Гидрогеологические условия разработки месторождения
Nbsp; ОАО "Учалинский ГОК"
Сибайский филиал
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ
Доработка залежи "Новый Сибай” Сибайского
месторождения подземным способом
Екатеринбург
2008
СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
Лаборатория геотехнологии подземных горных работ
Лаборатория устойчивости бортов карьеров и
сдвижения горных пород
Лаборатория закладочных работ
Горный проектно-строительный центр
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Введение .............................................................................................................. 7
1 Геологическая характеристика месторождения .................................. 9
1.1 Геологическое строение месторождения ........................................... 9
1.2 Морфология залежи Новый Сибай...................................................... 14
1.3 Вещественный состав руд залежи Новый Сибай ............................ 15
1.4 Гидрогеологические условия разработки месторождения ............ 17
1.5 Инженерно-геологические условия разработки месторождения . 26
1.6 Запасы руды в залежи Новый Сибай ................................................. 30
1.7 Эксплуатационная разведка ................................................................... 32
Существующее положение горных работ и основные решения
по вскрытию месторождения ...................................................................... 33
|
|
|
2.1 Существующее состояние горных работ на Сибайском
подземном руднике .................................................................................. 33
2.2 Основные решения по вскрытию месторождения ........................... 35
2.3 Проветривание рудника .......................................................................... 37
Прогноз сдвижений и деформаций при доработке месторождения
Новый Сибай подземным способом.......................................................... 38
3.1 Построение зоны сдвижения на земной поверхности .................... 38
3.2 Построение зон сдвижения внутри массива горных пород ........... 41
Геомеханическое обоснование технологии подземной
доработки Ново-Сибайской залежи............................................................ 43
4.1 Обоснование коэффициента запаса устойчивости бортов
карьера при выемке законтурных запасов руды................................ 43
4.2 Обоснование выемки части прибортовых запасов без
нарушения целостности рудного массива и существующего
карьерного съезда...................................................................................... 47
4.3 Геомеханическое обоснование параметров отработки основных
запасов рудной залежи с обрушением вмещающих пород ........... 50
|
|
|
4.3.1 Расчет параметров системы разработки подэтажного
обрушения с одностадийным порядком выемки................... 50
4.3.2 Расчет параметров системы разработки подэтажного
обрушения с двухстадийным порядком отработки
(блоковое обрушение)................................................................... 51
5 Системы разработки ........................................................................................ 54
5.1 Горно-технические особенности разработки рудной залежи......... 54
5.2 Выбор и обоснование систем разработки .......................................... 55
5.2.1 Выемка прибортовых запасов руды открытыми
камерами (прирезками) ............................................................... 59
5.2.2 Система подэтажного обрушения с торцовым
выпуском руды ............................................................................... 62
5.2.3 Система подэтажного обрушения с двухстадийным
порядком отработки блоков (блоковое обрушение).............. 68
6Подготовка и доработка рудной залежи .................................................. 71
6.1 Общий порядок отработки....................................................................... 71
|
|
|
6.2 Отработка запасов в южном и северном бортах карьера
выше гор. 469 м .......................................................................................... 71
6.2.1 Порядок отработки запасов выше гор. 489 м.......................... 71
6.2.2 Подготовка и отработка запасов выше гор. 469 м................. 73
6.3 Отработка запасов ниже гор. 469 м........................................................ 74
6.3.1 Первый вариант подготовки и отработки рудной залежи
ниже гор. 469 м (рудная подготовка) ........................................ 74
6.3.2 Второй вариант подготовки и отработки рудной залежи
ниже гор. 469 м (полевая подготовка) ...................................... 76
7 Буровзрывные работы .................................................................................. 79
7.1 Параметры буровзрывных работ .......................................................... 79
7.2 Рекомендации по дополнительным мерам безопасности при
отработке сульфидных руд .................................................................... 81
7.3 Оценка сейсмического действия взрывных работ
на горные выработки ................................................................................ 83
7.4 Расчет толщины рудной корки, предотвращающей разлет
рудной массы по выработанному пространству карьера ............... 87
|
|
|
8 Потери и разубоживание руды .................................................................... 93
9 Производительность рудника..................................................................... 96
Мероприятия по предупреждению и ликвидации
эндогенных пожаров ...................................................................................... 98
10.1 Характеристика вещественного состава руд
участка «Новый Сибай» .......................................................................... 98
10.2 Характеристика обрушенного пространства....................................... 99 10.3 Характер окислительных процессов сульфидных руд ......................................................... 100
10.4 Мероприятия по минимизации окислительных процессов ........... 102
10.5 Мероприятия по обеспечению безопасного газового состава
рабочих мест .............................................................................................. 103
10.6 Мероприятия по ликвидации возникших эндогенных пожаров ... 105
11 Основное технологическое оборудование............................................. 109
12 Крепление подземных горных выработок ............................................. 110
12.1 Общие положения...................................................................................... 110
12.2 Прогноз устойчивости руд и пород в выработках и выбор крепи. 110
12.3 Дополнительные специальные мероприятия повышения
устойчивости обнажений выработок.................................................... 116
Техника безопасности и охрана труда
при производстве горных работ ................................................................ 119
13.1 Безопасность производства горных работ ........................................ 119
13.2 Мероприятия по предупреждению эндогенных пожаров .............. 120
13.3 Мероприятия по борьбе с пылью ......................................................... 124
13.4 Мероприятия по борьбе с шумом и вибрацией ............................... 125
14 Основные технологические показатели .................................................. 126
Список использованных источников ....................................................... 127
Приложения ......................................................................................................... 132
ВВЕДЕНИЕ
Технологический регламент «Доработка залежи «Новый Сибай» Сибайского месторождения подземным способом» выполнен в соответствии с договором
№ 246 от 17.10.2007 г. и заданием на проектирование (Приложение 1).
В 1999 году институтом Унипромедь выполнен проект «Доработка Сибайского месторождения подземным способом (дополнение к проекту)», по которому ведется вскрытие и подготовка запасов руды на участке Новый Сибай.
