Особенности разведки месторождения строительного и облицовочного камня

Реферат

На тему: «Особенности разведки месторождения строительного и облицовочного камня»

Выполнил:

Студент СамГТУ

3-НТФ-7

Никулина Кристина

Проверил:

Бортников М. П.

Самара 2012

Содержание:

1.Общие сведения………………………………………………………………………………..1-3стр.

2.Групировка месторождений по сложности геологического строения для целей разведки ……………………………………………………………………………………3-4 стр.

3.Требования к изучению месторождений…………………………………………4-8 стр.

4. Требования к подсчету запасов……………………………………………………….9-10 стр.

5. Подготовленность разведанных месторождений для промышленного освоения……………………………………………………………………………………………….10 стр.

6.Используемая литература…………………………………………………………………11 стр.

1.Общие сведения.

Для получения строительного и облицовочного камня используются изверженные (интрузивные и эффузивные), метаморфические и осадочные горные породы. Пригодность пород для применения в качестве строительного и облицовочного камня определяется их физико-механическими свойствами. Для отдельных направлений промышленного использования камня существенное значение имеет минеральный и химический состав, а также структура и текстура.

Продукция предприятий, выпускающих естественные каменные строительные материалы, подразделяется на штучный и рваный камень.

Штучный камень представляет собой изделия правильной формы, обработанные путем откола, обтеса, распиливания естественного камня (облицовочный, стеновой, бортовой камень, плиты, электрощиты, брусчатка и шашка, плитняковый бутовый камень), а также фигурные и промышленные каменные изделия (валы, жернова, бегуны).

Рваный камень представляет собой куски породы неправильной формы, получающиеся в результате взрыва или дробления, а также отходы от обработки блоков и плит. К рваному камню относится бутовый камень произвольной формы и щебень.

Требования промышленности к каменным строительным материалам устанавливаются в зависимости от области их применения и регламентируются государственными, отраслевыми стандартами или техническими условиями.

Облицовочный камень применяется в виде блоков для изготовления монументов, скульптур, архитектурно-строительных деталей (орнаментов, барельефов, колонн) или в виде плит с различной фактурой поверхности для внешней и внутренней облицовки стен зданий и сооружений, в качестве электрощитов и для настила полов.

Для получения облицовочных материалов используются различные горные породы, обладающие декоративными свойствами. Из твердых, прочных и морозостойких пород (гранит, сиенит, диорит, лабрадорит, габбро, базальт, кварцит и др.) получают материалы, применяемые для наружной облицовки зданий, устройства лестниц и площадок, парапетов и плит для настилки полов в помещениях с интенсивным движением людских потоков; из пород средней крепости и мягких, неморозостойких (мрамор, мраморовидный известняк, известняк, травертин, доломит, гипс и др.) изготавливают в основном материалы для внутренней облицовки зданий, устройства внутренних лестниц и площадок, настилки полов со слабым движением людских потоков.

Обязательным требованием для облицовочного камня является возможность получения блоков необходимых размеров, формы и характера поверхности, позволяющих изготовлять стандартные плиты.

Блоки облицовочного камня, получаемые из указанных пород, должны отвечать требованиям ГОСТ 9479-84, а облицовочные плиты, изготавливаемые из блоков путем распиловки — требованиям ГОСТ 9480-89.

В соответствии с ГОСТ 9479-84 при оценке камня в качестве облицовочного лимитируются предел прочности при сжатии, морозостойкость, коэффициент размягчения. Определение показателей качества производится по методике, предусмотренной государственными стандартами.

При определении прочности на сжатие породу исследуют в трех состояниях: сухом, водонасыщенном и после замораживания.

Стеновой камень разделяется на пильный и штучный грубоколотый.

Пильный камень, получаемый путем выпиливания из массива горной породы или путем распиливания блоков-заготовок, предназначается для кладки наружных и внутренних стен, фундаментов и других частей зданий и сооружений и изготавливается из известняков, туфов, доломитов, песчаников, гипсового камня и других мягких пород.

