Геологическое обеспечение комплексного использования пород рудовмещающей толщи железорудных месторождений КМА

Абсатаров, Сергей Хабибулович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геологическое обеспечение комплексного использования пород рудовмещающей толщи железорудных месторождений КМА
ВАК РФ 25.00.16, Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

Автореферат диссертации по теме "Геологическое обеспечение комплексного использования пород рудовмещающей толщи железорудных месторождений КМА"

На правах рукописи

УДК 622.142

АБСАТАРОВ СЕРГЕИХАБИБУЛОВИЧ

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОРОД РУДОВМЕЩАЮЩЕЙ ТОЛЩИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КМ А

Специальность 25.00.16 - «Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2009

3 О ДПР 2009

003468333

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный горный университет» (МГТУ).

Научный руководитель кандидат технических наук, профессор ЗАЙЦЕВ Владимир Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор НЕСМЕЯНОВ Борис Васильевич, кандидат технических наук КУРЧЕВСКИЙ Андрей Сергеевич

Ведущая организация - ФГУП ВСЕГИНГЕО - Федеральное унитарное предприятие Всероссийский НИИ гидрогеологии и инженерной геологии Федерального агентства по недропользованию МПР России (М.О., пос. Зеленый)

Защита диссертации состоится 2009 г. в <3 час. на

заседании диссертационного совета Д.212.128.04 при Московском государственном горном университете (МГТУ) по адресу: 119991, Москва, Ленинский пр., 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГГУ.

Автореферат разослан " ^^ " ЯЛрёУг.

Ученый секретарь диссертационного сове! докт.техн. наук, проф.

Ю.В. БУБИС

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Возрастающие объемы добычи минерального сырья в условиях рыночной экономики обусловливают необходимость комплексного и рационального использования минеральных ресурсов. При разработке месторождений полезных ископаемых попутно добывают миллиарды кубических метров вмещающих горных пород. Комплексное использование минерального сырья позволяет снизить затраты на отвалообразование, рекультивацию земель, обеспечить исходным минеральным сырьем строительную и дорожно-строительную индустрии и в целом повысить эффективность использования георесурсов.

Эффективные технологии рационального использования попутно добываемых вмещающих полезные ископаемые анизотропных или трещиноватых горных пород в промышленности строительных материалов возможны в том случае, когда они базируются на изучении горных пород, на основе наиболее полной и достоверной информации об их минералого-петрографическом составе, текстурно-структурных и физико-механических свойствах. При этом в результате исследований должна быть дана оценка возможности комплексного использования вмещающих пород для производства различных видов продукции, в частности, строительных блоков, бутового камня, щебня и др., стоимость которых варьирует в широких пределах. Так, например, стоимость 1 м3 блоков ориентировочно составляет от 130 до 300 долларов США, а стоимость 1 м3 щебня фракции 5-20 мм от 300 до 600 руб. (цены даны без транспортных расходов). В связи с этим геологические аспекты комплексного освоения георесурсов представляют собой самостоятельную научную проблему, что связано с ведущей ролью геологических факторов в ресурсосбережении и рациональном использовании руд и вмещающих пород. Поэтому исследования, проводимые в данном направлении, являются, безусловно, актуальными.

Цель работы состоит в обосновании методов геологического обеспечения диагностики и на их основе оценки литотипов горных пород для комплексного использования вмещающих пород железорудных месторождений.

Идея работы заключается в том, что диагностика и оценка минералого-петрографического состава литотипов горных пород, детальное геолого-структурное картирование породного массива и прогнозирование прочностных свойств пород с позиции их представления как естественных композитных материалов позволяют районировать массив по блочное™ и потребительским свойствам георесурсов.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Методика геологического обеспечения комплексного использования рудовмещающих пород месторождений железистых кварцитов представляет собой рациональную систему идентификации свойств нерудного сырья, включающую районирование породного массива по блочности пород на основе геолого-структурного картирования, диагностику и оценку минералого-петрографического состава литотипов и прогнозирование их прочностных параметров с позиции композитных материалов.

2. Естественная отдельность пород массива железистых кварцитов сформирована трещинами трех взаимно ортогональных систем (1 - по слоистости, 2 - вкрест простирания, 3 - субперпендикулярно слоистости и субпараллельно простиранию пород). Размер отдельности обусловлен тремя факторами: литологическим (принадлежностью породы к определенному минералого-петрографическому типу и ее текстурным особенностям), структурным (позицией в замке или крыльях складки, а также относительно разрывных нарушений) и гапергенным (интенсивностью вторичных изменений в направлении сверху вниз).

3. Метод прогнозной оценки прочностных и упругих свойств двухкомпонентных прослоев железистых кварцитов и ассоциирующих с ними метаморфических пород, учитывающий неравномерное распределение параметров воздействия механических полей по составляющим композита, типы структур композита и их минеральный состав.

Научная новизна исследований заключается в обосновании научно-методических основ комплексного использования вмещающих пород железорудных месторождений железистых кварцитов на основе рациональной системы идентификации свойств нерудного сырья, базирующихся на районировании породного массива, минералого-петрографических исследованиях и теории композитных материалов.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов работы подтверждаются:

- представительным объемом натурных наблюдений и измерений параметров трещиноватости пород (36.4 км геологической документации уступов карьера, 4390 измерений ориентировки трещин и 20150 измерений расстояний между трещинами), на основе которых сформулированы научные положения и выводы;

- корректностью применения вероятностно-статистических методов обработки указанных данных;

- удовлетворительной сходимостью прогнозных и фактических данных свойств пород в подготавливаемых к взрыву блоках;

- положительной апробацией результатов диссертации при разработке Лебединского месторождения железистых кварцитов и вмещающих пород.

Методы исследований. В работе использован комплекс методов исследований: геолого-структурного картирования, минералого-петрографического анализа, геометрии недр, методы математической статистики, теории композитных материалов.

Научное значение работы состоит в обосновании метода геологического обеспечения комплексного использования рудовмещаюицих пород месторождений железистых кварцитов, базирующегося на установлении взаимосвязей между структурой массива, отдельностью (блочностью) пород и их минералого-петрографическим составом, позволяющего рассматривать их как композитные материалы нерудного минерального сырья.

Практическое значение работы заключается в разработке методики геологического обеспечения комплексного использования рудовмещающих пород месторождений железистых кварцитов. Методика представляет собой рациональную систему идентификации свойств нерудного сырья, включающую районирование породного массива по блочности пород на основе геолого-структурного картирования, диагностику и оценку минералого-петрографического состава литотипов и прогнозирование их прочностных параметров с использованием методов теории композитных материалов.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Методика геологического обеспечения комплексного использования вмещающих пород Лебединского месторождения и технологическая схема производства строительного щебня приняты к использованию ОАО «Дорстройщебень».

Апробация работы. Основные результаты исследований представлялись и получили одобрение на научных Симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 2006-2009 гг.), а также научных семинарах кафедры геологии МГГУ, производственных совещаниях ОАО «Лебединский ГОК».

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 6 работ в журналах по перечню ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 31 таблицу, 25 рисунков и список литературы из 99 наименований.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю работы проф., к.т.н. Зайцеву B.C. за постоянное внимание к работе и ценные советы, а также благодарит проф., д.т.н. Гальперина A.M., проф., д.г.-м.н. Дунаева В.А.,

проф., д.т.н. Мосейкина В.В. и доц., к.т.н. Петроченкова Р.Г. за консультации, полученные при проведении исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе работы рассмотрены закономерности размещения промышленно-генетических типов месторождений нерудного сырья, сырьевая база месторождений строительного камня по регионам России, состояние ресурсной базы строительных материалов, получаемых из вскрышных пород при разработке месторождений железистых кварцитов, а также состояние использования горнопромышленных отходов для производства строительных материалов.

