Разработка технологии получения качественной глины

Дисциплина: Промышленность, Производство
Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 65 страниц
В избранное:

СОДЕРЖАНИЕ

№п/п

Наименование

Стр

№п/п: ВВЕДЕНИЕ

Наименование:

№п/п: 1

Наименование: Геологическая часть

Стр:

№п/п: 1. 1

Наименование: Общие сведения о районе и месторождении

Стр:

№п/п: 1. 2

Наименование: Геологическая характеристика месторождения

Стр:

№п/п: 1. 3

Наименование: Гидрогеологические условия разработки месторождения

Стр:

№п/п: 1. 4

Наименование: Горнотехнические условия отработки, подсчет запасов

Стр:

№п/п: 2

Наименование: Горнотехническая часть

Стр:

№п/п: 2. 1

Наименование: Краткая горнотехническая характеристика месторождения

Стр:

№п/п: 2. 2

Наименование: Основные параметры карьера

Стр:

№п/п: 2. 3

Наименование: Мощность и срок существования карьера

Стр:

№п/п: 2. 4

Наименование: Вскрытие рабочих горизонтов карьера

Стр:

№п/п: 2. 5

Наименование: Система разработки месторождения

Стр:

№п/п: 2. 6

Наименование: Выемочно-погрузочные работы

Стр:

№п/п: 2. 7

Наименование: Карьерный транспорт

Стр:

№п/п: 2. 8

Наименование: Отвалообразование

Стр:

№п/п: 2. 9

Наименование: Карьерный водоотлив

Стр:

№п/п: 2. 10

Наименование: Энергоснабжение

Стр:

№п/п: 2. 11

Наименование: Горно-механическая часть

Стр:

№п/п: 2. 12

Наименование: Генеральный план

Стр:

№п/п: 3

Наименование: Специальная часть

Стр:

№п/п: 4

Наименование: Технологическая часть

Стр:

№п/п: 4. 1

Наименование: Вещественный состав минерального сырья

Стр:

№п/п: 4. 2

Наименование: Рекомендуемая схема переработки

Стр:

№п/п: 5

Наименование: Охрана труда и окружающей среды

Стр:

№п/п: 5. 1

Наименование: Охрана труда и техника безопасности

Стр:

№п/п: 5. 2

Наименование: Охрана окружающей среды

Стр:

№п/п: 6

Наименование: Экономическая часть

Стр:

№п/п: 6. 1

Наименование: Товарная продукция

Стр:

№п/п: 6. 2

Наименование: Капитальные вложения

Стр:

№п/п: 6. 3

Наименование: Эксплуатационные расходы

Стр:

№п/п: 6. 4

Наименование: Основные технико-экономические показатели

Стр:

№п/п: Выводы и предложения

Наименование:

№п/п: Список использованной литературы

Наименование:

ВВЕДЕНИЕ

Глина - широко распространенная горная порода. Глина представляет собой горную породу, очень сложную и непостоянную как по составу входящих в нее минералов, так и по физическим и технологическим свойствам. Чрезвычайно разнообразны и условия образования глин.

Чистые глины, т. е. не загрязненные различными примесями, представляют собой породы, состоящие из очень маленьких частиц (около 0, 01 мм и меньше), причем эти частицы относятся к определенным минералам. Многими исследователями они так и называются «глинистыми» минералами. Эти минералы являются сложными химическими соединениями, в состав которых входят алюминий, кремний и вода. В минералогии их называют водными алюмосиликатами.

Кирпичное производство-это самый крупный потребитель глин. Оно не предъявляет к сырью особо строгих требований. Для выработки обычного строительного кирпича применяются широко распространенные легкоплавкие песчанистые («тощие») глины любого цвета. Месторождения таких глин встречаются почти повсюду и на них базируется большое количество местных кирпичных заводов.

Помимо «тощих» глин, кирпичное производство может использовать также «жирные» пластичные глины, однако в этом случае в них для придания кирпичам устойчивости при сушке и обжиге добавляется кварцевый песок. Кирпичные глины не должны содержать щебня, гальки, гравия, крупных кусков известняка, гипса и других примесей. Обжиг строительного кирпича производится при температуре 900-1000°.

Наряду с небольшими кирпичными заводами, обслуживающими мелких потребителей, у нас в стране близ крупных промышленных центров и больших новостроек создаются мощные, полностью механизированные предприятия, выпускающие ежегодно много миллионов кирпичей. Такие предприятия требуют мощных сырьевых баз, подготовка которых является важнейшей народнохозяйственной задачей.

