Инженерно-геологические условия

Площадь горного отвода шахты «10-летия независимости Казахстана» расположена на всхолмленной равнине, имеющей общий уклон поверхности на юго- западе к долине реки Жарлыбутак. В результате открытой разработки верхний частей месторождений «Миллионное», «Алмаз-Жемчужина», «№ 21» поверхность осложнена техногенными формами рельефа: карьерами «Миллионный», «Объединенный» и «Мирный», глубина которых соответственно составляет 165, 180 и 118 м, и отвалами горных пород высотой до 45 м.

На поверхности в пределах площади горного отвода залегают глинистые и рыхлообломочные образования, которые вскрываются только карьерами и шахтными стволами. Породы эти относятся к весьма неустойчивым. При проходке шахтными стволами интервалов, залегающих ниже уровня грунтовых вод, вероятны осложнения, связанные с водонасыщенностью этих пород. При проходке глинистых пород возможно проявление их текучих свойств- вязкопластичное выдавливание глин мягкопластичной и текучепластичной консистенции в выработку и внезапный прорыв глин текучей консистенции. При проходке рыхлообломочных отложений возможны прорывы плывунов и воды с суффозионным выносом песчано-глинистых частиц.

Рудовмещающий скальный массив на всех месторождениях шахтного поля представлен серпентинизированными ультраосновными породами, которые в южной его части перекрыты толщей габбро амфиболитов

Скальный массив шахтного поля характеризуется значительной трещиноватостью и механической неоднородностью. В первую очередь это проявляется в его значительной тектонической нарушенности. Интенсивные тектонические подвижки после становления массива обусловили образования мощных зон дробления на границе ультраосновных пород с перекрывающими их габбро- амфиболитами и расчленение массива на крупные тектонические блоки, в пределах которых широко проявлены разрывные нарушения более высоких порядков. Кроме того, проявление серпентинизации ультраосновных пород привело к увеличению объема породы на 10-15 % и возрастанию напряжений в массиве, последствием которых явилось образование различной фоновой трещиноватости и блочности.

По результатам геологоразведочного бурения на месторождении «Миллионное» выявлено 6 тектонических нарушений, «Алмаз-Жемчужина»- 3, «Первомайское»-3 и «№21»-1. Средняя мощность зон дробления тектонических нарушений составляет: на месторождении «Миллионное-1,6 м, «Алмаз- Жемчужина»-19,5 м, «Первомайское»-31,9 м.

По генетической классификации в массиве месторождений выделяются две основные разновидности трещин: первичные и вторичные.

Наиболее распространены первичные трещины. Они имеют небольшую протяженность (менее 0,1 м) и относительно малую мощность. Чаще эти трещины присутствуют в пределах структурных блоков. Интенсивность этих трещин очень велика и колеблется в пределах 20-30 шт/1м, достигая на отдельных участках 40 шт/1 м.

Вторичные трещины имеют большую протягженность-в пределах до 10 м и мощность нескольких мм до 10 см. Среднестатистическая мощность находится в пределах 0,9-1,5 см. Вторичные трещины оказывают основное влияние на прочностные и деформационные свойства массива. Эти трещины тяготеют к определенной ориентации и разбивают массив на отдельные структурные блоки.

В качестве расчетных параметров в целом для шахтного поля предел прочности на сжатие можно принять равным 60 Мпа для пород и 35 Мпа- для руды, предел прочности на растяжение- 6 Мпа для породы и 3,5 Мпа для руды.

Средняя плотность руд месторождений, составляет:

- 3,92 т/м³ длн Миллионного

- 3,87 т/м³ для Алмаз-Жемчужина

- 3,66 т/м³ для Первомайского

- 3,77 т/м³ для № 21.

Средняя плотность для всех месторождений принимается равной-3,86т/м³.

Руды месторождения, в основном, относятся к прочным, но по степени трещиноватости они характеризуются как породы с низкой и крайне низкой устойчивостью. Рудные тела разбиты густой сетью трещин и в них выделяется множество зон дробления мощностью 2-10, редко -40 м. Количество раздробленного материала в таких зонах достигает 80-90 %.

Породы надрудного инженерно-геологического комплекса, в основном, средне- и сильнотрещиноватые, прочные и средней прочности (f=4,5-11), обладают средней и низкой устойчивостью.

Подрудный комплекс характеризуется более устойчивыми породами, чем надрудный, породы здесь слаботрещиноватые. Нижний предел прочности на сжатие равен 36 МПа, верхний 167 МПа, тогда как породы надрудного комплекса имеют нижний предел прочности на сжатие 7,3 МПа. Здесь также выделяются зоны дробления, породы которых характеризуются крайне низкой устойчивостью.

Весьма сложными условиями отработки запасов на всех месторождениях характеризуются контактовые зоны вмещающих пород с рудными телами и зоны тектонических нарушений, которые будут встречены при проходке горных выработок. Породы здесь сильно трещиноваты и раздроблены, малопрочные, реже-средней прочности (f=0,5-2,5), относятся к неустойчивым и крайне неустойчивым. При проходке горных выработок по таким участкам необходимо крепление вслед за забоем без отставания крепи, так как на незакрепленных участках возможны крупные вывали объемом до 200 м² и образование свода обрушения высотой до 4-5 м с увеличением ширины выработки.

В целом инженерно-геологические условия разработки месторождений относится к сложным. Еще одним осложняющим фактором отработки месторождений хромовых руд является наличие на них газовых выделений водорода, приуроченных к зонам повышенной трещиноватости и имеющие локальный характер.

Горная часть