Качество полезного ископаемого

Доломит»

 

 

Выполнили: ученики 10 класса

Бирёв Николай Витальевич,

Чевелёв Дмитрий Игоревич

Руководитель: учитель географии

Парфенова В. И.

 

 

Данков, 2010 г.

Оглавление

 

Введение                                                                                         3

Основная часть

1. Геологическое строение месторождения доломитов        4

2.  Гидрогеологическая характеристика месторождения и

горнотехнические условия разработки участков место-

рождения                                                                         5

3. Качество полезного ископаемого                                          8

4. Этапы развития производства по добыче сырья          10

5. Ассортимент продукции                                             12

6. Структура доломитового комбината                             13

7. Производственные связи                                            13

8. Технологический процесс производства                   14

9. Ведущие профессии комбината                                 14

Заключение                                                                                  15

Используемая литература                                                     16

Приложение                                                                            17

 

Введение

     Цель реферата: рассмотреть геологические особенности Данковского месторождения доломитов, дать характеристику доломитовому комбинату.

Задачи:

1. рассмотреть геологическое строение и составить гидрогеологическую характеристику Данковскому месторождению доломитов;

2. рассмотреть основные этапы развития, структуру и процесс производства на доломитовом комбинате.

Данковское месторождение – крупное месторождение доломитов, которое разрабатывается человеком уже около века.

Горно-геологические условия залегания доломита на разрабатываемой площади характеризуется небольшим коэффициентом вскрыши, спокойным рельефом местности, и значительной мощностью продуктивной площади. 

Положение Данковского доломитового комбината в центральной части страны создаёт благоприятные условия для его экономического развития. Это наличие разнообразных транспортных магистралей, пересекающих область и связывающих его с многими районами России и зарубежными странами: железных дорог, автотрасс, газопроводов, линий электропередач, воздушных и водных путей. Особую роль играют железные и автомобильные дороги, связывающие Липецкую область с промышленным Центром, Поволжьем, Югом и Западом страны.

Хорошо развитая транспортная сеть благоприятствует своевременному получению необходимого сырья, топлива, оборудования, машин, промышленного оборудования, строительных материалов. (См. рис. №1)

Геологическое строение месторождения

Геологическое строение Данковского месторождения доломитов формировалось  на протяжении многих миллионов лет на древнейшей Русской платформе, представляющей собой огромную тектоническую структуру, кристаллический фундамент которой сложен такими горными породами как гранит, кристаллические сланцы, гнейсы и другие породы архей-протерозойского возраста. Это крупная, крепкая глыба земной коры, которая сверху перекрыта толщей осадочных отложений, представленных известняками, доломитами, мергелями, глинами, песчаниками и другими горными породами. Толщина этих отложений составляет 10-20 м на юге платформы и порядка 900 м на севере. В районе Данковского месторождения мощность осадочных отложений, покрывающих кристаллический фундамент Русской платформы, составляет более 600 м (См. рис. №2).

Девонские осадочные отложения образовывались на дне моря, которое в то время покрывало обширные районы Русской равнины.

Формирование доломита происходило в условиях повышенной солёности мелководного моря, представляющего собой краевые части открытого океана (заливы, лагуны), соединённые посредством узких, неглубоких проливов. В условиях жаркого климата из бассейна испарялось воды больше, чем притекало за это же время. Концентрация солей повышалась в несколько раз, в частности, кальция и сернокислого магния, которые способствуют преобразованию известняка в доломит. Образование осадочных пород происходило под влиянием большого разнообразия факторов, таких как: повышение жизнедеятельности организмов, принос   большого количества обломочного материала глубинными течениями, изоляция от океана лагуны или участка прибрежного шельфа моря в результате поднятия кристаллического фундамента, изменения влажного или сухого климата и других тектонических, климатических, гидрологических, биохимических и временных факторов. В результате этого на шлифованном срезе доломита видны различные вкрапления других материалов, образующих чудесные картины природы. В рабочем забое карьера видны десятки пластов доломита, разделенных прослойками глины и других разновидностей слабых пород.

 Сменялись эпохи, менялось и содержание отлагаемого материала. В каменноугольном, юрском, меловом периодах море сплошь покрывало территорию месторождения доломитов. После себя оно оставило песчано-глинистые отложения. И наконец, на размытой поверхности мезозойских отложений залегают континентальные отложения кайнозойской эры (неогеновые и четвертичные). Четвертичные отложения покрывают более древние отложения. Они состоят из песков, суглинков, глин.

