1 Загальна частина

1. Геологічна будова і умови залягання

Петрівське залізорудне родовище розташоване в 1-2 км на південний захід від районного центру селища Петрове Кіровоградської області (рис.1) та в 30 км. на північний захід від Центрального гірничо-збагачувального комбінату, сировинною базою якого воно є. Південною границею родовища є нульова маркшейдерська вісь, північною – розвідувальний профіль XII, західною і східною межами - проектний контур кар’єру по відпрацюванню залізних руд. Географічні координати родовища наведені у таблиці 1. Таблиця 1 – географічні координати Петрівського родовища

Північна широта Східна довгота

48°18'32" 33°19'25"

48°18'35" 33°19'41"

48°18'31" 33°19'56"

48°18'15" 33°20'02"

48°17'18" 33°19'24"

48°17'14" 33°19'09"

48°17'18" 33°18'47"

47°17'34" 33°18'42"

Найближча залізнична станція «Жовті Води» знаходиться в 16 км. на схід від родовища. Район є степовою рівниною що розчленована невеликими балками і ярами. Поблизу родовища протікає річка Інгулець і її ліва притока річка Зелена.

Клімат району помірно-континентальний з середньорічною температурою повітря +8°. Мінімальна температура, що досягає мінус 38оС, спостерігається у січні, а максимальна, до +35оС, – у липні. Зима відносно коротка з частими відлигами. Максимальна глибина промерзання ґрунту не перевищує 1,0 м. Середня товщина снігового покриву досягає 0,25 – 0,30 м.

Найбільша кількість опадів досягає 550 мм, та частіше – 380-420 мм. Більша їх частина випадає у вигляді зливових дощів у літній період. Сильні північно-східні вітри спостерігаються у зимові і весняні місяці. Швидкість їх руху, здебільшого, дорівнює 5-6 м/сек., але іноді досягає 20-40 м/сек. Часто влітку бувають суховії та пилові бурі.

Переважна частина земель району розташування родовища зайнята під сільськогосподарські культури.

Рис. 1 Оглядова карта району робіт

Джерелом електроенергії в районі є районна електростанція «Жовта Річка» електросистеми "Дніпроенерго", яка розташована в 26 км. від с. Петрове.

Водопостачання району утруднене. Основним джерелом питної води є колодязі, що наповнюються за рахунок ґрунтових вод, які приурочені до алювіальних відкладень. Розташоване південніше Іскрівське водосховище є джерелом водопостачання для північної групи рудників Кривбасу. Постачання технічною водою здійснюється з довколишніх водоймищ, або польових глинстанцій.

Петрівське родовище залізистих кварцитів розробляється з 1979 р. кар'єром №3 Центрального гірничо-збагачувального комбінату. Протяжність діючого Петрівського кар’єру 1693 м, ширина 890 м, глибина 230 м (-130 горизонт), площа 1 247 136 м².

На території району робіт проходять автомобільні дороги з твердим покриттям, що зв'язують між собою населені пункти. Клас доріг - I - 70 км., ІІІ - 5 км.

Найближча залізнична станція «Жовті Води» знаходиться в 16 км на схід від родовища.

Петрівське залізорудне родовище складене комплексом метаморфічних порід (амфіболіти, гнейси, мігматити, залізисті кварцити) інгулецкої серії, які перекрити з поверхні осадовими відкладеннями (глини, піски, суглинки) потужністю від 2 до 46 м.

Комплекс метаморфічних порід зібраний в синклінальну складку північно, північно-східного простягання завдовжки біля 4 км. Шарнір складки занурюється на північ під кутами 70-75°. Падіння крил складки західне під кутами 45-85°.

Структура родовища ускладнена подовжніми і поперечними розривними порушеннями типу скидань і скидань-зрушень.

На Петровському родовищі товща метаморфічних порід представлена трьома свитами:

- зеленоріченською PR₁Z_r, яка підстилає рудну товщу, і складена амфібол-біотітовими гнейсами і амфіболовими сланцями;

- артемівською PR₁ar, яка об'єднує товщу залізистих кварцитів;

- родионівською PR₁rd, яка включає плагиоклаз-біотітові гнейси надрудної товщі і ядра синклінальної складки.

Інгулецька серія метаморфічних порід розташована серед плагиоклаз-біотітових і амфібол-плагиоклаз-біотитових мігматитів кіровоградсько-житомирського комплексу.

Породи зеленоріченської свити розташовуються, переважно, в східній і шарнірній частинах родовища. Нормальна потужність їх коливається від 40 до 120 м. В межах IV-VI розвідувальних профілів породи цієї свити у верхній частині відсутні.

Пласти залізистих кварцитів артемівської свити складають шарнірну частину синклінальної складки і її східне крило. Потужність їх в шарнірній частині досягає від 340 до 350 м, на крилах складки - від 30 до 140 м.

Породи родионівської свити залягають у ядрі і у західній частині родовища. Потужність порід свити коливається від 40 до 280 м.

Подовжні і поперечні розривні порушення і дайки пегматитів створили вельми складну блокову структуру родовища з широким діапазоном параметрів елементів залягання порід в окремих блоках.

У цілому ж в блоках зберігаються північно - північно-східні простягання з азимутами 15-25° і північно-західні падіння з азимутами 195-205° порід різних свит. Кути падіння порід в окремих блоках досягають 75-85°.

На родовищі широко розвинена площинна кора вивітрювання, максимальна глибина розповсюдження якої досягає 105 м, мінімальна - 40 м.

У зоні вивітрювання гнейси, сланці та інші метаморфічні породи зруйновані до уламкового стану, місцями - дресви.

