Технологические решения по отработке карьера цементного сырья "Большевик"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

В данном дипломном проекте представлены разделы, в которых рассматриваются технологические решения по отработке карьера цементного сырья "Большевик".

В специальной части проекта рассматривается возможность замены оборудования, работающего на толще мела.

В проекте представлены детальные расчеты технологических процессов, выбора выемочно-погрузочного и транспортного оборудования. Проведена технико-экономическая оценка аналитических и динамических методов расчета. Также проведена оценка влияния горных работ на окружающую природную среду и рассмотрены мероприятия по технике безопасности и охране труда.

Диплом состоит из 144 страниц пояснительной записки, содержит 9 рисунков и 27 таблиц.

Annotation

In this diploma project are topics that are considered technological solutions on working off career of a cement raw material "Bolshevik".

In a special part of the project possibility of replacement of the equipment of a chalk working on thickness is considered.

The project presents detailed calculations of technological processes, the choice of excavated-loading and transport equipment represented in the project. The technical and economic assessment is realized, the flow charts of finalizing sand-gravel resource is carried out. It also assessed the impact of mining on the environment and considered measures for safety and labor protection.

Diploma consists of 144 pages of explanatory notes, contains 9 figures and 27 tables.

Перечень чертежей

1. Топографический план карьера «Большевик» ОАО «Вольскцемент» с существующим положением горных работ.

2. Геологические разрезы карьера «Большевик».

3. Генеральный план карьера цементного сырья «Большевик».

4. Элементы системы разработки. Общий вид существующей технологической схемы добычи мела.

5. Элементы системы разработки. Параметры существующей технологической схемы добычи мела.

6. Элементы системы разработки. Общий вид и параметры предлагаемой технологической схемы добычи мела.

7. Порядок перехода к разработке мела комбайнами Wirtgen

2500 SM.

8. Положение горных работ на момент начала перехода к предлагаемой технологической схеме.

9. Положение горных работ на момент полного перехода к предлагаемой технологической схеме добычи мела.

10. Основные технико-экономические показатели.

Введение

"ВОЛЬСКЦЕМЕНТ" -- производственное объединение Министерства промышленности строительных материалов CCCP по разработке и переработке цементного сырья в окрестностях г. Вольск Саратовской области РСФСР. Организовано в 1973 г. Включает 5 карьеров и цементные заводы "Большевик" (основан в 1897), "Коммунар" (1912), "Красный Октябрь" (1900).

Сырьевая база завода «Большевик» -- Вольское месторождение мела, глины и опоки. В геологическом строении территории участвуют отложения нижнего и верхнего мела, палеогена и четвертичные образования. Полезная толща представлена чёрными глинами аптского (мощностью 6,1-22,4 м) и альбского (7,7-17,5 м) ярусов с прослоем песчаника, мергелистым мелом туронского яруса (4-12 м), брекчиевым мелом коньякского и сантонского ярусов (2,5-4,0 м), так называемым промежуточным мелом кампанского яруса (12-19 м) и белым мягким мелом маастрихтского яруса (до 60 м). Выше залегают нижнесызранские опоки (3-50 м), перекрывающиеся четвертичными суглинками (до 10,6 м) и почвенно-растительным слоем. На месторождении вскрыты два водоносных горизонта, широко развиты оползни.

Применяется транспортная система разработки с многократной перевалкой пород с верхних подуступов на транспортный горизонт. Погрузка сырья осуществляется мехлопатами, доставка на завод - железнодорожным и автомобильным транспортом.

Технология получения цемента -- переработка сырьевых материалов совместно с водой в мельницах самоизмельчения «Гидрофол», а затем в сырьевых мельницах до требуемой тонкости помола. Откорректированная по химическому составу сырьевая смесь (шлам) влажностью 40-42% поступает во вращающиеся печи для обжига.

Клинкер (продукт обжига) совместно с добавками (гипс и сухая опока) размалывается в цементных мельницах и оттуда пневмотранспортом подаётся в силосы для хранения. Отгружается цемент по железным и автомобильным дорогам, в период речной навигации также используются баржи. Очистка отходящих газов вращающихся печей и аспирации воздуха цементных мельниц осуществляется в электрофильтрах и рукавных фильтрах. Годовая производственная мощность завода - около 1400 тысяч т цемента.

1. Геологическая часть

1.1 Общие сведения о месторождении

Месторождение цементного сырья “Большевик”, являющееся сырьевой базой ОАО “Вольскцемент”, находится на правом берегу р. Волги в черте города Вольска Саратовской области в 2-х км от центра города вверх по течению реки.

Месторождение примыкает своей юго-восточной границей к территории действующего цементного завода.

По характеру рельефа территория района подразделяется на две неравные части. Большая из них - северо-западная - представляет собой возвышенное плато правого берега р. Волги, с абсолютными отметками до 240-260 м. Меньшая - юго-восточная - приурочена к долине р. Терсы - это аллювиальная долина с отметками до 100-110 м.

Общий уклон местности в пределах волжского склона направлен на юг и юго-запад.

Кроме указанных речек, берег р. Волги пересекают многочисленные овраги, из которых крупные - II и III Сутягины ключи. Абсолютная отметка уреза реки Волга в половодье + 25 м.

Климат района континентальный. Средняя годовая температура воздуха +5,5о С. Самый холодный месяц - февраль, самый теплый месяц - июль.

Преобладают ветры восточные и северные. Снежный покров устанавливается в ноябре. Мощность покрова - 60-65 см. Глубина промерзания почвы - 0,7 м. Наибольшее количество осадков выпадает летом в виде ливней, что создает на продолжительное время значительный поверхностный сток. Среднегодовое количество осадков колеблется от 300 мм до 659 мм. Ледостав на р. Волга устанавливается, обычно, в декабре. Продолжительность ледостава 85-170 дней.

Ведущей отраслью промышленности является цементная, представленная заводами “Красный Октябрь”, “Большевик” и “Коммунар”.

Энергоснабжение города осуществляется от линии электропередач Саратов-Балаково напряжением 110 кВ. В качестве топлива на предприятиях и в быту используется природный газ, поступающий по газопроводу Саратов-Сызрань.

С областным городом Саратов связь осуществляется по железной дороге длиной 260 км, по автомобильной дороге длиной 131 км и по реке Волга. Также большое значение имеет шоссейная дорога, связывающая г. Вольск с городами Балаково, Хвалынск и Сызрань.

Цементный завод ОАО “Вольскцемент” связан с городом Вольск железнодорожной веткой и шоссейной дорогой.

1.2 Геологическое строение месторождения

В геологическом строении месторождения цементного сырья “Большевик” участвуют отложения меловой, палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем.

