План развития горных работ при освоении карьера строительного камня

Месторождение разведано  в пределах самого крупного массива  габброидов, имеющего размеры 3×1 км. Породы вовлечённые в разведку в качестве строительного камня, сырья для производства щебня, относятся к основным интрузивным, объединяющим несколько переходящих друг в друга петрографических типов. Габброиды прорваны многочисленными, разно ориентированными в массиве дайковыми телами кислого, щелочного, среднего и основного составов. Насыщенность массива дайками по объёму – 12%. Габброиды и дайки без существенных изменений физсвойств, основных параметров качества, прослеживаются по полю и на глубину, до нижней границы подсчёта запасов. Трещиноватость пород, насыщенность дайками примерно одинакова в подсчётном контуре. Физико-механические свойства пород отвечают требованиям госстандартов, предъявляемым к сырью, используемому для производства строительного щебня. Выветривание с поверхности имеет свои закономерности и редко проникает в массив на глубину. Несмотря на значительную нарушенность массива габброидов, подчёркиваемую насыщенностью дайками, залечивающими нарушения, этот факт в связи с консолидацией интрузии после внедрения даек, не привёл к возникновению значительных качественных неоднородностей, сказавшихся на увеличении контрастности физико-механических свойств строительного камня. Все породы в подсчётном контуре на основании этих данных можно отнести к единому типу, технологически используемому без разделения на классы и, следовательно, без селективной добычи.

С учётом изложенного  выше, по совокупности признаков, определяющих методику разведки, Абрамовское месторождение  как в период разведки 1981 г., так и в доразведке [1] было отнесено к I группе, объединяющей массивные породы и залежи. По классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твёрдых полезных ископаемых месторождение отнесено ко второму типу, объединяющему «наклонно залегающие и крутопадающие, нарушенные тектоникой тела», требующему для достоверной оценки запасов создание разведочной сети, отвечающей приведённым выше особенностям геологического строения разведанного участка.

Вещественный  состав и технологические свойства строительного камня

В качестве строительного камня для производства щебня разведана площадь, являющаяся локальной частью массива габброидов, рассечённого дайковыми телами разнообразного состава на всю глубину подсчёта запасов. Дайки представлены кислыми (риолиты, риодациты, трахириолиты), основными (диабазы, долериты и др.) и средними (андезиты, лампрофиры и др.) породами. Оценка их качества проведена по ГОСТ 23845-86, 8287-82, 10268-80 и некоторым другим по материалам разведки и доразведки месторождения в 1981 и 1988-90 г.г.

В целом, данные разведки и доразведки в части определения физико-механических характеристик камня совпадают (табл.1.7.).

Петрографическая  характеристика и химический состав

Строительный камень месторождения отличается крайне пёстрым  петрографическим составом (от кислых до основных). Габброиды, составляющие 88% объёмов запасов, включают в себя переходные разности от гранодиоритов, гранитов и монцонитов до габбро-диоритов и габбро-пегматитов. Нередко переход от одной разновидности в другую осуществляется на интервале в несколько десятков сантиметров. Не менее разнообразны породы даек.

Габброиды. Минералогический состав и структурно-текстурные особенности гибридных пород семейства габброидов приведены в таблице 3.

По зернистости структуры габброидов в основном средне-, крупнозернистые, но встречаются переходы к мелкозернистым (в габбро-диабазы), грубозернистым (габбро-пегматиты). Плагиоклаз в габброидах – от олигоклаза до лабрадора. Из акцессорных минералов отмечены: циркон, магнетит, сфен, ортит, монацит, апатит, гранат. Вторичные изменения выражены в замещении плагиоклазов (соосюрит,Ю серицит, хлорит, альбит), калишпатов (пелитизация, эпидот), пироксенов (карбонатизация, хлорит, биотит), роговой обманки (лейкоксен, хлорит). Степень вторичных изменений различна, но не превышает 5-10% объёма шлифов.

Из вредных примесей в габброидах встречены только как редкие или  акцессорные минералы: сульфиды (редкая спорадическая вкрапленность), биотит (в некоторых гранодиоритах до 7-8%, хлорит (до 5%), редкие зёрна апатита  и магнезита, гидрооксидов железа (до 2%) в верхних горизонтах месторождения.

В габбро нет минералов, содержащих аморфный кремнезём.

