Контрольная работа по промышленной геологии
Выполнил:
Ст. гр. ЗГДу-183
Панкратьев А.В.
Шифр:18438
Проверил:
Ст. преподаватель В.А. Антонова
Новокузнецк
2019 год
Вариант 8
Задание 1…………………………………………………………………………………..3
Задание 2…………………………………………………………………………………..4
Задание 3………………………………………………………………………..…………7
Задание 4…………………………………………………………………………………..9
Задание 5………………………………………………………………………………….13
Задание 6………………………………………………………………………………….15
Список литературы……………………………………………………………...18
1 Техногенные месторождения Кузбасса:
Кузбасский угольный бассейн обладает уникальными запасами камен-
ных углей различных марок, которые являются объектом промышленной
добычи. Высокое качество кузнецких углей определило широкую сферу их
применения. Они используются как энергетическое топливо, для произ-
водства металлургического кокса и как технологическое сырье. Общие ре-
сурсы кузнецких углей до глубины 1800 м составляют 524 млрд. т. Из них
74,1 млрд. т – запасы, учтенные Государственным балансом; 33,1 млрд. т –
запасы Отраслевого баланса. В 2015 г. добыча угля в Кузбассе составила
185,5 млн. т, в том числе 50,2 млн. т коксующегося.
Однако проблемы комплексного освоения угольных месторождений
Кузбасса остаются нерешенными. Традиционные физико-технические гео-
технологии добычи и переработки угля в большей или меньшей степени
влекут за собой техногенное разрушение окружающей природной среды,
являются опасными производственными процессами, не позволяют добы-
вать сопутствующие полезные ископаемые и не обеспечивают минимиза-
ции потерь угля.
В углях различных месторождений Кузбасса обнаружено более 60
химических элементов-примесей. Содержания некоторых из них иногда
удовлетворяют современным постоянным или временным кондициям на
извлечение из продукции и отходов. Наиболее значительными критериями
потребительской ценности углей, пригодных для глубокой переработки,
являются высокие (кондиционные) содержания главных или «малых» хи-
мических элементов для их комплексного или индивидуального извлече-
ния, или пригодность вторичного сырья для переработки в цемент, песок,
иные минеральные продукты. Однако кроме наличия эффективных техно-
логий передела новой продукции необходимо учитывать спрос и прибыль
от ее реализации.
2 Образование метаморфических и метаморфизованных месторождений:
Метаморфогенные месторождения разделяются на метаморфизованные и метаморфические.
Метаморфизованные месторождения формируются в результате регионального и контактового термального метаморфизма ранее образованных месторождений.
Метаморфизованные месторождения возникают при метаморфизме первичных осадочных и вулканогенно-осадочных месторождений железа, марганца, меди, свинца, цинка, а также эндогенных месторождений черных и цветных металлов и некоторых неметаллических полезных ископаемых. Метаморфизованные месторождения часто образуются за счет метаморфизма осадочных месторождений и могут сохранять признаки их первичного происхождения. В зависимости от степени метаморфизма руды могут быть изменены в различной мере и сохранить некоторые признаки первичных руд.
В процессе прогрессивного метаморфизма при превращении гидроокислов в окислы содержание ценных компонентов в рудах, как правило, увеличивается, а вредных примесей (фосфор, сера, мышьяк и др.) уменьшается. При этом качество железных и марганцевых руд обычно значительно повышается.
Метаморфизованные месторождения подразделяются на регионально-метаморфизованные и контактово-метаморфизованные.
К регионально-метаморфизованным месторождениям относятся месторождения железистых кварцитов (КМА в России, Кривой Рог на Украине, Костомукшское и Оленогорское в Карелии, Карасакпайское в Казахстане, Хинганское на Дальнем Востоке и др.), марганцеворудные месторождения (Жезды в Казахстане, Усинское в Западной Сибири и др.) месторождения меди (Удокан в Восточной Сибири), полиметаллическое месторождение Броккен-Хилл в Австралии, золоторудные и урановые месторождения (Витватерсранд в ЮАР, Блайнд-Ривер в Канаде, Жакобина в Бразилии).