В последней фазе четвертичного периода происходят сложные процессы, хождения огромных ледниковых масс, которые двигались на Русскую равнину с гор Скандинавии, Шпицбергена, Новой Земли. Встречая «горы» Среднерусской возвышенности, ледники останавливались и под действием плюсовых температур постепенно таяли, оставив свой след в виде огромных валунов и других мелких россыпей, которые прикрыты более поздними наносами.

Нагромождения крупных валунов ледникового периода можно видеть близ сел Долгое, Кудрявщино, Ягодное, как экспонат – у Данковского краеведческого  музея и в других местах. Заслуживают особого внимания и изучения ледниковые нагромождения в логу Паники, западнее села Никольское.¹ (См. рис. №3)

 

Гидрогеологическая характеристика месторождения и горнотехнические условия разработки участков

Месторождения

Данковское месторождение доломитов расположено в Данковском районе Липецкой области в 10 километрах на северо-восток от г. Данкова. 

В геологическом строении месторождения принимают участие породы лебедянского и данковского горизонтов верхнего девона, мелового и четвертичного возраста.

 Промышленный интерес представляют породы плавского горизонта представленного доломитами, известковистыми доломитами, мергелями. В плавском горизонте выделяется 3 толщи, характеризующиеся своими литолого-стратиграфическими особенностями: тургеневская, кудеяровская и озерская. В пределах каждой толщи, в свою очередь, выделяется ряд пачек.

Полезная толща доломитов приурочена к озерской (I пачка), кудеяровской (I-V пачки) и тургеневской (IX-V1I пачки) толщам доломитов, различных по составу и текстурно-структурным особенностям (массивные, брекчиевые, полосчатые, кавернозные, пелитоморфные, алевритовые, органогенные и др.). Карбонатные породы перекрываются песчано-глинистыми отложениями мощностью от 3 до 37 м и почвенно – растительным слоем мощностью 0.6-0,8 м. Средняя мощность вскрыши по месторождению - 7,8 м.

Промышленные запасы доломитов залегают выше абсолютной отметки 130,0 м. Залегание доломитов горизонтальное. Подошва полезной толщи относительно ровная,

   

 _______________

¹Доломит и Данков. Под редакцией Дегтерёва С. Н., Липецк 2002, стр. 6

кровля часто эрозионно-карстовая. Мощность полезной толщи в среднем по месторождению составляет 20-22 м.

В разрезе полезной толщи встречаются песчано-глинистые карсты и прослои мучнисто – щебнистых образований. Согласно протокола ГКЗ за № 873 от 26.09.03г. коэффициент на закарстованность по эксплуатационным горизонтам составляет: по Прикарьерному участку – 0.853 для горизонта + 142 м и 0.938 для горизонта + 130 м; по Бигильдинскому участку – 0,907 для горизонта + 142 м и 0,968 для горизонта + 130 м. На Бигильдинском участке месторождения в разрезе тургеневской толщи залегает пласт кварц-алевритовых доломитов мощностью от 0,5 до 2.2 м не отвечающий требованиям на металлургическое сырье.

Химический состав доломитов на месторождении колеблется в незначительных пределах (%): СаО – 26,4-35,4; MgO – 16/1-19,65; SiO₂ – 1,0-11.12. Физико-механические свойства плотных доломитов характеризуются следующими параметрами: 

- прочность – 250-1650 кг/см»;

- плотность -2,55 г/см;

- водопоглащение – 5%;

- морозостойкость – 25-50 Мрз.

В структурном плане Данковское месторождение осложнено трещинными    зонами северо-западного, меридианального и северо-восточного простирания. Большинство структур являются оперяющими трещинами крупного Донского разлома. К трещинным зонам на месторождении приурочены линзы песка и глины.

Полезная толща на месторождении разделена на два эксплуатационных горизонта: нижний + 130 м в составе VII,VIII, IX пачек тургеневской толщи мощностью 9-12 м; верхний + 140 м в составе кудеяровской (I-V пачек) и озерской (1 пачка) толщ мощностью 8-12 м.

В пределах кудеяровской толщи разведаны доломиты, отвечающие по химическому составу требованиям на сырьё для производства конвертерных огнеупоров. Средняя мощность конвертерных доломитов 8,3 м залегают они линзами изометрической формы.

В целом, месторождение разделено на 4 участка: Бигильдинский, Прикарьерный, Западно-Золотухинский и Золотухинский. ОАО «Доломит» отрабатываются Бигильдинский и Прикарьерный участки.

