Український   Русский   Français 

Часів-Ярське унікальне родовище вогнетривких глин з запасами 35 млн.т. на 01.01.04 р., що розташовано в 12 км на захід від м. Артемівська і є крупною сировинною базою машинобудівної та металургійної промисловості України. Його розробка почалася ще в дореволюційний період. На теперішній час воно експлуатується ВАТ “Часівоярський вогнетривкий комбінат”. Видобуток вогнетривкої глини ведеться за 7 сортами, кожен з яких унікальний і знаходить застосування при виробництві вогнетривів для різноманітних галузей народного господарства [1], в металургійній, і в керамічній, і в скляній, і в хімічній, і в цементній, і в будівельній, і в паперовій, і в гумовій, і в парфумерній, і в пластмасовій, і в геологорозвідувальній, і в лакофарбній, і в радіотехнічній й приладобудівній, і навіть в космічній [2].

Актуальність роботи полягає у вдосконалені методів технологічного картування на родовищах вогнетривких глин, що забезпечить скорочення матеріальних витрат на дослідження, що відбивається на собівартості готової продукції [3].

Робота з побудови технологічних карт сортності при планування відробки вогнетривких глин спрямована на прогноз якості, шляхом об'єднання кількох карт у одну технологічну, що зменшить матеріальні витрати.

Це здійснюється за допомогою нових можливостей з використанням комп'ютерних технологій і тому зараз є актуальним напрямом науково-практичної роботи.

Основний напрям досліджень відповідає концепції розширення мінерально-сировинної бази як основи стабілізації економіки України на період до 2010 року, схваленої Кабінетом Міністрів України від 09.03.99 №338, державній програмі з інформатизації, а також програмі науково-технічного розвитку Донецької області на період до 2020 року, а також основним положенням державної програми розвитку та реформування гірничо-геологічного комплексу України на період до 2011 року.

Результати наукових досліджень, що наведені в роботі, одержані в процесі виконання науково-дослідних робіт на кафедрі «Корисні копалини й екологічна геологія» Донецького національного технічного університету.

Мета цієї роботи полягає у теоретичному обгрунтуванні методології планування відробки родовищ вогнетривких глин на основі побудованих технологічних карт сортності з використанням мультиплікативного показника якості.

Досягненню мети сприяло вирішення таких завдань:

• розробка методології планування відробки родовищ вогнетривких глин та системного аналізу даних лабораторних досліджень за допомогою визначенних зв'язків між характеристиками якості глин для побудови технологічних карт сортності;

• розробка методології використання нових комп'ютерних технологій обробки геологічної інформації, що враховує ієрархічну будову родовищ вогнетривких глин;

• виявлення зв'язків між одержаними характеристиками якості і прогноз їх розповсюдження на всю площу родовища вогнетривких глин;

• визначення комплексного мультиплікативного показника якості на основі статистичного аналізу показників якості;

• обгрунтування, апробація показників для комплексного геохімічного картування оцінюваємих площ.

Об'єкт дослідження– ділянка «Жовтнева» Часів-Ярського родовища вогнетривких глин.

Предмет дослідження –планування відробки та технологічне картування родовищ вогнетривких глин.

Методи досліджень. Для вирішення поставлених завдань застосовувався такий комплекс методів: 1) статистичні методи обробки даних скорочених лабораторних аналізів для визначення характеру зв'язків між характеристиками якості вогнетривких глин; 2) кореляційний та регресійний аналіз під час перевірки зв'язків і обгрунтування залежності між прогнозними і одержаними характеристиками якості; 3) інформаційний аналіз для обгрунтування розробки мультиплікативного показника якості вогнетривких глин; 4) технологічне картування на основі визначенного для родовищ вогнетривких глин мультиплікативного показника якості, що забезпечило системний аналіз якісної і кількісної інформації та перевірку достовірності розробленого показника.