Добычу глины для керамических предприятий производят, применяя следующие системы:

1) транспортную - с перевозкой пород вскрыши и полезной породы конвейерным, автомобильным или железнодорожным транспортом;

2) транспортно-отвальную - с использованием ленточных консольных отвалообразователей;

3) специальную - с использованием бульдозеров, скреперов и гидромеханизации.

Наиболее экономичными зарекомендовали себя системы разработки с применением транспортно-отвальных мостов и ленточных отвалообразователей.

Организация добычи глины начинается с подготовительных работ, в состав которых входит расчистка карьерного поля и удаление вскрыши, устройство въездных и выездных путей и ввод механизмов в забой (до 30% всех расходов по добыче) . Пустая порода транспортируется за пределы карьера в отвал или в выработанное пространство, а глина - в пункт потребления.

Если в пласте залегает несколько видов глин, то каждый слой следует добывать в отдельности, а затем точно сдозировать их по мощности залегания или при необходимости использовать месторождение послойно - в этом сущность селективной добычи глины в отличие от валовой, когда срезание глины идет одновременно по всем слоям.

Для выемки пустой и полезной пород, а также погрузки их на транспортные средства применяются одноковшовые, многоковшовые и роторные экскаваторы, канатные и транспортные скреперы.

Задачи дипломной работы:

Разработать наиболее экономичный вариант ведения горных работ по добыче глины;
Разработать технологию получения качественной глины;

3. Внедрить эту технологию в производство.

Теоретическая и методологическая основа исследования: логический метод, аналитический метод, математический метод, экономический метод.

Теоретическая и практическая значимость исследования: результаты ведения всех горных работ можно использовать при добыче глины. [1]

1 Геологическая часть

1. 1 Общие сведения о районе и месторождении

Месторождение глин «Софиевка» расположено в Целиноградском районе Акмолинской области в 6 км к северо- востоку от п. Софиевка, в 35 км к северо-востоку от г. Астана Целью данного рабочего проекта является определение способа отработки глин на месторождении Софиевка. (рисунок 1) .

Обзорная карта

Масштаб 1:10 000

- месторождение глин «Софиевка»

Рисунок 1

Рельеф района сложился в результате длительных континентальных процессов, приведших к образованию некогда горной страны в слабо всхолмленную равнину, прорезанную с юго-запада на северо-восток широкой, с неясными очертаниями долиной р. Селеты.

В юго-восточной части развит типичный для Центрального Казахстана мелкосопочник.

Сопки обычно невысокие, относительная высота которых равна 7-10 м, редко превышает - 20 м. Они имеют пологие склоны (часто прикрыты мощным слоем рыхлых отложений), округлые или плоские вершины, на которых иногда встречаются коренные обнажения пород.

К востоку от участка располагается пологая, вытянутая в меридиональном направлении возвышенность, являющаяся водоразделом реки Селеты и ее правого притока - лога Красная Круча.

Долина р. Селеты, в пределах описываемого района, выражена крайне неясно, склоны ее очень пологи и незаметно сливаются со слабо наклоненной к реке равниной, прилегающей к мелкосопочнику. У восточной границы района долина реки Селеты сужается и становится более отчетливой.

Река Селеты имеет постоянный сток на протяжении всего года и пресную воду, лог Красная Круча - в период снеготаяния и при выпадении дождей.

В районе имеется ряд небольших бессточных озер с пресной водой. Все они, как и р. Селеты, питаются водой за счет атмосферных осадков, весной за счет таяния снега.

Все эти озера к концу лета сильно мелеют и превращаются в болота с водой, непригодной для использования. Имеется также ряд небольших озер и болот, приуроченных к старицам р. Селеты, качество воды в которых не отличается от вышеописанных.

Климат района резко континентальный, с устойчивой снежной зимой и коротким жарким летом.

Переход между временами года резкий, весна и осень короткие. Самым холодным месяцем в году является январь, но в некоторые годы температура декабря и февраля бывает ниже январской. Средняя температура января достигает минус 30°С.

Устойчивый снежный покров появляется с 20 ноября, а снеготаяние наступает в первой половине апреля.

Высота снежного покрова на открытых местах составляет 20-30 см, с колебаниями в отдельные зимы от 5-10 см до 60 см.

