ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ. Геологотехнологическая оценка минерального сырья
 Скачать 0.62 Mb.
|
|
ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ Содержание Введение………...……………………………………….……………..…….……..3 1. Общие сведения. Ново-Учалинского месторождение ….………………….… 4 2. Геологическое строение района…………………………..……………….…......5 3. Геологическая характеристика месторождения……………...….……….….. 11 4. Геофизическая характеристика……..……………………….……….................13 5.Экономическая оценка и характеристика местоположения….……………….15 Заключение………………………………………………………………….………17 Список литературы……………………………………………………………...….18 Введение Крупное медно-цинково-колчеданное Ново-Учалинское месторождение на Южном Урале (54°10΄54˝ с. ш. и 59°20΄45˝ в. д.) представлено крутопадающей линзой и приурочено к эйфельским вулканитам (риодациты и базальты), смятым в сильно сжатую антиклинальную складку. Рудная залежь слепая и локализована на контакте кислых (внизу) и основных (сверху) пород. Глубина ее залегания от поверхности изменяется от 550 м на севере до 1050 м на юге; мощность — до 186 м, длина по простиранию 1250 м, по падению — 900 м. Рудное тело прорвано дайками габбро-диоритов и габбро-диабазов. Главными рудными минералами месторождения являются пирит, сфалерит, халькопирит, а нерудными — кварц, барит и кальцит. Особенностью месторождения является то, что оно, в отличие от большинства уральских колчеданных залежей, относится к существенно цинковому подтипу (Zn>>Cu). Руды преимущественно сплошные сульфидные, массивные, реже полосчатые или брекчиевидные. Основные полезные компоненты представлены медью, цинком, серой, попутно извлекаются золото, серебро, кадмий, индий, кобальт, никель, селен, теллур. 1. Общие сведения. Ново-Учалинском месторождение Ново-учалинское медно-цинковое колчеданное месторождение открыто в 1986 г. Межозерной ГРП. Уральской грэ угмр мцм СССР при реализации проекта поисково-оценочных работ (авторы А. М. Диденко, П. И. Пирожок, В. П. Кизянов, П. А. Конюхов, 1983) на южном фланге Учалинского рудного поля. Ново-учалинское месторождение является главной резервной минерально-сырьевой базой ОАО угок на Учалинской промышленной площадке. С 2008 года с горизонта 460-го метра Учалинского подземного рудника горняки начали проходку транспортного наклонного съезда. Через два года была с борта Учалинского карьера была произведена за резка второго вскрывающего месторождение уклона — вентиляционного наклонного съезда. Одновременно начался и новый этап развития комбината, который, что немаловажно, является градообразующим предприятием. Известно, что в недрах Ново-Учалинского рудника содержится около 116 млн. тонн руды, это означает, что предприятие обеспечено сырьем на десятки лет вперед. Соответственно, не останутся без работы и нескольких поколений специалистов, которые должны будут работать над восполнением ресурсной базы УГМК. Спустя восемь лет сбойка двух уклонов на глубине 740 метров позволила начать горнопроходческие работы для вскрытия и добычи запасов месторождения. Первые тонны горняки выдали на поверхность в июле 2018 года, с тех пор из-под земли уже извлечено более 1,7 млн. тонн руды — на Ново-Учалинском месторождении добычу ведут на двух подземных горизонтах. 2. Геологическое строение района Ново-учалинское и находящееся в 1,5 км к северу от него Учалинское месторождения образуют Учалинское рудное поле, представляющее собой сложно деформированную вулканическую структуру в северной части Учалинско-Александринской структурно-формационной зоны Магнитогорского мегасинклинория . Последний, по данным Е. П. Ширая и В. С. Требухина , представляет собой систему двойных палеоостровных дуг, разделенных зоной спрединга на месте глубокого Центрально-Магнитогорского прогиба, выполненного вулканогенно- осадочными породами верхнего девона–нижнего