3. Водоносный турон-коньякский карбонатный комплекс – k2t – k:
Развит на участке работ повсеместно и является одним из основных источников хоз-питьевого водоснабжения в Павловском районе. Водовмещающими породами данного комплекса служит трещиноватый писчий мел.
Мощность водоносного комплекса также равна мощности меловых отложений. Водообильность водоносного комплекса характеризуется следующими параметрами: дебит изменяется от 0,16 л/сек до 1,67 л/сек при понижении от 0,77 м до 13,4 м, удельный дебит от 0,1 л/сек. м до 1,43 л/сек.м. Водообильность водоносного комплекса значительно выше по сравнению с вышезалегающими водоносными горизонтами.
Коэффициент фильтрации изменяется от 1,3 м/сут до 15,68 м/сут.
Коэффициент водопроводимости изменяется от 7,44 м3/сут до 144,57 м3/сут.
Среднее значение коэффициента водопроводимости составляет 53 м3/сут, среднее значение коэффициента фильтрации 6,53 м3/сут.
Питание горизонта происходит, в основном, за счет инфильтрации атмосферных осадков и перетекания из вышележащих водоносных горизонтов.
4. Водоносный, местами слабоводоносный старооскольский терригенный комплекс – D3st:
На участке работ также развит повсеместно. Водовмещающие отложения представлены водоносными песчаниками ястребовской свиты верхнего девона. Водоносные песчаники залегают в толще аргиллитов. Воды напорные. Дебит изменяется от 0,42 л/сек до 0,9 л/сек при понижении соответственно 12,62 и 25,74 м. Удельный дебит находится в пределах 0,03 – 0,05 л/сек. м.
Питание водоносного комплекса осуществляется как за счет перетекания, так и за счет инфильтрации атмосферных осадков.
5. Слабоводоносная архей-протерозойская зона кристаллических пород AR+PR:
Водоносная архей-протерозойская зона приурочена к коре выветривания гранитов. Характеризуется незначительной водообильностью. Дебит изменяется от 0,013 л/сек до 0,34 л/сек. Водоносная зона напорная. Питание происходит за счет перетекания из вышележащих водоносных горизонтов.
3. Вскрытие и система разработки.
3.1. Система вскрытия
Разведанный участок месторождения расположен в долине ручья Гаврило. Размеры участка в плане 3,5 х 2,0 км. Отметки поверхности месторождения колеблются в пределах + 91м, + 94м.
Полезное ископаемое - гранит. Залегает на глубине от 35 до 55 м. Особенностью месторождения является неоднородный состав вскрышных пород, которые по возрасту разделяются на четвертичные, меловые и девонские отложения.
Шкурлатовское месторождение гранитов вскрыто двумя внешними капитальными групповыми траншеями, которые вскрывают 3 вскрышных горизонта: аллювиальный, меловой, горизонт девонских отложений. Это позволяет производить транспортировку горных пород независимо с каждого горизонта.
Принятая система разработки месторождения – комбинированная (сплошная и углубочная), с применением железнодорожного и автомобильного транспорта. Направление фронта горных работ – южное. Скорость продвижения фронта горных работ 45 метров в год.
По крепости гранитная толща относится к самой высокой ХVII категории по СНиП.
Добычные работы ведутся с применением буровзрывных работ.
Для выемки вскрышных и добычных пород применяются одноковшовые экскаваторы цикличного действия. Комплекс механизации вскрышных работ представляет собой экскаваторно-транспортно-отвальный, добычных - экскаваторно-транспортно-разгрузочный.
Транспортировка вскрышных пород во внешние отвалы осуществляется ж. д. транспортом.
Взорванная горная масса с добычных горизонтов транспортируются на ДСЗ железнодорожным транспортом. На горизонте -19/-32м, -32/-44м, -44/-56м добычные работы частично производятся с отгрузкой горной массы в автомобильный транспорт и транспортируются в дробильно-сортировочный цех, включающий в себя: ДСУ-1 гор. -19м (ввод в эксплуатацию – 2005г.) и ДСУ-2 гор. -32 м (ввод в эксплуатацию – 2008г.).
3.2. Основные элементы разработки
Согласно «Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом», высота уступа при разработке одноковшовым экскаватором крепких пород с применением бурения при многорядном взрывании должна обеспечить развал породы высотой не более 1,5 кратной высоты черпания экскаватора ЭКГ-8УС, ЭКГ- 8И для данного типа экскаваторов. Примем высоту уступа равной 15 метров.
Отметки добычных горизонтов, отрабатываемых в карьере:
Гор.+35 м, гор.+20 м, гор.+2 м, гор.-15 м, гор.-19 м, гор.-32 м, гор.–44 м, гор.-56м.
Высота уступа при отработке вскрышных горизонтов + 95 м, + 80 м по песку и мелам для экскаваторов ЭШ - 6/45 принимается равной 15 м.
Высота уступа по аргиллитам и при зачистке кровли гранита для экскаваторов ЭКГ - 4У составляет от 5 до 15 м, отметки рабочих площадок + 50 м.
Углы откосов уступов принимаются согласно проекта, в рабочем состоянии, равными 80 гр., при погашении - 55 гр.
Прочие элементы:
Ширина заходки по полезному ископаемому и полускальным вскрышным породам при многорядном расположении скважин составляет 18 м.
Минимальная длина фронта работ на 1 экскаватор в соответствии с Нормами технологического проектирования предприятий нерудных строительных материалов при ж.д. транспорте должна составлять 400 м.
В условиях Павловского карьера длина фронта работ на каждом уступе колеблется в пределах 800 - 1 400 м.
