Морфология и условия залегания рудного тела

Содержание

Введение	7

1. Геологическая часть	9

1.1 Геологическая характеристика месторождения	9

1.2 Стратиграфия	11

1.3 Тектоническое строение месторождения	14

1.4 Морфология и условия залегания рудного тела	15

1.5 Качество полезного ископаемого	15

1.6 Гидрогеология	17

1.7 Инженерно-геологические условия месторождения	19

1.8 Запасы месторождения	20

2. Горная часть	23

2.1 Горнотехническая характеристика месторождения	23

2.2 Выбор системы разработки	24

2.3 Мощность и срок существования рудника	27

2.4 Режим работы рудника	27

2.5 Вскрытие месторождения	28

	2.5.1 Расположение основных вскрывающих выработок	30

	2.5.2 Шаг вскрытия и высота этажа	32

	2.5.3 Стволы шахт, их оборудование и функции	33

	2.5.4 Околоствольные дворы	34

2.6 Проведение подготовительно-нарезных горных выработок	35

3. Система разработки	38

3.1 Оборудование для очистных работ	38

3.2 Параметры системы разработки	39

3.3 Параметры БВР	40

3.3 Доставка рудной массы	41

4. Вентиляция	45

4.1 Общие сведения	45

4.2 Расчёт расхода воздуха для вентиляции шахты	46

4.3 Расчёт проветривания тупиковых выработок	48

4.4 Расчёт количества воздуха, необходимого для проветривания выработок	49

5. Горно-механическая часть	54

5.1 Подземный транспорт	54

5.2 Эксплуатация локомотивного транспорта	60

5.3 Подъём	61

5.4 Водоотлив	62

5.5 Компрессорное хозяйство шахты	63

6. Строительная часть	65

6.1Технологический комплекс на поверхности	65

6.2 Промплощадка рудника	65

7. Охрана недр и окружающей среды	68

7.1 Общие сведения по безопасности труда на руднике	68

7.2 Противопожарная защита	69

7.3 Противопожарная защита склада ВМ	71

7.4 План ликвидации аварий (ПЛА)	71

7.5 Электробезопасность	74

7.6 Меры безопасности при проведении горных выработок	74

7.6 Меры безопасности при очистной выемке	75

7.7 Меры безопасности при транспортировке горной массы	76

7.8 Борьба с пылью	76

7.9 Охрана окружающей среды	76

7.10 Мероприятия по охране недр и экологической безопасности	78

7.11 Комплексное и рациональное использование недр и управление качеством рудной руды	79

8. Технологическая схема	81

9. Электроснабжение шахты	82

10. Специальная часть: «Выбор скиповых подъёмных установок»	83

10.1 Существующее положение	83

10.2 Проектные решения	84

11. Экономическая часть	90

11.1 Себестоимость добычи руды и её структура	90

11.2 Формирование денежных потоков	95

11.3 Определение чистого дисконтированного дохода (ЧДД)	97

11.3 Индекс прибыльности (PI)	97

Заключение	99

Список использованной литературы	101































Введение

Бассейн Курской магнитной аномалии (КМА) по запасам богатых железных руд и железистых кварцитов является одним из крупнейших в мире.

Курская магнитная аномалия простирается с северо-запада на юго-восток полосой протяжённостью более 600 км и шириной 150-250 км. Территория бассейна КМА находится в южной части Среднерусской возвышенности и включает в себя несколько железорудных районов: Белгородский, Старооскольский, Новооскольский и Курско-Орловский.

Коробковское месторождение находится в северо-восточной части бассейна КМА.

Добычу железистых кварцитов этого месторождения подземным способом осуществляет шахта им. Губкина.

АО «Комбинат КМАруда» является горнорудным предприятием по добыче подземным способом железистых кварцитов с дальнейшей их переработкой на обогатительной фабрике для получения железорудного концентрата.

Проектирование подземных горных предприятий в современных условиях должно быть нацелено на радикальное улучшение использования природных ресурсов, сырья, материалов, топлива и энергии на всех стадиях – от разведки и добычи полезных ископаемых до использования конечной продукции.

Перед горнодобывающей промышленностью встают задачи более полного и комплексного использования всех полезных ископаемых, пород вскрыши, отходов обогащения и воды, а также рекультивация земель.

Работа проводилась с целью увеличения производительности шахты им. Губкина до 4,7 млн.т сырой руды в год с технологической влажностью 3% за счёт вовлечения в отработку новых участков месторождения в границах действующего этажа и повышения интенсивности выемки. За основу принято положение горных работ на 01.01.2017 г., а также предусмотренный Производственной программой комбината уровень добычи железистых кварцитов в целом по шахте, отдельным залежам и участкам в 2017 г.

