1.2 Геология месторождения

В геологическом строении месторождения принимают участие осадочные породы, метаморфизированные эффезирно- осадочные образования Оболонской, Михайловской, Курской серии, прерываемые дайками основных пород.

Осадочные породы представлены суглинками, глинами, мелами, песками и песчано- глинистыми отложениями. Вмещающими породами железистых кварцитов являются сланцы и кварцитопесчанники. Характерная особенность месторождения- изменчивость качества рудного сырья, вызванная геологическими особенностями по простиранию и по падению.

На месторождении выделяются два промышленных железорудных участка: Ценральный и Южно- Лебединский и один не промышленный- Стретенский.

В настоящее время запасы богатых руд Лебединского месторождения обработаны и сохранились только в виде отдельных участков, в основном у бортов карьера. Под богатыми рудами залегает толща бедных руд представленная железистыми кварцитами с содержанием магнетитового железа 26.5% железа общего 33.5%.

Железистые кварциты образуют собой микрокристаллические образования первичного осадочного происхождения. Железистые кварциты залегают крутонаклонно (местами вертикально) и уходят на глубину до 1-2 и даже 5км.

Железистые кварциты Лебединского месторождения по минеральному составу и минералогическими свойствами разделяются на 3 класса (см. таблицу №1.1)

1. Окисленные железистые кварциты

2. Полуокисленные железистые кварциты

3. Неокисленные железистые кварциты

К классу окисленных железистых кварцитов относятся кварциты, у которых FeO магнетитового не более 6%. Мощность окисленных кварцитов колеблется от 0 до 42м, средняя до 8.04%м.

Ниже этой зоны расположена зона полуокисленных кварцитов. К классу полуокисленных относятся кварциты, которые содержат FeO магнетитового от 6 до 12%. Мощность этой зоны колеблется от 0 до 35 м, средняя мощность 9м.

Ниже подзоны полуокисленных железистых кварцитов на глубине от 1 до 30 м, наблюдается очень слабая магнитизация, но по техническим свойствам они не отличаются от неокисленных

Объемная масса окисленных железистых кварцитов равна 3.2 т/мᶾ, полуокисленных- 3.27 т/мᶾ, неокисленных- 3.27 т/мᶾ. влажность кварцитов выдаваемых их карьера 3%. Коэффициент разрыхления кварцитов, сланцев, кварцитов- песчанников- 1.5 . Коэффициент крепости по шкале профессора М.М. Протодьяконова для окисленных кварцитов 4÷8%, полуокисленных- 8÷12%, неокисленных сланцев- 4÷12%, кварцитов- песчанников 6÷16%.

Таблица 1.1

Содержание основных компонентов в кварцитах

Наименование компонента	Содержание в %
	Окисленный	Полуокисленный	Неокисленный
Fe общ.	35.83	36.6	35.01
FeO	1.03	11.4	16.02
Fe₂O₃	43.17	39.43	32.47
SiO₂	39.29	41.65	41.54
Al₂O₃	2.38	1.02	1.15

1.3 Гидрогеология и водослив

Основные притоки грунтовых вод сосредотачиваются на кровле юрских отложений (гор. +94 м), где создана и эффективно работает система осушения.

Сложные гидрогеологические условия и большие притоки подземных вод обусловили для Лебединского месторождения принять систему осушения, включающую:

• Внешний дренажный контур

• Внутренний дренажный контур

• Подземный дренажный контур

Внешний дренажный контур состоит из скважин с фильтровой колонкой, пробуренных из штреков дренажной шахты снизу вверх в водоносные горизонты.

Внутренний дренажный контур сооружается в нижней части песчаной толщи в виде горизонтальных скважин и канав прибортового дренажа на нерабочих бортах карьера и дренажных траншей с канавами на рабочих бортах. Канавы заглубляются в водонепроницаемые породы (юрские глины) на 1,5-2 м.

Сброс воды из канав производятся в водосборные колодцы, а затем по скважинам и подземные дренажные выработки.

Весь приток грунтовых вод и атмосферных осадков Ценрального и Южно- Лебединского участков откачивается подземным дренажным комплексом, включающим в себя кольцевое, диагональное и тупиковые штреки, насосные станции подземного водоотлива, а так же контурную систему сквозных фильтров.