В настоящее время Сибайский подземный рудник ведет отработку рудных тел 3 и 3а на участке «Нижняя залежь» по проекту «Вскрытие и отработка «Нижней залежи» Сибайского месторождения подземным способом».
В связи с тем, что многие технические решения, принятые в разработанном в 1999 г. проекте «Доработка Сибайского месторождения подземным способом (дополнение к проекту)», устарели, в настоящее время разрабатывается проект «Доработка залежи «Новый Сибай» Сибайского месторождения подземным способом», для которого выполнен настоящий регламент.
Целью Технологического регламента является разработка технических решений для эффективной доработки запасов залежи Новый Сибай Сибайского месторождения.
При выполнении регламента учитывалось состояние горных работ на существующем карьере и Сибайском подземном руднике, существующий парк горного оборудования.
В технологическом регламенте приведено геомеханическое обоснование выемки части прибортовых запасов открытыми в карьер камерами без нарушения целостности существующего карьерного съезда и устойчивости бортов карьера, выполнен прогноз сдвижений и деформаций при доработке залежи Новый Сибай подземным способом. В работе выбраны варианты систем разработки с применением самоходного погрузочно-доставочного оборудования, рассчитаны параметры буро-взрывных работ, определены показатели потерь и разубоживания руды, разработаны мероприятия по предупреждению и ликвидации эндогенных пожаров.
В первые годы подземной доработки месторождения необходимо сохранять действующий транспортный съезд в карьере, по которому будет производиться спуск самоходного оборудования в подземные выработки. В этот период отработку запасов предусмотрено осуществлять открытыми в карьер камерами (прирезками) без нарушения устойчивости бортов карьера и целостности действующего транспортного съезда.
Порядок выемки открытых камер (прирезок) – от контура карьера на массив. Подготовка и нарезка камер производится из подземных выработок. Бурение скважин, выпуск и доставка руды производятся с применением оборудования для подземных работ.
В качестве основной системы разработки при отработке залежи Новый Сибай принят вариант системы подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды с высотой подэтажа, равной 20 м. Этот вариант системы разработки, предусматривающий применение высокопроизводительной самоходной погрузочно-доставочной техники, обеспечит необходимую производительность рудника, облегчит селективную выемку медных, медно-цинковых и серных руд, позволит отказаться от профилактического заиливания выработанного пространства.
1 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ
1.1 Геологическое строение месторождения
Сибайское месторождение расположено в центральной части рудного поля в восточном крыле одноименной горст-антиклинали, сложенной породами риолит-базальтовой формации, и ограничено с запада Северным экструзивно-эффузивным куполом липарито-дацитового состава, а на востоке – Восточно-Сибайским разрывным нарушением.
В геологическом строении месторождения принимают участие стратифицированные породы карамалыташской свиты (D2e-qvkr), субвулканические и жильные образования (снизу вверх): 1) базальтовые; 2) дацитовые; 3) спилитовые с прослоями яшм и туфопесчаников; 4) рудовмещающие риолит-дацитовые с горизонтами вулканогенно-осадочных пород; 5) обломочно-базальтовые, представленные вулканическими брекчиями (лавокластами) миндалекаменных базальтовых порфиритов. Падение пород восточное от пологого 15-300 на западном фланге до крутого 55-600 на восточном, что объясняется деформациями структур Восточно-Сибайским разломом.
Кислые интрузивные породы представлены субвулканическими дацито-выми и липарит-дацитовыми порфиритами, основные – дайками миндалекаменных диабазов, плагиоклазовых и пироксеновых порфиритов, габбро-диабазов.
Дифференцированный разрез карамалыташской свиты разделен на две подсвиты по появлению между ними в разрезе кислого материала.
Породы нижней подсвиты (D2е-qv1kr1) встречены единичными скважинами (К-389, К-397 и К-398) на глубине более 1000м и представлены массивными пироксен-плагиоклазовыми базальтами, спилитами с прослоями гиалокластитов и туфов основного состава с обломками и линзами рифогенных известняков.
Верхняя подсвита (D2qvkr2) представлена четырьмя толщами, выделенными по преобладанию в разрезе разновидностей слагающих пород.
Первая толща (D2qvkr12) представлена чередованием экструзивных пород, лав дацитового состава и единичными потоками базальтов с вулканогенно-осадочными отложениями, суммарной мощностью до 340м.
Основание толщи образуют субвулканические породы дацитового и липарит-дацитового состава, слагающие многофазовый экструзивный купол, вскрытый в северо-восточном борту Сибайского карьера. В апикальной части купола породы гематитизированы по трещинам отдельности и постепенно сменяются элювиальными агломератовыми брекчиями, эффузивными образованиями, представленными флюидальными лавами и гиалокластитами кислого состава. Завершает разрез толщи слоистая пачка туфогенно-осадочных отложений смешанного состава, окаймляющих экструзивно-эффузивный купол. Причем в восточной части месторождения при уменьшении мощности кислых пород в разрезе преобладают толщи базальтов, туфов смешанного состава, грубообломочных вулканогенно-осадочных пород.
Вторая толща (D2qvkr22) получила широкое распространение на месторождении и сложена пироксен-плагиоклазовыми базальтами (как афировыми, так и порфировыми), их туфами с прослоями гематит-кварцевых пород. Формирование толщи связано с излияниями основного состава по подводящим каналам, фиксирующимися крутопадающими дайками миндалекаменных диабазов, секущих липарит-дацитовый экструзивно-эффузивный купол в юго-западном направлении. Суммарная мощность второй толщи от 55 до 350м.
Третья риолит-дацитовая толща (D2qvkr32) является рудовмещающей. Она распространена в восточном крыле Сибайской горст-антиклинали и представлена преимущественно пирокластическими разностями пород дацито-липаритового и липаритового состава при подчиненном значении линзовидных, реже пластообразных тел массивных дацито-липаритов и флюидальных липаритов, а также линз базальтов и их туфов.