Целью выпускной квалификационной работы является совершенствование горного предприятия АО «КМАруда», решение экономических, технологических, производственных задач, с целью повышения рентабельности предприятия, а также повышение безопасности труда и экологической обстановки. 

































1. Геологическая часть

1.1 Геологическая характеристика месторождения

Коробковское железорудное месторождение КМА расположено на территории Губкинского района Белгородской области, вблизи города Губкин. Месторождение приурочено к центральной части северо-восточной полосы Курских магнитных аномалий. На юго-востоке оно граничит с Лебединским, а на юго-западе с Салтыково-Александровским месторождениями. По южной границе проходит железная дорога Старый Оскол-Ржава, соединяющая железную дорогу Москва-Донбасс и Москва-Харьков.

	В географическом отношение Губкинский железорудный район расположен в южной части СреднеРусской возвышенности на водоразделе рек Дона и Днепра.

Непосредственно Коробковское месторождение находится на левобережной части реки Осколец. Абсолютные отметки месторождения колеблются от 217 м (на севере) до 150 м (в долинах ручья Тёплый колодезь).

Коробковское месторождение, как и другие месторождения КМА, имеет двухъярусное строение.

Нижний структурный ярус представляет собой древний (докембрийский) кристаллический фундамент, образованный осадочно-метаморфизованными и магматическими породами архея и протерозоя сложноскладчатого строения.

Верхний структурный ярус образован боле молодыми осадочными породами палеозоя и мезокайнозоя, почти горизонтально залегающими на размытой поверхности докембрийского кристаллического фундамента. По составу осадочная толща сложена глинами, песками, мелом, мергелем. Породы осадочного чехла обводнены.

Железные руды месторождения находятся в пределах нижнего структурного яруса на глубине от 66 до 177 м, в среднем на глубине 116,6 м.

По содержанию железа кремнезёма железные руды делятся на два генетических типа: бедные и богатые. К бедным относятся руды с содержанием Fеобщ. менее 45% и SiО2 больше 45%. Эти руды требуют обогащения. Представлены они железистыми кварцитами и их окисленными разностями. Содержание железа в них колеблется от 25% до 40%, в окисленных – до 45%. Железистые кварциты по происхождению являются гемогенно-осадочно-метаморфизованными образованиями; по времени формирования относятся к нижнему протерозою.

К богатым железным рудам относятся руды с содержанием Fеобщ. больше 45% и SiО2 меньше 25%. Это группа руд объединяет остаточные богатые железные руды древней коры выветривания железистых кварцитов и их переотложенные продукты (осадочные железные руды). Богатые железные руды представляют собой верхнюю зону выветривания железистых кварцитов с содержанием железа общего до 60-69%. Они образовались в результате латеритного выветривания железистых кварцитов в досреднедевонское время (Оскольский рудный район КМА). Рудообразующие процессы заключались в выщелачивании кварца, разложением силикатов, алюмосиликатов, переходе закисных форм железа в окисные. Минералы железа, претерпев окисление, остались на месте. Поэтому богатые руды называются остаточными. Произошло природное обогащение железом верхней части крутозалегающих толщ железистых кварцитов. Богатые железные руды образуют плащеобразные субгоризонтальные залежи с извилистой (изрезанной) нижней границей.

В профиле коры выветривания железистых кварцитов кроме богатых железных руд (верхняя зона) выделяются ещё промежуточные зоны полуокисленных и окисленных железистых кварцитов. Они в балансе разведанных запасов составляют небольшую часть. В связи со сложными гидрогеологическими и инженерно-геологическими особенностями месторождения при существующей системе его подземной отработки полуокисленные, окисленные железистые кварциты и богатые руды являются неизвлекаемыми. В связи с чем в дипломной работе они не рассматриваются.

Единственным железорудным сырьём на Коробковском месторождении являются неокисленные (не затронутые выветриванием) железистые кварциты. На месторождении выделяются Главная, Северо-Восточная, Восточная, Южная и Юго-Восточная залежи железистых кварцитов общей площадью 2,76 км2, а также Сретенская залежь.

Климат района умеренно-континентальный с умеренно холодной зимой и тёплым летом. Среднегодовая температура +5,5°С. Промерзаемость почвы не превышает 1,5 м. Среднегодовая сумма осадков около 500 мм, преобладают осадки в виде дождя.

Вся экономика данного железорудного района подчинена обслуживанию горнодобывающих предприятие. Самыми крупными населёнными пунктами являются города Старый Оскол и Губкин.

Имеется Губкинская ТЭЦ, обеспечивающая электроэнергией шахту им. Губкина, Лебединский и Стойленский ГОКи, обогатительные фабрики, населённые пункты. Непосредственно вблизи Коробковского месторождения располагается железнодорожная станция “КМА” ж/д линии Старый Оскол-Ржава и проходит автострада Белгород-Воронеж.

1.2 Стратиграфия

Докембрий в пределах Коробковского месторождения представлен породами Михайловской серии верхнего архея и курской серии нижнего протерозоя.

Михайловская серия представлена двумя свитами: Александровской и Лебединской.

Александровская свита, представлена метаморфизованными породами: роговообманковыми, гранато-роговообманковыми амфиболитами и в подчинённом количестве амфиболовыми, биотит-амфиболитовыми кристаллическими сланцами.

Амфиболиты представляют собой тёмно-зелёные, серовато-зелёные мелкозернистые породы массивной часто сланцевой или сланцево-полосчатой текстуры. Характеризуются они гранониматобластовой, порфиро-бластовой гелицитовой микроструктурой и массивной, линзовидной, полосчато-сланцевой микротекстурами. Главными породообразующими минералами являются роговая обманка (40-70%), плагиоклаз типа андезита (10-30%); второстепенными являются кварц (5-10%), биотит, актинолит, гранат (от единичных зёрен до 50%). Кристаллические сланцы отличаются более мелкозернистой структурой и преобладанием сланцеватой, сланцевато-полосчатой текстурой. Главными породообразующими минералами являются роговая обманка (15-20%), биотит (10-15%), гранат (до 20%), плагиоклаз (до 25%).

Лебединская свита имеет широкое распространение, слагая ядро Главной и Северо-Восточной залежей, сложена кварцевыми порфирами. Контакт кварцевых порфиров с породами курской серии тектонический. Кварцевые порфиры представляют собой породу серого цвета с различными оттенками сланцеватой, линзовидно-сланцеватой, сланцевато-полосчатой текстурой в периферийных частях массива.

Порфиро-бластовые выделения составляют до 20-50, их размер от 0,5 до 3,5-5 реже 8 мм. Они представлены преимущественно кварцем, в подчиненном количестве плагиоклазом и микроклином, часто раздроблены, перекристаллизованы.

Курская серия включает стойленскую и коробковскую свиты. Породы стойленской свиты подстилают продуктивную толщу кварцитов. В его центральной части они также, как и породы коробковской свиты, срезаются зоной разлома. Стойленская свита сложена двумя подсвитами: нижней – песчаниковой и верхней – сланцевой.

Песчаниковая подсвита (RP1 St1) представлена мелко-тонкозернистыми кварцито-песчаниками от светло-серого до белого цвета. Чаще они мономинеральные, но нередко содержат слюдистые минералы (мусковит, биотит, фуксит) в количестве от долей до 10. Мощность подсвиты 150-200 м.

Сланцевая подсвита (RP1 St2) в виде узкой невыдержанной по мощности полосы подстилает кварциты нижней железорудной подсвиты коробковской свиты, её от 5 до 36 м. Подсвита сложена светло-серыми, двуслюдяными, филитовидными сланцами полосчатой текстуры, обусловленной полосчатым распределением слюдистых минералов.

Коробковская свита представлена двумя железорудными подсвитами: нижней (PR1 Kr1), верхней (PR1 Kr3) и сланцевыми подсвитами: промежуточной (PR1 Kr2) и верхней сланцевой (PR1 Kr4).

Нижняя железорудная подсвита мощностью от 90 до 200-250 м. сложена силикатно-магнетитовыми и магнетитовыми кварцитами с резко подчиненным количеством железно-слюдо-магнетитовых и слаборудных кварцитов. В основании подсвиты, преобладают силикатно-магнетитовые кварциты непостоянной мощности от 10-35 до 100 м. Силикатно-магнетитовые кварциты перекрываются пачкой магнетитовых кварцитов мощностью от 5 до 190 м.

Промежуточная сланцевая подсвита (PR1 Kr2), мощностью от 30 до 100-140 м. сложена сланцами тёмно-серого цвета кварц-биотитовыми, слабоуглистыми, сульфитизированными (пирит, пирротин) минералами.

Верхняя подсвита железистых кварцитов (PR1 Kr3) сложена преимущественно магнетитовыми кварцитами, причём широко развиты ощелочённые разности. Основные породообразующие минералы магнетит, гематит и кварц. Из других минералов встречаются куммингтонитовые карбонаты, актинолит, биотит, турмалин, апатит, циркон, ставролит и сульфиды.