Вода, прилегающая к карьеру. Перехватывается дренажным контуром (сквозные фильтры, водопонижающие дренажные траншеи, прибортовой дренаж и горизонтальные скважины), водоотливом из рудного горизонта (восстающими скважинами и открытыми дренажными траншеями).

Для осушения кварцитного карьера использована существующая дренажная система карьера по добыче богатых руд, состоящая из 165 сквозных фильтров, трех вертикальных шахтных стволов глубиной от 100 до 170м, 50 тыс. мᶾ околоствольных выработок и водосборников, 33км дренажных штреков, 3,5км прибортового дренажа с горизонтальными скважинами, 35 сборсовых, более 300 восстающих скважин для осушения руды.

Водоотливная установка расположена ниже уровня воды в водосборнике.

В гидрогеологическом соотношении месторождение очень сложное.

В пределах Лебединского месторождения находится три основных водоносных горизонта:

1. Мело-менгельный, безнапорный

2. Сеноман-альбский. Безнапорный

3. Рудно-кристаллический, напорный.

Водоприток в карьере формируется в основном за счет этих водоносных горизонтов и зависит от фильтрационных свойств песков и степени трещиноватости пород.

Статический уровень является единым для всех водоносных горизонтов и расположен по отметке +137,+139м.

Приток в действующие дренажные системы Лебединского месторождения составляет 1700 мᶾ/час.

Особенности гидрогеологических условий при открытом способе разработке требуют выполнить полное осушение самого месторождения и перерабатывающих вскрышных пород с высокой степенью надежности. С этой целью на комбинате принята комбинированная система осушения, которая включает внешний подземный дренажный комплекс и внутренний дренажный контур с водосбросными скважинами и колодцами. Подземный дренажный комплекс состоит из 40 км горных выработок, 160 восстающих дренажных скважин и сквозных фильтров, оборудованных насосами 10-ЭЦВ63-150 и 10АПВМ, обеспечивающих перехват до 60-70% притока подземных вод.

Протяженность внутрикарьерного дренажного контура 9км. Сброс воды из канав производится в водосбросные колодцы, а затем по скважинам в подземные горные выработки.

В подземных горных выработках вода аккомулируется в специальных зумпфах, из которых ее окачивать на поверхность и полностью используют на нужды комбината и сторонних потребителей. Общий объем откачиваемой воды составляет 6.85 тыс. мᶾ/час, в том числе технической- 6.46 тыс. мᶾ/час. Техническую воду направляют на обогатительную фабрику, используют в процессе мокрого магнитного обогащения, а затем она вместе с отходами обогащения поступает в хвостохранилище. Оттуда путем фильтрации возвращается в водоносную толщу, восполняя запасы подземных вод.

Таким образом, на предприятии имеет место круговорот воды, аналогичный природному.

Внутрикарьерный дренажный контур состоит из закрытых дренажных устройств в виде горизонтальных скважин по нерабочим бортам карьера и дренажных водосборных канав на рабочих бортах.

Рудно-кристаллический водоносный горизонт прилегает к богатым железным рудам и верхней трещиноватой зоне пород, мощность которых местами достигает 50-70м.

Среднее значение коэффициента фильтрации трещиноватой зоны докембрия равен 0.2мᶾ/сутки, богатой руды 0.8мᶾ/сутки.

Для защиты карьера от заполнения паводковыми водами на его границе со стороны реки Осколец отсыпана дамба гидрозащиты высотой 3м, а с юга и юго-запада карьера сооружена система напорных каналов, дамб, регулирующий поверхностный сток.

Баланс запасов подземных вод по Губкинскому промрайону представлен в таблице 1.2

Таблица 1.2

Потребность тыс. мᶾ,сут.	Источники покрытия	расход	Утвержденные запасы т.мᶾ/сут.
			всего	А+В	С₁
Вода хозпитьевого назначения
67.3 Резерв	Действующие водозаборы(4) Руслановский участок Итого:	67.4 67.4	59.6 12.0 71.6	49.1 12.0 61.1	10.5 10.5
Вода технического назначения
250	Дренажные воды карьера	160ᵡ

Примечание: 160ᵡ- дефицит в технической воде покрывается за счет оборотного водоснабжения и поверхностных вод Старооскольского водохранилища.