ФГАОУ ВПО “Северо-Восточный федеральный университет им. М.К.Аммосова”

Горный институт

Кафедра открытых горных работ

Курсовая работа на тему:

“Выбор способа вскрытия, системы разработки и расчет элементов системы разработки на Качканарском железорудном месторождении”

Выполнил: Темирканов Э.

Проверил: Заровняев Б.Н

Якутск 2017

Содержание

1. Содержание………………………………………………………………………………………………2

2. Геологическая и горно-техническая характеристика месторождения…..3

3. Горная часть ……………………………………………………………………………………………10

4. Выбор способа разработки…………………………………………………………………….11

5. Параметры карьерного поля …………………………………………………………………11

6. Годовая производительность, размеры карьера и общая организация работ ……………………………………………………………………………………………..………12

7. Обоснование схемы комплексной механизации основных производственных процессов…………………………………………….………….………14

8. Вскрытие месторождения …………………………………………………………………….15

9. Система разработки Выбор системы разработки…………………………..…….18

10. Отвалообразование.……………………………………………………………………………….21

11. Охрана окружающей среды и рекультивация..…………………………..………..24

12. Генеральный план карьера…………………………………………………………………….25

13. Список использованной литературы……………………………..………………………26

Геологическая и горно-техническая характеристика месторождения

Качканарское месторождение железа

Качканарское месторождение железа (Гусевогорское и собственно Качканарское) находится на Урале. Площадь рудоносного Качканарского габбро-пироксенитового плутона 110 км2, форма — лакколит. Вмещающие породы — плагиоклазовые порфириты, эффузивные диабазы силурийского возраста, слюдяные и кремнистые сланцы ордовика.

Пироксениты слагают почти половину площади плутона и представляют собой два массива: Гусевогорский и Качканарский. Форма рудных тел — пологие и наклонные протяженные залежи вкрапленных и полосчатых титаномагнетитовых руд. Внутри рудных зон выделяются обогащенные участки (Ре более 20%) и безрудные- или слабооруденелые участки. Оруденение приурочено к пироксени- там, причем структуры и текстуры руд соответствуют структурам и текстурам вмещающих пород.

В мелкозернистых пироксенитах отмечается мелковкрапленное оруденение, в крупнозернистой породе наблюдаются крупные рудные вкрапления. Выделяются природные типы руд: крупно- (размер вкраплений 3 мм), средне- (1—3 мм), мелко- (0,2—1 мм), тонко- (0,05—0,2 мм) и дисперсновкрапленные (менее 0,05 мм). Основной рудный минерал — титаномагнетит. Редко встречаются ильменит, пирит, халькопирит, борнит, пирротин. Руды комплексные, содержат железо, ванадий (0,05—0,31%) и титан (0,8—2%). Они легко обогащаются методом электромагнитной сепарации и при этом получаются железо-ванадиевые концентраты. При металлургической переработке концентратов кроме чугуна получают ванадий, путем извлечения его из конвертерных шлаков. По генезису месторождение позднемагматическое. Месторождения магматического происхождения. Разведанные запасы около 7 млрд. т

Гусевогорское месторождение, входящее в Качканарскую группу железорудных месторождений, расположено в восточной части Среднего Урала и сложено силур-девонскими изверженными и метаморфическими породами (пироксениты, габбро, порфириты). Месторождение приурочено к пироксенитовому массиву и включает 12 рудных тел, 3 из которых разрабатываются. Рудные тела (крутопадающие штоки круглой и эллипсовидной форм) прослеживаются на глубину до 2 км и выходят на поверхность. Балансовые запасы около 2 млрд. т, (1982) с содержанием железа 16%. Руды вкрапленные, комплексные. Главные рудные минералы: титано-магнетит, ильменит, второстепенные — минералы платиновой группы,хрома и др. Нерудные минералы: клинопироксен, оливин, роговая обманка, плагиоклаз. Наличие ванадия определяет металлургическую ценность руд. 

Климат Свердловской области

Протяженность области по меридиану более чем на 600 км и различия в рельефе обуславливают существенное разнообразие климатических условий. Континентальность климата зауральских равнин нарастает с северо-запада на юго-восток.

