Український   Русский   Français 

Часов-Ярское уникальное месторождение огнеупорных глин с запасами 35 млн.т. на 01.01.04 г., что расположено в 12 км к западу от г. Артемовска и является крупной сырьевой базой машиностроительной и металлургической промышленности Украины. Его разработка началась еще в дореволюционный период. На настоящее время оно эксплуатируется ОАО “Часовоярский огнеупорный комбинат”. Добыча огнеупорной глины ведется по 7 сортам, каждый из которых уникальный и находит применение при производстве огнеупоров для разнообразных отраслей народного хозяйства [1], в металлургической, и в керамической, и в стеклянной, и в химической, и в цементной, и в строительной, и в бумажной, и в резиновой, и в парфюмерной, и в пластмассовой, и в геологоразведочной, и в лакокрасочной, и в радиотехнической и приборостроительной, и даже в космической [2].

Актуальность работы заключается в совершенствовании методов технологического картирования на месторождениях огнеупорных глин, что обеспечит сокращение материальных расходов на исследование, и в последствии отобьется на себестоимости готовой продукции [3].

Работа по построению технологических карт сортности при планировании отработки огнеупорных глин направлена на прогноз качества, путем объединение нескольких карт в одну технологическую, что уменьшит материальные расходы при добыче огнеупорной глины.

Это осуществляется с помощью новых возможностей с использованием компьютерных технологий и потому сейчас является актуальным направлением научно-практической работы.

Основное направление исследований отвечает концепции расширения минерально-сырьевой базы как основы стабилизации экономики Украины на период до 2010 года, одобренной Кабинетом Министров Украины от 09.03.99 №338, государственной программе по информатизации, также программе научно-технического развития Донецкой области на период до 2020 года, а также основным положением государственной программы развития и реформирования горно-геологического комплекса Украины на период до 2011 года.

Результаты научных исследований, которые приведены в работе, получены в процессе выполнения научно-исследовательских работ на кафедре «Полезные ископаемые и экологическая геология» Донецкого национального технического университета.

Цель этой работы заключается в теоретическом обосновании методологии планирования отработки месторождений огнеупорных глин на основе построенных технологических карт сортности с использованием мультипликативного показателя качества.

Достижению цели способствовало решение таких заданий:

• разработка методологии планирования отработки месторождений огнеупорных глин и системного анализа данных лабораторных исследований с помощью выявленных связей между характеристиками качества глин для построения технологических карт сортности;

• разработка методологии использования новых компьютерных технологий обработки геологических данных, что учитывает иерархическое строение месторождений огнеупорных глин;

• выявление связей между полученными характеристиками качеств и прогноз их распространения на всю площадь месторождения огнеупорных глин;

• определение комплексного мультипликативного показателя качества на основе статистического анализа показателей качеств;

• обоснование, апробация показателей для комплексного геохимического картирования оцениваемых площадей.

Объект исследования – участок «Октябрьский» Часов-Ярского месторождения огнеупорных глин.

Предмет исследования – планирование отработки и технологическое картирование месторождений огнеупорных глин.

Методы исследований. Для решения поставленных задач применялся такой комплекс методов: 1) статистические методы обработки данных сокращенных лабораторных анализов для определения характера связей между характеристиками качеств огнеупорных глин; 2) корреляционный и регрессионный анализ во время проверки связей и обоснования зависимости между прогнозными и полученными характеристиками качеств; 3) информационный анализ для обоснования разработки мультипликативного показателя качества огнеупорных глин; 4) технологическое картування на основе выявленного для месторождений огнеупорных глин мультипликативного показателя качества, что обеспечило системный анализ качественной и количественной информации и проверку достоверности разработанного показателя.

