Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Разработку Главного участка Киембаевского месторождения хризотил асбеста ведет ОАО «Оренбургские минералы» в соответствии с «Корректировкой проекта реконструкции карьера на Главном участке Киембаевского месторождения асбеста в связи с увеличением мощности» (арх.№ 5763-ПЗ-9), выполненного институтом в 2004 г.

В ранее выполненной работе - Корректировка проектного задания (арх.№28441, 1972 г), было предусмотрено поэтапное освоение месторождения. 1 очередь освоения месторождения - до отм. горизонта +195 м, была детально рассмотрена в выше приведенной Корректировке проектного задания.

Границы открытой разработки 2 очереди - до отм. горизонта 0 м, были обоснованы в «Корректировке проекта реконструкции карьера на Главном участке Киембаевского месторождения асбеста в связи с увеличением мощности», (арх.№ 5763-ПЗ-9, 2004 г).

При рассмотрении поданных ОАО «Оренбургские минералы» документов для продления срока действия лицензии на право пользования недрами № 01486 ТЭ серии ОРБ, выданной Министерством природных ресурсов Российской Федерации 07.10.03г, ФГУ «Роснедра» было рекомендовано дополнить Корректировку проекта реконструкции карьера на Главном участке Киембаевского месторождения асбеста в связи с увеличением мощности» решениями по доработке, оставшихся за границами карьера 2 очереди балансовых запасов хризотил асбеста.

С целью приведения проектной документации в соответствие требованиям ФГУ «Роснедра» выполнено настоящее «Дополнение к Корректировке проекта реконструкции карьера на Главном участке Киембаевского месторождения асбеста в связи с увеличением мощности».

1. Геологическое строение карьерного поля

1.1 Общие сведения и природные условия

Киембаевское месторождение хризотил-асбеста расположено на территории Ясненского района Оренбургской области в 5 км юго-восточнее г. Ясный (рис 1).

Ближайшей железнодорожной станцией является ст. Горный лен Южно-Уральской железной дороги, с которой г.Ясный связан асфальто-бетонной дорогой протяженностью 4,5 км. С городом Орск ОАО «Оренбургские минералы», разрабатывающее месторождение, связано автомобильной и железной дорогами.

В геоморфологическом отношении район месторождения представляет собой расчлененную мелкосопочную равнину с абсолютными отметками поверхности 282,4-412,1 м.

Гидрографическая сеть развита слабо. Месторождение расположено в водораздельной части рек Киембай, Шандаши, Карабулак и Славенка, являющихся притоками реки Кумак. Все реки многоводны весной, в летнее же время они представляют собой ряд разобщенных плесов. На реке Кумак построено Верхне-Кумакское водохранилище для водоснабжения Буруктальского никелевого и Киембаевского асбестового комбинатов.

Климат района резко континентальный с холодной ветренной зимой с устойчивым снежным покровом и жарким сухим летом с редкими дождями. Среднегодовая температура воздуха составляет +2,40С.

Растительность района относится к зоне развития разнотравной, в основном, ковыльной степи.

В экономическом отношении район является промышленно-аграрным.

Местные топливные и энергетические ресурсы в районе отсутствуют.

Водоснабжение города Ясный и комбината осуществляется за счет специальных гидрогеологических скважин и Верхне-Кумакского водохранилища.

1.2 Геологическая изученность карьерного поля

карьер месторождение асбест

Киембаевское месторождение хризотил-асбеста приурочено к одноименному ультрабазитовому массиву, прорывающему метаморфический комплекс пород нижнего палеозоя и вулканогенные образования девона и карбона.

Интрузия гипербазитов имеет форму вытянутого в меридиональном направлении кольца, осложненного более молодыми гранитоидами, которые, внедрившись в средней части в виде округлого тела, разорвали ее на два массива-Южный и Северный.

Общая длина гипербазитового массива по простиранию составляет 18 км, а его площадь - 70 км2. Южный массив имеет подковообразную, а Северный -неправильную, близкую к изометричной, форму.

Промышленная асбестоносность приурочена к Северному массиву, внутреннее строение которого характеризуется наличием зональности, свойственной

гипербазитовым массивам, на которые наложен аллометаморфизм. Середину массива слагают частично серпентинизированные перидотиты и дуниты, сменяющиеся к периферии серпентинитами смешанного состава, затем антигоритовыми серпентинитами, тальковыми, тальк-карбонатными и тальк-хлоритовыми породами. Асбестоносные залежи и участки располагаются в контактовой полосе частично и нацело серпентинизированных разностей пород. По петрографическому составу массив представлен частично серпентинизированными гипербазитами - перидотитами и дунитами и серпентинитами по ним.

Вмещающими Северный массив породами почти на всем его протяжении являются гранитоиды, лишь на западе гипербазиты контактируют с эффузивами, а в юго-западной части - с углисто-кремнистыми сланцами и туффитами нижнего карбона. Контакт массива с гранитоидами на севере падает круто на юг в сторону гипербазитов, на юге - также на юг, в сторону гранитоидов.

Известные в настоящее время промышленные залежи хризотил-асбеста сосредоточены на трех участках: Главном, Северном и Третьем, расположенных в западной и северо-западной частях Северного массива гипербазитов.

На главном участке выделены шесть асбестоносных залежей: Основная, Западная, Дусбайка, Вершинная, Восточная и Новая. Морфология залежей и их структурное положение определяются положением относительно зон разломов и конфигураций северо-восточного (малого) перидотитового ядра, которое окаймляется асбестоносными серпентинитами с запада, юга и юго-востока.

Основная залежь вытянута в субмеридиональном направлении на 1850 м при средней мощности северного окончания 100-120 м, южного - 500-550 м. Ядром перидотитов шириной около 450 м, залегающим в центре Основной залежи, она делится на два асимметричных крыла. Восточное крыло имеет протяженность по простиранию 350 м, по падению 340-390 м при мощности от 80 м на севере до 140 -на юге. Падение его восточное под углами 80-850. Протяженность западного крыла по простиранию 1300 м, по падению - от 170-230 м на севере до 400-500м - на линиях 79-75 и 300-400 м - на линиях 73-67. Углы падения крыла изменяются от 75-85 до 45-600. Южнее линии 65 восточное и западное крылья на глубине смыкаются, образуя в районе линии 61 единую залежь мощностью до 580 м.

