А4295 Кировский рудник. 1 Характеристика района и месторождения 1 Общие сведения
 Скачать 54.3 Kb.
|
1 Характеристика района и месторождения1.1 Общие сведенияКукисвумчоррское и Юкспорское месторождения апатит-нефелиновых руд находятся в Кировском районе Мурманской области, в 5,5 км от г. Кировска. Месторождения расположены в пределах сильно расчленённого Хибинского горного массива, возвышающегося над окружающей холмистой равниной на 400…700 м и разделенного глубоко врезанными долинами преимущественно субширотного простирания [1]. 1.2 Геологическое строение месторожденийВсе месторождения апатит-нефелиновых руд района пространственно и генетически связаны с ийолит – уртитовой интрузией Хибинского щелочного массива. Апатитовое оруденение образует согласно залегающие с вмещающими породами залежи, которые группируются в пределах трех рудных полей. Кукисвумчоррское и Юкспорское месторождение представляют собой части единой Кукисвумчорр-Расвумчоррской рудной залежи юго-западного рудного поля. Кукисвумчоррское месторождение расположено в краевой северной части рудного поля, простираясь от границы выклинивания рудной залежи на северо-западе на 2,4 км и юго-востоку до условной границы с Юкспорским месторождением по геологическому разрезу, разделяющему месторождения. Центральная часть рудной залежи месторождения представлена линзообразным телом мощностью от 235 м в приповерхностной части до нескольких метров в зоне выклинивания (абсолютные отметки минус 400…600 м). Северо-западная часть залежи имеет пластообразную форму, осложненную пережимами и раздувами, мощностью от нескольких метров до 30 м. Падение залежи северо-восточное, вблизи дневной поверхности (до абсолютных отметок 100…200) пологое (25…300), достигая 600 на глубине выклинивания. Юкспорское месторождение простирается на 3,35 км к юго-востоку от границы с Кукисвумчоррским до условной границы по геологическому разрезу 29 с месторождением Апатитовый Цирк. Рудная залежь месторождения пластообразная. По особенностям геологического строения, морфологии и качеству руды залежь разделена на участки Юкспор (северо-западный) и Гакман (юго-восточный) по геологическому разрезу 21. Залежь прослежена от поверхности эрозионного среза до полного выклинивания на абсолютных отметках минус 500…600 м (участок Юкспор) и 0…(-)400 м (участок Гакман). Падение залежи – на восток – северо-восток под углом 30…400 до абсолютных отметок 0…100 м, плавно увеличивающимся ниже до 40…500. Мощность залежи на участке Юкспор достигает 160…240 м, на участке Гакман 40…70 м. В отличие от участка Юкспор, на участке Гакман рудное тело выклинивается по восстанию на абсолютных отметках 430…450 м. Вмещающие породы месторождений представлены подстилающими рудную залежь массивными уртитами и покрывающими – трахитоидными ийолитами и ийолит – уртитами. Верхний контакт залежи с вмещающими породами в большинстве случаев четкий, в лежачем боку руда переходит в массивные уртиты постепенно, через обогащенные апатитом уртиты мощностью до 50 м, содержащие от 2 до 4 % Р2О5. Рудная залежь месторождений имеет зональное строение (кроме глубоких горизонтов участка Юкспор и всего участка Гакман Юкспорского месторождения). В залежи выделены верхняя (богатая) и нижняя (бедная) зоны. В рудной залежи встречаются дайки мончикитов мощностью до 15 м и линейные зоны окисления мощностью до 40 м, приуроченные к верхним горизонтам и затухающие с глубиной [1]. 1.3 Качественная характеристика и запасыРуды рассматриваемых месторождений по текстуре и минеральному составу аналогичны рудам других хибинских месторождений. Текстурные разновидности руды: пятнистая, пятнисто-полосчатая, линзовидно-полосчатая, полосчатая, брекчиевая, блоковая, массивная, сетчатая, апатитовый уртит, сфен-апатитовая. Средний минеральный состав руды, в зависимости от слагающих ее текстурных типов, следующий (в %): апатит 10,98…71,92; нефелин 18,41…65,35; эгирин 4,88…18,04; сфен 1,36…22,68; титаномагнетит 0,36…4,6; полевой шпат 0,21…4,01. Наибольшее содержание апатита и наименьшее – нефелина в пятнистой руде, обратное соотношение этих минералов – в апатитовом уртите. Содержание Р2О5 в руде уменьшается с глубиной. По простиранию существенная разница в содержаниях Р2О5 наблюдается на Юкспорском месторождении: в слое между абсолютными отметками 106 и 476 м среднее содержание Р2О5 на участке Юкспор составляет 15,5 %, а на участке Гакман – 12,6 %. Физико-механические свойства руд и вмещающих пород, а также запасы месторождений, принятые к подземной отработке на 01.01.15. представлены в таблицах 1.1–1.2. Таблица 1.1 Физико-механические свойства руд и вмещающих пород
