориентированным в крест основного простирания рудных тел. Плотность разведочной сети для категории В принята 80Ч60 м по мощным центральным частям рудных тел. Остальные части рудных тел при меньшей мощности относятся к категории С₁. Необходимо отметить, что из-за больших глубин и искривления скважин фактическая сеть составляет для категории — В- (64−92) Ч (20−110) м, С₁-(60−90) Ч (20−120) м. К категории С₂ отнесены запасы хромовых руд по линейно разведанным рудным телам, пересеченные с одиночными скважинами в одном профиле, а также подвески рудных тел к блокам категории С₁.

В настоящее время по первой очереди строительства шахты «10-летия независимости Казахстана» произведено вскрытие месторождения с поверхности вертикальными стволами «Клетевой», «Скипо-Клетевой», «Вспомогательный» и «Северно-Вентиляционный». На данный момент пройдены горизонты плюс 240 м. 0 м, минус 80 м, минус 160 м, минус 240 м, в стадии проходки находится горизонты плюс 160 м, плюс 80 м и минус 320 м. Запасы месторождения «Миллионное» отрабатываются на горизонтах 0 м, минус 80 м, минус 160 м, запасы месторождения «Алмаз-Жемчужина» отрабатывают на горизонте плюс 160 м. На 1 января 2011 года разведанность запасов месторождений составляет: запасы категории В+С₁ — 77,3%, категории С₂ — 22,7% от общих запасов месторождений [3−4].

Хромитовые месторождения располагаются в Кемпирсайском массиве гипербазитов. Массив вытянут в субмеридиональном направлении на 82 км. Ширина массива составляет от 0,6 км на севере и до 31,6 км на юге. Площадь массива составляет 1200 км² (рисунок 1).

Все промышленные месторождения высокохромистых руд данного района сосредоточены в своде и присводовых частях Юго-Восточного поднятия массива, в пределах главного рудного поля. Они образуют здесь субмеридиональные зоны — Западную и Восточную. Западная рудоносная зона протягивается на 22 км в северно-восточном направлении и включает месторождения: Миллионное, Алмаз-Жемчужина, Первомайское, № 16, 29, 29а, 31, 39, Хромтауское, Геофизическое VII, Комсомольское, № 4, Геофизическое V и III, им. ХХ лет ССР, Геофизическое ХII, Александровское и Июньское.

Восточная рудоносная зона имеет такую же ориентировку, что и Западная. В ее пределах находятся месторождения Восход, Караагаш, № 21, Спорное, Спутник, Гигант, Геофизические II и VI, Совельевское, им. ХL лет КазССР — Молодежное и Вкрапленное.

На геологическое строение данных месторождений было оказано влияние меловой, палеогеновой и четвертичной систем. Образования палеозойского фундамента представлены габбро-амфиболитами и ультраосновными породами, секущимися жильными пироксенитами, габбро-диабазами и плагиогранитами.

Габбро-амфиболиты развиты на юге месторождения «Алмаз-Жемчужина». Месторождение «Алмаз-Жемчужина» простирается к югу от карьера «Объедененный» на 2830 м при ширине до 800 м [3−4]. Месторождение «Миллионное» простирается к югу от карьера «Миллионный» на 1740 м при ширине в плане до 250 м. Породы представлены хлоритизированными мелко-среднезернистыми разностями серого цвета, состоящими из плагиоклаза, пироксена и амфибола. Максимальная пересеченная мощность — 917 м. Ульстраосновные породы представлены в различной степени серпентизированными дунитами и периодититами — гарцбургитами, менее лерцолитами и верлитами. Породы состоят из серпентина, хромшпинелидов и реликтов оливина, пироксена. В над рудном горизонте преобладают серпентиниты по перидотитам. Макроскопически — это массивные, иногда полосчатые породы зеленовато-серого и темного зеленовато-серого цвета, с мелкои тонкозернистой основой массой, с включением продолговатых и округлых зерен пироксенов-баститов размеров до 6 мм и редких зерен акцессорного хрошпинелида размеров 0,5−4 мм, содержание которого увеличивается с приближением рудоносной зоны. Породы в различной степени трещиноватые. Трещины выполнены хризотилом, серпифитом, бруситом, тальком, хлоритом. Мощность надрудного горизонта до 1200 м.

