Обоснование целесообразности доработки законтурных запасов карьера «Осенний» ОАО «Гайский ГОК»

Обоснование целесообразности доработки законтурных запасов карьера «Осенний» ОАО «Гайский ГОК»

месторождение горный рудный маркшейдерский В административном отношении месторождение расположено на территории Домбаровского района Оренбургской области Российской Федерации, в 15 км к северу от пос. Домбаровский (железнодорожная станция «Профинтерн» Южно-уральской железной дороги) 145 и 105 км Юго-восточнее Медногорского медно-серного и Гайского горно-обогатительного комбината соответственно.

В 1999 году комбинат вошел в состав Уральской горно-металлургической компании. Обеспечение сырьем медеплавильных предприятий входящих в состав холдинга, которые в настоящий момент свободные мощности, стала для комбината приоритетной задачей. Комплексной программой развития Уральской горно-металлургической компании предусмотрено дальнейшее расширение минерально-сырьевой базы компании за счет освоения новых месторождений, а так же увеличения производственных мощностей по добыче руды на действующих предприятиях. В 1999 году начата разработка месторождения «Летнее» в 2003 месторождение «Осеннее». Медноколчеданное месторождение «Осеннее» расположенно на восточном склоне Южного Урала.

Общие эксплуатационные запасы руды открытой разработки составляют 7158 тыс. т. Карьер может быть отработан с производительностью 400 тыс. т руды в год, в течении 21 год с учетом периода строительства, необходимого для выполнения 6 млн. м³ горно-капитальных работ.

На месторождении выделены два промышленных типа руд: медные и медно-цинковые. Месторождение «Осеннее» условно подразделяется на два участка: Северный и Южный. В дипломном проекте рассматривается доработка рудного тела № 19 южного фланга месторождения «Осеннее» медноколчеданных руд.

Проект «Обоснование целесообразности доработки законтурных запасов карьера «Осенний» составлен в связи с изменившимися горно-геологическими условиями, данными эксплуатационной разведки. Данным проектом предусмотрено изменение трассы капитального съезда с горизонта 216 м до горизонта 145 м. Изменение трассы капитального съезда горизонт 216/145 м на данном участке сокращает вскрышные работы на 590 270 м³ и позволяет увеличить глубину отработки карьера на 40 м.

Проектом предусматривается изменение положения западного борта в плане между профильными линиями 2 и 8. Не меняя углы откосов уступов ширины предохранительных берм, строим данный борт на запад с гор. 180 м до гор. 100 м, что обеспечивает вскрытие законтурных запасов рудного тела № 19. Объем вскрышных работ при этом составит 1 560 383 м³. Для дальнейшей доработки законтурных запасов рудного тела № 19 данным проектом предусмотрена проходка спирально-петлевого наклонного съезда с горизонта 100 м на горизонт 70 м.

1. Краткая геологическая характеристика «Осеннего» месторождения медноколчеданных руд

1.1 Общие сведения о районе месторождения

Осеннее медноколчеданное месторождение расположено на восточном склоне Южного Урала. В административном отношении месторождение расположено на территории Домбаровского района Оренбургской области Российской Федерации, в 15 км к северу от пос. Домбаровский (железнодорожная станция «Профинтерн» Южно-Уральской железной дороги), 145 и 105 км юго-восточнее Медногорского медно-серного и Гайского горно-обогатительного комбината соответственно — рисунок 1.1. По отношению к другим медным месторождениям Домбаровской группы оно отстоит: от Летнего — в 6 км к юго-востоку, от месторождения Барсучий Лог — в 50 км к югу.

В орографическом отношении площадь месторождения располагается в пределах западного склона Урало-Тобольского водораздела, который морфологически представляет собой слабовсхолмленную равнину, расчлененную речными долинами и балками. Наибольшие значения абсолютных высотных отметок (до 310 м) приурочены к северной части района, а наиболее низкие (до 230 м) — центральной и западной его частям. Максимальные относительные превышения высот поверхности достигают 80 и более метров, но, в большинстве случаев, составляют 10−30 м.

Основная водная артерия района — река Камсак — правый приток реки Орь; существует также ряд небольших и малодебитных ее притоков (Киембай, Чиликта, Тюлькубай и Джарбутак). Река Киембай протекает в 700 м к северу от месторождения и впадает в реку Камсак в 3,5 км юго-западнее месторождения. Река имеет, при большом количестве плесов глубиной до 3 м, глубину от 10 до 25 м. Средний расход реки Киембай составляет 0,11 м³/сек, максимальный — 41,3 м³/сек. Ширина водоохраной зоны реки определена в 100 м.

Климат района резко континентальный, типичный для условий Южного Урала: суровая зима со снежными буранами, жаркое лето с пыльными бурями, короткая бурная весна и незначительное количество осадков. Среднегодовая температура воздуха составляет +3,4°С. Холодный период длится с ноября до марта (средняя температура самого холодного месяца — января -15,4°С). Максимальная глубина промерзания почвы достигает 1,5−2,0 м. Среднегодовая скорость ветра составляет 4,16 м/с, максимальная — до 20 м/с. Преобладают ветры западного и северо-западного направлений. Средняя высота снежного покрова составляет 43 см, что затрудняет движение автотранспорта в зимнее время.

Рисунок 1.1- Обзорная карта района. 1 — Месторождение «Летнее», 2 — Месторождение «Осеннее», 3 — Месторождение «Левобережное», 4 — Месторождение «Весеннее»

Большая часть осадков (62%) выпадает в теплый период года — с апреля по октябрь, причем максимум падает на июль — самый жаркий месяц года и составляет 39,9 мм. Среднее многолетнее годовое количество осадков составляет 273 мм. Минимальная относительная влажность воздуха наблюдается в июне — 53,3%, снижаясь порой, до 30−35%.

Почвенный покров Домбаровского района расположен в зоне сухих типчаково-ковыльных степей. Основным почвенным типом в пределах района месторождения является темно-каштановая почва Зауралья в комплексе с солонцово-солончаковыми почвами. Для этих почв характерно содержание гумуса 3,5−4,0%. Мощность плодородной почвы составляет 10 — 30 см. Темно-каштановые почвы до глубины 0,60 м обычно не содержат токсичных концентраций легкорастворимых солей. Солонцово-солончаковые почвы с 0,7 м и глубже засолены.

В экономическом отношении район Осеннего месторождения характеризуется преимущественным развитием сельского хозяйства. Вместе с тем, открытие в пределах Восточного Оренбуржья довольно крупных медноколчеданных месторождений Домбаровской и Ясненской групп и Средне-Орского рудного района выдвинуло данный район в число перспективных объектов сырьевой базы медной промышленности Уральского региона.

В 3,5 км от месторождения проходит линия высоковольтной электропередачи Орск-Ясный-Светлый (с напряжением 110 кВ), входящая в состав единого энергетического кольца Урала.

Для целей технического и бытового водоснабжения могут быть использованы поверхностные воды реки Камсак и Ушкатинского водохранилища (10 млн. м³ воды), а также подземные воды собственно Осеннего месторождения.

Район месторождения в достаточной степени обеспечен различными местными строительными материалами: песок, глина, гравий, бутовый камень и другие.

За счет местного населения рабочими будущий рудник может быть обеспечен лишь частично.

1.2 Геологическая характеристика месторождения

Рудное поле Осеннего месторождения расположено в северной части Домбаровского рудного района и приурочено к центральной части Джаилганской вулкано-тектонической структуры.

В геологическом строении рудного поля принимают участие вулканогенные, интрузивные, метаморфические породы нижнего палеозоя, кора выветривания мезозоя и маломощный покров рыхлых отложений кайнозоя — рисунок 1.2.

Отложения киембаевской свиты по фациально-литологическому признаку расчленяются на три толщи: нижнюю и среднюю существенно диабазовые и верхнюю или рудовмещающую — диабаз-порфиритовую.

Простирание пород в пределах рудного поля изменяется от субмеридионального на юге, до северо-восточного — на севере. Падение пород пологое (20−30°) — восточное и юго-восточное. Строение рудного поля осложняется наличием системы разрывных нарушений сбросо-сдвигового характера — восточного, северо-восточного и субширотного простирания. В целом же дизъюнктивные тектонические нарушения в сочетании с субвулканической пликативной тектоникой придают рудному полю блоковый характер.

Наиболее крупным разрывным нарушение является Киембаевский разлом, представляющий собой сложную систему ветвящихся сместителей северо-восточного и восток-северо-восточного направления и сопровождаемых дайками порфировидных габбро-диабазов. Одной из оперяющих ветвей, субпараллельной основному сместителю, месторождение Осеннее разобщено на два блока: северный и южный. Смещения по нему незначительные и носят сбросо-сдвиговый характер.

Рисунок 1.2. Геологическое строение месторождения

Рудные тела месторождения представляют собой сложные неправильные линзы с резкими изменениями мощностей, особенно на южном фланге, локализованные по группам в пределах трех рудных зон: северной, центральной и южной. Сведения о размерах и глубинах залегания рудных тел приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1 — Размеры и глубина залегания рудных тел.

Осеннее медноколчеданное месторождение относится к месторождениям колчеданной формации, и его руды обладают характерными для этой формации чертами. В отличие от других месторождений Домбаровской группы оно отличается значительным развитием прожилково-вкрапленных руд, особенно в лежачем боку рудных тел. Сплошные колчеданные руды составляют на месторождении около 68% от общих запасов, вкрапленные руды составляют почти треть (32%).

Главными рудными минералами на месторождении являются пирит, халькопирит, сфалерит и пирротин. Второстепенные рудные минералы представлены халькозином, ковеллином, марказитом, борнитом, магнетитом. Главные нерудные минералы: кварц, хлорит, кальцит; второстепенные — амфибол, серицит, биотит.

В зависимости от содержания и соотношения рудных минералов на месторождении выделено два основных типа: халькопирит-пиритовые (медные) и сфалерит-халькопирит-пиритовые (медно-цинковые), кроме того, выделяются халькопирит-пирротин-пиритовый и халькозин-пиритовый типы, которые не имеют самостоятельного практического значения.

Наиболее распространены руды халькопирит-пиритового типа, на долю которых приходится 65,2% всех руд. Этим типом сложена практически вся северная часть месторождения, а также выклинки рудных тел центральной и южной частей. Они состоят на 75% из пирита, 13% халькопирита и 0,5% сфалерита (11,5% - нерудные минералы). Часто в них присутствует магнетит.

Нерудные минералы представлены кварцем, серицитом, хлоритом, карбонатами и эпидотом.

Сфалерит-халькопирит-пиритовые руды составляют 25% запасов, из них 81% сплошные. На севере месторождения они встречаются в верхней части первого рудного тела; в центральной и южной частях локализуются, преимущественно, над зоной рудоподводящего канала или вблизи него. Основными минералами этого типа являются: пирит — 77%, халькопирит — 13% и сфалерит — 3,8%. Второстепенные и нерудные минералы те же, что и для халькопирит-пиритовых руд.

Халькозин-пиритовые руды встречаются на южном фланге месторождения в зоне вторичного сульфидного обогащения, распространенной на глубину не более 50−60 м. Основным рудным минералом является пирит, содержание халькозина не превышает 5−8%. Доля этого типа руд составляет 2,2%.Содержания основных и попутных полезных компонентов, в целом по месторождению, с разделением по основным природным типам и технологическим сортам руд по результатам опробования рядовых и групповых проб приведены в таблице 2.2

Руды месторождения характеризуются высокими содержаниями меди (более 3%, при колебаниях от 0,71 до 25,9%) и серы (порядка 36−41%, при колебаниях от 31,54 до 52,49% для сплошных руд), а также попутного кобальта, содержание которого, в среднем по месторождению, составляет около 0,048% (при колебаниях от 0,026 до 0,309% для сплошных разностей). Содержание золота в рудах довольно низкое (от следов до 0,5−0,6 г/т, редко выше), распределение его крайне неравномерное.

Технологические исследования руд Осеннего месторождения проводились Тульским отделением экспериментальных исследований института ЦНИГРИ. Кроме того, лабораторией этого института выполнены исследования по комплексной переработке пиритных концентратов методом сульфатизирующего обжига и гидрометаллургического выщелачивания. Технологические испытания руд проведены на четырех укрупненных лабораторных пробах и одной полупромышленной.

Таблица 1.2 — Химический состав руд Осеннего месторождения

В результате проведенных исследований получена полная характеристика технологических свойств всех сортов руд при различных соотношениях содержаний в них меди и цинка. Установлена возможность получения из руд Осеннего месторождения кондиционных медных, цинковых и пиритных концентратов при удовлетворительных технологических показателях. При неблагоприятном соотношении в руде меди к цинку (3:1) возникают трудности в процессе обогащения при получении цинкового концентрата. В институте «Унипромедь» проведены работы по определению целесообразности применения метода подземного выщелачивания для извлечения меди из забалансовых руд.

1.3 Гидрогеологическая характеристика месторождения

Площадь месторождения, являющаяся местной областью питания, представляет собой склон водораздела. Общий уклон рельефа к реке Киембай. Скальные породы, слагающие месторождение, неоднородные по своим гидрогеологическим характеристикам. В верхней части геологического разреза месторождения развиты, в основном, грунтово-поровые воды. С глубиной они переходят в грунтово-трещинные и трещинно-жильные воды. Воды всех разностей пород гидравлически связаны и имеют единую поверхность уровня.

Поток направлен в сторону р. Киембай, но основная разгрузка происходит по тектонической зоне с северо-востока на юго-запад вдоль месторождения. Уклон поверхности подземного потока на севере — 0,025, юге -0,033, востоке — 0,033 и западе — 0,10. Глубина залегания водоносного горизонта зависит от рельефа поверхности и колеблется от 0,7 до 14,4 м. Средняя глубина залегания уровня подземных вод на месторождении составляет 6 м.

Обводненность пород находится в зависимости от характера и степени трещиноватости. Полученные дебиты из опытных скважин изменяются, от 0,05 до 4,40 л/сек при понижениях соответственно 63,3−11,39 м. Коэффициент фильтрации толщи палеозоя колеблется от 0,002 м/сут. до 0,16 м/сут., уровнепроводность — 1,5 Ч 102 — 1,6 Ч 108 м²/сут.

На фоне слабой обводненности месторождения выделяются трещиноватые и кавернозные участки, за счет которых можно ожидать кратковременное увеличение притоков. Питание подземных вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, а в период половодья и за счет реки Киембай.

Согласно «Отчета о разведке Осеннего медноколчеданного месторождения на Южном Урале за 1967;1977 гг. с подсчетом запасов по состоянию на 01 сентября 1977 г.» (Камсакская ГРП, Домбаровская ГРЭ), основные водопритоки в карьер будут поступать за счет естественных запасов. В период полного развития горных работ на Осеннем месторождении и при проектной глубине карьера по замкнутому контуру 160 м, максимальные ожидаемые водопритоки составят 496 м³/ч. По мере сработки естественных запасов приток будет постепенно уменьшаться, приближаясь к естественным ресурсам — 245 м³/час.

В результате проведенных исследований был определен максимальный среднемесячный водоприток в карьер в размере 90,8 м³/час.

Согласно Постановления Госстроя СССР от 27.02.89 г. № 30 по изменению № 1 СНиП 2.06.14−85 («Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод») карьерные водосборники и насосные станции проектируются исходя из общего притока к карьеру, определяемого по суточному слою осадков, с периодом его однократного превышения: для карьерных водосборников 5 лет; для карьерных станций — 4 месяца.

Приток в карьер ливневых вод рассчитывается по формуле:

Q_n = q • F •б• м; (1.1)

где:

q — средняя интенсивность выпадения ливневого дождя, м³/час•км²;

(1.2)

здесь n, q₂₀, С — параметры, зависящие от географического положения карьера, (n=0,6; q₂₀=45; С=1), Р-период однократного превышения расчетной интенсивности дождя, tⁿ — продолжительность ливня в минутах, 1 440 мин;

F — водосборная площадь карьера, 0,620 км^2;

б — коэффициент поверхностного стока, для скальных пород 0,8;

м — коэффициент простирания дождя, 0,98.

Интенсивность выпадения ливневого дождя (q) и его величина (Q_Л,) соответственно составят для карьерных насосных станций 468 м³/час•км², 227 м³/час.

Расчет общих водопритоков в карьер.

