Технология и техника разработки карьера (стр. 1 из 15)
Введение
Открытый способ разработки полезных ископаемых является наиболее перспективным в технологическом, экономическом отношениях, благодаря развитой индустриальной базе и значительным запасам полезных ископаемых, расположенных близко к дневной поверхности. Этим способом в настоящее время добывается примерно ¾ общего объёма твердого минерального сырья, потребляемого народным хозяйством страны. Прогрессивный открытый способ разработки месторождений полезных ископаемых получает развитие при значительном улучшении экономических показателей на основе совершенствования техники, технологии и организации горного производства, внедрения передового отечественного и зарубежного опыта, природоохранных и ресурсосберегающих технологий.
1. Общие сведения об участке работ
1.1 Географические и климатические условия
Проектируемый участок недр Заовражного участка Турдейского месторождения строительных известняков и доломитов расположен в Воловском районе Тульской области в 0,5км к востоку от ж/д станции Турдей Московской железной дороги. Ближайшие населенные пункты: на севере - пос. Горный и д. Письменка (2км), на юго-востоке - д. Каменка (1,5км), на западе - пос. Казачка (0,5км). На западе и севере участок ограничивается местными автодорогами, на юге - железной дорогой Москва - Донбасс. От действующего Прикарьерного участка Турдейского месторождения Заовражный участок отделен глубоким оврагом. Река Турдей протекает в 1,5км западнее участка. К северу в 60км расположен районный центр ст. Волово, к югу в 35км - районный центр г. Ефремов.
К северу и западу от месторождения находится ряд крупных механизированных карьеров, эксплуатируемых различными организациями. Все населенные пункты и карьеры связаны между собой грунтовыми дорогами, а с г.Ефремов и Волово железной и автомобильной дорогами.
В сельскохозяйственном отношении район занимается в основном хлебопашеством и свекловодством, в меньшей степени животноводством.
Почвообразующей породой является карбонатный суглинок, частично покровный суглинок. Почвенный покров - выщелоченные черноземы, а также лессовидные суглинки. В основном поверхность района представляет собой чаще всего серию крупных увалов и холмов, разделенных большой сетью лощин, оврагов и балок.
Реки входят в бассейн реки Дона. Основной водной артерией вблизи месторождения является р. Турдей, выступающая левым притоком р.Красивая Меча Ширина русла реки Турдей в пределах участка 3-5м, а абсолютная отметка - 174-175м.
Растительность района весьма бедная. Обширные пахотные участки разделены лесопосадками дуба. Небольшие островные леса имеются к северу от месторождения. Вдоль реки встречаются рощицы осины, тополя и заросли ивняка.
Климат района континентальный, выражающийся в довольно резких различиях температуры воздуха зимой и летом. Количество выпадающих осадков в течение года весьма неравномерно и в среднем составляет от 555мм до 610мм. Первые заморозки на почве появляются в августе месяце, а последние - в мае. Первый снежный покров середина сентября, а поздний -1 декабря. Устойчивый снежный покров - 4-7 ноября. Сходит снежный покров в начале апреля. Максимальное промерзание почвы - 1.8м. Преобладающее направление ветра юго-западное и северо-западное. Сила ветра очень неравномерная в течение года. Наибольшую силу имеют в период с ноября по март месяц, наименьшую в июле-августе. Максимальная скорость достигает 20-25 м/сек с порывами до 30-35м.
1.2 Геологическая характеристика участка
Геологоразведочными работами на участке вскрыты девонские, к каменноугольные и четвертичные отложения.
Девонские отложения
Представлены верхним отделом, данково-лебедянским надъярусом, из состава которого на месторождении присутствуют лишь образования тургеневского и кудеяровского горизонтов.
Тургеневский горизонт 
Отложения его представлены верхней своей частью на глубину 10-12 м до уровня воды в р. Турдей, при общей мощности 25м.
Вскрытые образования представлены различными разновидностями слоёв доломита, доломитизированного известняка.
Кудеяровский горизонт 
Эти образования залегают на тургеневских без видимого перерыва представлены, в основном, однообразной толщей крепких, иногда весьма крепких толстоплитчатых доломитов и доломитизированных известняков. Мощность кудеяровского горизонта весьма выдержанна и равна в среднем 7-9м.
Озерский горизонт
Эти образования ложатся на породы Кудеяровского горизонта и представлены очень плотными глинами, среди которых отмечается наличие тонких прослоев, неравномерных по крепости доломитов, известняков и мергелей.
Мощность этих прослоев весьма неравномерна и колеблется от 20-30 см до 2-Зм. Мощность глин озерского горизонта колеблется в весьма широких пределах от 2-3м до 16-18м.
