Введение к работе
Актуальность работы
В современных условиях важным фактором при выборе метода извлечения полезного ископаемого является экономическая эффективность, определяющая рентабельность месторождения, а также решение ряда экологических проблем, возникающих при отработке месторождения. Учитывая специфические особенности богатых железных руд Шемраевского месторождения, а именно: значительные запасы (858,2 мля.т) при высоком содержании Fe в богатой железной руде (в среднем 67,8$ Fe ); присутствие в большом количестве рыхлых, хорошо размываемых руд (около 80$); залегание рудной залежи на большой глубине (порядка 450м под осадочным чехлом) ; высокую обводненность (9 водоносных горизонтов); мелкозернистость руд, представленных в основном, рыхлыми, водонасы-щеняыш разностями слабой устойчивости; изучаемое месторождение целесообразно отрабатывать методом сквазшнной гидродобычи (СТД).
Цель работы
Детальное изучение вещественного состава, строения, текстурно-структурных особенностей, выявление зональности железных руд Шемраевского месторождения с цельи определения поведения богатой железной руды в процессе скважинной гидродобычи. Выявление характера уплотнения руды для более точного выделения зон рыхлых (благоприятных для CIS) руд и плотных (неблагоприятных для CIS) руд для определения оптимального объема эксплуатационных камер при бурении, рационального распределения скважин, выбора необходимого оборудования, а значит, снижения себестоимости объекта, решения экологических проблем и значительного ускорения процесса отработки месторождения методом СІД.
Основные задачи исследования
-
Установление природных типов богатых железных руд. Де -тальное исследование химического состава, проведение ряда специальных анализов для уточнения минерального состава руд и возможности выявления новых минералов; изучение элементов-примесей.
-
Изучение текстурно-структурных особенностей богатых железных руд на различных глубинах с целью выявления их вертикальной зональности.
-
Изучение влияния хишческого состава, а именно, кремнезема и глинозема на уплотнение руды. Определение с присутствием
каких минералов связано уплотнение руды. Определение соответствия природных типов богатых железных руд технологическим типам руд под СІД, т.е. установление влияния минерального и химического состава руды на распределение плотных (неблагоприятных для СІД) типов руд на Шемраевском месторождении.
Научная новизна работы заключается в следующем:
установлено шесть природных типов богатых железных руд, слагающих рудное тело Шемраевского месторождения;
установлена вертикальная зональность в распределении природных типов железных руд;
установлена зависимость технологических свойств руды от особенностей минерального и химического состава, а также строения различных природных типов; выделено два главных технологических типа руд: уплотненные (неблагоприятные для скважинной гидродобычи) и рыхлые (благоприятные для скважинной гидродобычи).
Практическое значение
1. В богатых железных рудах Шемраевского месторождения выде
лено шеоть природных типов; установлено присутствие новых для
данного месторождения алвмофосфатов групп флоренсита-гойяцита и
крандаллита, нехарактерных для богатых остаточных железных руд
КМА.. Таким образом, детальное исследование рудной залежи позво
лило уточнить минеральный и химический состав. Алшофосфаты со
держат в своем составе стронций - элемент, обычно отсутствующий
в железной руде; выявлены повышенные количества для мономинеральных фракций алвмофосфатов таких редкоземельных элементов, как церий, 'лантан, итрий, скандий; значительны содержания кадмия и бария. Доказано, что содержание германия в богатых железных рудах месторождения в 5-Ю раз превышает его кларковые содержания в горных породах.
-
Обнаружена вертикальная зональность в распределении различных типов руд; неоднородность текстурно-структурных особенностей руды на различных глубинах. Выявлены нижняя, средняя и верхняя зоны в рудной залежи.
-
Подробное изучение минерального и химического состава позволило установить различный характер уплотнения руды - влияние повышенных содержаний кремнезема и глинозема на степень уплотненности руды. Это связано с присутствием следующих минералов: в верхних зонах, где повышается содержание глинозема - с шамозитом, rui каолинитом, бемитом; в нижней зоне при повышенном содержании
кремнезема с маршаллитом.
