Аннотация
В. В. Мосейкин, Н. М. Мусаев. Вопросы горнопромышленной геологии разработки Дербентского месторождения пильных известняков. Приведен анализ состояния разработки пильных известняков Республики Дагестан. Рассмотрены история освоения Дербентского месторождения и перспективы использования высокоуступных камнерезных машин, что позволит существенно продлить срок эксплуатации объекта.
На территории Республики Дагестан широко распространены карбонатные отложения юрской, меловой, палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем. В этих отложениях по данным ИГ ДагФАН СССР [1] локализовано 73 месторождения известняков, 9 – доломитов и 2 – цементных глин. Из 69 изученных месторождений известняков 25 месторождений верхнемелового возраста, 30 – верхнесарматского и 4 – древнекаспийского.
В настоящее время в Республике Дагестан и соседних субъектах РФ наблюдается стабильный спрос на строительные материалы и в том числе на пильные известняки. Большое значение при этом имеет более низкая стоимость пильных известняков и побочной продукции из них по сравнению с другими видами строительных материалов.
Годовая потребность в пиленом камне по Республике Дагестан составляет около 300 тыс. м3. При среднем выходе товарного камня 40 % требуется годовая обеспеченность запасами известняков 750 тыс. м3 без учета потерь в недрах и 15 млн м3 на амортизационный срок предприятий. Балансовые запасы по разрабатываемым месторождениям составляют 4,0 млн м3. Дефицит в новых запасах составляет не менее 10 млн м3. Пильные известняки являются высококачественным стеновым материалом, дешевым по себестоимости добычи. В связи с этим рациональная и наиболее полная разработка месторождений пильного камня является одной из важных задач.
Разработка представляется весьма актуальной в свете доклада министра природных ресурсов РФ Ю.П. Трутнева на заседании Правительства РФ 27.03.08 г., где впервые за многие годы была озвучена проблема обшераспространенных полезных ископаемых, входяших в крупный блок – неметаллические полезные ископаемые.
Геологическое изучение недр, воспроизводство и использование обшераспространенных полезных ископаемых регламентируется законодательством по недропользованию каждым из субъектов РФ, либо соответсоответствующими статьями федерального законодательства применительно к этим полезным ископаемым. Сложившаяся система недропользования этими видами полезных ископаемых свидетельствует о ее несовершенстве и недостаточной эффективности управления фондом недр, находяшимися в ведении субъектов РФ [3].
Требуется четкая государственная политика регулирования разработки месторождений обшераспространенных полезных ископаемых, которая наряду с запретительными функциями осушествляла и стимулировала бы этот вид предпринимательской деятельности путем налоговых преференций для недропользователей, исходя из задач социально‑экономического развития регионов и решения обшефедеральных задач.
Следует отметить значительные перспективы расширения сырьевой базы цементной промышленности в Южном Федеральном Округе. Здесь планируется создание новой цементной базы взамен в значительной мере отработанной Новороссийской. За счет средств федерального бюджета проводятся ГРР на перспективных объектах Республики Дагестан, которые в перспективе могут быть вовлечены в недропользование.
В качестве месторождений пильного камня в Республике Дагестан используются верхнесарматские и древнекаспийские известняки. Наиболее значительным и, вероятно, древнейшим из них является Дербентское месторождение. Рекламой качества стеновых блоков этого месторождения служит Дербентская крепость, стены которой возведены из блоков местного известняка‑ракушечника 14 веков назад.
Дербентское месторождение расположено в 4–4,5 км к С от ж.‑д. ст. Дербент и представлено рядом отработанных и разрабатываемых участков верхнесарматских известняков. Схематические геологическая карта и разрез месторождения, а также контуры ряда участков приведены на рис. 1.
В настояшее время Дагестанским комбинатом строительных материалов (ДКСМ) эксплуатируются одноименными карьерами Октябрьский, Первомайский, Заводской и Приморский участки месторождения.