На основании проведенного анализа выделены наиболее важные направления развития производства строительного камня в России и его минерально-сырьевой базы, это, прежде всего: развитие производства строительных материалов из вскрышных, вмещающих горных пород и промышленных отходов; совершенствование технологии добычи, переработки строительных материалов с целью повышения производительности труда и качества продукции. Существенный вклад в решение данных задач внесли работы Агошкова М.И., Ржевского В.В., Бажанова П.И., Волкова М.И., Дунаева В.А., Казикаева Д.М., Коваленко B.C., Кузьмина В.Н., Лесовика Р.В., Певзнера М.Е., Петрова B.C., Попова В.Н., Птичникова Е.В., Петроченкова Р.Г., Раца М.В., Редькина Г.М., Серого С.С., Томакова П.И., Чиркова A.C. и др. При решении указанных задач ведущая роль принадлежит геологическому обеспечению комплексного использования георесурсов разрабатываемых месторождений полезных ископаемых. Приоритетными задачами геологического обеспечения комплексного использования георесурсов с позиции производства строительных материалов при разработке месторождений полезных ископаемых следует считать:

1. Диагностику и оценку минералого-петрографического состава породного массива для определения литотипов горных пород, отвечающих требованиям строительных горных пород.

2. Декомпозицию массива горных пород на основе геолого-структурного картирования с целью определения блочное™ (отдельности) для производства строительных материалов;

3. Разработку методики прогнозирования прочностных свойств горных пород с позиции их представления как структуры композитных материалов.

Во второй главе работы изучена структура породного массива Лебединского месторождения железистых кварцитов и выполнено его районирование по блочности горных пород.

В сложноскладчатых массивах докембрийских метаморфических пород блочность создана главным образом трещинами трех взаимно ортогональных систем (М - по слоистости пород, N - вкрест простирания, К - субпараллельной простиранию пород и субперпендикулярной их слоистости). Эти системы возникли под влиянием региональных тектонических напряжений по завершении складчатости. В дальнейшем блочная структура таких массивов существенно не изменялась, поскольку более поздние трещины развивались спорадически, либо локализовались в узких зонах разрывных нарушений, зачастую совпадая по ориентировке с трещинами системы М.

При натурных исследованиях трещиноватости необходимо и достаточно измерить ориентировку трещин различных систем и расстояние между трещинами в каждой системе. При этом в полевом журнале следует обязательно указывать индекс системы, к которой относится измеренная трещина (М, N. К), что в дальнейшем облегчает обработку данных полевых измерений и позволяет избежать ошибок в интерпретации полученных результатов.

Параметры, определяющие сопротивление взрывному разрушению докембрийских метаморфических пород (блочность и прочность), обусловлены одними и теми же факторами (литологическим, структурным и гипергенным) и согласованно изменяются под их влиянием, обнаруживая прямую корреляцию между собой. Покажем это на примере Лебединского месторождения КМА. Анализ диаграмм, приведенных на рис.1, убеждает в следующем.

Во-первых, литологический фактор проявляется в закономерном увеличении блочности и прочности метаморфических пород в такой последовательности: сланцы - кварцитопесчаники - железистые кварциты рудные - железистые кварциты мапорудные.

Во-вторых, для всех типов пород характерно увеличение их блочности и прочности по направлению от крыльев к замкам складок. В этом феномене отразилось влияние структурного фактора.

В-третьих, гипергенный фактор обусловил увеличение блочности и прочности пород с глубиной. Физическое выветривание и гипергенная разгрузка докембрийского массива привели к указанному направленному изменению блочности, а химическое выветривание - к изменению прочности пород.

А. Блочность пород (средний размер элементарного блока, см)

]. Цитологический фактор

2. Структурный фактор

3. Гипергенный фактор

силы» ямктреякые попускал*, иые

аывстрсл^с килускал-Ьные

^ТГД не&ыъетрсяьм:

[ТугуТТ п «аже

[.->---1 В ТЛ1ЖГ

й»арцкп>1йетл1шкн (ХВП)

тагезистые кварцит (ЖК)

«Елетстыс цаирииш (ЖКС)

Слиты КВП ЖК

в крилтл сыти»

ЛЛЩ ь лайках складок

Ь, Прочность пород (МПа)

I. Лито логический 2. Структурный 3 Гипсргенмый

фактор фактор фактор

□кнсленныс пояускапькыв

Ш охмеленные аяякМ*«

||С0*НСЛСН»*ЫС

Рис. 1 Влияние геологических факторов на изменение блочное™ и прочности пород Лебединского месторождения

Прямая связь блочности и крепости докембрийских метаморфических пород характерна и для месторождений железистых кварцитов Криворожского бассейна.

Из установленной взаимосвязи блочности и крепости пород в массивах месторождений железистых кварцитов следуют два важных вывода:

1) при условии хорошей изученности массива по трещиноватости (блочности) пород их крепость (в пределах инженерно-геологического литотипа) автоматически учитывается в классификации и схеме районирования массива по блочности пород, т.е. эти классификация и схема адекватно отражают

градацию категорий взрываемости пород и размещение их в карьерном попе Тем самым удается избежать большого объема дорогостоящих физико-механических испытаний образцов пород, которые необходимо было бы выполнить для достоверного районирования массива по крепости пород, учитывая ее высокую изменчивость внутри литотипа;

2) карьеры, разрабатывающие месторождения железистых кварцитов, являются перспективными объектами для внедрения автоматизированной системы определения взрываемости пород в процессе бурения по удельной энергоемкости шарошечного бурения, так как этот показатель значимо коррелирует с крепостью пород, которая на месторождениях железистых кварцитов прямо сеяэана с их блочностью Применение такой системы позволит уточнять построенную по результатам натурных исследований блочности массива схему районирования карьерного поля по взрываемости пород по мере накопления и обработки данных об удельной энергоемкости шарошечного бурения.

Общая методическая схема районирования карьерного поля по взрываемости пород выглядит следующим образом. На первом этапе она предусматривает детальное геолого-структурное картирование и съемку трещиноватости с составлением по их результатам сводного геолого-структурного плана карьера, а на втором разработку классификации по блочности, построение карты блочности массива, выделение инженерно-геологических литотипов, разработку классификации по взрываемости пород и составление схемы районирования карьерного поля по этому параметру (карты взрываемости).

Рассмотрим реализацию предложенной методики на примере Лебединского месторождения КМА. Объем натурных наблюдений и измерений параметров трещиноватости пород е карьере по этому месторождению составил 36.4 км геологической документации уступов, 4390 измерений ориентировки трещин и около 20 тысяч измерений расстояний между трещинами

Районирование карьерного лоля по блочности горных пород выполнено на сводном геолого-структурном плане карьера (рис. 2). По частным измерениям расстояний между смежными трещинами одной системы рассчитан средний размер естественной отдельности (среднее значение расстояний ме>кду трещинами блокообразующмх систем - М,К1,К) в «физических» точках, положение которых определялось серединой структурно и литологически однородного интервала (станции наблюдений), задокументированного уступа карьера. Длина станции обычно 20, в редких случаях 40 м. Всего получено 625 пространственно распределенных по карьерному полю значений этого параметра

рят

PR ¡kr¡

m ш I

PR pi 1

110

Рис, 2. Фрагмент карты блочное™ массива докембрийских пород Лебединского месторождения (юго-западная часть действующего карьера);

1-3 - породы коробке веко й свиты: железистые кварциты верхней (1) к нижней (3) железорудных л одев ит сланцы нижней сланцевой подсвиты (2); 4 - кварцитолесчаники стойленской сайты. 5 - оси складок, 6-9 - участки горных пород различных категорий трещиноватости (размер блока, и).

6 - II (0.1-0.5), 7 - Illa (0.5-0.75) 6 - III6 (0.75-1.0), 9 - IV (1 0-1.5), 10 - Стратиграфические границы; 11 - границы между участками с различной блочностью пород

Оконтуривание участков пород различной блочное™ осуществлялось путем увязки границ интервалов одной категории блочное™ между смежными задокументированными уступами. При этом учитывались факторы, влияющие на размер отдельности (минерально-петрографические типы пород и их инженерно-геологические литотипы, оси складок, разрывные нарушения).

Критериальные значения среднего размера отдельности для различных категорий блочное™ пород взяты в соответствии с «Временной классификацией.,,», в которой с целью более дифференцированной геометризации массива по степени трещиноватости пород наиболее распространенная на месторождении lit категория была разделена на две подкатегории: Ш-а (0.5-0.75) и IÍI-6 (0.75-1.0 м).

