Реферат: Методика поисков и разведки месторождений мрамора

При выборе типа разведочных выработок следует иметь в виду, что горные выработки, пройденные при разведке месторождения, во многих случаях могут быть использованы и как эксплуатационные. При расчете экономики разведочных работ следует учитывать стоимость добытого при проходке разведочных работ горных выработок минерального сырья, которая в некоторых случаях (пьезокварц, исландский шпат, агат и др.) может составлять достаточно большую величину. Если для разведки месторождения можно использовать как горные выработки, так и буровые скважины (при одинаковых затратах), то предпочтение следует отдавать горным выработкам, поскольку они дают более полные и ценные геологические данные.

Канавы служат для вскрытия выходов полезного ископаемого на поверхность.

Расчистки представляют собой канавы в виде врезов в коренные породы на крутых склонах рельефа. Применяются они, как и канавы, для изучения разреза свежих пород, а также вскрышных и выветрелых пород.

Шурфы (дудки) проходятся с различной целью и на разную глубину. При глубине их до 10 м они считаются мелкими и имеют сечение обычно 1 х 1,5 – 1 х 2 м, иногда круглое (дудки). Глубокие шурфы проходятся до глубины 30 – 40 м, сечением обычно 2 х 2,5м.

Неглубокие шурфы и дудки проходятся для вскрытия выходов коренных пород под насосами. Большей частью шурфы углубляются в коренные породы для определенного горизонта.

3.2. Подготовленность разведанных месторождений (участков) твердых полезных ископаемых для промышленного освоения.

Целесообразная степень изучения месторождений (участков), подготавливаемых для промышленного освоения, определяется сложностью их геологического строения и распределения полезных ископаемых, количества запасов, а также экономических факторов- затрат средств и времени, требуемых на производство геологоразведочных работ и на вовлечение месторождения в отработку. С учетом этого месторождения или участки крупных месторождений, намечаемые в отработке самостоятельными предприятиями по добычи полезных ископаемых, подразделяются на следующие группы:

1-я группа. Месторождения (участки) просто геологического строения, преобладающая часть запасов которых содержится в телах полезного ископаемого с ненарушенным или слабонарушенным залеганием, выдержанными мощностью, внутренним строением и качеством полезного ископаемого, с равномерным распределением в них основных ценных компонентов (коэффициенты вариации линейных запасов полезного ископаемого и качества, как правило, не превышают 40%), что определяет возможность выявления в процессе разведки запасов категорий В и С1.

2-я группа. Месторождения (участки) сложного геологического строения, характеризующиеся изменчивыми мощностью и внутренним строением тел полезного ископаемого, либо нарушенным их залеганием, невыдержанным качеством полезного ископаемого или неравномерным распределением основных ценных компонентов (коэффициенты вариации линейных запасов полезного ископаемого и качества  находятся в пределах 40-100%), а также месторождения углей и ископаемых солей простого геологического строения, но с очень сложными горно-геологическими условиями разработки. Вследствие недостаточной эффективности и высокой стоимости геологоразведочных работ на месторождениях этой группы выявление при разведке запасов категории В целесообразно лишь в участках детализации внутреннего строения рудных тел. На месторождения для подъемной отработки запасы категории В разведуются только при вскрытии месторождения; Основные запасы месторождений (участков) этой группы разведуются по категориям С1 и С2.

3-я группа. Месторождения (участки) очень сложного геологического строения, характеризующиеся резкой изменчивостью мощности и внутреннего  строения, либо интенсивно нарушенным залеганием тел полезного ископаемого и весьма неравномерным распределением  основных ценных компонентов (коэффициенты вариации линейных запасов полезных ископаемых и качества  колеблются в пределах 100-180%). Надежное определение сплошности возможно только горными работами. На месторождениях этой группы выявление при разведке запасов категории В нецелесообразно вследствие ее высокой стоимости и низкой эффективности и осуществляется в процессе эксплоразведки. Запасы месторождений (участков) этой группы разведуются по категориям С1 и С2.

4-я группа. Месторождения (участки) весьма сложного геологического строения, характеризующиеся резкой изменчивостью мощностей и внутреннего  строения, интенсивно нарушенным залеганием тел полезного ископаемого, а также не выдержанным качеством и весьма неравномерным распределением основных ценных компонентов, разведка которых требует проведения подъемных горных выработок в больших объемах (коэффициенты вариации линейных запасов полезного ископаемого и качества  колеблются в пределах 180-300% но могут достигать и более высоких значений). Запасы месторождений (участков) этой группы разведуются в основном по категории С2, часто С1. Дальнейшая разведка этих месторождений (участков)совмещается с их вскрытием и подготовкой к разработке.

В случае получения положительных результатов по предварительной и детальной оценке будет проведена разведка месторождения.

Осмонское месторождение мраморов относится к I группе моноклинально - залегающих круто падающих или смятых в складки пластов и пастообразных тел, выдержанных по строению,  мощности и качеству сырья,  слабо затронутых разрывной тектоникой, для которых рекомендована следующая ориентировочная сеть (см. таблицу 2):

Таблица 2

Источник: Проект «Осмонское месторождение».

