Гидрогеология, Инженерно-геологические условия месторождения - Проект горнодобывающего предприятия, разрабатывающего железорудное месторождение подземным способом

В гидрогеологическом отношении район месторождения характеризуется тремя основными водоносными горизонтами (в. г.).

Коньяк-туронский в. г. приурочен к зонам трещиноватости мелов и мергелей. Водообильность характеризуется удельным дебитом от 0,1 до 0,5 л/с, коэффициентом фильтрации 5-20 м/сут.

Сеноман-альбский в. г. (напорный) приурочен к толще песков средней мощностью 30 м. Нижним водоупором является юрская глина, верхним-монолитный мел. Коэффициент фильтрации 8-22 м/сут.

Нижнепротерозойский или нижнепротерозойско-архейский в. г. приурочен к коре выветривания докембрийских образований, а также к зонам трещиноватости и тектоническим нарушениям пород. Проявление обводненности весьма неравномерное.

Инженерно-геологические условия месторождения

В инженерно-геологическом отношении месторождение очень сложное. Здесь развиты разнообразные комплексы обводненных пород, различающихся по литологическому, минеральному составу и физико-механическим свойствам.

По условиям разработки, в соответствии с геологическими и инженерно-геологическими особенностями, на месторождении выделяются два горно-геологических яруса: первый - рудно-кристаллический комплекс архей-протерозойских пород; второй - осадочная толща.

Наиболее слабыми в отношении устойчивости подземных выработок в первом ярусе являются участки верхних горизонтов, где распространены дайки, превращенные выветриванием в глиноподобные породы, межрудные прослои сланцев, контакты даек с богатыми рудами, разбитые многочисленными трещинами.

Осадочная толща в соответствии с литологическим составом и физико-механическими свойствами пород подразделяется на шесть горизонтов: глинистые отложения девона; глинистые отложения юры; алевритовые отложения неокома; песчаные отложения апта и альб-сеномана; мело-мергельные отложения турон-сантона; палеоген-четвертичные песчаные глины, алевриты, суглинки и пески.

Разработка Коробковского месторождения ведется подземным способом, поэтому особое внимание уделяется изучению пород рудно-кристаллического комплекса архей - протерозоя.

В разрезе комплекса рудно-кристаллических пород по Коробковскому месторождению выделяются четыре зоны инженерно-геологической глубинной зональности, предложенные институтом "НИИКМА". В таблице 1.7.1 приведена характеристика этих зон.

Таблица 1.7.1

Зоны инженерно-геологической глубинной зональности

Наименование зон

Характерные значения

Отношение сухих пород к воде

Сопротивление сжатию, кг/см2

Пористость, %

1. Зона скальных крепких пород

>400

0.5

Поглощение влаги незаметно

2. Зона слабо выщелоченных скальных пород (зона полуокисленных пород)

100-400

6-16

Заметно поглощение влаги

3. Зона сильно выщелоченных полускальных пород (зона окисленных пород)

20-100

17-27

Сильное поглощение влаги

4. Зона рыхлого элювия и богатых руд (подзона сцементированных руд)

10-400

От 0 до 40

Жадное поглощение влаги в зоне рыхлого элювия

Верхняя часть этих пород, мощностью до 10-45 м, большей частью выветрелая, обладающая низкими показателями по прочности. Невыветрелые породы в целом очень крепкие, но в зонах тектонических нарушений они ослаблены. Наряду с изменением прочности пород, изменяется их трещиноватость, а значит и устойчивость пород в горных выработках. В связи с этим выделяется 4 основные зоны пород по устойчивости:

    1. Слабоустойчивые породы древней коры выветривания; 2. Слабоустойчивые, сильнотрещиноватые породы в зонах тектонических нарушений. Здесь отмечаются частые зеркала скольжения. Модуль трещиноватости пород более 20; 3. Устойчивые породы зон брекчирования, рассланцевания и участков трещиноватости, залеченной вторичными минералами (кальцит, биотит, тальк и другие). Модуль трещиноватости пород - 5-20; 4. Весьма устойчивые монолитные и слабо трещиноватые породы. Модуль трещиноватости менее 5.

В таблице 1.7.2 приведены физико-механические свойства трех зон по устойчивости.