Нижняя часть третьей толщи сложена базокварцевыми дацитами и их агломератовыми брекчиями, реже флюидальными липаритами с мелкими вкрапленниками кварца и плагиоклаза, образующими субвулканический купол, выходящий на поверхность скальных пород к северо-западу от месторождения. В юго-восточном направлении тела дацитов резко выклиниваются и в разрезе преобладают агломератовые брекчии на кремнистом и эпидот-кремнистом цементе. Вниз по падению купольные брекчии сменяются стекловатыми лавокластитами, затем гравийными и псаммитовыми тефроидами, подстилающими главную залежь Нового Сибая.
Над субвулканическими образованиями кислого состава залегают подушечные лавы промежуточной пачки основных пород, которые по падению к юго- и северо-востоку от вулканогенного купола сменяются брекчиями базальтов и подушечными агломератами с многочисленными осколками гиалокластитов.
В верхней части толщи вновь преобладают образования многофазового излияния кварцевых липаритов и продукты их разрушения. Разрез представлен чередованием флюидальных вишнево-красных до темно-зеленых, плотных липаритов, часто с включениями ксенолитов массивных и миндалекаменных базальтов и их крупнообломочных пирокластов: агломератовых, агломерато-лапиллиевых, лапиллиевых.
Четвертая толща (D2qvkr42) слагает восточное крыло Сибайской горст-антиклинали и представлена чередованием туфов миндалекаменных базальтов разной крупности обломков, приобретая грубое слоистое строение, наблюдаемое более четко в нижней части. Максимальная мощность четвертой толщи достигает 450м. Далее на юг ее мощность уменьшается до 100-180м, где она полностью выклинивается, и бугулыгырский горизонт залегает непосредственно на кислых породах третьей толщи.
Таким образом, карамалыташская свита представляет дифференцированную вулканогенную формацию с неоднократным чередованием в ее разрезе базальтовых и липарито-дацитовых пород.
Общая мощность карамалыташской свиты составляет более 2500м.
Бугулыгырский горизонт (D2qvbq) представлен слоистыми яшмовидными породами с прослоями туфов и туфопесчаников, мощностью от 2 до 100м, залегает несогласно на породах карамалыташской свиты. Отложения горизонта окаймляют Сибайскую структуру на севере и на юге.
Улутауская свита (D2qvul). Породы улутауской свиты развиты на восточном фланге Сибайской структуры и представлены тремя толщами общей мощностью 1300м.
Первая толща (D2qvul1) сложена туфоконгломератами, туфами и брекчиями кислого состава. Обломки состоят из кварцевых глыб, туффитов, яшм, порфиритов. Мощность толщи 300 м.
Вторая толща (D2qvul2) представлена брекчиями и туфами андезитового состава мощностью 800м.
Третья толща (D2qvul3) сложена туфами андезитовых порфиритов, туфо-песчаниками, углисто-кремнистыми сланцами и известняками. Мощность толщи не более 200 м.
Жильные породы на месторождении представлены дайками миндалекаменных диабазов, пироксеновыми, плагиоклазовыми порфиритами и габбро-диабазами.
Дайки миндалекаменных диабазов весьма широко развиты на месторождении. Они образуют плитообразные тела мощностью 0,4-2,0м. Падение их крутое на юго-восток, реже северо-запад, простирание северо-восточное
(25-500). Миндалины округлой формы размером 1-4мм, выполнены хлоритом, кварцем, реже карбонатом. Структура пород порфировая или диабазовая.
Дайки пироксеновых порфиритов образуют также плитообразные тела мощностью 0,3-2,0м. Простирание их северо-восточное (25-500), падение вертикальное или крутое юго-восточное. Дайки пироксеновых порфиритов часто перемежаются с дайками миндалекаменных диабазов и пересекают все породы карамалыташской свиты. Дайки плагиоклазовых порфиритов встречаются в южной и северо-восточной частях Сибайского карьера. Они развиты в виде субпараллельных плитообразных тел мощностью 0,5-2,0м и имеют субширотное простирание (280-290º) и юго-западное падение под углом
40-50º. По простиранию дайки не выдержаны, прослеживаются на расстояние не более 150-200 м. Дайки плагиоклазовых порфиритов пересекают дайки диабазовых и пироксеновых и секутся интрузиями габбро-диабазов.
Интрузии габбро-диабазов получили широкое развитие на месторождении. В центральной части Сибайского карьера они образуют серию сближенных маломощных (0,5-0,8м) тел с извилистыми контактами. Азимут простирания их на юге карьера 295º, а на севере 340-345º, падение крутое 60-70º.
Микроскопически габбро-диабазы зеленовато-серые или темно-серые мелко и среднезернистой структур. Вкрапленники представлены плагио-клазом и составляют 40-50% объема породы. Все разновидности даек и рудные тела пересекаются с телами габбро-диабазов.
1.1.1 Залежь Новый Сибай
Залежь Новый Сибай открыта в 1939 году по выходам бурых железняков и результатам геофизических исследований Сибайского рудного поля.
Запасы колчеданных руд залежи составляли около 90% от Сибайского месторождения в целом. К настоящему времени большая их часть отработана карьером, оставшиеся же запасы планируется добывать подземным способом.
Геологическое строение Ново-Сибайской залежи изучалось многими исследователями, опубликовавшими свои работы, поэтому ниже приводятся лишь краткие условия локализации колчеданных руд.
В пределах карьера Новый Сибай выделяются четыре толщи верхней подсвиты карамалыташской свиты: 1) дацитовая; 2) базальтовая; 3) липарито-дацитовая с горизонтами вулканогенно-осадочных пород; 4) обломочно-базальтовая. В восточном борту карьера вскрыты отложения более поздней улутауской свиты, которые не участвуют непосредственно в формировании рудных тел и отделены от первых Восточно-Сибайским разломом.
