Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

АНАЛИЗ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЗАЛЕГАНИЯ МЕДНОКОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Аллабердин А.Б. 1 Валеев А.С. 1 Зубков А.А. 2
1 Сибайский институт (филиал) ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет»
2 ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
В работе выполнен анализ горно-геологических условий залегания медноколчеданных месторождений Южного Урала: Озерного (ПАО «Учалинский ГОК), Юбилейного (ООО «Башкирская медь») и Гайского (ПАО «Гайский ГОК»). Инженерно-геологические условия анализируемых месторождений сложные и относятся к категории III-В. Основные запасы месторождения Озерное сосредоточены в первом рудном теле. Содержание полезного компонента с глубиной распространения рудного тела увеличивается, достигая на нижних горизонтах значения более 5 %. Запасы месторождения также имеют тенденцию к увеличению с глубиной. Рудное тело характеризуется крутым углом падения. Юбилейное месторождение представлено линзообразными рудными телами. Основные запасы месторождения сосредоточены в шестой рудной залежи. Наибольшие рудные запасы месторождения сосредоточены на горизонте 1090 м – более 17 млн т. Содержание меди на месторождении неоднородно и не прослеживается тенденции увеличения и снижения с изменением глубины. Среднее содержание меди в руде в целом по месторождению составляет 1,42 %. В целом массив месторождений характеризуется крайне неравномерным чередованием пород и руд различной устойчивости. Гайское месторождение состоит из серии жилообразных рудных залежей. На месторождении преобладают рудные тела средней мощности (50–60 м), за исключением отдельных мощных рудных тел, достигающих 150 м. Рудные тела месторождения являются крутопадающими с углом падения 60–75 ° на восток. С увеличением глубины месторождения возрастает наличие серноколчеданных руд, при этом содержание медных руд снижается. По этажам количество запасов возрастает с глубиной, достигая максимальных значений в этаже 1150–1230 м. Анализ горно-геологических условий залегания медноколчеданных месторождений Южного Урала позволил выявить подобные и схожие закономерности данных месторождений. Так, наблюдается увеличение запасов руды с увеличением глубины распространения месторождений, с незначительным снижением на самом нижнем горизонте. Рудные тела месторождений в большинстве случаев являются крутопадающими. Выполненный анализ оправдывает и подтверждает правильность выбора ярусной технологии отработки названных месторождений.
медноколчеданное месторождение
рудное тело
горно-геологические условия
мощность рудной залежи
балансовые запасы
содержание полезного компонента
1. Петрова О.В., Байназарова Г.Р., Янтурина Ю.Д. Обоснование проектных решений по разработке месторождений Озерное и Западно-Озерное с учетом предотвращенного экологического ущерба // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2012. № 70. С. 51–54.
2. Косарев А.М., Серавкин И.Б., Минибаева К.Р. Новые данные по стратиграфии, петрографии и геохимии рудовмещающих пород рудных полей Озерного и Западно-Озерного колчеданных месторождений // Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана, Урала и сопредельных территорий: материалы IX Межрегиональной научно-практической конференции. Уфа: Изд-во: ДизайнПресс, 2012. С. 152–156.
3. Технологический регламент по отработке Юбилейного месторождения подземным способом. Пояснительная записка. Шифр 015-162-П3 ЗАО «Горный проектно-строительный центр» Екатеринбург: Книга 1. 2007. 172 с.
4. Аллабердин А.Б., Валеев А.С. Геомеханическое обоснование восходящего порядка отработки запасов залежи № 6 медноколчеданного месторождения «Юбилейное» // Опыт реализации Федерального государственного образовательного стандарта в образовательных учреждениях: материалы III Всероссийской научно-практической конференции. Сибай: Изд-во ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет», Сибайский институт (филиал), 2015. С. 177–179.
5. Аллабердин А.Б., Валеев А.С. Схемы развития фронта горных работ при камерной системе разработки с комбинированной закладкой и расположением камер по простиранию рудного тела // Опыт реализации Федерального государственного образовательного стандарта в образовательных учреждениях: материалы IV Всероссийской научно-практической конференции. Сибай: Изд-во ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет», Сибайский институт (филиал), 2015. С. 28–33.
6. Волков Ю.В., Соколов И.В., Антипин Ю.Г. Обоснование технологии отработки междуярусного целика при освоении Гайского медноколчеданного месторождения // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2010. № 3. С. 4–10.
7. Каплунов Д.Р. Создание ресурсосберегающей геотехнологии и комплекса оборудования для высокопроизводительной закладки выработанного пространства при подземной отработке месторождений твердых полезных ископаемых. М.: ИПКОН РАН, 2011. 380 с.

При отработке месторождений полезных ископаемых восполнение выбывающих мощностей осуществляется за счет ярусной отработки запасов. Данный способ ведения горных работ принят на ряде медноколчеданных месторождений: Озерное, Юбилейное и Гайское. Анализ условий залегания данных месторождений позволит выявить схожие горно-геологические параметры и усовершенствовать технологию извлечения запасов руд.

Цель исследования – сравнительный анализ горно-геологических условий залегания медноколчеданных месторождений отрабатываемых в ярусном порядке для выявления основных факторов, влияющих на выбор.

Результаты исследования и их обсуждение

Рудные запасы Озерного месторождения (рис. 1) [1, 2] представлены рудными телами, залегающими под углом 80–85 ° на участке размером 400×360 м и на глубине от 132 до 510 м.

missing image file

Рис. 1. Разрез медноколчеданного месторождения Озерное

Основные запасы месторождения сосредоточены в рудном теле 1, включающем 99,3 % балансовых и 93,0 % забалансовых руд. По форме рудное тело «неправильное» – с пологой неровной кровлей и крутыми западными и восточными контактами, падающими навстречу друг другу под углами 65–80 °. Размер его верхней части в плане 300×200 м, длина по падению 300 м.

Содержание полезного компонента с глубиной распространения рудного тела увеличивается. Динамика изменения содержания меди в руде с изменением глубины месторождения представлена на диаграмме (рис. 2, а).

Согласно данным геологической разведки, содержание меди в руде на гор. 310 м составляет более 1 % и достигает более 5 % на гор.130 м.

Для ста

missing image file

а)

missing image file

б)

Рис. 2. Погоризонтное распределение: а) запасов месторождения Озерное; б) содержания полезного компонента в руде

билизации качества добываемой руды и увеличения эффективности последующих переделов проектом предусмотрена ярусная отработка запасов месторождения. Ярусный порядок отработки месторождений характеризуется значительными экономическими затратами в начальный период освоения месторождения, однако позволяет первоначально извлечь более богатые участки рудного тела, что, в свою очередь, обеспечивает финансовый поток.

Запасы месторождения, как и содержание полезного компонента на месторождении Озерное, увеличиваются с глубиной (рис. 2, б).

Другим ярким примером применения ярусной технологии служит месторождение Юбилейное (Республика Башкортостан). Юбилейное месторождение представлено шестью залежами, образованными линзообразными рудными телами.

Основные запасы месторождения сосредоточены в шестой рудной залежи (84 % балансовых запасов) (таблица) [3].

Параметры и элементы залегания рудных тел и залежей для подземной разработки Юбилейного месторождения

руд. зал.

р. т.

Элементы залегания

Размеры

Глубина залегания, м

Азимут простирания, рад.

Угол

падения, град.

Склонение, град.

Длина, м

Мощность, м

По прост.

По падению

Макс.

Ср.

1

2

305–380

270

118

40

20,0

7,0

3

190–240

320

СВ 45

40

60

8,0

3,5

4

310–360

320

СВ 0–25

90

55–60

8,5

7,0

2

 

250–370

315–340

СВ 0–55

СВ 5–10

220

30–80

11,0

6,0

4

 

305–584

320

СВ 10–70

СЗ 20–30

425

150–390

101,4

27,0

5

 

360–497

280

СВ 50–62

СЗ 5–15

261

100–160

26,1

19,5

6

6

550–1265

320

СВ 30–55

1108

до1020

202,0

54,1

7

544–749

300

СВ 30–55

520

до 270

10,0

5,3

8

685–1036

300

СВ 20–70

1010

до 540

34,0

8,5

9

721–1110

330

СВ 35–60

760

270

24,0

7,8

12

1061–1161

340

СВ 40–50

СЗ 15

320

100

8,0

5,2

Шестая залежь включает в себя массивное рудное тело № 6 и сближенные с ним небольшие рудные тела № 7, 8, 9, 12. Первое сложено медными, медно-цинковыми и серноколчеданными рудами. Для рудного тела свойственна нарушенность первичного физико-механического состояния массива – интенсивная трещиноватость и мелкая раздробленность руд [3].

