Вмещающими породами, залегающими согласно с рудным телом, являются гнейсы различного состава, относящиеся к нижней толще Кольской серии нижнего архея. Интрузивные образования, секущие рудное тело, и гнейсы, представлены гранитами, пегматитами и основными породами. Контакты рудных тел со вмещающими породами постепенные.
Внутреннее строение рудного тела сложное, характеризуется частым переслаиванием железистых кварцитов с прослоями и линзами некондиционных руд и пустых пород, а также многочисленными жилами пегматитов и дайками основных пород.
Руды месторождения характеризуются наличием двух основных типов: магнетитового и гематито-магнетитового, не имеющих какой-либо четкой закономерности в их пространственном распределении. Соотношение этих типов в контуре открытых работ составляет 63:37 процентов соответственно.
В настоящее время добыча руды в карьере производится валовая, без распределения на типы и сорта.
2.2. Гидрогеологическая характеристика месторождения
Гидрогеологические условия месторождения простые, что обусловлено слабой обводненностью руды и вмещающих пород.
В районе месторождения развиты два типа подземных вод: поровые и трещинные, взаимосвязанные между собой и образующие единый водоносный горизонт. Воды безнапорные.
Поровые воды приурочены к четвертичным моренным отложениям небольшой мощности, в среднем 2-7 м.
Трещинные воды приурочены к трещиноватым протерозойским кристаллическим породам (гнейсам, кварцитам) и имеют повсеместное распространение.
Коэффициент фильтрации изменяется от 0,0006 до 3 м/сут.
Осушение месторождения осуществляется средствами карьерного водоотлива.
Фактические величины водопритоков в карьер изменяются от 300-600 м /ч., иногда достигая 1000 м /ч. В настоящее время уровень подземных вод снижается до 230-250 м.
По химсоставу подземные воды гидрокарбонатные магниево-кальциевые, ультрапресные с минерализацией 0,13-0,19 мг/л. Воды нейтральные и слабощелочные pH 6,6-7,8, обладают выщелачивающей агрессивностью.
С глубины 200 м в водах встречены: никель - до 6 мг/л, медь до 12 мг/л и кобальт до 1 мг/л. Воды содержат фтор – 0,6-0,2 мг-экв/л, железо закисное до 1,5 мг/л.
Водоприток в природную впадину на висячем боку карьера составляет: нормальный приток 50 м3/ч, максимальный 825 м3/ч.
2.3. Физико-механические свойства руд и вмещающих пород
Таблица 1.2
Свойства руд и вмещающих пород
|
Тип руд и пород
|
Предел
прочнос-
ти по одноосному сжатию |
Коэфф.
Крепости по Протодъяконову |
Коэфф. Крепости по методу толчения |
Абразивность |
Дроби-
мость |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Магнетитовый кварцит (сахаровидный) |
1223
|
11 |
1,4 |
19,8 |
9,3 |
|
Магнетитовый кварцит (перекристализованный) |
1627
|
16 |
0,7 |
13,9 |
17,6 |
|
Амфиболито-магнетитовый кварцит |
1540
|
15 |
1,1 |
12,8 |
12,1 |
|
Гематито-магнетитовый кварцит (сахаровидный) |
1339
|
10 |
1,4 |
21,0 |
8,4 |
|
Гематито-магнетитовый кварцит |
2424
|
17 |
1,8 |
19,4 |
5,9 |
|
Гематито-магнетитовый кварцит (сливной) |
2792
|
18 |
2,2 |
27,8 |
5,4 |
|
Слаборудный кварцит |
1939
|
17 |
5,8 |
12,6 |
5,5 |
|
Пегматиты |
2054
|
15 |
5,5 |
17,8 |
5,3 |
|
Диабаз |
4270
|
21 |
38,8 |
32,6 |
1,0 |
|
Гнейс |
1881
|
15 |
3,7 |
14,3 |
3,4 |
Влажность руды, поступающей на обогатительную фабрику составляет 1.0-1.5%.
Глава 3. Современное состояние и перспективы развития Оленегорского карьера
3.1. Вскрытие и система разработки
Оленегорский карьер вскрыт системой железнодорожных и автомобильных съездов. В настоящее время железнодорожная транспортная система отстроена в постоянном положении до отметки +50м. Разработка карьера с применением железнодорожного транспорта предусматривается до отметки +50м с сохранением существующей железнодорожной транспортной схемы. Заведение железнодорожного транспорта на нижележащие горизонты нецелесообразно в связи с уменьшением на них длины фронта работ. С 1995года использование железнодорожного транспорта в забоях прекратилось. В дальнейшем вскрытие и отработка рабочих горизонтов карьера предусмотрено с использованием в забоях только автомобильного транспорта.