Верхняя сланцевая подсвита (PR1 Kr4) развита повсеместно и залегает на кварцитах верхней железорудной подсвиты. Сланцы от тёмно-серой до чёрной окраски тонкочешуйчатые, до мало-среднечешуйчатых, филлитовидные, кварц-биотитовые, кварц-рогово-обманково-биотитонитовые. Для сланцев характерно невысокое содержание графита. Текстура, как правило, сланцеватая линзоводно-полосчатая. В приконтактовой части с железистыми кварцитами сланцы интенсивно трещиноватые: трещины выполнены кварцем, пиритом и карбонатом.

1.3 Тектоническое строение месторождения

Залежи приурочены к району замыкания Коробковской антиклинали. В целом, толща железистых кварцитов характеризуется сложным складчатым строением: на месторождении установлено три складки 4-го порядка, одна из них синклинальная, две – антиклинальные. Эти складки дополнительно смяты в складки 5-го, 6-го и 7-го порядков, осложненные, в свою очередь, более мелкой складчатостью.

Массив расчленён дизъюнктивными нарушениями сколового и разрывного характера, заполненными диорит-порфиритами и гнейсами, мощностью от нескольких сантиметров до нескольких метров. 

Отмечается также трещиноватость более низкого уровня имеющая системный характер 

Трещины массива горных пород в зависимости от их протяженности для условий Коробковского месторождения разделены на три уровня:

– трещины 1-го уровня — тектонические разрывы, заполненные дайковыми породами, мощностью от 0,6 м до 10 м, протяженностью свыше 500 м; – трещины 2-го уровня — трещины тектонические, литогенетические, экзогенные, протяженностью от 0,5 м до 500 м, мощностью от 0,2 см до 60 см, заполненные кварцем, кальцитом, халькопиритом или без заполнителя;

– трещины 3-го уровня — трещины тектонические или литологические протяженностью до 0,5 м и мощностью до 0,2 мм, различимые в шлифах под микроскопом. 

Среди железистых кварцитов весьма развита мелкая складчатость от нескольких сантиметров до десятков метров, а также микроскладчатость и микропластинчатость. Прослои сланцев среди железистых руд обладают такой же складчатостью, как и железистые кварциты. Дайки имеют субширотное простирание и вертикальное падение 87-90, крутое падение 76-86°.

1.4 Морфология и условия залегания рудного тела

В структурном отношении Коробковское месторождение приурочено к сложному залеганию Тим-Ястребковской синклинали. В структуре рудного поля выделяют ряд складчатых структур различных порядков – от крупных, имеющих размеры сотни метров, до мелких, измеряемых единицами метров.

Среди железистых кварцитов весьма развита мелкая складчатость от нескольких сантиметров до десятков метров, а также микро-складчатость и микро-пластинчатость. Прослои сланцев среди железных руд обладают такой же складчатостью, как и железистые кварциты.

Все породы имеют близкое к вертикальному падение 87-90.

Весьма широко развита трещиноватость в железистых кварцитах, где выделяются трещины расслоения, напластования, растяжения, горизонтальные, полого-наклонные, крутопадающие. Падение крутое 70-90.

Выявлено 5 залежей железистых кварцитов. Главная залежь длина 3 км, ширина 1 км. Запасы 1,9 млрд. т, содержание Fе 44%. Основной рудный минерал – магнетит.

1.5 Качество полезного ископаемого

Железистые кварциты образовались в результате метаморфизма древних железисто-кремнистых осадков главным образом курской серии нижнего протерозоя. Это полосчатые очень крепкие породы. Полосчатость обусловлена чередованием разноокрашенных полос шириной от долей миллиметра до 1,5-2 см, сложенных преимущественно рудными и нерудными минералами.

Основные рудные минералы кварцитов-  магнетит, реже гематит, а нерудные кварц и другие силикаты. Среди силикатов преобладают амфиболы (кумингтонит, актинолит, реже тремолит) и слюды (биотит, иногда флогопит), встречается пироксен. В виде примесей железистые кварциты содержат карбонаты и сульфиды (пирит, пирротин).

Все кварциты подразделяются на следующие геолого-технологические типы:

Таблица 1.1 – Типы железистых кварцитов

Типы кварцитов

Выпуск руды из камер

(сухой вес), т.т.