На равнинах средняя температура января повышается от -20С на севере, до -16С - на юге. Июльская средняя температура изменяется от 16С на севере до 19С на юге. По мере удаления от хребта и продвижения к югу увеличивается сумма положительных температур и уменьшается количество годовых осадков. Основная территория равнин расположена в умеренной зоне, а юго-восточная и, частично, юго-западная части Свердловской области уже входят в умеренно теплую зону с наиболее благоприятными для сельского хозяйства климатическими условиями.

Климат горной полосы менее континентальный, с более низкими летними температурами, и более влажный, чем на равнинах. Широко распространены резкие суточные колебания летней температуры. На севере отчетливо выражены высотные климатические пояса. Горная часть Северного и Среднего Урала лежит в холодной зоне с ограниченными возможностями земледелия. Предгорья и крайний север Зауралья принадлежат к умеренно холодной зоне.

Средняя величина осадков за год составляет 350-400 мм. на юго-востоке и 500 мм на севере, а в горных районах юго-запада превышает 500-600 мм. В силу этих климатических условий средний период вегетации в Свердловской области составляет лишь примерно 130 дней. В силу географического положения погода может меняться очень быстро.

Собственно-Качканарское месторождение По данным [Фоминых и др., 1967] описания руд и горных пород Качканарской группы месторождений появляются в литературе, начиная с XVIII века. Это работы П.С. Палласа, А.И. Антипова, А.П. Карпинского, А.А. Черданцева и др. Большой вклад в изучение Качканара внес Н.К. Высоцкий (1913), составивший первую детальную карту массива в масштабе 1:42000 и опубликовавший капитальную монографию. В 1931- 1932 гг. были проведены небольшие разведочные работы на титаномагнетит, результаты которых изложены И.И. Малышевым, П.Г. Пантелеевым и А.В. Пэком (1934). В последующие годы титаномагнетитовые месторождения Качканара разведывались Уральским геологическим управлением и рекомендовались к передаче в эксплуатацию. Результаты этого периода изучения изложены в работах З.В. Рупасовой (1948), М.И. Алешиным (1959), В.А. Решитько (1959, 1963) А.Ф. Фадеичевым (1961) и К.Д. Тимоховым (1963). Геологическое строение Качканарского массива достаточно полно изложено в этих публикациях, и ниже по их материалам дается краткое описание Качканарского месторождения. Качканарская группа месторождений титаномагнетита (Гусевогорское и Собственно-Качканарское) находится в Исовском районе Свердловской области в 30 км к северо-западу от ж.-д. ст. Нижняя Тура.

Рудоносный Качканарский габбро-пироксенитовый плутон занимает площадь около 110 км 2 . Плутон имеет изометричную форму и относится к типу лакколитов. Вмещающими породами являются плагиоклазовые порфириты на восточных контактах и эффузивные диабазы силурийского возраста, на западных - слюдяные и кремнистые сланцы ордовика. В северной и южной периферических частях плутона габбро сменяются амфиболитами. Половину площади интрузива слагают 20 пироксениты, представляющие два массива: Качканарский на западе и Гусевогорский на востоке (рис. 3). Гусевогорский пироксенитовый массив, частично сложенный перидотитами, горнблендитами и габбро, вытянут в меридиональном направлении на 8,5 км при ширине 1-3,5 км. Качканарский пироксенитовый массив, в составе которого также участвуют оливиниты и перидотиты, вытянут в северо-восточном направлении на 5,5 км, средняя его ширина 3,2 км. В пределах Гусевогорского месторождения выделяется девять рудных залежей, из которых эксплуатируется Главная залежь, площадь кондиционного оруденения которой 1,1 км 2 . В контуре промышленного оруденения имеются некондиционные и безрудные участки, обычно изометричные, площадью от 1000 до 2200 м 2 . Оруденение распространяется на глубину более 500-600 м.; скважины, пройденные до этих глубин, не вышли из кондиционных руд. Как рудоносные, так и безрудные пироксениты пересекаются многочисленными дайками кварцевых и роговообманковых плагиоклазитов мощностью до 2 м с разнообразным простиранием и падением под углами 20-90°. Рудные тела слагаются вкрапленным титаномагнетитом, реже шлировыми выделениями и прожилками массивных руд в основном в пироксенитах, габбро и горнблендитах, в значительно меньшей мере в перидотитах и оливинитах. Руды месторождения подразделяются на пять природных типов: крупно- (более З мм), средне- (1-3 мм), мелко- (0,2-1 мм), тонкозернистые(0,05-0,2 мм) и дисперсновкрапленные (менее 0,05 мм).