Наиболее мощная и богатая южная оконечность Основной залежи сложена чаще крупной сеткой, северная часть залежи более бедная по содержанию - мелкой сеткой. Среднее содержание асбеста класса +0,5 мм по залежи составляет 4,68 %.

Западная залежь приурочена к зоне западных разломов и отделяется от Основной залежи также одним из разломов этой зоны. Залежь прослеживается по простиранию на 1000 м при средней мощности 50-60 м. Падение зоны вертикальное. Руды наполовину крупносетчатые, вблизи контактов сменяющиеся мелкосетчатыми. Содержание асбеста класса +0,5 мм на большем протяжении залежи находится в пределах 3,8-4,5 %, увеличиваясь в южной части до 5,8 - 6,7 %. Среднее содержание асбеста по залежи составляет 4,09 %.

Залежь Дусбайка расположена на юго-западе Главного участка, контролируется западной зоной разломов. Длина ее по простиранию не превышает 180 м при средней мощности 70-80 м. Восточный и западный контакты залежи падают на восток под углами 50-850. Залежь прослежена по падению на 280-290 м, имеет трубкообразную форму. Руды, в основном, крупносетчатые.

Вершинная залежь располагается севернее залежи Дусбайка, приурочена к той же западной зоне разломов и вытянута в северо-восточном направлении на расстояние около 300 м. Руды представлены крупносетчатым типом.

Восточная залежь расположена к востоку от основной залежи между двумя разломами восточной зоны и прослежена на 200 м от линии 59 до линии 63. Падение восточное крутое, параллельное восточному контакту Основной залежи. Серпентиниты залежи пронизаны серией маломощных, быстро выклинивающихся жилок асбеста мощностью от 1-2 до 6-7 мм. Залежь плохо выдержана по мощности. Среднее содержание асбеста класса +0,5 мм составляет 2,1%.

Залежь Новая разведана на стадии эксплуатационной разведки до горизонта +285 м. Расположена она к западу от Западной залежи на расстоянии 150-160 м в районе разведочных линий 69+50 - 67.



Рис 1

Падение залежи крутое восточное, вытянута она на 120-160 м при мощности 40-50 м. Асбестоносность, в основном, мелкосетчатая, среднее содержание асбеста класса +0,5 мм составляет 3,41%.

В целом, на Главном участке свыше 70% запасов хризотил-асбеста сосредоточено в южной его части между линиями 51-65. С глубиной до нулевой отметки наблюдается незначительное увеличение среднего содержания асбеста: до горизонта +200 м оно равно 4,99%, а на горизонтах +200-0 м - 5,16%.

Северный участок расположен в 1 км к северо-востоку от Главного и приурочен к продолжению восточной зоны разломов на крайнем северо-западе массива. Здесь зона серпентинитов, окаймляющая большое перидотитовое ядро, имеет минимальную мощность. Ширина зоны развития серпентинитов не превышает 300-400 м. В пределах Северного участка выделяется семь асбестоносных залежей.

Залежи ориентированы согласно с общим простиранием участка, их длина колеблется от 350 до 600 м, мощность изменяется от 30 до 110 м. Падение залежей практически вертикальное, по падению они прослежены на глубину от 150 до 630 м. Руды залежей 2, 3, 4 мелко-крупносетчатые, залежей 1, 5, 6, 7 мелкосетчатые. Содержание асбеста по залежам изменяется от 1,5 до 3,92%, составляя в среднем по участку 2,85%.

Участок Третий расположен в 500 м восточнее Главного участка. На участке выделяются две параллельные залежи, разделенные смятыми и рассланцованными серпентинитами. Руды обеих залежей мелкосетчатые. Протяженность залежей по простиранию 500-520 м, по падению они прослежены на 250-350 м. Среднее содержание асбеста класса +0,5 мм составляет 2,11-2,3%. Рудные залежи участка попадают частично в проектный и полностью в перспективный контур карьера.

1.3 Гидрогеологические условия

Месторождение расположено непосредственно на возвышенной части водораздела рек Киембай, Шанда, Славенка, сложенного серпентинитами. Площадь месторождения является местной областью питания, представляет собой возвышенную гряду почти меридионального простирания, имеющую общий уклон с юго-запада на северо-восток. Юго-западная часть площади несколько приподнята над окружающей местностью (вершина «Дусбайка», абс. отм. 396,2 м). В северном и западном направлении наблюдается сглаживание форм рельефа.

Поверхностные воды на территории отсутствуют, за исключением двух искусственных водоемов (объемом до 40 тыс.м3), которые сооружены в ложбине, начинающейся от вершины «Дусбайка», впадающей в «Долину роз» и затем в долину реки Славенка.

В пределах месторождения и его ближайшем окружении в радиусе до 2 км развита довольно однородная по своим водным свойствам толща серпентинитов, в контакте с гранитами и эффузивами, содержащая один водоносный горизонт трещинного типа.

Естественные водопроявления горизонта на поверхности отсутствуют. Воды свободные, замедленной циркуляции в связи с отсутствием открытых путей движения подземных вод.

Мощность водоносного горизонта определяется глубиной залегания грунтовых вод и нижней границей активной трещиноватости пород и прекращения циркуляции подземных вод. По аналогии с Баженовским месторождением, где нижняя граница трещиноватости определена на глубине 100-150 м, на Киембаевском месторождении в связи с большим развитием тектонических зон и высокой степенью рассланцевания пород принята глубина границы в 200 м, что соответствует средней абсолютной отметке 170,0 м.

Глубина залегания водоносного горизонта колеблется от 1,6 до 39,2 м или в абсолютных отметках 345,0 - 344,45 м. Уровень грунтовых вод под воздействием атмосферных осадков в течение года подвержен незначительным колебаниям (от 1,2 до 3,5 м). Наибольшее повышение уровня приурочено к апрелю-маю, т.е периоду весеннего снеготаяния. Осенью подъем не отмечается и минимум наступает в феврале-марте. Такая же закономерность отмечается в годовых колебаниях водопритоков.