Режим работы по добыче гранита в соответствии с заданием на проектирование принят круглогодовой при непрерывной рабочей неделе.
4. Процессы открытых горных работ.
4.1. Вскрышные работы и отвальное хозяйство
Производство вскрышных работ в карьере осуществляется на трёх горизонтах: + 50 м, + 80 м, + 95 м.
Гор. +95м – выемка четвертичных пород в объёме 860 т.м3 - ЭШ-6/45 №12, ЭШ-6/45 № 15.
Гор. + 80 м - выемка меловых пород в объеме 940 т.м3 - ЭШ - 6/45 № 17.
Гор. + 50 м - скальная вскрыша по цеху добычи в объеме 600 т.м3 будет отгружаться экскаватором ЭКГ- 4У № 21, ЭКГ –8УС № 5.
Прием вскрыши на ж/д отвалах осуществляется следующими экскаваторами:
Гор. + 115 м ЭКГ - 4,6 Б № 18 - 760 т.м3.
Гор. + 145 м ЭКГ – 5А № 26 - 1010 т.м3.
Гор. + 115 м ЭКГ – 5А № 29 - 630 т.м3
Вскрышные породы Шкурлатовского месторождения в народном хозяйстве не используются.
Тракторно-бульдозерный цех является обслуживающим звеном. При производстве вскрышных работ используются бульдозера для планировки ж.д. трасс, подготовки трассы для экскаваторов ЭШ – 6/45, очистки габаритов ж.д. пути и т.д.
Основные ж. д. отвалы расположены:
Отвал № 1 - в северо-восточной части земельного отвода, в пойме р. Гаврило, в 1,5 км от восточной траншеи карьера;
Отвал № 2 - в юго-западной части земельного отвода в 300 м от автомобильной дороги Павловск – Шкурлат.
Транспортная связь карьера с отвалами осуществляется через ст. Породная, предназначенную для экипировки ж. д. составов и обработки вскрышных ж.д. составов. Отвалы располагаются на неудобных для сельскохозяйственных работ землях.
4.2. Подготовка горных пород к выемке.
4.2.1. Буровзрывные работы.
Добычные работы в карьере ОАО «Павловскгранит» ведутся с применением буровзрывных работ, бурение скважин производится буровыми станками типа СБШ - 250 МН, СБШ-160/200-40. Для подготовки взорванной горной массы в объеме 5109 тыс.м3 карьер располагает 12-ю буровыми станками . Объем бурения составляет 243 тыс. погонных метров.
Буровзрывные работы на ОАО «Павловскгранит» ведутся хозяйственным способом. Для производства массовых взрывов используется ЭВВ гранэмит. Для разделки негабаритов, порогов и отдельных выходов гранита применяется аммонит №6ЖВ в шпуровых и накладных зарядах.
1. Место проведения БВР - карьер.
2. Коэффициент крепости взрываемых пород по шкале проф. Протодьяконова - до 18.
По взрываемости все разрабатываемые породы в карьере разделяются на 3 класса:
а) трудно разрушаемые, класс I - гранит
б) средне разрушаемые, класс П - гранит слабовыветрелый
в) слабо разрушаемые, класс Ш - аргиллиты, сильно выветрелые граниты.
В зависимости от физико-механических свойств породы, трещиноватости и взрываемости производится расчет параметров расположения скважин и зарядов.
3. Метод взрывных работ - скважинные заряды.
4. Способ взрывания - с применением неэлектрической системы «Эдилин», электроинициирование с помощью прибора УВВ – 1М, электродетонаторами ЭД – 24.
5. Проектная высота уступов - 15 м.
6. Тип бурового оборудования - станки СБШ-250 МН, СБШ-160/200, СБШ-160/200Д
7. Диаметр скважин - 215,9 мм.
8. Количество рядов скважин - от 2 - х и более.
4.2.2. Расчёт параметров взрывных работ.
Определим величину линии наименьшего сопротивления по подошве W, м по формуле:
W = 24*d *(Δ/q)1/2 [1]
где: d – диаметр скважины, м, d=0,215 м, Δ – плотность заряжания, кг/дм3, Δ =1,5 кг/дм3 , q - расчетный удельный расход ВВ, кг/м3 , для гранэмита q=1,4 кг/м3
Тогда по формуле [1]:
W = 24 * 0,215*(1,5 / 1,4)1/2 = 5,3 м.
Определим глубину перебура скважины Lпер , м, по формуле:
Lпер = 0,5* q* W [2]
Lпер= 0,5 * 1,4 * 5,3 = 3,7 м.
Определим общую глубину скважины L с , м, по формуле:
L с = Ну + L пер. [3]
где Ну – высота уступа, м; Ну=15 м.
Тогда по [3]: Lc=15+3,7=18,7 м.
Длина забойки Lзаб=0,6W=0,6*5,3=3 метра.
Длина заряда Lз= Lc- Lзаб=18,7-3=15,7 м.
Расстояние между скважинами в ряду определим по формуле:
а=m*W, [4]
где m-относительное расстояние между скважинами в ряду, m=0,9-1,1.
Тогда по формуле [4]: а=0,9*5,3=5 м.
Расстояние между рядами скважин в, м определим по формуле:
в=(0,9÷1,2)*W, [5]
тогда по формуле [5]: в=0,95*5,3=5 м.
Вместимость ВВ 1 п.м. скважины определяется по формуле:
Р = 785 *d2 * Δ, кг, [6]
где: Δ - плотность заряжания ВВ,
d - диаметр скважины, м.
Δ = 1,5 кг/дм3 , d = 0,215 м.
Р = 785 х 0,215 2 х 1,5 = 55 кг.
Вес заряда в скважине рассчитывается по формулам: