Файл: Григорович, М. Б. Минеральное сырье для промышленности строительных материалов и его оценка при геологоразведочных работах.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.10.2024

Просмотров: 151

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

блочное™ горных пород был принят показатель их удельной тре­ щиноватости UTр, который характеризует среднюю длину трещин, приходящихся на 1 м2 исследуемого участка, и определяется по формуле:

где

LTp — общая

длина

 

 

 

 

 

 

трещин на участке; SO

 

 

 

 

 

 

площадь изучаемого

уча­

 

 

 

 

 

 

стка,

 

перпендикулярная

 

 

 

 

 

 

линии трещин, м2. Этот

 

 

 

 

 

 

показатель

характеризует

 

 

 

 

 

 

объемную

нарушенность

 

 

 

 

 

 

массива и

рекомендуется

 

 

 

 

 

 

в качестве

основного

при

 

 

 

 

 

 

оценке

трещиноватости

 

 

 

 

 

 

горных пород.

указа­

 

 

 

 

 

 

Методические

 

 

 

 

 

 

ния рекомендуют

состав­

 

 

 

 

 

 

лять

 

карты

трещинова­

 

 

 

 

 

 

тости,

которые очень важ­

 

 

 

 

 

 

ны для организации, про­

 

 

 

 

 

 

изводящей разработку ме­

 

 

 

 

 

 

сторождения.

Такого рода

 

 

 

 

 

 

карта

трещиноватости

 

 

 

 

 

 

изображена на рис. 11.

 

 

 

 

 

 

При пробной добыче сле­

 

 

 

 

 

 

дует

 

определять

выход

 

 

 

 

 

 

блоков не только стан­

 

 

 

 

 

 

дартных размеров;

мелкие

 

 

 

 

 

 

блоки могут найти приме­

 

 

 

 

 

 

нение

для

 

изготовления

 

 

 

 

 

 

бортового камня, дорож­

 

 

 

 

 

 

ной шашки и других из

 

 

 

 

 

 

делий.

 

 

 

 

 

Рис. 11. Карта трещиноватости по

первому

Пробная добыча обыч­

добычному

уступу

Поповцево-Родигинского

но

производится

с

по­

месторождения известняков (по Е. П.

Околь-

мощью различных

меха­

зину).

 

 

 

 

 

1 — скважины

разведочные;

2 — границы

участков

низмов — отбойных

 

мо­

 

исследований;

3 — границы

подсчета запасов;

4

лотков, бурильных ма­

участки весьма

крупной

блочности; о — участки

круп­

ной блочности;

о — участки

средней блочности; 7 —

шин,

канатных пил

(для

участки мелкой

блочности

 

 

 

мрамора) или газовых горелок (гранит). Блоки полученные в опытном карьере, должны

быть обработаны (пассированы)

для

придания им правильной

формы. Выход блоков (по размерам)

определяется

по отношению

к объему вынутой горной массы

коренной породы.

Часть блоков,

125


полученных при опытной добыче, должна быть распилена на бли­ жайшем камнераспнловочном заводе для определения выхода плит стандартных размеров в расчете на 1 м3 блока. Всего должно быть распилено не менее 8—10 м3 блоков. Это поможет решить следую­ щие задачи: определение пилимости камня, способности к шли­ фовке и полировке, выхода плит после распиловки, фрезеровки и шлифовки. При этом необходимо определять и документировать после каждой операции плиты стандартного размера, подсчитывать количество и суммарную площадь плит из всей партии блоков и рассчитывать выход плит в м2 из 1 м3 блоков. Отдельно учитыва­ ются плиты нестандартного размера, так как они также могут

найти себе применение.

Правильное определение выхода плит стандартных размеров имеет решающее значение для промышленной оценки месторожде­ ния. В большинстве случаев именно плиты, а не блоки являются конечной продукцией камнеобрабатывающего предприятия. Бывают случаи, что при удовлетворительном выходе блоков месторождение приходится браковать из-за наличия микротрещиноватости, при распиловке блока на плиты выход их получается крайне низкий. При разработке месторождения для получения облицовочного камня всегда получается значительное количество отходов, так как выход блоков редко превышает 20—30%. В связи с тем что эти отходы также могут быть использованы в промышленности, при составлении проекта работ необходимо уточнить вопрос о на­ личии реальных потребителей на них и предусмотреть соответст­ вующие испытания.