%

Магнетитовые с силикатами

994

25,3

Магнетитовые

2254

57,3

Железо-слюдково-магнетитовые

352

8,9

Амфибол-магнетитовые

297

7,6

Магнетито-железослюдковые

36

0,9

Итого

3933

100



Железистые кварциты стратиграфически относятся к Коробковской свите, а структурно приурочены к крыльям и замковым частям синклиналей. В магнитном поле кварциты проявляются положительными линейно-вытянутыми высокоинтенсивными аномалиями.

Залежи железистых кварцитов представлены пластами мощностью до 200-500 м моноклинального или сложноскладчатого залегания. Падение их крутое до субвертикального. Протяженность залежей – до нескольких десятков километров.

Среднее содержание железа в балансовых рудах колеблется от 32 до 36,8%. Железистые кварциты после измельчения хорошо обогащаются технологически простым и экологически чистым методом мокрой магнитной сепарации с получением высококачественного магнетитового концентрата.

Средний химический состав богатых железных руд Коробковского месторождения по сравнению с другими месторождениями КМА приведён в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Средний химический состав богатых железных руд

Компоненты

Коробковское месторождение, %

Стретенский участок,

%

Лебединское месторождение, %

Чернянское месторождение, %

Fеобщ.

54.22

53.52

57.49

53.56

Fераст.

52.41

–

56.63

52.98

Fемагн.

–

1.86

–

–

Fе2О3

57.33

73.93

69.58

63.90

FеО

18.14

14.31

10.28

11.43

SiО2

4.89

7.73

6.04

6.13

Аl2О3

2.03

2.29

3.02

3.33

CаО

1.93

2.20

0.88

2.38

MgО

0.54

0.51

0.41

0.81

MnО

–

0.14

–

–

Nа2О

–

0.12

–

–

K2О

–

0.06

–

–

TiО2

0.10

0.13

0.33

1.55

P2О5

0.33

0.20

0.41

0.42

S

0.749

0.48

0.16

0.154

H2О

–

0.08

–

–

П.п.п.

11.38

9.35

8.77

9.13



1.6 Гидрогеология

Коробковское месторождение относится к месторождениям со сложными инженерно-геологическими условиями.

Комплекс осадочных пород интенсивно обводнён, содержит четыре водоносных горизонта: четвертичный (аллювиальный), турон-коньякский, альб-сеноманский и юрский.

Аллювиальный горизонт приурочен к пойменным отложениям реки Осколец и ручья Тёплый Колодезь и распространён ограниченно. Мощность обводнённой части аллювиальных отложений (пески, супеси) 8–12 м. Горизонт имеет гидравлическую связь с нижележащими водоносными горизонтами. Питание горизонта идёт за счёт атмосферных осадков, паводковых вод и, в меньшей степени, за счёт перетоков из нижележащих водоносных горизонтов. Водопроницаемость горизонта слабая, коэффициент фильтрации — 1,0 м/сутки.

Турон-коньякский горизонт приурочен к трещиноватым мелам, залегает на песках альб-сеномана и перекрыт четвертичными отложениями. Горизонт распространён повсеместно, безнапорный. Мощность обводнённой части мелов от 2 до 20 м. Водопроницаемость: на водоразделах — от 20 до 50 м2 /сутки, в русловых участках — 500–1000 м 2 /сутки. Питание горизонта идет за счёт атмосферных осадков, талых вод и перетоков из нижележащих напорных водоносных горизонтов.

Альб-сеноманский горизонт распространён повсеместно. Водовмещающие породы — пески альб-сеномана, общей мощностью около 30 м — залегают на песчано-глинистых отложениях юры и перекрываются мелами турон-коньяка. Горизонт напорный, величина напора до 20 м. Коэффициент фильтрации песков — 4,3–14,4 м/сутки. Питание горизонта идет за счёт инфильтрации атмосферных осадков и перетоков из выше- и нижележащих водоносных горизонтов. Юрский горизонт распространён ограниченно, так как водовмещающие пески приурочены к участкам понижения поверхности докембрия. Пески переслаиваются с глинами и алевролитами, образующими верхний и нижний водоупор. Горизонт напорный, напор до 80 м. Водопроницаемость песков слабая, коэффициент фильтрации от 0,004 до 0,05 м/сутки.

По химическому составу воды вышеуказанных водоносных горизонтов гидрокарбонатно-кальциевые, с минерализацией от 0,3 до 0,7 г/л. К верхней части докембрийского комплекса приурочен архей-протерозойский водоносный горизонт, ограниченный снизу водоупором из плотных пород докембрия и сверху — юрскими глинистыми отложениями. Наиболее водообильными здесь являются зоны богатых железных руд, представляющих древнюю кору выветривания кварцитов, и зоны трещиноватых окисленных кварцитов. Вода горизонта напорная, напор достигает 50–60 м. Коэффициент фильтрации водосодержащих пород составляет 0,042–0,230 м/сутки.