Горно-геологические условия залегания полезного ископаемого на разрабатываемой площади характеризуется сравнительно небольшим коэффициентом вскрыши, спокойным рельефом местности и выдержанной мощностью продуктивной толщи. По инженерно-геологической характеристике породы на месторождении разделяются на грунты покровные и грунты коренной основы. Покровные грунты (мягкая вскрыша) представлены глинистыми и песчаными породами (мало и совсем не набухающими). Крепость вскрыши по шкале профессора Протодьяконова составляет 0,6-1,0, объемная масса в целике – 1.73-2.12 т/м, коэффициент разрыхления – 1.25. По своим характеристикам породы мягкой вскрыши являются устойчивыми к развитию геодинамических процессов, что подтверждается многолетней эксплуатацией карьеров.

Скальные грунты на месторождении представлены доломитами, характеризующимися высокими прочностными свойствами. Объемная масса их в целике 2.5 т/м3. В рыхлом состоянии 1,56 т/м (См. рис. №4).

Коэффициент разрыхления доломитов при взрыве -1,6. Крепость по шкале профессора Протодьяконова 6-16.

Средняя мощность вскрыши на месторождении составляет 17,8 м, а полезной толщи –20-22 м.

Инженерно-геологические условия на месторождении благоприятны для проведения горных работ открытым способом.

Исходя из крепости и устойчивости вскрышных пород и полезного ископаемого, углы откосов нерабочих уступов карьеров приняты по скальным породам 60°. По мягким -45° и на конец отработки при погашении карьеров – 35°.

В проекте плана горных работ готовые к выемке запасы подсчитаны при ширине рабочей площадки в 46 метров.

Горно-геологические условия участков планируемых к отработке в 2006 году, характеризуются параметрами близкими к среднему по месторождению. Нa карьере «Центральный» мощность рыхлой вскрыши изменяется от 4,5 до 8 м, составляя в среднем 6,9 м. В восточном борту карьера мощность нижнего добычного горизонта (+132 м) XXXсклююXXXется от 10,2 м до 11,0 м, составляя в среднем – 0,6 м; мощность среднего горизонта (+144 м) изменяется от 9,0 м до 11,0 м, в среднем – 10,3 м; мощность верхнего добычного горизонта изменяется от 5.6 м до 8,7 м, составляя в среднем – 7,0м. На западном фланге карьера мощность нижнего горизонта изменяется от 3.0 м до 12,0 м, составляя в среднем 7,82 м, мощность верхнего горизонта изменяется от 2,0 м до6,8 м – в среднем 4,0 м

На карьере «Бигильдинского» рудника мощность рыхлой вскрыши изменяется от 11,6 до 13,0 м, составляя в среднем 12,2 м. Мощность карбонатной (скальной) вскрыши составляет в среднем 2,5 м, изменяясь от 1,1 м до 4.0 м. Мощность нижнего добычного горизонта (+130 м) изменяется от 10,0 м до 12,0 м; в среднем 12,0 м, мощность верхнего горизонта (+142 м) изменяется от 8,1 до 12,4 м, составляя в среднем 10.6 м. Нижний горизонт будет отрабатываться двумя подступами мощностью 2.0 м и 10.0 м для исключения потерь в подошве.         

В пределах месторождения распространены два водоносных горизонта: окско-днепровский и данковский водоносный подгоризонт. Воды окско-днепровского горизонта не эксплуатируются и осложнений при разработке месторождения не вызывают  (См. рис. №5).

Мощность данковского водоносного горизонта изменяется от 36 до 40 м. Воды горизонта безнапорные. Пресные, гидрокарбонатные, кальциево-магниевые с минерализацией 0.17-0,57 г/л. Уровневая поверхность водоносного горизонта залегает на абсолютных отметках + 130 м, + 142 м. Поток подземных вод дренируется р. Дон.

Основное питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков.

Притоки воды в карьер по срокам отработки составляют: на Бигильдинском участке 59 м/ч (на 30 лет) и 232 м/ч на конец отработки, с учетом ливневых вод, соответственно 809 м'/ч и 983 м3/ч; на Прикарьерном участке – 30 м /ч (на 15 лет) и 533 м/ч; на конец отработки, с учетом ливневых вод, соответственно 1300 м/ч и 1533 м/ч.

Запасы дренажных вод на Бигильдинском и Прикарьерном участках составляют 15 тыс м /сут. По категориям А+В для технического водоснабжения.

В целом по месторождению уровень поверхности водоносного горизонта повышается в восточном направлении от русла р. Дон. В этом же направлении идет развитие карьеров. На данный момент фронт работ в карьере Бигильдинского рудника проходит в районе, где уровень подземных вод находится на отметке 131,3 м. В Центральном карьере по фронту работ уровень водоносного горизонта находится на абсолютной отметке 132, 134 м.

