- •1.3 Горнотехнические характеристики пород
- •1.4 Инженерно - геологические условия разработки месторождения
- •1.4 Общая гидрогеологическая характеристика участка Шубинского месторождения
- •1.5 Гидрогеологические условия вскрытия месторождения. Гидрогеологические условия отработки месторождения
- •1.6 Качественная характеристика руд
- •1.7 Запасы Шубинского месторождения
- •1.9 Дальнейшее направление разведочных работ
1 Горно - геологическая часть месторождения. Горнотехническая часть месторождения
1.1 Географическое положение
Шубинское месторождение находится на территории Глубоковского района Восточно-Казахстанской области на расстоянии 14 км к северо - востоку от г. Риддера, где расположены металлургический комплекс и горно-обогатительный комплекс ТОО «Казцинк» и железнодорожная станция.
Месторождение связано с г. Риддером дорогой с гравийным покрытием, действующей в любое время года. Город Риддер соединен с областным центром - городом Усть-Каменогорском железной и автомобильной дорогами протяженностью, соответственно, 102 км и 126 км.
Рельеф района среднегорный, сильно пересеченный. Участок месторождения представляет собой платообразную возвышенность с абсолютной отметкой 1 тыс. 100 м, ограниченную с севера ключом Мартыновым, с юга - ключом Шубинским, входящими в бассейн р. Ульбы. Среднегодовой дебит каждого из них 0.01 - 0.02 м³/сек или 300 - 600 тыс. м³/год. Вода этих ключей пригодна для питьевых и технических целей.
Климат района резко континентальный со среднегодовой температурой + 1.6° С, с крайними пределами + 34.0 в июле и - 45.0 в декабре. Среднегодовое количество осадков 667 мм. Наибольшее их количество приходится на летний сезон. Снеговой покров удерживается в течение 160 дней, с ноября по апрель месяц.
Почва промерзает на глубину до 1.5 - 2.0 м.
Вся территория района (за исключением высокогорья) покрыта лесом, преобладают хвойные породы. Строительные материалы, кроме богатых лесных массивов, представлены различными туфовыми породами, гравийно-галечниковыми отложениями и глинами.
Основой экономики г. Риддера является производство цветных металлов на Риддерском горно-обогатительном комплексе ТОО «Казцинк», которым разрабатываются Шубинское, Риддер - Сокольное и Тишинское месторождения.
Риддерский горно-обогатительный комплекс ТОО «Казцинк» обеспечивается электроэнергией от Бухтарминской ГЭС, дефицит покрывается Риддерской ТЭЦ.
Строительный лес и цемент заготавливаются в пределах области, другие строительные материалы имеются на месте.
При освоении Шубинского месторождения потребность в трудовых ресурсах может быть удовлетворена за счет города Риддер.
1.2 Краткая геологическая характеристика района. Краткая геологическая характеристика месторождения
Шубинское месторождение приурочено к границе Успенско - Карелинского и Шубинского тектонических блоков.
1 - ый блок сложен вулканогенно - осадочными породами Лениногорской, Крюковской, Ильинской и Успенской свит; 2 - ой блок терригенными отложениями Белоубинской свиты.
Стратиграфически месторождение залегает в среднедевонских вулканогенно - осадочных образованиях успенской свиты в зоне контакта с песчано - глинистыми отложениями Белоубинской свиты. Генеральное простирание пород Успенской и Белоубинский свит северо - западное - 315 - 330; падение крутое северо - восточное (65 - 85)
Успенская свита слагает юго-западную часть месторождения (лежачий бок оруденения). Разрез свиты, представлен преимущественно осадочно-вулканогенными породами кислого состава (туфы и туффиты кислого состава, туфолавы кварцевых альбитофиров), а также вулканогенными породами среднего состава (туфы и лавы среднего - основного состава) с небольшими прослоями и линзами туфов смешанного состава и глинистых алевролитов. Мощность свиты в районе до 200 - 300 м.
Белоубинская свита слагает северо - восточную часть площади месторождения (висячий бок оруденения), перекрывая породы Успенской свиты, и представлена углисто - глинистыми, глинистыми алевролитами, алевропесчаниками с прослоями песчаников.
Магматические породы на месторождении представлены кварцевыми альбитофирами. Которые выделяются в виде 2 - х небольших интрузий в северо - западной и юго-восточной частях месторождения. Вытянутой в северо - западном направлении. Формы с секущими контактами по отношению к вмещающим их породам.