Анализ составленной карты блочности докембрийских пород карьерного поля показал, что в незатронутом выветриванием массиве участки пород различных категорий трещиноватости образуют чередующиеся между собой полосы и линзы шириной 30-80 м, вытянутые по простиранию складчатости. Участки пород lll-б, IV и V категорий трещиноватости тяготеют к замковым частям складок.

Такая же позиция характерна для участков пород категории 111-а в том случае, когда они на крыльях складок сменяются II категорией. В то же время линзы и полосы относительно крупноблочных пород указанных выше категорий по простиранию осей складок размещены прерывисто. Это не отрицает установленного факта укрупнения блока в направлении от крыльев к замкам складок, а свидетельствует о том, что степень такого укрупнения очень изменчива по простиранию складок. Нередко величина изменения размера блока от крыльев к замкам складок находится внутри коридора критериальных значений для одной категории трещиноватости пород. Указанная изменчивость объясняется дисгармоничным характером складчатости и пространственной изменчивостью вещественных и структурно-текстурных преобразований пород в период складкообразования.

Вследствие сказанного некорректно автоматически увеличивать категорию трещиноватости пород, залегающих в замках складок, относительно тех же пород, но расположенных на крыльях складок. Кроме того, установление точной позиции складок, особенно высоких (4-го и выше) порядков, в условиях напряженной дисгармоничной складчатости массива и отсутствия в разрезе слагающих его пород надежных маркирующих горизонтов - очень сложная задача. Поэтому установленную закономерность увеличения размера блока в замках складок для целей прогноза блочности пород следует использовать в разумных пределах, больше ориентируясь на массив фактических данных о блочности пород, систематически его пополняя и сгущая сеть точек натурных измерений этого параметра.

По величине площадей участков пород различной блочности установлено, что на Лебединском карьере преобладают крупноблочные породы III категории (63,1%), преимущественно железистые кварциты (58%), причем подкатегория Ш-а составляет 52,3%, а подкатегория lll-б - всего 10.8%.

Весьма и исключительно крупно блочные породы (IV и V категории) составляют соответственно 1,0 и 0,1 %. Представлены они в основном магнетитовыми (щелочно-амфибол-магнетитовыми) и куммингтонит-магнетитовыми кварцитами плойчатой, волнисто-полосчатой, неяснополосчатой и массивной текстуры. Среднеблочные породы (II категория) составляют 34%. Среди них

преобладают железистые кварциты и сланцы. Мелкоблочные породы (I категории) распространены незначительно (1,8%). Это в основном окисленные кварциты и сильно выветрелые сланцы. Какая-то часть мелкоблочных пород сопровождает разрывные нарушения, но ввиду небольшой мощности и прерывистости участков развития таких пород геометризовать их на карте не представляется возможным.

В третьей главе изложены результаты изучения минералого-петрографического состава горных пород Лебединского месторождения и его взаимосвязь с процессами разрушения пород.

Главными задачами изучения минерального состава железистых кварцитов месторождения являются:

- изучение вещественного (химического и минерального) состава и структурно-текстурных особенностей кварцитов как руд и сырья для производства щебня;

- определение геологических факторов и физико-механических параметров, определяющих их поведение при различных способах разрушения (взрыв, дробление, измельчение и др.);

- обоснование технологической схемы дробления железистых кварцитов и других вмещающих пород на щебень.

Вещественный состав и свойства железистых кварцитов в пределах Лебединского карьера разнообразны и обусловлены условиями их формирования.

Химический состав железистых кварцитов характеризуется высоким содержанием кремнекислоты, входящей в состав кварца, в меньшей степени силикатов. Окислы железа связаны с магнетитом, меньшая часть с гематитом и силикатами, В качестве второстепенных примесей присутствуют АЬОз.СаО, МдО, ЫагО, КгО. Фосфор, сера, титан присутствуют в незначительных количествах.

Главные породообразующие минералы кварцитов представлены магнетитом, кварцем, куммингтонитом, в зонах ощелачивания - щелочным амфиболом и эгирином; второстепенные - биотитом, гематитом, карбонатами, тальком, аюгинолитом, калиевым полевым шпатом и др.; акцессорные - апатитом, турмалином, сфеном.

Горные породы Лебединского месторождения в пределах карьерного поля представлены тремя группами метаморфических пород (в порядке уменьшения распространенности): железистыми кварцитами, кварц-слюдистыми сланцами, кварцитопесчаниками и маломощными телами диоритовых порфиритов и гранитов.

Дробимость и измельчаемость железистых кварцитов Лебединского месторождения изменяется в широких пределах даже в разновидностях близкого минерального состава. На измельчаемость железистых кварцитов основное влияние

оказывают: минеральный состав, структурные особенности и кристалличность кварца. Например, средние значения измельчаемое™ (табл.1) снижаются от магнетитовых и гематит-магнетитовых к силикатно-магнетитовым кварцитам. Статистической обработкой 161 малой технологической пробы установлена слабая, незначимая парная и множественная корреляция измельчаемое™ с содержанием железа общего и магнетитового и их соотношением. Это означает, что минеральный состав железистых кварцитов определяет только качественное состояние измельченности. Для количественного выражения необходимо глубокое изучение минералов.

Таблица 1

Данные статистической обработки и корреляционного анализа измельчаемое™ (я) _железистых кварцитов (по малым технологическим пробам) _

Тип кварцитов Измельчаемость (д) от-до среднее Средне-квадра- тич. отклонение (Э) Коэфф. вариации (V) Коэфф. множеств, корреляции с Ре0бщ и Рбмаг

Гематит-магнетитовые 0.33-0.73 0.48 0,13 26,0 0,226

Магнетитовые 0.159-0.88 0.422 0,15 34,12 0,117

Щелочно-силикатно-магнетитовые 0.306-0.959 0.511 0,19 37,27 -0,615

Силикатно (кумминг-тонит и биотит) -магнетитовые 0.188-0.537 0.354 0,087 24,47 0,163

Магнетит-силикатные 0.198-0.533 0.32 0,095 28,73 0,552

В целом для железистых кварцитов 0.159-0.96 0.425 0,15 34,51 0,216

Установлено, что главным фактором влияния на измельчаемость является кристаллическое состояние наиболее твердого и прочного минерала железистых кварцитов - кварца, составляющего от 30 до 60% объема породы. Для понимания закономерностей дробимости и измельчаемое™ были проведены минералого-петрографические исследования кварца и находящихся с ним в срастаниях ассоциирующих минералов.

С применением классических и комплекса современных методов на основе онтогении минералов исследованы изменения в морфологии, анатомии, типах срастаний и физических свойствах кварца и магнетита. Установлено, что они носят

типоморфный характер и определяют технологические свойства железистых кварцитов. Характер срастаний кварца с магнетитом, гематитом и другими минералами определяется последовательностью и этапностью процессов минералообразования. В результате формируются различные генерации минералов и типы пород с присущими им кристалло-морфологическими признаками.

В наиболее дефектном кварце, имеющем волнистое, блоковое, рассеянное угасание и низкую кристалличность, выявленную методами ИКС, термовысвечивания, микротвердости и др., образование трещин значительно облегчается. К таковому относится линейно-вытянутый, ксеноморфный, контактово-метаморфический кварц и кварц из щелочноамфибол-магнетитовых кварцитов первой группы.

Торцевой, роговиковый и мозаичный кварц из эгирин-магнетитовых кварцитов менее дефектен и объединен во вторую группу. Из сказанного можно предположить, что на первой стадии разрушения зарождение микротрещин в кварце первой группы будет происходить легче, чем в торцевом, мозаичном и роговиковом.

Во второй стадии при формировании микротрещин основную роль играют факторы, препятствующие развитию микротрещин, а именно, включения, границы зерен и др. Множество микровключений в роговиковом кварце и малые размеры его зерен создают множество «ступеней дислокаций», гасящих развитие микротрещин. Поэтому на его разрушение необходимо затрачивать наибольшее количество энергии.