Выветривание в приповерхностных условиях выражено только в развитии гидрооксидов по трещинам; прослоев глинистых  пород нет.

Дайковые породы.  Делятся дайковые тела условно на три группы: кислые, средние и основные (по времени внедрения). По внешнему виду это серые, тёмно-зелёные, зеленовато-серые и желтовато-розовые породы, как правило, порфировой структуры при массивной текстуре; только дайки трахириолитов чаще имеют полосчатую и сланцевую текстуру. Отдельность у даек основного состава чаще концентрически-скорлуповатая, шаровая, у других даек – полиэдрическая и полигональная. Состав даек приведён в таблице 4.

Структуры пород даек отражают их состав. В основном это порфиритовые структуры с фельзитовой, офитовой, диабазовой, пойкилитовой, пойкилоффитовой, гипидиоморфной структурой основной массы.

Из акцессорных минералов  зафиксированы: сфен, рутил, апатит, циркон, магнетит, арсенопирит лейкоксен, флюорит. Вторичные изменения: пелитизация, хлоритизация (0-10%), серитизация (до 5%), сосюритизация, карбонатизация, окварцевание, развитие эпидота.

К вредным примесям относятся: хлорит (2-10%), серицит (до 5%), биотит (2-4%) в дайках риолитов, в единичных зёрнах (доли %) отмечаются апатит, магнетит, сульфиды.

Минералов аморфного  кремнезёма не установлено. Выветривание – в виде налётов гидрооксидов железа и марганца по наиболее крупным  трещинам. Глинистые прослои отсутствуют.

Таблица 3

Петрография габброидных пород

Минералы и др.	Породы
	грано- дио- риты, граниты	дио-риты	мон-цониты	кв. монцо-ниты	габбро-монцо-ниты габбро-диориты	Габбро, лейко-габбро	Габбро-пегма-титы
Плагио-клазы	40-45	60-70	40-45	40-45	45-50	65-70	65-90
Кали- шпаты	20-25	-	20-25	25-35	28-32	10-15	20-10
Биотит	8-9	5	3-5	3-6	0-3	-	-
Роговая обманка	5-10	30-40	-	-	0-10	0-35
Клино-пироксен	-	-	30-34	15-20	23-28	10-15	5-20
Кварц	15-25	0-4	-	10-12	до 5	-	1-3
Текстура	массивн.	массивн.	массивн.	массивн.	массивн.	массивн.	массивн.
Структура	гранитн.	гипид-но-морфно-зернист.	моноцитовая		гнейсовая габбровая	габбро-вая	пегматитовая

 

Таблица 4.

Петрографический состав дайковых пород в подсчётном контуре

 

Минералы	Риолиты, риодациты, трахириолиты, трахиты	Диабазы, габбро-диабазы	Андезиты, кв. андезиты, ламппрофиры
Плагиоклазы	15-30	55-65	50-65
Калишпаты	30-70	до 2	-
Кварц	0-15	-	0-15
Роговая обманка	10	5-7	до 35
Клинопироксен	-	20-75	10-15
Биотит	3-4	-	2-3
Нераскристаллизов. основная масса	5-25	до 5	20-40

 

Содержание растворимого диоксида кремния в породах месторождения колеблется от 5,94 до 26,23, составляя, в среднем, 15,64 мМоль/л, что значительно ниже допускаемой госстандартами величины – 50 мМоль/л.

Содержание  в породах сульфидов в пересчёте на SO₃ колеблется от 0,01 до 0,34%. В двух пробах по встреченным интервалам с заметной сульфидной минерализацией в габбро и андезитах содержание соединений серы достигло 0,74-0,768% на мощность 0,6-1,2 м. В среднем, содержание SO₃ по месторождению составляет 0,24%, что ниже нормы ГОСТ – 0,5%.

