Расчёт производительности буро-взрывных работ при разработке Шкурлатовского месторождения гранитов

Содержание

 

 

1. Введение

 

   В народном хозяйстве Российской Федерации  отрасль добычи и переработки нерудных полезных ископаемых имеет важное значение, являясь одним из основных звеньев в технологической цепи производства строительных материалов, сырья для дорожного строительства. В период становления новых экономических отношений в нашей стране предполагается дальнейшее развитие отрасли, так как прогрессирование экономики государства немыслимо без разного рода строительства, и, следовательно, без сырья и материалов для него.

   Задачей курсовой работы является рассчитать один из основных технологических процессов: взрывные работы применительно к условиям Шкурлатовского месторождения гранитов.

     Шкурлатовское месторождение гранитов расположено  в Павловском районе Воронежской  области, в 12 км юго-восточнее г. Павловска, в 10 км от судоходной р. Дон.

     Ближайшие железнодорожные станции Бутурлиновка и Калач Юго-Восточной железной дороги расположены в 60 км соответственно к северо-востоку и востоку месторождения. В непосредственной близости проходит автомагистраль М 4 Москва - Ростов.

     Шкурлатовское месторождение разведано в 1959-1960 г. г. Воронежской комплексной геологоразведочной экспедицией. Запасы утверждены ГКЗ СССР 25.05.1961г. (протокол № 3 346) в качестве сырья для производства щебня и бутового камня в количестве 245,5 млн. м³ по категориям А+В+С₁ и 70,4 млн. м³ по категории С₂. Институтом «Союзгипронеруд», г. Ленинград в 1963-1972 г.г. было выполнено задание и рабочие чертежи на строительство Павловского механизированного карьера.

     С 1976 года на базе месторождения работает Павловский горно-обогатительный комбинат, ныне ОАО «Павловскгранит» по производству щебня проектной производительностью 7,87 млн. м³ в год нерудных материалов в т. ч. 6,00 млн. м³ щебня.

     В 1978-86 г.г. была произведена доразведка месторождения по заданию Минстройматериалов РСФСР с целью уточнения гипсометрического положения кровли не затронутых процессами выветривания гранитов, определения мощности вскрышных пород, коры выветривания, комплексной оценки вскрышных пород, а также гранитов нижних горизонтов месторождения.

     Запасы  были подсчитаны и утверждены до отм. - 70 м, вместо отм. - 8 м в целях экономической целесообразности вести дальнейшую отработку месторождения в направлении расширения рабочего борта.

     В настоящее время месторождение  представляет собой крупный карьер с дробильно-сортировочным заводом. Карьер имеет размеры 2,4 х 1,5 км, максимальная глубина карьера - 140 м, по длинной оси сориентирован в северо-западном направлении. Основной рабочий борт - юго-западный, северо-восточный борт ограничен спрямленным руслом ручья Гаврило и не разрабатывается.

 

      2. Краткая геологическая характеристика  месторождения 

     2.1. Геологическое строение месторождения 

     В геологическом строении месторождения  принимают участие докембрийские, палеозойские и мезо-кайнозойские отложения.

     Полезная  толща представлена докембрийскими кристаллическими породами гранитоидного состава, слагающими куполообразное возвышение - батолит, осложнённое более мелкими куполами и впадинами. Кровля гранитов находится на отметках от 32,9 м до 69,9 м. Колебания кровли гранитов по высоте имеют амплитуду до 20 м на сравнительно коротких (до 100 м) расстояниях.

     Гранитный массив является локальным поднятием  на Павловском кристаллическом выступе и плавно погружается на юго-восток и юго-запад.

     Гранитоиды  представлены нормальными гранитами, гранодиоритами, граносиенитами порфировидной средне и мелкозернистой структур. Встречается гнейс, гранито-гнейс, гранодиоритогнейс, плагиогранит, гранитпорфир, диориты, сиениты.

     Все разности не образуют самостоятельных  отдельных групп, а находятся в тесной взаимосвязи друг с другом. Очень часто одни разности переходят постепенно в другие, следовательно и свойства гранитоидов стабильные, физико-механические показатели практически не отличаются друг от друга и представляют собой единый технологический тип сырья.

     Среди гранитоидного батолита отмечается широкое развитие трещин северо-западного простирания согласующиеся с общим простиранием Воронежского массива. Поперечно к ним направлена вторая система трещин северо-восточного простирания. Падение трещин в обоих случаях почти вертикальное. Изредка наблюдаются косые, по отношению к первым, трещины с северо-западным простиранием и падением на юго-запад.

     Трещиноватость  кристаллических пород обусловлена  тектоническими процессами, которым  подвергался Воронежский массив в различные геологические периоды, в основном с вертикальными подъёмами и опусканиями кристаллического фундамента.