Рудные залежи расположены в виде цепочки северо-западного простирания на протяжении 2,8 км. Глубина залегания руд от поверхности увеличивается с юга на север от 50 до 1270 м. В связи с большой глубиной залегания и значительной протяженностью оруденения в пределах Юбилейного месторождения с достаточной полнотой проявлены все основные особенности геологического разреза как самого месторождения, так и рудного поля в целом.

Запасы месторождения условно разделены на ярусы (рис. 3):

- верхний ярус 610–770 м (около 6 % запасов залежи);

- средний ярус 770–1010 м (34 % запасов залежи);

- нижний ярус 1010–1250 м (60 % запасов залежи).

Ярусная отработка позволит обеспечить заданную производственную мощность и сократить срок строительства рудника.

missing image file

Рис. 3. Схема вскрытия месторождения Юбилейное

На первом этапе планируется развитие работ в нижнем ярусе месторождения. Выход на проектную мощность рудника в 2,5 млн т/год по горнотехническим возможностям при этом осуществляется на 6-й год от начала ведения очистных работ.

- затем (в 12-й год от начала отработки) производится подключение среднего яруса для планомерного поддержания проектной мощности рудника.

- на заключительном этапе для восполнения выбывающих мощностей в среднем и нижнем ярусах в отработку вводятся запасы верхнего яруса и рудных тел № 4 и 5.

Порядок отработки запасов в ярусах – нисходящий. Выемка запасов в этажах производится подэтажами высотой 40 м также в нисходящем порядке. На отдельных участках месторождения отработка запасов в этажах производится с подэтажа высотой 20 м и даже 10 м.

При этом распределение запасов руды месторождения по глубине (рис. 4, а) увеличивается, а запасы в последнем нижнем ярусе снижаются [4, 5].

missing image file

а)

missing image file

б)

Рис. 4. Погоризонтное распределение: а) запасов месторождения Юбилейное; б) содержания полезного компонента в руде

missing image file

Рис. 5. Геологический разрез Гайского месторождения

missing image file

а)

missing image file

б)

Рис. 6. Погоризонтное распределение: а) запасов месторождения Гайское; б) содержания полезного компонента в руде

Опираясь на результаты геологических исследований, проведенных геологами в 1960-х гг., можно утверждать, что содержание полезного компонента (меди) в руде неравномерно распределено по залежам, при этом не наблюдается закономерностей увеличения ее с изменением глубины (рис 4, б). Содержание меди в руде в целом по месторождению составляет 1,42 %.

Гайское месторождение состоит из серии жилообразных рудных залежей. На месторождении преобладают рудные тела средней мощности (50–60 м), за исключением отдельных мощных рудных тел достигающих 150 м (рис. 5) [6].

Рудные тела месторождения являются крутопадающими с углом падения 60–75 ° на восток. С увеличением глубины месторождения возрастает наличие серноколчеданных руд, при этом содержание медных руд снижается (рис. 5).

Значительные запасы месторождения сосредоточены в рудных телах под номером № 14/5, 35, 31/36. Объем балансовых запасов увеличивается с глубиной распространения месторождения, достигая максимальных значений в этаже 1150–1230 м (рис. 6).

Заключение

Анализ горно-геологических условий залегания медноколчеданных месторождений Южного Урала [7] позволил выявить схожие закономерности данных месторождений. Согласно построенным графикам наблюдается увеличение запасов руды с увеличением глубины распространения месторождений, с незначительным снижением на нижнем горизонте (графики на рис. 2, 4, 6). Рудные тела месторождений в большинстве случаев являются крутопадающими. Содержание меди на месторождениях неоднородно (графики на рис. 2, 6), и не прослеживается закономерностей увеличения и снижения с изменением глубины.

Одним из эффективных способов освоения представленных типов месторождений (залегание основных запасов на большой глубине) является ярусная отработка. Ярусный порядок отработки месторождений позволяет первоначально извлечь более богатые участки рудного тела, позволяя компенсировать значительные капитальные затраты, связанные со строительством подземного рудника.


Библиографическая ссылка

Аллабердин А.Б., Валеев А.С., Зубков А.А. АНАЛИЗ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЗАЛЕГАНИЯ МЕДНОКОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ // Успехи современного естествознания. – 2021. – № 4. – С. 44-51;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=37606 (дата обращения: 25.05.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074