-
Выявлена закономерность в локализации различных природных типов руд в пределах месторождения. В связи с применением метода СІД появляются новые технологические тепы железных руд. Выявлено соответствие природных типов богатых железных руд и технологических типов руд под СГД, т.е. установлено влияние минерального и химического состава руды на распределение плотных (неблагоприятных для СГД) типов руд на месторождении.
-
Детальное изучение вещественного состава, строения,текстурно-структурных особенностей, выявление зональности богатых железных руд Шемраевского месторождения позволяет определить поведение руды в процессе скваяинной гидродобычи. Выявленный характер уплотнения руды делает возможным более точно выделить зоны рыхлых (благоприятных для 01) руд и плотных (неблагоприятных для СГД) руд для определекия оптимального объема эксплуатационных камер при бурении, рационального распределения скважин, выбора оборудования. Это позволит значительно снизить себестоимость объекта, достигнув максимальной эффективности процесса, решить экологические проблемы, а значит, ускорить отработку месторождения методом СЦЦ.
Методы исследования
При изучении богатых железных руд Шемраевского месторождения применялись следующие методы исследований: минераграфичес-кий ; петрографический; химические анализы, выполненные в лаборатории ИМГРЭ и в химической лаборатории Белгородской ГРЭ, эмиссионный спектральный метод на всю гамму элементов на приборе ДФС-ІЗ с решеткой 60± мм в лаборатории МГГА. Были сделаны такие анализы: термический на дериватографе 0-І5СОД, затем на термоанализаторе "Термофлекс" (Япония); рентгеноструктурные анализы на установке ДРОН-3. Термический и реятгеноструктурный анализы образцов осуществлялись в кристаллохимической и спектральной лабораториях ВИМС.
Фактическим материалом, положенным в основу диссертации, явились данные, собранные автором при самостоятельной документации керна ряда буровых скважин (1"М", 2"М*\ 3-М", 4"М", 6"М", 8"М", 12"М", 13"М", 2Г'М",22"М" и др.). Было отобрано и изучено несколько сот минералогических проб, изготовлены шлифы и аншлифы для минераграфических и петрографических исследований (50 шт.). Часть проб использована для ряда анализов: для термического ана-
- б -
лиза на дериватографе 0.-І500Д - 18 проб; для анализа на термоанализаторе "Термофлекс" - 10 проб; для фазового рентгеноструктурного анализа на установке ДРОН-3 - 28 проб; для эмиссионного спектрального метода на все гамму элементов на приборе ДФС-ІЗ - 32 пробы; для полуколичественного спектрального анализа - 50 проб; для химического анализа монофракций алюмофосфатов - 5 проб. В лаборатории Белгородской ГРЭ получены химические анализы 400 проб по скважине Г'М", ко -торые были автором диссертации статистически обработаны.
Апробация работы и публикации
Основные положения работы докладывались автором на научное конференции МГТА на кафедре геологии полезных ископаемых. Тезисы доклада включены в сборник научных выступлений на весенней конференции в академии. Было депонировано две статьи в журнале "Известия высших учебных заведений" в разделе "Геология и разведка": "Германий в богатых железных рудах Шемраевского месторождения КМА" (в соавторстве с Л.Д.Ошкиенко); "Алюмофосфаты в богатых железных рудах Шемраевского месторождения ЮЛА" (в соавторстве с Л.Д.Оникиеяко). В журнале "Геология и разведка" опубликована статья "Закономерности распределения основных минералов и химических компонентов в богатых железных рудах Шемраевского месторождения КМА". Во втором № IS97 г. журнала "Геология и разведка" опублігкована статья "Текстурно-структурные особенности, зональность и природные типы богатых железных руд Шемраевского месторождения КМА".
Объем и структура работы