CC BY
46
УДК 622.341.1.01.03
C.B. Сергеев, д-р техн. наук, проф., зав. каф., (4722) 30-11-61, [email protected],
В.В. Севрюков, асп., (4722) 30-11-61, [email protected] (Россия, Белгород, НИУ БелГУ)
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРОХОДКИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК В БОГАТЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ РУДАХ КМА
Рассмотрены основные инженерно-геологические условия отработки рыхлых богатых железных руд.
Ключевые слова: богатые железные руды, горные выработки, структура, устойчивость.
Разработка месторождений глубокозалегающих богатых железных руд Белгородского железорудного района КМА требует комплексного подхода к обеспечению безопасности ведения горных работ. Одним из таких важных направлений является изучение инженерно-геологических условий рудного массива при ведении горных работ на глубинах более 600 м.
В районе КМА единственным месторождением, на котором подземным способом ведется разработка рыхлых богатых железных руд с содержанием Бе0бщ более 60 %, является Яковлевское железорудное месторождение.
Сложные горно-геологические и гидрогеологические условия на месторождении предопределили выбор нисходящей слоевой системы разработки с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями.
Рудное тело месторождения отрабатывается горными выработками на 90 % вкрест его простирания. Очистные заходки имеют следующие параметры (рисунок).
т
Параметры очистных заходок
Время отработки очистной заходки составляет в среднем два месяца и зависит от параметров выемочного блока.
Геологическое сопровождение горных работ позволило значительно расширить представление о морфологии рудного массива.
Лежачий бок месторождения представлен железистым кварцитом железно-слюдково-мартитового состава, грубополосчатой текстуры, участками оруденелым. Массив имеет крупноблочное строение, разбит серией разноориентированных трещин с преобладанием послойных. Имеются пустотные трещины небольших размеров тектонического генезиса, выполненные по стенкам сульфидами и кальцитом. Часть трещин выполнена рыхлой рудой железно-слюдково-мартитового состава с коэффициентом крепости Г < 1. Породы в целом крепкие - Г = 12...14, средней устойчивости.
В пределах рудной толщи выделяются два генетических типа богатых железных руд: остаточные и осадочные [1].
Среди остаточных руд выделяются следующие минералогические типы: мартитовые и железно-слюдково-мартитовые; мартит-гидрогема-титовые; гидрогетит-гидрогематитовые; карбонатизированные.
Мартитовые и железно-слюдково-мартитовые руды являются наиболее богатыми по содержанию железа, часто развиты совместно, обладают близким текстурным обликом, поэтому обе разновидности богатых руд объединяются в один минералогический тип. Руды с сохранившейся структурной связью характеризуются тонкой полосчатостью, выраженной чередованием рыхлых порошковатых и плотных прослойков. При физическом воздействии такие руды рассыпаются в порошковатую массу [1]. По результатам эксплуатации со стороны кварцитов лежачего бока выделяется приконтактовая зона, мощностью 30.50 м, сложенная рыхлыми рудами железнослюдково-мартитового состава низкой крепости - £<1, с редкими отдельными включениями интенсивно карбонатизированных руд и кварцитов того же состава, крепостью до £=10, объемом до 2.7 м . При проходке горных выработок в этой зоне характерны локальные обрушения и отдельные вывалы, вероятно, обусловленные приконтактовой сорудной и пострудной тектонической проработкой.
Мартит-гидрогематитовые руды менее богаты по содержанию железа и приурочены чаще к висячему боку залежи. Руды характеризуются пестрой окраской с преобладанием красного цвета, имеют полосчатую текстуру за счет присутствия плотных мартитовых прослоев. Кроме мартита и гидрогематита, в рудах в виде примесей на отдельных участках присутствуют гидрогетит, карбонаты, хлорит, кварц [1]. Массив в этих рудах при проходке горных выработок в целом неустойчив, имеет склонность к отслоениям, а на отдельных участках с повышенной тектонической трещиноватостью сопровождается вывалообразованиями.
Гидрогетит-гидрогематитовые руды образуют обычно среди мар-тит-гидрогематитовых разностей прерывистые прослои и пачки. Окраска руд послойно-пятнистая с чередованием прослоев красновато-бурого, кирпично-красного, желтовато-бурого и охристо-желтого цвета. Основная масса сложена гематитом и порошковатыми гидроксидами железа, пред-
ставленными глиноподобным гетитом и гидрогематитом. В заметных количествах в прослоях и пачках встречаются мартит, хлорит, кварц, лимонит [2].
Карбонатизированные руды выделяются в верхней, наиболее трещиноватой части залежи, мощность которой обычно колеблется от 1 до 35м. Ниже, в центральной части залежи, карбонатизированные руды встречаются в виде гнезд. Карбонатизации подвергаются в большей степени рыхлые мартитовые и железно-слюдковые разновидности руд, в меньшей - гидрогематит-гетитовые, что обусловлено характером их проницаемости. Карбонаты представлены преимущественно сидеритом [1].
Осадочные руды залегают на пониженных участках поверхности остаточных руд или в обрамляющих их депрессиях. Рассматриваемые руды в основной своей массе представлены брекчиевыми и конгломератовыми текстурными разновидностями с размером обломков и гальки до 13 см [2]. В целом, эти руды являются достаточно прочными образованиями пестрой (преимущественно красновато-бурой и кирпично-красной) окраски. Обломочная часть имеет, главным образом, мартитовый и мартит-железно-слюдковый состав, реже встречаются гальки кварца, филлитовидных сланцев. Цемент базальный, местами контактовый и поровый, по составу глинисто-железистый, песчано-глинистый, в разной степени подвергшийся карбонатизации или хлоритизации. Висячий бок блока слагают филлитовидные кварц-серицитовые, хлорито-серицитовые сланцы, весьма неустойчивые, склонные к обрушению вслед за их обнажением в выработках.
Изменение минералогических типов богатых железных руд по трассе проходки горных выработок осложняет ведение горных работ на месторождении, но соблюдение паспортов крепления решают эту задачу.
Список литературы
1. В.П. Орлов, И.А. Шевырев, Н.А. Соколов. Железные руды КМА/ под ред. В.П. Орлова. М.: Изд-во Геоинформарк, 2001. 616 с.
2. О результатах доразведки Яковлевского месторождения КМА на глубину по состоянию на 1 декабря 1961 г.: отчет (промежуточный) / Белгородская железорудная экспедиция; рук. работ С.И. Чайкин, М.Н. Сахарова, Е.С. Каргальцева. Белгород, 1961. 179 с.
S.V. Sergey, V.V.Sevrjukov
ENGINEERING-GEOLOGICAL CONDITIONS DRIFTING OFMOUNTAIN DEVELOPMENTSIN RICHIRON ORES KMA
The basic engineering-geological conditions of working off of friable rich iron ores are considered.
Key words: rich iron ores, mountain developments, structure,stability.
Получено 20.04.11