карбона. Отмеченные месторождения приурочены к субмеридиональной полосе развития риолит-базальтовой субформации карамалыташской свиты (D2ef-zv) в центральной и северо-восточной частях Учалинского рудного района. Эта полоса, имея ширину 20–30 км на широте города Учалы, сужается на севере до 10–15 км, на юге до 5–2 км. Она состоит из двух вулканогенных гряд – Сафаровско-Учалинской и примыкающей к ней с запада Кокбаш- Курпалинской . Для вулканитов рудного поля характерны толеитовый состав и преобладание базальтов над кислыми породами. Контуры рудного поля определяются развитием (на доступных для изучения глубинах) риолито-дацитовой толщи, простирающейся на 18 км в северо-северо-восточном направлении. К ее кровле приурочен рудоносный уровень обоих месторождений . Разрез Ново-учалинского месторождения слагают следующие толщи и пачки вулканогенных пород риолит-базальтовой субформации (карамалы- ташской свиты D2еf-zv) и лежащие в разрезе сульфидные руды (снизу вверх): – первая (нижняя) базальтовая толща вскрытой мощностью 100– 200 м, по геофизическим данным – более 1 км – представлена массивными глыбовыми, преимущественно афировыми лавами; эти базальты являются фрагментами крупного субмаринного вулканогенного поднятия типа щитовидного палеовулкана, пережившего кальдерную стадию развития ; – вторая риолит-дацитовая толща мощностью 200–600 м сложена фельзитовидными мелко и баз кварцевыми риолит-дацитами экструзивно-лавовых фаций с однородными и флюидальными текстурами; меж купольные впадины заполнены туфами и кластолавами того же состава мощностью до 200 м; соотношения витрокластов и литок ластов, гранулометрический состав, степень сглаженности обломков и характер слоистости в них широко варьируют; – колчеданная залежь мощностью до 180 м сложена преимущественно сплошными халькопирит пиритовыми (МК), халькопирит-сфалерит-пиритовыми (МЦК), незначительно пиритовыми (СК) и цинково-пиритовыми (ЦК) рудами; залежь залегает непосредственно на тонкообломочных туфах кислого состава, а на флангах переслаивается с ними; – поли фациальная пачка туфогенно-осадочных пород мощностью 0–150 м с прослоями кислых и основных лав, перекрывающая рудную залежь на значительной ее площади; – третья толща шарово-подушечных пиллоулав базальтов мощностью более 800 м, перекрывающая туфогенную пачку, а местами и рудное тело, состоит из множества потоков мощностью 10–20 м, которые либо наслаиваются друг на друга закалёнными поверхностями, либо разделяются пластами или линзами гиалокластитов, также выполняющими межподушечные пространства; среди базальтовых потоков преобладают мелковкрапленные (до 1 мм) разности, содержащие 8–10 % зерен плагиоклаза и клинопироксена; текстура пород афировая, миндалекаменная; микроструктура основной массы апоинтерсептальная, гиалопилитовая. В верхах разреза наблюдаются базальты с крупными (5–7 мм) вкрапленниками пироксена; – четвертая толща мощностью до 1 км представлена разно обломочными (от глыбовых до лапиллиевых) миндале каменными пирокластами пироксен-плагиоклазовых базальтов (шлаковая толща, по А. И. Шмидту); она образует две полосы меридионального простирания, с запада и востока окаймляющие ареал пиллоулав третьей толщи; шлаки почти согласно залегают на пиллоу-лавах; в западной части поля они наклонены к западу под углами 75о–85о; на востоке имеют падение к востоку под углами 50о–60о. В четвертой толще выделены околожерловые, промежуточные и удаленные фации. Околожерловые фации представлены крупно глыбовыми (0,5–3,0 м) лава агломератами и туф агломератами плагиопорфиритовых и пироксен - плагиопорфиритовых базальтов, сцементированных лапиллиевыми и мелкообломочными туфами. Размер вкрапленников изменяется от 0,3 до 1 см. Микроструктуры пород: гиалопилитовая, пило такситовая, интервербальная. Промежуточные фации представлены лапиллиевыми туфами с включениями вулканических