Низкая температура и малая мощность снежного покрова обусловливают промерзание почвы до 1, 5-2, 0 м.

Самым жарким месяцем года является июль, средняя температура которого равна плюс 20°С.

По количеству атмосферных осадков район относится к зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения. Годовое количество осадков составляет в среднем 302 мм.

Наибольшие скорости ветра наблюдаются весной (5, 0-6, 2 м/сек) и зимой (5, 8-6, 4 м/сек) . В летний и осенний периоды скорости ветра не превышают 4, 0-

5, 0 м/сек. В весенне-зимнее время скорости ветра могут достигать 25-30 м/сек.

Сухость климата, выражающаяся в высоких температурах воздуха, и большой дефицит влажности (незначительное количество атмосферных осадков ливневого характера) создает в целом неблагоприятные условия для питания подземных вод.

Почвы района преимущественно темно-каштановые. В пониженных участках рельефа, в долинах рек и озер - солоноватые, луговые, солончаковые, на склонах сопок - щебнистые и суглинисто-дресвянные. В целом район располагает крупными массивами пахотных земель.

Растительность - степная (засушливой зоны), произрастают засухоустойчивые травы, среди которых наиболее распространены ковыль, типчак, тонконог, овсец. Древесная и кустарниковая растительность встречается в основном по берегам рек и в оврагах. [2]

1. 2 Геологическая характеристика месторождения

1. 2. 1 Стратиграфия

В геолого-структурном отношении район месторождения «Софиевка» относится к Ишкеольмесской зоне в южной части района, Селетинской зоне в востоке и Первомайской мульде в основном центральной части и северо-западе района.

В геологическом строении района принимают участие палеозойские, мезозойские и кайнозойские отложения, небольшими выходами (Графическое приложение 1) .

Ишкеольмесская зона.

Кембрийская система.

Раннекембрийская толща. Савинская свита (€; sz) . Отложения развиты в южной части района. Представлены: афировыми, миндалекаменными,

вариолитовыми пироксен-плагиоклазовыми базальты, их туфы, граувакками. Мощность 800 м.

Среднекембрийская-нижнеордовикская толща (Ci-Oi) . Отложения имеют значительное развитие в северо-западной части района. В районе работ эти отложения в основном перекрыты четвертичными отложениями. Представлены пироксен-плагиоклазовыми базальтами, толейты, вариолиты, их туфами (часто с карбонатным цементом), туфы смешанного состава, пикробазальты, граувакки, алевротуффиты, углисто-кремнистые алевролиты, известняки. Мощность толщи 3000 м.

Верхнекембрийская-среднеордовикская толща (бз-ОД Отложения имеют значительное развитие в юго-западной части района. Представлены пестроокрашенными кремнисто-глинисто-терригенными отложениями: граувакки, песчаники аркозовые и кварцевые, алевролиты, аргиллиты, пачки глинистых яшм, фтанитов, кремнистых алевролитов, углеродисто-кремнистые аргиллиты, известковистые песчаники. Мощность толщи до 1000 м.

Селетинская зона.

Ордовикская система.

Верхнеордовикская толща. Таукенская свита (Q$ik) . Отложения развиты в юго-восточной части района. Представлены они ритмично переслаивающимися конгломератами, полимиктовыми песчаниками, алевролитами, аргиллитами, известковистыми песчаниками, известняками. Мощность толщи 150-3500 м. Силурийская толща (Si) .

Отложения развиты в основном в восточной части района. Представлены сероцветно-зеленоцветными и красноцветными полимиктовыми песчанкками, кремнеобломочными граувакками, алевролитами, гравелитами и конгломератами. Мощность толщи около 500 м.

Первомайская мульда.

Девонская система.

Средний-верхний девон (D2-3) - Небольшие выходы пород в юго-западной части района. Представлены красноцветными полимиктовыми конгломератами, разнозернистыми кремнеобломочными песчаниками, алевролитами с известковистыми конкрециями. Мощность отложений 400-1200 м. Каменноугольная система.

Нижний отдел. Турнейский ярус. Верхний подъярус (Cit?) .

Небольшие выходы пород в западной части района. В районе работ эти отложения перекрыты в основном четвертичными отложениями. Кварцевые песчаники, гравелиты, конгломераты, мергели, известняки, алевролиты. Мощность отложений 30-100 м.

Нижний отдел. Визейский ярус, нижний-верхний подъярусы (CviA) .