Пунктами доставки горной массы автотранспортом являются:
- дробильно-перерузочный узел (ДПУ) руды на концентрационном горизонте +74м;
- экскаваторный перегрузочный склад скальных пород, пригодных для производства щебня, с автомобильного на железнодорожный транспорт с - отметкой разгрузки +140м в южном торце карьера;
- экскаваторный перегрузочный склад скальных пород, пригодных для производства щебня с отметкой разгрузки +80м и внутренний отвал в выработанном пространстве северного участка.
К моменту доработки карьера вскрытие глубинных горизонтов со стороны ДПУ осуществляется спирально-петлевой системой автотранспортных съездов. От отметки +80м и примерно до отметки –70м съезды укладываются в конечном борту со стороны висячего бока залежи, затем следуют в обратном направлении по борту со стороны висячего бока залежи и далее по спирали до дна карьера на отметке –220м.
Со стороны северного участка (перегрузочный пункт на отметке +74м и внутренний отвал) предусмотрена система съездов по борту со стороны висячего ока залежи до встречи на отметке –10м с основной системой съездов.
Кроме того, предусмотрена дополнительная система автомобильных съездов с отметки +125м южного участка по борту со стороны висячего бока залежи до отметки +74м северного участка. Эта система обеспечивает дополнительный заезд в карьер автомобильным транспортом, а также при необходимости, дополнительную транспортную связь рудных забоев с ДПУ через площадку дополнительного экскаваторного склада привозных руд на горизонте +98м в юго-восточном борту карьера.
Подготовка новых горизонтов предусматривается путем проходки съездной траншеи с образованием котлована.
Разработка карьера ведётся уступами высотой 15м. Высота уступа принята в соответствии с параметрами экскаватора ЭКГ-8И.
Углы откосов рабочих уступов, исходя из физико-механических свойств горных пород и "Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом", должны быть не круче 80о. Уступы со стороны лежачего бока рудной залежи в основным имеют углы откосов уступов 40-55опри проектных 55-60о, со стороны висячего бока – 40-60опри проектных 55-60о.
3.2. Буровые работы
Руда и вмещающие породы скальные, крепостью 11-14 по шкале проф. Протодьяконова, требуют применения для их разработки буровзрывных работ. Бурение скважин предусматривается станками шарошечного бурения типа СБШ-250МН. Буровые работы предусматривается проводить по непрерывной рабочей неделе в 3 смены в сутки по 8 часов.
Постановка уступов в предельное положение под устойчивыми углами производится с предварительным щелеобразованием. Бурение скважин отрезной щели предусматривается станками шарошечного бурения типа СБШ-250, позволяющим бурить скважины под углами от 0 до 45°от вертикали длиной до 60 м.
Для бурения взрывных скважин при проходке съездных траншей, выравнивания подошвы уступов предусматриваются буровые станки типа СБУ-125. Объем бурения мелких скважин принят в размере 1% от общего объема бурения.
Все разрабатываемые породы скальные и разработка их производится с предварительным рыхлением буровзрывным способом. Для бурения скважин применяются буровые станки типа СБШ-250МН годовая производительность которых составляет 33-35 тыс. пог.м.
Взрывные работы на карьере производятся взрывным цехом комбината 1 раз в неделю.
В последние годы на карьере наряду с шахтными ВВ граммонитом 30/70 и гранулотолом применяются водонаполненные ВВ типа ГЛТ-20.