     Мощность  гранитов до границы подсчёта запасов (до отм. - 70 м) от 104,2 м до 137,0 м. Средняя - 116,6 м.

     Породы  вскрыши представляют собой (снизу-вверх):

     1. Кора выветривания гранитоидов представляет собой пылеватую массу с обломками и глыбами гранита.

     Мощность  коры выветривания от нескольких сантиметров  до 10 м.

     2. Девонские отложения в виде аргиллитоподобных глин, аргиллитов, алевролитов, песчаников, туфопесчаников, туфогравеллитов. Наибольшим распространением пользуются аргиллиты (60 – 65 %).

     Мощность  отложений изменяется в широких  пределах (в зависимости от рельефа  кровли гранитов) от 4,0 до 28,1 м составляя  в основном 14,0 м - 17,0 м. В районе куполообразных возвышений отложения девона выклиниваются.

     3. Меловые отложения:

     - сеноманские - пески зеленовато-серые и песчанистый мел .

     Мощность  до 3,6 м.

     - турон-коньякские - мел белый, писчий, плотный, сильно обводнённый при извлечении приобретает текучесть. Залегание плавное, спокойное.

     Мощность  изменяется от 6,2 до 17,5 м, составляя  в основном 10,5 м - 12,0 м. Максимальные мощности мела отмечаются в центральной  и южных частях месторождения, минимальные - в северной его части.

     4. Четвертичные отложения представлены песчано-глинистыми отложениями.

       Мощность четвертичных отложений  изменяется от 7,0 до 28,0 м, в основном составляя 15 м.

     5. Почвенно-растительный слой.

     Мощность  от 0,4 – 0,5 м.

 

      2.2. Гидрогеологические условия. 

     На  карьере выделяются следующие горизонты и комплексы:

1. Водоносный современный аллювиальный горизонт - al V:

     Приурочен к пойменным отложениям руч. Гаврило. Водовмещающими породами являются, в  основном, пески. В верхней части  разреза – глинистые (суглинки), в нижней – средне-крупнозернистые. Глубина залегания кровли водоносного горизонта находится на глубине 1,66 м. Мощность водоносного горизонта составляет 14,04 м. Вблизи карьера водоносный горизонт полностью сдренирован.

     Дебит изменяется от 0,46 л/сек при понижении 2,8 м до 0,87 л/сек при понижении 2,58 м. Коэффициент фильтрации составил 1,18 м/сут – 12,03 м/сут.

     Воды  безнапорные. Питание осуществляется из смежных водоносных горизонтов. Разгрузка происходит в руч. Гаврило  за пределами развития депрессии.

2. Водоносный средне-верхнечетвертичный аллювиальный горизонт а II – III:

     Приурочен к отложениям четвертой и второй надпойменных террас р. Дон. Водовмещающими отложениями служат мелко- и среднезернистые  пески с прослоями и линзами глин и суглинков. Горизонт не имеет на участке работ четко выраженного подстилающего водоупора и залегает непосредственно на водовмещающих отложениях турон-коньякского карбонатного комплекса. Перекрывающего регионального водоупора горизонт также не имеет, подземные воды безнапорные.

     Водообильность  данного горизонта характеризуется следующими показателями: дебит при опробовании изменяется от 0,138 л/сек до 0,67 л/сек при понижении 2,02 и 6,05 м соответственно.

     Удельный  дебит не превышал 0,19 л/м. Коэффициенты фильтрации не превышают 1,12 м/сут. В  среднем К_ф изменялся от 0,41 м/сут до 0,79 м/сут.

     Площадь питания водоносного горизонта  совпадает с площадью распространения. Питание водоносного горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, а также за счет перетока вод из смежных горизонтов.

     Разгрузка осуществляется в пойменных отложениях руч. Гаврило (исключая зону влияния депрессии, сформированную карьером).

     Гидравлически средне-верхнечетвертичный водоносный горизонт, как и современный аллювиальный, тесно связан с турон-коньякским водоносным комплексом.

3. Водоносный турон-коньякский карбонатный комплекс – k₂t – k:

     Развит  на участке работ повсеместно  и является одним из основных источников хоз-питьевого водоснабжения в Павловском районе. Водовмещающими породами данного комплекса служит трещиноватый писчий мел.

     Мощность  водоносного комплекса также  равна мощности меловых отложений. Водообильность водоносного комплекса характеризуется следующими параметрами: дебит изменяется от 0,16 л/сек до 1,67 л/сек при понижении от 0,77 м до 13,4 м, удельный дебит от 0,1 л/сек. м до 1,43 л/сек.м. Водообильность водоносного комплекса значительно выше по сравнению с вышезалегающими водоносными горизонтами.