Гидрогеологические условия

2.4 Гидрогеологические условия

 

Гидрогеологические условия месторождения характеризуются наличием водоносных горизонтов зоны экзогенной трещиноватости и трещинно-жильных вод метаморфических пород, а также поровых вод образований коры выветривания и делювиально-аллювиальных четвертичных отложений. Исходя из литологических особенностей и фильтрационных параметров на месторождении выделено несколько водоносных горизонтов:

-  водоносный горизонт делювиально-аллювиальных отложений - распространен полосами шириной 200 - 250 м по долинам рек и ручьев. мощность обводненных отложений от 1.5 до 13.0 м. Водовмещающими породами являются пески, гравийно-галечные и дресвяно-щебнистые отложения с суглинистым и супесчаным заполнителем. Коэффициент фильтрации от 0.55 до 8.23 м/сут, водопроводимость от 10.0 до 98.4 м²/сут, дебиты скважин при откачке воды от 0.6 до 2.8 л/сек. Через четвертичные отложения разгружается основная масса подземных вод, через эти отложения происходит и основной транзит поверхностных вод в водоносные горизонты экзогенной трещиноватости и коры выветривания.

-  Водоносный горизонт образований коры выветривания - приурочен к понижениям рельефа и контролируется зонами тектонических нарушений. Водовмещающими породами являются супеси, суглинки, пески и. т.д. до дресвяно-щебнистых образований. Мощность горизонта от 10-15 до 350-400 м. Коэффициент фильтрации от 0.1 - 0.5 до 0.5-8.0 м/сут, водопроводимость 0.84-436 м²/сут, водоотдача средняя 1.7´10^-2. Наблюдается тенденция к уменьшению коэффициента фильтрации с глубиной.

-  Водоносный горизонт слюдисто-кварцевых сланцев верхней литологической пачки распространен к северу и востоку от месторождения. Подземные воды в нижней части долин залегают на глубинах 2-5 м, а по долинам часто обладают местными напорами в 1.5–2 м. Водообильность сланцев невысокая. Водопроводимость от 1 до 338 м²/сут, в среднем около 71 м²/сут.

-  Водоносный горизонт кварц-слюдисто-углеродистых сланцев в наибольшей мере определяет степень обводненности месторождения. Коэффициент фильтрации варьирует от 0.0022 до 4.2 м/сут, водопроводимость от 0.19 до 1030 м²/сут. Наибольшие значения характерны в зоне тектонических нарушений.

-  Водоносный горизонт биотит-кварцевых сланцев распространен к западу и юго-западу от месторождения. Водно-фильтрационные свойства сравнительно невелики: водопроводимость от 13 до 152 м²/сут, в среднем 62 м²/сут. Также небольшие значения характерны для тектонических нарушений.

-  водоносный горизонт слюдисто-кварц-карбонатных пород распространен в ядерной части структуры. Наиболее существенной особенностью является развитие по ним карста в приконтактной зоне с корами выветривания. Мощность зоны карстования первые метры. Карст обычно заполнен глинистыми образованиями. Скважинами подземные воды вскрываются на глубине 5-10 м, а под корами выветривания - и на 200-300 м. Водопроводимость от 0.037 до 558 м²/сут. наибольшие значения характерны для зон карстования и тектонических нарушений.

  2.5 Геологические запасы руд месторождения

Олимпиадинское месторождение открыто в 1975 году. В 1978-80 годах Северной ГРЭ ГГП «Красноярскгеология» проведены поисково-оценочные работы, в 1981-82 годах выполнялась предварительная разведка.

В 1983-85 годах, в связи с весьма крупными запасами месторождения и выявлением богатых и технологичных окисленных руд, без составления ТЭДа и подсчета предварительно оцененных запасов, была проведена детальная разведка.

По результатам выполненных геологоразведочных работ и на основании постоянных кондиций, утвержденных ГКЗ СССР от 27.12.85 г (протокол № 9899) по состоянию на 01.06.1985 года были утверждены запасы окисленных руд Восточного участка месторождения по категориям В и С₁. При рассмотрении предварительных материалов ГКЗ СССР воздержалась от утверждения запасов первичных руд в связи их недостаточной геологической и технологической изученностью. Также не были утверждены не получившие технико-экономической оценки запасы окисленных руд Западного участка месторождения. По этим же причинам ранее (протокол ГКЗ № 2047-к) не были утверждены постоянные кондиции для подсчета первичных руд.