Таким образом, пополнение ресурсов подземных вод идет за счет инфильтрации атмосферных осадков. Обводненность пород месторождения неоднородная, но в основном слабая и зависит от характера и степени трещиноватости и рассланцованности. Большую роль в водоносности пород играет локальная трещиноватость, приуроченная к тектоническим зонам.

Разрабатываемый Главный участок месторождения расчленяется на отдельные блоки зонами разломов, которые сложены серпентинитами, в большей степени рассланцованными и перемятыми. Залежи вытянуты в меридиональном направлении. Рассланцовка имеет также субмеридиональное простирание с почти вертикальным падением или 80-850 на запад. С севера и запада серпентинитовый массив имеет активный контакт с гранитами, эффузивами, выраженный сильно раздробленными и перемятыми породами.

Таким образом, циркуляция подземных вод может происходить по трещинам отдельности и рассланцевания пород, а также по тектоническим зонам, имеющим близкое к меридиональному простирание.

Откачки, проведенные в серпентинитах восточной части месторождения показывают весьма слабую обводненность этих пород (Отчет по доразведке, Глухов, 1989 г). Полученные дебиты изменяются от 0,01 до 0,45 л/сек при понижениях от 22,0 до 38,0 м и удельные дебиты от 0,0005 до 0,007 м/сут.

В приближении к контактам с интрузивами и эффузивами, где серпентиниты претерпели большие тектонические изменения, водоносность пород несколько увеличивается. Эффузивы характеризуются невысокой водоносностью. Дебиты составили 0,6-0,1 л/сек при понижениях 10-23 м, коэффициенты фильтрации - 0,017 - до 0,043 м/сут. Относительно высокой водообильностью характеризуются тектонические зоны, которые представлены теми же серпентинитами, но в большей степени рассланцованными, перемятыми, с дайками диоритов и микродиоритов.

Площади сильно водообильных пород с расчетно-максимальными дебитами более 2 л/сек располагаются на участке развития западной тектонической зоны, а также небольшой участок на востоке месторождения (скв.54г, 9). Их оконтуривают площади водообильных пород с дебитами от 1 до 2 л/сек и затем - слабо водообильные породы с дебитами менее 1 л/сек.

С началом разработки месторождения и усиления процессов окисления водовмещающих пород произошло изменение химического подземных вод. По результатам анализов опробованных скважин воды повсеместно сульфатные, реже сульфатно-хлоридные. Сухой остаток 226,0-740 мг/л, содержание сульфат-иона соответственно от 149 до 493,0 мг/л. По солевому составу подземные воды месторождения отвечают ГОСТ 2874-73 на питьевую воду.

В настоящее время горные работы ведутся на гор.+195 м. При эксплуатации карьера водопритоки за 2003 год составили: среднегодовые 58 м3/ч, максимальные -213,9 м3/ч, минимальные - 22,6 м3/ч; за 2004 год максимальные (май-июнь) -243,5 м3/ч, минимальные 20 м3/ч.

Исходя из опыта длительной эксплуатации месторождения, фактические наблюдения за водопритоками позволяют обеспечить реальный прогноз водопритоков с более глубоких горизонтов.

Ожидаемые водопритоки в проектном карьере определяются методом гидрогеологических аналогий по формуле:

где - фактический приток воды, м3/ч;

- проектируемое понижение уровня подземных вод, м;

- наблюдавшееся среднее понижение уровня подземных вод, при котором был получен приток Q1, м.

В данной работе рассматриваются три варианта отработки карьера с производительностью по товарной продукции 350, 420, 500 тыс.т.

III вариант - 500 тыс. т

2007 г (гор.180 м)

2015 г (гор.120 м)

Учитывая, что абсолютная отметка 170,0 м принята за глубину залегания условного водоупора, ожидаемые водопритоки для I и II вариантов отработки карьера расчитаны аналогично и составят:

I вариант - 350 тыс.т.

2007г (гор.195м)

Qподз.в=23 м3/ч

Qнорм.= 58 м3/ч

Qмакс.= 214 м3/ч

2015 г (гор.135 м)

Qподз.в=25 м3/ч

Qнорм.= 63 м3/ч

Qмакс.= 231 м3/ч

II вариант - 420 тыс. т.

2007г.(гор. 180м)

Qподз.в=24 м3/ч

Qнорм.= 61 м3/ч

Qмакс.= 224 м3/ч

2015г. (гор.150 м)

Qподз.в=25 м3/ч

Qнорм.= 63 м3/ч

Qмакс.=231 м3/ч

Для безопасного ведения горных работ предусматривается карьерный водоотлив водоотливной установкой.

1.4 Характеристика полезного ископаемого

Асбестовые руды Киембаевского месторождения сложены преимущественно поперечно-волокнистым хризотил-асбестом, характеризующимся следующими химическими и физико-технологическими показателями:

- содержание МqО - 43 %; SiО2 - 44,1%; Н2О - 12,9%;

- максимальный показатель преломления в невыветрелых рудах - 1,555;

- объемная масса волокна - 2,5 - 2,6 г/см3;

- температура плавления асбеста - 15000С;

- термостойкость невыветрелого волокна - 4700С;

- щелочестойкость волокна высокая - 3,54%;

- кислотостойкость слабая - 51,22%;

- электрокинетический потенциал невыветрелого асбеста равен +15-17 мВ, суспензия имеет рН 8,0-9,5.

Исследования института ВНИИпроектасбест показали, что хризотил-асбест Киембаевского месторождения аналогичен баженовскому асбесту нормальной прочности. Максимум распушки для волокна нормальной прочности соответствует температуре 4700С.

Вредными примесями в волокне хризотил-асбеста являются немалит, магнетит и некоторые другие, содержание которых не регламентируется ГОСТом.

Содержание немалита в волокне изменяется от 1 до 6%, составляя в среднем по Основной залежи 3,0%, по Западной - 3,1%.

Повышенные содержания немалита приурочены, как правило, к зонам смятия, рассланцевания и повышенной трещиноватости.

