Курсовой проект Горное дело и буровзрывные работы

консервативных видов деятельности. Основу его технологии составляют три ключевых процесса: отделение полезного ископаемого от горной породы, загрузка отбитого материала в транспортные контейнеры и подъем этого материала на поверхность, где может проводиться первичная переработка. Этот технологический цикл остается неизменным на протяжении тысячелетий. Улучшения в технологии происходили в основном за счет механизации процессов, внедрения более мощных машин и замены ручного труда на энергию пара, электричества и взрывчатых веществ. В последние годы в технологии добычи некоторых полезных ископаемых произошли значительные изменения, связанные с использованием так называемых геотехнологических методов.
Эти методы основаны на преобразовании полезного ископаемого в недрах в состояние, подходящее для транспортировки по трубопроводам, и его извлечении на поверхность через скважины. Однако спектр твердых полезных ископаемых, для которых геотехнологические методы применяются в промышленности, довольно ограничен и включает в себя в основном самородную серу и уран. В случае серы используется ее способность плавиться при относительно низких температурах.
Месторождение вскрывается с помощью системы скважин, в которые подается горячий пар, и расплавленная сера откачивается на поверхность. В случае урана применяется его растворимость в слабых кислотных и щелочных растворах. Месторождение также вскрывается скважинами, через которые в недра подается раствор реагента, и затем осуществляется откачка продуктивных растворов на поверхность, где уран извлекается с использованием ионообменной технологии. В обоих случаях важным условием для применения этих методов является высокая проницаемость среды, что подразумевает рыхлую структуру и значительную пористость руд в недрах.
Геотехнологические методы добычи также могут быть реализованы через гидроразмыв полезных ископаемых в недрах с последующим извлечением рудной пульпы на поверхность через скважины. Однако основным препятствием для дальнейшего развития этих методов является ограниченный спектр полезных ископаемых, которые можно перевести в подвижное состояние с учетом технологических, экономических и экологических факторов. Например, свободное золото можно относительно легко перевести в подвижную форму, но используемый для этого реактив — цианид натрия — обладает высокой токсичностью, что делает его применение в недрах неприемлемым.
В настоящее время геотехнологические методы для золотосодержащих руд в основном применяются в формате так называемого «кучного» выщелачивания, при котором золото извлекается из навалов руды на специально подготовленных площадках. Этот метод позволяет в США получать около 30% от общего объема добываемого золота.
Целью данного курсового проекта является расчет производства. Задачами работы являются: обоснование параметров и производительности карьера, выбор оборудования и режима работы карьера, выбор системы разработки.

 
1. Общая часть
1.1. Общее сведения об участке

Вернинское месторождение золота расположено в Бодайбинском золоторудном районе, который является частью Ленской золотоносной провинции. Оно находится в пределах Вернинско-Невского рудного поля, входящего в состав Маракано-Тунгусского рудно-россыпного узла. Руды этого месторождения представлены двумя основными типами промышленной золотой минерализации: кварц-сульфидным прожилково-вкрапленным и кварцево-жильным. Локализация рудных тел этих типов пространственно совмещена в метаморфизованных терригенно-карбонатных породах неопротерозойского возраста, за исключением жильной зоны Первенец, которая выделяется в системе разломов.
По минеральному составу Вернинское месторождение относится к кварцевой малосульфидной формации пирит-арсенопиритового типа, при этом содержание сульфидов не превышает 3–5%. Важно отметить, что в пределах Бодайбинского рудного района сосредоточена группа золоторудных месторождений, среди которых значительная часть золота приурочена к сверхкрупному месторождению Сухой Лог, запасы которого превышают 1500 тонн золота. Вернинское месторождение занимает второе место по ресурсам в регионе, общие запасы которого были утверждены ФБУ ГКЗ Роснедра в 2015 году и составляют 328,3 тонны.


1.2. Краткая горно-геологическая характеристика месторождения

Геолого-тектоническая позиция Вернинского месторождения, расположенного в северной части Байкало-Патомского пояса (БПП), отделена от Сибирской платформы глубинными разломами Акиткано-Джербинским и Жуинским. Это месторождение находится в пределах Бодайбинского синклинория, где формирование терригенных формаций завершилось в неопротерозое.
Структура синклинория представлена покровно-складчатым сооружением черносланцевых толщ, которые подверглись метаморфизму до зеленосланцевой фации и были смяты в складки более высокого порядка с субширотным простиранием. Эта геологическая структура осложнена системой субширотных надвигов.
Позиция Бодайбинского синклинория и месторождения Вернинское в Байкало-Патомском поясе (БПП) (по Рыцк и др., 2011 с добавлением). 1 – Сибирский кратон, 2 – Байкало-Муйский внутренний пояс, 3 – выступы раннедокембрийского фундамента, 4 – прибайкальский краевой прогиб, 5 – неопротерозойские континентальные рифты (Олокитский) и эпикратонные прогибы (Мамский, Патомский), 6 – Бодайбинская впадина, 7 – границы тектонических подразделений и разрывные нарушения, 8 – маркирующая толща низкокалиевых платобазальтов и продуктов размыва древней коры выветривания в структурах неопротерозойских рифтов и прогибов, 9 – Позиция месторождения Вернинского. На врезке: 1 – Сибирский кратон, 2 – БМП, 3 – БПП, 4 – Баргузинский супертеррейн, 5 – Бодайбинский синклинорий, 6 – позиция месторождения Вернинское, 7 – разломы.