Q_общ=Q_cт+Q_д;

Qcт=Q₁+Q₂;

Q₁ — приток воды за счет статических запасов воды в контуре карьера.

Q_2 —то же в контуре депрессионной воронки.

Ширина карьера по поверхности-600 м-Вn.

Длина карьера по поверхности-1020 м-Аn.

(1.3)

T — срок достижения осушительного эффекта.

T -24 мес.

=148,0 м³/ч

M-коэффициент водоотдачи, доли, ед.

H₁-мощность водоносного горизонта, м.

H₂-остаточный уровень воды в карьере, м.

(1.4)

P-периметр карьера, м.

R-радиус депрессионной воронки, м.

=118,5 м.

S-понижение уровня воды, м.

К-коэффициент фильтрации, м/сут.

=33,3 м/ч (1.5)

Q_ст=148,0+33,3=181,3 м³/ч. (1.6)

(1.7)

X-количество атмосферных осадков в год. м/год.

Fk-612 000 м².

ц-коэффициент подземного стока, доли ед.

Q₃ =30.5 м³/ч.

=3.7 м³/ч. (1.8)

Fв — площадь депрессионной воронки, м².

=9720 м². (1.9)

Ro-приведенный радиус депрессионной воронки, м.

Ro = R+r_o

r_o — приведенный радиус карьера, м.

=441 м.

Ro = 118,5+441,0=559,5 м.

=27 м³/ч. (1.10)

Q_д=34,2 м³/ч.

Qo=181,3+27=208,3 м³/ч.

Итого максимально возможный водоприток в карьер, с учетом ливневых вод составит 208,3 м³/час.

Т.К Мах ожидаемые водопритоки составляют208,3 м³/ч примем насосную установку (с учетом выражения) (Q_H ?Qo).

Тип насоса-ЦНСК А60−264.

электродвигатель:

— тип 4АМ250 S2;

— мощность кВт-75;

— напряжение В-220/380.

К установке принимается 2 насосных агрегата. Каждый насосный агрегат устанавливается в передвижной будке. В период когда в карьер поступает нормальный приток воды, в работе находится один насос, один в резерве и один в ремонте. При максимальном притоке в работе находится два насоса, один в ремонте.

Схема водоотлива принята следующая:

— насосная станция распологается в наиболее глубокой части карьера и передвигается по мере углубки карьера;

— вода поступающая в водосборник, глубина которого на пять метров ниже уровня горизонта, с помощью насосов подается на поверхность.

1.4 Геологические запасы полезного ископаемого

Осеннее медноколчеданное месторождение по особенностям геологического строения и характеру распределения полезных компонентов отнесено к третьей группе. На месторождении, начиная от поисковых работ до окончания детальной разведки, пробурено 565 скважин средней глубиной 195 м.

Главные рудные тела месторождения разведаны по сети 31Ч50 — 31Ч25 м, на наиболее сложных участках произведено сгущение сети до 50×10−15, 25Ч25 м. В целом месторождение изучено с достаточной детальностью, дающей возможность вести проектирование горнорудного предприятия Запасы руд Осеннего медноколчеданного месторождения были подсчитаны по постоянным кондициям, утвержденным ГКЗ СССР (Протокол № 910к от 9 и 18.04.1975 г.) в следующих параметрах:

а) минимальное промышленное содержание условной меди в подсчетном блоке — для открытой разработки — 2,5%. Коэффициенты для приведения к условной меди для цинка в медно-цинковых рудах 0,52

б) бортовое содержание меди — 0,7%. Выделить на геологических разрезах и планах и подсчитать (статистически) запасы руды по сортам: медно-цинковые — с содержанием цинка свыше 1%; серы — более 35%; медные — с содержанием меди более 0,7%; цинка — менее 1% и серы — более 35%. Вкрапленные медные: с содержанием меди — более 0,7%, цинка — менее 1% и серы — менее 35%. Минимальная мощность сортового интервала — 5 м;

в) минимальная мощность рудного тела для условий открытой разработки — 2 м г) максимальная мощность внутрирудных прослоек пустых пород и некондиционных руд, включаемых в подсчет запасов — 3 м;

д) подсчет запасов для открытой отработки произвести в контурах карьера, согласованных с проектирующей организацией;

е) подсчитать отдельно, и отнести к забалансовым, запасы руды с содержанием меди от 0,3 до 0,7%;

ж) в контурах балансовых запасов подсчитать по промышленным категориям запасы меди, цинка, серы, золота, серебра, кадмия, селена, теллура. Подсчитать также запасы указанных компонентов в контурах забалансовых запасов;

з) в соответствии с «Временными требованиями к подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов в рудах и других видах минерального сырья» дать исчерпывающую характеристику руд по основным и попутным полезным компонентам, уделив особое внимание изучению баланса их распределения в рудах и продуктах переработки руд;

и) представить данные по количественной и качественной характеристике скальных пород вскрыши как сырья для производства строительного щебня в объеме, обеспечивающем их квалификацию по промышленным категориям и подсчитать их запасы в соответствии с требованиями действующих ГОСТов, в увязке с потребностью и назначением их использования.

Утвержденные ГКЗ СССР Протоколом № 8018 от 10.02.1978 г. запасы комплексных руд Осеннего месторождения, в целом (смешанных и первичных, сплошных и вкрапленных, медных и медно-цинковых разностей) по состоянию на 01.09.1977 г. приведены в таблице 1.3. Кроме того, на месторождении подсчитаны также запасы забалансовых руд в количестве 877 тыс. т, из них в проектный контур карьера попадает 193 тыс. т.