Таблица 1.7.2

Физико-механические свойства зон по устойчивости

Наименование пород

Плотность, т/м3

Предел прочности при сжатии, МПа

Пористость, %

Водопоглощение %

1. Слабоустойчивые тектонические зоны

Железистые кварциты

3.43

78

5.33

0.27

Сланцы

2.77

30

3.94

0.41

2. Зона устойчивых пород

Железистые кварциты

3.42

82

5.32

0.22

Сланцы

2.85

36

2.79

0.37

3. Зона весьма устойчивых пород

Железистые кварциты

3.40

130

3.69

0.15

Сланцы

2.85

77

2.51

0.15

Кварцито-песчаники

2.64

140

2.27

0.13

Кварцевые порфиры

2.68

81

2.35

0.12

Дайковые породы (диорит-порфирит)

2.83

98

2.75

0.17

Горизонт отработки по участкам Коробковского месторождения (минус 71 м минус 125 м) располагается в зоне скальных крепких пород. Продуктивная толща представлена крутопадающими и вертикально залегающими неокисленными железистыми кварцитами, кварцево-биотитовыми и кварцево-слюдистыми межрудными сланцами. Кровля и подошва горизонта отработки устойчивы, за исключением участков с тектоническими нарушениями.

На Юго-Западной залежи также отмечаются зоны повышенной трещиноватости, иногда с зеркалами скольжения. Мощность этих зон от первых метров до 10-20 м. Ослабленные зоны приурочены также к прослоям чередующихся сланцев, мощностью от 3 см до 5 см. При проходке горных выработок ослабленные зоны, в которых возможны вывалы пород, подлежат креплению.

Неокисленные железистые кварциты представляют собой весьма крепкие породы. Сопротивление сжатию находится в пределах от 724 кг/см2 до 2973 кг/см2. Объемный вес их колеблется от 3,03 г/см3 до 3,59 г/см3. Средний объемный вес составляет 3,4 г/см3 Естественная влажность в среднем составляет 0,05%. Эти кварциты весьма устойчивы.

В зонах древнего брекчирования и там, где трещиноватость залечена вторичными минералами, железистые кварциты устойчивы. Их сопротивление сжатию находится в пределах от 495 кг/см2 до 1384 кг/см2, объемный вес колеблется в пределах от 3,27 г/см3 до 3,60 г/см3.

На участках, в зонах интенсивной трещиноватости, неокисленные железистые кварциты, подвергшиеся воздействию различных водных растворов, несколько ослаблены. Сопротивление сжатию здесь составляет 500-700 кг/см2.

Различные невыветрелые сланцы, амфиболиты, диорит-порфириты и другие скальные породы имеют сопротивление сжатию более 400 кг/см2. Объемный вес невыветрелых сланцев колеблется в пределах от 2,69 г/см3 до 3,19 г/см3, естественная влажность 0,0-13,3%, пористость - 2,5-21,1%.

В зоне выветривания физико-механические свойства сланцев ослабляются. Сопротивление сжатию уменьшается от 400 кг/см2 до 4-230 кг/см2. Объемный вес выветрелых сланцев уменьшается от 2,58-3,09 г/см3 до 2,06-2,82 г/см3, естественная влажность 0,0-13,3%, а пористость увеличивается от 2,5-21,1% до 12,4-56,3%.

геологический разрез

Рис. 1. Геологический разрез

В зонах тектонических дроблений, в приконтактовых частях с кварцитами, в зоне смятия, развитой в юго-восточной части Стретенского участка, между Стретенской и Западной залежью Лебединского месторождения, сланцы сильно рассланцованы до плиток, толщиной от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Сопротивление сжатию сланцев снижается до 61-400 кг/см2. При проходке горных выработок по этим ослабленным зонам возможны небольшие вывалы пород.

Кварцевые порфиры в целом устойчивы. Их объемный вес в среднем составляет 2,68 г/см3, сопротивление сжатию 812 кг/см2. В зоне выветривания эти параметры уменьшаются соответственно до 2,51-2,63 г/см3 и до 250-330 кг/см2. Наибольшей прочностью обладают кварцито-песчаники стойленской свиты. Среднее сопротивление сжатию составляет 1398 кг/см2, объемный вес 2,64 г/см3. В зоне выветривания сопротивление сжатию уменьшается до 788 кг/см2, а объемный вес составляет 2,67 г/см3.

Похожие статьи




Гидрогеология, Инженерно-геологические условия месторождения - Проект горнодобывающего предприятия, разрабатывающего железорудное месторождение подземным способом

Предыдущая | Следующая