КК та ЕГ   ГГФ   ДонНТУ   Портал магiстрiв

Курінна Маргарита Олегівна

Гірничо-геологічний факультет

Кафедра Корисних копалин та екологічної геології

Спеціальність Геологічна зйомка, пошук та розвідка

Закономірності і фактори змін показників якості карбонатної сировини на площі розробок ДФДК

Науковий керівник: д.г.н., проф. Альохін Віктор Іванович

Резюме Біографія Реферат

Реферат за темою випускної роботи

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: січень 2015 року. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

ЗМІСТ

• 1. Загальна характеристика роботи
•  1.1. Актуальність теми
•  1.2. Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами
•  1.3. Цілі і завдання дослідження
•  1.4. Предмет і об'єкт дослідження
•  1.5. Фактичний матеріал
•  1.6. Методи досліджень
•  1.7. Научная новизна
•  1.8. Практична ціність
•  1.9. Особистий внесок автора
•  1.10. Апробація результатів роботи
• 2. Огляд досліджень по темі
• 3. Геологічна характеристика досліджуваного об'єкта
• 4. Методика обробки експериментальних даних
• 5. Результати досліджень
• 6. Висновок
• 7. Перелік джерел

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность темы

У Донецькій області знаходиться найбільше в Європі Оленівське родовище карбонатної сировини, яке розробляється Докучаєвським флюсо-доломітний комбінатом. Добувається сировина (вапняки і доломіт) в основному використовуються в металургійній промисловості. Значно менша частина сировини споживається газовою промисловістю (для десульфітації потоків газу), в цукровому виробництві, в сільському господарстві (для обробки грунтів) і водопостачанні (очищення води для побутових і технічних потреб).

Якість карбонатної сировини визначається вмістом таких компонентів як: CaO, MgO, SiO₂, Al₂O₃+Fe₂O₃, S, P. Розвиток карсту на родовищах зменшує запаси сировини і впливає на його якість. Для даної площі досліджень актуальна проблема непідтвердженя запасів у зв'язку з труднощами оцінювання обсягів і характеру прояву карстових процесів на площах геологорозвідувальних робіт. З іншого боку, хімічний склад карбонатних порід в цьому визначає розвиток карсту.

1.2. Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Проблеми забезпеченя металургійних підприємств флюсовою сировиною позначені у відповідних нормативно-правових документах геологічної галузі, зокрема у Загальнодержавній програмі розвитку мінерально-сировинної бази України до 2030 р. Програма розвитку мінерально-сировинної бази Донецької області до 2020 року. Ці питання неодноразово піднімалися в наукових публікаціях, де розглядалися проблеми перспективної оцінки неметалічної сировини для чорної металургії.

1.3. Цілі і завдання дослідження

Мета дослідження полягає у визначенні факторів зміни показників якості карбонатної сировини на площі розробок Докучаєвського флюсо-доломітного комбінату.

Завдання дослідження:

1. Вивчити вимоги за марочним складом вапняку флюсового і доломіту сірого металургійного.
2. Провести аналіз зміни хімічного складу карбонатних порід на окремих подгорізонтах на одній з ділянок Оленівського родовища.
3. Провести аналіз закарстованості порід на ділянці і з'ясувати геологічні чинники розвитку карсту, які впливають на якість карбонатної сировини.
4. Розробити практичні рекомендації щодо подальшого відпрацювання південної частини Оленівського родовища.

1.4. Предмет і об'єкт дослідження

Об'єкт дослідження-ділянки на площі розробок Докучаєвського флюсо-доломітного комбінату. Предмет дослідження - геологічні чинники зміни показників якості карбонатної сировини на подгорізонтах: C_I^ta₂, C_I^tb₁, C_I^tb₂, C_I^tс .

1.5. Фактичний матеріал

Матеріал представлений даними експлуатаційної розвідки по 66 свердловинах, Оленівського родовища флюсових вапняків Донецької області. Вибірка даних включає в себе дані хімічних аналізів 1427 секційних проб.

1.6. Методи досліджень

Методами досліджень є:
- аналіз графічного матеріалу для з'ясування особливостей будови досліджуваного об'єкта (геологічна карта району, розрізи тощо);
- побудову спеціалізованих карт розподілу показників якості карбонатної сировини;
- статистичний аналіз геохімічних даних;
- просторовий аналіз розподілу показників якості сировини;
- аналіз закарстованості порід;
- розрахунки показників закарстованості порід.

1.7. Научная новизна

1. Встановлено зміну якісних показників карбонатної сировини в залежності від особливостей петрографічного складу порід окремих горизонтів.
2. Розвиток карсту на даній площі впливає на якість карбонатної сировини.

1.8. Практична цінність

Встановлені закономірності зміни якісних показників у просторі дозволяють підвищити ефективність обробки Оленівського родовища.