Бортовой камень изготавливается из изверженных, плотных осадочных пород, не затронутых выветриванием. Оценка горных пород, применяемых для изготовления бортовых камней, производится в соответствии с ГОСТ 6666-81, который регламентирует показатели прочности при сжатии, морозостойкость, а также размеры камня. Горные породы, используемые для получения бортового камня, не должны содержать зерен пирита.

Бутовый камень изготавливается из плотных горных пород, не затронутых выветриванием, с объемной массой не менее 1800 кг/м³ и предназначается для кладки фундаментов стен, устройства отмостки вокруг зданий, укрепления земляных откосов, дорожного строительства, в качестве заполнителя в бутобетоне.

Физико-механические свойства, форма и размерность кусков бутового камня должны удовлетворять ГОСТ 22132-76. Они не должны иметь трещин и содержать прослоев слабых пород и включений, размягчающихся или существенно изменяющихся в объеме при переменном увлажнении и высыхании.

Щебень для строительных работ изготавливается из изверженных, метаморфических и осадочных пород путем их дробления и предназначается для всех видов строительных работ (щебень для различных бетонов, балластного слоя железнодорожного пути, строительства автомобильных дорог и т. д.).

Физико-механические свойства и петрографический состав щебня должны удовлетворять ГОСТ 8267-82, согласно которому в зависимости от крупности щебень подразделяется на фракции: от 5 (или от 3) до 10, от 10 до 20, от 20 до 40, от 40 до 70 мм. Для производства искусственных облицовочных плит широко применяется декоративный щебень, получаемый из горных пород красивой окраски.

Применяемые способы добычи и переработки камня должны обеспечить:

выпуск товарного камня требуемого качества и ассортимента;

максимально возможный его выход из горной массы;

сохранность при добыче необходимых природных свойств камня (блочность, декоративность);

максимально возможное комплексное использование сырья;

минимально возможную себестоимость получаемой продукции.

Выбор рациональной системы разработки месторождения камня производится в результате технико-экономического анализа вариантов разработки и технологических схем переработки сырья. При переработке горных пород (в особенности карбонатных) на щебень часто применяют промывку, а также обеспылевание и сушку щебня. В последнее время для получения высокопрочного щебня стали применять различные способы обогащения.

2. Групировка месторождений по сложности геологического строение для целей разведки.

По сложности геологического строения месторождения строительного и облицовочного камня соответствуют 1-й и 2-й группам «Временной классификации месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых», 1994 год.

К 1-й группе относятся:

месторождения, представленные массивными залежами изверженных пород однородного состава с выдержанными физико-механическими свойствами, ненарушенным или слабо нарушенным залеганием.

месторождения, представленные горизонтально залегающими или пологопадающими пастообразными телами, ненарушенные или слабо нарушенные тектоническими процессами. Месторождения этой группы сложены осадочными, эффузивными и метаморфическими горными породами, развитыми на больших площадях.

месторождения, представленные моноклинально залегающими, крутопадающими или смятыми в складки пластами и пластообразными телами, выдержанными по строению, мощности и качеству сырья, слабо затронутые разрывной тектоникой.

Ко 2–й группе относятся месторождения, представленные линзо- и пластообразными залежами, штоками, дайками и жилами с невыдержанными качественными показателями и интенсивным развитием разрывной тектоники или процессов карстообразования.

Месторождения строительного и облицовочного камня, относящиеся к 3-й и 4-й группам Временной классификации, в настоящее время практического значения не имеют и лишь в случае крайнего дефицита в камне и его высоких декоративных качеств могут представлять промышленный интерес.

Принадлежность месторождения к той или иной группе устанавливается исходя из степени сложности геологического строения основных тел полезного ископаемого, заключающих преобладающую часть запасов месторождения (не менее 70%).

3.Требования к изученности месторождений.