В 1987 году запасы окисленных руд Восточного участка были переданы на баланс МЦМ СССР для промышленного освоения.

Опытная добыча окисленной руды Восточного участка была начата Северо-Енисейским ГОКом еще в 1986 году; было добыто 35 тыс. тонн руды, содержащей 231 кг золота. С 1987 года ГОКом была продолжена добыча руд открытым способом на Восточном участке.

В 1989 году Госпланом СССР было предложено МингеоСССР продолжить доразведку месторождения с представлением запасов первичных руд на утверждение в ГКЗ СССР в 1992 году. Запасы месторождения были доразведаны, подсчитаны по состоянию на 01.07.1993 года (запасы первичных руд Восточного участка, запасы окисленных и первичных руд Западного участка) и утверждены в ГКЗ РФ (протокол № 205 от 10.12.1993 года).

Проектные погоризонтные запасы первичных и окисленных руд, рассчитаны геологической службой ГОКа по состоянию на 01.01.2005 года, с использованием данных геологоразведки , утвержденных запасов ГКЗ и отработанных запасов.

3. ГОРНАЯ ЧАСТЬ 3.1 Режим работы и производственная мощность предприятия

В соответствии с нормами технологического проектирования для данных условий принимается круглогодичный режим работы карьера. Количество рабочих дней в году равно 365. Суточный режим работ двухсменный, продолжительность рабочей смены – 11 часов, вахтовым методом. Число рабочих смен в году – 730.

В соответствии с правилами внутреннего распорядка карьера первая смена начинается с 20⁰⁰ и оканчивается в 8⁰⁰, перерыв на питание и отдых с 01⁰⁰ до 02⁰⁰ и 05⁰⁰ до 05¹⁵. Вторая смена начинается с 8⁰⁰ и заканчивается в 20⁰⁰, перерыв с 13⁰⁰ до 14⁰⁰ и с 19⁰⁰ до 19¹⁵.

Годовая производительность предприятия составляет: по полезному ископаемому Q_пи=33924 тыс.м³; по пустым породам Q_пп=295783 тыс.м³; по горной массе Q_гм= 329707 тыс.м³.

Количество рабочих дней в году горно-транспортного оборудования, в соответствии с межремонтными сроками бурового, выемочно-погрузочного и транспортного оборудования, сведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Число рабочих дней горно-транспортного оборудования

№	Оборудование	Число рабочих дней
1	Экскаватор ЭКГ-10	300
2	Буровой станок СБШ-250МНА-32	300
3	Автосамосвал БелАЗ-7519	300
4	Автосамосвал БелАЗ-7540	300
5	Бульдозер CАТ – D8L	280

Таблица 3.2

Основные параметры карьера

Наименование показателей	Ед. измер.	Участок Восточный
Максимальная длина: по поверхности	М	1668
По дну	м	209
Максимальная ширина: по поверхности	м	1646
По дну	м	210
Глубина карьера (средняя)	м	650
Наивысшая отметка по борту карьера	м	+770
Отметка дна карьера (нижняя)	м	+50
Общий объем горной массы в проектном контуре карьера	тыс. м3	329707
Площадь карьера поверху	га	223,2
Эксплуатационные запасы руды	тыс.т	91595
Коэффициент вскрыши	м3/т	3,23

 

1.Определим объём вынимаемых пустых пород – V_пп (тыс. м³):

(тыс. м³). (3.1)

где: V_гм =329707 – общий объём горной массы в проектном контуре карьера;

V_пи=М_р/γ_р= 91595/2,7=33924 – объём руды; (3.2)

 

М_р – эксплуатационные запасы руды;

γ_р – плотность руды;

2. Найдем средний объёмный коэффициент вскрыши – К_ср:

(м3/м3).

(3.3)

где: V_пп – объем вскрыши в контурах карьера; м³

V_пи – объем руды в контурах карьера; м³.

Принимаем годовую производительность карьера:Q_г=8100 тыс. т или Q_пи=3000 тыс. м³.

