Рудничная геология

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Норильский индустриальный институт»

Кафедра РМПИ

Контрольная работа по рудничной геологии

Студентка: Писанюк О.Ю.

Норильск 2014

ВВЕДЕНИЕ

РУДНИЧНАЯ ГЕОЛОГИЯ (а. mine geology; н. Grubengeologie; ф. geologie miniere; и. geologia minera) -- раздел геологии, обеспечивающий надёжными геологическими данными действующие рудники, шахты, карьеры, прииски, промыслы в процессе вскрытия, подготовки и эксплуатации месторождений полезных ископаемых. При горных предприятиях существует геологический отдел, во главе которого стоит главный (старший) геолог рудника.

Основные задачи рудничной геологии: эксплуатационная разведка с целью уточнения контуров тел полезных ископаемых и распределения в их пределах ценных компонентов (производится подземными горными выработками, буровыми скважинами и геофизическими методами), оперативное опробование разведочных, подготовительных и очистных горных выработок и химический анализ отобранных проб для текущего и перспективного планирования качества отрабатываемых руд и контроля за качеством добываемой минеральной массы; регулярная геологическая документация горных работ, выполняемая в виде геологических зарисовок и описаний стенок горных выработок, лабораторного изучения отобранных при этом образцов горных пород и полезных ископаемых, составления на их основе сводных геологических планов и разрезов.

1. Задачи геологической службы горнодобывающего предприятия

Структура и функции геологической службы. Цели и задачи геологического обеспечения горных предприятий.

Основная цель горной геологии - геологическое обеспечение горного производства при проектировании, строительстве, эксплуатации и ликвидации предприятий горнодобывающей отраслей промышленности. Горная геология подготавливает геологическую информацию для оценки степени влияния геологических и горно-геологических факторов на технику и технологию горных работ, прогноза горно-геологических условий освоения месторождений полезных ископаемых, а также выдаёт рекомендации для разработки комплекса мероприятий по предотвращению отрицательного воздействия природных факторов и явлений на горные работы, обеспечивающих эффективное и безопасное их ведение, добычу кондиционной продукции, охрану недр и геологической среды.

Горная геология занимается решением как теоретических, так и прикладных задач. Теоретические задачи включают исследования характеристик геологических факторов и горно-геологических явлений, происходящих в массиве горных пород и в выработках; закономерностей развития горно-геологических явлений при ведении горных работ; степени влияния геологических факторов и горно-геологических явлений на технику и технологию горных работ, качество добываемого полезного ископаемого и его потери; степени влияния горнодобывающих предприятий на геологическую среду. В них входит также обоснование горно-геологической модели разрабатываемого месторождения.

Горная геология использует комплекс методов, включающий в основном теоретический анализ, лабораторные исследования и эксперименты, натурные наблюдения и измерения. Одновременно с изучением геологических факторов и горно-геологических явлений обобщаются основные горнотехнические показатели разработки полезных ископаемых (обычно используются расчётные и фактические нагрузки на добычной забой). Данные о геологических факторах, горно-геологических явлениях и горнотехнических показателях кодируются и на базе ЭВМ разрабатывается информационно-поисковая система для выявления корреляционных зависимостей между основными геологическими факторами или горно-геологическими явлениями и технико-экономическими показателями работы горных предприятий. По графикам корреляционных зависимостей разрабатываются градации показателей геологических факторов и горно-геологических явлений, характеризующих степень влияния их на технологические показатели. Проводится типизация по одной или группе факторов, при этом ограничиваются 3-5 типами сложности показателей.

Решение прикладных задач включает; оценку горно-геологических условий строительства горных предприятий и эксплуатации месторождений; прогноз геологических факторов и горно-геологических явлений и их проявления при ведении горных работ; разработку способов предотвращения или снижения отрицательного воздействия геологических факторов и горно-геологических явлений на технику и технологию горных работ или же использования их положительного влияния в горном производстве, увеличение полноты извлечения запасов из недр и комплексного использования полезных компонентов; охрану геологической среды.

2. Опробование. Методы отбора проб

ОПРОБОВАНИЕ в обогащении (а. sampling; н. Erprobung, Probenentnahme; ф. echantillonnage; и. muestreo, sacar muestras) -- комплекс операций по отбору проб и подготовке их к анализу для контроля основных характеристик сырья (полезных ископаемых, продуктов их обогащения и вспомогательных материалов, используемых приобогащении).