Контактово-метаморфизованные месторождения возникают в контактовой зоне интрузий. Они представлены месторождениями графита Курейское в Восточной Сибири, Полтавское на Южном Урале), а также месторождениями корунда и наждака.
Метаморфические месторождения формируются в процессе метаморфизма горных пород, которые до метаморфических преобразований не представляли промышленной ценности. При этом минеральное вещество полезного ископаемого образуется вследствие перекристаллизации и перегруппировки рудных компонентов в метаморфизуемых горных породах.
К метаморфическим относятся главным образом месторождения неметаллических полезных ископаемых, образовавшиеся в основном в условиях регионального метаморфизма.
К метаморфическим месторождениям относятся месторождения кианита и силлиманита, графита, мраморов, кварцитов, амфибол-асбеста, граната, алмазов, золота, корунда и наждака.
Кианитовые и силлиманитовые месторождения известны в Карелии (Кейвское), в Забайкалье (Кяхтинское, Китойское), Якутии (Чайнытское). Эти месторождения образовались при региональном метаморфизме глинистых сланцев и обычно приурочены к докембрийским метаморфическим толщам, сложенным кристаллическими сланцами, гнейсами и амфиболитами.
Месторождения графита находятся среди древних метаморфических комплексов пород и образуются при метаморфизме глинистых пород, содержащих углистое вещество. Месторождения графита известны в Украине (Старокрымское, Завальевское), Урале и других районах.
К метаморфическим образованиям относятся месторождения мраморов, возникающие при метаморфизме известняков, месторождения кварцитов, образовавшиеся при метаморфизме песчаников, и месторождения кровельных сланцев, сформировавшихся при метаморфизме глинистых сланцев.
Амфибол-асбестовые месторождения располагаются в породах, претерпевших региональный метаморфизм зеленосланцевой фации.
Метаморфические гранатовые месторождения среди кристаллических сланцев находятся на Урале, в Карелии и других районах.
Месторождения алмазов образуются при высоком давлении и температуре, которые возникают при формировании метеоритных кратеров или астроблем.
К метаморфическим образованиям относятся некоторые золоторудные месторождения (Хоумстейк в США), приуроченные к древним метаморфическим толщам архея и протерозоя.
Метаморфические месторождения наждака известны среди древних метаморфических пород амфиболитовой фации Урала (Прииртышская группа месторождений).
К контактово-метаморфическим образованиям относятся месторождения корунда и наждака, возникшие на контакте интрузий с бокситами. Такие месторождения известны в Греции.
3 Основные направления использования углей:
Ископаемые угли имеют широкий диапазон генетических, технологических свойств и качеств, которые позволяют использовать их не только в виде топлива, но и как технологическое сырье.
Примерно 25% поставляемых потребителям углей используют для технологических целей на предприятиях, где они перерабатываются или применяются в качестве сырья. При этом основная доля углей идет на производство кокса. Остальной уголь расходуется на энергетические цели. Свыше половины углей, направляемых на энергетические цели, используется на тепловых электростанциях, значительная часть – для коммунально-бытовых нужд, меньшая – в промышленных и районных котельных. Остальная часть энергетических углей направляется для нужд сельского хозяйства, производства строительных материалов и т. д.
Использование углей для технологических целей. Низкотемпературные методы химической переработки применяют к бурому углю, органическая масса которого слабо полимеризована и состоит по сути из слабосвязанных между собой алифатических и ароматических молекулярных фрагментов, легко извлекаемых путем экстракции. Так, экстракцией органическими растворителями (бензин и бензолы) извлекают битумы – смесь восков, парафинов, масел, асфальтенов и смол. Наиболее ценная часть экстракта – горный, или монтан-воск, который широко используется в машиностроении для точного литья, при производстве пластмасс, в бытовой химии, бумажной и текстильной промышленности. Экстракцией водным раствором едкого натрия с последующим осаждением раствором серной кислоты получают гуминовые кислоты, применяемые в аккумуляторной промышленности, при бурении нефтегазовых скважин, в сельском хозяйстве как регуляторы роста и развития растений.