Основным рудным минералом является титаномагнетит со структурой распада твёрдого раствора, содержащий 2-18% ильменита. Титаномагнетит содержит изоморфную примесь ванадия. Второстепенные рудные минералы - пирит и пирротин, редко встречаются халькопирит, 21 пентландит и борнит, а также самородная платина и платиноиды. Нерудные минералы представлены пироксенам, амфиболами, оливином, серпентином, плагиоклазами, иногда эпидотом, апатитом, цоизитом, шпинелью и продуктами изменения пироксенов и амфиболов - хлоритом и биотитом. Рис. 3 Схематическая геологическая карта Качканарской группы месторождений (Селиванов и др., 2014) 1 – современные и аллювиальные отложения; 2 – амфиболиты плагиоклазитовые; 3 – амфиболиты эпидолеритовые; 4 – сланцы; 5 – габбро; 6 – пироксениты; 7 – горнблендиты; 8 – рудные тела; 9 – линии разрезов 22 При металлургической переработке железо-ванадиевых концентратов кроме чугуна получают ванадий путём извлечения его из конверторных шлаков. Балансовые запасы Гусевогорского месторождения оцениваются в 3,5 млрд. т., Качканарского - 2,6 млрд. т. при среднем содержании железа в рудах 16,6 % [Железорудная база России, 2007]. Исследования обогатимости руд Собственно-Качканарского месторождения, проведенные в ВИМСе [Повышение эффективности…, 2013] показали возможность их обогащения по схемам, принятым на Качканарском ГОКе. По схеме сухой и мокрой магнитной сепарации получен концентрат с содержанием железа 63,9%, пентоксида ванадия 0,73% при извлечении в концентрат 70,59% железа, 76,71% пентоксида ванадия. Магнетитовый концентрат содержит также 3,91% TiО2. Извлечь ильменит в отдельный концентрат не удалось из-за его низкого содержания в руде и тонких сростков с магнетитом. Гидрогеологические и горно-технические условия месторождения благоприятны для отработки его открытым способом. Подземные воды месторождения относятся к типу трещинных, питание которых происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков. Среднегодовой приток воды в карьер с проектной глубиной 100м по расчетам не будет превышать 100м 3 /ч. Мощность вскрышных пород составляет в среднем 5,1м.

Сетка скважин

Ряд Номер скважины	1	2	3	4	5	6
1	0:0	0:0	5:150	5:50	5:50	0:0
2	0:0	0:0	5:50	5:100	5:50	0:0
3	0:0	0:0	5:50	5:100	5:150	5:50
4	5:50	5:90	5:125	5:150	5:175	5:100
5	5:50	5:100	5:125	5:200	5:200	5:100
6	5:150	5:200	5:300	5:250	5:300	5:200
7	5:200	5:250	5:350	5:500	5:350	5:250
8	5:200	5:250	5:450	5:500	5:400	5:300
9	5:270	5:300	5:500	5:500	5:500	5:350
10	5:50	5:200	5:500	5:500	5:500	5:450
11	0:0	0:0	5:500	5:500	5:500	5:500
12	5:50	5:50	5:500	5:500	5:500	5:500
13	0:0	5:50	5:500	5:500	5:500	5:500
14	0:0	0:0	5:300	5:500	5:500	5:500
15	0:0	0:0	5:50	5:500	5:500	5:500
16	0:0	0:0	0:0	0:0	5:500	5:500
17	0:0	0:0	0:0	0:0	0:0	0:0

Длина замеренного участка 3.2 км, ширина участка – 700 метров.

Расстояние между скважинами 188м. Расстояние между рядами скважин 116м. (рис. 1)

Рис.1 Проекция геологоразвездочного участка.

Горная часть