1) Разработан и обоснован мультипликативный показатель качества для Часов-Ярского месторождения огнеупорных глин; 2) Внедренная методика компьютерной обработки геологической информации, с целью получения мультипликативного показателя, для построения технологических карт сортности на месторождениях огнеупорных глин; 3) Мультипликативный показатель качества огнеупорной глины позволит выполнять технологическое картирование участков месторождения огнеупорных глин и получать достоверный прогноз качества.

Научные результаты работы изданы в виде научных статей и использованы на практике горным управлением ОАО «Часовоярский огнеупорный комбинат» во время проведения добычных работ на Часов-ярском месторождении огнеупорных глин.

Уменьшение материальных затрат, вследствие уменьшения времени обработки информации и затрат на оплату труда.

В основу работы положенные материалы, собранные автором на протяжении двухгодичных исследований Часов-Ярского месторождения огнеупорных глин. Автором построенны специализированные сортовые карты с применением компьютерных программ для интерпретации результатов исследований. Автором персонально была разработанная методология планирования отработки месторождений огнеупорных глин.

Результати роботи впроваждені у вигляді методичних рекомендацій у гірничому управлінні ВАТ «Часівоярський вогнетривкий комбінат». За результатами досліджень написана робота на: вузівський конкурс студентських робіт, де вона отримала перше місце, а також Всеукраїнський конкурс студентських робіт. Друкується стаття у вузьвському збірнику Наукових праць Донецького Національного Технічного Університету 2006 року.

Основні положення дослідницької роботи представлені у двох роботах на конкурс студентських робіт і опубліковані у 1 статті у збірці наукових праць ДонНТУ, що знаходиться у друці.

Магистерская работа состоит из вступления, пяти разделов, выводов, списка использованных источников и дополнений.

С целью изучения химического состава огнеупорных глин Часов-Ярского месторождения проводились сокращенные (определение содержания SiО₂, Al₂O₃, TiО₂, Fe₂O₃) и полные (определение содержания SiО₂, Аl₂O₃, TiО₂, Fe₂O₃, CaО, MgО, Na₂O+K₂O, SO₃ ) химические анализы. Огнеупорная глина в зависимости от химического состава (показателей качеств) и области применения распределяется на марки (табл. 1) [4].

Таблица 1. Марки и технические условия огнеупорных глин на Часов-Ярском месторождении

Огнеупорные глины по генезису принадлежат к вторичным [5] переотложенным (рис.1). У всех геологов, которые занимались изучением Часов-Ярского месторождения существует единая мысль о том, что по возрасту месторождение относится к полтавскому ярусу неогена. Здесь очевидным является факт залегания палеогена на размытой поверхности более давних пород (K, I, T, P и C), причем отложения, палеогена, обычно заполняют впадины на поверхности подстилающих пород. Отложения (Р_2-3), палеогена, на месторождении расчленены на 2 свиты: киевскую и харьковскую. Киевская свита (Р₂^kv) имеет в пределах месторождения ограниченное распространение и на участке отсутствует. Харьковская свита (Р₃^hr) на месторождении пользуется самым широким и повсеместным распространением. Ее образуют глауконит-кварцевые мелкозернистые пески зеленовато-желтого и зеленовато-серого цвета. Пески харьковской свиты являются морскими отложениями. Они поддавались размыву, как перед отложением полтавской свиты, так и в последующее время, потому их мощность колеблется в значительных границах - от 0,3 до 21,05 . В южной части месторождения описываемая свита имеет существенно меньшую мощность и представленна главным образом плотными и жирными разницами мощностью 1-8 м [1, 6].

Рис. 1. Геолого-генетическая классификация каолинов

На большей части площади своего распространения харьковские отложения перекрыты песчано-глинистой толщей нижнего неогену (N₁), отнесенной к полтавской свите. Полтавская свита (N₁^pt) представлена континентальными, преимущественно песчаными образованиями с залежью глин в нижней части песчаной толщи. Полтавскую свиту на месторождении обычно расчленяют на 3 горизонта: подглиняных песков, огнеупорных глин, надглиняных песков.

