4. Вещественн ый состав и технологические свойства

ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО

Песчано-гравийная смесь месторождения «Пруд-копань» и её составляющие оценивались в соответствии с действующими государственными стандарта-

Песчано-гравийная смесь изучалась в соответствии с требованиями ГОСТ 23735-79 «Смеси песчано-гравийные для строительных работ» [3]. Песок природный из рассева песчано-гравийной смеси оценивался по ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ» [5]. Гравий (фракции 5-10 и 10-20 мм) и щебень, полученный при дроблении валунно-гравийных фракций крупнее 20 мм (фрак­ции 5-10, 10-20 и 20-70 мм), испытывались согласно требованиям ГОСТ 8767-93 и гравий из плотных горных пород для строительных работ» [4].

1. Петрографический состав песчано-гравийной смеси

Петрографическая характеристика крупнообломочного материала полез- _: Ископаемого приводится по результатам полевых петрографических разборок

,выполненных . по скважинам №№ 6 и 2 на месторождении «Пруд-копань» (Прил. 13, таблица 13.4).

В составе крупнообломочного материала преобладают магматические породы (54.7%), в подчинённом количестве присутствуют метаморфические(23,5%) и осадочные (15,9%) породы, реже - зёрна кварца (5,9%).

По степени выветрелости породы разделяются на выветрелые (23,6%), затронутые выветриванием (65,1%) и свежие (11,3%). По окатанности преоблада­ют округлоокатанные зерна (54,7%), в меньшей степени – угловатоокатанные(40,3%), реже - лещадные и игловатые (5,0%).

Песок природный полезной толщи по зерновому составу относится к «средний» с модулем крупности - 2,4, по вещественному составу - полимиктовый.

В целом по месторождению «Пруд-копань» петрографический состав крупнообломочного материала выдержанный.

2. Гранулометрический состав полезного ископаемого

Полезное ископаемое в природном виде представлено смесью валунов (фракции 70-150 мм) - 6,5% (среднее содержание), гравия (фракции 5-70 мм) – 55,4% и песка (фракции менее 5 мм) - 38,1%. Всего валунных и гравийных в среднем по месторождению 61,9 % (Прил. 13, табл. 13.1). Минимально возможное содержание валунов и гравия в смеси, определённое при подсчёте стабильности, - 55,6 %.

Стабильность подсчитана по формуле:

А = − 2δ (4.1)

где А - стабильность показателя;

- среднеарифметическое содержание гравия и валунов в смеси;

δ - среднеквадратическое отклонение.

Гранулометрический состав полезного ископаемого определялся по скважинам. Из-за дороговизны проходки шурфов в обводнённой толще песчано- гравийных отложений заверочные выработки не проходились. Учитывая то, что внутренний диаметр желонки при диаметре бурения 219 мм - 179 мм, а максимальные размеры валунов не превышают 150 мм, дробление их в процессе бурения было минимальным и существенно не сказалось на определении гранулометрического состава песчано-гравийной смеси.

Природная смесь по содержанию отдельных составляющих согласно

«Методическим рекомендациям по применению Классификации запасов » [9] относится к типу «песчано-гравийная смесь» и оценка качества её, в соответствии с геологическим заданием, выполнена по ГОСТ 23735-79 «Смеси гравийные для строительных работ».

Расчеты зернового состава и содержания ПГ-частиц в смеси приведены в текстовом приложении 14, а средние показатели по блокам и месторождению в целом, а также их колебания по отдельным пересечениям сведены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

Средний зерновой состав песчано-гравийной смеси

Показатели	Содержание по блокам и месторождению, %
	В	C1	B+C1
1	2	3	4
Фракции более 70 мм. Колебания: от	5,3	5,3	5,3
до	7,5	8,1	8Д
среднее	6,5	6,9	6,9
5-70 мм Колебания: от	52,8	52,8	52,8
до	57,5	61,0	61,0
среднее	54,1	56,3	56,0
В том числе по фракциям: 40-70мм от	9,1	9,1	9,1
до	12,5	15,1	15,1
среднее	11,2	11,5	11,6
20-40мм от	15,1	15,6	15,6
до	19,3	19,8	19,8
среднее	16,5	17,7	17,6
10-20мм от	12,7	12,7	12,7
до	16,0	16,6	16,6
среднее	15,0	15,3	15,4
5-10мм от	9,8	10,0	9,8
до	13,0	13,0	13,0
среднее	11,4	11,8	11,4
Фракции +5 мм. Колебания: от	58,5	58,5	58,5
до	65,0	67,3	67,3
среднее	60,6	63,2	62,9