Отметим, что под влиянием дренажных работ горнодобывающих предприятий района уровень воды архей-протерозойского горизонта снижается. Питание горизонта  идет за счёт перетока воды из вышележащих водоносных горизонтов.

Воды архей-протерозоя имеют гидрокарбонатно-сульфатную и кальциево-натриевую минерализацию. В связи с водообильностью богатые железные и осадочные породы склонны к плывучести.

 Общие статические запасы вод осадочных отложений превышают миллион кубических метров. С целью предотвращения прорыва подземных вод, служит оставляемый целик мощностью до 70м.

Общий приток воды в шахту из горных выработок в 2016 году составил 247 м3/час. Наиболее водообильными являются выработки гор.+35м, где приток воды составляет 120 м3/час.

1.7 Инженерно-геологические условия месторождения

Инженерно-геологичекие и геомеханические условия Коробковского месторождения детально изучены в период специальных исследований. В связи с подземным способом разработки месторождения в пределах массивов неокисленных железистых кварцитов (НЖК), основное внимание уделено изучению массивов пород рудно-кристаллического комплекса.

Коробковское месторождение железистых кварцитов отрабатывается рудником им. Губкина с 1955 г. 

В настоящее время запасы руд в пределах горного отвода предприятия практически заканчиваются. Запасы руд имеются как выше. так и ниже отрабатываемого горизонта (в пределах горного отвода до отметки -250 м). 

После проведения геомеханических исследований принято решение о первоочередном вскрытии и отработке запасов нижнего горизонта в пределах от -125 до -250 м.

 Глубина горных работ на отметке -250 м составит 450 м от поверхности. На большей глубине возрастает горное давление, что необходимо учитывать при расчете размеров целиков и камер, а также величины предохранительного целика между горизонтом -125 м и нижележащим отрабатываемым этажом.

Весьма широко развита трещиноватость в железистых кварцитах, где выделяются трещины расслоения, напластования, растяжения, горизонтальные, пологонаклонные, крутопадающие.	 

Падение крутое 70-90.

Железистые кварциты и вмещающие их сланцы являются очень крепкими породами, с коэффициентом крепости по шкале М.М.Протодьяконова  от 16-18 до 20, средняя плотность =3,4 т/м3.

Рисунок 1.1 – Геологический разрез

1.8 Запасы месторождения

Подсчёт запасов железистых кварцитов Коробковского месторождения выполнен методом вертикальных сечений (геологических разрезов) по кондициям, разработанным институтом «Центрогипроруда», которыми предусмотрено:

Минимальное промышленное содержание магнетитового железа в подсчётном блоке – 20%;

Бортовое содержание магнетитового железа в пробе – 16%;

Минимальная мощность рудных тел, включаемых в подсчёт запасов –10 м;

Максимальная мощность внутри рудных прослоев бедных кварцитов и пустых пород, включаемых в подсчёт запасов – 10 м.

Таблица 1.3 – Запасы Стретенского участка

Наименование

Категория запасов

Запасы сухой руды, тыс.т

Массовая доля, %







Fеобщ.

Fемагн.

1. Балансовые запасы в этаже выше гор. минус 65м (потолочина).

В+С1

297748

33.65

27.59



С2

12188

34.66

27.95

2. Балансовые запасы между гор. минус 65?минус 165 м.

В+С1

287020

33.50

27.56



С2

12660

34.62

28.10

3 .Балансовые запасы между гор. минус 165?минус 250 м.

С1

153814

34.27

28.56



С2

85279

32.51

26.82

Итого: по Стретенс-кому участку.

В+С1

738582

33.72

27.78



С2

110127

32.99

27.09



Таблица 1.4 – Запасы по Западной залежи Лебединского месторождения

Наименования

Категория запасов и номер блока

Балансовые запасы, тыс.т

Массовая доля, %







Fеобщ.

Fемагн.

1.Весь блок между разрезами VI-490с (II-З)?Х-З.

420-С2

186671

33,13

26,67

2.Часть блока между разрезом VI-490с (II-З) и границей горного отвода ОАО «Лебединский ГОК».

420-С2

98868

33,13

26,67

3.Этаж минус 65? минус 125м в пределах отработки.

420-С2

20512

33,13

26,67

Вывод. Коробковское месторождение приурочено к центральной части северо-восточной полосы Курских магнитных аномалий.