Магнетит в волокне хризотил-асбеста выполняет просечки в центральной части жилок, хотя нередко встречается в краевых участках жилок. Мощность просечек магнетита незначительна - от долей до 1-2 мм. Среднее содержание магнетита в рудах Главного участка составляет 0,5-2,5%, изменяясь от 0,5 до 4,02%. Руды месторождения характеризуются низким и довольно равномерным распределением магнетита.

Таким образом, по содержанию немалита и магнетита волокно хризотил-асбеста Киембаевского месторождения не имеет существенных отличий от асбеста Баженовского месторождения.

По взаимоотношению и мощности жилок асбеста руды месторождения подразделяются на крупносетчатые и мелкосетчатые, а по степени серпентинизации выделяются серпентинито-перидотитовые, перидотито-серпентинитовые и серпентинитовые. На месторождении выделен самостоятельный тип руд - руды коры выветривания, приуроченные к верхним горизонтам месторождения. Выветрелые серпентиниты к настоящему времени практически полностью отработаны. По данным эксплуатационной разведки их доля составляет 0,7%, поэтому они не оказывают влияния на качество продукции обогатительной фабрики.

Технологические свойства руд месторождения на стадии детальной разведки были изучены институтом ВНИИпроектасбест на материале 11 технологических проб весом от 0,1 до 1000 т, отобранных из керна скважин и из шурфов. Проведенными исследованиями была установлена близость технологических свойств выветрелых и невыветрелых руд Главного участка Киембаевского месторождения с баженовскими рудами.

Позднее в процессе эксплуатационной разведки, эксплуатации и доразведки месторождения были отобраны и переработаны в институте ВНИИпроектасбест 40 технологических проб массой 3-5 т каждая, из которых 30 проб отобрано из выветрелой зоны и 10 проб по «свежим» рудам.

По результатам технологических испытаний сделаны следующие выводы:

с точки зрения оценки технологического качества целесообразно не разделять руды Киембаевского месторождения на зоны мелкой и крупной сетки, а характеризовать их как руды сетчатого типа асбестоносности;

испытание волокна пониженной прочности из зоны выветривания для использования его в асбоцементных изделиях дали отрицательные результаты.

При изучении обогатимости невыветрелых руд Киембаевского месторождения установлены различия, выраженные через комплексный показатель: расход волокна на производство 1 т асбеста, который изменяется от 0,57 до 1,09 т; стоимость готовой продукции из 1,0 тыс.т руды.

В зависимости от вещественного состава вмещающих пород и содержания асбеста выявлены различия в дробимости и глубине обогащения.

Данные по обогатимости невыветрелых руд показывают, что устанавливается некоторая связь показателей обогатимости от общего содержания асбеста и от состава исходной породы. (наличие перидотитовых ядер), но главным остается содержание волокна класса +0,5 мм и содержание волокна 3 сита контрольного аппарата. Содержание на 2 сите, по проведенным исследованиям, не определяет технологических показателей обогащения, что еще раз подтверждает нецелесообразность разделения руд по типам асбестоносности при их разработке. Уменьшение количества выветрелых руд в подаваемой на фабрику руде в связи с углублением карьера улучшило процесс обогащения.

В настоящем проекте по данным ОАО «НИИпроектасбест» приняты следующие основные технологические показатели обогатимости асбестовых руд:

- извлечение асбеста - 85,6%;

- расчётный коэффициент - 1,55;

- расход волокна на 1т асбеста 3-6 групп - 0,709т;

- запылённость асбеста 3-6 групп - 6,0%;

- массовая доля асбеста в отходах - 1,0%.

Благодаря улучшению качества руд и совершенствованию технологического процесса улучшились и другие основные показатели обогащения.

Из незатронутых выветриванием руд при обогащении получается волокно, отвечающее требованиям ГОСТ 12871-93 «Асбест хризотиловый. Общие технические условия».

1.5 Горно-геологические условия эксплуатации

Киембаевское месторождение хризотил-асбеста приурочено к скальному, трещиноватому комплексу пород, оно разрабатывается открытым способом с применением буро-взрывных работ.

Асбестовые руды и вмещающие их породы представлены серпентинитами, серпентинитами с ядрами перидотитов и перидотитами серпентинизированными, прорванными дайками диоритовых порфиритов, микродиоритов и гранат-пироксеновых пород. По прочностным свойствам руды и вмещающие породы подразделяются на следующие группы:

- выветрелые серпентиниты и серпентинизированные перидотиты, залегающие до глубины 50-70 м;

- серпентиниты зон дробления и рассланцевания;

- массивные асбестоносные и безрудные серпентиниты;

- массивные серпентинизированные перидотиты.

Основные физико-механические свойства асбестовых руд и вмещающих пород приведены в таблице 1.5.1.

Таблица 1.5.1-Физико-механические свойства руд и пород

Наименование показателей	Незатронутые выветриванием породы и руды	Выветрелые породы и руды
	Серпентинизированные перидотиты	Серпетинты асбестононые	Серпентиниты и перидотиты из зон дробления
Категория по буримости	VI - VII	VI	V - VI	IV - V
Коэффициент крепости поМ.М. Протодьяконову	8 - 10	7 - 9	6 - 9	6,7
Объемная масса, т/м3	2,69	2,55	2,46	1,7-2,5
Водопоглощение, %	0,23	0,60	1,45	0,7-1,8
Пористость, % - кажущаяся - истинная	0,6 1,8	1,5 2,8	3,6 4,6	2-32
Предел прочности при сжатии кг/см2	2050	1650*	1200**	0 - 1200

Примечания: *) прочность образцов с прожилками асбеста ниже и зависит от мощности и направления жилок асбеста;

**) в сильно рассланцованных и перемятых серпентинитах прочность снижается до 50 МПА.

Породы, слагающие месторождение, относятся к скальным и полускальным и значительно в меньшей степени к мягким связным и рыхлым несвязным.

Тектонические нарушения, фиксирующиеся зонами повышенной трещиноватости и рассланцевания, оказывают влияние на устойчивость бортов карьера. В зонах, близких к осям разломов, серпентиниты и перидотиты перемяты, рассланцованы почти в щебень. Серпентиниты, удаленные от зон тектонических нарушений, даже на верхних горизонтах представлены массивными породами мало выветрелыми, разбитыми отдельными трещинами на блоки размерами от 1,0-1,5 м до 2 м в поперечнике.