Нижнемеловые отложения (КI). Наиболее древними отложениями на месторождении являются породы нижней части верхнего альба, представленного глиной мощностью 20-25 м (нижняя пачка). До горизонта +39,0 м глины являются полезными ископаемыми. Полная мощность глин нижней пачки не пройдена ни одной выработкой, наибольшая мощность глин вскрыта скважиной № 206 и составляет 26,2 м.

В кровле нижней пачки глин залегает слой опоковидного песчаника. Переход между глинами нижней пачки и песчаником постепенный. Мощность песчаника колеблется от 1,2 до 3,8 м.

Выше по разрезу залегает пласт глины мощностью от 9,1 до 15,6 м (верхняя пачка глин). В настоящее время обе пачки глин находятся в разработке.

В обеих разновидностях глин встречаются линзы и прослои песка, мощностью до 1-1,5 м. Их количество увеличивается в нижней части разреза и сравнительно невелико выше горизонта подсчета запасов + 39,0 м.

Мощность глин верхней пачки колеблется от 9,1 м до 15,6 м (преобладает - 12-14 м). Общая мощность альбских отложений, вскрытых на месторождении, достигает 42,15 м. Кровля альбских отложений постепенно снижается с северо-востока на юго-запад с абсолютными отметками от 68,12 м до 45,90 м. На фоне довольно спокойного моноклинального залегания наблюдаются две впадины в северо-восточной части месторождения, где абсолютные отметки кровли глин понижаются от 63-66 м до 46,5 м и 52,8 м.

Верхнемеловые отложения (К2). Породы верхнего отдела меловой системы вскрыты почти всеми скважинами. Они представлены отложениями туронского, коньяк-сантонского, маастрихтского и датского ярусов.

Туронские отложения (K2t) залегают на размытой поверхности альбских глин, без видимого углового несогласия. Разрез начинается тонким слоем, мощностью 0,1-0,2 м, кварц-глауконитового песка с галькой фосфоритов.

Выше по разрезу слой песка переходит в мергель зеленовато-серый мощностью 3-4 м. Мергель также постепенно переходит в мел мергелистый зеленовато-серый, плотный, содержащий большое количество туронской фауны. Мощность туронских отложений колеблется от 7,6 м до 12,75 м.

Коньяк-сантонские отложения (K2cn-st) залегают на размытой поверхности туронских отложений без углового несогласия. Представлены отложения мелом мергелистым. По простиранию мел мергелистый переходит в мел чистый, белый или мергель зеленовато-серый, плотный. Мощность коньяк-сантонских отложений довольно выдержана по всему месторождению и составляет в среднем 8-10 метров, иногда понижается до 6,0 м и повышается до 12,2 м.

Кампанские отложения (K2сp) залегают на размытой поверхности коньяк-сантонских отложений без углового несогласия и представлены белым мелом, залегающем на мергелистом меле коньяк-сантона. Мощность кампанских отложений изменяется от 6,15 м до 16,0 м, преобладает 10 - 12 м.

Маастрихтские отложения (K2m) представляет собой довольно монотонную, однородную толщу белого писчего мела, с редкими линзами и прослоями мергелистого мела. Мергелистый мел, как правило, имеет зеленовато-серую и серовато-зеленую окраску, более запесочен. На отдельных участках в кровле мела залегает слой мергеля мощностью от 2 до 15 м, характеризующийся пониженным значением титра (85-87%). Мергель серовато-зеленый, с землистым изломом. Граница маастрихтских отложений условная проводилась по устойчивым значениям титра - 94-96%, что соответствует содержанию CaO 52-54%. Мощность маастрихстких отложений зависит от степени размыва и колеблется от 0,0 м до 63,0 м.

Вышеописанные породы турона, коньяк-сантона, кампана, маастрихта представляют собой основную продуктивную толщу мела, пригодную для производства цемента, средней мощностью по месторождению от 71 до 89 м. Толща карбонатных пород слабо и неравномерно запесочена, изредка встречаются мелкие желвачки фосфоритов.

Содержание CaCO3 закономерно увеличивается в карбонатной толще снизу вверх: в туронских отложениях - 84 - 90 %; в коньяк-сантонских - 90-91 %; в кампанских - 91-95 %; в маастрихстких - 95 - 96 %.Подошва меловых отложений совпадает с кровлей альбских глин и имеет юго-западное падение.

Датские отложения (K2d) залегают на размытой поверхности маастрихстких отложений в виде отдельных разнообразных тел. Перекрываются они опоками палеогена. Датские отложения представлены песками кварц-глауконитовыми, светло-желтыми, мелкозернистыми, слюдистыми с тонкими прослоями глины темнозеленой, фосфатной. Пески как бы вдаются в толщу нижнесызранских опок, причем на контакте опоки и мела наблюдается оторочка песчаника. Еще более резко выражено это в районе горы “Большевик”, где пески образуют крупное линзообразное тело, переходящее в типичную дайку и секущее всю толщу нижнесызранских опок. Мощность линзы составляет 20,4 м. Мощность секущей части колеблется в пределах 8-10 м.

Палеогеновые отложения (Р). Палеогеновый отдел (Р1). На месторождении палеогеновые отложения представлены породами нижнесызранского подъяруса (P1szv) и залегают только в западной части территории. Граница их распространения идет приблизительно по горизонту + 154 м с юго-востока на северо-запад. Залегают они на размытой поверхности меловых отложений с редким угловым несогласием. Представлены опоками серыми, темносерыми, черными. Характерной особенностью толщи опок является наличие дайкообразных тел песчаников, мощностью от нескольких сантиметров до 20 - 40 см. Углы падения даек от 75о до 90о. Представлены они песчаником серым, крепким. Песчаники как бы прорывают толщу опок, нередко с деформацией последних. Подошва опок в целом совпадает с кровлей карбонатных отложений за исключением площадей распространения датских песков. Кровля опок в целом повторяет рельеф современной поверхности за исключением распространения четвертичных суглинков оврага II-й Сутягин ключ. Мощность опок постепенно возрастает с севера на юг и достигает 55-60 метров, составляя в среднем по участку 19,0 м.

Неогеновые отложения (N2ak). Неогеновые отложения акчатыльского яруса залегают в виде двух останков на вершине г. Б.Маяк и соседней безымянной вершине, за пределами контура подсчета запасов. Залегают они на размытой поверхности нижнесызранских опок и представлены песками кварцевыми, мелкозернистыми, светло-желтыми. Мощность их на вершине г. Б.Маяк достигает 30 м.