На всех вновь выявленных месторождениях строительного и облицовочного камня до перехода к детальной оценке и разведке производится предварительная оценка в объемах, необходимых для обоснования их промышленного значения.

По результатам предварительной оценки составляются технико-экономические расчеты (ТЭС) о целесообразности проведения дальнейших геологоразведочных работ и определяются параметры оценочных кондиций. В случае отрицательных результатов ТЭС работы на объекте прекращаются, и по нему составляется отчет.

На стадии поисков и предварительной оценки породы должны быть изучены на присутствие в них минералов благородных и редких металлов. При наличии этих минералов (в особенности золота) в количестве, которое может представлять промышленный интерес, следует получить согласие заинтересованного ведомства на использование этих пород в качестве строительного и облицовочного камня. В противном случае эти породы должны рассматриваться как руда соответствующего металла.

Детальная оценка выполняется с целью получения достоверных данных для надежной геологической, технологической и экономической оценки промышленной значимости месторождения. Работы выполняются в экономических обоснованных контурах.

Разведка производится только на месторождениях, получивших положительную оценку по данным детальной оценки и намеченных к промышленному освоению в ближайшие годы, в границах, установленных ТЭДом и уточненных заданиями потребителей.

По разведуемому месторождению необходимо иметь топографическую основу, масштаб которой соответствовал бы его размерам, геологическим особенностям и рельефу поверхности. Топографические карты по месторождениям строительного и облицовочного камня составляются в масштабах 1:1000-1.10000. На топографическую основу должны быть нанесены по данным инструментальной привязки все разведочные и эксплуатационные выработки (скважины, канавы, шурфы, траншеи, карьеры, штольни и др.), а также естественные обнажения. Все подземные горные выработки наносятся на планы по данным маркшейдерской съемки. Маркшейдерские планы обычно составляются в масштабах 1:200-1:1000.

По району месторождения необходимо иметь геологическую карту масштаба 1:25000-1:200000 с соответствующими разрезами, которые должны отражать геологическое строение района, а также площадей, перспективных на выявление новых месторождений.

Результаты проведенных в районе геофизических исследований следует учесть на геологических картах и разрезах к ним и отразить на сводных планах интерпретации геофизических аномалий в масштабе представляемой геологической карты.

Геологическое строение месторождения должно быть детально изучено и отражено на геологической карте масштаба 1:1000-1:10000, геологических разрезах, погоризонтных планах и проекциях. Необходимо, чтобы геологические и геофизические материалы по месторождению давали представление о форме, условиях залегания, размерах, внутреннем строении, характере выклинивания, закарстованности, трещиноватости, тектонической нарушенности тел полезного ископаемого, их взаимоотношении с вмещающими литолого-петрографическими комплексами пород и разрывными нарушениями с детальностью, необходимой и достаточной для обоснования подсчета запасов.

Поверхностные части должны быть изучены с детальностью, позволяющей установить мощность и состав покровных отложений, положение выходов на поверхность тел полезного ископаемого, верхней границы невыветрелых пород, положение и характер тектонических нарушений, а также оконтурить крупные карстовые полости. Для этой цели помимо изучения естественных обнажений используются канавы, расчистки, шурфы и мелкие скважины.

Разведка месторождений строительного и облицовочного камня на глубину производится скважинами колонкового бурения.

Горно-разведочные выработки проходятся для изучения приповерхностных частей месторождения, определения выхода товарного камня, отбора технологических проб и для контроля данных бурения. При сложном рельефе поверхности целесообразна проходка штолен. Необходимость проходки горных выработок, их тип, объемы, назначение и соотношение со скважинами должны определяться в каждом конкретном случае исходя из особенностей геологического строения месторождения.

Расположение разведочных выработок и расстояние между ними должны определяться с учетом геологических особенностей месторождения, условий залегания, морфологии, размеров и характера размещения тел полезного ископаемого, выдержанности их мощности вещественного состава и качества, а также предполагаемого способа разработки.