Балансовые запасы руды, основных и попутных полезных компонентов по сортам руд в проектном контуре карьера по состоянию на 1.01.1999 г. приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.3 — Балансовые запасы руды и полезных компонентов Осеннего месторождения, по состоянию на 01.05.1974 г.

Таблица 1.4-Балансовые запасы руды и полезных компонентов в проектном контуре карьера

Таблица 1.5 — Физико-механические свойства скальных пород Осеннего месторождения

1.5 Условия залегания и морфология рудных тел

Рудные тела Осеннего медноколчеданного месторождения приурочены к наиболее прогнутым частям и склонам отрицательных форм рельефа кровли диабазовых порфиритов и совпадающими с ними выходами рудоподводящих каналов. Рудная зона месторождения отчетливо разделяется на северный и южный фланги, оси которых ориентированы в субмеридиональном направлении, сочленяясь кулисно в центральной части. Протяженность рудной зоны составляет около 900 м, ширина от 150 до 370 м.

На месторождении выявлено двадцать одно рудное тело с балансовыми и забалансовыми запасами, 8 из которых являются промышленными. По своему пространственному расположению они подразделяются на три группы. Одна из этих групп образует северный, две других — южный фланг месторождения. Первая группа является наиболее обособленной, входящие в нее семь рудных тел (с первого по шестое) отличаются общностью морфологических черт. Обособленность второй и третьей групп рудных тел проявляется менее четко.

Наиболее крупным из них является первое рудное тело, заключающее в себе 42,8% балансовых запасов меди. Морфологически представляет собой фрагмент неправильной линзы размером в плане 150 — 250Ч300 м, которая в центральной части прогнута в сторону лежачего бока. Мощность рудного тела изменяется от первых метров на выклинках до 30 — 45 м в центральной части. На всём протяжении рудное тело залегает согласно контакту киембаевской свиты с туфогенно-осадочными породами, северный фланг тела срезан Киембаевским разломом, а южная выклинка имеет сложный, расщепленный характер.

Рисунок 1.3 Разрез по линии 0

Рисунок 1.4 Разрез по линии 1

Рисунок 1.5 Разрез по линии 3

Кроме первого рудного тела, в пределах северной рудной зоны выделяются незначительные по размерам и запасам рудные тела 2−6, из них только третье рудное тело представляет промышленный интерес. Оно залегает со стороны лежачего бока восточного фланга первого рудного тела, повторяя очертания его подошвы. Размеры его в плане 25−100Ч300 м, простирание изменяется от субмеридионального на юге до северо-восточного на севере, мощность варьирует от первых метров на выклинках и пережимах до 10 м в раздувах, составляя в среднем 3−4 м.

Четвертое рудное тело также расположено со стороны лежачего бока первого рудного тела. Размеры его 100−150Ч250 м.

Рудные тела с 5 по 7 представлены обособленными линзами малых размеров, подсеченные единичными скважинами и в подсчете не участвуют.

Девятое рудное тело расположено в восточной части южного фланга месторождения. Размеры его в плане 100 — 130 м по ширине при длине по простиранию 350 м. Мощность изменяется от десятков сантиметров на выклинках до 20 — 25 м в центральной части. Залегает практически горизонтально, испытывая лишь местные перегибы между линиями 6 и 6а — сечется сбросо-сдвигом северо-восточного направления без разрыва сплошности.

Десятое рудное тело имеет сложную уплощенно-линзовидную форму, размеры его в плане близки к размерам девятого рудного тела и составляют 50−120Ч370 м, аналогичны и их морфологические особенности. Практически на всем протяжении оба тела залегают одно под другим, характеризуясь общностью очертаний, как в плане, так и в разрезе. Также оно сечется тектоническим нарушением с частичным разрывом сплошности.

Кроме описанных выше промышленных рудных тел центральной зоны, в ее пределах выделены три незначительных по запасам рудных тела.

В пределах южной рудной зоны выделено девять рудных тел, из них наиболее крупными являются рудные тела 14, 16 и 19 (рисунок 1.3, 1.4, 1.5). Все они отличаются большой морфологической изменчивостью по сравнению с рудными телами северной и центральной зон. Сохраняя общую для всех основных рудных тел уплощенно-линзовидную форму, они характеризуются особенно резкими раздувами и пережимами, тупым или ветвящимся выклиниванием, перемежаемостью природных типов и промышленных сортов руд. Несмотря на это, оруденение с достаточной достоверностью прослеживается по простиранию, сохраняя присущую каждому из рудных тел приуроченность к определенной части разреза. Рудные тела южной зоны сближены между собой и выделяются по результатам опробования, положению в разрезе и пространственному взаимоотношению между собой.

Наиболее тесная пространственная взаимосвязь обнаруживается между рудными телами 14 и 16. Они сопоставимы по размерам и близки по своим морфологическим особенностям. Размеры их 100−200Ч280 м и 80−120Ч290 м соответственно. Мощность колеблется от десятков сантиметров до 67 м для рудного тела 14 и до 50 м для рудного тела 16, средняя мощность рудных тел составляет 10−11 м. Восточные фланги рудных тел срезаются сложно построенным тектоническим нарушением северо-восточного направления с вертикальной амплитудой до 30−40 м.

Рудное тело 19 имеет форму уплощенной неправильной линзы близгоризонтального залегания; размеры его в плане: по ширине от 45−55 м на северном и южном флангах до 130−160 м в центральной части, при протяженности до 450 м. Между линиями 6 и 6а рассекается сбросо-сдвигом без разрыва сплошности оруденения благодаря большой значимости горизонтальной составляющей смещения.