Четвертичные отложения (Q). Четвертичные отложения на территории месторождения представлены элювиально-делювиальными отложениями и почвенно-растительным слоем. Элювиально-делювиальные отложения представлены на отдельных, весьма незначительных по площади участках, суглинками с маломощными прослоями песчаника. Мощность почвенно-растительного слоя - 0,4-0,6 (участок мела и глины) и 0,0-0,85 м (участок опоки).

1.3 Гидрогеологическая характеристика месторождения

В гидрогеологическом отношении территория месторождения завода “Большевик” относится к восточной окраине Ульяно-Саратовского гидрогеологического района Сурско-Хоперского артезианского бассейна. По литолого-стратиграфическим признакам в разрезе выделяется 6 водоносных горизонтов, приуроченных к готерив-барремским, аптским, альбским, верхнемеловым и четвертичным отложениям.

Современный аллювиальный водоносный горизонт aQIV развит в пойме р. Волги и в долинах ее правых притоков. Горизонт безнапорный, мощностью 10 - 30 м. Питание его осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков, подтока из нижележащих водоносных горизонтов и за счет паводкового стока, разгрузка - в реки и испарением. Уровни подземных вод устанавливаются на глубинах от 1 до 15 м. Водообильность горизонта весьма высокая: удельные дебиты скважин достигают 3 л/с, коэффициенты фильтрации водовмещающих отложений - 5-40 м/сут.

По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциево-натриевые с минерализацией 0,2 - 0,6 г/л

Турон-коньякский водоносный горизонт (К2 t+k) распространен на большей части исследуемой территории. Он приурочен к трещиноватым мергелям и мелам, и являясь преимущественно безнапорным, имеет мощность от 0 до 45 м. Уровенная поверхность горизонта неровная, по данным отчета о доразведке месторождения в 1972-74 гг. в пределах горного отвода варьирует от +70,8 м на северо-востоке до +52,7 м на юго-западе, что объясняется местоположением областей разгрузки подземных вод в долину р. В.Малыковки и в Волгу.

Мощность водоносного горизонта в пределах месторождения невелика и, как правило, не превышает 10 м, что объясняется близким расположением локальных областей разгрузки в овражно-балочную сеть. В то же время, в северном направлении мощность горизонта возрастает, на отдельных участках он приобретает напор до 35 м (скважина в пос. Татарском, в 3,5 км к СЗ от Вольска). Воды турон-коньякского горизонта активно используются для местного водоснабжения, в том числе и г. Вольска, где 4 каптажа отбирают суммарно около 5,5 тыс. м3/сут.

Водообильность его весьма неравномерна: удельные дебиты скважин колеблются от 0,04 до 1 л/с и, вероятно, более. Воды горизонта пресные, с минерализацией 0,3 - 0,6 г/л, гидрокарбонатные кальциево-магниевые.

Питание горизонта осуществляется в основном за счет атмосферных осадков, а разгрузка - в долины рек, родниковым стоком и перетоком в нижележащие водоносные горизонты.

Локально-водоносный 1-й альбский горизонт (k1 al 2) приурочен к прослою песчаника между верхней и нижней пачками глин. Сведений о нем практически нет, питание его осуществляется, вероятно, путем перетока по одиночным трещинам из турон-коньякского водоносного горизонта, а разгрузка - родниками в береговых склонах Волги. Горизонт низконапорный, водообильность его низкая, по составу вода сульфатно-гидрокарбонатная кальциевая. Данные бурения показывают, что на отдельных участках на территории месторождения горизонт обводнен, а на отдельных - сдренирован, причем какой-либо закономерности в этом не обнаружено. По данным "Фундаментпроекта", водоприток из данного водоносного горизонта в пределах месторождения цемсырья "Большевик" ничтожно мал и может достигать не более 1,6 - 5,8 м3/сут.

2-й альбский водоносный горизонт (K1 al1) распространен повсеместно и приурочен к мелкозернистым пескам с прослоями песчаника в основании альбской толщи. Мощность горизонта составляет 35 - 40 м, снизу и сверху он ограничен мощными толщами глин аптского и альбского ярусов. Напор подземных вод составляет 20 - 60 м, увеличиваясь по мере удаления от области разгрузки в р. Волгу, с которой горизонт имеет прямую гидравлическую связь.

Водообильность 2-го альбского водоносного горизонта относительно высока. Дебиты скважин составляют 0,33 - 3,90 л/с, удельные дебиты - от 0,04 до 1,88 л/с. Воды горизонта пресные, с минерализацией от 0,5 до 1,0 г/л, по составу гидрокарбонатно-кальциевые, с жесткостью от 1,4 до 5,2 мг-экв/л.

Питание горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков в местах выхода его отложений на поверхность, разгрузка - в долины рек и родниковым стоком.

2-й альбский водоносный горизонт эксплуатируется скважинами в ряде населенных пунктов, включая г. Вольск, в т.ч. и на территории карьера завода "Большевик".

В 1997 г. Саратовской организацией "Сельинвестстрой" с горизонта 69 м в южной части карьера на 2-й альбский горизонт было пробурено 3 скважины, предназначенные для технического водоснабжения завода. Устья скважин располагаются на отметках 65 - 69 м, их глубины - около 70 м.

Результаты бурения и опробования показывают, что на данном участке водоносный горизонт вскрывается на 22 м, а его уровни устанавливаются на отметке 43 м, что означает возможность разгрузки содержащихся в нем вод в выработанное пространство карьера на отметке 39 м.

Основные водопритоки отмечаются в интервале 18 - 12 м из мелкозернистых песков. Роль 2-го альбского горизонта в обводнении карьера ранее не учитывалась.

Аптский водоносный горизонт(K1h-br) распространен в правобережьи Волги повсеместно на глубинах более 100 м и является напорным. Специально он не изучался, поскольку не представляет интереса для хозяйственно-питьевых нужд из-за низких фильтрационных свойств и высокой минерализации вод (до 3 г/л). Питание аптского водоносного горизонта осуществляется за пределами исследуемой территории за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка - в долины рек и в вышележащие водоносные горизонты.

Готерив - барремский водоносный горизонт (K1h-br) незначительной мощности также распространен практически повсеместно и также обладает значительным напором. В пределах исследуемой территории горизонт не опробован и сведений о его водообильности и химическом составе воды нет. Подстилается он байосским горизонтом, представленным глинами, являющимися региональным водоупором.

В результате анализа геолого-гидрогеологических условий района месторождения цементного сырья завода "Большевик", выполненного на основании имеющихся фондовых материалов, следует отметить следующее:

· Основную роль в обводнении разрабатываемого карьера цементного сырья играют водоносные горизонты, приуроченные к верхнемеловым и альбским отложениям.