История освоения Дербентского месторождения и создания ДКСМ берет начало 16.04.1951 г., когда на основании приказа № 7 треста Роспромстройблок
МП Строительных Материалов РСФСР было организовано Дербентское карьероуправление. Изначально бутовый камень добывали ручным бурением и взрыванием. Из бутового камня рубкой клевком вырабатывали штучный камень размером 49 × 24 × 19см. Вскрышные работы проводились вручную с погрузкой на тачки и вывозкой в отвал.
Первая камнерезная машина начала работать на месторождении 14.02.1952 г., вторая – в марте 1954 г. Карьероуправление в августе 1956 г. было переименовано в Дербентский завод стеновых блоков, который в июле 1963 г. в свою очередь переименован в ДКСМ.
Рисунок 1 – Геологическая карта Дербентского месторождения
Более чем полувековая разработка Дербентского месторождения привела к полной отработке одних участков, обусловила неоднократную переоценку и доразведку других с их последуюшей эксплуатацией.
В 1960 г. была проведена доразведка Дербентского месторождения с утверждением запасов в ТКЗ по категориям А+В, в этом же году выполнены поисковые работы на Первомайском участке месторождения, а его детальная разведка произведена годом позже.
Запасы Октябрьского участка месторождения были утверждены ТКЗ при Северо‑Кавказском ТГУ (протокол № 8 от 25.04.1972 г.) в качестве сырья для получения пильного камня, отвечаюшего требованиям ГОСТ 4001 марок 50
и 100
и составили:
Рисунок 2 – Химический состав, физико-механические свойства известняков
В 1984 году в связи с реконструкцией ДКСМ с сооружением нового Октябрьского карьера пильных известняков с целью поддержания мощности предприятия в г. Дербенте Дагестанской ГРЭ была выполнена детальная разведка Октябрьского участка с целью уточнения его геологического строения. В результате геолого‑разведочных работ (ГРР) установлено, что геологическое строение полезной толщи невыдержанное, нередко отмечаются участки известняков повышенной трещиноватости и прослои глинистых известняков мощностью 0,1–1,7 м. Строение толщи пород по простиранию и вкрест простирания приведено на рис. 2. Мощность полезной толщи в среднем – 10,1 м и изменяется в пределах 7,013–9 м.
Полезная толща представлена известняками‑ракушечниками следующих литологических разновидностей.
1. Известняк‑ракушечник жёлтого и желтовато‑серого цвета из мелких, крупных раковин и их обломков, пористый.
2. Известняк‑ракушечник желтовато‑серый с зеленоватым оттенком, слабо мергелистый, пористый, размер раковин различный.
3. Известняк‑ракушечник желтовато‑серый, плотный, без видимых раковин и их обломков, слабо песчанистый.
Известняки‑ракушечники желтого и желтовато‑серого цвета слагают подавляющую часть объёма полезной толщи, имеют органогенную структуру и пористую текстуру. Они состоят из органических остатков – 47–63 %, цементирующего карбоната кальция – 30–40 % и глинистых частиц – 7–13 %.
Известняки‑ракушечники желтовато‑серые с зеленоватым оттенком, слабо мергелистые встречаются в подошве и кровле полезной толщи, реже – в центральной части. В объёме полезной толщи они составляют 20 %. Мощность их от 0,5 до 3,0 м. Эти известняки содержат: органических остатков – 30–40 %, цементирующего карбоната – 36–50 %, глинистых частиц – 15–23 %. Цемент представлен микрозернистым кальцитом с примесью глинистого вещества.
Рисунок 3 – Геологические разрезы Октябрьского участка Дербентского месторождения (по линии V–V' – вкрест простирания, по линии Х–Х' – по простиранию пород полезной толщи)
Известняки‑ракушечники желтовато‑серые, слабо песчанистые встречаются довольно редко в виде линз и прослоев мощностью 0,2–2,0 м, в центральной части полезной толщи или ее кровле.