В торцевом кварце из-за его большей, по сравнению с роговиковым, крупности и чистоты развитие микротрещин более благоприятно. Разрушение крупнозернистого линейно-вытянутого, ксеноморфного и контактово-метаморфического кварца происходит с наименьшими затратами энергии.

В щелочносиликатно-магнетитовых кварцитах кварц из эгирин-магнетитовых и щелочноамфибол-магнетитовых разновидностей близок по размеру, но поскольку у кварца из щелочноамфибол-магнетитовых кварцитов дефектность значительно выше, то и разрушение его легче.

С данными представлениями хорошо согласуется выявленная линейная зависимость удельной производительности мельницы по вновь образованному классу от микротрещин кварца, отражающая влияние дефектности его кристаллической решетки на измельчаемость.

Величина измельчаемости в пределах каждой минеральной разновидности находится в прямой зависимости от среднего размера зерен кварца и в обратной -от содержания класса менее 0,03 мм, при высоких значениях коэффициентов парной и множественной корреляции (табл. 2).

Таблица 2

Корреляция измельчаемое™ (ц), среднего размера зерен кварца(*) и процента __класса зерен менее 0,03 мм (у)___

Минеральные типы Коэффициент парной корреляции Коэффициент множественной корреляции Уравнение множественной регрессии

q от х qoTy q от х и у

Гематит-магнетитовые 0,953 0,957 0,950 q =0,44+6,20х-0,007 у

Магнетитовые 0,873 0,918 0,930 q =0,45+5,11 х -0,006 у

Куммингтонит-магнетитовые 0,938 0,971 0,979 q =0,43+7,68 х -0,008 у

Щелочносиликат-магнетитовые 0,963 0,836 0,964 q =0,007+9,07 х-0,001 у

Учитывая установленную связь прочностных характеристик железистых кварцитов с типом слагающего кварца, становится очевидным отнесение к среднеизмельчаемым наиболее мелкозернистых разновидностей с роговиковой структурой кварцевых слойков, к легкоизмельчаемым - с торцевой и мозаичной структурой. Весьма легкоизмельчаемые разновидности, как правило, самые крупнозернистые (рис.3) и сложены ксеноморфным, линейно-вытянутым и контактово-метаморфическим кварцем. Границы между средне- (I), легко- (II) и весьма легкоизмельчаемыми (III) кварцитами в пределах Лебедино-Стойленского рудного поля отбиваются из вариационной кривой измельчаемое™ железистых кварцитов (рис.4). Эти признаки являются типоморфными и могут быть положены в основу минералого-технологической классификации железистых кварцитов. Тесная генетическая связь генераций и типов кварца с этапами кристаллогенеза позволили установить основные закономерности залегания средне-, легко- и весьма легкоизмельчаемых руд:

- среднеизмельчаемые кварциты следует ожидать в моноклинально падающих рудных телах и крыльях структур, сформированных во вторую фазу Курской складчатости;

- легкоизмельчаемые кварциты - в ядрах, в меньшей степени в замках структур второй фазы складчатости, а также в участках развития эгирин-магнетитовых кварцитов;

- весьма легкоизмельчаемые - в зонах, активизированных в третью фазу складчатости; термального воздействия Стойло-Николаевского интрузива; развития щелочноамфибол-магнетитовых кварцитов; частично - в шарнирах структур второй фазы складчатости.

средней змсльчаемые Я = 0(1 - 0,3 к г/л час

л егкоизмсл ьчаем ыс Ч в 0,3- 0,5 |сг/л-час

весьма лсгкоизмельчаемие о более 0,5 кг/л.час

среднее

X 40

ь-

и 20

сч

« с. 40

»-

У 20

Ей

СО

но 40

га з- 20

силикатно- магнетитовые 09

4-0.328 65

5ь гтт1^гТ>гп

30 50 70 100 30 50 70 100 30 50 70 100 250 30 50 70 100 размер зерен и мкм

Рис. 3 Гистограммы гранулометрии кварца е наиболее распространенных минеральных разновидностях железистых кварцитов различной измельчэемости

Тори, кв Посл.-выт. кв

Рис. 4. Вариационная кривая измельчэемости (удельной производительности мельницы по вновь образованному классу)

Рог.

кв

Таким образом, структурно-морфологические типы, гранулометрия и кристалличность кварца количественно определяют процессы разрушения кварцитов, а именно, дробимость и измельчаемость.

Установленные закономерности использованы при геолого-технологическом картировании рудного поля и обосновании технологической схемы цепи аппаратов ДСУ для производства щебня (рис. 5).

В четвертой главе на основе теории композитных материалов нерудного минерального сырья дана прогнозная оценка прочностных и упругих свойств горных пород Лебединского месторождения. При этом проанализированы различные методы расчета прочностных и упругих свойств прослоев слоистых железистых кварцитов: модель сфера (включение) в сфере (матрица); модель, когда для прослоев и их минеральных составляющих выполняется гипотеза о существовании упругого потенциала; модель последовательно-параллельных схем. Некоторые результаты экспериментальных расчетов приведены. Ниже рассмотрены методы оценки упругих свойств анизотропных минеральных составляющих железистых кварцитов как квазиизотропных твердых тел.

Модуль объемной упругости матричных сред. При моделировании структуры двухкомлонентного прослоя железистых кварцитов с изотропными или квазиизотропными составляющими может быть использована модель - сфера (включение), заключенная в другую сферу (матрицу). Хотя эта модель не отражает структуры большинства реальных гетерогенных сред, она может быть использована для определения предельных значений (вилки) модулей упругости двухкомпонентных гетерогенных сред. Для такой модели, если первая составляющая является матрицей, а вторая включением, накладывая простые граничные условия и решая трехмерную задачу теории упругости, автор получил следующую формулу для расчета модуля объемной упругости гетерогенной среды (прослоя железистых кварцитов):

Кх = [Кгт^ЗК! + 460 + К2-т2/(ЗК2 + 4С0]/[т1/(ЗК1 + 4С-,) + т2/(ЗК2 + 4С-,)], (1) где К и в - модули объемной упругости и сдвига минеральных составляющих прослоев; т - относительное объемное содержание минеральных составляющих прослоев.

Индексы 1 и 2 относятся к нерудному минералу (кварц) и рудным минералам (магнетит, гематит) соответственно.

Формулу (1) можно преобразовать к более удобному виду

Кг.щр-1 = [ЗКГК2 + 4С1(К1т1 + К2 т2)ИЗ(К2 т, + Кгт2) + 46,]. (2)

Эта формула предназначена для «нерудных» прослоев слоистых железистых кварцитов, где «рудные» минералы являются включениями.

Если матрицу (индекс - 1) и включение (индекс - 2) гетерогенной среды поменять местами, то получим следующую формулу для расчета модуля объемной упругости прослоев железистых кварцитов

матр-2 = [ЗК,-К2+ 4С2(К1ГТ11 + К2т2)]/[3(К2-т1+К1т2)+4С2]. (3) Эта формула предназначена для «рудных» прослоев железистых кварцитов, где «нерудные» минералы являются включениями.

Расчетные значения модуля объемной упругости в основном кварцевых прослоев железистых кварцитов, где матрицей является кварц, а рудные минералы являются включениями, по формуле (2) приведены в табл. 3. Там же приведены расчетные по формуле (3) значения модуля объемной упругости рудных прослоев железистых кварцитов, где матрицей являются рудные минералы, а кварц является включением.