По инженерно-геологическим условиям Киембаевское месторождение, приурочено к скальным и полускальным породам, относится к категории средней сложности. Оно благоприятно для отработки открытым способом.

С учетом горно-геологических условий месторождения в настоящем проекте приняты следующие параметры построения проектного карьера:

- высота рабочего уступа - 15 м;

- высота уступа в погашенном состоянии - 30 м;

- угол откоса рабочего уступа - 750;

- угол откоса уступа в погашенном состоянии - 600;

- результирующий угол погашения бортов карьера - 36-370.

Запасы асбестовых руд в контурах отработки обеспечат срок эксплуатации карьера в зависимости от варианта производительности карьера по руде 5794, 6952 и 8280тыс.т в год соответственно 34, 31 и 25 лет.

Оставшиеся за контурами проектного карьера запасы асбестовых руд входят в контуры карьера III очереди и будут отработаны в будущем после проведения дополнительных разведочных работ и перевода запасов нижних горизонтов залежи в промышленные категории.

Обоснование выемочной единицы и величин эксплуатационных потерь и разубоживания руды в процессе добычи приведено в разделе 2 «Открытые горные работы» настоящего проекта.

Поскольку выемочной единицей карьера Главного участка является уступ-год, величины эксплуатационных потерь и засорения асбестовых руд рассчитываются геолого-маркшейдерской службой предприятия ежегодно при составлении программы горных работ в соответствии с «Инструкцией по определению, нормированию, учёту и экономической оценке потерь при добыче руд и проектировании развития горных работ на АО «Оренбургасбест»», 1998г, а также «Пояснительной запиской к определению нормативов потерь и разубоживания для Киембаевского месторождения», 1999г, разработанных в АООТ НИИпроектасбест под руководством заведующего сектором технологии горных работ к.т.н. А.Ф. Калугина.

Принятая в настоящем проекте система разработки и применяемое горно-транспортное оборудование обеспечивают необходимую полноту извлечения из недр балансовых запасов асбестовых руд.

Масса добытой и отгруженной на усреднительно-перегрузочные склады рудной массы определяются количеством гружёных самосвалов принятой грузоподъёмности по сменным рапортам горного надзора (мастеров). Контроль добычи асбестовых руд осуществляется маркшейдерской службой предприятия в соответствии с «Инструкцией по маркшейдерскому учёту объёмов горных работ при добыче полезных ископаемых открытым способом», утверждённой Постановлением №74 Госгортехнадзора РФ 06.06.2003г.

После тщательного усреднения асбестовая руда с перегрузочных складов железнодорожным транспортом подаётся на обогатительную фабрику, состоящую из дробильно-сортировочного (ДСК) и обогатительного комплексов.

Готовой продукцией обогатительной фабрики является асбест хризотиловый 3, 4, 5 и 6 групп в соответствии с техническими условиями ТУ 5721-10-0284351-2000.

Из отсевов дробления асбестовых руд производятся смеси песчано-щебёночные (ПСЩ), соответствующие требованиям ТУ 32 ЦП-782-92 и ТУ 21-22-7-91, а также посыпка крупнозернистая (ПК) в соответствии с ТУ 21-22-15-99.

Скальные породы вскрыши в настоящее время складируются в специальный отвал. По потребности из них производится строительный щебень, отвечающий требованиям ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия».

Запасы никель-кобальтовых руд, залегающих в рыхлых породах древней коры выветривания, в контурах проектного карьера к настоящему времени практически полностью отработаны и горными работами не затрагиваются.

Кроме того, протоколом ГКЗ СССР № 10719 отмечалось наличие в контуре перспективного карьера талько-магнезиальных пород, пригодных для производства наполнителя в кровельных и гидроизоляционных материалах (ГОСТ 21235-75) в количестве по категории С2 4,8млн.т. Эти породы в настоящее время не используются в связи с отсутствием потребителей.

Контроль и оперативное управление объёмами добычи и качеством выдаваемых из карьера полезных ископаемых осуществляется геолого-маркшейдерской службой предприятия, которой решаются, кроме того, следующие задачи:

контроль за наиболее полным извлечением из недр полезного ископаемого, за недопущением сверхнормативных потерь и разубоживания полезного ископаемого и выборочной отработки богатых участков рудных тел, за выполнением требований по охране недр и комплексному использованию сырья;

своевременный и достоверный учёт состояния и движения запасов полезного ископаемого, потерь при добыче. Количество добытого полезного ископаемого определяется расчетом согласно «Методики определения количества добытого полезного ископаемого»;

списание в установленном порядке с учёта предприятия балансовых запасов полезного ископаемого, погашенных в недрах, утративших промышленное значение, не подтвердившихся в результате эксплуатационной разведки и разработки;

контроль за соблюдением условий лицензионных соглашений на пользование недрами;

ведение мониторинга состояния недр, включая процессы сдвижения горных пород и земной поверхности, геомеханических и геодинамических процессов при недропользовании в целях предотвращения вредного влияния горных работ на горный массив, объекты поверхности и окружающую природную среду.

ОАО «Оренбургские минералы» являются действующим предприятием, поэтому геолого-маркшейдерское обслуживание карьера осуществляется существующей на предприятии геолого-маркшейдерской службой, возглавляемой главным маркшейдером и главным геологом.

Геолого-маркшейдерская служба оснащена необходимыми приборами и инструментами, а также опорным и съёмочным обоснованием для производства маркшейдерских работ.

В своей работе геолого-маркшейдерская служба предприятия должна руководствоваться требованиями следующих нормативных актов:

Правила охраны недр от 06.06.2003г № 71;

Федеральный закон о промышленной безопасности опасных производственных объектов от 20.06.1997г с изменениями на 10.01.2003г;

Общие правила промышленной безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов от 18.10.2003г № 61-А;

Положения о геологическом и маркшейдерском обеспечении промышленной безопасности и охраны недр от 22.05.2001г №18;

Инструкция по производству маркшейдерских работ, утверждённая Госгортехнадзором РФ 06.06.2003г № 73;

Инструкция по маркшейдерскому учёту объёмов горных работ при добыче полезных ископаемых открытым способом, утверждённая Госгортехнадзором РФ 06.06.2003г№ 74;

Инструкция по геологическому обслуживанию рудника ОАО «Оренбургасбест», 2002 г;

Положение о маркшейдерском отделе (МО) ОАО «Оренбургские минералы» ПСП 02.02.2004г.