В зависимости от последующего использования результатов анализа пробы опробования подразделяют на технологическое оперативное (для контроля и управления процессами обогащения), технологическое балансовое (для составления технологических балансов металлов) и товарное (для учёта металлов в товарной продукции при составлении товарного баланса и взаиморасчётах между поставщиком и потребителем). Технологическим опробованиям подвергаются различные технологические продукты за контролируемый интервал времени. Товарному опробованию подлежит каждая поставка полезных ископаемых или концентрата раздельно по представленным в поставке партиям. Цель опробования -- получение представительной (объединённой) пробы, в которой с допустимой суммарной погрешностью опробования и анализа сохранены значения контролируемых характеристик опробуемого продукта. Опробование производят последовательным выполнением отбора разовых (точечных) проб, составлением из них объединённой пробы и подготовкой из этой пробы лабораторных проб для анализа.

Для большинства полезных ископаемых и продуктов их обогащения параметры и методы товарного опробования и методы анализа основных характеристик товарной продукции регламентированы государственными стандартами. Определяющие параметры опробования -- число и масса точечных проб, а также минимальная масса пробы, до которой может быть сокращена масса объединённой пробы на любой стадии подготовки из неё лабораторных проб, учитывая крупность и однородность материала при сохранении представительности. Параметры опробования зависят от контролируемых характеристик: содержания полезных компонентов и вредных примесей, гранулометрического состава и влажности продуктов и др. Для расчёта параметров опробования применяются формулы, учитывающие крупность продукта, его минералогический состав, величину и характер распределения содержания полезного компонента, допустимую погрешность опробования.

Отбор и подготовку проб производят предпочтительно механизированными средствами при использовании механических пробоотбирателей различных типов и пробоподготовительных установок, состоящих из дробилок, истирателей и механических сократителей. На пульповых продуктах применяются автоматические системы средств отбора, доставки и подготовки пульповых проб.

Ручные методы отбора и подготовки проб допускаются только в тех случаях, когда невозможно организовать механизированные. Опробование -- составная часть технического контроля, осуществляемого отделами технического контроля предприятия.

3. Нерудные месторождения

Нерудные полезные ископаемые -- используемые в промышленности и строительстве в естественном виде или как сырье. Нерудные полезные ископаемые могут относиться к минералам или горным породам. Нефть, уголь, другие виды ископаемого топлива (горючие полезные ископаемые), а также подземные воды (гидроминеральные подземные ископаемые) исключаются из этого определения. Такие материалы, как песок, галька, щебень, гравий, песчаник, глина, мел и т. п. могут рассматриваться и как нерудные полезные ископаемые, и как особая категория -- общераспространные полезные ископаемые.

За последние десятилетия нерудные полезные ископаемые намного обогнали руды металлов по объёмам добычи и стоимости используемого сырья.

В плане технологического и экономического освоения, у неметаллических полезных ископаемых есть своя специфика, отличающая эту группу от металлических полезных ископаемых. Одним из таких отличий является сильное влияние состава и свойств сырья, как на технологии его переработки, так и на конечное изделие, что требует при оценке месторождений оценки применимости данной конкретной разновидности полезного ископаемого с учетом его специфических свойств (например -- термолитосодержащего талька в отличие от стеатитовых тальков). Вторым отличием многих неметаллических полезных ископаемых является, с одной стороны, применение одного и того же вида сырья во многих отраслях хозяйства, с другой стороны -- взаимозаменямость многих видов сырья (в качестве наполнителя тот же тальк может быть заменен баритом или каолином).

Применение

Нерудные полезные ископаемые находят в хозяйстве самые разные применения: как строительные материалы (гранит, известняк, доломит, мрамор, песчаники и др.), как сырье для производства минеральных удобрений (фосфорит, калийные соли, апатит), сырье для общехимического производства (самородная сера, пирит, апатит), сырье для металлургии (флюсы: известняки, кварциты, флюорит), как огнеупорные материалы для металлургии (доломит, магнезит, огнеупорные глины), как сырье для производства минеральных красок (охра, киноварь), как технические кристаллы (алмаз, пьезокварц, исландский шпат), как драгоценные и поделочные камни (изумруд, агат, малахит, бирюза и др.), как абразивные материалы (корунд).

Разнообразие свойств этих ископаемых отражается в комплексном их применении, так графит используется в металлургии, в ядерной энергетике, в электротехнике и как сырье в нескольких разных отраслях химии.

Номенклатура нерудных полезных ископаемых постоянно увеличивается с развитием новых технологий, позволяющих промышленное освоение ранее не используемых горных пород и минералов, таких как перлит или волластонит.

Классификация.

Нерудные полезные ископаемые, как группа, чрезвычайно разнородны. Вследствие этого не существует единой общепринятой их классификации.

Классификация этих ископаемых может производиться по нескольким параметрам. Два основных типа классификации:

· по области использования: горно-химическое сырьё, горно-металлургическое сырьё, строительные материалы, технические кристаллы;

· по геологическому происхождению: горные породы (как правило, массовое сырье с крупными месторождениями относительно простого строения и с небольшой стоимостью) и минералы (как правило, относительно редкое сырье с мелкими месторождениями сложного строения и с высокой стоимостью);

Известняки, доломиты.

Известнямк -- осадочная горная порода органического, реже хемогенного происхождения, состоящая преимущественно из карбоната кальция (CaCO3) в виде кристаллов кальцита различного размера.

Известняк, состоящий преимущественно из раковин морских животных и их обломков, называется ракушечником. Кроме того, бывают нуммулитовые, мшанковые и мраморовидные известняки -- массивнослоистые и тонкослоистые. При метаморфизме известняк перекристаллизуется и образует мрамор.

Входящий в состав известняка карбонат кальция способен медленно растворяться в воде, а также разлагаться на углекислый газ и соответствующие основания. Первый процесс -- важнейший фактор образования карста, второй, происходящий на больших глубинах под действием глубинного тепла Земли, даёт источник газа для минеральных вод.

Известняк - это осадочная горная порода органического, состоящая, главным образом, из кальцита, а также из доломита. Также встречается почти во всех регионах России, используется в основном в качестве строительного материала. Добывается также открытым способом.

Известняки состоят преимущественно из известнякового шпата с содержанием различных примесей -- глин, углистых веществ. Вследствие морского происхождения сложение известняков чаще всего слоистое. Мощные (до 600 м) известняковые толщи палеозойского возраста образуют восточный склон Урала. Известняковые пласты входят в состав палеозойских отложений в западной платформенной части области.

Формирование известняковых залежей связано с длительными периодами господства мелководных открытых морей в условиях теплого климата. Осаждение известняков происходило как химическим путем при перенасыщении морской воды карбонатами, так и биогенным -- накоплением на морском дне известковых скелетов морских организмов.

Доломиты.

Минерал из класса карбонатов. Химический состав -- CaMg(CO3)2.

Осадочная карбонатная горная порода, состоящая на 95% и более из минерала доломита.

Свойства.

Состав минерала близок к теоретическому. Обычно массивные, от грубо- до тонкозернистых и фарфоровидных, агрегаты. Цвет -- бесцветный или белый, желтоватый, буроватый (за счёт примеси гидроксидов железа и глинистых частиц). Блеск стеклянный до матового и перламутрового. Хрупкий. Спайность совершенная. Твёрдость 3,5-4,0. Излом ступенчатый до раковистого (в фарфоровидных агрегатах). Черта белая. С HCl реагирует слабо (однако бурно вскипает в горячей HCl). Вскипает под действием 1%-го раствора соляной кислоты в порошке (в царапине).

Происхождение

Осадочно-хемогенный в ассоциации с галогенидами, гипсом, ангидритом. Гидротермальный, часто с кальцитом. При метаморфических процессах перекристаллизовывается, образуя доломитовые мраморы.

Образуется при метаморфизме основных изверженных горных пород и из кальцита при воздействии на него магнезиальных растворов. Доломит слагает породу того же названия и часто является примесью в известняках и мраморе.

Использование

· Огнеупорный материал.

· Флюс в металлургии.

· Сырьё в химической промышленности, стекольном производстве.

· Средство борьбы с насекомыми. тонкомолотый доломит вызывает абразивное разрушение хитиновых покровов у насекомых. Самое сильное воздействие происходит в местах сочленений.

· Плиты и изделия из доломита для отделки помещений, облицовки как снаружи, так и внутри.