Энергетическое использование угля. Наиболее давним и распространенным является использование угля в качестве топлива для сжигания. В настоящее время до 50% электроэнергии в Украине вырабатывается на тепловых электростанциях, абсолютное большинство энергоблоков которых сжигают энергетические (некоксующиеся) каменные угли и антрациты. Сжигание угля связано со способностью углерода и водорода, входящих в состав угля, реагировать с кислородом до СО 2 и Н 2 О с выделением теплоты. Условием начала горения является нагрев угольной частицы до температуры воспламенения, при которой скорость тепловыделения за счет реакций окисления превысит скорость отвода тепла от частицы в окружающую среду. При нагреве частиц вначале выходят и воспламеняются летучие вещества, а затем твердый обуглероженный остаток, горение которого является основной стадией. Скорость горения угольных частиц увеличивается с ростом температуры и давления, уменьшением размера (увеличением удельной поверхности) частиц и со снижением степени метаморфизма угля.
4 Классификация запасов и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых:
Запасом месторождения называется количество содержащегося в нем полезного ископаемого, выраженное в весовых или объемных единицах. Для некоторых месторождений подсчитывается не только запас полезного ископаемого, но и заключенного в нем полезного компонента.
Запасы полезных ископаемых делятся на: балансовые и забалансовые. К балансовым относятся запасы, которые при современном состоянии техники и экономики могут эксплуатироваться. К забалансовым - относятся запасы, которые при современном состоянии техники и экономики не могут быть использованы, однако дают основание рассчитывать на их использование в будущем в связи с развитием техники. Например, угольные пласты, имеющие слишком малую мощность, в настоящее время разрабатывать экономически нецелесообразно, но в будущем в связи с развитием техники их можно будет разрабатывать. То же относится и к запасам, находящимся в сложных условиях эксплуатации (сильная нарушенность, обводненность и т.д.), а так же содержащих полезные компоненты ниже определенной нормы или содержащих много вредных примесей (зольность, содержание серы, фосфора), для которых пока не найдено экономически целесообразных методов переработки.
Балансовые и забалансовые запасы подсчитываются отдельно. Разделение запасов на балансовые и забалансовые производится в соответствии с установленными кондициями. Запасы, удовлетворяющие установленным кондициям, относятся к балансовым.
В сумме балансовые и забалансовые запасы дают геологические запасы. По мере развития разведочных работ увеличивается и степень изученности месторождения, поэтому достоверность запасов, подсчитанных на различных этапах изучения месторождения, различна. В зависимости от степени разведанности месторождений, изученности качества сырья и горнотехнических условий разработки месторождений, запасы полезных ископаемых подразделяются на четыре категории А, В, С1, С2. Категории запасов определяются по следующим условиям:
- достоверность количества п.и.;
- полнота изучения, качества и технологии переработки п.и.;
- степень исследования природных факторов, определяющих условия ведения горно-эксплуатационных работ, степень изученности месторождения.
Категория А- запасы, разведанные и изученные с такой степенью детальности, которая обеспечивает:
а) полное выяснение условий залегания, формы и строения тел полезного ископаемого;
б) полное выявление с необходимой для разработки детальностью качественных показателей полезного ископаемого;
в) выделение и оконтуривание без рудных и некондиционных участков внутри тел полезного ископаемого;
г) полное выяснение природных условий, влияющих на ведение горно-эксплуатационных работ (характер почвы и кровли, обводненность пород, степень и характер трещиноватости пород и т. п.).
Категория В - запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей:
а) выяснение основных особенностей условий залегания, формы и характера строения тел полезного ископаемого;
б) выявление качественных показателей полезного ископаемого без оконтуривания участков, характеризующихся различными качественными показателями;
в) выяснение наличия без рудных и некондиционных участков внутри тел полезных ископаемых без точного их оконтуривания;
г) выяснение основных природных условий, влияющих на ведение горно-эксплуатационных работ.
Категория С1 - запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей выяснение в общих чертах условий залегания, формы и строения тел полезного ископаемого, качественных показателей, природных факторов, влияющих на ведение горно-эксплуатационных работ.
