План развития горных работ при освоении карьера строительного камня

Встреченные скважиной 26 (проф.VII) гранат-пироксеновые скарны имеют высокие характеристики качества (объёмная масса 2,74 г/см³, водопоглащение 0,09, прочность в насыщенном водой состоянии 172 МПа, и поэтому включены в запасы.

По части проб (6-7%) прочность  при сжатии в насыщенном водой  состоянии оказалась ниже 100 МПа. Из этих интервалов по 36 пробам были отобраны пробы для параллельного определения дробимости щебня. Марка щебня по дробимости в этих интервалах оказалась 1200-1400, т.е. подтверждено на достаточном количестве наблюдений (более 30), что здесь мы имеем дело с повышенной залеченной трещиноватостью с расстоянием 3-5 см, из-за чего образцы разрушаются при давлении ниже 100 МПа, хотя камень (и щебень из него) по дробимости относится к марке 1200 и выше.

 

 

 

Таблица 6

Прочностные характеристики петрографических типов пород, включённых в подсчёт запасов

Показатели	Ед. изм.	габброиды, % от – до	андезиты, % от – до	диабазы, % от – до	риолиты, % от – до	Сред-нее  по место-рож-дению
		ср.	ср.	ср.	ср.
Предел прочности  при сжатии:
– в сухом состоянии	МПа	77-302	60-197	68-230	108-169	150
		155	126	130	131
– в насыщ. водой сост.	МПа	60-289	49-189	50-209	84-169	136
		142	116	128	122
Коэффициент снижения прочности	-	0,68-1,0	0,88-1,0	0,76-0,99	0,78-1,0	0,91
		0,93	0,84	0,91	0,92
Коэффициент морозостойкости	-
после МРЗ-50	-	0,89-1,0	0,98-1,0	0,90-1,0	0,96	0,93
		0,93	0,95	0,98
после МРЗ-300	-	0,68-1,0	0,88-0,98		0,97-0,99	0,92
		0,91	0,91		0,98
Дробимость  при раздавливании в цилиндре	%	5,0-23,5	5,4-21,0	6,2-19,5	6,6-15,0	9,9
		10,0	9,1	10,7	9,8
Марка щебня  по дробимости	марка	1400-800	1400-1000	1400-1200	1400-1200
		1400	1400	1400	1400
Истираемость  в полочном барабане	марка	И-1	И-1	И-1	И-1	И-1
Сопротивление удару на копре ПМ	марка	У-75	У-75	У-75	У-75	У-75

 

Основные физические свойства строительного камня определены по ГОСТ 23845-86 (п.1.1.) практически по сплошному опробованию по всем пересечениям полезного ископаемого (по пробам на сокращённые или полные испытания) и приведены в табл. 7.

Приведённые в таблицах данные позволяют все типы пород отнести к близким по физическим свойствам и вполне пригодным для использования порознь или совместно в различных комбинациях и объёмах в производстве щебня-заполнителя в бетоны. Все породы относятся по объёмной массе (плотности) к разряду тяжёлых с объёмной массой более 2,61 т/м³.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7.

Основные физические характеристики типов пород в  промышленном контуре

Показатели	Ед. изм.	габброиды, % от – до	андезиты, % от – до	диабазы, % от – до	риолиты, % от – до
		ср.	ср.	ср.	ср.
Объёмная масса	г/см3	2,6-3,10	2,59-2,94	2,47-2,98	2,52-3,09
		2,79	2,71	2,68	2,64
Плотность	г/см3	2,56-3,12	2,74-2,98	2,75-3,21	2,56-3,13
		2,84	2,81	3,03	2,74
Водопоглащение	%	0,03-0,77	0,05-1,37	0,08-3,36	0,11-1,78
		0,38	0,49	0,79	0,54
Пористость	%	0,33-8,94	0,36-5,90	0,68-6,28	0,34-5,42
		1,71	2,15	3,04	2,66
Эффективная пористость	%	2,60-3,03	0,60-5,90	0,30-6,55	0,64-1,25
		2,13	1,04	2,69	0,76
Водонасыщение	%	10,27-54,88	22,78-50,90	8,41-68,15	23,43-38,46
		39,55	39,83	40,09	28,79

Содержание  слабых разностей

Слабые разницы в  промышленном контуре определены согласно ГОСТ 23845-86, п.1.5. При этом, учитывая, что  в разведанном массиве слабые разности выделены в 50% скважин в  виде интервалов от 0,5 до 10,4 м., расчёт их содержания выполнен только по выделенным категориям запасов и по месторождению.