1.9. Особистий внесок автора

Проведена статистична обробка даних та інтерпретація результатів. Досліджено характер зміни хімічного складу карбонатних порід. Побудовано карти просторового розподілу карсту на деяких підгорізонтах. Встановлено особливості впливу хімічного складу порід і розривних дислокацій на розвиток карсту.

1.10. Апробація результатів роботи

За результатами робіт зроблено доповідь на VIІ Міжнародної науково-практичної конференції ДОНБАС-2020: ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ ОЧИМА МОЛОДИХ ВЧЕНИХ.

2. ОБЗОР ДОСЛІДЖЕНЬ ПО ТЕМІ

Ротаєм А.П. в 1928 - 1929 рр.. вироблено геологічне картування південно-західної частини Донбасу, в результаті якого була прийнята нова індексація стратиграфічних зон[9]. У 1947-1951 рр. Укргеолтрестом МЧМ зроблена інструментальна геологічна зйомка масштабу 1:100000 з метою уточнення подальших напрямів геологорозвідувальних робіт з нарощування балансових запасів флюсових вапняків і доломіту[10]. Вивченням геолого-тектонічних особливостей залягання карбонатної сировини в зоні зчленування Приазовського мегаблоку Українського щита і складчастого Донбасу займався вчений А . І. Недошовенко. У його статті Про методику розвідки родовищ карбонатної сировини південно-західній частині Донбасу, опублікованій в 1977 році, висвітлена проблема закарстованості досліджуваного району та недосконалість системи геологічної розвідки подібних ділянок. У науковій статті С.А. Мачулін і М.В. Безуглої Про знахідку великих сталактітоподобних утворень піриту у вапняках нижнього карбону Стильського кар'єра південно-західній частині Донбасу (2004р.) вказується причини появи сульфідів сірки в карстових порожнинах вапняків турнейского віку[11].

3. ГЕОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДОСЛІДЖУВАНОГО ОБ'ЄКТА

Площа робіт включає Оленівське родовище флюсових вапняків і доломіту розташоване в південно-західній частині Донецького басейну. Приурочене до смуги виходів порід нижнього карбону, що простягаються зі сходу на захід від с. Роздольне через с. Стила, м. Докучаєвськ, с. Новотроїцьке до с. Ольгинка. Ділянка являє собою товщу вапняків турнейского і Візейського ярусів нижнього карбону, що залягають відносно спокійно. З північного заходу і південного сходу ділянка обмежена порушеннями скидного характеру. Звідси площа утворює щось на зразок горста, обмеженого товщею некондиційних вапняків і мергелів віку С1vd, С1vе, С1vf. Як встановлено багаторічним досвідом геологорозвідувальних та експлуатаційних робіт на родовищах карбонатної сировини в південно-західній частині Донбасу, карст і прошарку некондиційних порід в товщі корисної копалини розподіляються абсолютно незакономірно і не можуть бути геометризированні в просторі. Це положення в такій же мірі відноситься і до видового і сортового складу карбонатної сировини, регламентованого кондиціями. Значний прояв тектонічних процесів в районі родовища зумовило повсюдний розвиток тріщинуватості нижньокам'яновугільних порід. Більшість тріщин не має заповнення і служить провідними каналами для підземних вод, що сприяє широкому розвитку процесів карстоутворення. Родовище характеризується складною геологічною будовою, наявністю великої кількості різно-орієнтованих розривних порушень, проявом магматизму девонського й пермського віку [1]. Нестабільна, змінюється обстановка опадонакопичення карбонатного матеріалу, наступні тектонічні процеси і епігенетичні зміни порід вплинули на мінливість їх складу.

4. МЕТОДИКА ОБРОБКИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДАНИХ

Для отримання точних відомостей про причини і закономірності мінливості показників якості вапняків, було проведено просторово-статистичне дослідження даних південно-східної частини Оленівського родовища. Дані являють собою просторово прив'язані значення хімічних аналізів проб по пластоперетенням розвідувальних свердловин. Вибірка включає в себе дані опробування 66 свердловин (1427 секційних проб, середня довжина секції 2,0 м). Для вивчення просторової мінливості якості були побудовані спеціалізовані карти зміни якості показників по окремих обріїв. Виділено сорти на карті комплексного показника. Зміни якісних показників зіставлені з петрографічними змінами складу карбонатних порід, з тектонічними порушеннями, з карстоутворенням. Проведені статистичні розрахунки кількісних даних, встановлен коефіцієнт кореляції між окремими показниками.

5. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Розрахунок коефіцієнтів кореляції дозволив встановити, що в межах досліджуваного родовища між показниками CaO і MgO існує значимий негативний кореляційний зв'язок.