Коробковское месторождение как и другие месторождения КМА, имеет двухъярусное строение. Железные руды месторождения находятся в пределах нижнего структурного яруса на глубине от 66 до 177 м, в среднем на глубине 116,6 м.

Залежи железистых кварцитов представлены пластами мощностью до 200-500 м моноклинального или сложноскладчатого залегания. Среднее содержание железа в балансовых рудах колеблется от 32 до 36,8%.

Комплекс осадочных пород интенсивно обводнён, содержит четыре водоносных горизонта: четвертичный (аллювиальный), турон-коньякский, альб-сеноманский и юрский. Средний водоприток в шахту равен 300 м3 /час.

Руды не склонны к слёживаемости и самовозгоранию.

Коэффициент крепости по шкале М.М.Протодьяконова  от 16-18 до 20, средняя плотность =3,4 т/м3.

С целью предотвращения прорыва подземных вод,служит оставляемый целик мощностью до 70м. Потери в целиках составляют приблизительно 60%.















2. Горная часть

2.1 Горнотехническая характеристика месторождения

Шахта им. Губкина АО «Комбинат КМАруда» отрабатывает Коробковское месторождение железистых кварцитов подземным способом с 1952 года под защитой потолочного предохранительного целика и системы опорных целиков, образующих жесткую пространственную конструкцию.

 Месторождение приурочено к сложному тектоническому узлу и состоит из двух комплектов пород:

первый, осадочный – представлен: мезо-кайнозайскими породами – суглинками, обводненными мелами, мергелем, песками, юрскими глинами и девонскими переотложенными рудами общей мощностью 120 м;

второй, рудно-кристаллический, представлен: амфиболитами, кварцевыми порфирами архейского возраста, а также образованиями архейского возраста, а также образованиями протерозоя, к которым относятся и железистые кварциты. Весь комплекс пород имеет сложное строение, смят в складки различных порядков и имеет близкое к вертикальному падение. Железистые кварциты интенсивно метаморфизованы, в них отмечаются прослои сланцев различного состава и многочисленные дайки. Вмещающими породами являются сланцы различного минералогического состава.

Горные породы устойчивые и, как правило, крепления не требуют. Руды не пожароопасные. Выделений горючих и ядовитых газов не выявлено. Радиоактивность пород в пределах допустимых норм. Кварциты отличаются повышенным содержанием свободного кремнезема и относятся к силикозоопасным.

Горные породы способны к накоплению упругой энергии, в силу чего месторождение отнесено к категории склонных и опасных по горным ударам.

В гидрогеологическом плане выделяются три основных водоносных горизонта: два приурочены к осадочной толще пород, а третий связан с трещинами в протерозойских образованиях. Водоносные горизонты взаимосвязаны, хотя неплохим экраном между последним и двумя верхнимиявляются юрские глины.

2.2 Выбор системы разработки

Для выемки запасов месторождения рекомендуется этажно-камерная система разработки (ЭКСР). Данное решение принято исходя из следующих соображений:

- обязательное оставление регулярных опорных целиков по всей площади шахтного поля для недопущения критических деформаций в целике под водоносным комплексом и на земной поверхности;

- наилучшие технико-экономические показатели при невысоком содержании полезных компонентов в добываемой руде, что предопределяет использование этой системы как основной при выемке как можно большего объема запасов месторождения;

- существующая сеть горных выработок и коммуникаций, пройдены и обустроены исходя из возможности применения данной системы разработки;

- многолетняя практика ведения очистных работ на шахте им.Губкина этажно-камерной системой разработки.

Железистые кварциты разрабатываются по всему шахтному полю между горизонтами -71 м и -125 м. Все горные выработки пройдены в устойчивых горных породах и руде без крепления с крепостью 14-20 по шкале профессора М.М. Протодьяконова. 

Отработка запасов руды в очистных камерах осуществляется этажно-камерной системой разработки с наклонным днищем.



Рисунок 2.1 – Схема этажно-камерной системы разработки

1 – откатный орт; 2 – вентиляционный орт; 3 – вентиляционный восстающий штрек; 4 – буровая камера вентиляционного восстающего штрека; 5 – камера оператора виброустановки; 6 – доставочная камера; 7 – заходка под воронку; 8 – воронка выпуска; 9 – вентиляционный штрек блока; 10 – вентиляционная сбойка; 11 – ходок на подсечку; 12 – подсечка; 13 – сбойка на вентиляционный орт; 14 – буровой орт; 15 – буровой штрек; 16 – отрезная камера; 17 – отрезной восстающий штрек; 18 – раскоска; 19 – заходка буровая.