Основные показатели по буровым работам приведены в таблице 1.3.
|
Таблица 1.3
|
|
Основные показатели по БВР
|
|
Наименование
показателей
|
Единица
Измерения |
Величина показателей
При примен. ГЛТ |
|
Высота уступа |
М
|
15 |
|
Коэффициент крепости |
|
12-16
|
|
Наклон скважины к горизонту |
Град.
|
60-75 |
|
Диаметр скважин |
Мм
|
245 |
|
Расстояние между скважинами |
М
|
7,0-7,0 |
|
Расстояние между рядами |
М
|
6,5-6,5 |
|
Глубина скважин с перебуром |
М
|
15-18 |
|
Суммарная глубина скважин с учетом потерь |
М
|
2432 |
|
Производительность станка в смену |
М
|
90 |
|
Годовая производительность станка |
тыс.м
|
37,0 |
|
Стойкость шарошечных долот |
М
|
110 |
|
Годовой расход шарошечных долот |
шт.
|
1690 |
|
Число буровых смен в сутки |
см.
|
3 |
|
Количество станков |
шт.
|
6 |
Оленегорский карьер является высокомеханизированным производством. Для механизации вспомогательных работ используются: станции для перегона экскаваторов и буровых станков, опороперевозчики. Для содержания дорог в карьере используются грейдеры, посыпочные и поливочные автосамосвалы, тяга для транспортировки неисправной техники, топливозаправщики.
3.3. Выемка и погрузка горной массы
Для погрузочных работ предусматривается использование экскаваторов типа ЭКГ-8И и ЭКГ-10.
Для выполнения планируемых объёмов перегрузки, равных 1200тыс.м3необходим 1 экскаватор. Кроме того, на карьере на отметке +98м восточного борта предусматривается перегрузочный склад руды Кировогорского и Бауманского карьеров, на котором на котором предусматривается один экскаватор типа ЭКГ-8И.
Ширина рабочей площадки принята 40 м. Минимальная ширина рабочей площадки, обеспечивающая безопасную работу горно-транспортного оборудования, должна быть не менее 30 м.
3.4.Карьерный транспорт
Автомобильный транспорт представлен в основном автосамосвалами БелАЗ-75191, грузоподъёмностью 110т.
Оленегорский комбинат имеет развитую сеть автомобильных дорог. Автосамосвалы работают только на внутрикарьерных перевозках. Автомобильные перевозки в рабочей зоне карьера осуществляется по системе временных съездов с уклоном 8о/оо, шириной проезжей части 18м с устройством выравнивающего слоя из щебня толщиной 20см.
В настоящее время на Оленегорском карьере применяются различные виды транспорта:
по руде – комбинированный автомобильно-конвейерный транспорт (циклично-поточная технология);
по породе – автомобильный (во внутренний отвал), автомобильно-железнодорожный, железнодорожный.
3.5. Отвальное хозяйство
Разработка месторождений традиционным способом, когда отсутствует принцип комплексного использования горной массы, сопровождается образованием огромного количества отвалов.
Вскрышные и вмещающие породы, накапливающиеся в отвалах, в течение длительноговремени не перерабатываются, разрушаются в результате естественных процессов до пылевидного состояния и в таком виде вздымаются в атмосферу, кроме того, некоторая часть пород вымывается. Таким образом, отвалы являются дополнительным антропогенным источником загрязнения воздушного и водного бассейнов. В не меньшей степени этому способствуют и отходы обогащения железных и полиметаллических руд, образуя огромные хвостохранилища.
Отвалообразование предусматривается осуществлять бульдозерами ДЗ-118 на тракторе ДЭТ-250. Общая площадь, занятая отвалами - 950 га. Рекультивация земель, отведенных под отвалы предусматривается после окончания разработки месторождения.
В соответствии с "Нормами технологического проектирования" установлен парк технологических бульдозеров, предназначенных для:
зачистки рабочих площадок, планировки подъездов к экскаваторам в карьере;
работы на перегрузочных складах породы;
работы на внутренних автомобильных отвалах.
3.6. Хвостовое хозяйство
Хвостохранилище обогатительной фабрики ОАО «ОЛКОН» в бассейне бывшего озера Хариусного на расстоянии 3км южнее ОФ пущено в эксплуатацию в 1955г. Площадка хвостохранилища расположена между низовой дамбой, перегораживающий ручей железный, и верховой плотиной, отсекающей водосборную площадь вокруг озера Узкого.
Ложе хвостохранилища заторфовано до глубины 0.5-1.0м. Подстилающими грунтами являются пески гравелистые и средней крупности, супеси и суглинки моренные мощностью 4.5-17.0м.
Среднегодовая норма осадков 566мм/год, в т.ч. в весенне-летний период 318мм и в осенне-зимний период 248мм. Среднемноголетняя величина испарения 337мм/год.