1) Розроблений та обгрунтований мультиплікативний показник якості для Часів-Ярського родовища вогнетривких глин; 2) Впроваджена методика комп'ютерної обробки геологічної інформації, з метою отримання мультиплікативного показника якості, для побудови технологічних карт сортності на родовищах вогнетривких глин; 3) Мультиплікативний показник якості вогнетривкої глини, який дозволить виконувати технологічне картування ділянок родовища вогнетривких глин та отримувати достовірний прогноз.

Наукові результати роботи видані у вигляді наукових статей і використані на практиці гірничим управлінням ВАТ «Часівоярський вогнетривкий комбінат» під час проведення видобувних робіт на Часів-ярському родовищі вогнетривких глин.

Зменшення матеріальних витрат, внаслідок зменшення часу обробки інформації та робочого часу.

В основу роботи покладені матеріали, зібрані автором протягом дворічних досліджень Часів-Ярського родовища вогнетривких глин. Автором побудовані спеціалізовані сортові карти із застосуванням комп'ютерних програм для інтерпретації результатів досліджень. Автором персонально була розроблена методологія планування відробки родовищ корисних копалин.

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.

Магістерська робота складається із вступу, п'ятьох розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків.

З метою вивчення хімічного складу вогнетривких глин Часів-Ярського родовища проводились скорочені (визначення змісту SiО₂, Al₂O₃, TiО₂, Fe₂O₃) та повні (визначення змісту SiО₂, Аl₂O₃, TiО₂, Fe₂O₃, CaО, MgО, Na₂O+K₂O, SO₃ ) хімічні аналізи. Вогнетривка глина в залежності від хімічного складу (показників якості) та області застосування розподіляється на марки (табл. 1) [4].

Таблиця 1. Марки та технічні умови вогнетривких глин на Часів-Ярському родовищі

Вогнетривкі глини за генезисом належать до вторинних [5] перевідкладених (рис.1). У всіх геологів, що займалися вивченням Часів-Ярського родовища існує єдина думка про те, що за віком родовище відноситься до полтавського ярусу неогену. Тут очевидним є факт залягання палеогену на розмитій поверхні більш давніх порід (K, I, T, P і C), причому палеогенові відкладення звичайно заповнюють западини на поверхні порід, що підстилають. Палеогенові відкладення (Р_2-3) на родовищі розчленовані на 2 свити: київську і харківську. Київська свита (Р₂^kv) має в межах родовища обмежене розповсюдження і на ділянці відсутній. Харківська свита (Р₃^hr) на родовищі користується найширшим і повсюдним розповсюдженням. Її утворюють глауконіт-кварцові дрібнозернисті піски зеленувато-жовтого і зеленувато-сірого кольору. Піски харківської свити є морськими відкладеннями. Вони піддавалися розмиву, як перед відкладенням полтавської свити, так і в подальший час, тому їх потужність коливається в значних межах - від 0,3 до 21,05 . У південній частині родовища описувана свита має істотно меншу потужність і представлена головним чином пісними і жирними різницями потужністю 1-8 м [1, 6].

Рис. 1. Геолого-генетична класифікація каолінів

На більшій частині площі свого розповсюдження харківські відкладення перекриті піщано-глинистою товщею нижнього неогену (N₁), віднесеною до полтавської свити. Полтавська свита (N₁^pt) представлена континентальними, переважно піщаними утвореннями з покладом глин в нижній частині піщаної товщі. Полтавську свиту на родовищі звичайно розчленовують на 3 горизонти: підглиняних пісків, вогнетривких глин, надглиняних пісків.

Для вивчення закономірності розподілу якості вогнетривких глин має значення розгляд показників, які визначають їх сортність, а саме -- вмісту оксиду алюмінію, оксиду заліза й вогнетривкості (табл.1).

Для кожного показника (відмітка покрівлі пласту, відмітка підошви пласту, потужність пласту, вміст Al₂O₃, вміст TiО₂, вміст Fe₂O₃, вогнетривкість) за кожною маркою була виконана статистична обробка результатів за допомогою програми STATGRAF. Вивчено середнє, медіани, мода, mіn, max і інші статистичні характеристики (табл.2).

Таблиця 2. Скорочена статистична характеристика глин марок Ч-0, Ч-1, Ч-2 по ділянці Жовтнева.

Розрахунок коефіцієнта варіації

V=S/X, де

S - Стандартне відхилення,%;

X - Среднє.

S X = V

Визначення коефіцієнту варіації має й практичне значення в геологорозвідувальній діяльності, бо щільність розвідницької мережі заснована на самому мінливому показнику, тобто відстань між профілями пов’язана з мінливим показником. В даному випадку рекомендується вибирати розвідницьку мережу на основі мінливості потужності. Ділянка обмежена промисловим контуром 0,7 м за потужністю.

Вогнетривка глина марок Ч-0, Ч-1, Ч-2 ділянки Жовтнева має середню потужність 0,41, 0,44 та 0,56 м відповідно, що відповідає технічній спроможності наявної техніки. Лінзоподібний поклад вогнетривкої глини в межах ділянки залягає майже горизонтально, і тому проведення селективного видобутку не буде ускладнюватися гірничо-геологічними умовами. Але все ж таки у заляганні лінзи спостерігається незначний підйом у бік нульового контуру покладу, про що свідчать геологічні розрізи по ділянці і підтверджує обчислений коефіцієнт варіації, що становить біля 50%, це говорить про нерівномірну та мінливу потужність покладу за площею і на глибину. Ця обставина дає підставу припустити, що дно водоймища, в якому відкладалися глини, також підвищувалося в цьому напрямі, і, отже, вірогідний факт генетичного виклинювання пласта глин.

Якісні характеристики вогнетривкої глини по ділянці Жовтнева (вміст Al₂O₃, Fe₂O₃) розподілені однорідно, слабо мінливо, про що свідчать розраховані коефіцієнти варіації, що значно менші 50%. Найбільш важливим показником якості вогнетривких глин є вміст Al₂О₃. На ділянці високий, усереднений по свердловині, вміст Al₂O₃ (30-32%), спостерігаються уздовж лінії, спрямованої з південно-заходу на північний схід (рис. 2).

Рис. 2. Розповсюдження вмісту глинозему по ділянці „Жовтнева” за середнім показником по свердловині (координати умовні)

На ділянці порівняно низькі вмісти оксиду заліза, що позитивно впливає на якість глини. На півдні, уздовж лінії з заходу на схід та у північному заході ділянки вміст Fe₂O₃ найбільш високий 1,3-1,8% ( рис. 3).

Рис. 3. Розповсюдження вмісту окису заліза по ділянці „Жовтнева” за середнім показником по свердловині (координати умовні)

Вогнетривкість, як основний показник цінності глини, зміняється незначно (коефіцієнт варіації 0,01), внаслідок невеликих коливань якісних характеристик. На досліджуваній ділянці відзначаються високі показники вогнетривкості (1670-1710 °С) практично по всій площі, за винятком крайових її частин, де показники вогнетривкості більш низькі 1630 °С (див. рис.4).

Рис. 4. Розповсюдження вогнетривкості по ділянці „Жовтнева” за середнім показником по свердловині (координати умовні)

На підставі виявлених кореляційних зв'язків просторового розподілу показників якості (А1₂О₃, Fе₂О₃, вогнетривкість) вогнетривких глин та технічних умов прийнятих на Часів-Ярському родовищі (табл.1.), технологічне картування на ділянці доцільно проводити за комплексним показником якості:

де Al₂O₃ - нормований показник вмісту Al₂O₃, %

Fе₂О₃- нормований показник вмісту Fе₂О₃, %

Vogn - нормований показник вогнетривкості, °С

На ділянці переважають високі сорти Ч-0, Ч-1, Ч-2. Для них значення мультиплікативного показника якості, що був вирахуваний по середнім значенням показників якості по свердловині, дорівнює відповідно 1,77, 1,38, 0,89. За визначеним показником накреслена карта розповсюдження (див. рис. 5), на якій переважають глини високих сортів, при цьому збільшення показника або підвищення сортності відбувається у напрямку з південного заходу на північний схід, що відповідає карті розповсюдження вмісту глинозему (див. рис. 2), а нижчий з виявлених сортів спостерігається на півдні та на північному заході ділянки, де вміст окису заліза найбільш високий (див. рис. 3), а глинозему найбільш малий.

Рис. 5. Розповсюдження комплексного показника якості по ділянці „Жовтнева” за середнім показником по свердловині (координати умовні)

На основі оцінки впливу мінерально-речовинного складу можна зробити висновок, що найбільш високі сорти глин очікуються там, де відзначаються найбільш високі вмісти Al₂О₃, найбільші показники вогнетривкості і найменші значення Fе₂О₂, тобто уздовж лінії, спрямованої переважно з півдного заходу на північний схід.

Отже, дякуючи вдалому поєднанню таких факторів як унікальність за запасами, якість, що визначаються генетичними умовами утворення, низька собівартість та оптимальний виробничий цикл (селективний видобуток глин високих сортів та усереднення низьких сортів в залежності від ситуації на ринку вогнетривкої сировини), вогнетривкі глини Часів-Ярського родовища користуються високим попитом на вітчизняному та світовому ринках. Ведучими партнерами ВАТ „Часів-Ярський вогнетривкий комбінат” на Україні є підприємства металургійного комплексу, коксохімічні заводи, скляні, цементні, керамічні підприємства, а також їх дистриб'ютори – „Торговий дім” (м. Запоріжжя), „Індустріальний союз Донбасу”, концерн „Енерго”. Підприємство здійснює поставки вогнетривів у країни ближнього (Росію, Казахстан, Литву, Бєларусь, Молдову, Таджикистан) та дальнього (Італію, Іспанію, Малайзію, Францію, ОАЕ, Пакистан, Індію та ін.) зарубіжжя. Тому, не дивлячись на те, що тільки в Донбасі є близько 20 родовищ даного виду сировини, часів-ярські вогнетривкі глини мають велику конкурентноздатність [8, 9].

Схема селективної відробки вогнетривкої глини на Часів-Ярському родовищі у вигляді анімованого малюнку.

Література

1. Звіт про геологорозвідувальні роботи на Часів-Ярському родовищі вогнетривких глин за 1972 – 1978 рр. Том 1 / А.И.Плешков, П.Н.Верховодов, Л.А.Красотін, Ю.Н.Петешенков // Часів-Яр, 1979, 570с.

2. Вивчення споживчих властивостей вогнетривкої глини. Телефонне опитування споживачів у 2003 р./ Бабенко В.В. // м.Часів-Яр, 2003р., 10с.

3. Козак В.Ю., Отрышко О.В. Якість як фактор конкурентноздатності глин. Матеріали VI Міжнародної наукової конференції студентів та молодих вчених „Економіка та маркетинг в ХХІ сторіччі”, частина І, Донецьк, 2005, 171-172с.

4. Технічні умови та ДОСТи на корисні копалини ( вогнетривкі глини та формувальні піски ) Київ, 2003.

5. Міністерство геології СРСР. Всесоюзний науково-дослідницький інститут корисних копалин. Родовища каолінів СРСР. Москва, 1974, 248с.

6. Геологічний звіт про дорозвідку Часів-Ярського родовища формувальних пісків за 1977-1982 рр. Том 1 / П.Н.Верховодов, З.Н.Уварова, Л.А.Красотін // Часів-Яр, 1982, 396с.

7. Буряк Г.О., Отришко О.В. Екологічна обстановка та заходи щодо забезпечення нормативного стану навколишнього середовища на Часів-Ярському вогнетривкому комбінаті, збірка доповідей ІІІ Міжнародної наукової конференції аспірантів та студентів, присвяченій Дню Довкілля та Року Духовності в Донецькій області, за секцією „Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів”, том 2, Донецьк, 2004, стор. 104-105.

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

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

---

На головну    Результати пошука в Інтернет    Бібліотека    Посилання    Індивідуальне завдання 

---