глыб и прослоями мелкообломочных туфов и туф песчаников. Среди удаленных фаций развиты мелкообломочные туфы, туфопес- чаники с примесью пепловых и шлаковых частиц. На флангах месторождения, надстраивая разрез четвертой толщи, встречаются экструзивные купола базокварцевых дацитов с лавопиро- кластическими шлейфами, которые, расщепляясь по простиранию, пе- реслаиваются с окружающими базальтовыми порфиритами. К кровле некоторых из этих куполов приурочены Юго-Восточное, Курпалинское, Контрольное и другие рудопроявления. Е. П. Шираем, И. Б. Серавкиным установлено, что под рудные и над рудные базальты риолитдацитовой субформации относятся к толеитовой серии, обладают повышенной глинозёмистостью, низкими содержаниями кальция, магния, титана, имеют резко пониженное содержание хрома и никеля. Пироксен-плагиопорфиритовые базальты четвертой толщи характеризуются низким содержанием кремнезема и повышенной глиноземистостью; кислые породы, связанные с ними, отвечают натровым дацитам и риолитодацитам .  Рисунок 1. Субширотный разрез по разведочной линии через цент- ральную часть Новоучалинского месторождения. 1–4 – подрудные по- роды: 1 – лавы базальтов; 2 – риолито-дациты; 3 – туфы риолито-дацитов; 4 – туфогенно-осадочные и гидротермально-осадочные породы; 5 – сплошные медно-цинковые колчеданные руды; 6–9 – надрудные породы: 6 – по- лифациальная пачка туфогенно-осадочных пород с небольшими телами кислых и основных лав; 7 – шарово-подушечные пиллоу-лавы базальтов; 8– агломератовые и лапиллиевые шлакотуфы пироксен-плагиопорфировых базальтов; 9 – туфы и лавы андезибазальтов; 10 – интрузивные тела ми- кродиоритов; 11 – разлом; 12 – скважины  Рисунок 2. Распределение текстурных типов руд на горизонтальной проекции залежи Ново-учалинского месторождения. Условные обозначения – на рис. 3 Рассмотренные толщи риолит-базальтовой субформации, первоначально залегавшие близгоризонтально, подвержены синвулканическим складчатым и разрывным деформациям. Главной современной структурой. Ново-учалинского месторождения, как и рудного поля в целом, является сжатая меридионально вытянутая антиклинальная складка, выделенная ранее А. И. Шмидтом, М. Б. Бородаевской, П. И. Пирожком и др. под названием Малоучалинской антиклинали . Эта складка унаследовала элемент западного борта соммы крупного погребённого базальтового палеовулкана. В ядре складки располагается фрагмент этого вулкана (нижняя базальтовая толща), который облекается риолито-базальтовой и вышележащими толщами. Как видно на разрезе (рис. 1), складка асимметрична: западное ее крыло залегает субвертикально с элементом запрокидывания в нижней части и лишь на глубине у него появляется тенденция к выполаживанию. Восточное крыло складки положе западного и наклонено к востоку в среднем под углом 60о. Оно осложнено синвулканическим разрывом, конформным складке. О синвулканической природе складки свидетельствует то, что слагающие ее породы и руды не подвержены динамометаморфизму. Колчеданные залежи Новоучалинского и Учалинского месторождений залегают на одном уровне – на мелкообломочных туфах кислого состава. Обе залежи расположены симметрично, соответственно на южном и северном флангах риолит-дацитового вулканокупола. Рудные тела характеризуются различными текстурами (рис. 2) и локализованы на склонах купола в вулканодепрессиях, выполненных туфогенно-осадочными породами. Колчеданная залежь Новоучалинского месторождения залегает на контакте кислой толщи и перекрывающей ее базальтовой толщи в западном крыле Учалинской антиклинальной складки. Залежь вместе с вмещающими породами приобрела субвертикальное положение против первичного близгоризонтального; северный фланг залегает на глубинах 600–700 м, юж- ный – до 1200 м. Представляет собой субмеридионально вытянутое лин- зовидное тело, прослеженное по простиранию на 1200 м и падению на 700 м. В