Принимая во внимание незначительные размеры (210х110 м) участка, а также рекомендации В.М. Борзунова, позволяющие для создания необходимой пропорциональности разведуемых запасов  (кат. В-20-30%) уменьшить расстояние между разведочными линиями до следующих параметров (см. таблицу 3):

Таблица 3

Источник: Проект «Осмонское месторождение».

При проектировании разведочных выработок учтены следующие факторы:

ü   крутопадающее залегание мраморов в южных румбах;

ü   наличие двух основных разновидностей мраморов;

ü   наличие трех систем трещин;

ü   блоки высоких категорий проектируются  в центральной наиболее возвышенной части участка.

При проведении работ учитывается их стадийность.

Работы по стадиям распределяются следующим образом (см. таблицу 4):

Таблица 4

Источник: Проект «Осмонское месторождение».

3.3. Документация при поисках и разведки месторождений Мрамора

В состав геологической документации, ведущейся на всех стадиях геологоразведочных работ на месторождениях мрамора, входят: описание естественных обнажений горных выработок, керна буровых скважин, документация отбора проб, а также зарисовки обнажений, горных выработок и составление колонок. Особым специфическим разделом документации является изучение, описание, отражение на графике трещиноватости и определение декоративных свойств камня. Правильно поставленная и тщательная полевая документация является важнейшей составной частью всего цикла геологоразведочных работ и должна дать материал, достаточно полно характеризующий особенности геологического строения месторождения и состава пород. Этот материал, если он не будет собран в поле, не может быть восполнен в камеральный период.

При изучении документации месторождений мрамора основное внимание необходимо обращать на следующие показатели, характеризующие особенности их геологического строения и качество камня.

I. Показатели, характеризующие особенности геологического строения месторождений:

1.  форма залежи и ее размеры;

2.  условия залегания;

3.  взаимоотношения с вмещающими породами.

II. Показатели, характеризующие особенности состава и строения породы и ее декоративные свойства:

1.  минералого-петрографический состав породы;

2.  структура и текстура;

3.  цвет и рисунок камня.

III.Показатели, характеризующие степень выветревости и трещиноватости пород:

1.  виды процессов выветривания и их влияние на качество камня;

2.  трещиноватость и блочность камня.

І. Документация показателей, характеризующих особенности геологического строения месторождения производится в основном также, как при поисках и разведке других видов нерудных полезных ископаемых.

Для мраморов существенное значение имеет определение условий их образования (путем регионального или контактового метаморфизма), что в известной степени определяет распределение и постоянство качественных показателей. Важно также правильно определить строение залежи мраморов (массивное или слоистое), наличие и характер складчатости и пр.

ІІ. Определение минералого-петрографического состава в полевых условиях может производиться только приближенно, но оно все же позволяет в известной мере судить о качестве камня.

При документации необходимо отмечать примерное количество, размеры и взаимоотношения основных минералов, слагающих породу, а также акцессорных или вторичных минералов, присутствие которых может существенно влиять на качество камня. Для мрамора нежелательным является присутствие сульфидов, а также включений и прослойков кремния и других более твердых или более мягких образований, которые будут выкрашиваться при распиловке блоков и полировке поверхности плит и затруднять обработку камня.

Также при документации большое внимание должно уделяться описанию размеров, формы и характера распределения в породе минеральных зерен. Положительное влияние на физико-механические свойства мраморов оказывает размер зерен кальцита (доломита). Как правило, более высокой механической прочностью обладают мелко- и среднезернистые мраморы. Крупнозернистые имеют пониженную прочность и, кроме того, трудно поддаются механической обработке, так как крупные кристаллы кальцита благодаря  высокой  спайности легко  раскалываютс  и выкрашиваются. В описании следует отмечать степень метаморфизации, наличие остатков пелитоморфного карбоната.

При описании и зарисовках обнажений, горных выработок и керна скважин необходимо отмечать цвет, его оттенки и интенсивность окраски камня, характерные особенности и формы рисунка, цветовые переходы и связь их с теми или иными основными минералами. Желательно использовать при этом цветные фотографии, а зарисовки делать цветными карандашами. Мрамор и мраморизованные известняки обладают самой разнообразной окраской: чисто-белой, телесной, желтой, розовой, серой, красной, зеленой и черной. Наиболее распространенными являются светло- и темно-серые мраморы, которые относительно мало декоративны. Декоративность мрамора (кроме статуарного) значительно повышается при наличии в нем рисунка, обусловленного неравномерным распределением окраски, полосатостью, или наличием извилистых пустот, выполненных белым кальцитом. Весьма декоративны цветные мраморизованные известняки, содержащие мелкие остатки фауны. Однако наиболее ценными являются чисто-белые мелкозернистые просвечивающие статуарные мраморы.

Породы изверженного происхождения обычно обладают достаточно устойчивой окраской. Некоторые же виды цветного мрамора теряют окраску в течение довольно короткого времени, измеряемого годами. В связи с этим нужно сравнивать окраску мрамора в свежем сколе и на поверхности, подвергшейся выветриванию.