В структурном плане месторождение приурочено к юго-западному крылу Шубинской синклинали генерального северо - западного простирания (структуре 3 - го порядка), в свою очередь осложненной мелкими поперечными складчатыми структурами, в 1 - ой из которых и локализуется месторождение. Последняя структура имеет антиклинальный куполообразный характер и осложняется 2 крутыми флексурообразными изгибами в юго-восточной части и 1 более плавным изгибом на северо - западе.
Месторождение приурочено к Шубинской ветви региональной Успенско - Карелинской зоны рассланцевания (смятия), поэтому породы и, частично, руды в его пределах повсеместно рассланцованы и метаморфизованы. На фоне этого выделяются локальные зоны интенсивного рассланцевания и дробления шириной в среднем 10 - 20 м и протяжённостью от 50 до 550 м. Вдоль до рудных зон дробления развиты тела медно - колчеданных, медно - цинковых и полиметаллических руд. Пострудные нарушения наследуют направление до рудных зон дробления, приурочены чаще всего к контактам рудных тел с вмещающими породами, повторяя изгибы рудных тел.
Наиболее распространённые текстуры руд - массивные и полосчатые, реже - гнездово - петельчатые, сланцевато - полосчатые.
На месторождении более или менее чётко устанавливается горизонтальная зональность оруденения, выраженная в преобладании свинца и цинка в висячем боку и постепенном уменьшении их к лежачему боку, где увеличивается содержание меди. В рудных телах, как сплошных, так и густо вкрапленных сульфидных, лежачий бок представлен пиритовыми рудами. По простиранию отмечается уменьшение количества пирита и халькопирита в юго-восточном направлении.
Оруденение месторождения концентрируется в пределах 1 рудной зоны, между профилями 1 - 10 л.о., состоящей из 2 - х участков - северо - западного и юго-восточного (по простиранию между профилями 4 - 8 л.о. промышленное оруденение практически отсутствует). В пределах рудной зоны выделены 5 крупных и 24 мелких рудных тел. Наибольший интерес из них представляют тела №1, 2, 3. Границы сплошных колчеданно - полиметаллических руд с вмещающими породами и прожилково-вкрапленными рудами, как правило, четкие. Границы прожилково-вкрапленных руд устанавливаются по данным опробования на основании кондиционных требований. Месторождение в целом представляет собой 1 рудную залежь.
Форма рудных тел жилообразная, жильно - столбообразная, лентовидная, линзовидная. Контакты рудных тел с вмещающими породами, как правило, сорваны тектоническими нарушениями. Падение тел под углами 65 - 80 на северо - восток, простирание северо - западное 320 - 340. Протяженность основных рудных тел колеблется от 100 - 130 м до 200 - 220 м по простиранию и от 190 до 500 - 725 м по падению. Мощность в пересечениях изменяется от минимальной 0.26 - 0.4 м в пережимах до 21 - 28 м в раздувах при средних значениях от 1.6 м (р.т.5) до 9.0 м (р.т. 2).
Рудные тела № 2 - 5 локализуются среди гидротермально - измененных рассланцованных, серицитизированных и окварцованных туфов и туффитов кислого состава и в меньшей мере - окремнённых алевролитах верхней части Успенской свиты. Рудное тело № 1 контролируется зонами межпластовых срывов в углисто - глинистых сланцах Белоубинской свиты или по контакту их с гидротермально - измененными (серицитизированными, окварцованными и рассланцованными) туфами и туффитами кислого состава Успенской свиты.
Руды характеризуются коэффициентом крепости f = 1013, вмещающие породы f = 8 12 , породные прослои f = 6 10.
Устойчивость руды и породы от средней до устойчивой.
Локальные участки по сланцам могут быть до неустойчивых, мощность их до 3 5 м и приурочены к висячем боку (северо - восточный контакт).
Плотность пород в среднем составляет 2.5 2.8 т/м³, руды в зависимости от степени минерализации рудными компонентами от 2.9 4.4 т/м³. Коэффициент разрыхления для пород составляет 1.48; для руд 1.50 .
По результатам исследований ВНИИцветмета и ВНИМИ Шубинское месторождение до гл. 750 м (ур.5 горизонта) отнесено к категории неопасных по горным ударам и ко 2 типу пожароопасных. Руды месторождения отнесены ко 2 классу, умеренно склонные к окислению.
По данным химических анализов, выполненных лабораторией Лениногорского полиметаллического комбината, содержание свободной серной кислоты в рудничных водах в большинстве случаев составляло менее 0.1 г/л.