Окончание таблицы 4.1

1	2	3	4
Менее 5 мм. Колебания: от	35,0	32,7	32,7
до	40,2	41,5	41,5
среднее	39,4	36,8	37,1
В том числе по фракциям:
2,5-5,0 мм от	5,64	5,13	5,13
до	6,97	7,47	7,47
среднее	6,04	6,32	6,32
1,25-2,5 мм от	3,42	3,08	3,08
до	5,27	4,28	5,27
среднее	4,15	3,62	3,97
0,63-1,25 мм от	4,51	4,39	4,39
до	5,49	5,54	5,54
среднее	4,92	4,84	4,91
0,315-0,63 мм от	9,16	7,68	7,68
до	12,78	12,78	12,78
среднее	11,52	10,82	10,81
0,16-0,315 мм от	4,71	3,26	3,26
до	8,72	8,72	8,72
среднее	6,72	5,73	5,53
0,0-0.16 мм от	5,59	4,74	4,74
до	6,47	6,47	6,47
среднее	6,05	5,47	5,56
ПГ- частицы в смеси от	4,4	4,4	4,4
до	7Д	7,1	7,1
среднее	6,0	5,7	5,9
Фракции +20 мм. Колебания: от	25,1	25,1	25,1
до	30,8	34,9	34,9
среднее	27,7	29,2	29,2
Фракции -20 мм. Колебания: от	25,4	25,7	25,4
до	27,7	29,3	29,3
среднее	26,4	27,1	26,8

Как следует из таблицы 4.1 содержание валунов (максимальные размеры - менее 150 мм) в смеси колеблется от 5,3 до 8,1%, составляя в среднем 6,9%. Согласно ГОСТ 23735-79 наибольший диаметр зерен в песчано-гравийной меси не должен превышать 70 мм. Однако по соглашению сторон допускается поставка песчано-гравийной смеси с зернами крупностью свыше 70 мм, но не более 150 мм [ГОСТ 23735-79 пункт 1.6].

Содержание гравия в смеси изменяется от 52,8 до 57,5%, что соответ­ствует стандарту (не менее 10% и не более 95%). Прочностные свойства гравия по месторождению обсчитаны в текстовом приложении 16 и составляют (среднее): марка по дробимости - «1000»; по истираемости - И1; содержание зерен слабых пород (3,12%) значительно ниже норматива (не более 10%); морозостойкость соответствует марке F-25.

Песок, входящий в состав природной смеси, по зерновому составу, как по отдельным блокам, так и в целом по разведанной площади относится к группе «средний» (модуль крупности - от 2,1 до 2,5) и, практически, по всем параметрам качества укладывается в требования стандарта (Прил. 18, подраздел 4.5). В песке отмечается повышенное содержание ПГ-частиц (от 9,0 до 15,0%, в среднем - 12,3% при допуске 3%), что характерно для ранее разведанных и эксплуатируемых аналогичных песчано-гравийных месторождений района, где для получения кондиционного песка используется промывка водой.

Содержание ПГ-частиц в природной смеси колеблется от 4,4 до 7,1% при среднем по месторождению 5,9%, что превышает норматив ГОСТ 23735-79 (не более 5%). Практика разработки аналогичных месторождений показала, что при добыче из-под воды значительная часть ПГ-частиц удаляется — происходит естественная промывка ПГС.

Следовательно, природная песчано-гравийная смесь месторождения «Пруд-Копань» может быть рекомендована для строительных работ.

3. Гравий

В соответствии с геологическим заданием качество крупнообломочного материала следует оценивать по ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ».

Расчеты по обработке результатов полевого рассева приведены в текстовом приложении 13. Среднее содержание гравийной составляющей в природной смеси по месторождению составляет 56,0% при изменчивости по отдельным пересечениям от 52,8 до 61,0% (Прил. 13, табл. 13.1). Ниже в таблице 4.2 приводятся средние содержания отдельных фракций по подсчетным блокам и месторождению в целом (Прил. 13, таблица 13.1).

Таблица 4.2

Средний зерновой состав гравия

Подсчетный	Зерновой состав, %; фракции, мм				Всего, %
блок	40-70	20-40	10-20	5-10
В	11,3	16,5	15,0	11,4	54,1
С1	11,5	17,7	15,3	11,8	56,4
В целом по месторождению	11,6	17,6	15,4	11,4	56,0

В текстовом приложении 13 (табл. 13.2) выполнен пересчет содержания гравийных фракций на 100% без учета содержания песка по отдельным блокам месторождению в целом.

Зерновой состав гравия определен по двум основным фракциям 5-10 и 10- 20 мм, а материал крупнее 20 мм дробился на щебень.

Результаты расчета зернового состава гравия по подсчетным блокам и в целом по месторождению приведены в текстовом приложении 16 (Таблицы 16.1 и 16.2). Здесь же, в таблице 4.3 приводятся итоговые значения расчетов.