На окремих ділянках, у зоні вивітрювання мігматитів, утворені кварц-каолінові капелюхи.

Мігматити і гнейси у межах розвитку кори вивітрювання і перехідних зон характеризуються зниженими міцносними властивостями і не відповідають вимогам ГОСТ 23845-86, що пред'являються до гірських порід для виробництва будівельного щебеня.

Характерною особливістю геологічної будови Петрівського родовища є широкий розвиток в метаморфічному комплексі порід пегматитових жил, з якими пов'язана концентрація радіоактивних елементів, а також сульфідна мінералізація, яка обумовлює підвищений вміст сірки у залізистих кварцитах. У дайках кварц-плагіоклаз-мікроклінових пегматитів з грубозернистим біотитом зустрічаються підвищені концентрації радіоактивних елементів.

Підвищеним радіаційним фоном володіють також мікроклінові пегматоїдні граніти, розвинені на контакті із залізистими кварцитами.

У гнейсах родіонівської свити пегматитові дайки на окремих ділянках складають від 11 до 30% від їх загальної потужності.

У залізистих кварцитах артемівської свити кількість дайок коливається від 5 до 33%, а у гнейсах зеленоріченської свити від 2,7 до 9,6% від загальної потужності товщ. Нормальні потужності пегматитових жил коливаються від 0,7 до 50 м.

Серед кіровоградсько-житомирських мігматитів домінують плагіомігматити.

Плагіоклаз-мікроклинові мігматити поширені, переважно, на контактах із залізистими кварцитами. Потужності зон таких гранітоїдів досягають від 20 до 40 м. Нормальні потужності прошарків з підвищеною активністю природних радіонуклідів коливаються у межах 0,7-26,9 м.

Жили пегматитів частіше залягають згідно з вміщуючими породами. На окремих ділянках родовища виявлені крутоспадні жильні утворення. При досягнутій щільності розвідувальної мережі багато жильних утворень просторово не ув'язано ні по простяганню, ні по падінню. У зв'язку з цим втрати корисних копалин на ділянках з підвищеною щільністю пегматитових жил при селективній виїмці їх досягатимуть 50%.

На розвіданій площі перспективного кар'єру товща осадових відкладень потужністю від 5 до 45 м представлена суглинками, пісками, супісками і глинами четвертинного і третинного віків, що залягають майже горизонтально на розмитій поверхні корінних порід.

У межах площі розвідувальних робіт, як сировина для виробництва будівельної цегли, оцінювалися четвертинні суглинки, які в геологічному розрізі представлені трьома горизонтами: нижнім - Q₁ середнім - Q₂ і верхнім - Q₃.

До нижнього горизонту віднесені червоно-бурі суглинки, що залягають на третинних червоно-бурих і жовто-бурих супісках. Ці суглинки відносяться до щільних слабкопористих різновидів, що розламуються на окремості плитчасто-клиновидної форми. Крім того, у них широко розвинені утворення залізо-марганцевих, карбонатних і сульфатних з'єднань у вигляді примазок, борошнистих плям, друз і аморфних стяжінь. Велика кількість глинистих частинок обумовлює їх щільну структуру. Потужність горизонту коливається від 1,5 до 8,0 м і в середньому складає близько 5,5м.

Перехід до жовто-бурих суглинків середнього горизонту поступовий. Жовто-бурі суглинки залягають у підошві горизонту і відносяться до слабкопористих, іноді ущільнених з плитчасто-грудкуватою структурою.

У крівлі жовто-бурих суглинків залягають палево-жовті лесоподібні суглинки цього ж горизонту. Це більш однорідна, м'яка макропориста землистого вигляду порода. В ній зустрічаються карбонатні включення у вигляді борошнистих плям і дрібні вкраплення гіпсу. Потужність суглинків середнього горизонту коливається від 0,5 до 6,0 м, середня потужність складає близько 3,2 м.

Верхній горизонт - Q₃ представлений буро-жовтими макропористими лесоподібними суглинками однорідної структури з дрібними борошнистими плямами карбонатів. Потужність горизонту не перевищує 3,0 м. Середня складає 1,4 м. Буро-жовті суглинки верхнього горизонту з поверхні перекриті рослинним шаром потужністю до 0,5 м.

Будівництво і експлуатація уступів кар'єру №3, при проведенні розкривних робіт, здійснюється в осадових, вивітрілих та невивітрілих метаморфічних породах, що характеризуються наступними фізико механічними показниками (Табл.1).

Таблиця 1. Фізико-механічні показники мігматитів

Найменування показників		Величина показника
	Осадова товща			Мігматити
				вивітрілі різновиди		невивітрілі різновиди
1. Природна вологість, %		16,8-17,23	—		0,2-0,5
2. Об'ємна щільність, т/м		2,03-2,10	2,59-2,69		2,58-3,25
3. Питома вага скелета ґрунту, т/м		2,62-2,70	2,66-2,78		2,63-3,45
4. Пористість, %		21,87-25,2	0,3-1,96		2,6-4,94
5. Число пластичності		7-15	—		—
6. Кут внутрішнього тертя при природній вологості, градус		16-22	—		15-36
7. Зчеплення при природній вологості, КПа		57,9-113,7	—		288-478
8. Коефіцієнт Пуассону		—	—		0,26
9. Модуль деформації, МПа		—	—		5,5-6,1
10.Коефіцієнт розтягування		—	0,76-0,9		0,9
11 .Коефіцієнт міцності за шкалою проф. Протодьяконова		до 1	2-3		13-15