Первая дацитовая толща (D2qvkr12) сложена экструзивно-эффузивно-вулканогенно-осадочными образованиями и является подрудной.
Вторая толща (D2qvkr22) мощностью 40-80м представлена шаровыми лавами пироксеновых, пироксен-плагиоклазовых и плагиоклазовых базальтов и их обломочными разностями. Эта толща также является подрудной, хотя в верхней ее части наблюдается горизонт гиалокластитов, обломки которых замещены рудными минералами, образуя в западной части карьера обособленное от главной залежи линзовидное тело, сложенное медистыми брекчиевидными рудами.
Третья липарит-дацитовая толща (D2qvkr32) является рудовмещающей. В ней выделяются пять эруптивных циклов, аналогичных для участка Старый Сибай. Залежь Новый Сибай состоит из нескольких крупных рудных линз, залегающих согласно с вмещающими породами и имеющих восточное падение под углом 40-60º, а также пластообразного рудного тела, приуроченного к области контакта с основными породами четвертой толщи. Рудные линзы расположены друг над другом и соприкасаются между собой в центральных частях, образуя при этом единое столбообразное тело. Кроме того, выделяются еще несколько небольших прослоев сульфидных руд. Рудные тела связаны с верхними частями эруптивных циклов и на флангах сменяются вулканогенно-осадочными породами.
Нижняя рудная линза залегает в верхней части первого цикла над маломощным (2-6м) горизонтом псаммитовых, слоистых медноколчеданных руд. Она представлена массивными, брекчиевыми и брекчиевидными рудами (снизу вверх): хлорит-магнетитового, медно-магнетитового и халькопирит-пирит-пирротинового состава. Завершает разрез рудного тела слой медистых пирит-сидеритовых руд.
Вторая рудная линза сложена по периферии мелкообломочными сфалерит-халькопирит-пиритовыми рудами с неясно выраженной слоистостью и органическими остатками в виде строматолитовых желваков, а в центральной части массивными и брекчиевидными халькопирит-пирит-сидеритовыми рудами с включениями обломков пирротина.
Третье рудное тело представлено преимущественно медистыми и цинковистыми массивными и мелко- среднеобломочными рудами. Основание рудного тела сложено брекчиевидными и землистыми медно-колчеданными рудами, сменяющимися друзовым, сыпучим серным колчеданом. Выше залегают медные и медно-цинковые массивные и брекчиевидные руды с обломками оруденелых кораллов. На выклинках руды представлены псаммитовыми тонкослоистыми окремненными сульфидными рудами, переходящими в пирокластиты и тефроиды кислого состава. В висячем боку развиты хлоритовые породы.
Четвертое рудное тело представлено медно-цинковыми, цинковыми массивными и брекчиевидными рудами с многочисленными органическими останками. Сверху оно перекрыто туфогенно-осадочными отложениями.
Несколько обособленно расположено пластообразное пятое рудное тело, сложенное преимущественно цинковистыми псаммитовыми рудами.
В целом во внутреннем строении залежи наблюдается направленная зональность по мощности, выраженная сменой от подошвы к кровле медно-пирротиновой, пиритовой, халькопиритовой, сфалерит-халькопиритовой и сфалеритовой зон.
Четвертая базальтовая толща (D2qvkr42) залегает на восточном фланге участка вдоль Восточно-Сибайского разлома и представлена агломератовыми туфами миндалекаменных базальтовых порфиритов.
1.2 Морфология залежи Новый Сибай
Рудное тело Нового Сибая имеет форму линзообразной залежи, общей в центре и расщепляющейся по падению.
В соответствии с геологическим положением месторождения в восточном крыле брахиантиклинали все рудные тела имеют восточное падение, преобладающие углы падения 45-55º.
Условно залежь «Новый Сибай» разделена на три рудные зоны: Восточную, Центральную и Западную. В настоящее время Восточная и Центральная зона отработаны карьером, поэтому в данной работе приводится характеристика только Западной зоны.
Рудная зона прослежена по простиранию на 650м – от профиля 22 до профиля 30. Наибольшая глубина подсечения составляет 620м (скважина 421 в профиле № 27), предполагаемая глубина выклинки 700м. Геологические разрезы представлены на рисунках1.1–1.11.
Форма рудного тела приближается к правильной линзе. Отступлением от правильной формы в продольной проекции является южный выступ на горизонтах 420-480 м в профилях 29 и 30. На горизонте 300 м в профиле 27 наблюдается резкий пережим рудной зоны с появлением внутри его брекчиевидных руд и пустых пород.
На южных профилях в интервале 420-480 м имеется раздув. в профиле 28 на горизонте 480 м раздув интерполирован между профилями 27 и 29. В профилях 29 и 30 происходит ответвление нижней части рудного тела от основного. Скважина № 537 пройденная в профиле 29 руды не встретила. Раздваивание рудного тела, встреченного скважиной № 538 в профиле 29, по восстанию и падению проведено на безрудный интервал на глубине 488,32-489,42м.
Наибольшей мощности западная рудная зона достигает в профилях
24-26.
Для западной рудной зоны характерны более плавные выклинки. Плавность выклинки характеризуется соотношением мощности и длины рудного тела.
1.3 Вещественный состав руд залежи Новый Сибай
Минералогический состав руд участка и структурно-текстурная характеристика месторождения приведена по отчету о научно-исследовательской работе «Минералогическое картирование при опережающем технологическом опробовании руд глубоких горизонтов Сибайского месторождения» (Унипромедь 1988г.)
Основными минералами руд Сибайского месторождения являются пирит, халькопирит, сфалерит, магнетит и пирротин. Из примесей присутствуют сидерит, гематит, галенит. Породообразующие минералы представлены кварцем, карбонатами, хлоритом, редко встречаются серицит и тальк.
Пирит в рудах составляет от 5 до 99%, среднее содержание 80-85%. Основными формами его выделений являются разнозернистые и колломорфные его агрегаты, а также кристаллы и включения.