В целом, слабые разницы  по категориям запасов и по месторождению  распределяются так:

– по категории А ~ 2,3%;

– по категории В ~ 2,2% (от1,3 до 3,5);

– по категории С₁ ~ 5,7% (от2,0 до 8,0);

– среднее по месторождению ~ 3,2%, что ниже нормы (8,0%).

Петрографически – это  в различной степени (вплоть до дресвы) выветрелые породы, не геометрируемые и относимые к линейной коре выветривания.

Морозостойкость.

Этот показатель определён  на две марки: МРЗ-50 и МРЗ-300. Образцы пород по 83 пробам выдержали 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания, при этом испытывались все типы пород подсчётного контура. На максимальную морозостойкость – 300 циклов в холодильной камере прошли испытания 33 пробы камня и щебня (тоже по всем типам пород). Все пробы камня (за исключением одной по габбро) и щебня выдержали 300 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Потери массы после испытаний не превысили 5,0%, что позволяет отнести все породы (габброиды, риолиты, диабазы и андезиты) в подсчётном контуре к марке МРЗ-300 по морозостойкости (ГОСТ 23845-86, табл. 6), при этом коэффициент морозостойкости камня колеблется от 0,91 до 0,98.

Естественная  влажность сырья, определённая по 12 парафинированным образцам, колеблется от 0,12 до 0,81%, составляя в среднем – 0,27%.

Трещиноватость. Строительный камень месторождения относится по этому показателю к сильно трещиноватым, так как в 90% объёма запасов средние расстояния между соседними трещинами составляет 12 см., и только в 10% - 43 см.

Из включённых в подсчёт  запасов пород наиболее трещиноваты  риолиты, менее габброиды, однако это  различие не превышает 20%. Трещиноватость пород даек диабазов и андезитов  близка к средней по месторождению. Данные геологических отчётов показывают, что трещиноватость сильнее проявлена в центральной части месторождения и это совпадает с количеством даек и апофиз, заключённых в габброидах. Удельная трещиноватость в подсчётном контуре (расчётная) колеблется от 1,7 до 4-6 м^-1.

Выход товарной продукции.

Переработка строительного  камня месторождения на щебень произведена  в промышленных дробильно-сортировочных установках ГУШосДора п. Ярославский в 1980 г. и ДСУ треста «СпасскЦементСтрой. Всего было переработано 4 валовых пробы общей массой до 44 тонн и 5 лабораторно-технологических проб. Выход товарной продукции (щебня) по пробам колеблется от 0,86 до 0,90 по актам переработки.

Коэффициент разрыхления  пород.

Согласно определений  по двум валовым пробам (целикам), отобранным в карьере №1 и в шурфе 130, коэффициент разрыхления строительного камня составил 1,73-1,78, в среднем 1,75.

Технологические типы строительного камня

Как было отмечено выше, породы, объединённые в подсчётный контур строительного камня отнесены, согласно ГОСТ 23845-86 (т.7), к технологически однородному сырью. Близкие физико-механические характеристики, приемлемый минеральный и химический состав, структурно-текстурные особенности, примерно одинаковая трещиноватость, отсутствие вредных примесей, превышающих допуски, одинаковая оценка по НРБ-76/87 позволяют считать сырьё месторождения одним технологическим типом (сортом) строительного камня, добыча – переработка которого на щебень (и другие цели) может осуществляться валовым (поуступным) методом, без селективной выемки габброидов и любых пород даек.