· В естественных условиях разгрузка подземных вод альбских водоносных горизонтов происходила в юго-западном направлении, в долины рек Волги и ее притоков В. и Н. Малыковки. Общее направление потока подземных вод турон-коньякского водоносного горизонта такое же, но на его фоне наблюдались локальные области разгрузки в овражно-балочную сеть.

· Хорошее качество подземных вод турон-коньякского водоносного горизонта и слабая его взаимосвязь с нижележащими водоносными горизонтами дает возможность при создании рациональной дренажной системы использовать воду для хозяйственно-питьевых целей.

1.4 Качественная и технологическая характеристика пород

В качестве карбонатной составляющей сырьевой смеси используются меловые породы, и в качестве алюмосиликатного компонента - глина и опока. Карбонатные породы являются основным компонентом цементной шихты и составляют 77,4% ее.

По возрасту, а также по литологическому и химическому составу карбонатные породы делятся на 4 свиты (сверху вниз):

· Мел маастрихтского яруса является наиболее чистой и мягкой разновидностью и характеризуется максимальным содержанием CaO.

· Мел кампанского яруса по сравнению с мелом маастрихтского яруса отличается большей твердостью и меньшей чистотой химического состава.

· Породы коньяк-сантонских отложений в основном представлены мелом мергелистым и характеризуется весьма постоянным химическим составом.

· Породы туронского яруса представлены мергелистым мелом и мергелем, который в большинстве случаев залегает в основании яруса. Породы туронского яруса характеризуются весьма постоянным химическим составом по всей площади месторождения.

Породы туронского яруса характеризуются дальнейшим понижением CaO и соответственным повышением SiO2 и полуторных окислов. Повышение содержание щелочей и двуокиси фосфора происходит за счет первого фосфоритового горизонта, который представлен прослоем кварц-глауконитового песка, иногда запесоченного мергеля с включением гальки фосфоритов, мощностью 0,10 - 0,30 м. Химический состав приводится ниже. В связи с тем, что в настоящее время завод использует всю карбонатную толщу полностью, запасы подсчитаны целиком по всей толще и качественная характеристика приводится целиком по всей карбонатной толще в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Качественная характеристика карбонатной толщи

Содержание компонентов в карбонатной толще в %	Модули
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	П.п.п.	П	Р
3,64	1,03	0,50	52,13	0,49	0,10	41,42	2,38	2,05

Средний объемный вес мела по всей продуктивной толще равен 1,96 т/м3 при средней естественной влажности 11,9%. Коэффициент разрыхления по четырем определениям составил 1,49. Физико-механические свойства различных мелов представлены в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Физико-механические свойства различных мелов

Виды испытаний	Мел
	Белый	Промежуточный	Мергелистый.
Удельный вес, г/см3	2,691	2,655	2,635
Объемный вес при естественной влажности, т/м3	1,90	2,15	2,25
Объемный вес в сухом состоянии, т/м3	1,78	1,90	1,95
Пористость в %	29,5	19,1	14,6
Объемный вес в водонасыщенном состоянии, т/м3	2,19	2,20	2,26
Временное сопротивление сжатию в естественном состоянии, кг/см2	23,92	40,48	62,56
Временное сопротивление сжатию в сухом состоянии, кг/см2	60,60	42,2	55,1
Временное сопротивление сжатию в водонасыщенном состоянии, кг/см2	12,9	22,1	31,3
Предел прочности при изгибе в естественном состоянии, кг/см2	26,4	21,35	40,3
Предел прочности при изгибе в водонасыщенном состоянии, кг/см2	12,1	11,8	8,05
Естественная влажность, %	15,0	13,0	10,75

Глины на месторождении представлены двумя пачками: верхней и нижней, разделенных прослоем песчаника.

Глины верхней пачки залегают непосредственно под меловой толщей, характеризуются весьма постоянным химическим составом.

Средневзвешенное содержание SiO2 меняется от 60,72% до 63,38%, Al2O3 - от 13,66 до 14,42%; Fe2O3 - от 4,25 до 5,18%; CaO - от 3,18 до 4,77%; MgO - от 1,99 до 2,13%; SO3 - от 0,14 до до 0,26%; щелочи - от 3,25 до 3,43%; P2O5 - от 0,12 до 0,25%. Силикатный модуль колеблется от 3,20 до 3,27, глиноземный модуль - от 2,77 до 2,95. В глинах, в виде вкрапленности, присутствует пирит и, в виде линзочек, - гипс.

Глины нижней пачки отделены от глин верхней пачки прослоем кварц-глауконитового песчаника.

Колебания средневзвешенных значений содержания химических компонентов по блокам подсчета запасов незначительны. Средневзвешенное содержание SiO2 меняется от 64,23% до 66,23%, Al2O3 - от 13,42 до 13,96%; Fe2O3 - от 4,59 до 5,59%; CaO - от 2,16 до 3,16%; MgO - от 1,80 до 1,92%; SO3 - от 0,15 до до 0,21%; щелочи - от 3,47 до 3,91%; P2O5 - от 0,14 до 0,28%. Силикатный модуль колеблется от 3,44 до 3,52, глиноземный модуль - от 2,41 до 2,90.

Для сравнения качества глин верхних и нижних пачек, в табл. 1.3 приводятся средневзвешенные содержания основных компонентов в глинах по месторождению (%%).

Таблица 1.3

Средневзвешенные содержания основных компонентов в глинах по месторождению

	SiO2	Al2O3	Fe2O3	СaO	MgO	SO3	Na2O	K2O
Верхняя пачка глин	62,42	143,3	5,01	3,67	2,08	0,21	0,86	2,45
Нижняя пачка глин	65,73	13,60	5,30	2,43	1,87	0,20	1,10	2,58
	P2O5	П	Р	Остатки на ситах
				5.0	0.2	0.08
Верхняя пачка глин	0,18	3,24	2,85	0,32	0,96	0,7
Нижняя пачка глин	0,21	3,48	2,57	0,69	1,69	3,68

Из таблицы видно, что отличие нижней пачки глин от верхней несущественно.

К подсчету запасов принят объемный вес в целике, определенный в шурфе № 6, т.е. 1,78 т/м3 при влажности 22,5%. Физико-механические свойства глин представлены в табл. 1.4.

Таблица 1.4

Физико-механические свойства глин

Виды испытаний	Показатели
	от	до	Среднее
Удельный вес, г/см3	2,486	2,492	2,489
Объемный вес при естественной влажности, т/м3	1,84	1,90	1,87
Объемный вес в сухом состоянии, т/м3	1,64	1,79	1,71
Пористость, в %	24,7	25,1	24,9
Временное сопротивление сжатию в естественном состоянии кг/см2	16,0	16,4	16,2
Временное сопротивление сжатию в сухом состоянии, кг/см2	29,3	30,1	29,7
Предел прочности при изгибе в водонасыщенном состоянии, кг/см2	22,0	22,4	22,2
Естественная влажность, %	22,0	22,2	22,1

Песчаники кварц-глауконитовые отделяют глины верхней пачки от нижней.