Халькопирит содержится в рудах в пределах 0,5-12%. Представлен прожилками неправильной формы, ксеноморфными агрегатами и включениями, реже – субидиоморфными формами.
Сфалерит является наиболее распространенным минералом в медно-цинковых рудах. Содержание его варьирует от редких зерен до 35%. Наиболее характерными формами его выделений являются ксеноморфные агрегаты, колломорфные образования и прожилки.
Пирротин достигает в отдельных местах 82%. Формами скопления минерала являются сплошные мелкозернистые массы, гнезда, вкрапления в пирите, халькопирите и тонкие зональные прожилки.
Магнетит – широко распространенный минерал в лежачем боку рудного тела, где его содержание колеблется от 0,5 до 20%. Обычно образует вкрапленность в виде пятен, вытянутых гнезд вплоть до прожилков.
По минеральному составу руды можно разделить на следующие типы: халькопирит-пиритовый, халькопирит-магнетит-пирротин-пиритовый, сфалерит-халькопирит-пиритовый и сфалерит-пиритовый, а по текстурно-структурным особенностям в каждом типе – разновидности. В пространстве они занимают определенное место, что свидетельствует о глубокой дифференциации руд по составу, текстуре и структуре, приведшей к четко выраженной зональности.
Текстура руд залежи Новый Сибай в висячем боку колломорфная, в средней части – ноздреватая, пористая, в лежачем боку – брекчиевидная. Структура руд в средней части залежи средне- и крупнозернистая, в краевых частях – тонко- и мелкозернистая.
По периферии залежь сложена устойчивыми рудами, в центральной части залежи – слабосцементированными колчеданами с малой крепостью и устойчивостью. Контакты рудной залежи с вмещающими породами, как правило, резкие. Мощность ореола вкрапленных руд в зоне контакта не превышает 2–5 м. Около рудного тела наблюдается серитизация вмещающих пород до 5–10 м. В лежачем боку залежи отмечается карбонитизация и хлоритизация пород.
Основными полезными компонентами в рудах данного участка месторождения являются: медь, цинк, сера, золото, серебро. Попутные компоненты: селен, теллур, кадмий, индий, кобальт, германий, галлий.
Медь концентрируется, в основном, в лежачем, и, частично, в висячем боку рудной залежи. Цинк, наоборот, приурочен главным образом к висячему боку.
По простиранию залежи (в направлении с севера на юг) содержание меди снижается, а цинка, наоборот увеличивается. Сера распространена повсеместно и более-менее равномерно по всей площади рудного тела.
Наибольшие концентрации золота и серебра наблюдаются в медьсодержащих рудах, приуроченных, в основном, к висячему боку залежи.
Кадмий, германий и индий сосредоточены преимущественно в цинксодержащих рудах, а селен и теллур связаны с пиритом.
Повышенные концентрации галлия отмечены как в рудах, так и во вмещающих серицитизированных породах. В пирротиновых рудах отмечено повышенное содержание кобальта.
Постоянной примесью в рудах является мышьяк, наиболее высокое содержание которого отмечается в цинксодержащих сортах руды.
Гидрогеологические условия разработки месторождения
Сибайское месторождение отрабатывается с 1940 года и к настоящему времени накоплена обширная информация по гидрогеологическим условиям разработки данного месторождения. Схема осушения месторождения к настоящему времени уже сложилась. Для разработки ТЭО необходимо оценить насколько изменится величина водопритоков при проходке новых подземных горных выработок, предусмотренных в настоящем ТЭО. Кроме того, нужно оценить, как изменятся водопритоки к водопонизительной системе Сибайского рудника, в связи с развитием горных работ на расположенном севернее Камаганском месторождении.
1.4.1 Орография, гидрология и климат района
В орографической схеме район Сибайского месторождения охватывает часть пологохолмистой равнины долины р.Худолаз, входящей в состав Кизило-Уртазымской равнины на западной окраине Западно-Сибирской (Зауральской) равнины. На западе района равнина сопрягается с восточными предгорьями хребта Ирендык, называемыми также среднегорным массивом Карамалы-Таш. Главная водная артерия района р.Урал удалена к востоку от месторождения на 18 км. Её притоки первого порядка рр. Бол.Кизил и Худолаз удалены, соответственно, на 18-15 и 7-8 км, а р. Б.Уртазымка проходит в 15 - 20 км к юго-западу от месторождения.
Восточные предгорья Ирендыка (среднегорный массив Карамалы-Таш) занимают меридиональную полосу чередующихся гряд, сопок, небольших хребтов и отрогов, разделенных продольными, поперечными и диагональными долинами, логами и широкими понижениями, частично увлажненными и заболоченными. Ширина полосы 10-20 км. Вершины гряд и сопок пологие, сглаженные с абсолютными отметками 488,3 –723,8 м. Относительная высота водоразделов 108-170 м. Вытянутая форма рельефа, как правило, согласуется с простиранием пород, слагающих холмы и увалы.
Пологохолмистая равнина долины р.Худолаз представляет собой продольно пониженное степное пространство, сопрягающееся на западе с предгорьями Ирендыка. Ширина долины 10-15 км. Восточнее отмечается долина р. Бол.Кизил. Указанные структуры являются составной частью Кизило-Уртазымской и в более широком плане – Зауральской равнины. Поверхность равнины увалистая с отдельными сопками. Абсолютная высота водоразделов 350 – 454,4 м (г.Сагылтау). Абсолютные отметки пониженных участков долины составляют 338-371 м. Относительные отметки 12-80 м. Среднемесячный расход р.Худолаз зимой (пост Казанка) составляет 0,16 м3/с, модуль подземного стока 0,26 л/с·км2. В 3-х км выше устья расход р.Худолаз в летнюю межень достигал 0,64 м3/с (Андрианов,1965). В отчете по гидрогеологической съемке масштаба 1:100000 в Баймакском районе (Гончаренко, 1959) указано, что среднегодовой расход реки Худолаз у деревни Казанка составляет 1,24 м3/с; максимальный, в период паводка – 6,4 м3/с; минимальный, в летние месяцы – 0,06 м3/с. На широте северной окраины г.Сибай на реке Худолаз сооружено водохранилище, являющееся основным источником производственно-технического водоснабжения города Сибай. Вода в р.Худолаз гидрокарбонатно-сульфатная, натриево-кальциевая, натриево-магниевая с сухим остатком 0,2-0,5 г/л. Правобережье продольной долины р.Худолаз осложнено боковыми поперечными долинами, из которых наиболее крупными, проходящими в непосредственной близости от Сибайского и Камаганского месторождений, являются реки Карагайлы и Камышлы-Узяк. Водосборная площадь этих притоков и определяет условия формирования подземного стока.