Камеры в плане имеют прямоугольную форму (ширина камер 30 м и длина 55-75 м) и круглую (диаметр 50 м).

На каждую камеру составляется проект подготовки и отработки камеры с учетом геологических и горнотехнических условий, определяется место расположения и количество выпускных ортов, дучек с воронками, буровых выработок, принимаются необходимые параметры буровых и взрывных работ по разделке разрезной щели, отбойке уступов и образованию свода в кровле.

Бурение шпуров диаметром 40мм при проходке горизонтальных выработок производится установками УПБ-1, ЛКРУ и ЛКРТ с использованием перфораторов ССПБ-1 и ПП-63В, ПП-80; вертикальных - телескопными перфораторами ПТ-48.

Шпуры заряжаются: вручную - аммонитом 6ЖВ в патронах диаметром 32мм. Механизированным способом (боевик из патронированного ВВ и остальной заряд из гранулированного ВВ) с применением зарядчиков ЗМК-1А и РПЗ-0,6.

Проходка вертикальных выработок осуществляется путем секционного взрывания глубоких скважин, пробуренных станками НКР-100 М.

Проходка горизонтальных выработок и вертикальных высотою до 8м (дучки, нижняя часть вентиляционных и перепускных восстающих) производится мелкошпуровым способом.

Отбойка руды производится путем бурения и взрывания вертикально и веернорасположенных глубоких скважин диаметром 100 мм. Отбойка уступов производится зарядами веерных и вертикальных нисходящих скважин. В первом ряду от выработанного пространства располагаются перпендикулярно к нему 6-7 вееров, на границах камеры вертикальные скважины, иногда, в зависимости от схемы подготовки камеры, один веер. [23] Расстояние между скважинами (веерами) 4м, ЛНС-3.2 м.

Уборка горной массы на гор-125м при проходке подготовительных выработок производится машинами 1ППН-5, нарезных – скреперными лебедками 55ЛС-2СМ, на гор-71м в выработках, оборудованных откаточными путями – машинами ШПН-5 и в остальных – машинами ПТ-4.

Транспортировка горной массы из забоев осуществляется электровозами К-14, К-10 в вагонетках УВБ-4 и ВГ-4,5.

2.3 Мощность и срок существования рудника

Годовую производительность шахты определяем по формуле:

Аг=S  Ки К1  , млн. т/год,                                      (2.1)

где, S = 160000 м2 – горизонтальная рудная площадь;

Ки= 0,09 – коэффициент использования рудной площади;

К1= 1 – доля применяемой системы разработки;

Размеры блока – 30 м ? 55 м ? 63,5 м = 104 775 м3 ? 3,4 т/м3 = 356235 т

a1 = 356235 т – запасы блока; V = 1650 м2 – площадь блока;

Аг= 197000  0,09  1  = 3,821 млн.т/год

Число блоков, находящихся в очистной выемке, необходимое для обеспечения заданной производительности:

nк =  ? 11 блоков

Принимаем по практическим данным:

5 блоков – в подготовке;

6 блоков – в нарезке.

Срок существования: Ллет = Z / Аг = 116 млн.т / 3,821 млн.т = 30,3 года.

2.4 Режим работы рудника

На шахте им. Губкина в технологических схемах по добыче, дроблению и транспорту кварцитов на обогатительную фабрику для трудящихся установлен прерывный режим работы по 7,2 ч/сутки (смену) и с общими выходными днями в субботу и воскресенье. Общее количество рабочих дней в году – 312. На проходческих и вспомогательных участках продолжительность рабочей недели также – 5 дней с двумя выходными днями – суббота и воскресенье. Продолжительность рабочей смены – 7,2 ч.

При проведении горных выработок на основных и вспомогательных процессах формы организации труда - бригадные. Бригады состоят из звеньев. Состав бригады – 5-25 чел. Состав звена – 2 чел. и более.

Бригады формируются по отдельным видам работ (добыча, проходка и т.д.)

На поверхности продолжительность рабочей недели – 5 дней с выходными в субботу и воскресенье. Продолжительность смены – 8 час.

На шахте приняты две формы оплаты труда: сдельно-премиальная и повременно-премиальная.

По сдельно-премиальной работают рабочие по добыче железистых кварцитов, проходке горных выработок и бурению глубоких скважин.

По повременно-премиальной форме оплаты труда работают слесарные группы всех участков, бригады вспомогательных участков и ИТР шахты.

Таблица 2.1 – Организация работ на руднике

№ п/п

Вид работ

Число рабочих дней в году

Число смен в сутки

Продолжитель-ность смены, час

1.

Добыча р.......................