· Доломитовая мука используется для раскисления (известкования) почв. Доломитовая мука не только снижает кислотность почвы, но и насыщает ее кальцием и марганцем (удобряет).

· Использовался (вместе с бором, свинцом и глиной) при засыпке активной зоны 4-го энергоблока при ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС.

4. Классификация запасов полезных ископаемых

Запасы полезных ископаемых (минеральные ресурсы) -- количество минерального сырья и органических полезных ископаемых в недрах Земли, на её поверхности, на дне водоёмов и в объёме поверхностных и подземных вод.

Запасы полезных ископаемых в недрах измеряются в м3 (строительные материалы, горючие газы и др.), в тоннах (нефть, уголь, руды), в килограммах (благородные металлы) или в каратах (алмазы). Величины запасов полезных ископаемых обладают различной достоверностью их подсчёта, зависящей от сложности геологического строения месторождений и детальности их геологической разведки.

Оценка запасов.

Количество запасов оценивается по данным геологической разведки применительно к существующим технологиям добычи. Эти данные позволяют вычислить объём тел полезных ископаемых, а при умножении объёма на плотность позволяют определить запасы полезных ископаемых в весовом исчислении.

При подсчёте запасов жидких и газообразных полезных ископаемых (нефть, подземные воды, горючий газ), помимо объёмного метода, применяется способ расчёта запасов по притокам в скважинах. Для некоторых месторождений полезных ископаемых, кроме того, подсчитывается количество содержащихся в них запасов ценных компонентов (например, запасы металлов в рудах).

Категории запасов.

По степени достоверности определения запасов они разделяются на категории. В Российской Федерации действует классификация запасов полезных ископаемых с разделением их на четыре категории: А, В, C1 и C2.

К категории А принадлежат детально разведанные запасы полезных ископаемых с точно определёнными границами тел полезных ископаемых, их формами и строением, обеспечивающими полное выявление природных типов и промышленных сортов минерального сырья в недрах месторождения, а также геологических факторов, определяющих условия их добычи. К категории В относятся предварительно разведанные запасы полезных ископаемых, с примерно определёнными контурами тел полезных ископаемых, без точного отображения пространственного положения природных типов минерального сырья. В категорию C1 включают запасы разведанных месторождений сложного геологического строения, а также слабо разведанные запасы полезных ископаемых на новых площадях или на площадях, непосредственно прилегающих к детально разведанным участкам месторождений; они подсчитываются с учётом экстраполяции геологических данных детально разведанных участков месторождений.

К категории C2 относятся перспективные запасы, выявленные за пределами разведанных частей месторождений на основании толкования их геологического строения, с учётом аналогии сходных и подробно разведанных тел полезных ископаемых.

Из зарубежных наиболее распространена американская классификация запасов полезных ископаемых. В ней выделяются три категории запасов: 1) измеренные (measured), определяемые на основании замеров в горных выработках и буровых скважинах, 2) выверенные (indicated), подсчитываемые при распространении данных горных работ и бурения за их пределы, 3) предполагаемые (inferred), оцениваемые по общим геологическим данным.

По правилам, существующим в России, месторождения полезных ископаемых могут быть введены в эксплуатацию при условии, если они обладают определённым соотношением запасов полезных ископаемых различных категорий.

Группы месторождений по сложности строения.

По степени сложности геологического строения выделяются три группы месторождений с различным соотношением категорий полезных ископаемых.

К 1-й группе относятся месторождения простого геологического строения с равномерным распределением ценных компонентов; для этой группы не менее 30 % запасов должно быть разведано по категории А и В, в том числе не менее 10 % по категории А.

Ко 2-й группе принадлежат месторождения сложного геологического строения (не менее 20 % запасов должно быть разведано по категории В).

К 3-й группе относятся месторождения очень сложного геологического строения и исключительно невыдержанного содержания ценных компонентов; проектирование горнодобывающих предприятий и выделение капитальных вложений на их строительство или реконструкцию допускается при наличии запасов категории C1.

известняковый проба нерудный запасы

Литература

1. Рудничная геология, Л.К. Мирошникова, Учебное пособие, Норильск 2010г.

2. Рудничная геология, Альбов М.Н., Быбочкин А.М. Издательство: Недра Год издания: 1973.

Размещено на Allbest.ur