При разведке месторождений строительного камня на щебень большое значение имеет изучение степени однородности разведы­ ваемого массива или толщи, выделение выветрелых зон, пластов пониженной прочности, слабых пород.

В массиве интрузивных пород, так же как при разведке на об­ лицовочный камень, необходимо опробованием установить глубину зоны поверхностного выветривания и возможность использования для получения щебня камня, находящегося в этой зоне. Важно также выявить наличие внутренних зон разлома, влияние которых может проявиться понижением прочностных показателей и сте­ пенью изменения некоторых минералов (главным образом, поле­ вых шпатов), наблюдаемого под микроскопом. Опробование место­ рождения, сложенного неоднородными по физико-механическим показателям пластами осадочных или эффузивных пород, является довольно сложным, требует послойного опробования, с выделением пластов различной прочности.

При разведке месторождения камня на щебень для бетона пробы отбираются: а) для получения характеристики основных пет­ рографических и физико-механических свойств камня и их выдер­ жанности; б) для получения дополнительной характеристики камня, необходимой для оценки возможности и экономической це­ лесообразности его применения в намечаемой области.

126


Методика опробования в основном аналогична описанной выше для облицовочного камня. Следует отметить, что применяемая в настоящее время методика разведки и опробования осадочных месторождений строительного камня, сложенного породами раз­ личной прочности, в ряде случаев не дает точной характеристики содержания в разрезе прочных и слабых разностей.

По подсчетам ВНИИжелезобетон, между данными разведки и опробования карьеров на ряде разрабатываемых месторождений

известняков имеются значительные

расхождения

(табл. 64).

 

 

Т а б л и ц а 64

Сравнительные данные по месторождениям известняков

 

Средняя прочность, кгс/см2

Месторождение

разведка

опробовапп

 

карьера

Касимовское.............................

560

382

П ятовское .................................

1080

650

Бельгопское ............................

ИЗО

750

Екабиино ....................................

770

720

Полотняно-Заводское (1957 г.)

790

590

При оценке камня месторождения, на базе которого будет проектироваться дробильно-сортировочный завод, правильное ус­ тановление средней прочности имеет большое значение для опре­ деления параметров будущего предприятия (выход щебня, необхо­ димость обогащения). Причиной завышений средневзвешенной прочности неоднородной толщи осадочных (главным образом кар­ бонатных) пород может являться неполный учет (по данным бурения) содержания слабых пород.

Занижение содержания в литологической колонке разведыва­ емого месторождения слабых разностей происходит за счет непол­ ного извлечения керна, из-за преимущественного истирания более мягких или хрупких пород, что приводит к повышению относитель­ ного процента содержания крепких пород.

Для получения более правильных данных о содержании в раз­ резе слабых разностей по керну скважин М. А. Бухман (Ураль­ ское геол. управление) предлагает следующую методику: произво­ дить взвешивание и отнесение веса слабых разностей к общему расчетному 100% весу керна. Этот вес может быть получен умно­ жением площади поперечного сечения керна на всю длину прой­ денного интервала и на средний объемный вес породы. Разница между расчетным весом керна и фактическим и покажет содержа­ ние слабых разностей, которые не сохранились при бурении.

Способ основан на том, что слабые разности истираются и ухо­ дят в шлам, а более крепкие сохраняются в виде кусков. Это по­ зволяет получить общую картину, характеризующую содержание слабых разностей в разрезе скважины.

127


С целью получения более точных данных о качестве камня ВНИИжелезобетон разработана методика опробования месторож­ дения карбонатных пород, разведываемого с помощью буровых скважин. Методика предусматривает применение дополнительного опробования керна: полевого и лабораторного.

Полевое опробование производится с помощью индикатора прочности камня ВНИИжелезобетоиа (конструкция В. К. Тим­ ченко). Задачей этого опробования является получение данных о прочности пород и их распределении по разрезу и по простира­ нию слоев. При полевом определении из каждого слоя известня­ ков отбирают 10 кусков щебня, которые подвергаются испытанию на определение прочности.

В табл. 65 в качестве примера приведены результаты испыта­

ний

прочности

известняков

на индикаторе ВНИИжелезобетоиа

(Григорович, 1968).

 

 

Т а б л и ц а 65

 

 

 

Прочность известняков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Порода

 

Мощность, м

Среднее из 5 оп­

 

 

 

 

ределений проч­

 

 

 

 

 

 

ности, кгс/см2

Известняк светло-серый слабо пористый . . .

1

170

Глина

темная

ж и р н а я ...........................................

 

0,1

Известняк серый

 

 

 

 

в

кровле

слабый ...............................................

 

0,15

180

в

средней

части крепкий .............................

 

0,85

560

в

подошве слабый ...........................................

 

0,25

174

Мергель темно-серый................................................

 

0,15

100

Известняк серый

прочный......................................

 

0,2

725

Глина

буро-черная....................................................

 

0,2

Известняк светло-серый

 

 

 

в

кровле

слабый ................................................

. . .

0,1

198

в

средней

части крепкий ...................

0,8

386

в

подошве с л а б ы й ...........................................

 

0,1

166

Песок

тонкозернистый...........................................

 

0,45

В результате этих определений строится кривая распределения прочностных показателей, устанавливается средняя прочность по­ роды в скважине и содержание в ней слабых разностей.

Дополнительное лабораторное опробование производится по части скважин, подвергнутых полевому опробованию.

Количество скважин, подвергаемых дополнительному лабора­ торному опробованию, определяется в зависимости от степени из­ менчивости пород и может меняться от 2 до 10 на месторождение. По дополнительно опробуемым скважинам определяется содержа­ ние слабых разностей и средневзвешенная прочность остальной части породы по дробимости в цилиндре. Слабые разности карбо­ натных пород выделяют и замеряют при документации керна.

128


Остальную часть керна, представленную более прочными раз­ ностями, направляют в лабораторию для испытания дробимости

вцилиндре.

Внекоторых случаях по требованию промышленности прихо­

дится отбирать валовые пробы для проведения дополнительных испытании — установление дробимости камня, выбора типа дро­ бильных установок, а также для проведения испытании в бетоне. Отбор проб валовым способом производится по всей мощности по­ лезной толщи или по ее разностям, которые могут быть выделены при эксплуатации.

Пробы отбираются по 1—3' выработкам (шурфам пли опытным карьерам) в зависимости от размера участка разведки и однород­ ности его строения.

Количество проб зависит от числа разностей пород. Масса пробы щебня для испытаний в бетоне должен быть не менее 50 кг.

При изменчивом составе пород, слагающих месторождение, проектная организация может поставить вопрос- о необходимости организации пробной добычи для определения выхода щебня из горной массы.

При разведке месторождений строительного камня на щебень

производится определение коэффициента

разрыхления

(/<р), под

которым понимается отношение объема

извлеченного

материала

\ г2 к его объему в плотном теле V\ по формуле

 

1/5

к

 

 

 

Ух

 

 

 

Коэффициент разрыхления определяют выемкой из шурфа или карьера и замером объема выемочного пространства и полученной породы. В некоторых случаях по требованию промышленности приходится определять коэффициент продуктивности. Для этой цели добывается определенный объем горной породы, камень дро­ бится, фракция 0—5 мм отсеивается как отход, а оставшаяся часть (>5 мм) сортируется на фракции в соответствии с ГОСТ 8267—64 (5—10 мм; 10—20 мм; 20—40 мм; 40—70 мм), и затем определя­ ется процент выхода готовой продукции по отношению к вынутой горной массе. Вычисляют его по формуле

AV

V,

н„ + к I II

+ уя

 

 

 

Но

 

 

 

 

где Vi, Кп, Vm- " +Vn — объемы различных фракций в разрых­ ленном состоянии, м3; Vo — объем добытой горной массы, м3.

Принципы опробования месторождений пильного камня анало­ гичны применяемым при разведке других видов строительного сырья. Отличается лишь отбор проб для технологических испыта­ ний, покоторым определяются исходные параметры для разра­ ботки и добычи камня. Пробы для этих целей отбираются в виде монолитов размером 40X20X20 см. Они отбираются .послойно от каждой литологической разновидности и по интервалам толщи,

9 Заказ № 557

129