Остальные рудные тела рудной зоны — 13, 15, 17, 18, 20 и 21, представлены линзами небольших размеров и мощностей, сложенными сплошными и вкрапленными рудами.

1.6 Эксплуатационная разведка

Согласно рекомендациям ГКЗ на месторождении необходимо проведение большого объема эксплуатационно-разведочных работ с целью уточнения количества разведанных запасов, а также условий залегания рудных тел.

Для уточнения условий залегания, морфологии и внутреннего строения рудных тел, а также содержания основных и попутных компонентов руд при их отработке, необходимо проводить систематическую эксплуатационную разведку. Эксплуатационная разведка, намечаемая на месторождении для открытого способа отработки, подразделяется на опережающую (опережает на 1,0−1,5 года подготовительные и добычные работы) и сопровождающую.

Основной задачей опережающей эксплуатационной разведки является уточнение количества и качества руд, объема вскрыши, определение потерь и разубоживания руды. Оптимальная плотность наблюдений определяется первоначально сгущением разведочной сети детальной разведки в 2−4 раза и уточняется опытным путем геологической службой рудника на основе учета геологоструктурных особенностей, морфологических параметров и горно-технических условий каждого участка. Разведка ведется бурением колонковых скважин станком УКБ-200/300 по сети 25Ч25 м на глубину 20 м. При этом среднегодовой объем бурения составляет 400 м, количество скважин — 20.

Целевым назначением сопровождающей разведки является выделение в пределах промышленных контуров безрудных участков и блоков забалансовых руд для снижения потерь и разубоживания руд при экскавации. При этом опробуются буровзрывные скважины по руде, располагаемые согласно проектам на массовые взрывы. Среднегодовой объем бурения составляет 2900 м, количество скважин — 240, глубина скважин — 11,8 м.

Интервал опробования колонковых скважин 2 м, буровзрывных скважин -5 м (опробуется также 1,8 метровый перебур). Среднегодовое количество проб опережающей разведки — 200, сопровождающей (буровзрывные скважины) -480. Все пробы анализируются на основные и попутные элементы. Опробование производится геологической службой рудника.

Целевым назначением сопровождающего опробования, проводимого на горизонтах, где осуществляется подготовка к добыче или добыча полезного ископаемого, является:

— более детальное выделение в рудном теле участков промышленных сортов руд, уточнение их контуров и качества руд в них, обеспечивающих оперативное управление процессами добычи руды;

— выделение безрудных участков и участков забалансовых руд, позволяющих снизить потери и разубоживание руд при экскавации.

Опробование на карьере производится из борозд по дну разрабатываемого горизонта и из керна скважин эксплуатационной разведки. Методика отбора бороздовых проб стандартная. Борозды, сечением 5Ч5 см, проходятся вкрест простирания рудного тела по расчищенной и выровненной поверхности непрерывно на полную мощность, с выходом в пустые породы не менее одного метра от контактов с каждой стороны. Расстояние между бороздами 10 м. Пробы из борозды отбираются секционно с учетом природных разновидностей руд. Длина каждой рядовой пробы, отобранной по руде, определяется внутренним строением рудных тел, степенью изменчивости вещественного состава, текстурно-структурными особенностями, но не превышает 1 м. Максимальная длина пробы определена, исходя из того, что она не должна превышать половину минимальной промышленной мощности рудного тела, установленной кондициями. Длина пробы по пустой породе один метр. Концы борозды привязываются маркшейдером инструментально. Среднее количество рядовых бороздовых проб в год — 810.

Из рядовых проб рудного пересечения составляется групповая проба. Вес навески групповой пробы не менее 250 г. Общее среднее количество групповых проб в год — 150. На внутренний и внешний контроль будет отправлено 300 проб (5%). Опробование производится геологической службой рудника.

Рядовые пробы анализируются на основные компоненты: медь, цинк и серу. Групповые пробы, кроме того, анализируются на полезные компоненты поставленные на учет протоколом ГКЗ: кобальт, кадмий, селен, теллур, золото и серебро. Анализы производятся в лаборатории обогатительной фабрики Гайского горно-обогатительного комбината.

2. Горная часть проекта

2.1 Обоснование границ карьера

Перспективная глубина карьера 220 м. На данный период разработки месторождения она составляет 110 м. Погашенные борта карьера имеют выпуклую форму: в мягких, рыхлых породах углы откосов ниже, чем в скальных породах. Предельный контур ведения открытых горных работ определяется параметрами залегания рудных тел и устойчивыми углами погашения борта карьера, обоснованными расчетом. В соответствии с типом пород устойчивые углы откосов погашенных уступов имеют следующие значения:

Обоснованные параметры бортов карьера:

— высота уступа при погашении — 30 м;

— максимально устойчивый угол откоса борта карьера — 42−48°;

— ширина транспортной бермы — 20 м (в чернее);

— ширина бермы безопасности — 10 м;

— угол погашения уступа в зоне:

— горизонт 260 -240 м — 40°;

— горизонт 240 -210 м — 55°;

— горизонт 2 10 -150 м -60°;

— горизонт 150−60 м — 65°;

— горизонт 60−0 м — 70°.

Устойчивый угол борта рассчитан методом предельного равновесия. Категория пород по трещиноватости — III (среднетрещиноватые, крупноблочные).

Приводим обоснование расчетных параметров (сцепление, коэффициент трения)

(2.1)

Где: л — коэффициент структурного ослабления (л=0,1 -0,5);

К-сцепление в монолите (К=60−10⁴•кг/м³);

з — коэффициент запаса устойчивости (з = 1,3).