Ниже глин, непосредственно на кудеяровском горизонте, залегают доломиты и известняки. Общая мощность отложений изменяется от 1-2 м (в местах размыва) до 33 38 м (в сторону водораздела).
Четвертичные образования
Четвертичные образования представлены отложениями от средне-четвертичных до современных. Современные четвертичные образования представлены в основном почвенно-растительным слоем и, редко, маломощным прослоем светло-коричневого суглинка. Почвенный слой состоит из черного гумусированного суглинка и редким мелким щебнем известняков и доломитов и многочисленными тонкими корнями растений. Мощность этих образований, как правило, не превышает 0,5м. Ниже залегают породы по возрасту от среднечетвертичных до верхнечетвертичных гляциально-делювиального происхождения. Они представлены суглинком, глинами и редко глинистыми песками с редким гравием. Мощность четвертичных образований весьма неравномерна и колеблется в пределах от 2 до 5-6м.
карьер добычная вскрышная отвалообразование рекультивация
1.3 Условия залегания полезного ископаемого
На Турдейском месторождении известняков и доломитов полезным ископаемым являются породы кудеяровского и тургеневского горизонтов, а к вскрышным относятся известняки и глина озерского горизонта и четвертичные образования.
Породы вскрыши имеют непостоянную мощность от 3,5м до 37,5м (средняя мощность 19,9м) и представлены образованиями четвертичного возраста и озерским горизонтом нижнего карбона.
Покрывает четвертичные отложения почвенно-раститильный слой, представленный черным и темно-серым гумусированным суглинком с редкой щебенкой известняка мощность от 0,2м до 0,8м (средняя мощность 0,43м).
Мощность полезной толщи колеблется от 10,3 до 28,2м (средняя мощность 18,2м).
1.4 Гидрогеологическая характеристика участка
Месторождение не обводнено, имеет благоприятные гидрогеологические условия для разработки.
1.5 Физико-механические свойства пород вскрыши и полезного ископаемого
Разведанная толща на Турдейском месторождении приурочена к отложениям нижнего карбона и верхнего девона. В разрезе полезной мощности выделяются стратиграфических толщи:
-Кудеяровская
-Тургеневская
По химическому составу карбонатные породы верхнего девона и нижнего карбона представлены в различной степени доломитизированными известняками и доломитами, с преобладанием последних.
Качество карбонатных пород характеризуется следующими показателями:
1. Объемный вес известняков по всему месторождение колеблется от 2.0 до 2.7т/м3, причем 70% опробованных известняков имеют объемный вес выше 2.2 т/м3. И общей массе рассматриваемых известняков преобладает объемный вес 2.4-2.6т/м3.
2. Водопоглощение
Известняки Кудеяровской и Тургеневской толщ характеризуются довольно низкий водопоглощением (4%). Водопоглощение известняков Заволжского горизонта колеблется в более широких пределах с преобладающими значениями от 3% до 6%.
3. Удельный вес и пористость
удельный вес известняков довольно постоянен и колеблется в небольших пределах от 2.75 до 2.83 т/м3, преобладающие значения 2.78-2.80т/м3.
4. Сопротивление сжатию в сухом состоянии
-прочность известняков при сжатии в сухом состоянии довольно высокая и преобладает в пределах 600-1000 кг/см2
-прочность известняков при сжатии р водонасыщенном состоянии также довольно высокая и преобладает в пределах 500-800 кг/см2
5. Сопротивление сжатию в водонасыщенном состоянии колеблется от 100 до 1300 кг/см2, выше 500 кг/ см2 прочность имеют 83,7% испытанных известняков.
6. Сопротивление сжатию после 25 кратного замораживания, лежит в пределах от 300 до 900 кг/ см2, выше 500 кг/ см2 показали 84,5% образцов.
Состав известняков характеризуется следующим содержанием компонентов:
а) карбонат кальция (СаСО3)- 94%;
б) карбонат магния (МдСО3) - 43.06%; б) (СаС03+МдСОз) - 96.72%
Результаты проведённых лабораторных испытаний показывают, что щебень из известняков Турдейского месторождения согласно требованиям ГОСТ 23845-86 и ГОСТ 8267-93 пригоден для строительных работ, в т.ч. и в дорожном строительстве.
1.6 Подсчёт запасов
Подсчет запасов полезного ископаемого и объемов вскрышных пород выполнен методом геологических блоков, вычисления средних мощностей вскрыши и полезной толщи - среднеарифметическим способом.
Данные о количестве и параметрах балансовых запасах строительных известняков и доломитов Заовражного участка Турдейского приведены в таблице 1.
Запасы полезного ископаемого определяем по блокам - для каждой категории:
, м3, (1)где Sб – площадь блока, м2;
Нпи – средняя мощность полезного ископаемого, м.