поперечном сечении (рис. 1) тело имеет вид асимметричной линзы с резко раздутой, туповыклинивающейся верхней и постепенно уплощающейся нижней частями. В продольном сечении, по нормали к залеганию его центральной раздутой части, форма рудного тела представляет собой выпуклую вниз линзу с двумя (северным и южным) раздувами мощности и плавным выклиниванием в этих направлениях. Контакты рудного тела с породами висячего бока резкие. Внутри рудного тела согласно с ним залегают прослои туфопесчаников, кремнистых пелитовых туффитов, пепловых туффитов (превращенных в хлоритолиты); здесь встречены послерудные дайки диабазов. Со стороны лежачего бока к рудному телу примыкают послойные зоны различной мощности серицито-кварцевых и серицит-хлорит-кварцевых метасоматитов, минерализованных (местами интенсивно) сульфидами. 3. Геологическая характеристика месторождения Учалинское месторождение медно - цинковых руд залегает среди мощной пачки среднедевонских эифельских вулканогенных и вулканоосадочных пород. Оно представлено крутой линзообразной залежью сплошных колчеданных руд, сопровождаемой прерывистыми зонами рассеянной сульфидной минерализации. Оруднение приурочено к контакту рионито - дацитовых порфиров и миндалекаменных базальтовых порфиритов, превращенных гидротермическими процессами в серицитовые, хлорит - серицитовые и хлорито - кварциево - серицитовые породы. Подлежащая отработке подземным способом нижняя часть рудного тела в меридиональном направлении и имеет крутое падение (80-850) к западу. Длина рудного тела по простиранию 1400 м, ширина колеблется от нескольких метров до 120м. Строение залежи осложнено многочисленными апофизами на флангах, дизъюктивными нарушениями близмеридионального северо-западного направления, а также серией крутопадающих даек различного состава.По запасам относится к крупным, по сложности геологического строения ко второй группе по классификации ГКЗ. В пределах залежи выделяются четыре промышленных типа руд; отличающихся содержанием полезных компонентов, но подлежащих отработке валовым способом без разделения по сортам. Контакт руд и вмещающих пород в большинстве случаев четкий. В лежачем боку залежи наблюдается постепенный переход от сплошных руд к густовкрапленных сульфидам. Плотность сплошных руд - 4,3 т/м3; вкрапленных - 3,4 т/м3; вмещающих пород - 2,9 т/м3. Расчетные пределы прочности рудного массива: на сжатии - 48,3 МПа; на растяжении - 1,45 МПа; сцепление массива руды - 2,45 МПа; коэффициент Пуассона - 0,9. Вмещающие породы и руды характеризуются интенсивной; четко выраженной трещиноватостью. На верхних горизонтах месторождения преимущественно распространены крутопадающие, под углом 70-800, трещины. По генетическому типу они относятся к тектоническим, имеют четкие, шероховатые поверхности, характеризуются однородным заполнением и достаточной протяженностью. На нижних горизонтах, начиная с горизонта 300м, преобладают трещины пологого падения под углом 15-250, образованные в результате горизонтальных сдвиговых процессов. Поверхности трещин неровные, иногда отмечаются зеркала скольжения. Геологическое строение комплексов вмещающих пород и колчеданную рудную залежь осложняют интрузивные и субвулканические образования, к которым относятся диабазовые порфиры преимущественно северо-восточного простирания, габбро - диоритовые порфиры северо-западного простирания и плагиоклазпироксеновые диабазовые порфириты, образующие неправильные, невыдержанные по мощности, простиранию и падению тела. Учалинское месторождение формировалось в тектонически-активной зоне. В пределах рудного поля разбиты разрывы и складки диагонального северо-западного и северо-восточного направлении. Разрыв образуют разломы, тектонические трещины: открытые и закрытые: часто заложенные гидротермальными минералами или глиной трения и не заполненные, обводненные от капежа до водопритока с дебитом до 30-60м3/ч и сухие. Породы и руды блочного строения, часто со следами скольжения, волочения, рассланцевания и дробления. Контакт руд и пород висячего бока, как правило, тектонический со сложной конфигурацией; лежачий - нечеткий отбивается по данным опробования. Расстояние между трещинами одной и той же системы изменяются от 3-5см до нескольких метров независимо от глубины трещины заполнены кальцитом, гематитом, хлоритом, кварцем. Раскрытие трещин от долей миллиметра до 8-10мм. Породы и руды вблизи трещины рассланцованы и раздроблены, имеют глинку трения. Рудное тело на всем протяжении пересечено сериями даек высокой крепости; которые разбивают рудные и породные массивы на отдельные структурные блоки. 4. Геофизическая характеристика Ново-Учалинское медно-колчеданное месторождение расположено в юго-восточной части Республики Башкортостан на южной окраине г. Учалы, в 2 км к югу от эксплуатируемого Учалинского месторождения, на границе горного отвода Учалинского рудника. Рудные залежи Ново-Учалинского и Учалинского месторождения имеют единый генезис, во многом сходен состав вмещающих пород и руд. Рудная залежь Ново-Учалинского месторождения представляет собой меридионально вытянутое деформированное линзовидное тело, локализующееся в призамковой части горст-антиклинальной вулканической структуры на контакте кислых и основных вулканитов . Прослеженная протяженность рудного тела по простиранию – 1400 м. Длина рудного тела по падению – от 160 м до 900 м и более «нижняя выклинка к настоящему времени не оконтурена». Простирание рудного тела в северной части близмеридиональное, в центральной и южной частях – северо-западное. Глубина по вертикали от поверхности до верхней выклинки в северной части составляет 625 м, в южной – 1050 м. Мощность рудного тела изменчива: максимум зафиксирован в северной части – 146 м, в центральной части – 70 м. В поперечном разрезе рудное тело условно можно разделить на две части: верхнюю, слабее деформированную, где сконцентрирована основная масса руд и нижнюю, более деформированную «участок изгиба рудного тела». Углы падения нижней части рудного тела меняются от 35 на восток до близвертикального в выклиночной части. Основное отличие заключается в различной глубине формирования и залегания месторождений: Учалинское месторождение выходит на поверхность, а Ново-Учалинское залегает на глубинах 620 – 1300м. и относиться к глубокозалегающим рудным объектам, что предопределяет сложности в проведении разведочных работ при его изучении.  Таблица 1. Средний химический состав колчеданных руд Ново-Учалинского месторождения.  Таблица 2. Запасы Ново-Учалинского месторождения по сортам руд. 5.Экономическая оценка и характеристика местоположения Расширение рудной базы и производственной инфраструктуры, поиск все более совершенных методов и технологий ведения, открытых и подземных работ, а также обогащения руды специалисты комбината не прекращали никогда. Став частью крупного промышленного холдинга, Учалинский ГОК с успехом решает производственные задачи, реализует инвестиционные проекты и социальные программы вместе с УГМК. Последние годы стали для предприятия временем повышения эффективности производства и высокой социальной ответственности. Специалисты ОАО «УГМК» работают над оптимизацией проекта освоения Ново-Учалинского месторождения медноколчеданных руд, недр пользователем которого является АО «Учалинский ГОК» (Башкортостан, г. Учалы). Работа ведется под руководством службы директора по трансформации ОАО «УГМК» при непосредственном участии специалистов АО «Учалинский ГОК», АО «Уралмеханобр», ООО «Шахтостроительное управление» и консалтинговых компаний. Так, в течение 2020 года была пересмотрена и актуализирована экономическая модель проекта. Подготовлены предложения по повышению эффективности реализации проекта с максимально сжатыми сроками выхода рудника на производительность 1,6 млн. и 4,5 млн. тонн руды в год. Отметим, что годовая производительность в 1,6 млн. тонн руды является промежуточным показателем. После выхода Ново-Учалинского рудника на производственные мощности уровень добычи руды составит 4,5 млн. тонн в год. В ходе разработки мероприятий по оптимизации проекта рабочей группой предложено ускорить сроки строительства промышленных объектов и выхода рудника на проектную производительность, что положительно скажется на экономической составляющей проекта. Предложенные организационно-технические решения, такие как применение технологии надвига надшахтного здания с копром, увеличение темпов проходки горно-капитальных выработок до 90-150 м/мес., снижение срока набора нормативной прочности закладки и другие, позволят сократить срок ввода объекта в эксплуатацию с набором максимальной производительности Ново-Учалинского рудника. В рамках нового графика строительства пересмотрены сроки начала сооружения основных капитальных объектов рудника. Возведение части объектов запланировано на 2021 год. Одним из решений по повышению эффективности процесса отработки запасов Ново-Учалинского месторождения является применение технологии камерной системы разработки с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями с ускоренными сроками набора нормативной прочности. Это возможно сделать за счет увеличения массовой доли цемента в составе закладочного материала. Данное предложение требует разработки новых составов твердеющих смесей и проведения полупромышленных испытаний на руднике. На сегодняшний момент уже разработан и представлен на утверждение график реализации ключевых оптимизационных решений по освоению Ново-Учалинского месторождения. Заключение Медь по объемам потребления - второй цветной металл после алюминия. Более 70 % ее потребления связано с электротехникой, 15 % идет на элементы строительных конструкций, 5 % - детали машин и механизмов, 4 % - транспортные конструкции и 4 % - на другие виды изделий, включая оружейное производство. Любое промышленное производство провоцирует ряд экологических проблем. Главными экологическими проблемами медной промышленности являются загрязнение воздуха и воды. Медеплавильные производства обычно располагают собственными мощностями по водоподготовке и замкнутыми водооборотными циклами. Большая часть побочных продуктов и отходов поступает на вторичную переработку. Из-за потенциальной опасности ряда твёрдых отходов и жидких стоков, если они хранятся и обращаются с нарушением установленных требований, имеется существенный риск загрязнения почвы. Поэтому многие предприятия в мире стараются свести к минимуму нарушения по экологической безопасности все стадии производства. В данной контрольной работе я более подробно изучил Ново-Учалинское месторождение медной руды. Рассмотрел геологическую, гидрогеологическую, геофизическую и геохимическую характеристики месторождения. А также дал экономическую оценку и характеристику местоположения. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Гинзбург А.И., Григорьев В.М., Смирнов В.И., Яковлев Г.Ф. Курс рудных месторождений //Недра, Москва, 1986 г., 360 стр., УДК: 553.3. 2. Шпайхер Е. Д. Месторождения полезных ископаемых и их разведка: учебное пособие / Е.Д. Шпайхер, В.А. Салихов; СибГИУ. - Новокузнецк, 2003. - 199 с. 3. Вахромеев С.А. Краткий курс месторождений полезных ископаемых. М.: Высшая школа, 1967. -472 с. 4. Яковлев П.Д. Промышленные типы рудных месторождений. М.: Недра, 1986. – 358 с. 5. Минеральное сырье. Общие положения: Справочник. – М.: ЗАО« Геоинформмарк», 1997. – 69 с. 6. Недра России. Полезные ископаемые / А.А. Смыслов, Н.В. Межеловский, А.Ф. Морозов и др.; Под ред. Н.В. Межеловского, А.А. Смыслова; Санкт-Петербург. гор. ин-т., Меж регион. Центр по геол. картографии. – СПб.; М., 2001. – 547 с. |