Река Карагайлы берет начало на восточном склоне хр. Ирендык на высоте 825 м, прорезает слагающие его вулканиты ирендыкской свиты и течет в восточном направлении. В верховьях она имеет глубоко врезанную поперечную долину и характер горного ручья. При выходе реки в открытую часть района (пологохолмистую равнину) долина её расширяется, становится слабовыраженной, местами заболоченной. Уклон потока уменьшается с 0,01 до 0,006 и меньше. Расход реки зависит от времени и местоположения точки наблюдения. По данным Гончаренко (Гончаренко М.С., 1959) у дер.Старый Сибай расход в августе составлял 0,075 м3/с; в зимний период – 0,06 м3/с, максимальный в апреле – 40 м 3/с; среднегодовой – 0,276 м3/с. Модуль стока равен 5,4 л/с·км2. Модуль стока в зимний период – 1,1 л/с·км2. В связи с углубкой Сибайского карьера и разносом его бортов в 50-е годы, южный борт карьера приблизился вплотную к р. Карагайлы. Поэтому ее естественное русло в 1957 году выше карьера было перехвачено и с помощью каналов переброшено в р.Камышлы-Узяк.
Река Камышлы-Узяк протекает параллельно р.Карагайлы в 3,5-5 км к северу от неё. Имеет извилистое русло, которое в деталях согласуется с руслом р.Карагайлы. Начинается она также в восточных предгорьях хр.Ирендык, в приводораздельной части истоков р.р. Камышлы-Узяк и Карагайлы. Долина последней осложняет склоны северной и западной экспозиций. Здесь отмечаются родники, дающие начало водотокам. Родники выходят на высоте 603,7 и 595м. Протяженность р.Камышлы-Узяк около 20 км. Верховья долины, порядка 2,5 км, имеют восточное направление. В 1км ниже истоков в долине р.Камышлы-Узяк выделяется котловинообразный участок, вытянутый в меридиональном направлении. Протяженность его около 3 км, ширина 0,5 –0,8 км. Глубина котловины (от днища до вершин с максимальными отметками) 240 м (722,8-482,2м). Структурно котловина сформировалась на восточном борту Карамалыташской антиклинали, выполненной эффузивами карамалыташской свиты. Здесь на глубинах 482,2, 490,0 и 496,0м зафиксированы родники, дающие начало правому и левым водотокам, подпитывающим р.Камышлы-Узяк. Протяженность этих водотоков 0,4–1,0 км. Днище котловины перекрыто коллювиально-делювиально-солифлюкционными суглинками и глинами с дресвой и щебнем. Ниже котловины выделяется очень короткий и узкий (200-300м) участок долины, «пережатый» меридиональной грядой бугулыгырских яшм. Здесь также отмечается разгрузка подземных вод в виде родников (абс. отметка 462 м). Ниже гряды бугулыгырских яшм, при выходе реки на равнину долина её расширяется, борта и днище выполаживаются. В плане р.Камышлы-Узяк приобретает обращенную к югу излучину радиусом 2,5 км. В начале излучины, в 1,5 км ниже бугулыгырских яшм и в 220 м выше д. Н.Давлетово, располагаются Давлетовские родники, на основе которых действует Давлетовский водозабор для частичного обеспечения питьевой водой г.Сибай. Абсолютная отметка поверхности выхода родников порядка 430 м. Здесь отложения улутауской свиты перекрыты рыхлыми пролювиально-делювиальными отложениями, образующими пологий конус выноса мощностью до 28,5 м. Расход родников достигает 45 м3/ч. В годы повышенной водности расход может увеличиться до 72 м3/ч. На замыкании излучины отмечается левый безымянный приток, берущий начало, как и р.Камышлы-Узяк, из приводораздельных родников. Ниже излучины, на субширотном отрезке реки сооружено водохранилище, сток которого зарегулирован плотиной. Между плотиной и устьем долины р. Камышлы-Узяк (в 3 км выше устья) левый борт долины осложнен балкой, которая размещается параллельно вышеуказанному безымянному ручью, повторяя его очертания. Расстояние между ними около 2 км.
Как отмечалось выше, в район излучины р. Камышлы-Узяк, вблизи южного фланга Камаганского месторождения, каналами переброшены воды р. Карагайлы. Тем самым многократно была увеличена водосборная площадь р.Камышлы-Узяк. Максимальный расход р. Камышлы-Узяк отмечается в апреле (в разные годы 1,8 –3,8 м3/с), минимальный – в летнюю и зимнюю межень (0,02-0,06 м3/с). В летний период, в зависимости от выпавших осадков, расход может сильно колебаться. Так в июне-июле 2000 года расход р. Камышлы-Узяк достигал 5 м 3/с, а в этот же период 2001 года – 0,06 м3/с. Среднегодовой расход за 2000-2001 годы составляет 0,5 м3/с.
В целом водотоки в районе Сибайского месторождения маловодные. В верховьях они имеют вид горных ручьев с крутыми скалистыми склонами и каменистым дном, при выходе на равнину образуют обращенные к югу излучины радиусом от 1 до 4 км. Долины рр.Карагайлы, Камышлы-Узяк, Самайка участками заболочены и засолонцованы.