Таблица 3

Сравнение расчетных зависимостей модуля объемной упругости (104МГ1а) двухкомпонентных «рудных» и «нерудных» прослоев железистых кварцитов по _модели сфера в сфере___

Объемное относительное содержание включения Фор-

0,0 0,1 I 0,2 I 0,3 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 10,8 | 0,9 I 1,0 мула

Матрицей является кварц, включение - магнетит

3,675 4,25 I 4,90 I 5,63 6,48 | 7,46 | 8,60 | 9,976 | 11,6 | 13,61 I 16,17 (2)

Матрицей является кварц, включение - гематит

3,675 4,04 | 4,44 | 4,87 5,34 | 5,85 | 6,41 | 7,02 | 7,70 | 8,45 | 9,820 (2)

Матрицей является магнетит, включение - кварц

16,17 14,1 I 12,3 | 10,7 9,37 | 8,15 | 7,06 | 6,09 | 5,21 | 4,40 | 3,675 (3)

Матрии ей является гематит, включение - кварц

9,820 8,56 I 7,87 | 7,23 6,63 | 6,06 | 5,53 | 5,03 | 4,55 | 4,10 [3,675 (3)

Модуль сдвига матричных сред. Оценка границ для модуля сдвига гетерогенных сред имеется в обзорной работе. Формула, характеризующая вилку для оценки модуля сдвига двухкомпонентной гетерогенной среды (индекс - 1 относится к матрице, а индекс - 2 относится к включению), имеет вид

+ т2/[1/(62 - в,) + 6(К, + 2С1) т1/5(ЗК1 + 4С0С,] > в^; > 62 + т1/[1/(62- в,) + 6(К2 + 2С2)т2/5(ЗК2 + 40г)Ъг] ■ (4)

Если первая составляющая двухкомпонентного прослоя железистых кварцитов (например, кварц) является матрицей значение модуля сдвига «нерудного» прослоя на основании выражения (4) можно выразить формулой:

<31м>ц = GilGi.ni, + С3г[15(1 - у,)/(7 - - пиМ^П + 2(4 - 5у,)т2/(7 - 5у0] + +2С2-т,(4 - 5у-|)/(7 - 5v1)}. (5)

Узел крупного Узел среднего и Узел сортировки Склад готовой

дробления мелкого дробления продукции

Рис. 5. Схема цепи аппаратов ДСУ 1 - питатель ленточный; 2 - конвейер ленточный № 1; 3 - дробилка щековая; 4 - электромагнит; 5 - конвейер ленточный № 2; 6

- грохот; 7 - конвейер ленточный N2 3; 8 - дробилка; 9 - конвейер ленточный № 4; 10 - грохот; 11 - конвейер ленточный № 5; 12

- дробилка; 13 - конвейер ленточный № 6; 14 - конвейер ленточный № 7; 15 - конвейер ленточный № 8; 16 - конвейер ленточный

№ За

Если вторая составляющая двухкомпонентного прослоя железистых кварцитов является матрицей предельное значение модуля сдвига «рудного» прослоя на основании выражения (4) можно выразить следующей формулой:

вгиатрг = вг^г-тг + 0,(15(1 - у2)/(7 - 5у2) - т2]}/{в2[1+2(4 - 5у2) т,/(7 - 5У2)] + +2С,-т2(4-5у2)/(7-5у2)}. (6)

Расчетные значения модуля сдвига кварцевых прослоев слоистых железистых кварцитов по формуле (5), где матрицей является кварц, а рудные минералы являются включениями, приведены в табл. 4. Там же приведены расчетные значения модуля сдвига рудных прослоев слоистых железистых кварцитов по формуле (6), где матрицей являются рудные минералы, а кварц является включением.

Сравнение расчетных зависимостей модуля сдвига (104 МПа) «рудных» и «нерудных» прослоев слоистых железистых кварцитов по модели сфера в сфере приведено в табл. 4.

В табл. 3 и 4 не все расчетные значения К и С имеют практическое значение, так как включают такие содержания минеральных составляющих, которые не встречаются в природе, однако они интересны в методологическом смысле.

Таблица 4

Сравнение расчетных зависимостей модуля сдвига (104МПа) «рудных» и «нерудных» прослоев слоистых железистых кварцитов по модели сфера в сфере

Объемное относительное содержание включения Фор-

0,0 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 I 1,0 мула

Матрицей является кварц, включение - магнетит

4,445 4,70 | 5,10 | 5,46 | 5,85 | 6,28 | 6,75 | 7,26 | 7,82 | 8,44 I 9,130, М

Матрицей является кварц, включение - гематит

4,445 4,77 | 5,11 | 5,48 | 5,98 | 6,33 | 6,81 | 7,34 | 7,92 | 8,57 | 9,285 (5)

Матрицей является магнетит, включение - кварц

9,13 8,53 | 7,96 | 7,43 | 6,93 | 6,46 | 6,01 | 5,59 | 5,19 | 4,81 | 4,445 (6)

Матрицей является гематит, включение - кварц

9,285 8,65 | 8,06 | 7,50 | 6,98 | 6,49 | 6,03 | 5,60 | 5,19 | 4,81 | 4,445 (6)

Приближенная оценка модуля сдвига матричных сред. Легко убедиться, что при коэффициенте Пуассона матрицы или включения, равном 0,2, значение 15(1 - v)/(7 - 5v) = 2, а значение 2(4 - 5v)/(7 - 5v) = 1. В широком диапазоне значений коэффициентов Пуассона матрицы или включения эти параметры для практических расчетов можно принять постоянными и равными соответственно 2 и 1. Тогда приближенно выражения для оценки модуля сдвига матричных сред выразятся:

если матрицей является первая составляющая (например, кварц), то на основании формулы (5) получим:

в^вгт! + в2(1 + т2)]/[<31(1 + т2) + Сг-гтн] = = б^-ар^ар + 62)/(Схгар + вг); (7)

если матрицей является вторая составляющая (рудный минерал), то на основании формулы (6) получим

Сгматр.2лр = 02[С2т2 + в1(1 + т,)]/[62(1 + т,) + Стт2] =

= С&ар(6Гар + 61)/(С1гар + в,). (8)

Формулы (7) и (8) обеспечивают расчеты модулей сдвига прослоев слоистых железистых кварцитов с достаточной для практики точностью.

Таким образом, на основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработан метод прогнозной оценки прочностных и упругих свойств двухкомпонентных прослоев железистых кварцитов и ассоциирующих с ними метаморфических пород, учитывающий неравномерное распределение параметров воздействия механических полей по составляющим композита, типы структур композита и их минеральный состав и установлено:

- расчетные зависимости прочностных и упругих свойств двухкомпонентных «рудных» и «нерудных» прослоев железистых кварцитов по различным моделям незначительно отличаются друг от друга;

- некоторые различия в поведении прочностных свойств кварц-магнетитовых прослоев по сравнению с кварц-гематитовыми прослоями объясняются существенным отличием коэффициентов Пуассона магнетита (0,262) и гематита (0,125);

- наилучшие результаты оценки упругих свойств, учитывая структурные особенности прослоев, получаются при использовании метода, основанного на модели сфера (включение) в сфере (матрица);

- наиболее простой метод расчета упругих характеристик прослоев железистых кварцитов основан на использовании гипотезы о существовании упругого потенциала.

Заключение

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи геологического обеспечения комплексного использования вмещающих горных пород месторождений железистых кварцитов для производства строительных материалов, что вносит существенный вклад в теорию и практику горнопромышленной геологии нерудного минерального сырья.

Основные результаты, выводы и рекомендации, полученные лично автором при выполнении исследований, заключаются в следующем:

1. Разработаны научно-методические основы комплексного использования вмещающих пород месторождений железистых кварцитов на основе рациональной системы идентификации свойств нерудного сырья, базирующиеся на минералого-петрографических исследованиях и районировании породного массива,.

2. Разработана методика геологического обеспечения комплексного использования рудовмещающих пород месторождений железистых кварцитов, отличающаяся тем, что представляет собой рациональную систему идентификации свойств нерудного сырья, включающая районирование породного массива по блочности пород на основе геолого-структурного картирования, диагностики и оценки минералого-петрографического состава литотипов и прогнозирование их прочностных параметров с использованием методов теории композитных материалов.

3. На основе детального геолого-структурного анализа месторождений железистых кварцитов региона КМА установлено, что естественная отдельность (блочность) пород в массивах железистых кварцитов и ассоциирующихся с ними метаморфических пород сформирована трещинами трех взаимно ортогональных систем (1 - по слоистости, 2 - вкрест простирания, 3 - субперпендикулярно слоистости и субпараллельно простиранию пород). Размер отдельности обусловлен литологическим, структурным и гипергенным факторами.

4. Обоснован метод прогнозной оценки прочностных и упругих свойств двухкомпонентных прослоев слоистых железистых кварцитов и ассоциирующихся с ними метаморфических пород, учитывающий неравномерное распределение параметров воздействия механических полей по составляющим композита, типы структур композита и их минеральный состав.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Абсатаров С.Х. Показатели качества горных пород для производства щебня // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - № 7. - С.101-104.