Песчаники характеризуются повышенным, по сравнению с глинами, содержанием SiO2 (72 - 78)% и пониженным содержанием Al2O3 и Fe2O3 соответственно до 10-11 и до 3-4%. Силикатный модуль колеблется в пределах 4,43 - 6,29, что значительно выше допустимого, глиноземный - в пределах 2,14 - 3,22. Гранулометрический состав песчаников характеризуется значительным содержанием крупных частиц. Песчаники признаны непригодными в производстве цемента и отнесены к вскрышным породам.

Опока оценивается как алюмосиликатная составляющая сырьевой смеси и в качестве гидравлической добавки для производства портландцемента.

Средневзвешенный химический состав опок месторождения “Большевик” довольно выдержан. Содержание вредных примесей в опоках - незначительное:

-содержание окиси магния по скважинам не превышает 2,04% и в среднем по месторождению составляет 0,87%,

-содержание суммы щелочей по месторождению составляет 2,25%,

-содержание двуокиси фосфора по скважинам не превышает 0,23%, а в среднем по участку составляет 0,14%,

-содержание SO3 по скважинам не превышает 0,83%.

Значение глиноземного модуля находятся в допустимых пределах и составляют 1.5 - 2.55, в среднем по месторождению - 1,89.

Значения силикатного модуля выше допустимого и колеблются по скважинам от 5,27 до 7,93, при среднем значении по месторождению 6,81. Качество опок характеризуется выдержанностью в разрезе по площади, и вполне удовлетворяет требованиям цементной промышленности и, как алюмосиликатная составляющая цементной шихты, и как гидравлическая добавка. К подсчету запасов принят объемный вес - 1,58 т/м3 при влажности 29,1%. Коэффициент разрыхления - 1,51.

Суглинки отличаются крайне невыдержанным химическим и гранулометрическим составом, как по мощности, так и по площади. Значения силикатного модуля значительно выше допустимого, остатки на ситах 5, 0,2 и 0,08 достигают в сумме 43,9%. Кроме того, суглинки характеризуются крайне невыдержанной мощностью. Поэтому суглинки признаны непригодными как глинистая составляющая цементной шихты и отнесены к вскрышным породам.

Датские пески относятся к очень мелким (полный остаток на сите № 63 менее 10%). Модуль крупности по рядовым пробам датских песков месторождения “Большевик” не превышает 0,8, содержание глинистых, илистых и пылевидных частиц колеблется в пределах от 5,6% до 34,0%, содержание глины составляет 1,1 - 6,6%. Таким образом, пески не могут быть применены в качестве строительных материалов и отнесены к вскрышным породам.

1.5 Запасы полезного ископаемого

По геологическому строению, условиям залегания полезной толщи и качеству сырья месторождение отнесено к I группе.

Подсчет запасов цементного сырья месторождения «Большевик» произведен раздельно по опокам, мелу, глинам верхней и нижней пачек и по суглинкам оврага 1-ый Сутягин ключ.

Учитывая выдержанное качество сырья и сравнительно правильную и равномерную сеть, подсчет запасов в 1975 г. (протокол №7593 от 17.03.1976г.) произведен методом геологических блоков. Контуры подсчета запасов проведены по кондиционным скважинам, часть из которых оказалась в пределах охранных зон завода и городского ретранслятора, расположенного на вершине г. М.Маяк, величина охранных зон была принята 220 м по расчетам «Гипроцемента» письмо за №2874.

В пределах охранной зоны завода запасы мела на 1.1.1975 г. были практически выработаны и при подсчете мела отдельно не учитывались. В настоящее время оставшиеся запасы верхней и нижней пачки разрабатываются.

В пределах охранной зоны городского ретранслятора расположена часть запасов опоки, мела и глины. Площадь детальных геологоразведочных работ была ограничена, так как в 70-320 м от северной границы располагается полоса отчуждения под коммуникации.

В 1990 году работы по подсчету запасов включали следующие виды: полевое геологическое ревизионное обследование, топографо-геодезические работы, камеральные работы.

В результате этих работ были расширены границы утвержденных запасов за счет выполненных работ по согласованию переноса всех коммуникаций, прилегающих к северному борту месторождения, подсчитаны запасы мела, верхней глины и опоки в контуре разноса бортов проектируемого карьера. Эти запасы расположены в зоне геологически обоснованной экстраполяции по отношению к утвержденным запасам, ширина которой не превышает расстояний между выработками внешнего контура подсчета запасов 1975 г.

Качественные показатели сырья в зоне разноса бортов карьера аналогичны показателям сырья, разрабатываемого карьером в настоящее время.

Незначительными осложняющими факторами являются развитие оврагов в северной части контура нерабочего борта и наличие внутренней вскрыши, представленной песками и песчаниками в опоке и между опокой и мелом. Контур подсчета запасов полезного ископаемого проведен по контуру внешней бровки нерабочего борта проектируемого карьера, отстроенного институтом «Южгипроцемент».

Для подсчета запасов и объемов вскрыши были составлены 16 геолого-литологических разрезов в масштабе 1:2000. Средний угол нерабочего борта составлял 30 градусов. Подсчет запасов проводился методом геологических блоков, разделенных в плане пространственно либо по различию горно-геологических условий. Средние мощности в блоках определялись методом средневзвешенного, при этом, средние мощности по линиям геологических разрезов взвешивались на длины влияния этих разрезов. Учитывались также и сечения с нулевой мощностью выклинивания блоков в плане. Площади блоков замерялись планиметром.

Объемы пород вскрыши в подсчетных фигурах определялись как произведения средних мощностей фигур на площади фигур, замеренные планиметром.

Подсчет объемов внутренней вскрыши произведен для песков и песчаников крутопадающих даек в опоках статистически, как отношение метража, пройденного по дайкам к общему метражу, пройденному скважинами в пределах блока СI-ХХХIV по опокам. Для песков и глин датского яруса подсчет производился методом геологических блоков.

Геологические запасы на 01.01.2003 г. представлены в табл. 1.5.

Таблица 1.5

Геологические запасы на 01.01.2003 г.