Кр = 0,1•60•10⁴ = 4,6 •10⁴ кг/м².

с_p =arctg 0.46=25°

Высота щели вертикального отрыва Н₉₀, м Н₉₀ =(2•4,6 •10⁴ •ctg (45° - 25^о/2))/ 2,7• 10³ = 54,5 м.

Коэффициент высоты:

H¹ = 3,3.

H₉₀ = 54,5

Для H¹=3.3 при с_p=25°устойчивый угол откоса борта по графику Г. Л. Фисенко Bу = 50°.

Минимальная ширина берм очистки по условию задержания падающих кусков горной массы 9 м; по условию сработки берм при обрушении нижележащего уступа -10 м, а по условию механизированной очистки берм — не менее 8 м. Окончательно принята ширина берм очистки b₀=10 м.

Рисунок 2.1 - Профиль карьерных автомобильных дорог для автосамосвалов типа БелАЗ-7555 (55т), для капитальных автодорог, отнесенных к ІІІ_К категории, построен в соответствии с СНиП 2.05.07-91

Ширина транспортных берм согласно расчетам b_mp = 18 м.

Конструктивные углы погашения бортов, вычисленные после отстройки карьера на конец разработки по зависимости:

B_k =arctg H_k/Уb₀+Уb_mp+Уb_n+ctgб_n;

Размеры карьерного поля по верху вычислены графически. Карьерное поле имеет ширину 600 м и длину 1030 м. В пределах контура карьера 50 032 тыс. м³ горной массы (в том числе 7158 тыс. т руды). Данные запасы являются балансовыми, и поскольку они находятся в контуре разработки, промышленными запасами:

Z_n=Z_Бал =7158 тыс. т.

Для меднорудных месторождений обычно оптимальное соотношение эксплуатационных потерь и разубоживания з: с=1: (2ч3). Тогда, приняв в среднем нормативное з: с=5% и оптимальное з: с=1:2,5, для расчетов принимаем з=3,5% и с = 7,5%

Эксплуатационные запасы руды составят:

Z_э = Z_n • (l — з) • (1 + с) = 7158 • (1 — 0.035) • (1 + 0.075) = 7426 тыс. т.

Всего будет потеряно:

з =7426 • 0,035=260 тыс. т.

Коэффициент общих потерь руды составит:

з₀ = 260 /7426 = 0,035.

Коэффициент извлечения составит при этом:

1 — 0.035 = 0.965.

Это значение следует признать достаточно высоким. Средний коэффициент вскрыши К_ср, м³/м³:

К_{ср =} V_в / Z_э;

К_{ср =}48 085 /7426 ₌ 6,4 м³/т.

Карьер может быть отработан с производительностью 400 тыс. т руды в год в течение 21 года с учетом периода строительства, необходимого для выполнения 6 млн. м³ горно-капитальных работ. При определении границ открытых горных работ учитывались рекомендации Отчета о научно-исследовательской работе «Обоснование максимальных параметров устойчивых бортов карьера месторождения «Осеннее», выполненного НПО УГГА. В предельном положении в карьере выделяется южнаые рудные тела 9, 10, 14, 15, 19 и 16 и северная части запасы рудных тел 1, 3 и 4. Параметры карьера на конец отработки приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 — Параметры карьера на конец отработки

Подсчет геологических запасов в контуре карьера произведен прямым счетом по геологическим разрезам и планам горизонтов. Эксплуатационные запасы руды в контурах карьера определены по обоснованным «Отчетом о научно-исследовательской работе «Обоснование технических нормативов потерь и разубоживания Осеннего медноколчеданного месторождения», выполненным РАН УО, Институт горного дела (Том 8) показателям открытой разработки:

Южный участок карьера:

— потери — 7,0%;

— разубоживание — 17,8%;

Северный участок карьера:

— потери — 5,0%;

— разубоживание — 9,5%;

Общие эксплуатационные запасы руды открытой разработки составят 7158 тыс. т. Объем вскрышных пород в контуре карьера -38 631 тыс. м³. Средний эксплуатационный коэффициент вскрыши равен 5,2 м³/т.

2.2 Техническое решение по изменению проекта карьера

Корректировка проекта «Разработка месторождения «Осеннее» для отработки законтурных запасов южного фланга карьера «Осенний» составлена в связи с изменившимися горно-геологическими условиями, данными эксплуатационной разведки. Данным проектом предусмотрено изменение трассы капитального съезда с горизонта 216 м до горизонта 145 м;

· участок капитального съезда, расположенный по восточному борту пройти до отметки 196 м (по проекту 216 м);

· вираж капитального съезда горизонта 196 м смещается в плане на север на 170 метров;

· капитальный съезд по южному борту пройти до отметки 145 м (по проекту 180 м);

Изменение трассы капитального съезда горизонт 216/145 м на данном участке сокращает вскрышные работы на 590 270 м³ и позволяет увеличить глубину отработки карьера на 40 м.

Проектом предусматривается изменение положения западного борта в плане между профильными линиями 2 и 8. Не меняя углы откосов уступов ширины предохранительных берм, строим данный борт на запад с гор. 180 м до гор. 100 м, что обеспечивает вскрытие законтурных запасов рудного тела № 19. Объем вскрышных работ при этом составит 1 560 383 м³.