Участки и горизонты, намеченные при технико-экономическом обосновании производства разведки к первоочередной отработке, необходимо разведать наиболее детально.

Применяемая технология бурения должна обеспечить линейный выход керна не менее 80%. При этом суммарная длина ненарушенных столбиков керна, из которых изготавливаются образцы для физико-механических испытаний, должна составлять не менее 25% общей мощности каждой разновидности строительного и не менее 50% облицовочного и стенового камня.

Для литологического расчленения разреза, установления мощности и строения пород вскрыши, изучения рельефа поверхности полезной толщи, выявления крупных тектонических нарушений и карстовых полостей, а также изучения трещиноватости пород на глубине целесообразно использовать геофизические методы разведки.

Все разведочные, а также эксплуатационные выработки и обнажения документируются по типовым формам. При документации выработок необходимо фиксировать петрографический состав, структуру и текстуру пород, их трещиноватость и отдельность, степень выветрелости, границы между неизмененными, затронутыми выветриванием и выветрелыми породами.

Все разведочные и эксплуатационные выработки, вскрывшие полезное ископаемое, а также характерные обнажения должны быть опробованы. Пробы отбираются для производства:

физико-механических испытаний;

минералого-петрографических исследований;

определения химического состава, а на месторождениях облицовочного камня — для исследования декоративных свойств.

При разведке месторождений строительного и облицовочного камня основным видом опробования является штуфное. В скважинах образцы для физико-механических испытаний следует отбирать в виде столбиков керна длиной не менее 6-7 см при общей длине, достаточной для изготовления 16-ти образцов для испытаний по полной программе и 5-ти — по сокращенной. Для характеристики прочности камня в интервалах, представленных разрушенным керном, по части выработок необходимо отобрать пробы для испытаний на прочность по дробимости при сжатии в цилиндре. Размеры штуфов, отбираемых из горных выработок, должны быть 20 x 20 x 20 см для испытаний по полной программе и 5 x 5 x 8 см — по сокращенной.

Для проведения испытаний по полной программе из штуфов, отобранных в горных выработках и из керна большого диаметра, следует вырезать необходимое количество образцов, имеющих одинаковую форму и размеры; при изготовлении образцов необходимо выдерживать правильность их геометрической формы и добиваться хорошей пришлифовки поверхности граней, так как несоблюдение этих условий может привести к необоснованному занижению показателей прочности камня.

Минералого-петрографические исследования и предварительное изучение декоративных свойств камня следует производить на штуфах, монолитах или столбиках керна, которые отбираются одновременно с отбором проб для физико-механических испытаний.

Отбор проб из горных выработок для определения химического состава пород, как правило, производится бороздовым методом, а из скважин в пробу отбирается половина керна.

При разведке месторождений строительного камня, предназначенного для разработки на щебень, для проведения различных испытаний (в зависимости от области использования щебня) должны быть отобраны валовые пробы. Их масса в зависимости от степени выдержанности физико-механических свойств камня и характера исследований колеблется от 10-15 до 250 кг.

На месторождениях строительного и облицовочного камня необходимо определить химический состав горных пород по каждой литологической разновидности, обычно по 10-12-ти пробам. В пробах следует определить содержания SiO2, Fe2O3, AI2O3, SO3, CaO, MgO и потери при прокаливании.

Горным породам, разведуемым в качестве строительного или облицовочного камня, должна быть дана радиационно-гигиеническая оценка. Качество выполненных физико-механических испытаний камня и химических анализов должно систематически контролироваться путем производства контрольных анализов.

Технологические свойства строительного и облицовочного камня (определение скорости распиловки, шлифовки, фрезеровки, способности полироваться, фракционного состава щебня и, при необходимости, поведения его в бетоне) изучаются в лабораторных и полупромышленных условиях.

При разведке новых месторождений облицовочного камня декоративность, долговечность и способность принимать и сохранять полировку должны изучаться в специализированных институтах и лабораториях на отобранных для этой цели образцах пород.