Технологическая характеристика сырья и щебня

За период изучения месторождения, не имеющего аналогов в районе и  крае, отобрано 9 проб для проведения технологических исследований с  переработкой камня на щебень. Из них 4 пробы отобраны валовым способом в опытном карьере и шурфе 130 и переработаны в промышленных условиях на ДСУ, а остальные 5 лабораторно-технологических проб испытывались на дробление в лабораторных условиях. Основные данные по отобранным пробам и их представительность для подсчитанных запасов даются в актах отбора и переработки и сведены в таблицы 10, 11 и 12, из которых видно, что технологически исследованы все петрографические типы пород, включённые в промышленный контур – габброиды, риолиты, диабазы, андезиты. Одна проба взята смешанной для изучения условий совместного дробления габброидов и диабазов в отношении 75:25, тогда как суммарное содержание пород даек не превышает 12% (таблица 11). Материал всех проб можно считать представительным для условий валовой разработки запасов открытым способом (таблица 12).

По результатам технологических  исследований, подробно изложенных в  отчётах переработки строительного  камня на щебень всех пород, включённых в подсчёт запасов, можно сделать  следующие выводы:

– габброиды и породы даек технологически однородны и их можно перерабатывать порознь или в разных соотношениях на щебень-заполнитель бетонов;

– марка щебнясредняя 1400; по морозостойкости – МРЗ-300;

– по истираемости –  «И-1»;

– по удару на копре  ПМ – «У-75»;

– щебень всех фракций пригоден для использования в качестве крупного инертного заполнителя в обычные (ГОСТ 8267-82) и гидротехнические (ГОСТ 10268-80) бетоны марок «400» и «500» при нормативном расходе цемента;

– выход товарной продукции (щебня) составляет 0,86-0,9; выход щебня с 1 м³ камня – 1,7 м³.

 

Вскрышные породы, отсевы и  возможность их использования

Вскрышные породы. Над  выделенными блоками запасов  повсеместно развиты делювиальные рыхлые образования (мощность средняя  – 2,1 м) и в различной степени  выветрелые породы площадной (в основном) коры выветривания габброидов и пород даек, т.е. скальная вскрыша (средняя мощность 9,6 м). Эти породы являются попутным сырьём и, при наличии потребности, могут рационально использоваться в неответственных сооружениях.

С учётом того, что в данной местности подобное сырьё не является дефицитом из-за наличия огромных объёмов отвалов на Ярославском и Вознесенском месторождениях (до 60 млн.м³), которые находят весьма ограниченный спрос ввиду низких качественных характеристик (марка щебня ниже 600, марка камня по прочности ниже 300, содержание глины 10-25% и т.д.), на Абрамовском месторождении эти породы изучались только на поисковой стадии.

По физическому состоянию  породы делювия не могут найти  применения из-за содержания глины (до 60%). Скальные породы содержат до 30-40% разрушенных до дресвы пород и глину (до 25%); остальное – выветрелые глыбы и щебень. Более плотные разности пород пород, которые удалось опробовать по отдельным скважинам, имеют следующие характеристики (таблица 8).

Таблица 8

Прочностные характеристики выветрелых пород вскрыши

Показатели	ед. изм.	Граносиенит-порфиры	Известняк	породы даек
Предел прочности в  водонасыщенном состоянии от – до/ср.	МПа	62-129	31-42
		105	36
Марка по прочности	марка	до 1000	до 300	до 600
Марка по дробимости	марка	до 1400	до 300	0-400

 

Сырьё с такими качественными  характеристиками, особенно по содержанию глины и песка, может найти  применение только в отсыпке оснований  сооружений, дорог, отмостки территорий и в других неответственных сооружениях. Для переработки в щебень породы вскрыши не рекомендуются из-за значительного (до 50% и более) получения отсева низкого качества (с большим содержанием глинистых частиц). Этот материал необходимо использовать по ГОСТ 25607-83 как смесь горных пород при строительстве дорожных одежд, в основном их основания, на собственные нужды будущего предприятия или другими в радиусе не более 10 км от месторождения, т.к. на большем удалении есть отвалы других месторождений.