Категория С2 - запасы предварительно оцененные, условия залегания, форма и распространение тел полезного ископаемого определены на основании геологических и геофизических данных, подтвержденных вскрытием полезного ископаемого в отдельных точках, либо по аналогии с изученными участками. Качество полезного ископаемого определено по единичным пробам и образцам или по данным примыкающих разведанных участков.
Кроме запасов категорий А, В, С1, С2, в необходимых случаях на основании общих геологических представлений о бассейне, месторождении, рудной зоне и т. п., определяются прогнозные запасы.
Прогнозные ресурсы предположительно оцениваются на основе геологических предпосылок, выявленных при оценочных, поисково и геолого-съемочных работах, подразделяются на категории Р1, Р2, Р3.
Р1– учитывают возможность выявления новых рудных тел на уже известных месторождениях, на основе геологических, геофизических и геохимических соображениях, на материалах одиночных скважин и экстраполяции данных месторождения.
Классификация запасов и ресурсов твердых полезных ископаемых РФ
| Экономические запасы | Балансовые А+ В + С1 | Балансовые С2 | Прогнозные ресурсы Р1, Р2, Р3 |
| Граночно-экономические запасы | |||
| Потенциально-экономические запасы | Забалансовые А+ В + С1+ С2 |
При оценке месторождения принимаются в расчет только данные о запасах отнесенных к категориям А, В, С1и С2. Сведения о прогнозных ресурсах (категории Р1, Р2и Р3) рассматриваются как дополнительный положительный фактор.
При оценке комплексных месторождений учитываются запасы всех основных компонентов.
5 Разведочные горные выработки:
Горные разведочные выработки применяются как для прослеживания тел полезных ископаемых по их выходам на поверхности, так и для вскрытия глубинных частей месторождения. Наиболее распространенными являются следующие горные разведочные выработки.
Канавы проводятся в рыхлых отложениях обычно до коренных горных пород. Они целесообразны до глубины 2—3 м. По длине канавы бывают короткими, от нескольких метров до 20—30 м, и длинными, или так называемыми «магистральными», которые проходятся на сотни метров, вскрывая рыхлые отложения на большой площади. Ширина канав принимается от 0,7 до 1 м. Исследования ведутся на почве канавы и по ее стенкам, если канава врезается на некоторую глубину в коренные породы.
Шурфы (д у д к и) и более глубокие вертикальные разведочные выработки, называемые разведочными шахтами (до 100 м глубиной), применяются для вскрытия пологих или крутопадающих залежей полезного ископаемого. Они либо служат только для разведочного пересечения залежи, либо играют роль подводящей выработки, из которой проходятся другие подземные разведочные выработки как по простиранию, так и по падению продуктивной зоны. Сечения мелких шурфов и дудок от 1 до 2 м2.
Штольни широко применяются в условиях расчлененного горного рельефа и служат для вскрытия месторождения на некотором горизонте. Они бывают двух видов: 1) прослеживающие тела полезного ископаемого или продуктивную зону по простиранию и 2) пересекающие залежь или зону вкрест простирания. Нормальные поперечные сечения разведочных штолен от 3,0 до 5,8 м2.
Шахты — вертикальные или наклонные выработки сечением более 4 м3 применяются для разведки месторождения на глубину. Вертикальные шахты пересекают тела полезного ископаемого или проходятся в лежачем боку крутопадающей залежи. Наклонные шахты задаются от выхода полезного ископаемого и прослеживают залежь по ее падению.
Из штолен и шахт проходятся другие подземные горные выработки, образующие определенную разведочную сеть в горизонтальной или вертикальной плоскости. Обычными в разведочной практике являются следующие горные выработки, развивающиеся из разведочных шахт (шурфов) и штолен:
Квершлаги — горизонтальные выработки, идущие вкрест простирания тела полезного ископаемого или продуктивной зоны. Они бывают значительной длины и служат для соединения ствола шахты или штольни с другими подземными выработками
Штреки — горизонтальные выработки, направленные вдоль тела полезного ископаемого или продуктивной зоны. Они подобно штольням прослеживают залежи по простиранию, и если последние обладают небольшой мощностью, то штрек дает наиболее представительное сплошное горизонтальное обнажение. По мощным же телам полезного ископаемого или в случае параллельного расположения нескольких рудных жил или пластов из штрека проводятся поперечные выработки.