* изменяется в зависимости от содержания Р2О5. Таблица 1.2 Балансовые запасы руды принятые к подземной разработке на01.01.15
Хибинский массив нефелиновых сиенитов и ийолит-уртитов, с которыми связаны месторождения апатит-нефелиновых руд, разрабатываемых рудниками АО «Апатит», в геологическом отношении представляет собой сложную многофазную щелочную интрузию центрального типа, приуроченную к региональному тектоническому разлому. Породы разрабатываемого ийолит-уртитового комплекса слагают мощную коническую интрузию дугообразной формы. Внутреннее строение этой дуги неоднородно. Месторождения Кукисвумчоррское, Юкспорское, «Апатитовый цирк» и «Плато Расвумчорр» (центральная группа месторождений) - имеют относительно простые формы залежи: четкий контакт с покрывающими породами, выдержанность по простиранию и уменьшение мощности с глубиной. Большая часть Расвумчоррского месторождения сходна с предыдущими месторождениями. Но уже на Восточном Расвумчорре отмечается брекчирование пород. Коашвинское и Ньоркпахкское месторождения представлены несколькими горизонтами апатит-нефелиновых руд, часто брекчированных [2]. Апатит-нефелиновые руды в Хибинском массиве по текстурным особенностям подразделяются на пятнистые, пятнисто-полосчатые, линзовидно-полосчатые, сетчатые, блоковые и брекчии. Среди вмещающих пород наибольшее распространение имеют рисчорриты и ийолит-уртиты. Породы и руды имеют высокие показатели прочности и упругости. Предел прочности при сжатии руд составляет 80-150 МПа, пород – 120-250 МПа; при растяжении, соответственно, 3-10 МПа и 5-20 МПа. По прочности при одноосном сжатии породы и руды Хибинских месторождений подразделяются на шесть категорий (таблица 1.3). Модуль упругости руд равен 30-60 ГПа, пород – 50-60 ГПа. Породы и руды имеют высокие показатели коэффициента хрупкости (10-25), определяемые как отношение пределов прочности при сжатии к прочности при растяжении. Трещиноватость пород на месторождениях представлена четырьмя системами трещин: пологопадающими и наклонными трещинами 1-й системы (свыше 60 %) и крутопадающими трещинами 2-4-й систем (суммарно меньше 40 %). Общая трещиноватость с глубиной уменьшается. Увеличивается крутизна трещин 1-й системы. Выделяются крупноблоковые и мелкоблоковые трещины. Крупноблоковые трещины имеют протяженность, исчисляемую десятками и сотнями метров, величина их раскрытия меняется в пределах 1-50 мм, трещины заполнены гидротермальными минералами. Мелкоблоковые трещины имеют протяжённость не более десятка метров. Как правило, эти трещины прослеживаются в выработках, нередко прерываясь и переходя друг в друга. Их раскрытие составляет доли миллиметра. Некоторые из них также заполнены гидротермальными минералами. Таблица 1.3 Классификация пород и руд по прочности
По интенсивности трещиноватости породы подразделяются на пять категорий (таблица 1.4). Таблица 1.4 Классификация пород и руд апатит-нефелиновых месторождений по интенсивности трещиноватости
В целом превалируют слаботрещиноватые и среднетрещиноватые породы. Встречаются зоны раздробленных трещинами и окисленных руд и пород. Доля их незначительна – 3-9 % и с глубиной уменьшается. Апатитовые месторождения центральной группы представляют собой непрерывную пластообразную залежь, осложнённую раздувами (линзами) и пережимами (резким уменьшением мощности) между ними. Одна линза объединяет Кукисвумчоррское и Юкспорское месторождения, вторая – «Апатитовый Цирк» и «Плато Расвумчорр». Оба линзообразных тела сходны по своим морфоструктурным особенностям. В плане рудное тело имеет линейно-вытянутую форму и симметричное строение. Его протяженность составляет около 11 км. На этом интервале выявлена система радиальных и концентрических разломов III ранга, разделяющих массив на блоки. Радиальные