В 5 км к югу от Сибайского месторождения расположено озеро Колтубан. Оно имеет изометричную, несколько сплюснутую с северо-запада и юга форму. Диаметр его порядка 3 км, глубина 4-5 м. Абсолютная отметка уреза воды 373 м. Озеро степное, бессточное, питающееся атмосферной водой. Вода гидрокарбонатно-сульфатно-натриево-магниевая с сухим остатком 0,6 г/л. На южном побережье озера и в районе ручья Юмаш, по данным Андрианова Г.М. (Андрианов,1965), происходит подток подземных вод. В засушливые годы озеро усыхает, отступая от своих берегов на 10-15 м. В 1921г. и начале 40-х годов озеро пересыхало полностью.
Климат района резко континентальный с жарким летом и холодной зимой, среднегодовая температура воздуха +2,10С с колебаниями от + 400С до -450С. По среднемноголетним наблюдениям осадки составляют 333 мм, испарение 364 мм. В районе месторождения преобладают северо-западные, северные, южные и юго-западные ветры. Средняя повторяемость ветров этих румбов около 70%. Среднегодовая скорость ветра 5,5 м/с. Максимальная скорость достигает 20 м/с. Снежный покров сохраняется с ноября по апрель, достигая в подветренных участках мощности 1,0-1,5 м. В наветренных участках мощность снега 0,2-0,3м. Глубина промерзания грунтов до 2 м.
1.4.2 Гидрогеологические условия района
По схеме гидрогеологического районирования (ВСЕГИНГЕО, 1989; Толстунова, 2001) в районе месторождения выделяются Ирендык-Крыктинская и Кизило-Уртазымская группы бассейнов IV порядка, входящие в Ирендыкскую группу бассейнов стока коровых (корово-блоковых и пластовых) безнапорных вод III порядка и в Уральский бассейн жильно-блоковых напорных вод II порядка.
В более узком плане на основании особенностей геологического строения, структуры, геоморфологии, гидрографии и орогидрографии выделяются:
- зона восточных предгорий хребта Ирендык (по Г.А.Цабадзе - зона среднегорного хребта Карамалы-Таш и прилегающего мелкосопочника);
- пологохолмистая равнина долины р.Худолаз в составе Кизило-Уртазымской равнины.
В первой зоне развиты порфириты и туфы основного состава, слагающие нижнюю часть карамалыташской свиты, которая выделена в одноименную брахиантиклиналь. Равнинная часть района характеризуется вулканогенными, вулканогенно-осадочными и осадочными отложениями верхней части разреза карамалыташской, улутауской и зилаирской свит, слагающих Давлетово-Татлыбаевскую синклиналь, Сибайскую брахиантиклиналь и Казанскую синклиналь. Указанные структуры входят в состав Кизило-Уртазымской и Узынкырской структурных зон. В восточной части района выделяются карбонатные кизильская и березовская свиты, слагающие Кизильский синклинорий (Кизильская структурная зона). Граница между Карамалыташской антиклиналью и Давлетово-Татлыбаевской синклиналью проходит по выходам бугулыгырских яшм. Остальные границы тектонические – по Западно-Сибайскому, Восточно-Сибайскому разломам и Кизильскому надвигу.
Подземные воды размещаются в рыхлых мезо-кайнозойских отложениях и в зонах региональной трещиноватости палеозойских пород. Последняя, по данным наблюдения на Сибайском карьере, развита до глубины 130 м. Ниже отмечаются, главным образом, трещинно-жильные воды зон тектонических нарушений и дробления. Дренаж производится местной овражно-речной системой, многочисленными родниками, расположенными на 3-4–х уровнях горной части района, существующими водозаборами для хозпитьевого водоснабжения, а также осушительной системой при производстве горных работ на Сибайском (глубина 700 м) и Камаганском ( глубина 100 м) месторождениях.
По форме распространения подземных вод в районе выделены:
- аллювиальный четвертичный водоносный горизонт – суглинки, супеси, пески с гравием и галькой;
- плиоцен-четвертичный слабоводоносный и периодически водоносный горизонт–делювиальные, элювиально-делювиальные, коллювиально-делювиально – солифлюкционные, техногенные отложения – суглинки с дресвой и щебнем, дресвяно-щебнистые образования, глины с гравием и галечником, глыбово-щебнистые грунты, образованные при земляных и горных работах;
- триасовый водоносный, локально слабоводоносный комплекс – песчано-глинистая и глинисто-щебнистая каолинизированная кора выветривания палеозойских пород;
- кизильский водоносный, локально слабоводоносный комплекс – туфопесчаники, туфоалевролиты, известняки с прослоями песчаников, гравелитов и глинисто-кремнистых пород;
- нижнекаменноугольно-среднедевонская водоносная, локально слабоводоносная зона - зилаирская свита, мукасовский горизонт, улутауская свита, бугулыгырский горизонт: граувакковые песчаники, кремнистые и кремнисто-глинистые сланцы, туфоконгломераты, туфопесчаники, кремнистые туффиты, яшмы;
- среднедевонская водоносная, локально слабоводоносная зона - карамалыташская свита: диабазы и диабазовые порфириты, их туфы и туфобрекчии, дацитовые, андезитовые и андезито-базальтовые порфириты, туфопесчаники, туффиты, спилиты, вариолиты, кремнистые сланцы;
- зоны повышенной водообильности пород вдоль тектонических разломов.
По составу воды аллювиальных отложений преимущественно пресные, гидрокарбонатные кальциевые и магниево-кальциевые с минерализацией 0,3-0,5 г/л. Реже отмечаются, главным образом в восточной части района, сульфатно-гидрокарбонатные кальциево – магниево -натриевые с минерализацией до 1,13 г/л. Воды данного горизонта используются для водоснабжения населенных пунктов, расположенных в долинах рек, а также для компенсации расхода воды при эксплуатации трещинных вод. В долине р.Бол.Кизил действует водозабор для хозяйственно-питьевого водоснабжения г.Сибая, оборудованный на трещинные кизильские и аллювиальные воды.