В 2001-2002 г.г. на Бигильдинском руднике и Центральном карьере введены в действие водоотливные установки. В результате откачки дренажных вод на Бигильдинском руднике уровень воды в районе добычных работ понижен до отметки 129,8 м, на Центральном карьере уровень понижен до отметки 133.8 м. что позволило извлекать запасы полезного ископаемого до некондиционных пород и практически XXXсклюючить потери в подошве¹ (См. рис. №6).

 

Качество полезного ископаемого

 Доломиты Данковского месторождения имеют сложный состав и представлены

___________

¹Данные отдела маркшейдеров

доломитами, глинистыми доломитами, известковыми и известняковыми доломитами, доломитовыми мергелями, доломитовой мукой со щебнем, кварц-алевритовыми доломитами. По текстурно-структурным признакам и обогатимости на месторождении выделяются шесть основных литолого-генетических типов доломитов: массивные, конгломерато-брекчиевые, полосчатые, кавернозные, органогенные, пятнистые. Доломиты 1 пачки озерской толщи обогащаются хорошо: снижение содержания оксида кремния составляют в среднем 2,07%. Плотные массивные доломиты пятой пачки кудеяровской толщи при обогащении снижают содержание оксида кремния на 2,6%. Несколько ниже степень обогатимости у кавернозных, пятнистых доломитов второй и четвертой пачек этой толщи (содержание SO₂ снижаются на 1,33-1,72%).           

Плохо обогащаются массивные и узловато-ячеистые доломиты с кремневыми конкрециями: снижение SiO2 на 0.75%. Также плохо обогащаются конгломерато-брекчиевые доломиты, содержащие терригенную примесь кварца в самой породе. Плохо обогащаются доломиты с кварц-алевритовой примесью (IX пачка тургеневской толщи). Сравнительно легко обогащаются пятнистые доломиты VIII и VII пачек нижнего горизонта – в среднем на 2,5% снижается содержание кремнезёма.¹  

 Закономерности обогащения оксида магния от литолого-структурных особенностей в процессе переработки доломита  в настоящее время не выявлены. Чаще всего содержание оксида магния при обогащении не изменяется. Содержание оксида кальция при сухой схеме обогащения в большинстве случаев увеличивается с уменьшением класса готового продукта.

Различия в литолого-структурных особенностях доломитов обуславливают различное поведение их в процессе обжига. В целом для всех доломитов, отличающихся низким содержанием полуторных окислов и высоким значением оксида кальция характерна плохая спекаемость. Наилучшей спекаемостью отличаются доломиты кудеяровской толщи, пригодные для конвертерных огнеупоров.

По химическому составу доломиты в пределах эксплуатационных горизонтов более однородны.

На Бигильдинском участке по гор. + 130 м содержания оксидов в доломите в среднем составляют:

СаО- 30,96%. MgO – 18,42%, SiO₂ – 4,56%. R₂O₃- 1,27%

На гор. + 140 м содержания оксидов в доломите составляют:

СаО – 32,69%, MgO – 17,54%, SiO₂ – 3,28%, R₂O₃ – 1,04%

___________

¹Данные отдела маркшейдеров

На Прикарьерном участке гор. –г 132 м доломиты характеризуются следующим химическим сосавом:

СаО-30,92%. MgO- 18.59%. SiO₂ -4.06%, R₂O₃-1,62%

На гор. + 142 м среднее значение оксидов в доломите:

СаО – 31,376%, MgO – 18,62%, SiO₂ – 3,38%, R₂O₃ – 1,43%

В полезной толще встречаются от 4 до 30% рыхлых разностей доломитов в форме мучнистых доломитов, в том числе с включением мелких кусков доломита, отличающихся худшим химическим составом по сравнению с плотными.

Более высоким качеством отличаются доломитовые породы Прикарьерного участка. Здесь преобладают доломиты пригодные для производства доломита марки ДО и ДК с подчиненным значением других марок.

Доломиты Бигильдинского участка отличаются повышенной известковистостью и высоким содержанием кремнезёма до 6,7%. Здесь преобладают доломиты пригодные для  производства доломита сырого марки ДФ и некондиционные (кварц-алевритовые).

Более высококачественное сырьё на всех участках залегает в виде отдельных небольших залежей, которые выявляются при плотной сети разведки. В качестве строительного щебня доломиты Данковского месторождения пригодны для получения щебня марок 400-800 на всех участках и горизонтах за исключением доломитов озерской толщи (См. рис №7).