Наиболее крупные из рудных залежей имеют столбообразную форму с отходящими жилообразными апофизами. Мелкие и средние по размерам рудные тела чаще имеют линзообразную форму. С глубиной характерно общее упрощение формы рудных залежей и тенденция к слиянию их с усложнением конфигурации. Общее простирание рудных тел субмеридиональное и совпадает с простиранием рудоносных зон. Большинство рудных залежей в южном направлении под углом 10−15°. Широкое развитие поперечных сбросов приводит к образованию ступенчато-блоковой формы залежей. Руды на месторождениях разбиты густой сетью трещин, заполненных серпентином, сепрофитом, антигоритом, тальком.

В таблице 1 представлены природные и технологические типы руд месторождений «Алмаз-Жемчужина» и «Миллионное».

Таблица 1. Природные и технологические типы руд.

Минеральный состав хромовых руд состоит из хромшпинелидов и минералов цемента, которые представлены серпентином, оливином и карбонатом. В таблице 2 представлен минеральный состав балансовых руд месторождений данного района на примере месторождения «Алмаз-Жемчужина». хромитовый геологический руда шахта Таблица 2. Минеральный состав балансовых руд месторождений.

Также проанализированы и представлены данные по химическому составу рудных тел (Таблица 3).

Таблица 3. Характеристика рудных тел по химическому составу.

Необходимо отметить, что руды Южно-Кемпирсайского месторождения относятся к высокосортным богатым разновидностям, а вредные примеси, такие как фосфор, сера, окись кальция, содержатся в незначительных количествах и не усложняют дальнейшую их переработку. Спектральным анализом в рудах были зафиксированы следующие элементы: медь — 0,002−0,012%, цинк — 0,004−0,006%, ванадий — 0,009−0,013%, цирконий — 0,001−0,002%, галлий — 0,015−0,025%, также золото — 0,01 г/т.

Верхняя часть запасов месторождений отработана карьерами и эксплуатируется шахтой, первой очередьюдо горизонта минус 320 м (глубина от поверхности 700 м) [3−4]. Необходимо отметить, что все аналитические работы могут проводиться на основе Центральной лаборатории Донского ГОКа, которая имеет все необходимые сертификаты для подобных исследований.

Из выше изложенного следует, что строительство второй очереди шахты «10-летия независимости Казахстана» Донского ГОКа — несомненно является актуальной задачей горного производства, так как предполагается, что запасы руды, выявленные при их оценке, позволяет данной шахте успешно работать до 2065 года.

На данной шахте периодически проводятся исследования на содержания руды, также проводятся эксплуатационные разведочные и аналитические работы.

В настоящее время основным потребителям руды Донского ГОКа является Аксуский завод ферросплавов и АО «Феррохром» (Актюбинский завод ферросплавов), а также Актюбинский химический завод.

Рисунок 1. Схематическая геологическая карта района.

• 1. Инструкция по применению Классификации запасов к месторождениям хромовых руд. — ГКЗ СССР, Москва, 1983 г.
• 2. Классификация запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Утверждена приказом Председателя Комитета геологии и охраны недр от 28 августа 2001 года № 268-П.
• 3. Самсонов Г. П., Силивря Е. П., Шульгин М. Ф. и др. «Отчет о геологоразведочных работах 1954;1970 гг. в Южно-Кемпирсайском хромитоносном районе на месторождениях „Миллионное“, „Алмаз-Жемчужина“, „Первомайское“ и „№ 21“ (поле шахты „Центральная“) с подсчетом запасов хромитовых руд на 1 июня 1970 года». — Восточно-Уральская ГРЭ, пос. Донское, 1970 г.
• 4. Самсонов Г. П., Чикунов Г. П., Ситников В. М. и др. «Отчет о детальной разведке южного фланга месторождения хромитовых руд „Алмаз-Жемчужина“ (поле шахты „Глубокая“) в Южно-Кемпирсайском рудном районе за 1976;1983 гг.». — Восточно-Уральская ГРЭ, пос. Донское, 1983 г.