Для изучения закономерности распределения качества огнеупорных глин имеет значение рассмотрение показателей, которые определяют их сортность, а именно -- содержания окисла алюминия, окисла железа и огнеупорности (табл.1).

Для каждого показателя (отметка кровли пласту, отметка подошвы пласту, мощность пласта, содержание Al₂O₃, содержание TiО₂, содержание Fe₂O₃, огнеупорность) по каждой марке была выполненная статистическая обработка результатов с помощью программы STATGRAF. Изучено среднее, медианы, мода, mіn, max и другие статистические характеристики (табл.2).

Таблиця.2 Краткая статистическая характеристика глин марок Ч-0, Ч-1, Ч-2 по участку Октябрьский.

Расчёт коэффициента вариации

V=S/X, где

S - Стандартное отклонение,%;

X - Среднее.

S X = V

Определение коэффициента вариации имеет и практическое значение в геологоразведочной деятельности, потому что плотность разведочной сети основана на самом изменчивом показателе, то есть расстояние между профилями связано с изменчивым показателем. В данном случае рекомендуется выбирать разведочную сеть на основе изменчивости мощности. Участок ограничен промышленным контуром 0,7 м по мощности.

Огнеупорная глина марок Ч-0, Ч-1, Ч-2 участка Октябрьский имеет среднюю мощность 0,41, 0,44 и 0,56 м соответственно, что отвечает технической возможности имеющейся техники. Линзообразная залежь огнеупорной глины в пределах участка залегает почти горизонтально, и потому проведение селективной добычи не будет осложняться горно-геологическими условиями. Но все же в залегании линзы наблюдается незначительный подъем в сторону нулевого контура залежи, о чем свидетельствуют геологические разрезы по участку и подтверждает вычисленный коэффициент вариации, что составляет около 50%, это говорит о неравномерной и изменчивой мощности залежи по площади и на глубину. Это обстоятельство дает основание допускать, что дно водоема, в котором откладывались глины, также повышалось в этом направлении, и, следовательно, достоверный факт генетического выклинивания пласта глин.

Качественные характеристики огнеупорной глины по участку Октябрьский (содержание Al₂O₃, Fe₂O₃) распределенные однородно, слабо изменчиво, о чем свидетельствуют рассчитанные коэффициенты вариации, что значительно меньше 50%. Наиболее важным показателем качества огнеупорных глин является содержание Al₂О₃. На участке высокое, усредненное по скважине, содержание Al₂O₃ (30-32%), (30-32%), наблюдаются вдоль линии, направленной с северо-запада на северный восток (рис. 2).

Рис. 2. Распространение содержания глинозема на участке „Октябрьский” по среднему показателю по скважине (координаты условны)

На участке сравнительно низкие содержания окисла железа, что положительно влияет на качество глины. На юге, вдоль линии с запада на востоку и в северно-западной части участка содержание Fe₂O₃ наиболее высокое 1,3-1,8% ( рис. 3).

Рис. 3. Распространение содержания окиси железа по участку „Октябрьский” по среднему показателю по скважине (координаты условны)

Огнеупорность, как основной показатель ценности глины, меняться незначительно (коэффициент вариации 0,01), в результате небольших колебаний качественных характеристик. На исследуемом участке отмечаются высокие показатели огнеупорности (1670-1710 °С) практически по всей площади, за исключением краевых ее частей, где показатели огнеупорности более низкие 1630 °С (см. рис.4).