Расчет численности работников геологической службы ОАО «Оренбургские минералы» приведен на основе «Инструкции по геологическим работам на угольных месторождениях Российской Федерации», введенной в действие с 1 сентября 1993 г.

В настоящей корректировке проекта рассмотрены три варианта производительности карьера:

--I вариант - сырая руда - 5794 тыс.т; вскрыша - 4600 тыс.м3;

--II вариант - сырая руда - 6952 тыс.т; вскрыша - 5200 тыс.м3;

--III вариант - сырая руда - 8280 тыс.т; вскрыша - 6504 тыс.м3.

По сложности горно-геологических условий поле Киембаевского карьера относится ко 2-й группе.

Численность работников геологической службы предприятия в зависимости от варианта производительности карьера рассчитывается по формуле:

N1-3 = K,

где: N1-3-численность работников геологической службы по вариантам производительности карьера, чел;

К - коэффициент, учитывающий плановое количество рабочих дней в году для разных географических условий. Для средней полосы России он равен 0,026;

- длина рудных уступов, подлежащих геологической документации, за год - в зависимости от варианта производительности карьера по вариантам - 5,3; 6,2; 7,4 км;

- длина вскрышных уступов, подлежащих геологической документации за год - соответственно 5,6; 6,3; 7,9 км;

- объём документации буровзрывных скважин за год - соответственно 21,9; 25,57; 30,47 км;

- усреднённые нормы времени в чел/днях на геологические наблюдения на участках карьера и в скважинах для карьерного поля 2й группы соответственно на добычных и вскрышных уступах и шлама буровзрывных скважин - 3,5; 1,2 и 11,7 чел/дня;

Геологическая служба предприятия возглавляется главным геологом. Структура и штаты геологической службы утверждаются генеральным директором акционерного общества.

Расчет численности работников маркшейдерской службы предприятия, необходимых для обеспечения горных работ на Киембаевском карьере, выполняется в соответствии с «Инструкцией по производству маркшейдерских работ», М., 1987 г.

Число участковых маркшейдеров определяется по формуле:

N1-3 = (n1 + n2 + n3) x К1 x К2,

где: N1-3 - число участковых маркшейдеров предприятия по вариантам производительности карьера;

n1 - число участковых маркшейдеров, необходимых для обеспечения горных работ, выполняемых экскаваторами;

n2 - число участковых маркшейдеров, необходимых для обеспечения буровзрывных работ;

n3 - число участковых маркшейдеров по обслуживанию капитального строительства;

K1 - коэффициент, вводимый за влияние глубины карьера на трудоемкость маркшейдерских работ;

К2 - коэффициент, вводимый за неблагоприятные климатические условия (районный коэффициент);

Число участковых маркшейдеров, необходимых для обеспечения горных работ, выполняемых экскаваторами (n1), определяется по формуле:

n1=nр1 + nр2 + nр3

где: nр1 - для обслуживания забойных экскаваторов;

nр2 - для обслуживания экскаваторов на перегрузочных пунктах карьера;

nр3 -для обслуживания экскаваторов на отвале.

Слагаемые формулы , отражающие различные условия работы экскаваторов, вычисляются как:

nр =,

где: - списочное число однотипных по производительности экскаваторов в определенном технологическом процессе (на карьере в настоящее время работают экскаваторы ЭКГ - 8И и ЭКГ - 10И с вместимостью ковша соответственно 8 и 10м3);

- коэффициент, учитывающий трудозатраты при производстве съемочных работ в зависимости от вместимости ковша экскаватора (выбирается из табл.12 «Инструкции по производству маркшейдерских работ»);

- приведенное нормативное число экскаваторов, для обслуживания которых необходим один участковый маркшейдер.

Число участковых маркшейдеров, необходимых для обеспечения буровзрывных работ (n2) устанавливается в зависимости от объема выемки горной массы с применением буровзрывных работ из расчета один участковый маркшейдер на годовой объем выемки 10 млн.м3.

Поскольку на предприятии работ по капитальному строительству не ведётся, величина n3 принимается равной нулю.

В условиях Киембаевского карьера для расчета численности участковых маркшейдеров в зависимости от варианта годовой производительности карьера по рудной массе 5794, 6952 и 8280тыс.т приняты следующие расчетные величины:

--списочное число экскаваторов в забое () - 7, 8 и 9 с ёмкостью ковша 8м3;

--списочное число экскаваторов на перегрузочных складах ()- 3, 3 и 3 с ёмкостью ковша 10м3;

--списочное число экскаваторов на отвале вмещающих пород ()- 3, 3 и 4 с ёмкостью ковша 8м3;

--коэффициент () при вместимости ковша экскаваторов 8 и 10м3 составит 1,5;

--нормативное число экскаваторов на одного участкового маркшейдера () при нормальных горно-технических условиях (высота уступа не менее 10м) - 6;

--годовой объем выемки горной массы, производимой с применением буровзрывных работ по вариантам производительности карьера - 6,98; 7,98 и 9,82млн.м3;

--коэффициент (K1) при глубине карьера более 300м равен 1,3;

-- районный коэффициент (К2) - 1,15.

1. Подставив в формулу все значения, получаем число участковых маркшейдеров для обеспечения горных работ, выполняемых экскаваторами, по вариантам производительности карьера:

в забое =1,75, =2,0, =2,25;

на перегрузке =0,75, =0,75, =0,75;

на отвале =0,75, =0,75, =1,00.

Таким образом, число участковых маркшейдеров на экскаваторном участке (n1) составит соответственно:

1,75+0,75+0,75=3,25чел;

2,0+0,75+0,75=3,50чел;

2,25+0,75+1,00=4,00чел.