Железорудные месторождения Горной Шории. Запасы, ресурсы.
Горная Шория представляют собой один из наиболее крупных отрогов Алтае – Саянской складчатой зоны и занимает северо-западную ее часть. С севера к ней подходят Салаирский кряж и Кузнецкая котловина, с северо-востока Кузнецкий Алатау, с юго-востока Абаканский хребет и на юге ее окаймляет Бийская грива. В геоморфологическом отношении описываемая территория представляет высоко поднятую горную страну, сильно расчленую глубоко врезанной речной сетью.
Горный массив Горной Шории вытянулся с севера на юг на 170 километров, с запада на восток – на 100 километров и составляет 13,5 тысячи квадратных километров. В центральной части расположен Шорский хребет, который узкой полосой тянется на протяжении 100 километров от реки Кондомы на юго-западе до реки Мрассу на северо-востоке. Наивысшая точка хребта – гора-голец Пустаг («ледяная гора») высотой 1650 м, представленная гранитным массивом.
Геологические исследования Горной Шории проводились в течение 70 лет. Наиболее крупные расхождения имелись по вопросам о существовании и степени развития докембрия, наличии множества докембрийских толщ и существования перерыва между докембрийскими и кембрийским
отложениями. В 1-ой половине XX века детально изучалась стратиграфия отложений Горной Шории, в 60–90-е гг. исследователи занимались изучением структур и поиском новых месторождений и в начале XXI века геологи применили тектонику литосферных плит к расшифровке геологической истории Горной Шории.
Все горношорские руды имеют общее геологическое происхождение – контактово-метасоматическое. Эти месторождения образуются на контактах интрузивных и вмещающих (чаще всего карбонатных) пород в результате воздействия газовых и гидротермальных растворов, идущих из магмы, на вмещающие породы. В настоящее время среди скарновых рудных месторождений России наиболее крупные по запасам в России – это горношорские магнетитовые месторождения железных руд. Однако в общем балансе запасов железорудных месторождений России скарновый тип имеет подчиненное значение. Горношорские магнетитовые руды хорошо поддаются обогащению. Большая часть рудных тел залегает глубоко, руды почти не содержат серы, имеют большое содержание железа. На геологической карте выделяется Горношорская зона с подзонами (Тельбесско-Казская, Кондомская, Ташелгинская). Эти подзоны приурочены к зонам разломов и Тельбесскому интрузивному комплексу. Самая крупная зона – Кондомская, которую составляют Таштагольское, Шалымское, Шерегешевское месторождения. Она вытянута в северо-восточном направлении на протяжении 35 км при ширине 5–8 км.
Анализ рудных зон показывает, что рудные месторождения всех зон Горной Шории расположены вдоль разломов северо-восточного простирания, приурочены к структуре прогиба или синклинория. Наиболее крупное месторождение – Таштагольское. Учеными изучены образцы железных руд с Таштагольского рудника. Состав образцов примерно одинаков: на 80-90 % они состоят из магнетита, примерно 5–7 % составляет примесь сульфида железа в виде пирита. На территории России железные руды Горной Шории имеют важное значение. На карте распределения балансовых руд России они имеют показатель – 1,4 млрд. т. Это довольно высокий показатель по сравнению с другими месторождениями. Наиболее крупные запасы имеет Таштагольское месторождение.
На Таштагольском руднике высококачественные руды сконцентрированы под рекой Кондома. Их отработка возможна лишь после строительства комплекса, которое в данный момент из-за отсутствия финансовых возможностей остановлено. Структура же потребления железной руды такова, что Кузнецкий металлургический комбинат работает преимущественно на местном сырье, а Западно-Сибирский – на дальнепривозном. По данным геологов-геофизиков произведена оценка перспектив открытия новых месторождений железа, в частности, изучены магнитные аномалии. Так, в Кондомском железорудном районе перспективной на обнаружение магнетитовых месторождений является группа Верхне-Кондомских аномалий: Лабышской, Осиновской, Чулешской, Гилевской. В Тельбесском районе перспективны более 15 аномалий. Наиболее крупные из них – Лево-Кондомская, Сулагинская и Таштаганская.