Содержание  слоистых силикатов (слюд), а также магнетита и гидрооксидов железа не превышает каждого 8% и это на массу строительного камня, состоящего из габброидов (88%), пород даек (12%), а в сумме не достигает 10%, что ниже нормы  ГОСТ 23845-86 (15%)

Таблица 5

Химический состав пород  в подсчётном контуре

Компоненты	габброиды, % от – до	риолиты, % от – до	диабазы, % от – до	андезиты, % от – до
	ср.	ср.	ср.	ср.
1	2	3	4	5
SiO2	42,08-67,23	70,98-75,44	46,3-48,12	60,78-69,04
	48,21	73,21	47,21	64,91
Al2O3	11,80-26,60	12,85-14,54	17,92-18,18	14,63-19,01
	20,20	13,69	18,05	16,82
Fe2O3	4,06-10,51	1,83-2,87	10,70-12,74	3,06-4,86
	6,59	2,35	11,72	3,96
FeO	2,56-9,99	-	3,97-7,87	1,46-6,13
	5,0	-	5,92	3,79
MgO	0,53-10,9	0,21-0,30	5,29-5,41	0,30-0,72
	5,97	0,25	5,35	0,51
CaO	3,16-17,92	0,65-1,13	10,07-10,47	2,35-4,00
	11,76	0,89	10,27	3,17
Na2O	0,67-5,06	2,69-4,26	2,17-3,31	4,46-7,96
	1,98	3,47	2,74	6,21
K2O	0,11-3,7	4,13-4,78	0,81-0,94	0,28-4,51
	1,05	4,45	0,87	2,39
TiO2	0,20-0,87	0,05-0,17	0,85-1,50	0,15-0,46
	0,46	0,11	1,17	0,31
P2O5	0,02-0,21	0,01-0,02	0,19-0,29	0,02-0,18
	0,08	0,015	0,24	0,10
MnO	0,07-0,23	0,026-0,03	0,18-0,23	0,055-0,088
	0,12	0,028	0,205	0,071
SO3	0,02-0,77	0,12-0,21	0,04-0,29	0,8-0,77
	0,23	0,16	0,17	0,28
п.п.п.	0,75-2,46	0,97-1,63	1,83-2,07	1,36-1,53
	1,72	1,30	1,95	1,44

  Прослоев глинистых пород в контуре подсчёта запасов не выявлено. Зафиксированы примазки глины по открытым трещинам в приповерхностных горизонтах, составляющие доли процента, легко отделяющиеся от породы при дроблении и большей частью уходящие в отсев.

 

Химический  состав. Химизм габброидных пород и прорывающих их даек очень детально охарактеризован во многих работах по Вознесенскому рудному району. Результаты силикатных анализов небольшого числа проб при разведке месторождения (таблица 6) согласуются с данными предшественников и не препятствуют использованию пород в строительных целях, в том числе и для переработки в щебень.

 

Физико-механические свойства

Физико-механические свойства строительного камня оценивались согласно ГОСТ 23845-86, следующими характеристиками: прочностью, содержанием слабых разностей, морозостойкостью, основными физическими свойствами (объёмной массой, водопоглащением, плотностью и пористостью, влажностью, трещиноватостью, радиационно-гигиеническими свойствами).

 

Прочность пород в подсчётном контуре как средняя, так и выделяемых петрографических разновидностей изучена по двум основным характеристикам: прочности на сжатие в водонасыщенном состоянии и дробимостью в цилиндре, т. е. (маркой щебня по дробимости). Данные приведены в таблице 6, по разведочным профилям, выделенным добычным уступам, а также по пересечениям, сечениям подсчётных блоков, категориям запасов и, в целом, по месторождению.

По отдельным пробам марка породы по прочности колеблется от 800 до 1000, по сечениям блоков и по блокам -1000-1400.

Марка щебня по дробимости только по редким интервалам опускается ниже 1000, а по уступам, по выделенным блокам и по месторождению составляет 1200-1400. Все петрографические типы пород, включенные в подсчёт запасов, имеют очень близкие прочностные свойства, – практически одинаковые марки по прочности и по дробимости, что позволяет их объединить в один технологический тип, без существенного снижения качества получаемого из горной массы щебня.

Стабильность пород  по прочности в насыщенном водой  состоянии (ГОСТ 23846-86, п.2, 4, 6) рассчитана с использованием прочности по выделенным уступам. Коэффициент вариации среднего предела прочности пород по месторождению  составил 11,7%, что согласно ГОСТ 23845-86 позволяет отнести сырьё месторождения к технологически однородным типам. Расчётный коэффициент вариации стабильности марки щебня по дробимости, равный 8,9% однозначно свидетельствует о технологической однородности сырья, т. е. по двум независимым определениям прочностных свойств сырья (прочности на сжатие и дробимости) получена одна и та же технологическая оценка строительного камня – выдержанное однородное сырьё в пределах подсчётного контура.