2. Число участковых маркшейдеров, необходимых для обеспечения буровзрывных работ (n2) из расчёта один участковый маркшейдер на 10млн.м3 выемки горной массы по вариантам производительности карьера составит соответственно 0,7; 0,8; 1,0чел.

Общее число участковых маркшейдеров для обслуживания горных работ Киембаевского карьера по вариантам производительности составит:

N1==5,9=6чел;

N2==6,4=6чел;

N3==7,4=7чел.

3. Число остальных ИТР и рабочих устанавливается согласно таблице 11 «Инструкции по производству маркшейдерских работ».

Таким образом, расчётный состав маркшейдерской службы Киембаевского карьера по вариантам производительности составит соответственно:

участковый маркшейдер - зам. главного маркшейдера 1, 1, 1;

техник-топограф 1, 1, 1;

горнорабочий на маркшейдерских работах 7, 7, 8.

Численный состав существующей маркшейдерской службы, определённый штабным расписанием предприятия следующий:

главный маркшейдер 1чел;

участковый маркшейдер 4чел;

техник-топограф 1чел;

горнорабочий на маркшейдерских работах 7чел;

чертёжник 1чел.

Маркшейдерская служба обеспечена следующими приборами и инструментами:

теодолиты: Theo-020-A 1шт, Dahlta-010-А 2шт, 2Т5К 1шт, 3Т2КП 1шт, 3Т12КП 1шт;

нивелиры: 2Н-3Л 1шт, Н-3 1шт;

светодальномер 2СТ10 1шт;

электронный тахеометр TRJMBLE 3305DR 1шт.

На предприятии созданы опорное и съёмочное обоснование, необходимое для производства маркшейдерских работ.

1.6 Границы и запасы карьерного поля

Киембаевское месторождение хризотил-асбеста открыто в 1952 году и детально разведывалось в 1952-59 гг. Разведка осуществлялась с помощью канав и шурфов для оконтуривания асбестовых залежей с поверхности и бурения наклонных и вертикальных скважин для изучения морфологии залежей на глубину. Были разведаны Северный, Главный и Третий участки.

Залежи Основная и часть Западной Главного участка, №1 и №2 Северного участка до глубины 200 м были разведаны по сети 100x50 м и запасы отнесены к категории В. Запасы категории С1 залежей Главного, Северного и Третьего участков разведаны до глубины 300-350 м (до горизонта с абсолютной отметкой 0 м с плотностью сети 100x200- 50 м в зависимости от мощности, формы и выдержанности залежей. На некоторых участках плотность разведочной сети для запасов категории С1 составила 100x200 м, что не соответствовало необходимой плотности 100x100 м.

В 1983-86 г.г. проведена доразведка залежей Главного участка месторождения с целью перевода запасов Западной залежи из категории С1 в категорию В, уточнения морфологии залежей Западная, Основная, Вершинная и сгущения разведочной сети до 100x50 м в контурах запасов категории В и 100x100 м - категории С1.

По результатам этих работ институтом «Уралгипроруда» разработаны и утверждены ГКЗ СССР (протокол №2286-к от 17.06.88г) постоянные кондиции со следующими параметрами:

подсчёт запасов хризотил-асбеста произвести по единому сетчатому типу руды при следующих бортовых содержаниях условного асбеста: для интенсивно выветрелых руд (3 степень выветривания) условного VI сорта 1,46% или волокна условного 3 сита (класс крупности +4,8мм) 0,7%; для выветрелых и затронутых выветриванием руд (2 и 1 степени выветривания) условного VI сорта

1,31% или волокна условного 3 сита 0,63%; для невыветрелых («свежих») руд условного VI сорта 1,00% или волокна условного 3 сита 0,48%;

коэффициенты для приведения содержаний волокна к содержанию условного 3 сита контрольного аппарата сведены в следующую таблицу:

Таблица 1.6.1- Коэффициенты для приведения содержаний волокна к со держанию условного 3 сита

№ сита контрольного аппарата	Класс крупности волокна (фракция), мм	Коэффициент перехода к волокна условному 3 ситу
1,2	+4,8	2,21
3	-4,8 +1,35	1,00
4	-1,35 +0,4	0,19

коэффициент приведения геологических сортов асбеста к содержанию условного VI сорта: I сорт 4,5; II сорт 4,5; III сорт 3,7; VI сорт 2,4; V сорт 1,8;

минимальная мощность рудных тел, включаемых в подсчёт запасов 1,5м;

максимальная мощность прослоев пустых пород и включений некондиционных руд, включаемых в подсчёт запасов 15м.

Балансовые запасы хризотил-асбеста Киембаевского месторождения утверждены ГКЗ СССР (протокол №10719 от 04.10.1989 г) в следующих количествах (табл.1.6.2).

Разработка Главного участка Киембаевского месторождения ведется ОАО «Оренбургские минералы» с 1971 года открытым способом в соответствии с проектами, выполненными ОАО Институт «Уралгипроруда» (арх.№5761.01.ПЗ, 5763.01.ПЗ).

Остаток балансовых запасов хризотил-асбеста Главного участка месторождения по состоянию на 01.01.2012 г с учетом движения в результате добычи по данным ОАО «Оренбургские минералы» (форма №5 - гр за 2011 г) составляет по категориям (руда, тыс.т/волокно, тыс.т):

В - 27895/1165,3

С1 - 196613/9313,5

В+С1 - 224508/10478,8

С2 - 192527/8705,4

Таблица 1.6.2-Утвержденные ГКЗ СССР запасы

Участки месторождения	Балансовые запасы руда, тыс.т волокно, тыс.т
	Незатронутые выветриванием	Затронутые выветриванием и выветрелые
Главный	363539	192527	1692	-
	16861,1	8705,4	212,1
Третий	69222	13825	6890	16
	1536	284,3	189,4	0,3
Северный	61487	4821	13009	-
	1848,7	163	333,9
Всего по месторождению	494248	211173	27591	16
	20245,8	9152,7	735,4	0,3

Геологические запасы асбестовых руд в контурах проектного карьера II очереди и распределение их по горизонтам отработки приведены в таблице 1.6.3.