Хвостохранилище образовано пионерной дамбой длиной около 4км, высотой до 5м с отметкой гребня 170м, построенной в 1955году. В дальнейшем хвостохранилище наращивалось намывным способом крупнозернистой частью хвостов ОФ и в настоящее время отметка гребня намывной дамбы составляет 193м, высота дамбы 30м. Площадь хвостохранилища 1.98км2.
Превышение гребня намывной дамбы над уровнем воды в хвостохранилище превышает 1.5м на всей длине. Минимальная ширина пляжа намывной дамбы 200м. Наибольшая крутизна низового откоса намывной дамбы составляет 1;3.7.
Вокруг водоприемного колодца отсыпана защитная дамба с подъездной автодорогой и площадкой обслуживания. Выноса мелких частиц фильтрационной водой не отмечено.
Пионерная дамба и верховые дамбы отсыпались из местного моренного грунта. Площадь хвостохранилища на отметке заполнения 193м составляет 11км2. Подача хвостов обогатительной фабрики комбината на хвостохранилище осуществляется системой гидротранспорта, используется гидравлическая укладка хвостов. Система гидротранспорта хвостов состоит из двух пульпонасосных №1 и №2 с насосами 20Гр и пульпопроводами Ду1200мм. Основной объём хвостовой пульпы перекачивается по пульпопроводу диаметром 1200мм. В настоящее время первая система гидротранспорта не эксплуатируется. С целью уменьшения потерь воды на фильтрацию предусматривается укладка хвостов на южный борт хвостохранилища.
Часть дренажных стоков и аварийный перелив пульпонасосной поступает в аккумуляционный бассейн, отгороженный дамбой в акватории Колозера. Имеются системы оборотного водоснабжения из хвостохранилища на озере Хариусном и из аккумуляционного бассейна Колозера. Сюда же производиться сброс промстоков обогатительной фабрики (2435.5м3/час).
3.7. Механизация производственных процессов Оленегорского карьера ОАО «Олкон»
3.7.1. Расчет необходимого парка буровых станков
Определим линию наименьшего сопротивления по подошве
,(1.1)
где m – количество ВВ, размещающегося в 1м;
m=7,85d2Dl, (1.2)
где d – действительный размер скважин, дм (2,45);Dl – плотность заряжания ВВ в скважине, кг/дм3(1,1).
m=7,85ґ2,45ґ1,1=52 кг/м
p – коэффициент перебура скважин (0,375); Z – коэффициент забойки скважин (0,6); к – относительное расстояние между скважинами, м (0,9); h – высота уступа, м (15); g – удельный расход ВВ, кг/м3 (0,9)
Абсолютное расстояние между скважинами:
a=kW=0,9ґ8=7,2м
Проверим линию сопротивления по подошве по условиям техники безопасности:
Wіhґtga+b, (1.3)
где b – минимально допустимое расстояние от оси скважин до верхней бровки уступа, м (3);a- угол откоса уступа, град (70)
W=8і15ґ0364+3=8,5 – в расчете принимаем 8м
Величина перебура
Lп=pґa=0,375ґ7,2=2,7 м – в расчете принимаем 3м (1.4)
Глубина скважины
lc=h+lп=15+3=18 м (1.5)
Масса заряда в скважине
Qз=qґWґaґh=0,9ґ8ґ7,2ґ15=778 кг (1.6)
Длина заряда
(1.7)
Длина забойки
lзаб=lс-lз=18-15=3м (1.8)
Выход горной массы с 1 п.м. скважины
, (1.9)
где a = c = 7,2м
Годовой объем бурения
,т.м/год, (1.10)
где Qв и Qр – соответственно производительность карьера по вскрыше и руде, м3;hп– коэффициент потерь скважин (1,1); Vв и Vр – выход горной массы с 1м скважин по породе и руде
т.м/год
Сменная производительность бурового станка:
, м/см, (1.11)
где к=3,75 – коэффициент пропорциональности; Fa=30 – осевое усилие долота; n=81 – число оборотов бурового инструмента;h=0,5 – коэффициент использования станка во времени; Т=8 час – продолжительность рабочей смены; f=16 – коэффициент крепости руды; f=12 – коэффициент крепости породы; d=24,4 – диаметр долота
По породе
м/см
По руде
м/см
Количество станков, необходимых для бурения горной массы
, шт., (1.12)
где кн=1,1 – коэффициент неравномерности работ; nсм=3 – число смен в сутки; Тр=210 – число рабочих дней в году; Рсм– сменная производительность бурового станка