Небольшие линзовидные тела в северо-западном углу района. Представлены они переслаиванием известняков с песчаниками и алевролитами: полимиктовые песчаники, угли, аргиллиты. Мощность толщи 70-320 м.

Породы покрыты мощным слоем выветренных пород, образованных в течение продолжительного существования континентальной среды в период мезозоя. Цвет выветренных пород, как правило, коричневый, желто-коричневый, изредка зеленый или зелено-серый. Толщина выветренных пород колеблется в широком диапазоне. Наиболее толстый слой (100 м) залегает на сланцева-песчаной слое.

Палеоцен-эоцен. Амангелъдинская свита (Р/Аат) . Отложения развиты в центральной части района. Представлены глинами красно-бурыми бокситоподобными алевритистыми с бобовинами железисто-кремнистого и гиб-бсит- железистого состава: линзы темно-серых глин и глыбы кремнистых бокситов. Мощность отложений 2-150 м.

Эоцен (Р-2) . Небольшой выход на юге района. (Кенетайская и акчийская свита нерасчлененные) .

В районе работ эти отложения перекрыты неогеновыми отложениями. Представлены они пестроцветными глинами, песками и кварцитовидными песчаниками. Мощность толщи 1 -20 м.

Неогеновая система.

Миоцен. Калкаманская свита (Njkl) . Небольшие выходы пород в центральной части района. Они представлены глинами зеленоцветными, жирными с карбонатными и гипсовыми конкрециями: иногда обособляются в мергелистые линзы. В толще развиты горизонты песков. Мощность отложений 2-29 м.

Верхний миоцен-нижний плиоцен. Павлодарская свита (Ni. pv) . Отложения имеют значительное развитие в южной, юго-восточной части района. Представлены однообразными неслоистыми плотными и вязкими глинами красно-коричневого цвета, жирными с карбонатными и гипсовидными конкрециями. В толще развиты горизонты песков. Мощность отложений 3-15 м.

Верхний плиоцен, Музбелъская свита (Nynz) . Отложения развиты в северо- восточной части района. Представлены глинами и суглинками буроватого цвета. Мощность отложений - 5-10 м.

Четвертичные отложения занимают довольно обширные площади, покрывая все нижележащие породы сплошным покровом.

Средне-верхнечетвертичные отложения (Qn-n!) распространены в северо- западной и центральной части района и представлены аллювиальными и пролювиально-делювиальными отложениями. Породы представлены суглинками и песками II надпойменной террасы и покровными лессовидными суглинками и супесами. Мощность отложений 4-13 м.

Верхнечетвертичные-современные отложения (Qm. iv) развиты на расширенных участках долин рек. Представлены иловатыми, песчаными глинами, глинистыми песками, песками, галечниками, суглинками. Мощность отложений до 3-4 м. [2]

1. 2. 2 Геологическое строение

Геологическое строение месторождения

В геологическом строении месторождения «Софиевка» принимают участие делювиально-пролювиальные, аллювиальные породы средне-верхнечетвертичного возраста и выветрелые породы, образованные в течение продолжительного существования континентальной среды в период Mz. Геологический разрез в пределах месторождения «Софиевка» следующий:

Почвенно-растительный слой, переходящий в суглинок и супеси, мощностью 0, 8-1, 4 м;

Продуктивная толща представлена корой выветривания по аргиллитам ржаво-желтого, бледно-желтого цвета кембрий-ордовикского возраста (€3-02) . Кора выветривания представлена глинисто-дресвяным (щебенистым) материалом, в котором глинистого материала от 20 до 90 % в среднем 50-60 %

Мощность глин (кора выветривания по аргиллитам) от 8, 6 до 9, 2 м, средняя 9, 0 м.

Месторождение отнесено ко 2-ой группе по «Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых», так как представляет собой месторождение глин (кора выветривания по аргиллитам) простого геологического строения, с выдержанным качеством, разведанное на небольшой площади.

Группа сложности месторождения

На основании выше приведенных данных Софиевское месторождение характеризуется как однородное по качественным параметрам глин и относительно выдержанное по мощностным параметрам продуктивной толщи (8. 5-10м) и вскрышных пород (0. 6-1. 4м) . Однако из-за весьма малых линейных размеров (400*400м в плане, средняя мощность продуктивной толщи равна 8. 2м), его следует отнести ко 2 группе сложности геологического строения по Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. [2]

1. 3 Горнотехнические условия отработки, подсчет запасов

Качественная характеристика позволяет сделать заключение об однородности продуктивной толщи по физико-механическим свойствам и условиям залегания слагающих ее горных пород, как по площади, так и на глубину, и рассматривать ее с позиции горнотехнических условий отработки, как единую пластообразную залежь.