3. Определим срок существования карьера – T (лет) по формуле:

(лет). (3.3)

4.Определим годовую производительность предприятия по выемке пустых пород – Q_пп (тыс.м³) по формуле:

(тыс.м³). (3.4)

Отсюда, годовая производительность карьера по выемке горной массы – Q_гм (тыс. м³).

(тыс.м³). (3.5)

 

3.2 Формирование углов откосов уступов и бортов карьера

Исходя из геологического строения прибортового массива и пространственной ориентировки природных систем трещин, для условий карьера «Восточный» принятые в проекте углы откосов уступов приведены в табл. 3.3

Таблица 3.3

Углы откосов уступов принятые в проекте

Тип породы	Углы откоса уступов, град.
	Рабочие 10 м	Нерабочие
		Одиночные 10 м	Сдвоенные 20 м	Строенные 30 м
Породы коры выветривания	70	60	60	60
Коренные породы	80	75	75	75

 

Расчётная информация по формированию откосов бортов карьера принята из рабочего проекта. Практика внедрения проектных решений показала возможность отстройки более крутых, чем принято в проекте, откосов уступов и бортов в целом.

Результирующие углы откоса бортов карьера «Восточный» в предельном положении принятые в проекте не превышают расчетных (ά_к< ά_Р) и составляют:

Северный борт – 45º;

Восточный борт – 41º;

Южный борт – 40º;

Западный борт – 41º.

В связи с неизученным характером устойчивости бортов карьера и уступов, карьера в процессе эксплуатации карьера возможны уточнения по величинам откосов уступов и результирующих углов наклона бортов карьера. Проектом предусматривается постоянное маркшейдерское наблюдение за состоянием бортов карьера в процессе эксплуатации

3.2 Система разработки

Под системой разработки месторождения понимается определенный порядок выполнения горно-подготовительных, вскрышных и добычных работ. В условиях данного карьера принятая система разработки должна обеспечивать безопасную, экономичную и наиболее полную выемку кондиционных запасов полезного ископаемого при соблюдении мер по охране окружающей среды.

Рудное тело данного месторождения имеет неоднородные размеры и форму, усреднённый угол падения равен 70^о к горизонту, следовательно, данное рудное тело по углу падения относится к крутопадающим. Целесообразно принять для разработки данного месторождения углубочную кольцевую систему разработки с перемещением автомобильным транспортом пород вскрыши во внешние отвалы и добытой руды в спецотвалы окисленной и первичной руды.

Окисленная руда прослежена на глубину 490 метров от поверхности земли. Неокис­ленная руда прослежена на глубину до 900 метров от поверхности земли, при этом разведочные скважины, пробуренные на эту глубину, из руды не вышли. Карьер достигнет отметки –120 метров, учитывая что въезд на него находится на горизонте +630 метров его глубина достигнет 750 метров.

Таблица 3.4

Параметры системы разработки

Наименование параметров	Ед. изм.	Параметры
Высота уступа	м
- рабочего		10
- нерабочего		20
Угол откоса уступа	град.
- рабочего		80
- временно нерабочего борта		60
Ширина заходки	м	15-30
Ширина рабочей площадки	м	64-72,5
Ширина транспортных берм	м	30
Ширина предохранительных берм	м	10
Число рабочих уступов	ед.	2-3
Длина фронта работ на уступе	м	600-700
Время отработки горизонта	мес.	1-2
Продольный уклон дорог		до 8 %
Скорость углубки по дну карьера	м/год	30-40

Ширина рабочих площадок:

Минимально допустимая ширина рабочей площадки уступов зависит от размеров выемочных машин, вида карьерного транспорта схемы движения транспортных средств, крепости пород.

 

Ш_рп = В + Т + S + С + Z+F, м, (3.6)

где В – ширина развала взорванных пород, м.