Гранитоидные массивы, возраст которых составляет 421 ± 15 миллионов лет, сформировались после периода складчатости и в основном обнажены в периферийной части Бодайбинского синклинория. Однако по геофизическим данным на глубине около 6 километров предполагается наличие нескольких невыходящих на поверхность массивов гранитоидов, для которых отсутствует информация о возрасте. В пределах Вернинско-Невского рудного поля выходы магматических пород не зафиксированы. Ближайший интрузивный объект — Константиновский шток — находится в 6 километрах к северо-западу от рудного поля и представляет собой локальный выход палеозойских гранитоидов возрастом 303 ± 3 миллиона лет.
Основной рудовмещающей структурой Вернинского месторождения является Вернинская антиклиналь второго порядка с субширотным простиранием, которая опрокинута на юг (см. рис. 2). В пределах этой антиклинали ритмично переслаиваются метаморфизованные отложения аунакитской свиты верхнего протерозоя. Структура Вернинской антиклинали осложнена дислокационными зонами, включающими складчатые и разрывные нарушения, что добавляет сложности к геологическому строению региона.
Схематическая карта Вернинского месторождения с рудными зонами. 1–6 – метаморфизованные осадочные породы свит: 1 – Ангарской (PR3an), 2 – Вачской (PR3vc), 3–6 – Аунакитской (PR3au): 3, 4, 5 – чередование высокоуглеродистых филлитовых сланцев, слабоуглеродистых алевролитов, песчаников; 6 – горизонт известняков; 7 – жильная зона Первенец, 8 – разрывные нарушения, выявленные по геофизическим данным 9 – зоны прожилково-вкрапленных руд.
Основным типом золотой минерализации в Вернинском месторождении является прожилково-вкрапленный кварц-сульфидный, который представлен тремя рудными зонами, расположенными в зонах смятия в наиболее деформированных участках антиклинали. Сульфидная минерализация включает арсенопирит и пирит, иногда с кварцем.
Рудные тела месторождения локализованы в породах нижней и средней подсвиты аунакитской свиты. Основная рудовмещающая толща — нижняя подсвита аунакитской свиты (PR3au1) — имеет мощность 170–300 метров и разделена на три пачки, вскрытые в ядре антиклинали в северо-восточной и центральной частях площади. Первая пачка состоит преимущественно из серицит-кварцевых песчаников. Вторая пачка вскрывается только на северо-восточном фланге рудного поля и на глубоких горизонтах, где она формирует ядро Вернинской антиклинали. Эта пачка характеризуется ритмичным переслаиванием углеродистых филлитовидных сланцев, алевролитов и слюдисто-кварцевых песчаников, в пределах которой выделена кварцево-жильная зона Центральная. Третья пачка нижней подсвиты представлена ритмичным переслаиванием флишоидных горизонтов, состоящих в основном из темноцветных углеродистых филлитовидных сланцев и песчаников, включая горизонт известковистых песчаников, который служит маркирующим горизонтом структуры складки. Суммарная мощность этой пачки составляет 300–400 метров и включает зоны прожилково-вкрапленной кварц-сульфидной минерализации с рудными зонами №№ 1 и 2.
Средняя подсвита аунакитской свиты (PR3au2) имеет мощность 140–200 метров и состоит из флишоидных пород, представленных переслаиванием филлитовидных и кварц-серицитовых сланцев (60–70%) с мелкозернистыми карбонат-серицит-кварцевыми и реже кварцитовидными песчаниками (25–40%). Эти породы широко распространены в пределах рудного поля, образуя ядра и крылья синклинальных структур подчиненного порядка. По минеральным ассоциациям метасоматически преобразованные породы аунакитской свиты можно отнести к березитоподобным, однако они существенно отличаются от березитов отсутствием околожильного окварцевания и слабо щелочным характером раствора.
Кварцево-жильная минерализация проявляется в зонах разрывных тектонических нарушений, возникших после формирования складчатости. Активизация глубинных северо-северо-западных разломов, выявленных по геофизическим данным, привела к синрудным деформациям покровно-складчатой толщи, что способствовало формированию флюидопроводящей структуры.
На месторождении выделяются жильные зоны (Первенец, Центральная, Южная, Северная) с субширотным простиранием, а также отдельные кварцевые жилы с субширотным, северо-западным и субмеридиональным простиранием. Кварцевые жилы на 95–99% состоят из молочно-белого кварца, в котором часто встречаются ксенолиты вмещающих пород, гнезда карбонатов (кальцит, анкерит) и мусковит. В кварце из кварцевых жил месторождения не наблюдаются следы наложенных послерудных процессов, а кварцевые зерна не имеют признаков послерудных деформаций в краевых зонах и в ядре. Среди рудных минералов наиболее характерны арсенопирит и пирит, реже встречаются сфалерит, галенит, халькопирит, блеклые руды и самородное золото (пробность 920–970‰).
Возраст минералообразования месторождения Вернинское, определенный по изотопным соотношениям Rb и Sr в образцах пород и вкрапленно-прожилковых сульфидных руд, изменяется от 434 ± 4 до 440 ± 8 млн лет. Данные о возрасте кварцевых жил Вернинского месторождения отсутствуют. Имеются оценки возраста вкрапленно-прожилковых и кварцево-жильных руд месторождения Сухой Лог, расположенного в 12 км от месторождения Вернинское, в Хомолхинской свите (PR3hm1) Бодайбинского синклинория, которые составляют 425 ± 9 и 321 ± 14 млн лет соответственно.