Рис. 4. Распространение огнеупорности по участку „Октябрьский” по среднему показателю по скважине (координаты условны)

На основании обнаруженных корреляционных связей пространственного распределения показателей качества (А1₂О₃, Fе₂О₃, огнеупорность) огнеупорных глин и технических условий принятых на Часов-Ярском месторождении (табл.1.), технологическое картирование на участке целесообразно проводить по комплексному показателю качества:

де Al₂O₃ - нормированный показатель содержания окиси алюминия Al₂O₃, %

Fе₂О₃- нормированный показатель содержания окиси железа Fе₂О₃, %

Vogn - нормированный показатель огнеупорности, °С

На участке преобладают высокие сорта Ч-0, Ч-1, Ч-2. Для них значение мультипликативного показателя качества, который был высчитан по средним значениям показателей качества по скважине, равняется соответственно 1,77, 1,38, 0,89. За рассчитанному показателю начерчена карта распространения (см. рис. 5), на которой преобладают глины высоких сортов, при этом увеличение показателя или повышения сортности происходит в направлении с юго-запада на северо-восток, что отвечает карте распространение содержания глинозема (см. рис. 2), а более низкий из обнаруженных сортов наблюдается на юге и на северо-западе участка, где содержание окиси железа наиболее высоко (см. рис. 3), а глинозема наиболее мал.

Рис. 5. Распространение комплексного показателя качества по участку „Октябрьский” по среднему показателю по скважине (координаты условны)

На основе оценки влияния минерально-вещественного состава можно сделать вывод, что наиболее высокие сорта глин ожидаются там, где отмечается наиболее высокое содержание Al₂O₃, наибольшие показатели огнеупорности и наименьшие значения Fe₂O₃, то есть вдоль линии, направленной преимущественно с юго-запада на северо-восток.

Таким образом, благодаря удачному сочетанию таких факторов как низкая себестоимость, высокое качество и оптимальный производственны цикл, огнеупорные глины Часов-ярского месторождения пользуются высоким: спросом на отечественном и мировом рынках. Также немаловажную роль на конкурентоспособность предприятия оказывают большие запас месторождения (70 млн. тонн на 01.01.03), т.к. данный фактор существенно снижает себестоимость глин. Поэтому несмотря на то, что только в Донбас имеется более 20 месторождений данного вида сырья, часов-ярские огнеупорные глины обладают высокой конкурентоспособностью [8, 9].

Схема селективной (посортной) отработки огнеупорной глины на Часов-Ярском месторождении в виде анимированого рисунка.

Литература

1. Отчет о геологоразведочных работах на Часов-Ярском месторождении огнеупорных глин за 1972 – 1978 гг. Том 1 / А.И.Плешков, П.Н.Верховодов, Л.А.Красотин, Ю.Н.Петешенков // Часов-Яр, 1979, 570с.

2. Изучение потребительских свойств огнеупорной глины. Телефонный опрос потребителей в 2003 р./ Бабенко В.В. // г.Часов-Яр, 2003г., 10с.

3. Козак В.Ю., Отрышко Е.В. Качество как фактор конкурентноспособности глин. Материалы VI Межнародной научной конференции студентов и молодых ученых „Экономика и маркетинг в ХХІ столетии”, часть І, Донецк, 2005, 171-172с.

4. Технические условия и ГОСТы на полезные ископаемые ( огнеупорные глины и формовочные пески ) Киев, 2003.

5. Министерство геологии СССР. Всесоюзний науково-исследовательский институт полезных ископаемых. Месторождения каолинов СССР. Москва, 1974, 248с.

6. Геологический отчет о доразведке Часов-Ярского месторождения формовочных песков за 1977-1982 гг. Том 1 / П.Н.Верховодов, З.Н.Уварова, Л.А.Красотин // Часов-Яр, 1982, 396с.

7. Буряк Г.А., Отришко Е.В. Экологическая обстановка мероприятия по обеспечениюнормативного состояния окружающей среды на Часов-Ярском огнеупорном комбинате, сборник докладов ІІІ Международной научной конференции аспирантов и студентов, том 2, Донецк, 2004, стр. 104-105.

8. http://www.chok.finfort.com/index.htm

9. http://www.cadmaster.ru/articles/28_survcadd.cfm

---

На главную    Результаты поиска в Интернет    Библиотека    ССылки    Индивидуальное задание 

---