Шерегешевское, Шалымское, Таштагольское и Кочуринское месторождения — расположены в южной части Кемеровской области РСФСР, в 100-220 км от г. Новокузнецк. Находятся в верхнем течении реки Кондомки. Залегают в кембрийских вулканогенно-осадочных толщах,
прорванных интрузиями. Усложнение формы рудных тел происходит в зонах тектонических нарушений и в участках широкого развития интрузивных пород. На отдельных участках выделяется от 3 до 13 рудных тел, залегающих согласно с напластованием вмещающих пород. Рудные тела пласто- и линзообразной формы прослеживаются на расстоянии десятков и сотен метров при мощности от 2-3 до 60-70 м.
Наиболее крупные залежи прослежены на глубину свыше 1000м.
Сложены массивными, полосчатыми, реже вкрапленными рудами в скарнах. Главные минералы руд— магнетит, гранат, эпидот, амфибол. Содержание железа в рудах колеблется от 20 до 60%, при среднем содержании 35-45%. В руде присутствуют цинк, кобальт. Месторождения разрабатываются подземным способом. Годовая добыча 5,6 млн. т руды (1983). Руда обогащается сухой (на рудниках) и мокрой (на районных обогатительных фабриках) магнитной сепарацией. Горношорские месторождения — сырьевая база Кузнецкого металлургического комбината, с которым связаны железной дорогой.
Список литературы:
1 Агроскин А.А., Глейбман В.Б. Теплофизика твердого топлива. – М.: Недра, 1980. – 256 с.
2 Бакс Карл. Богатство земных недр / Пер. с нем.; Общ. ред. и предисл. Г.И.Немкова. – М.: Прогресс, 1986. – 384 с.
3 Бучнева В.К. Справочник горного инженера. – М.: Госгортехиздат, 1960.
4 Вопросы горного дела / Г.В.Красниковский, А.С.Мальниев, Б.М.Воробьев и др. – М.: Госгортехиздат, 1962.
5 Гелюта Е.З. Подземная разработка пластовых месторождений: Учебное пособие. – М., 1972.
6 Геология и разведка угольных месторождений с основами общей геологии и гидрологии / С.В.Троянский, С.П.Васильев, Е.Н.Богачева и др.; Под ред. И.И.Гусельникова. – М.: Госгортехиздат, 1961.
7 Разработка месторождений полезных ископаемых подземным способом /А.П.Максимов, Я.Э.Некрасовский, В.А.Бойко и др. – М.: Недра, 1971.
8 Гелюта Е.З. Подземная разработка пластовых месторождений: Учебное пособие. – М., 1972.
9 Геология и разведка угольных месторождений с основами общей геологии и гидрологии / С.В.Троянский, С.П.Васильев, Е.Н.Богачева и др.; Под ред. И.И.Гусельникова. – М.: Госгортехиздат, 1961.
10 Геология СССР. Западная Сибирь. Том IV. Полезные ископаемые. Книга 1.М: Наука, 1982. 196 с Епифанцев О.Д. Новокузнецк: СибГИУ, 2006.
11 Железорудные месторождения Алтае-Саянской горной области. М.:АН СССР, 1959. 624 с.
12 Железорудные месторождения Сибири. Новосибирск: Наука, 1981. 533 с.Тр. Института геологии и геофизики. Вып.501.
13 Калугин А.С., Пивень Е.М., Староверов Л.Д., Тумольский Л.М., Шерман М.Л Главнейшие железорудные месторождения Сибири. Новосибирск: Наука, 1970
14 Недра Кемеровской области. К 80-летию геологической службы Западной Сибири. Научно-популярное издание. Кемерово-Новокузнецк, 1997.58 с.
15 Рудные месторождения СССР. В трех томах. Под ред.Акад. В.И.Смирнова. Том 1.М.: Недра, 1974.328 с.