Лекція 2

Кондиції і підготовленість родовища до промислового освоєння

Кондиції – комплекс вимог промисловості до мінеральної сировини, на основі яких визначають економічну доцільність розробки родовища чи його частин , тобто кондиції –це граничні умови, нижче яких розробка корисної копалини є недоцільною.

До кондицій ставляться наступні вимоги: до якості, морфології та гірничотехнічним умовам розробки.

За складністю геологічної будови і зміни якості і умов залягання тіл корисних копалин родовища облицювального каміння об’єднують в три групи:

1. простої будови з непорушеним з непорушеними чи слабо порушеними умовами залягання, витриманими за потужністю, внутрішньою будовою, якістю і з рівномірним розподілом блочності. На таких родовищах розвідка може проводитися з детальністю, яка забезпечує підрахунок запасів до категорій А і В;

2. складної геологічної будови з нерівномірним розподілом блочності, невитриманою якістю корисної копалини, зі змінною потужністю і внутрішньою будовою чи порушеним залягання;.

3. родовища, які характеризуються різкою зміною потужності і внутрішньою будовою чи інтенсивним порушеним заляганням чи невитриманою якістю і вельми нерівномірним розподілом блочності.

Родовище вважається підготовленим для промислового освоєння при виконанні наступних вимог:

1. Запаси повинні бути затвердженні ДКЗ України.

2. Речовинний склад і технологічні властивості корисної копалини повинні бути вивчені з детальністю, достатньою для проектування технологічної схеми виймання блочного каміння.

3. Гідрогеологічні та інженерно-геологічні умови повинні бути вивчені з детальністю, що дозволяє скласти проект розробки.

4. Ділянки, намічені для першочергової розробки, повинні бути розвідані найбільш детально.

5. Вивчені інші корисні компоненти і розкрив в межах контуру підрахунку запасів, визначене їх число і можливість їх використання.

6. Затверджені балансові запаси повинні мати співвідношення різних категорій (у відсотках від загальної кількості запасів) по групам родовищ облицювального каміння.

Оцінка блочності

Тріщинуватість гірничих порід.

Масив гірничих порід характеризується сильно розвиненою упорядкованою системою тріщин , що являється причиною анізотропності його будови.

Характер тріщинуватості, її інтенсивність і елементи залягання визначають форму і розміри структурних блоків, ставлять в залежність від них вибір напрямку фронту робіт і технології видобутку.

Існує кілька класифікацій тріщин гірських порід, з яких найрозповсюдженішими є геометрична і генетична.

Ці тріщини пов’язані зі структурами витікання магми і утворилися в процесі становлення масиву (гранітизації) шляхом постійного виплавляння матеріалу і зменшення об’єму при кристалізації.

Масиви вивержених порід характеризуються розривами трьох порядків. (табл. 2.3)

Саме тріщини 3-го порядку формують природну блочність масиву і впливають на вибір системи розробки і її параметрів.

Тріщинуватість в залежності від орієнтації тріщин, може бути впорядкована і невпорядкована (хаотична).

Методи оцінки тріщинуватості.

Існуючі методи оцінки тріщинуватості масивів гірських порід об’єднують в 2 групи.

1. Статистичні методи: безпосереднє спостерігання за тріщинами і їх змінами в оголеннях і кар’єрах, вивчення тріщинуватості шляхом буріння геологорозвідувальних свердловин, вивчення просочування води в свердловини.

2. Геофізичні методи: електророзвідка, магніто- і сейсморозвідка, різноманітний каротаж свердловин.

Геофізичні методи доцільно застосовувати для визначення структурних неоднорідностей масиву, які мають практичне значення в гірничій справі і являються об’єктами ефективної геофізичної інтроскопії. До таких структурних неоднорідностей відносять межі відокремлення гірничих порід з різноманітними фізичними властивостями, карсти і пустоти, тверді включення і поклади, обводнені зоні і зони тріщинуватості. Методи, що розглядаються, дають змогу отримати лише загальну оцінку тріщинуватості масиву без поділу тріщин за класами і установлення елементів їх залягання.

Аналіз існуючих методів вивчення тріщинуватості показує, що найефективнішим для кар’єрів блочного каміння є статистичні та гірничо-геометричні методи, а саме:

• масові зміни тріщин в забоях і оголеннях з інструментальною їх прив’язкою і наступною обробкою, складання планів, карт і діаграм тріщинуватості;

• вивчення тріщинуватості за допомогою колонкового буріння свердловин;

• безпосереднє спостереження за виходом блочної продукції в кар’єрах;

• спостереження за мікро- і макротріщинуватістю каміння при його видобутку і переробці на продукцію.

Вибір цих методів і прийняття їх за основні обумовлюється наступними факторами:

• описанням в літературі структур гранітних масивів і легкістю співставлення результатів дослідження з літературними даними;

• можливістю проводити безпосереднє вимірювання елементів залягання тріщин, їх планову маркшейдерську прив’язку без суттєвих затрат;

• наявністю в кар’єрах великих розкритих площин з добре оголеними тріщинами;

• наявністю матеріалів по свердловинах колонкового буріння, що проводять при детальних та експлуатаційних дослідженнях родовища;

• можливістю досить повного спостереження за тріщинуватістю каміння в процесі його видобутку та переробки в товарну продукцію.

При вивченні тріщинуватості на кар’єрах блочного каміння важливим є обґрунтування кількісних показників оцінки тріщинуватості.

Питома площинна тріщинуватість (U_тр) характеризує середню довжину всіх тріщин, що припадають на 1 м² поверхні, що досліджується, і визначається за формулою:

, (2.1)

де - загальна довжина тріщин на ділянці, м; - площа ділянки, що вивчається, м².

Питома лінійна тріщинуватість характеризує середню відстань d між тріщинами і являє собою відношення загальної довжини всіх кусків S_к, по профілю, що вимірюється і напрямок якого розташований вхрест простиланню тріщин даної системи, до числа цих кусків N_к , тобто

(2.2)

Показник d найбільш повно характеризує відстань між тріщинами однієї і тієї ж системи і приймається за основний при оцінюванні блочності, класифікації природної окремості по формах і розмірах структурних блоків, класифікації скельного розкриву по складності її розробки.

Число тріщин на 1 м довжини ділянки, що вимірюється n_тр являє відношення загального числа тріщин n до довжини ділянки l, тобто:

(2.3)

Співвідношення між числом тріщин і питомою лінійною тріщинуватістю:

(2.4)

Середня ширина тріщин на ділянці визначається за формулою:

, (2.5)

де m_1, m₂, m₃, …, m_n – середня товщина тріщин, мм; l₁, l₂, l₃, … l_n – довжина тріщин, що відповідає середній ширині, м.

Показник використовується для визначення відкритості тріщин при класифікації скельного розкриву за складністю відробки.