При разведке месторождений должны быть установлены данные по технологии и экономике обработки камня: скорость и расход энергии на распиловку, фрезеровку и полировку. Эти показатели определяются на камнеобрабатывающих предприятиях, производящих распиловку блоков на плиты.

При разведке месторождений облицовочного камня должен быть определен выход из блоков облицовочных плит. Выход плит определяется путем распиливания блоков, отобранных из всех выделенных на месторождении разновидностей пород (не менее трех блоков для каждой разновидности). Для распиловки выбираются блоки всех групп по государственному стандарту независимо от наличия на них потребителя. Выход плит определяется раздельно непосредственно после распиловки и после каждой операции по изготовлению плит.

Направление, характер и объем полупромышленных технологических исследований устанавливаются программой, разработанной геологоразведочной организацией совместно с организацией, производящей технологическое изучение камня, а промышленные исследования (для новых типов сырья) согласовываются с отраслевым ведомством.

Технологические свойства строительного и облицовочного камня должны быть изучены с детальностью, обеспечивающей получение исходных данных для проектирования технологической схемы обработки с наиболее полным, рациональным и комплексным использованием полезного ископаемого.

Гидрогеологическими исследованиями должны быть изучены основные водоносные горизонты, которые могут участвовать в обводнении эксплуатационных горных выработок. По каждому водоносному горизонту следует установить его мощность, литологический состав, типы коллекторов, условия питания, взаимосвязь с другими водоносными горизонтами и поверхностными водами, положение уровней подземных вод и другие параметры, необходимые для расчета возможных водопритоков в горные выработки и разработки водопонизительных и дренажных мероприятий. Должны быть изучены химический состав и бактериологическое состояние вод, участвующих в обводнении месторождения, их агрессивность по отношению к металлу, бетону и полимерам, оценена возможность использования этих вод для водоснабжения, а также влияние их дренажа на действующие в районе месторождения водозаборы.

Инженерно-геологическими исследованиями должны быть установлены физико-механические свойства вмещающих и перекрывающих отложений, определяющие характеристику их прочности в естественном и водонасыщенном состоянии; изучены литологический и минеральный состав пород, их трещиноватость, слоистость и сланцеватость, физические свойства пород в зоне выветривания; выяснена возможность возникновения оползней, селей, лавин и других физико-геологических явлений, которые могут осложнить разработку месторождения.

Наиболее детально изучаются физико-механические свойства пород, определяющие устойчивость бортов карьера, а также влияние состава пород на здоровье человека. Объем и методика этих исследований определяются конкретным геологическими особенностями месторождения.

Следует выяснить местоположение площадей с отсутствием залежей полезных ископаемых, где могут быть размещены объекты производственного и жилищно-гражданского назначения, отвалы пустых пород; дать рекомендации по разработке мероприятий по охране недр, предотвращению загрязнения окружающей среды и рекультивации земель. Для решения вопросов, связанных с рекультивацией земель, необходимо определить мощность почвенного слоя, привести данные по агрохимическим исследованиям, токсичности пород вскрыши и возможности образования на них растительного покрова.

5.Требования к подсчету запасов.

Подсчет запасов строительного и облицовочного камня производится в соответствии с требованиями разделов I, II, III «Временной классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых», 1994 год. При подсчете запасов должны учитываться следующие дополнительные условия, отражающие специфику месторождений строительного и облицовочного камня.

1)Запасы категории подсчитываются на месторождениях 1-й и 2-й групп, в контурах разведочных выработок, а на месторождениях 1-й группы также в зоне геологически обоснованной экстраполяции, ширина которой по падению и простиранию не должна превышать расстояния, принятого для запасов категории В.