Т – ширина транспортной полосы, м:

 

Т = 2×(Ш_а/с + у)+х, м, (3.7)

где Ш_а/с – ширина автосамосвала, Ш_а/с = 6100 мм;

у – ширина предохранительной полосы, у = 0,6 м;

 

х= 0,5+0,005v

 

v-скорость движения машин

 

х=0,5+0,005×40=0,7

Т = 2×(6,1 + 0,6)+0,7 = 14,1 м

 

S - безопасное расстояние от транспортной полосы до полосы безопасности, м, S = 2 м;

С – горизонтальное расстояние от транспортной полосы до подошвы уступа, м, С = 3 м;

Z – полоса безопасности:

 

Z = Н_у (ctg j – ctg ά_р), м, (3.8)

где j – угол устойчивого откоса, j = 60°;

ά_р – угол рабочего угла откоса уступа, ά_р = 75°;

 

Z = 10× (ctg 50° - ctg 60°) = 3 м

F – расстояние для размещения дополнительного оборудования

 

Ш_рп = 35 + 14,1+ 2 + 3 + 3+10 = 67 м.

среднегодовое понижение горных работ, м 40

·  нормативы: потерь, % 3

разубоживание, % 8

Применяемое выемочное оборудование на вскрышных и добычных работах – карьерные экскаваторы ЭКГ - 10.

Транспортировка горной массы осуществляется автосамосвалами, БелАЗ 7519. На бурении взрывных скважин применяются буровые установки СБШ-250 МНА.

  3.3 Схема вскрытия

Принимаем способ вскрытия с заложением внутренней капитальной траншеи. Схема вскрытия определена с учетом рельефа поверхности, а также горно-геологических условий. Принятая схема вскрытия обеспечивает минимальное расстояние транспортирования горной массы, обеспечивает наименьший водоприток.

Суммарная протяженность фронта горных работ при подготовке горизонтов разрезными траншеями принимается не менее - 600 м.

Длина фронта на один экскаватор при этом в среднем составит 300 м. После подготовки горизонта он отрабатывается полностью до границ промежуточного или конечного контура участка.

Проведение траншей производится экскаватором ЭКГ-10 продольным забоем с тупиковой подачей транспорта. Технологическая схема при проведении работ по формированию разрезных траншей экскаватором ЭКГ-10 приведена на рис. 3.1.

Время на горно-подготовительные работы горизонта составит 1-1,5 месяца. Конструктивные размеры элементов рабочих площадок для экскаватора ЭКГ-10 представлены на рис.3.1.

Размер рабочей площадки при работе с применением взрывных работ может меняться в большую и меньшую сторону в зависимости от величины развала взорванной горной массы, которая в свою очередь зависит от числа рядов скважин и схемы коммутации и диаметра скважины.

При ведении горных работ расстояние по горизонтам между буровыми станками, расположенными на двух смежных по вертикали уступах, должно составлять не менее 20 м, между экскаваторами – не менее 2-кратной величины наибольших радиусов черпания. Высоту рабочего уступа принимаем равную 10 метров, а не рабочего 20 метров, так как крепость пород будет обеспечивать их устойчивость

Определим длину капитальной траншеи:

, м (3.9)

где: Ну =10– глубина траншеи; м

i=0,12 – уклон траншеи при автомобильном транспорте; ‰.

 = 83,3 (м).

Определим минимальную ширину траншеи по дну:

; (3.10)

где: R_а - радиус поворота автосамосвала, м. R_а = 12 м;

ba – ширина кузова автосамосвала, м ba = 6,1 м;

e_б – минимальный безопасный зазор между автосамосвалом и нижней бровкой траншеи; e_б = 3 (м).

В_р=38,5 - ширина развала после взрыва; м

П₀=4 -полоса для размещения дополнительного оборудования; м

С₁=1-растояние между полосой размещения дополнительного оборудования и полосой безопасности; м

 =61,1 (м).

Определим площадь поперечного сечения траншеи:

, м² (3.11)

где: α_т – угол откосов бортов траншеи, (принимается как угол откоса рабочего уступа),α_т = 70 град.

5. Определим объем разрезной траншеи – V_р.т. (м³) по формуле:

 ,м³ (3.13)

где: L_ф=500 – длина фронта работ; м

= 324018 (м³).

6. Определяем время проходки вскрывающей и разрезной траншеи:

 (года) или 1,3месяца (3.14)

где: η=0,7 – коэффициент снижения производительности экскаватора при проведении траншеи;

=3036406 - годовая производительность экскаватора, м³/год.