Таблица 4.3

Зерновой состав гравия фракций 5-10 и 10-20 мм

Подсчетный блок	Полные остатки на ситах, %; размер фракций, мм
	фракция 5-10					фракция 10-20
	5 dнаим.	7,5 0,5(d+Д)	10 Днаиб.	1,25Д	10 dнаим.		15 0,5(d+Д)	20 Днаиб.	1,25Д
1	2	3	4	5	6		7	8	9
Блок В	100	48,28	0,56	0,00	100		46,13	2,59	0,00
Блок C1	100	49,16	0,60	0,00	100		46,60	2,59	0,00
В целом по месторождению	100	49,20	0,52	0,00	100		46,30	2,51	0,00
Требования ГОСТ	90-100	30-60	до 10	до 0,5	90-100		30-60	ДО 10	до 0,5

Из таблицы 4.3 следует, что зерновой состав исследованных фракций гравия соответствует требованиям стандарта.

Физико-механические свойства гравия анализировались по сокращенной

и полной программам (Прил. 15).

Расчеты средних значений основных показателей качества гравия по блокам и месторождению в целом выполнены в текстовом приложении 16, а в иижеследующей таблице 4.4 приводятся итоговые результаты в сопоставлении с требованиями ГОСТ 8267-93.

Таблица 4.4

Средние значения основных показателей качества гравия по блокам и месторождению

Подсчетный блок	Фракция 10-20 мм				Фракция 5-10 мм
	содержание, %		потери в массе, %	марка	содержание, %		потери в массе, %	марка
	слабых зерен	ПГ- частиц			слабых зерен	ПГ- частиц
Блок В	2,30	0,78	7,32	1000	4,0	2,5	7,96		1000
Блок С1	2,40	0,90	6,84	1000	4,4	2,8	7,76		1000
B+C1	2,24	0,83	6,88	1000	4,0	2,7	7,83		1000
Норматив	до 10	до 1	до 8	1000	до 10	ДО 1	до 8		1000

Из приведенной выше таблицы следует, что гравий обеих фракций по всем нормируемым параметрам, кроме содержания ПГ-частиц во фракции 5-10 мм, соответствует требованиям стандарта. Опыт отработки аналогичных место­рождений района показывает, что уже при добыче обводненной ПГС проис­ходит удаление ПГ-частиц. Кроме того, на линиях дробильно-сортировочных установок предусматривается отмыв ПГ-частиц на стадии грохочения, что поз­воляет получать качественную готовую продукцию, соответствующую государ­ственным стандартам.

Более полная характеристика физико-механических свойств гравия приво­дится по результатам полных испытаний (Прил. 15), которые в сопоставлении с нормативами стандарта приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5

Результаты полных испытаний гравия

Физико-механические	Значение по фракциям, мм		Нормативы
параметры	10-20	5-10	ГОСТ 8267-93
Плотность: средняя, г/см3	2,70	2,66	2,0-3,0
насыпная, кг/см3	1482	1470	- -
истинная, г/см3	2,80	2,78	-
Пористость, %	3,6	4,3
Водопоглощение, %	0,43	0,86	-
Содержание лещадных и игловатых зерен, %	3,0	2,0	до 35
Потери в массе при истираемости, %	11,9	15,8	до 20 -И1
Марка по истираемости	И1	И1
Потери в массе при морозостойкости, %	2,00	3,00	до 10-F-25
Марка по морозостойкости	F-25	F-25

Как следует из таблицы 4.5, по результатам дополнительных испытаний гравий полностью соответствует требованиям ГОСТ 8267-93.

В текстовом приложении 19 выполнены расчеты коэффициентов Вариации и стабильности основных показателей качества гравия, по результатам которых можно сделать следующие выводы:

1. Практически по всем параметрам качества, за исключением содержания ПГ частиц, коэффициенты вариации менее 40%, что говорит о равномерном их определении.

2. Минимально стабильное содержание гравия смеси фракций 5-20 мм составляет 24,12%. По всем пробам в выборке содержания выше минимально стабильного.

3. Максимально стабильное содержание ПГ-частиц в гравии равно 5,44%. По сем пробам, за исключением одной (№ 7), фактические содержания ПГ- частиц ниже максимально стабильного.

4. Максимально стабильные потери в массе при испытании на дробимость в цилиндре составляют 9,59%. По всем пробам содержания потерь массы при испытании выше стабильного.

Таким образом, качество гравия стабильно.

Гравий фракций 5-10 и 10-20 мм по всем нормируемым параметрам удовлетворяет требованиям ГОСТ 8267-93, обладает высокими прочностными свойствами по дробимости в цилиндре и истираемости в полочном барабане, морозостоек и рекомендуется для использования в строительных работах.