В период вскрытия Сибайского месторождения воды четвертичного горизонта занимали основное место в обводнении бортов карьера. В настоящее время их роль сведена до минимума, чему способствовали такие факторы как:
а) многолетняя работы дренажных сооружений на горизонтах 96 и 130 м, особенно кольцевого дренажного штрека со сквозными фильтрами;
б) отвод русла р. Карагайлы от карьера по каналу в р. Камышлы-Узяк;
в) длительное и обильное, в первое время, дренирование этих вод в виде источников и высачиваний бортами карьера.
Под действием указанных факторов четвертичный водоносный горизонт в зоне, примыкающей к предельному контуру карьера, превратился из повсеместного и постоянного в локальный водоносный горизонт.
Воды кизильского водоносного, локально слабоводоносного комплекса имеют существенное значение (особенно вблизи речных долин) для централизованного водоснабжения. Водами этого комплекса обеспечивается самый крупный на юге Башкирии г.Сибай посредством группового водозабора, оборудованного на правобережье приустьевой части р.Бол.Кизил, северо-западнее пос.Кизильское и в 14 км на восток от г.Сибай.
1.4.3 Характеристика действующей системы осушения месторождения
Отработка Сибайского месторождения с 1940 г. велась открытым способом. Карьер «Новый Сибай» имеет круглую форму с диаметром поверху приблизительно 1200 м. Глубина карьера достигает 500 м. Северный участок месторождения был отработан карьером «Старый Сибай», выработанное пространство которого было завалено пустыми породами.
Как на карьере «Старый Сибай», так и на карьере «Новый Сибай» вскрышные и добычные работы велись под защитой дренажной системы, построенной по проектам института «УНИпромедь».
Открытая разработка Сибайского месторождения была завершена при глубине карьера 500 м. В настоящее время отработка Сибайского месторождения ведется подземными выработками на глубине до 600 м (подземные горизонты 309, 389, 469, 549, 629). Осушение Сибайского месторождения ведется подземным способом. Дренажная система состоит из дренажных горизонтов на глубинах 130 м, 233 м, 309 м, 350 м, располагающихся под карьером, и с юго-запада за его внешним контуром (полукольцевой юго-западный штрек, в который с поверхности пройдены 23 скважины – фильтры). Вода, сдренированная на данных горизонтах, концентрируется в водосборнике шахты, откуда насосами выкачивается на поверхность. Кроме того, на горизонт 629 м поступают дренажные воды из отработанного Сибайского карьера.
В настоящее время на поверхность земли вода подается через «скиповой» ствол с горизонта 309 и через «дренажный» ствол с горизонта 350 насосами, соответственно типа ЦНСк-300-360 и ЦНСк-300-420. Производительность насосов регулярно проверяется объемным способом (по заполнению емкости). Так фактическая производительность насоса ЦНСк-300-360 при высоте подъема 309 м составляет 280 м3/ч, а насоса ЦНСк‑300-420 при высоте подъема 350 м - 240 м3/ч (по замерам 2005 года). Информация по времени работы насосов и их производительности записывается в специальные журналы и обобщается при составлении отчетов 2-тп – водхоз. По оценке служб Сибайского рудника в среднем водопритоки в горные выработки распределяются следующим образом (рис. 7.2):
Северный вентиляционный ствол » 50 м3/ч;
Подземные выработки нижней залежи » 50 м3/ч;
Клетевой ствол » 25 м3/ч;
Сибайский карьер » 180 м3/ч;
Шахтные стволы скиповой, дренажный и вентиляционный с прилегающими подземными выработками » 130 м3/ч;
С 1999 года началась отработка Камаганского месторождения, расположенного в 2,5 км севернее Сибайского карьера. В настоящее время глубина Камаганского карьера достигает 100 м, а величина водопритоков составляет в среднем 30 м3/ч.
Отчетливой сезонной изменчивости величины водопритоков не выявлено, что по нашему мнению связано со значительной глубиной ведения горных работ и регулирующей емкостью пород в пределах созданной депрессионной воронки. Система подземных выработок и значительный массив осушенных пород в пределах депрессии значительно сглаживают неравномерность поступления талой и дождевой воды в шахтные водоприемники. В среднем по году приток талых и дождевых вод находится на уровне 30-40 м3/ч, что составляет порядка 10 % от общей величины водоотлива.
1.4.4 Общие выводы по гидрогеологическим условиям отработки Сибайского месторождения
1. Водопонизительная система Сибайского месторождения формировалась на протяжении 65 лет параллельно с развитием рудника. В настоящее время она хорошо сбалансирована и имеет значительный инженерный запас. Это позволяет ей справляться с водопритоками даже в годы с трехкратным превышением нормы атмосферных осадков, когда водопритоки возрастают в 2-3 раза относительно среднемноголетних значений.
2. Согласно прогнозным модельным расчетам, сооружение новых подземных горных выработок, предусмотренных в ТЭО, практически не отразится на величине водопритоков. В случае параллельной отработки расположенного севернее Камаганского месторождения, водопритоки к выработкам Сибайского месторождения могут даже немного уменьшиться. Таким образом, существующая водопонизительная система Сибайского рудника может оставаться прежней. Необходимо лишь предусмотреть отвод воды от вновь сооружаемых подземных горных выработок. По этой же причине нет оснований для пересмотра действующих систем водоотведения и водоснабжения. Модернизация существующих дренажных систем для реализации проектных решений не требуется.
3. Увеличение размеров депрессии при отработке Нижней залежи будет незначительным, поэтому увеличения влияния разработки Сибайского рудника на подземные и поверхностные воды района не произойдет. Депрессия несколько увеличится только в северном направлении за счет отработки Камаганского месторождения. Значимого ущерба подземным, поверхностным водам и водохозяйственным объектам различного назначения не будет.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 4205; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!