2. Дунаев В.А., Серый С.С., Герасимов A.B., Абсатаров С.Х. Методика районирования карьерных полей по блочности и взрываемости пород докембрийского фундамента И Горный информационно-аналитический бюллетень. -2006. - № 9. - С.77-85.

3. Абсатаров С.Х., Локтионов С.В., Федоровский Ю.А. Производство щебня из вскрышных пород на Лебединском ГОКе // Горный журнал. - 2007. - № 7. - С.56-58.

4. Мосейкин В.В., Абсатаров С.Х. Минеральный состав железистых кварцитов Лебединского месторождения и его взаимосвязь с процессами разрушения пород И Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. - №2. - С.97-103.

5. Абсатаров С.Х., Мосейкин A.B. Особенности физико-механических свойств разновидностей железистых кварцитов Лебединского месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. - №9. - С.285 - 291.

6. Петроченков Р.Г., Абсатаров С.Х. Методы оценки упругих свойств анизотропных минеральных составляющих железистых кварцитов как квазитропных твердых тел II Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. - №8. -С.249 - 253.

Подписано в печать .¿^09. Формат 60x90/16

Объем 1.0 печ.л._Тираж 100 экз._Заказ №

Отдел печати Московского государственного горного университета. Москва, Ленинский пр-т., 6

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Абсатаров, Сергей Хабибулович

Введение.

Глава 1. Сырьевая база, особенности геологического строения и проблема производства строительного камня при разработке месторождений.

1.1. Общие сведения.

1.2. Закономерности размещения и генетические типы промышленных месторождений.

1.3. Сырьевая база месторождений строительного камня.

1 А. Состояние ресурсной базы щебня на месторождениях железистых кварцитов.

1.5. Постановка задач исследований.

Глава 2. Декомпозиция структуры породного массива и его районирование по блочности горных пород.

2.1. Методика геолого-структурных исследований.

2.2. Структура массива и факторы, влияющие на блочность слагающих его пород.

2.3. Факторы, обусловливающие блочность пород.

2.4. Районирование карьерного поля по блочности пород.

Выводы.

Глава 3. Оценка и диагностика минералого-петрографического состава литотипов горных пород для комплексного их использования.

3.1. Минеральный состав и петрографическая характеристика горных пород Лебединского месторождения и их взаимосвязь с процессами разрушения пород.

3.2. Генерации и типы главных минералов породного массива Лебединского месторождения.

3.3. Особенности физико-механических свойств минеральных разновидностей железистых кварцитов Лебединского месторождения.

3.4. Обоснование и расчет технологической схемы дробильно-сортировочной установки (ДСУ) с выпуском щебня фракций

5-20 и 20-40 мм на Лебединском ГОке.

Выводы.

Глава 4. Прогнозная оценка прочностных и упругих свойств двухкомпонентных прослоев слоистых железистых кварцитов . 117 4.1. Прочностные свойства двухкомпонентных прослоев с квазиизотропными составляющими слоистых железистых кварцитов.

4.1.1. Прочность прослоев слоистых железистых кварцитов при сжатии.

4.1.2. Прочность прослоев слоистых железистых кварцитов при 123 растяжении и сдвиге.

4.1.3. Сравнение зависимостей прочностных свойств прослоев слоистых железистых кварцитов от их составов по различным моделям.

4.1.4. Сравнение зависимостей прочностных свойств прослоев слоистых железистых кварцитов от их составов с использованием гипотезы о существовании упругого потенциала

4.1.5. Сравнение зависимостей прочностных свойств прослоев слоистых железистых кварцитов от их составов с применением моделей последовательно-параллельных схем.

4.2. Средние упругие свойства основных минеральных составляющих прослоев слоистых железистых кварцитов.

4.2.1. Методы оценки упругих свойств анизотропных минеральных составляющих железистых кварцитов как квазиизотропных твердых тел.

4.2.2. Модули упругости двухкомпонентных прослоев по модели сфера (включение) в сфере (матрица).

4.2.3. Модули объемной упругости и сдвига двухкомпонентных прослоев железистых кварцитов при выполнимости для них гипотезы о существовании упругого потенциала.

4.2.4. Модули объемной упругости и сдвига двухкомпонентных и многокомпонентных прослоев железистых кварцитов с применением модели последовательно-параллельных схем.

4.2.5. Сравнение зависимостей упругих свойств прослоев слоистых железистых кварцитов различных структурных типов от их минерального состава.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геологическое обеспечение комплексного использования пород рудовмещающей толщи железорудных месторождений КМА"

Эффективные технологии рационального использования попутно добываемых вмещающих полезные ископаемые анизотропных или трещиноватых горных пород в промышленности строительных материалов возможны в том случае, когда они базируются на изучении горных пород, на основе наиболее полной и достоверной информации об их минералого-петрографическом составе, текстурно-структурных и физико-механических свойствах. При этом в результате исследований должна быть дана оценка возможности комплексного использования вмещающих пород для производства различных видов продукции, в частности, строительных блоков, бутового камня, щебня и др., стоимость которых варьирует в широких пределах. Так, например, стоимость 1 м блоков ориентировочно составляет от 130 до 300 долларов США, а стоимость 1 м3 щебня фракции 520 мм от 300 до 600 руб. (цены даны без транспортных расходов). В связи с этим геологические аспекты комплексного освоения георесурсов представляют собой самостоятельную научную проблему, что связано с ведущей ролью геологических факторов в ресурсосбережении и рациональном использовании руд и вмещающих пород. Поэтому исследования, проводимые в данном направлении, являются, безусловно, актуальными.

Идея работы заключается в том, что диагностика и оценка минералого-петрографического состава литотипов горных пород, детальное геолого-структурное картирование породного массива и прогнозирование прочностных свойств пород с позиции их представления как естественных композитных материалов позволяют районировать массив по блочности и потребительским свойствам георесурсов.

Научные положения, выносимые на защиту:

2. Естественная отдельность пород массива железистых кварцитов сформирована трещинами трех взаимно ортогональных систем (1 - по слоистости, 2 - вкрест простирания, 3 - субперпендикулярно слоистости и субпараллельно простиранию пород). Размер отдельности обусловлен тремя факторами: литологическим (принадлежностью породы к определенному минералого-петрографическому типу и ее текстурным особенностям), структурным (позицией в замке или крыльях складки, а также относительно разрывных нарушений) и гипергенным (интенсивностью вторичных изменений в направлении сверху вниз).

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов работы подтверждаются:

- корректностью применения вероятностно-статистических методов обработки указанных данных;

Методы исследований. В работе использован комплекс методов исследований: геолого-структурного картирования, минералогопетрографического анализа, геометрии недр, методы математической статистики, теории композитных материалов.

Научное значение работы состоит в обосновании метода геологического обеспечения комплексного использования рудовмещающих пород месторождений железистых кварцитов, базирующегося на установлении взаимосвязей между структурой массива, отдельностью (блочностью) пород и их минералого-петрографическим составом, позволяющего рассматривать их как композитные материалы нерудного минерального сырья.

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Абсатаров, Сергей Хабибулович

3. На основе детального геолого-структурного анализа месторождений железистых кварцитов региона КМА установлено, что естественная отдельность (блочность) пород в массивах железистых кварцитов и ассоциирующихся с ними метаморфических пород сформирована трещинами трех взаимно ортогональных систем (1 — по слоистости, 2 - вкрест простирания, 3 — субперпендикулярно слоистости и субпараллельно простиранию пород). Размер отдельности обусловлен литологическим, структурным и гипергенным факторами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Абсатаров, Сергей Хабибулович, Москва

1. Абрамов A.A. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых, т.1, Обогатительные процессы и аппараты, М., МГГУ, 2001, 472с.

2. Абсатаров С.Х. Показатели качества горных пород для производства щебня // ГИАБ. 2006. - № 7 . с. 101-104.