Для дальнейшей доработки законтурных запасов рудного тела № 19 данным проектом предусмотрена проходка спирально-петлевого наклонного съезда с горизонта 100 м на горизонт 70 м. Смещение капитального съезда в вертикальной плоскости на 40 м ниже проектного положения позволит вскрыть законтурные запасы южного фланга, которые составляют 463 967 тонн товарной руды.

Вскрышные работы, при применении корректировки проекта, в итоге увеличиваются на1 560 383 — 590 270 = 970 113 мі. Коэффициент вскрыши на выполняемые горные работы составит 2,1 мі/т.

Углы откосов бортов, ширина предохранительных и транспортных берм остаются прежними. Уклон капитального съезда г. 216/145 м — 0,08. Предусмотрена проектом система разработки изменений не претерпела.

Применяемое горнотранспортное оборудование осталось на том же уровне, что и в проекте за счет предусмотренных им резервов мощности.

Срок службы карьера «Осенний» с учетом изменений по данному проекту не увеличивается. Уровень потерь и разубоживания добытой руды, согласно скорректированному проекту, не изменяются.

После отработки рудного тела № 19 по скорректированному проекту на освободившейся площади располагается внутренний отвал вскрышных пород с отсыпкой капитального съезда с горизонта 145 метров на горизонт 120 метров для дальнейшей отработки карьера. При этом емкость внутреннего отвала, при остаточном коэффициенте вскрыши 1,15, увеличится на 956 000 м³.

Радиусы кривых в плане, петлевых разворотов, транспортных берм, приняты для эксплуатации автомобилей БелАЗ 7555 (55 т.), они соответствуют радиусам, предусмотренных рабочей документацией «Разработка месторождения «Осеннее» от 2004 года, выполненной научно-проектным производственным центром «Уралмеханобр-Инжиниринг» г. Екатеринбург.

Профиль карьерных автомобильных дорог для автосамосвалов типа БелАЗ-7555 (55т), для капитальных автодорог, отнесенных к ІІІ_К категории, построен в соответствии с СНиП 2.05.07−91.

Рисунок 2.2 - БелАЗ-7555. Грузоподъемность 55 т.

Полотно дороги отсыпается на выровненное и укатанное 1 основание во время проходки, пройденной ниже проектной отметки на 0,6 (1,0) м.

Наибольший продольный уклон для постоянных карьерных автодорог не более 0,08. Поперечный уклон вместе с обочиной 0,02 в сторону кювета.

2.3 Производительность и срок службы карьера

Потребителем продукции открытого рудника является ОАО «Гайский ГОК», который использует руду месторождения «Осеннее» для производства медного, цинкового и пиритного концентратов. Товарной продукцией для карьера является кондиционная руда. Руда автомобильным транспортом из карьера вывозится на дробильно-сортировальную установку (ДСУ), расположенную на промышленной площадке рудника. После стадии крупного дробления из конусов ДСУ производится отгрузка руды экскаватором фирмы типа «обратная лопата» с ковшом емкостью 3,4 м³. Руда перегружается в полуприцепы НефАЗ-9509 грузоподъемностью 28,5 т и на седельных тягачах КамАЗ-6460 транспортируется на перегрузочный склад железнодорожной станции «Профинтерн» (пос. Домбаровский). Дальность транспортирования руды составляет — 15,5 км. Пункт погрузки руды на железнодорожной станции в своем составе имеет прирельсовый склад руды и дозировочную площадку. Работу склада обеспечивают погрузчик и бульдозер. Дозировочная площадка оборудована грейферным краном и железнодорожными весами. Все здания и сооружения пункта погрузки, в том числе оборудование, — существующие.

На перегрузочном складе руда отгружается в Ж/Д состав одноковшовым погрузчиком Dresser-R 560 с ковшом емкостью 6 м³ Со станции руда железнодорожным транспортом поступает на обогатительную фабрику ОАО «Гайский ГОК». Дальность транспортирования руды составляет 152 км.

Распределение запасов по горизонтам, горнотехнические условия и технически достижимая скорость углубки горных работ позволяют обеспечить заданную производительность карьера. Для поддержания производственной мощности рудника, при подключении к добыче запасов Северного участка, необходимо своевременное проведение на нем вскрышных работ.

Период горно-капитальных работ составит 2 года и за это время нужно будет провести вскрышных работ в объёме 6000 тыс. м³. На 3-й и последующие годы среднегодовой объем добычи руды составит 400 тыс. т. (109 тыс. м³), а годовой объем вскрышных работ составит 3000 тыс. м³. Общий годовой объем горной массы составит:

V_г.м. =109 + 30 000 = 3109 тыс. м³.

После проведения горно-капитальных работ, в проектном контуре карьера останется горной массы 44 032 тыс. м³ (в том числе 7158 тыс. т руды), следовательно, при производительности карьера по руде 400 тыс. т в год, период дальнейшей эксплуатации карьера составляет 19 лет. Т_p? 21 год.

Режим работы карьера (вскрышных и добычных работ) круглогодичный -355 рабочих дней в году (за вычетом 10 общегосударственных выходных), с семидневной рабочей неделей, в две смены, продолжительность смены 11,25 часов, способ работы — вахтовый.

Таким образом, число рабочих смен в году экскаваторного и бурового участка 355 • 2 = 710 смен.

Расчетный сменный объем работ при коэффициенте неравномерности сменных объемов 1,2:

— выемочных V_р.в.= (3109/710) 1,2 = 5,255 тыс. м³

— буровзрывных V _рб = (3109/710) 1,2 = 5,255 тыс. м³

Таблица 2.2 — Календарный план горных работ

Таблица 2.3 — Календарный план отработки карьера «Осенний» по скорректированному проекту