ІІІ. Процессы выветривания в большей или меньшей степени меняют как физико-механические свойства, так и химический состав горной породы. Эти изменения сказываются на внешнем облике породы, меняя его иногда до полной неузнаваемости.

Но при детальном изучении горной породы можно установить характер происшедших в ней под влиянием агентов выветривания изменений и определить причины, вызвавшие эти изменения.

Наиболее важными внешними признаками выветрелости горной породы следует считать:

1.  изменение ее цвета;

2.  степень и характер раздробленности;

3.  изменение минералогического состава;

4.  изменение механической прочности.

При сильной выветрелости горной породы признаки выветривания достаточно ясны и вряд ли нуждаются в подробной характеристике. Важнее научиться определить выветрелость породы в том случае, когда этот процесс еще не зашел далеко, и не привел к ярко выраженному разрушению, но в то же время вызвал значительные изменения ее физико-механических свойств.

Выветривание мраморов и известняков выражается в развитии густой сети трещин, а также в растворении и выносе грунтовыми водами карбонатной части породы.

При выветривании в мраморах происходит выщелачивание отдельных зерен, расширение швов между зернами и увеличение пор.

Определение системы трещин, пронизывающих массив каменных пород, имеет в ряде случаев решающее значение для оценки месторождения, так как от их расположения и густоты зависит возможность получения блоков камня определенных размеров.

3.4. Опробования месторождений мрамора

Опробование месторождений мрамора производится на всех стадиях их  изучения. От правильности методики опробования в значительной мере зависит правильность оценки месторождения.

Перед опробованием месторождения мрамора ставятся две основные задачи:

1.  определение физико-механических, декоративных и других свойств камня;

2.  определение выхода блоков из горной массы и выхода плит из блоков.

Методика опробования месторождений мрамора в основных чертах аналогична методике опробования месторождений камня, используемого для строительных целей. Это относится к отбору проб из обнажений горных выработок и от керна скважин, к обработке проб и подготовке их к анализам и" испытаниям, а также к большей части испытаний физико-механических свойств камня, минералого-петрографических исследований и анализов. Специфичным является отбор проб для изучения декоративных свойств камня, характера поверхности, способности камня принимать шлифовку и полировку, трудоемкости его распиловки и обработки, характера блочности, выхода блоков различных размеров и выхода досок из блоков.

На месторождениях облицовочного камня отбираются пробы для: 1) полного комплекса физико-механических испытаний; 2) сокращенных физико-механических испытаний; 3) минералого-петрографических исследований; 4) химических анализов и 5) изучения декоративных свойств камня. В зависимости от области намечаемого использования облицовочного камня отбираются пробы и для других видов испытаний.

Важной составной частью опробования является опытная добыча блоков с целью определения выхода блочного камня и отбора проб на технологические испытания, заключающиеся в распиловке блоков и изготовлении облицовочных плит.

Блочность камня должна определяться на всех стадиях работ. В период поисков приходится ограничиваться изучением особенностей месторождения, условий залегания камня, характера отдельности, систем трещин, развитых на месторождении, длины столбиков керна из скважин и т. д. В том случае, если в районе работ имеются карьеры, разрабатывающие те же породы, которые являются объектом изучения, в эту стадию можно получить более точные данные, характеризующие выход блочного камня из горной массы.

Для. определения выхода блоков из горной массы в настоящее время единственным надежным способом является пробная добыча, которая должна завершать разведочные работы.

Пробная добыча должна производиться из свежей выветрелой породы и без помощи взрывчатых веществ.

При добыче следует определять выход блоков как стандартных размеров, так и отступающих от стандарта, а также выход бутового камня и щебня. Объем пробной добычи определяется в зависимости от геологических особенностей .строения месторождения. В отдельных сомнительных случаях пробную добычу приходится производить в два этапа — в стадию предварительной разведки и в стадию детальной разведки.

В первом случае могут быть получены только ориентировочные данные, которые позволят судить о целесообразности поста­новки детальной разведки. В стадию детальной разведки объем пробной добычи определяется как минимум в 100 м2 свежей породы. При сложном строении месторождения и наличии на нем пород различного состава и разной степени трещиноватости, объем пробной добычи приходится иногда значительно увеличи­вать (до 200—300 ж3) и даже больше.

Для облегчения работ по определению выхода блоков рекомендуется применять различные механизмы. Чаще всего для этой цели используются передвижные компрессоры и отбойные молотки. При разведке месторождения мрамора можно применять канатные пилы, а при разведке гранитов можно использовать бурильные машины типа ПР-З-ОЛ, ПР-35, при помощи которых блок обуривается в массиве по намеченным граням для создания плоскости наименьшего сопротивления расколу. Затем по плоскости расположения шпуров производится откол блоков с помощью клиньев со щечками из высококачественной стали. Расстояние между шпурами обычно составляет 200—300 мм при их глубине 150—500 мм. После откола блоков производится их пассирование, т. е. придание им формы параллелепипеда.

Рассмотрим опробование на примере конкретного месторождения «Осмонское». В проекте намечен комплекс опробовательных работ с учетом безотходного использования сырья в следующих производствах:

ü   блоки для облицовочных изделий,

ü   камень бутовый,

ü   щебень и песок декоративные,

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5