Месторождение с поверхности перекрыто рыхлыми образованиями коры выветривания, представленной суглинисто-щебенистым материалом.

Мощность рыхлой вскрыши варьирует в пределах от 0. 3 до 2. 0м, в среднем 0. 7м, скальной вскрыши от 0. 6 до 1. 2м, в среднем 0. 9м. Суммарная мощность вскрышных пород - 0. 8-1. 3м, ср. 1. 0м.

Вертикальная мощность продуктивной толщи (от ее кровли до отметки проектируемого дна карьера +323 м) варьирует от 8, 2 до 10, 3 м, составляет в среднем 10. 2 м.

Максимальный объемный коэффициент вскрыши - 0, 12 м ³ /м ³ .

Оконтуренная в плане продуктивная толща имеет форму прямоугольника с линейными размерами 400х400 м (графическое приложение 2) .

В рельефе поверхность месторождения представляет собой хорошо обнаженную незначительную возвышенность с наибольшей абсолютной отметкой +333, 5м. относительные превышения на участке составляют до 1м. Абсолютные отметки поверхности варьируют от 332, 1 до 333, 5 м.

Вскрышные породы необходимо транспортировать и складировать в отвал с целью последующего их использования для рекультивации. [2]

1. 3. 1 Подсчет запасов

Подсчет запасов глин (кора выветривания по аргиллитам) месторождения «Софиевка» проведен по состоянию на 15. 07. 2007г. в контуре карьера, отстроенного по оконтуривающим скважинам, в соответствии с техническими условиями Недропользователя, предусматривающими:

к полезному ископаемому отнести глины (кора выветривания по аргиллитам) отложения кембрий-ордовикского возраста (€3-02) ;

глин (кора выветривания по аргиллитам) должны отвечать требованиям «Технические условия на качество основных видов сырьевых материалов для производства портландцементного клинкера»;

по радиационно-гигиенической характеристике сырье должно отвечать требованиям к строительным материалам 1 класса;

глубина предполагаемой отработки -1 Ом;

максимальная мощность вскрышных пород - 2, 0 м;

допустимое соотношение мощности вскрышных пород к мощности полезной толщи не более 1:1;

подсчет запасов производить в проектных контурах карьера с учетом угла откоса 40° отстроенного по разведочным скважинам, в геологических границах залежи.

Простота геологического строения месторождения, разведка прямоугольной сетью выработок, однородность качества сырья, отсутствие некондиционных прослоев позволяют производить подсчет запасов методом геологических блоков, наиболее простым и доступным для данного типа месторождений.

Основными исходными графическими материалами к подсчету запасов глинистого грунта являются:

Геологические разрезы по разведочным линиям масштабов: горизонтальный 1:1000 и вертикальный 1:200. В основу отстройки разрезов положены геологическая документация скважин и результаты анализов по рядовым, групповым пробам;

Схема блокировки запасов на горизонтальной плоскости масштаба 1:1000 с учетом рельефа местности и положения разведочных скважин.

Фактическая плотность сети разведочных скважин по месторождению «Софиевка» составила 85-121x92-118 м. Учитывая небольшие размеры участка, запасы были квалифицированны по категории С2.

На месторождения «Софиевка» пробурено 16 разведочных скважин на четырех разведочных профилях по четыре скважины на каждом. В подсчете запасов участвуют все 16 скважин.

На схеме блокировки и разведочных профилях указаны блоки подсчета запасов глин (кора выветривания по аргиллитам) и вскрышных пород. На схеме блокировки определялись площади подсчетных блоков.

Запасы глин (кора выветривания по аргиллитам) подсчитывались в контуре выработок.

Площадь блоков определена на плане с инструментальной топографической основой масштаба 1:1000. Так как площадь блоков выражена простыми геометрическими фигурами, то она определялась геометрическим способом на 2 руки. Расхождение в замерах не превысило 0, 30%.

Объемы вскрышных пород подсчитаны также методом геологических блоков, соответственно выделены в два блока: 1 вскр и 2 вскр - в контуре выработок.

Результаты подсчета запасов глин (кора выветривания по аргиллитам) и объемов вскрышных пород приведены в таблице 1.

Таблица 1

... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.