Підгорізонт C_I^ta₂ різко відрізняється за змістом MgO і SiO₂ від вище лежачих підгорізонтів. Тут вміст MgO, за рідкісним винятком, не перевищує 10% (мал.1), а SiO₂ коливається в межах від 1 до 2% (мал.2). У той же час для підгоризонта C_I^tb₁ характерні високий зміст MgO (10 - 20%) (мал.3), але різко знижені концентрації SiO₂ (менше 1%) (мал. 4) і CaO.

Зіставлення результатів хімічного аналізу з потужністю карсту по кожному горизонту дозволило виявити деяку залежність розвитку карсту від вмісту хімічних компонентів. Так в породах з аномально високим вмістом MgO і SiO₂ в більшості випадків потужність карсту знижується.

Давно відомо, що склад порід є одним із чинників формування карсту. Дослідники при вивченні карсту в карбонатних породах виділяють кілька факторів, що впливають на його формування. До таких факторів відносять [2, 3, 4]: кліматичні (атмосферні опади, їх склад тощо), геологічна будова (склад порід, їх тріщинуватість і пр.), геоморфологічні умови (рельєф, ступінь його розчленованості) і гідрогеологічні умови ( динаміка, хімічний склад і режим підземних вод).

Проведено аналіз закарстованості порід на ділянці і зв'язок її з розривними порушеннями і зонами тріщинуватості. У зв'язку з тим, що значну частину площі займає техногенно змінений ландшафт (кар'єри, відвали гірських порід), а решта території перекрита молодими пухкими відкладеннями (неоген-четвертинними) нами вивчалася східна частина ділянки з використанням дистанційного методу досліджень. Проведено аналіз Космоснімку території з виділенням лінійних елементів ландшафту - лінеаментів (рис. 5).

Передбачається, що ці структури відображають становище розривних дислокацій в карбонатної товщі і можуть контролювати просторовий розподіл карсту. Як видно з малюнка на ділянці переважають лінеаменти ПЗ і ПС простягання, що дуже характерно для розривних дислокацій молодого віку.По матеріалам геологічних карт різних масштабів проведено аналіз простягання складчастих і розривних дислокацій на площі прилеглої до ділянки досліджень. Встановлено, що частина раніше встановлених великих розривних порушень мають аналогічні простягання по всій своїй протяжності або на окремих ділянках. Осі ж складчастих структур (антиклінальних і синклінальних) на площі мають субмеридіональне простягання. По трьох горизонтів (C_I^ta₂, C_I^tb₁, C_I^tb₂) нами вивчено ступінь закарстованості карбонатних порід. Використано дані геологорозвідувальних робіт, проведених в різні роки. За результатами аналізу складена схематична карта просторового розподілу карсту, на якій показані ділянки закарстованості, які перевищують 30% потужності підгоризонта. Показані суміщені ділянки закарстованості трьох підгорізонтів(рис. 6)

Як видно з малюнка, основні площі розвитку карсту контролюються системою лінеаментів ПЗ простягання і розташовуються в центральній частині ділянки.

6. ВИСНОВОК

На підставі досліджень за темою роботи, а також статистичної обробки даних опробування та її інтерпретації зроблено висновок про найбільш вагомі фактори, що зробили вплив на просторовий розподіл якості. Встановлено різкі відмінності в хімічному складі підгорізонта карбонатних порід. Виявлено приуроченість карсту до ділянок аномально низького вмісту MgO і SiO₂ в карбонатних породах і зонам розривних дислокацій ПЗ простягання в них. Зроблені практичні висновки та рекомендації з відпрацювання досліджуваного родовища.

7. ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ

1. Лазаренко Е. К., Панов Б. С., Груба В. И. Минералогия Донецкого бассейна. Киев: Наукова Думка, 1975. – Т. 1. – 253 с.
2. Соколов Д. С. Основные условия развития карста. М.: Госгеолиздат, 1962, – 321 с.
3. Максимович Г.А. Основы карстоведения. – Т.1. Пермь, 1963. – 444 с.
4. Карст Башкорстана. Уфа, 2002. – 382 с.
5. Ляхов Г. М. Нерудные ископаемые – известняки, глины, обломочные горные породы – М., 1948.– 116 с.
6. Лыгина Т.З. [Электронный ресурс] / Т.З. Лыгина Комплексная переработка неметаллических полезных ископаемых как основа инновационных проектов – 2008 – Загл. с титул. экрана. – Свободный доступ из сети Интернет. – http://www.krc.karelia.ru/...
7. Митинский А. В. Флюс, в металлургии//Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона. – Санкт-Петербург, 1890—1907.
8. Пономарев В.В. Известняк – Д.,2005.-220
9. Науково-технічна бібліотека – [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://lib.nmu.org.ua/...
10. Глуховский карьер кварцитов – [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://metodportal.net/...
11. Геологические условия формирования черного курильщика в Донбассе – [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://dspace.nbuv.gov.ua/...