Наименование сырья	Оставшиеся геологические запасы цемсырья на 01.01.2003 г., представленные по форме № 5ГР ОАО«Вольскцемент» 30.01.03 г. (категория запасов, количество, тыс.т)
	А	В	А+В	С1	А+В+С1	С2
Мел	----	9686,35	9686,35	139194,8	148881	----
Глина, всего:	1792,14	4369,12	6161,26	12657,40	18818,7	11958,0
В том числе:
В.глина	1524,14	2425,12	3949,26	6188,90	10138,2	11958,0
Н.глина	268,00	1944,00	2212,00	6468,50	8680,50	-
Опока	1739,77	-----	1739,77	38928,0	40667,7	1185,00
Кроме того, в охранной зоне:
Мел	-	-	-	3132,00	3132,00	--
Глина, всего	1041,00	258,00	1299,00	-	1299,00
В том числе:
В.глина	351,00	-	351,00	-	351,00	-
Н.глина	690,00	258,00	948,00	-	948,00	-
Опока	1341,00	-	1341,00	-	1341,00	-

1.6 Эксплуатационная разведка

Во время проведения детальных геологоразведочных работ в 1972 г. были проведены две эксплуатационные разведки: на уступе глин и на площади, прилегающей к верхней бровке карьера мела. Скважины эксплуатационной разведки 1956 г. бурились до абсолютной отметки +39 м, проходя обе пачки глин. Скважины эксплуатационной разведки 1972-73 г. бурились до кровли песчаника и одна скважина до горизонта +39 м Скважина №325 пройдена до отметки +25 м (до уреза р. Волги) для изучения общегеологических условий залегания нижней пачки глин.

В 1969 году горногеологическое отделение «Оргпроектцемента» на участке мела и глины (долина Сутягина ключа) производили разведку с целью определения запасов и качества суглинков, залегающих на кровле мела для использования их в производстве портландцемента.

В 1983-84 г.г. Северской ГРП были выявлены участки кондиционного мела с содержанием CaCO3=94%. Запасы составили 19 млн.т.

Направление фронта горных работ возможно только на запад, где, в основном сосредоточены запасы категории С1. По мере продвижения фронта работ на запад, в случае не подтверждения запасов, потребуется проведение эксплуатационной разведки. На данном этапе карьер не испытывает такой нужды.

Для обеспечения предприятия глиной на весь срок эксплуатации необходимо провести доразведку запасов категории С2 в 2020-2030 гг. на месторождении с целью перевода их в более высокие категории.

1.7 Выводы

Месторождение «Большевик» отнесено к I группе по сложности геологического строения. Мел и опока характеризуются слабой изменчивостью распределения мощностей и показателей качества, т.е. являются выдержанными по мощности и однородными по качеству.

Горно-технические условия благоприятные, вскрыша рыхлая, маломощная, средний геологический коэффициент вскрыши по месторождению не превышает 0,0310 м3/м3 или 0,0167 м3/т, эксплуатационный - 0,018 м3/т.

В качестве карбонатной составляющей сырьевой смеси используются меловые породы, в качестве алюмосиликатного компонента - глина и опока. Гранулометрический состав песчаников характеризуется значительным содержанием крупных частиц. Песчаники признаны непригодными в производстве цемента и отнесены к вскрышным породам. Качество опок удовлетворяет требованиям цементной промышленности и как алюмосиликатная составляющая цементной шихты, и как гидравлическая добавка.

Карбонатные породы являются основным компонентом цементной шихты и составляют 77,4%. Породы турона, коньяк-сантона, кампана, маастрихта представляют собой основную продуктивную толщу мела, пригодную для производства цемента, средней мощностью по месторождению от 71 до 89 м. Толща карбонатных пород слабо и неравномерно запесочена, изредка встречаются мелкие желвачки фосфоритов.

Внутренняя вскрыша встречена лишь на одном небольшом участке в южной части контура нерабочего борта.

Гидрогеологические условия простые, полезная толща обводнена только в самой нижней части меловой толщи (туронский водоносный горизонт). Водопритоки туронского водоносного горизонта незначительны и легко удаляются путем организации водоотводных канав со сбросом в зумпф, а затем откачкой насосами. Водопритоки в карьер, в основном, за счет атмосферных осадков.

После изучения горно-геологической части месторождения “Большевик” необходимо приступить к анализу горно-технологической части для того, чтобы разработать специальную часть дипломного проекта.

2. Горная часть

2.1 Современное состояние горных работ и перспективы развития предприятия

Месторождение цементного сырья “Большевик” вскрыто по всей разведанной толще и эксплуатируется ОАО “Вольскцемент”. Отработка месторождения ведется по технологической схеме, разработанной проектным институтом “Южгипроцемент” в 1972 г. с его некоторой модернизацией.

Разработка сырья осуществляется 2-мя карьерами - мела с глиной и опоки в границах существующего горного отвода. Опережение опочного карьера по отношению к меловому составляет 50-200 м.

Вскрышные породы разрабатываются экскаватором ЭКГ-5А с погрузкой в автотранспорт и вывозом на внешний отвал.

Геологическое строение месторождения, условия залегания слагающих пород, их мощности предопределили применение многоуступчатой системы разработки с применением железнодорожного и автомобильного транспорта.

Горные работы по мелу ведут на 5 уступах с отметками рабочих площадок +128 м (124-133 м), +108 м (103-109 м), +95 м (88-96 м), +82 м (78-82 м), +69 м (66-70 м). С горизонтов +128, +108, +95 и +82 м мел экскаваторами ЭКГ 5У и ЭКГ-8И последовательно переваливается на транспортный горизонт +69 м, где экскаваторами ЭКГ-8И грузится в железнодорожные составы (4 думпкара 2ВС-105 с электровозом ЕL-21) и доставляется в приемные устройства сырьевого отделения завода на расстояние до 2 км. Фактическая высота уступов при работе экскаватора ЭКГ-5У от 16 до 25 м, при работе ЭКГ-8И - 10-16 м, ширина рабочих площадок на подуступах от 15 до 40 м. Железнодорожный путь проложен на гор. +69 м.

Глину верхней пачки вместе с залегающим над ней слоем песчаника разрабатывают одним уступом высотой до 15 м драглайном ЭШ 6/45, располагаемым на кровле песчаников (отметки гор. +48 - +54 м), до горизонта +39 м. Песчаник перебрасывается в выработанное пространство, а глину грузят в автосамосвалы, работающие на кровле песчаника.

Смешанный уступ мела и глины верхней пачки между кровлей песчаника и горизонтом +69 м высотой до 17 м временно не разрабатывается. Ранее он отрабатывался экскаватором ЭКГ-8И с кровли песчаника с погрузкой в автотранспорт.

Опоку разрабатывают экскаватором ЭКГ-5А без применения буровзрывных работ с погрузкой в автосамосвалы. Высота уступов меняется от 3 до 10 м с отметками рабочих площадок от +140 м до +177 м. На отдельных участках уступы сдваиваются и их общая высота достигает 25 м. Общее направление движения фронта работ - на запад, при подвигании работ на отдельных участках в самых разных направлениях. Участки крепких опок, не поддающиеся разборке экскаватором, оставляют в выработанном пространстве опочного карьера, образуя сложный техногенный рельеф.