Эксплуатационно-разведочные работы на предприятии проводятся с целью детализации основных геологических особенностей рудных залежей и вмещающих пород в пределах разрабатываемых и планируемых к отработке участков месторождения и должны обеспечить необходимыми геологическими данными для надежного текущего планирования горно-эксплуатационных работ и обоснования показателей рудоподготовки и обогащения.

Таблица 1.6.3-Геологические запасы асбестовых руд в контурах проектного карьера

Горизонты	Запасы асбеста, тыс. т	Среднее содержание асбеста, %
315	320	2,43
300	387	2,94
285	987	3,14
270	2091	3,0
255	2569	3,47
240	2577	4,29
225	5147	4,39
210	7698	4,69
195	9167	4,76
180	11011	4,76
165	11640	4,92
150	11982	5,52
120	16314	6,84
90	14418	6,35
60	12372	5,71
30	10860	5,66
0	9239	7,43
Всего запасов	128777	4,71

По целевому назначению эксплуатационная разведка разделяется на две стадии:

· собственно эксплуатационная разведка, целью которой является уточнение качественной характеристики руд по общему содержанию асбеста и содержанию волокна 2 и 3 классов крупности, что дает возможность планирования добычных работ на 5 лет;

· эксплуатационное опробование для уточнения качества руд в пределах выемочных блоков, подготовленных для отработки в течение года.

Многолетний опыт эксплуатационно-разведочных работ на Киембаевском месторождении показал, что наиболее оптимальная сеть скважин эксплуатационной разведки составляет 50x20 м, а эксплуатационного опробования - 25x10 м.

Годовые объемы разведанного бурения эксплуатационной разведки определяются в зависимости от годовой производительности карьера по формуле:

где: - объем бурения эксплуатационной разведки, м;

- годовая производительность карьера по сырой руде, т;

- объемная масса руды, т/м3;

- размер разведочной сети эксплуатационной разведки, м.

В настоящем проекте рассматривается три варианта годовой производительности карьера:

1-й вариант - 5794 тыс.т руды (350 тыс.т товарного асбеста);

2-й вариант - 6952 тыс.т руды (420 тыс.т товарного асбеста);

3-й вариант - 8280 тыс.т руды (500 тыс.т товарного асбеста).

Объемы разведочного бурения по рассматриваемым вариантам производительности карьера составят:

1. Собственно эксплуатационная разведка

1-й вариант -

2-й вариант -

3-й вариант -

Для уточнения контуров рудного тела и увязки рудных пересечений объем бурения увеличивается на 20%. Таким образом, годовой объем бурения собственно эксплуатационной разведки по вариантам производительности карьера составит соответственно 2782, 3337 и 3974 м.

2. Эксплуатационное опробование

1-й вариант -

2-й вариант -

3-й вариант -

Таким образом, общий годовой объем бурения скважин эксплуатационной разведки и эксплуатационного опробования составит:

1-й вариант - 2782+9270 = 12052 м;

2-й вариант - 3337+11123 = 14460 м;

3-й вариант - 3974+13248 = 17222 м.

В связи с тем, что скважины эксплуатационной разведки будут располагаться в пределах асбестовых залежей и на их флангах, опробованию подвергаются все ультраосновные породы вне зависимости от степени их асбестоносности. Длина проб принимается равной высоте добычного уступа 15 м. В пробу отбирается весь керновый материал, кроме дайковых пород. Общий годовой объем кернового опробования по вариантам производительности карьера составит соответственно 804, 964 и 1148 проб.

Все отобранные пробы анализируются на общее содержание асбеста и содержание волокна 2 и 3 сита.

Вынос в натуру мест заложения и привязка пройденных скважин эксплуатационной разведки производятся инструментально маркшейдерской службой предприятия.

По результатам эксплуатационной разведки геологической службой составляются слоевые планы опробования горизонтов карьера, которые используются при планировании горных работ на каждый календарный год.

2. Технические решения

2.1 Перспективные границы разработки Главного участка Киембаевского месторождения асбеста

Разработку Главного участка Киембаевского асбестового месторождения ведет ОАО «Оренбургские минералы на основании лицензии ОВБ № 01486 ТЭ от 12.11.2003 г.

Границы открытой разработки Киембаевского асбестового месторождения были определены в проекте 1972г (Арх. №28441) с вовлечением в разработку балансовых запасов промышленных категорий В+С1 в количестве 426 млн. т при глубине карьера 390 м (абс. отм. дна 0 м). Поскольку срок отработки Главного участка Киембаевского месторождения при проектной производительности карьера 7 млн.т в год составил 60 лет, была предложена поэтапная отработка с выделением очередей:

Утверждённые балансовые запасы асбестовой руды по форме 5-гр по категории В+С1 на 1.01.2012 года составляют 224508 тыс.т, в том числе: в контуре отработки II очереди - 128777 тыс.т; III очереди - 95076 тыс.т; в охранном целике под въездной траншеей - 655 тыс.т.

Количество балансовых запасов асбестовых руд в установленных перспективных проектных границах, с учётом разноса бортов карьера в плане в восточном, западном и северном направлениях и на глубину до отметки горизонта 0 м, составляет 223853 тыс.т, среднее содержание асбеста в руде 4,59 % I-IV сортов. Средний коэффициент вскрыши 3,06 т/т или 1,22 м3/т.

Для увеличения рентабельности производства в перспективе предлагается, после проведения необходимых работ по доразведке запасов асбестовой руды категории С2 и перевода её в промышленную категорию С1 (Р.Л. 55-75, ниже абс. отметки 0 м), вовлечь в разработку без дополнительного разноса бортов карьера 62 млн.т. При этом глубина карьера может быть увеличена еще на 120 м, коэффициент вскрыши составит 2,96 т/т или 1,18 м3/т.

Таким образом, общее количество запасов в границах отработки с учётом запасов кат. С2 составит 285853 тыс.т.

Перспективный календарный график развития горных работ по годам с производительностью по добыче асбестовой руды в количестве 8280 тыс.т, с учётом вовлечения в отработку запасов категории С2, приведен в таблице 2.1.

Из календарного графика видно, что срок отработки карьера с учётом затухания составит 31 год.

Таблица 2.2-Основные технико-экономические показатели