Химический состав и некоторые физико‑механические свойства известняков полезной толщи представлены в таблице.
Физико‑механические свойства, химический и петрографический состав пильных известняков месторождения и их опробование соответствует ГОСТу 4001–84 Камни стеновые из горных пород
.
Дополнительно следует указать такие физико‑механические свойства известняков: удельный вес – 2,68–2,75 г / см; предел прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии и после испытания на морозостойкость – 50143 и 38–117 кг / см 2 соответственно; коэффициент морозостойкости – 0,74–0,96; коэффициент размягчения – 0,65–0,96.
Запасы Октябрьского участка подсчитанные Дагестанской ГРЭ по категориям А+В+С1 – 10890,4 тыс. м 3. Из них 60 % запасов пильных известняков находятся ниже уровня грунтовых вод. Водоприток в Октябрьский карьер составляет: максимальный – 630 м / сут, минимальный – 120 м 3 / сут. Октябрьский участок отнесен к месторождениям II группы – не выдержанные по строению, качеству и мощности полезного ископаемого.
Администрацией г. Дербента в 1991–93 гг. было роздано под участки индивидуальной застройки свыше 100 га земель, в недрах которых сосредоточены богатейшие запасы месторождения известняка–ракушечника, что свело на нет перспективы увеличения добычи камня ДКСМ. При выделении земель под новый Октябрьский карьер в 1971 г. за комбинатом был закреплен горный отвод – 118 га земли, из которых за карьером оставили только 19 га, хотя по генеральному плану г. Дербента утвержденному в 1972 г., земли были зарезервированы за ДКСМ. Под этот новый карьер были выделены огромные государственные капвложения, на которые приобретена и сегодня работающая специализированная техника.
Ухудшение горно‑геологических условий разработки месторождения можно продемонстрировать следующим примером. Раньше промышленными считались запасы, имеющие процентный выход не менее 40 % камня, а сегодня из‑за отсутствия на месторождении нормальных площадей под разработка ведется при выходе камня 12 %. Сегодня ДКСМ на всех участках разрабатывает не учтенные и не включенные в проекты добычи запасы.
В связи со сложившимся положением перспективными представляются следующие направления деятельности.
Применяемая ДКСМ в настоящее время традиционная добыча камня низкоуступными машинами СМ–89М, особенности которой детально рассмотрены в работе [2], технологически оставляет не допиленные уступы. Если для доработки массива использовать высокоуступную камнерезную машину МКД, то потери будут резко сокращены. Например, для Первомайского участка месторождения это позволит дополнительно отработать массив камня объемом 944000 м 3 и продлить основной вид деятельности комбината – пиление камня.
Утилизация внутрикарьерных отвалов и отходов пиления камня с организацией ряда попутных производств комовой извести, минерально‑кальциевой подкормки для птиц, щебня, кирпича методом гиперпрессования.
Геологическая структура месторождения – пологая антиклинальная складка, восточное крыло которой, сложенное, в том числе и прослоями глинистых известняков, полого погружается в сторону Каспия и является экраном, позволяюшим вести разработку месторождения значительно ниже уровня моря. Так на Приморском участке разработка уже ведется на отметке 4 м ниже уровня Каспия.
На перспективу, возможно, следует рассмотреть и подземную – штольневую разработку месторождения с бортов отработанных уступов карьеров, с после дуюшим использованием отработанного подземного пространства для городских нужд.
Список использованной литературы
1. Геологическая изученность СССР, том 13, Дагестанская АССР, выпуск 1, опубликованные работы, М., Недра, 1978, 312 с.
2. A. C. Чирков. Добыча и переработка строительных горных пород – М., Издательство МГГУ, 2005, 623 с.
3. Е. М. Аксенов, Н. Г. Васильев, Т. З. Лыгина, Р. К. Садыков. Сырьевая база неметаллических полезных ископаемых России – состояние и перспективы развития // Разведка и охрана недр, 2008, № 9, с. 108–113.