CC BY
80
--------------------------------------- © В.В. Мосейкин, Н.М. Мусаев,
2009
УДК 550.8:622.2
В.В. Мосейкин, Н.М. Мусаев
ВОПРОСЫ ГОРНОПРОМЫШЛЕННОЙ ГЕОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ ДЕРБЕНТСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПИЛЬНЫХ ИЗВЕСТНЯКОВ
Приведен анализ состояния разработки пильных известняков Республики Дагестан. Рассмотрены история освоения Дербентского месторождения и перспективы использования высокоуступных камнерезных машин, что позволит существенно продлить срок эксплуатации объекта.
Ключевые слова: пильные известняки, высокоуступные камнерезные машины, сокраще-
ние потерь при разработке.
V. V. Mosejkin, N.M. Musaev
ISSUES OF MINING GEOLOGY OF DEVELOPING OF DERBENT DEPOSIT OF SA W LIMESTONES
The analysis of saw limestones development condition in Dagestan Republic is resulted. The history of the Derbent deposit development and use prospect of high-benched stone-cutting machines that will allow to essentially prolong term of object operation are considered.
Key words: saw limestones, high-benched stone-cutting machines, losses reduction by developing process
Яа территории Республики Дагестан широко распространены карбонатные отложения юрской, меловой, палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем. В этих отложениях по данным ИГ ДагФАН СССР [1] локализовано 73 месторождения известняков, 9 - доломитов и 2 - цементных глин. Из 69 изученных месторождений известняков 25 месторождений верхнемелового возраста, 30 - верхнесарматского и 4 -древнекаспийского.
В настоящее время в Республике Дагестан и соседних субъектах РФ наблюдается стабильный спрос на строитель-
Семинар № 1
ные материалы и в том числе на пильные известняки. Большое значение при этом имеет более низкая стоимость пильных известняков и побочной продукции из них по сравнению с другими видами строительных материалов.
Годовая потребность в пиленом камне по Республике Дагестан составляет около 300 тыс. м3. При среднем выходе товарного камня 40% требуется годовая обеспеченность запасами известняков 750 тыс. м3 без учета потерь в недрах и 15 млн. м3 на амортизационный срок предприятий. Балансовые запасы по разрабатываемым месторождениям составляют 4,0 млн. м3. Дефицит в новых запасах составляет не менее 10 млн. м3. Пильные известняки являются высококачественным стеновым материалом, дешевым по себестоимости добычи. В связи с этим рациональная и наиболее полная разработка месторождений пильного камня является одной из важных задач.
Разработка представляется весьма актуальной в свете доклада министра природных ресурсов РФ Ю.П. Трутнева на заседании Правительства РФ 27.03.08 г., где впервые за многие годы
была озвучена проблема общераспространенных полезных ископаемых, входящих в крупный блок - неметаллические полезные ископаемые.
Геологическое изучение недр, воспроизводство и использование общераспространенных полезных ископаемых регламентируется законодательством по недропользованию каждым из субъектов РФ, либо соответствующими статьями федерального законодательства применительно к этим полезным ископаемым. Сложившаяся система недропользования этими видами полезных ископаемых свидетельствует о ее несовершенстве и недостаточной эффективности управления фондом недр, находящимися в ведении субъектов РФ [3].
Требуется четкая государственная политика регулирования разработки месторождений общераспространенных полезных ископаемых, которая наряду с запретительными функциями осуществляла и стимулировала бы этот вид предпринимательской деятельности путем налоговых преференций для недропользователей, исходя из задач социально-экономи-ческого развития регионов и решения общефедеральных задач.
Следует отметить значительные перспективы расширения сырьевой базы цементной промышленности в Южном Федеральном Округе. Здесь планируется создание новой цементной базы взамен в значительной мере отработанной Новороссийской. За счет средств федерального бюджета проводятся ГРР на перспективных объектах Республики Дагестан, которые в перспективе могут быть вовлечены в недропользование.
В качестве месторождений пильного камня в Республике Дагестан используются верхнесарматские и древнекаспий-
ские известняки. Наиболее значительным и, вероятно, древнейшим из них является Дербентское месторождение. Рекламой качества стеновых блоков этого месторождения служит Дербентская крепость, стены которой возведены из блоков местного известняка-
ракушечника 14 веков назад.
Дербентское месторождение расположено в 4—4,5 км к С от ж.-д. ст. Дербент и представлено рядом отработанных и разрабатываемых участков верхнесарматских известняков. Схематические геологическая карта и разрез месторождения, а также контуры ряда участков приведены на рис. 1.
В настоящее время Дагестанским комбинатом строительных материалов (ДКСМ) эксплуатируются одноименными карьерами Октябрьский, Первомайский, Заводской и Приморский участки месторождения.
История освоения Дербентского месторождения и создания ДКСМ берет начало 16.04.1951 г., когда на основании приказа № 7 треста «Роспромстройб-лок» МП Строительных Материалов РСФСР было организовано Дербентское карьероуправление. Изначально бутовый камень добывали ручным бурением и взрыванием. Из бутового камня рубкой клевком вырабатывали штучный камень размером 49x24x19см. Вскрышные работы проводились вручную с погрузкой на тачки и вывозкой в отвал.
Первая камнерезная машина начала работать на месторождении 14.02.1952 г., вторая - в марте 1954 г. Карьероуправление в августе 1956 г. было переименовано в Дербентский завод стеновых блоков, который в июле 1963 г. в свою очередь переименован в ДКСМ.
Геологический разрез по линии А-Б
М 1:25000
500
250
0
-250
-5001
Рис. 1. Геологическая карта Дербентского месторождения
Более чем полувековая разработка Дербентского месторождения привела к полной отработке одних участков, обусловила неоднократную переоценку и доразведку других с их последующей эксплуатацией.
В 1960 г. была проведена доразведка Дербентского месторождения с утверждением запасов в ТКЗ по категориям А+В, в этом же году выполнены поисковые работы на Первомайском участке
месторождения, а его детальная разведка произведена годом позже.
Запасы Октябрьского участка месторождения были утверждены ТКЗ при Северо-Кавказском ТГУ (протокол № 8 от 25.04.1972 г.) в качестве сырья для получения пильного камня, отвечающего требованиям ГОСТ 4001 марок «50» и «100» и составили:
Б
А
Химический состав, физико-механические свойства известняков
Литологические разновидности известняков Химический состав Объемный вес, г/см3 По- рис- тость, % Водопо-глоще-ние, % Предел прочности при сжатии в воздушно-сухом состоянии, кг/см2
Содержание, %
СаСОз МеСОз Нераст- воримый остаток
Желтого и желтовато-серого цвета 90-95 3-8 2 1,8-2,0 25-33 5-7 70-100
Желтоватосерые с зеленоватым оттенком, слабо мергелистые 84-85 5-6 10 2,0-2,2 23-28 6-8 60-80
Желтоватосерые, слабо песчанистые 85-90 3-5 5-6 2,0-2,25 17,5- 20,0 2-4 100-140
категория В - 3648,0 тыс.м3, Сі -7242,4 тыс.м3.
В 1984году в связи с реконструкцией ДКСМ с сооружением нового Октябрьского карьера пильных известняков с целью поддержания мощности предприятия в г. Дербенте Дагестанской ГРЭ была выполнена детальная разведка Октябрьского участка с целью уточнения его геологического строения. В результате геологоразведочных работ (ГРР) установлено, что геологическое строение полезной толщи невыдержанное, нередко отмечаются участки известняков повышенной трещиноватости и прослои глинистых известняков мощностью 0,1- 1,7 м. Строение толщи пород по простиранию и вкрест простирания приведено на рис. 2. Мощность полезной толщи в среднем - 10,1 м и изменяется в пределах 7,0-13,9 м.
Полезная толща представлена известняками-ракушечниками следующих литологических разновидностей:
• Известняк-ракушечник жёлтого и желтовато-серого цвета из мелких, крупных раковин и их обломков, пористый.
• Известняк-ракушечник желтовато-серый с зеленоватым оттенком, слабо мергелистый, пористый, размер раковин различный.
• Известняк-ракушечник желтовато-серый, плотный, без видимых раковин и их обломков, слабо песчанистый.
Известняки-ракушечники желтого и желтовато-серого цвета слагают подавляющую часть объёма полезной толщи, имеют органогенную структуру и пористую текстуру. Они состоят из органических остатков - 47-63%, цементирующего карбоната кальция -30-40% и глинистых частиц - 7-13%.
Известняки-ракушечники желтоватосерые с зеленоватым оттенком, слабо мергелистые встречаются в подошве и кровле полезной толщи, реже - в центральной части. В объёме полезной толщи они составляют 20%. Мощность их от 0,5 до 3,0 м. Эти известняки содержат: органических остатков - 3040%, цементирующего карбоната- 3650%, глинистых частиц - 15-23%. Цемент представлен микрозернистым кальцитом с примесью глинистого вещества.
Условные обозначения:
Почвенно-растительный слой
Глина желто-бурая и коричневато-бурая, песчаная,с галькой известняка и битой ракушкой Песок средне и мелкозернистый, глинистый с ракушкой и галькой
Битая ракушка с примесью песка и глины
Глина мергелистая, зеленовато-серая и голубовато-серая, переходящая в мергель
Известняк-ракушечник трещиновая мощностью 0,5м и более Извесгняк-ракушечник толстослоистый
Контур полезной толщи
Выход столбиков керна высотой 20 см и более, % Скважина эксплутационной разведки и ее номер
Рис. 2. Геологические разрезы Октябрьского участка Дербентского месторождения (по линии V-V’ - вкрест простирания, по линии X-X' -по простиранию пород полезной толщи)
Известняки-ракушечники желтоватосерые, слабо песчанистые встречаются довольно редко в виде линз и прослоев мощностью 0,2 - 2,0 м, в центральной части полезной толщи или ее кровле.
Химический состав и некоторые физико-механические свойства известняков полезной толщи представлены в таблице.
Физико-механические свойства, химический и петрографический состав пильных известняков месторождения и их опробование соответствует ГОСТу 4001-84 "Камни стеновые из горных пород".
Дополнительно следует указать такие физико-механические свойства известняков: удельный вес - 2,68-2,75 г/см3; предел прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии и после испытания на морозостойкость - 50-143 и 38-117 кг/см2 соответственно; коэффициент морозостойкости - 0,74-0,96; коэффициент размягчения - 0,65-0,96.
Запасы Октябрьского участка подсчитанные Дагестанской ГРЭ по категориям А+В+С1 - 10890,4 тыс.м3. Из них 60% запасов пильных известняков находятся ниже уровня грунтовых вод. Во-доприток в Октябрьский карьер составляет: максимальный - 630 м3/сут, минимальный - 120 м3/сут. Октябрьский участок отнесен к месторождениям II группы - не выдержанные по строению, качеству и мощности полезного ископаемого.
Администрацией г. Дербента в 199193 гг. было роздано под участки индивидуальной застройки свыше 100га земель, в недрах которых сосредоточены богатейшие запасы месторождения известняка-ракушечника, что свело на нет перспективы увеличения добычи камня ДКСМ. При выделении земель под новый Октябрьский карьер в 1971 г. за комбинатом был закреплен горный от-
вод - 118га земли, из которых за карьером оставили только 19 га, хотя по генеральному плану г. Дербента утвержденному в 1972 г., земли были зарезервированы за ДКСМ. Под этот новый карьер были выделены огромные государственные капвложения, на которые приобретена и сегодня работающая специализированная техника.
Ухудшение горно-геологических условий разработки месторождения можно продемонстрировать следующим примером. Раньше промышленными считались запасы, имеющие процентный выход не менее 40% камня, а сегодня из-за отсутствия на месторождении нормальных площадей под разработка ведется при выходе камня 12%. Сегодня ДКСМ на всех участках разрабатывает не учтенные и не включенные в проекты добычи запасы.
В связи со сложившимся положением перспективными представляются следующие направления деятельности:
Применяемая ДКСМ в настоящее время традиционная добыча камня низкоуступными машинами СМ-89М, особенности которой детально рассмотрены в работе [2], технологически оставляет недопиленные уступы. Если для доработки массива использовать высокоуступную камнерезную машину МКД, то потери будут резко сокращены. Например, для Первомайского участка месторождения это позволит дополнительно отработать массив камня объемом 944000м3 и продлить основной вид деятельности комбината - пиление камня.
Утилизация внутрикарьерных отвалов и отходов пиления камня с организацией ряда попутных производств комовой извести, минерально-кальциевой подкормки для птиц, щебня, кирпича методом гиперпрессования.
Геологическая структура месторождения - пологая антиклинальная склад-
ка, восточное крыло которой, сложенное, в том числе и прослоями глинистых известняков, полого погружается в сторону Каспия и является экраном, позволяющим вести разработку месторождения значительно ниже уровня моря. Так на Приморском участке разработка уже ведется на отметке 4 м ниже уровня Каспия.
1. Геологическая изученность СССР, том 13, Дагестанская АССР, выпуск 1, опубликованные работы, М., Недра, 1978, 312 с.
2. Чирков А.С. Добыча и переработка строительных горных пород - М., Издательство МГГУ, 2005, 623 с.
На перспективу, возможно, следует рассмотреть и подземную - штольневую разработку месторождения с бортов отработанных уступов карьеров, с последующим использованием отработанного подземного пространства для городских нужд.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Аксенов Е.М., Васильев Н.Г., Лыгина Т.З., Садыков Р.К. Сырьевая база неметаллических полезных ископаемых России - состояние и перспективы развития // Разведка и охрана недр, 2008, № 9, с. 108-113. ЕШ
— Коротко об авторах
Мосейкин В.В. - доктор технических наук, профессор,
Московский государственный горный университет,
Moscow State Mining University, Russia, [email protected]
Мусаев Н.М. - соискатель, Дагестанский комбинат строительных материалов, [email protected]
----------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
АИКЕЕВА Алтын Аманжоловна Исследование и выбор параметров уплотняющих устройств шахтных скиповых пневмоподъемных установок 05.05.06 к.т.н.
ТАРАНОВ Александр Викторович Исследование и выбор параметров направляющих устройств скипов шахтных и карьерных пневмоподъемных установок 05.05.06 к.т.н.