разломы (Северный, Саамский, Гакмановский, Юкспорлакский, Расвумчоррский и «Дразнящее эхо») отстоят друг от друга на 2-2.5 км, концентрические - на 3-3.5 км. Разломы представляют собой систему параллельных трещин, нередко ветвящихся как в плане, так и по вертикали. Часто разломы характеризуются наличием в них зон изменения пород (шпреуштейнизации) различной интенсивности вплоть до полной переработки первичных минералов. Мощность таких зон составляет от нескольких сантиметров до первых десятков метров [3]. Одним из основных геомеханических факторов, определяющих устойчивость выработок и конструктивных элементов систем разработки на апатитовых рудниках, является высокая тектоническая напряженность массива пород. Параметры регионального поля напряжений нетронутого массива по данным инструментальных измерений на разрабатываемых Хибинских месторождениях представлены в таблице 1.5. На рисунке 1.1 приведены графики изменения напряжений по глубине с прогнозом их величин до нулевой абсолютной отметки. Таблица 1.5 Напряженное состояние массива пород на отрабатываемых горизонтах Хибинских рудников
Примечание. 1. В тексте указаний приняты следующие обозначения: max, пр, min – компоненты главных напряжений (максимальная, промежуточная, минимальная); 3, 2, 1 – проекции компонент главных напряжений (максимальной, промежуточной, минимальной) на плоскость соответствующего чертежа; x, y, z– компоненты нормальных напряжений (направление оси x – по простиранию рудного тела, y - вкрест простирания рудного тела, z – вертикально вниз); д – компонента главных напряжений (максимальной, промежуточной, минимальной), квазиперпендикулярная рассматриваемой выработке; Все значения напряжений приводятся в МПа. 2. В числителе приведены данные для богатых руд, в знаменателе – для бедных руд и вмещающих пород. На всех глубоких горизонтах наблюдается явление превышения горизонтальными напряжениями вертикальных. Причем это превышение может быть весьма существенным, особенно во вмещающих породах лежачего бока (до 10 раз). Просматривается взаимосвязь горизонтальных напряжений с прочностными и деформационными свойствами пород. Более жестким высокоупругим породам соответствует больший уровень горизонтальных напряжений. Так величина напряжений в уртитах составляют (2570) МПа, в рудах – (1550) МПа. Из общих закономерностей напряженного состояния массива пород на различных рудниках Хибинского массива можно отметить следующее. Наблюдается рост напряжений с глубиной. Окисленные и раздробленные трещинами породы разгружены от тектонических напряжений. Однако они являются причиной концентрации напряжений в приконтактных с ними участках массива. Геодинамическое районирование отрабатываемых подземным способом месторождений позволило выделить на рассматриваемом участке два блока III ранга, примерно равных по площади – Кукисвумчоррско-Юкспорский. Блочное строение, высокие горизонтальные напряжения, прочные хрупкие породы, динамические формы проявления горного давления позволяют отнести отрабатываемые месторождения к склонным и опасным по горным ударам. Под воздействием, с одной стороны, инженерной деятельности, связанной с разработкой месторождений, а с другой – естественных геологических процессов в земной коре, происходит либо реализация внезапных подвижек блоков по разломам относительно друг друга, либо прорастание новых трещин как внутри блоков, так и в приконтурной части выработок, что выражается в виде сейсмических событий различного энергетического уровня (от техногенных землетрясений до микроударов, а также разрушений горных выработок и целиков). За годы отработки Хибинских месторождений (по состоянию на декабрь 2009 года) на подземных, а в последние годы и на открытых рудниках, зафиксировано 15 техногенных землетрясений, 13 горно-тектонических ударов и 35 горных ударов и микроударов. Практически повсеместно на подземных горизонтах в выработках и других конструктивных элементах систем разработки проявляются процессы шелушения, стреляния и динамического заколообразования пород. Хибинские месторождения апатит-нефелиновых руд отнесены к склонным и опасным по горным ударам [3]. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||