2) Запасы категории С1 подсчитываются в контуре разведочных выработок с включением зоны геологически обоснованной экстраполяции, ширина которой не должна превышать по простиранию и падению расстояния между выработками, принятого для категории С1. Выход товарного камня принимается по аналогии с более разведанными участками данного месторождения или с другими месторождениями. Погрешность разведанных запасов в подсчетных блоках категории С1 допускается в пределах ±25 — 40%.

3) Запасы категории С2 подсчитываются в контуре разведочных выработок с включением зоны геологически обоснованной экстраполяции, ширина которой не должна превышать по простиранию и падению расстояния между выработками, принятого для категории С2. Погрешность запасов в подсчетных блоках колеблется в пределах ±40 — 50%.

4) Ширина зоны экстраполяции в каждом конкретном случае для всех категорий запасов должна быть обоснована фактическими материалами. Не допускается экстраполяция в направлении зон тектонических нарушений, повышенной трещиноватости, уменьшения мощности пород, выклинивания и расщепления пластов, ухудшения качества строительного и облицовочного камня и горно-геологических условий их разработки.

Запасы подсчитываются раздельно для каждой области промышленного использования строительного или облицовочного камня по выделенным разновидностям в установленных при разведке контурах; при невозможности оконтуривания запасы определяются статистически. Запасы, находящиеся выше или ниже уровня подземных вод, подсчитываются раздельно.

Забалансовые запасы подсчитываются и учитываются в том случае, если в ТЭО кондиций доказана возможность их сохранности в недрах для последующего извлечения. При подсчете забалансовых запасов производится их подразделение в зависимости от причин отнесения к забалансовым (экономических, гидрогеологических или горнотехнических).

Запасы строительного и облицовочного камня, заключенные в охранных целиках крупных водоемов и водотоков, заповедников, памятников природы, истории и культуры, не подсчитываются. Запасы, находящиеся в охранных целиках капитальных сооружений и сельскохозяйственных объектов, подсчитываются лишь при крайнем дефиците строительного или облицовочного камня в районе и в соответствии с постоянными кондициями относятся к балансовым или забалансовым.

 На месторождениях строительного и облицовочного камня оценка общих запасов в геологических границах месторождения может не производиться. В этом случае кроме запасов, разведанных на заданную потребность, предварительно оцениваются запасы, не превышающие разведанные более чем в два раза. Оценка прогнозных ресурсов категории P1 на месторождениях строительного и облицовочного камня не производится.

При подсчете запасов и отнесении их к той или иной категории на разрабатываемых месторождениях должны учитываться фактические данные о морфологии, условиях залегания, мощности и качестве отдельных разновидностей строительного и облицовочного камня, полученные при разработке. Необходимо сопоставить данные разведки и разработки по запасам, подсчетным параметрам, качеству выделенных разновидностей строительного и облицовочного камня и особенностям геологического строения месторождения.

Подсчет запасов попутных полезных ископаемых и компонентов на место рождениях строительного и облицовочного камня производится в соответствии с «Положением о порядке изучения попутных полезных ископаемых и компонентов в месторождениях твердых полезных ископаемых», 1996 г.

 Подсчет запасов оформляется в соответствии с «Инструкцией о содержании, оформлении и порядке представления в ГКЗ материалов по подсчету запасов металлических и неметаллических полезных ископаемых», 1995 год.

5.Подготовленность разведанных месторождений для промышленного освоения.

Подготовленность разведанных месторождений строительного и облицовочного камня для промышленного освоения определяется в соответствии с требованиями пункта 21 раздела IV «Временной классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых», 1994 год. На разрабатываемых месторождениях (участках) соотношение категорий разведанных балансовых запасов, принимаемое при проектировании реконструкции предприятия по добыче полезных ископаемых или дальнейшего развития горно-эксплуатационных работ, может быть меньше указанного в подпункте 21 б «Временной классификации» и устанавливается соответствующим горнодобывающим ведомством на основе опыта разработки месторождения.

6.Используемая литература.

1) Временная инструкция по применению классификации запасов к месторождениям строительного и облицовочного камня.