3. Абсатаров С.Х., Мосейкин В.В. Особенности физико-механических свойств минеральных разновидностей железистых кварцитов Лебединского месторождения. М, МГГУ, ГИАБ, № 9, 2008, с. 285-291.

4. Авдохин В.М. Основы обогащения полезных ископаемых, т.1, Обогатительные процессы, М., МГГУ, 2006, 418с.

5. Алимов Л.А., Баженов Ю.М., Воронин В.В., Горчаков Г.И. Физико-механические свойства бетонов в зависимости от структурных характеристик. Сб.: Технология и повышение долговечности железобетонных конструкций. -М.: Стройиздат, 1972.

6. Ахвердов И.Н., Смольский А.Е., Скочеляс В.В. Моделирование напряженного состояния бетона и железобетона. Минск.: Наука и техника, 1973,232 с.

7. Ахкозов Ю.Л. Генезис минералов и технологические особенности железистых кварцитов Ингулецкого месторождения. Автореф. дисс., к. г-м. н., Львов, 1903, 22с.

8. Беликов Б.П., Александров К.С., Рыжова Т.В. Упругие свойства породообразующих минералов и горных пород. М.: Наука, 1970, 275 с.

9. Борзунов В.М. Разведка и промышленная оценка месторождений нерудных полезных ископаемых. М.: Недра, 1982.

10. Будештский Р.И. Математическая модель композиционного материала зернистой структуры. — Проблемы прочности, 1971, № 8.

11. Будештский P.M. Элементы теории прочности зернистых композиционных материалов.-Тбилиси.: Мецниереба, 1972, 82 с.

12. Бужевич Г.А. Вопросы структуры, прочности и деформативности легких бетонов на пористых заполнителях. Сб.: Структура, прочность и деформация легкого бетона. — М.: Стройиздат, 1973, с. 5 — 23.

13. Булгакова А.П., Ряполов О.Г., Щекин Ю.С. и др. Об изменчивости петрофизических и технологических свойств железистых кварцитов. -Горный журнал, 1989, №4, с.8-11.

14. Булгакова А.П., Шевцов А.Я., Поддубный А.П. Геолого-структурные особенности Лебединского месторождения железистых кварцитов КМА и их значение для буровзрывных работ. — «Горный журнал», 1984, №6.

15. Временная классификация горных пород по степени трещиноватости в массиве. Межведомственная комиссия по взрывному делу. Информ. Вып. В-199. М.: ИГД, 1968. - 30 с.

16. Глаголев A.A. Метаморфизм докембрийский пород КМА. М.: Наука, 1966, 158с.

17. Гладышев Б.М., Петровская Л.П., Шмандий М.Д. Концентрация напряжений в компонентах бетона и ее влияние на прочность бетона при сжатии. Сб.: Концентрация деформаций, микрообъектов, деталей, конструкций. — Каунас-Паневежис. 1972, с. 118 - 128.

18. Голивкин Н.И. Тектоническое строение докембрийского фундамента Старооскольского и Новооскольского районов КМА. Изв. Вузов, Геология и разведка, 1967, №3, с.25-30.

19. Гончаров С.А. Термодинамика. М.: МГГУ, 1997, 440 с.

20. Григорьев Д.П., Жабин А.Г. Онтогения минералов. М.: Недра, 1975,337с.

21. Десов А.Е. К макроструктурной теории прочности бетона при одноосном сжатии. Сб.: Технология и повышение долговечности железобетонных конструкций. -М.: Стройиздат, 1972, с. 4 - 17.

22. Дмитриев А.П., Гончаров С.А. Термическое и комбинированное разрушение горных пород. М.: Недра, 1978, 303 с.

23. Довжик В.Г., Дорф В.А. Зависимость прочности при сжатии и модулей упругости керамзитобетона от прочностных и деформационных свойств его составляющих. — Сб.: Структура, прочность и деформативность легкого бетона. -М.: Стройиздат, 1973, с. 130 140.

24. Дунаев В.А., Ермолов В.А. Геологические факторы, влияющие на взрываемость горных пород при открытой разработке полезных ископаемых. ГИАБ. - М.: МГГУ, 1999, № 1.

25. Дунаев В.А., Серый С.С., Герасимов A.B., Абсатаров С.Х. Методика районирования карьерных полей по блочности и взрываемости пород докембрийского фундамента // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2006. - №9. - С.77-85.

26. Дунаев В.А., Серый С.С., Герасимов A.B., Ермолов В.А. Карта взрываемости горных пород и автоматизация проектирования буровзырывных работ на карьерах. «Горный журнал», 2000, № 1, с. 17-20.

27. Дунаев В.А., Серый С.С., Герасимов A.B.,Григорьев В.И. Структура и районирование массива докембрийских пород Лебединского месторождения. «Горный журнал», 2003, № 3, с. 7-13.

28. Ермолов В.А., Дунаев В.А., Мосейкин В.В. Кристаллография, минералогия и геология камнесамоцветного сырья. Учеб.пособие для вузов/ Под ред. В.А.Ермолова. М.: Изд-во МГГУ, 2003. - 407 с.

29. Ермолов В.А. Геология. Часть И. Разведка и геологопромышленная оценка месторождений полезных ископаемых. М.: Изд-во МГГУ, 2005. — 392 с.

30. Ефремов Э.И., Петренко В.Д., Рева Н.П., Кратковский И.Л. Механика взрывного разрушения пород различной структуры. Киев: Наукова думка, 1984. - 192 с.

31. Ефремовцев Н.С., Машуков В.И., Кононов А.Н. и др. Совершенствование технологии буровзрывных работ с учетом геолого-структурных особенностей массива. — «Горный журнал», 1981, № 5, с. 42-45.

32. Жабин А.Г. Онтогения минералов. М., Наука, 1979, 275с.

33. Завгороднев В.Н., Батуев М.А., Маточкин В.А. и др. Взрывные работы проблемы, поиски и решения. - «Горный журнал», !993, № 9-10, с. 20-23.

34. Зотеев В.Г., Можаев JI.B., Комаров В.В. Изучение трещиноватости железорудных месторождений. «Горный журнал», 1970, № 3, с. 54-55.

35. Калашников А.Т. Эффективная технология буровзрывных работ в карьере Лебединского ГОКа. «Горный журнал», 1987, № 3, с. 30-34.

36. Киевленко Е.Я., Сенкевич H.H. Геология месторождений поделочных камней. М.: Недра, 1983.

37. Киевленко Е.Я., Чупров В.И., Дралесиева Е.Е.Декоративные коллекционные материалы. М.% Недра, 1987. - 323 с.

38. Композиционные материалы. Справочник/ Киев: Наукова думка, 1985, 592 с.

39. Кристенсен Р. Введение в механику композитов. М.: Мир, 1982, 334 с.

40. Курчевский A.C., Петроченков Р.Г. Физические свойства минеральных составляющих железистых кварцитов и вмещающих пород железорудных месторождений КМА/ Депонированная рукопись, 28 с. Библиографическое описание см. ГИАБ, вып. 1, М.: МГГУ, 2001.

41. Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом. Учебник для ВУЗов. 3-е изд. перераб. и доп. - М.: МГГУ, 1992. - 516 с.

42. Кутузов Б.Н., Лемеш Н.И., Плужников В.Ф. Классификация горных пород по взрываемости для карьеров. «Горный журнал», 1979, № 2, с. 4143.

43. Кучерявый Ф.И., Крысин P.C. О влиянии степени трещиноватости и ориентировки трещин в массиве на результаты взрывов в карьерах. В кн.: Взрывное дело, № 56/13 - М.: Недра, 1964, с. 211-219.

44. Лебедева С.Н. Микротвердость минералов. М.: Недра,1977, 128с.

45. Маляров И.П., Минченков A.B., Угольников В.К. Районирование месторождений по категориям взрываемости пород. В кн.: Буровзрывные работы на глубоких карьерах. - Свердловск: ИГД МЧМ, 1984, с. 53-57.

46. Машуков В.И., Нагаев Х.Х., Кононов А.Н., Щуцкий JI.A. О влиянии анизотропии трещиноватости на показатели отбойки горных пород. -«Горный журнал», 1986, № 7, с. 41-43.