Проведенными работами однозначно прогнозируется радиационная безопасность всего технологического процесса добычи и переработки руд.
Содержание свободной кремнекислоты в рудах колеблется от 14 до 45% - на основании чего Шубинское месторождение отнесено к силикозоопасным (пневмосиликозоопасным).
Рудные контура отстроены по результатам химических анализов опробования керна скважин алмазного бурения, на основании утвержденных кондиций ГКЗ СССР №2336-к от 03.03.1989 г.
Подсчет запасов произведен методом параллельных вертикальных сечений и утвержден протоколом №10861 от 24.05. 1990 г.
Рудные тела представлены колчеданно - медными, колчеданно - медно - цинковыми.
1.3 Горнотехнические характеристики пород
К горнотехническим характеристикам пород относится показатели, непосредственно определяющие эффективность основного процесса горных работ, а именно разрушения пород. Основными из этих характеристик являются: взрываемость, буримость, абразивность.
Взрываемость пород определим по среднему значению удельного расхода взрывчатого вещества, использованное на сечении этих выработок по формуле (1.1):
, (1.1)
где - взрываемость пород;
- удельный расход ВВ. на выработку, кг/м²;
- количество выработок с применением взрывчатых веществ.
Значение данных возьмем из приложения А.
Подставляя числовые данные, получим.
Абразивность пород возьмем из таблицы 1.2.
Таблица 1.2
Абразивность пород и руд
Наименование пород и руд |
Абразивность (а), мг |
Сплошная колчеданная медно-цинковая руда |
9 - 18 |
Медно-колчеданная руда |
5 - 11 |
Полиметаллическая руда |
8 |
Алевролиты |
1 - 4 |
Туфы кислого состава |
16 |
Туфы смешанного состава |
13 |
Туфы основного состава |
- |
Туффиты |
8 - 23 |
Альбитофиры |
15 - 28 |
Левобрекчииальбитофиров |
- |
Серицито-кварцевая порода |
18 - 20 |
Серицито-кварцевые сланцы |
- |
Кварциты |
21 |
Порфириты |
12 |
1.4 Инженерно - геологические условия разработки месторождения
В геоморфологическом отношении Шубинское месторождение приурочено к платообразному междуречью ручьев Мартынова, расположенного с севера месторождения, и Шубина - с юга. Абсолютные отметки поверхности месторождения соответствуют 1 тыс. 100 м.
Инженерно - геологические условия при разработке месторождения ожидаются средней сложности.
С поверхности месторождение повсеместно перекрыто рыхлыми делювиально-пролювиальными суглинисто - глинистыми отложениями современного возраста с включением песка, дресвы и щебня до 25%.
Мощность рыхлых отложений от 0.3 до 25.2 м и составляет в среднем 10 - 12 м.
Шубинское месторождение погребённого типа. Рудные тела непосредственного выхода на дневную поверхность не имеют и приурочены в основном к контакту углисто - глинистых алевропелитов и метасоматитов серицит - кварцевого состава по кислым туфам и туффитам. Отработка рудных тел предполагается на глубину, примерно 570 м (уровень 9 гор. абс. отм. + 510 м).
Рудовмещающими породами лежачего бока являются хлорит - серицит - кварцевые сланцы и серицитовые кварциты, развитые по туфам и туффитам кислого состава Успенской свиты. Висячий бок представлен экранирующей толщей углисто - глинистых сланцев Белоубинской свиты.
Породы и руды месторождения до уровня 1 горизонта, в среднем на глубину 25 - 35 м, помимо наличия зон дробления, интенсивного рассланцевания, вторичных изменений, подверглись факторам приповерхностного выветривания, а руды - окислению. Поэтому в данном интервале они будут неустойчивы и способны к обрушению, вывалам, куполению в горных выработках.
Ниже по глубине скальные породы трещиноваты, рассланцованы, менее выветренные и относятся к более устойчивым.
Физико - механические свойства руд и вмещающих пород изучались в лабораториях Лениногорского полиметаллического комбината (1989 г), ПГО «Востказгеология» и ВНИИцветмета (1989 г).
Для большинства основных разновидностей пород Шубинского месторождения характерна анизотропия прочностных свойств, причиной которой является сланцеватость, микротрещиноватость, наличие слюдистых материалов - хлорита, серицита.
Коэффициенты крепости по проф. М.М. Протодьяконову изменяются в больших пределах (2 - 15).
Наиболее крепкими на месторождении будут руды (f = 7 - 15), альбитофиры (5 - 9), менее крепкие алевролиты (2 - 8), крепость серицит кварцевых пород колеблется в зависимости от их состава (f = 3 - 10).
В целом породы на месторождении преимущественно средней прочности (3 - 7).
В водонасыщенном состоянии отмечается снижение прочностных свойств пород и руд, особенно в серицит - кварцевых породах (сланцах) и рассланцованных алевролитах, которые при этом теряют до 50% своей прочности.
На месторождении выделены по устойчивости 4 категории пород и руд из 5, предусмотренных классификациями ПТЭ и института ВНИМИ - это устойчивые, среднеустойчивые, неустойчивые и весьма неустойчивые.
Плотность вмещающих пород в среднем по месторождению равна 2.8 т/м³. Плотность руд рассчитывалась по таблицам подсчета запасов Шубинского месторождения на 1.10.89 г и в среднем для балансовых руд категории С1 - С2 соответствует 3.12 т/м³ для забалансовых - 3.13 т/м³.
Коэффициент разрыхления руд равен 1.5; пород - 1.48.
По исследованиям ВНИИцветмета (1989 г) Шубинское месторождение относится к категории не опасных месторождений по горным ударам. Отмечено, что удароопасность в условиях Шубинского месторождения может возникнуть на критической глубине около 750 м от поверхности, что значительно ниже глубины разработки (570 м).
Сильная слеживаемость отбитой горной массы будет наблюдаться при её транспортировке и при влажности 5 - 8%, плывунные свойства будут проявляться при влажности более 13%, а при влажности от 8 до 13% отбитая руда и порода может зависать, налипать или расплываться. Для придания горной массе сыпучести влажность её не должна превышать 4%.
По температурным исследованиям, проведенным в выработках 1, 3 и 5 горизонтов, средняя величина геотермического градиента по месторождению составляет 1.9° С на 100 м. В выработках 6 - 9 горизонтов температура окружающих пород и подземных вод ожидается в пределах 13 - 17° С.
По результатам геофизических исследований радиационная обстановка в горных выработках Шубинского месторождения предполагается в пределах уровня естественной радиации.
В результате исследований, выполненных институтом «Унипромедь» (1987 г), все типы руд, представленные на Шубинском месторождении, относятся к умеренно склонным к самовозгоранию (2 классу). Месторождение характеризуется, как пожароопасное.
Содержание свободной кремнекислоты в рудах колеблется в пределах 14 - 45%, во вмещающих породах достигает 80%, поэтому месторождение при разработке будет силикозоопасным.
Сейсмичность района месторождения оценивается в 7 баллов.
Таблица 1.3
Физико - механические свойства пород и руд Шубинского месторождения
Наименование пород и руд |
Средние значения коэффициента крепости по проф. М.М. Протодьяконову |
Плотность, т/м³ |
Абразивность (а), мг |
|||
в сухом состоянии |
в водонасыщенном |
|||||
Сплошная колчеданная медно-цинковая руда |
10 - 12 |
7 - 9 |
3.62 - 4.32 |
9 - 18 |
||
Медно-колчеданная руда |
10 - 12 |
7 - 9 |
3.67 - 4.43 |
5 - 11 |
||
Полиметаллическая руда |
7 - 9 |
- |
3.31 |
8 |
||
Алевролиты |
4 - 6 |
2 - 3 |
2.50 - 3.02 |
1 - 4 |
||
Туфы кислого состава |
6 |
3 |
2.69 - 2.82 |
16 |
||
Туфы смешанного состава |
4 |
3 |
2.81 - 2.93 |
13 |
||
Туфы основного состава |
7 |
2 |
2.78 |
- |
||
Туффиты |
6 |
3 |
2.62 - 2.84 |
8 - 23 |
||
Альбитофиры |
7 - 9 |
4 - 6 |
2.6 - 3.03 |
15 - 28 |
||
Левобрекчииальбитофиров |
7 |
6 |
2.7 |
- |
||
Серицито-кварцевая порода |
4 - 6 |
2-3 |
2.68 - 3.07 |
18 - 20 |
||
Серицито-кварцевые сланцы |
3 |
1 |
3.00 |
- |
||
Кварциты |
7 - 9 |
4 - 6 |
2.67 - 2.90 |
21 |
||
Порфириты |
4 |
2 - 3 |
2.72 - 2.97 |
12 |