Вскрышные породы

Суглинки и ПРС перемещают в навалы бульдозерами на базе тракторов

Т-500 и Т-330. Некондиционная и излишняя опока отгружается экскаватором ЭКГ-5А в автосамосвалы БелАЗ-7526 с доставкой во внешний отвал, расположенный на специально выделенном участке площадью 11 га, примыкающем к карьеру с запада. На укладке пород в отвал используется бульдозер на базе трактора Т-160.

Угол откоса борта карьера на момент погашения принят равным 24° (минимальный) на северо-востоке; в западной, северной и южной частях борта карьера отстроены под углом не более 28°.

Углы откосов нерабочих уступов:

- для мела - 45°.

- для опоки - 45°.

- для глины - 35°.

- для вскрышных пород - 35°.

Все используемое буровое и выемочно-погрузочное оборудование имеет электрический привод с общей установленной мощностью без учета средств железнодорожного транспорта более 7000 кВт.

Автомобильные перевозки вскрышных пород, опоки и глины выполняются подрядной организацией ОАО “Автомобилист” в автосамосвалах БелАЗ-7526 грузоподъемностью 30 т.

Буровзрывные работы на карьере выполняет подрядная организация - ГУП “Волгоградвзрывпром”. Взрывные скважины под углом 90-60° бурят станками СВБ-2М диаметром 160 мм. Сменная производительность станка составляет 60-80 м.

Анализ существующей технологической схемы

Применяемое на карьере оборудование приобреталось в расчете на рост годовой производительности карьера до 6450 тыс.т (5080 тыс. т мела; 1010 тыс.т глины и 360 тыс.т опоки), что более чем в 3,5 раза превышает существующую производительность. В результате большая часть выемочно-погрузочного оборудования используется по мощности менее чем на 1/3. Имеющийся парк электровозов также позволяет обеспечить намечаемые на перспективу объемы перевозок.

При работе с проектными параметрами рабочих площадок объем переэкскавации вдвое превышает объем выемки и отгрузки мела.

Перевалка мела с 4-5 горизонтов на один, хотя и дает некоторое перемешивание мела различных геологических ярусов, но не обеспечивает, тем не менее, достаточного усреднения качества по всей отрабатываемой толще. Чтобы этого достичь, необходимо мел со всех горизонтов разместить в навал на гор. +69 м, который затем следует отгружать сразу на всю ширину. Однако, ширина такого навала даже при минимальной ширине заходок при однорядном взрывании будет достигать 60 и более метров (рис. 2.1). При этом даже с применением экскаваторов с удлиненным оборудованием потребуется неоднократная перекидка мела на нижних подуступах и невозможна отгрузка навала за один проход экскаватора.



Рисунок 2.1

В результате на практике навал на отметке +69 м формируется на каждом из участков по длине фронта из мела одного, максимум двух подуступов и управлять качеством возможно только за счет отгрузки мела из различных участков по длине фронта работ. Это и наблюдается на практике - на отгрузке мела задействовано два экскаватора, расположенных на различных по длине участках фронта работ, хотя по производительности (и по проекту) с планируемыми объемами отгрузки вполне справится (с большим запасом) один экскаватор.

Все используемое буровое и выемочно-погрузочное оборудование имеет электрический привод с общей установленной мощностью без учета средств железнодорожного транспорта более 7000 кВт. Чтобы обеспечить его работу на карьере проложено около 7 км воздушных ЛЭП, установлено 23 передвижных переключательных пункта типа ЯКНО, четыре передвижных комплектных трансформаторных подстанций, более 7000 м подводящих и питающих электрических кабелей, 4 км контактных проводов на ж/д транспорте. На обслуживании этого хозяйства занято 33 рабочих (20% штата рабочих) и 6 инженерно-технических работников (30% ИТР). Радикально изменить это положение в рамках существующей технологической схемы не представляется возможным.

При малой вместимости буферных устройств (бункеров и разгрузочных площадок) производительность карьера жестко связана с производительностью завода и подвержена значительным сезонным, месячным и суточным колебаниям. В 2001 году в первом квартале было добыто 20% общего объема, в третьем квартале -30%, в декабре - 4,2%, а в июле - 12%. С учетом этих обстоятельств все основное оборудование карьера, несмотря на его крайне низкую годовую загрузку, эксплуатируется в режиме работы завода - 365 суток по три смены в сутки. Трехсменная работа карьера связана также с низкой надежностью эксплуатируемого оборудования (полный амортизационный срок выработан всеми экскаваторами, думпкарами и бульдозерами). Перейти на другой режим работы карьера или сократить количество горного оборудования с соответствующим сокращением обслуживающего персонала и повышением производительности труда в рамках существующей технологической схемы не представляется возможным.

Надежное снабжение завода сырьем в этих условиях требует в ближайшие годы либо капитальный ремонт имеющегося оборудования, либо замену его новым.

Из перечисленного выше можно обозначить наиболее важные задачи, решение которых приведёт к улучшению дальнейшей эксплуатации месторождения:

· переход к безвзрывному способу рыхления,

· снижение времени простоев оборудования,

· уменьшение объёмов переэкскавации,

· замена выработавшего свой ресурс оборудования на новое, более подходящее к существующим технико-экономическим условиям,

· снижение общего числа работающих машин,

· уменьшение общего числа обслуживающего персонала.

2.2 Перспективный и текущий план горных работ

Промышленные запасы добываемого сырья в проектных контурах карьера по состоянию на 1.01.2003 г. приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Промышленные запасы добываемого сырья в проектных контурах карьера

Вид полезного ископаемого	Мощность, м	Промышленные запасы, т/м3 в проектных границах карьера на 1.01.03 г.
Мел	50 - 100	133293300/68006785
Опока	0 - 74	39308120/25691582
Глина верхней пачки Глина нижней пачки Всего глины	9-15 8-14	9164900/5297630 8051200/4653873 17216100/9951503

Вскрышные породы в контурах карьера представлены породами внешней и внутренней вскрыши - табл. 2.2.

Таблица 2.2

Вскрышные породы в контурах карьера

Наименование пород	Мощность, м от-до (средняя)	Объем, тыс. м3 в проектных границах карьера на 1.01.03 г.
Породы внешней вскрыши
Почвенно-растительный слой (ПРС)	0-0,6 (0,3-0,4)	336,7
Суглинки	0-9,2	994.4
Некондиционная опока, опока акчагыльского яруса	0-5	179.4
Элювиальные пески с обломками песчаников	0-5	241.1
Итого		1751.6
Породы внутренней вскрыши
Пески датского яруса	0-10 (5.48)	316.5
Пески и песчаники в толще опоки	0- 13.7	259.1
Песчаники между верхней и нижней пачками глин	1.5-3	1157.2
Итого		1729.8
Всего	3481.4

Из-за неравномерного распределения вскрышных пород в пределах карьерного поля объем их выемки по годам будет неравномерным и определен исходя из требования поддержания готовых к выемке запасов опоки и мела не менее чем на два месяца работы карьера к началу вскрышного сезона.

Добычные работы производятся круглосуточно, в 3 смены по 8 часов при непрерывной рабочей неделе.

Удаление почвенно-растительного слоя, вывозка старых навалов почвенно-растительного слоя производится сезонно с мая по октябрь при непрерывной рабочей неделе в одну смену продолжительностью 8 часов.

Разработка и вывозка суглинков производится также сезонно с мая по октябрь в 1 смену при непрерывной рабочей неделе, продолжительность смены - 8 часов; запесоченной и замелованной опоки - круглогодично, в одну смену продолжительностью 8 часов.

Годовая производительность карьера по добыче цементного сырья должна обеспечить производство 2000 тыс. т клинкера. Для производства 1 т клинкера требуется 1525 кг мела и 311 кг глины. Годовая производительность карьера по опоке, используемой в качестве гидравлической добавки, в соответствии с заданием на проектирование - 220 тыс. т/год.

Годовые объемы по вскрышным породам и излишкам опоки, не используемой в производстве, рассчитывались как средние за 10 календарных лет и представлены в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Годовые объемы по вскрышным породам и излишкам опоки

Годы отработки	ПРС, м3	Суглинки, м3	Опока в отвал, м3
			Не кондиц.	Кондиц.	Всего
2004	1810	-	42700	6050	48750
2005	3900	16140	24240	750	24990
2006	4560	44840	29260	16090	45350
2007	2670	45400	5550	23350	28900
2008	3290	39920	440	37700	38140
2009	1390	28440	-	22500	22500
2010-2014	11730	99930	1230	322050	323280
Итого за 10 лет	29380	274670	103420	428490	531910

Исходя из режима работы предприятия и удельных расходов сырьевых компонентов при производстве клинкера, производительность карьера по горной массе рассчитана и приведена в табл. 2.4.

Таблица 2.4

Производительность карьера по горной массе

Производительность	Сырье на завод	В отвалы
	Мел, = 1.96 т/м3	Глина = 1.78 т/м3	Опока = 1.58т/м3	Опока, включая некодиционную = 1.58т/м3	ПРС = 1.2 т/м3	Суглинки = 1.68 т/м3
Годовая, т/м3	3050000 1556000	622000 350000	220000 139250	84042 53191	10200* 8500	46145 27467
Средне- месячная, т/м3	254167 129700	51833 29000	18333 11600	7004 4433	1700 1417	7691 4578
Средне- суточная, т/м3	8356 4263	1704 960	603 382	234 148	56.7 47.2	257 153
Средне- сменная, т/м3	2785 1425	568 320	201 127	78 50	28.3 23.6	128 76.3

* Годовая производительность по ПРС принята средней за весь срок работы карьера

Общий срок эксплуатации карьера

Промышленные запасы цементного сырья по состоянию на 01.01.03 г. в контуре проектируемого карьера на конец отработки составляют:

По мелу - 133293.30 тыс. т

По опоке - 39308.12 тыс. т

По глине - 17216.19 тыс. т, в том числе: верхняя пачка глин- 9164.9 тыс. т, нижняя пачка глин - 8051.2 тыс. т.

Исходя из рассчитанных промышленных запасов месторождения и принятой годовой производительности, срок службы карьера составит:

по мелу: 133293.30 тыс. т 3050.0 тыс.т = 43.7 лет,

по опоке: 39308.12 тыс. т 220 тыс. т = 178.7 лет,

по глине: 17216.10 тыс. т 622 = 27.7 лет,

где 133293.30 тыс. т, 39308.12 тыс.т, 17216.19 тыс. т - промышленные запасы соответственно мела, опоки и глины;

3050 тыс. т , 220 тыс. т., 622 тыс. т - годовая производительность карьера соответственно по мелу, опоке и глине.

Потребность в опоке, как гидравлической добавке, на весь срок эксплуатации карьера при заданных удельных расходах сырьевых компонентов составит:

П = 220 тыс. т43.7 лет = 9614 тыс.т.

Но к 2030 году все запасы глин на месторождении будут отработаны. Возникнет потребность на предприятии в недостающем сырье для производства цемента. В 2002 году уже были проведены попытки перевода завода на новый состав шихты с использованием опоки в качестве активной добавки вместе с привезенной высокоалюминатной глиной из Среднеонежского рудника. Однако, это оказалось экономически менее целесообразным, чем использование собственных глин, из-за высокой стоимости высокоалюминатной глины.

При отсутствии собственных запасов глины и наличии значительных объемов опоки, подлежащих транспортировке и складированию в выработанном пространстве карьера, использование опоки в качестве активной добавки сырьевой смеси в перспективе вполне вероятно и экономически целесообразно.

По данным завода при использовании опоки в сочетании с высокоалюминатной глиной в качестве глинистой составляющей сырьевой смеси ее удельный расход составит 282 кг на 1 т клинкера, или 564 т на 2 млн. т клинкера в год. Поэтому цементный завод перейдет на применение опоки в качестве активной добавки с 2030 г. Необходимые объемы опоки для перехода на новую технологию составят 564 тыс. т ежегодно до конца эксплуатации месторождения.

Общие запасы опоки, используемые в технологическом производстве, составят 18123.7 тыс. т.

Определим запасы опоки, не используемые в технологическом производстве завода:

39308.12 тыс. т -18127.7 = 21184.5 тыс. т.

Прирост запасов по глине возможен за счет запасов верхней пачки глин, разведанных по категории С2 , после перевода их в промышленные категории.

2.3 Система разработки и структура комплексной механизации

Под системой открытой разработки месторождения понимается установленный порядок выполнения вскрышных, добычных и горно-подготовительных работ (по вскрытию и подготовке рабочих горизонтов), взаимосвязанных в пространстве и времени. Выбранная система разработки должна обеспечивать безопасную, экономичную и наиболее полную выемку кондиционных запасов полезного ископаемого с соблюдением мер по охране природы и принятого режима горных работ.

Согласно классификации академика В.В Ржевского, на существующем карьере применяется сплошная однобортовая система разработки с подвиганием фронта работ на запад с внешним и внутренним расположением отвалов.