47. Мельник Ю.П. Физико-химические условия образования докембрийских железистых кварцитов. — Киев: Наукова думка, 1973, 287с.

48. Месторождения полезных ископаемых: Учеб.для вузов/Под ред В.А.Ермолова. М.: Изд-во МГГУ, 2001. - 570 с.

49. Методические рекомендации по изучению трещиноватости массива скальных пород для решения задач геомеханики горных пород. Белгород: ВИОГЕМ, 1976.-59 с.

50. Мосейкин В.В., Абсатаров С.Х. Минеральный состав железистых кварцитов Лебединского месторождения и его взаимосвязь с процессами разрушения пород. М., МГГУ, ГИАБ, № 2, 2008, с. 97-103.

51. Невский В.А. Трещинная тектоника рудных полей и месторождений. -М.: Недра, 1979. 224 с.

52. Неметаллические полезные ископаемые СССР /Под ред. В.П.Петрова. — М.: Недра, 1984.

53. Новик Г.Я., Зильбершмидт М.Г. Управление свойствами пород в процессах горного производства. М.: Недра, 1994, 224 с.

54. Новик Г.Я., Ржевская C.B. Физико-техническое обеспечение горного производства. М.: Недра, 1995, 226 с.

55. Нотт Дж. Основы механики разрушения. М.: Металлургия, 1978, 256с.

56. Оксанич И.Ф., Миронов П.С. Закономерности дробления пород взрывом и прогнозирование их гранулометрического состава. М.: Недра, 1982, 166с.

57. Оценки недропользования / В.Н.Попов, В.В.Руденко и др.: Учеб.пособие для вузов. М.: Изд-во АГН, 2001. - 296 с.

58. Петроченков Р.Г, Курчевский A.C. Упругие свойства двухкомпонентных прослоев слоистых железистых кварцитов/ Депонированная рукопись, 20 с. Библиографическое описание см. ГИАБ, вып. 6, -М.: МГГУ, 2001.

59. Петроченков Р.Г., Абсатаров С.Х. Методы оценки упругих свойств анизотропных минеральных составляющих железистых кварцитов как квазитропных твердых тел. // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2008. - №8. - С.249 - 253.

60. Петроченков Р.Г. Строительные композиционные материалы с оптимальными свойствами на основе отходов горного производства. Часть 1.1. М.: МГГУ, 1995, 114 с.

61. Петроченков Р.Г. Строительные композиционные материалы с оптимальными свойствами на основе отходов горного производства. Часть 2.1. М.: МГГУ, 1995,97 с.

62. Петроченков Р.Г. Строительные композиционные материалы с оптимальными свойствами на основе отходов горного производства. Часть 1.1. М.: МГГУ, 1994, 114 с.

63. Пирогов Б.И., Пирогова В.В. Минералогическое исследование железных и марганцевых руд. Недра, М., 1973, 216с.

64. Пирогов Б.И. Геолого-минералогические факторы, определяющие обогатимость железистых кварцитов. М., Недра, 1969, 239с.

65. Пирогов Б.И. Морфология и онтогения магнетита и гематита железистых кварцитов. Минералогический журнал, 1983, №4, с. 46-54.

66. Пирогов Б.И. Роль минералогических исследований в обогащении руд. Минералогический журнал, 1982, №1, с.81-92.

67. Плаксенко H.A. Главнейшие закономерности железорудного осадконакопления в докембрии. Воронеж, 1966, 264с.

68. Попов В.Н., Байков Б.Н. Технология отстройки бортов карьера. -М.: Недра, 1991.- 183 с.

69. Промышленные типы месторождений неметаллических полезных ископаемых /А.Е.Карякин, П.А.Строна, Б.Н.Шаронов и др. М.: Недра, 1985.

70. Ракишев Б.Р. Прогнозирование технологических параметров взорванных пород на карьерах. Алма-Ата: Наука, 1983, 240с.

71. Рац М.В., Чернышев С.Н. Трещиноватость и свойства трещиноватых горных пород. М.: Недра, 1970. - 164 с.

72. Ревнивцев В.И. Роль технологической минералогии в обогащении полезных ископаемых. ЗВМО, 1982,ч.Ш, вып.4, с.443-449.

73. Ревнивцев В.И., Хопунов Э.А., Костин И.М. и др. Селективное разрушение минералов. М., Недра, 1988.

74. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. М.: Недра, 1978, 389 с.

75. Романщак A.A., Белых В.И. Петрохимические критерии минералого-технологической классификации железистых кварцитов. В кн. Железные руды для качественной металлургии, М., 1986, с.62-72.

76. Садыков Г.Х., Жемакнкулов Х.К. Исследование влияния геологической структуры (трещиноватости) массива пород на результаты взрывных работ на карьере. Труды ИГД АН Каз.ССР, 1956, т. 18, с. 17-21.

77. Сендецки ДЖ. Упругие свойства композитов. В кн.: Композиционные материалы. Механика композиционных материалов, т. 2. -М.: Мир, 1973, с. 61 - 101.

78. Скрамтаев Б.Г. Теория прочности бетона. Новые виды бетонов. М.: ОНТИНКТП, 1934.

79. Тангаев И.А. Буримость и взрываемость горных пород. М.: Недра, 1978,184с.

80. Токмурзин О.Т., Лисьев В.И. Статистическое определение необходимого и достаточного количества замеров трещин. «Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых», 1986, № 4, с. 124128.

81. Шевцов А .Я. Вязкие сдвиговые деформации и тектоническая делимость железорудной толщи Старооскольского района КМА. Воронеж: ВГУ, 1996.

82. Шейкин А.Е., Чеховский Ю.В., Бруссер М.И. Структура и свойства цементных бетонов. М.: Стройиздат, 1979, 271 с.

83. Щербаков П.Н., Ткаченко В.М., Пульянович С.В. Метод оперативной оценки крепости и трещиноватости горных пород при производстве буровзрывных работ на карьерах. — «Горный журнал», 1983, № 7, с. 35-37.

84. Якобашвили О.П. Цифровая сейсмометрия массивов горных пород на карьерах. В кн.: Актуальные проблемы освоения месторождений и использования минерального сырья. - М.: изд-во МГГУ, 1993, с.71-91.

85. Ямщиков B.C. Контроль процессов горного производства. М.: Недра, 1989, 438 с.

86. Baresova V. Calculation of Young's Modulus of Two-Phase systems poly (ethylene glycol monomethacrylate) water at low temperatures. - Collect. Czechosl. Chem. Communs, vol. 34, N 2, 1969, - p. 537.

87. Hill R. The Elastic Behavior of a Crystalline Aggregate. Proc. Phys. Soc., 1952, vol. A65, Pt 5, n 389 A, p/ 349 - 354.

88. Kameswara RAO C.V.C., Swamy R.N. Mangat P.S. Mechanical behavior of concrete as a composite material. Mater, of constr. 1974, vol. 7, № 40, p. 265-271.

89. Ко K.C., Haas С J. The effective modulus of rock as a composite material. Jnt. J. Rock. Mech. and Mining Sci. 1972, vol. 9, № 4, p. 531 - 541.

90. Reuss A. Berechnung der Fliebgrenze von Mischkristallen auf Grund der Plastizitatsbedingung fur Einkristalle. Zs. angew. Math, und Mech., 1929, Bd 9, H. 1, s. 49-58.

91. Sternberg E., Sadowsky M.A. On the Axisumme. Problem of the Theory of Elasticity for an Infinite Region Containing Two Spherical Cavities. Journal of Applier Mechanic. Vol. 19, Trans. ASME, Vol. 74, 1952, p. 19.

92. Takaynagi M., Uemura S., Minali S. Application of equivalent model method to dynamic rhea-optical properties of crystalline polymer. J. Polymer Sei., vol. C5, N 5, 1965, p. 113 - 122.

93. Voight W. Lehrbuch der Kristallphysik. Berlin: Teubner, 1928, S. 962.

Информация о работе

Абсатаров, Сергей Хабибулович
кандидата технических наук
Москва, 2009
ВАК 25.00.16

Диссертация

Геологическое обеспечение комплексного использования пород рудовмещающей толщи железорудных месторождений КМА - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы