эффективные решения для вашего бизнеса  
Дон Изолятор моб: +7 988 540 32 29
тел: (863) 219-12-79
факс: (863) 219-12-79
e-mail: doninsulator@mail.ru
гарантированная защита и надежность
Продукция Контакты Информация

vuzlit.ru

Глава 33 МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРИРОДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

sinref.ru

Глава 33 месторождения природных строительных материалов

В комплекс инженерно-геологических исследований под стро­ительство входят поиски и разведка естественных строительных материалов, которые во многих случаях необходимы для строите-

451

льства объекта. Наличие строительных материалов в районе строи­тельства часто играет решающую роль в выборе типа и конструк­ции сооружений. Скопление в земной коре определенных горных пород (или минералов), разработка которых представляет практи­ческий интерес, в частности для строительства, называется место­рождением.

В состав месторождений входят горные породы, которые яв­ляются естественным строительным материалом либо сырьем для их производства. Все эти породы составляют так называемые не­рудные полезные ископаемые.

К естественным строительным материалам относят различные горные породы (граниты, известняки, галечники и др.), которые можно использовать в строительной практике в естественном виде. Так получают строительный камень, песок, глину, щебень и т. д.

Во многих случаях горные породы являются лишь сырьем для изготовления искусственных строительных материалов. Так, мер­гели служат для получения цемента, глины и суглинки — для кирпича и т. д.

Нерудные полезные ископаемые в большинстве случаев до­бывают из открытых горных выработок. Совокупность таких вы­работок, предназначенных для этих целей, называют карьером (рис. 187).

В задачу инженерно-геологических исследований входят поис­ки и разведка месторождений нерудных полезных ископаемых. Поиски дают возможность найти месторождение (или карьер) необходимых материалов вблизи территории строительства. Вы­явленное месторождение подвергают разведке. При этом устанав­ливается качество, количество и условия залегания материалов.

Эта работа проводится на выбранной территории по предвари­тельно разработанному плану, который составляется на основании изучения материалов предыдущих исследований (геологические карты и отчеты). Поиски должны решить следующие задачи:

  • на выбранной территории обнаружить необходимое полезное ископаемое;

  • отобрать пробы для предварительной оценки материала;

  • приближенно определить запасы месторождения;

  • оценить целесообразность дальнейших разведочных работ.

Работа состоит из подготовительного и полевого периодов. В подготовительный период изучают литературу, геологические кар­ты, фонды отчетов геологических организаций. На основе этого материала для данной территории составляется представление о месторождениях тех или иных нерудных полезных ископаемых. После этого в полевых условиях организуется осмотр намеченных месторождений, изучаются естественные обнажения и при необ­ходимости закладывается небольшое количество разведочных вы­работок (расчистки, шурфы, буровые скважины).

В результате поисковых работ составляют карту-схему с ука­занием выявленных месторождений и карьеров полезных ископа­емых, пояснительную записку с краткой характеристикой их раз­мещения, качественной и количественной оценкой материала, изложением рекомендаций по дальнейшим работам.

Разведка месторождений. Различают разведку предварительную и детальную.

При предварительной разведкенеобходимо выполнить следую­щие работы:

  • установить геологические условия залегания полезного иско­паемого (глубина залегания, мощность вскрыши, т. е. пород, по­крывающих полезное ископаемое, мощность и форма залегания полезной толщи, характер подземных вод и т. д.);

  • определить границы распространения полезного ископаемо­го, т. е. оконтурить месторождение и выявить участки, наиболее пригодные для эксплуатации;

  • подсчитать’ запасы (количество) материала месторождения;

  • изучить качество материала полезного ископаемого;

  • уточнить условия эксплуатации месторождения и возмож­ность транспортировки строительного материала.

Целесообразность разработки месторождения устанавливается на основе технико-экономического анализа и во многом опреде­ляется соотношением между мощностью вскрышных пород Ни мощностью слоя полезного ископаемогоh.ОтношениеH/hно­сит название геологического коэффициента. Ценность месторож­дения повышается с уменьшением значения этого коэффициента. Экономически допустимо соотношение 2:1, для месторождений линзовидной формы допускают1:1, но только в случае, если по­лезный слой залегает на глубине не более 3—5 м от поверхности.

Границы распространения месторождения устанавливают с помощью горных выработок (шурфов, буровых скважин), которые располагаются на пересечении линий правильной сетки (рис. 188, а).Расстояние между выработками чаще всего состав­ляет 50—100 м и зависит от местных условий. При разведке скальных пород ограничиваются изучением имеющихся обнаже­ний и заложением неглубоких шурфов (2—5 м) для определения мощности вскрыши и слоя элювия. При разведке осадочных по­род горные выработки закладывают на глубину проходки всей толщи мощности слоя полезного ископаемого либо на глубину той части толщи, которая намечается к эксплуатации.

Разведочные горные выработки позволяют составить геологи­ческие разрезы, по которым можно судить о форме залегания полезного ископаемого, мощностях вскрыши и полезной толщи (рис. 188, б),решить вопрос о влиянии фунтовых вод на разра­ботку месторождения.

Для изучения качества полезного ископаемого с помощью раз­ведочных выработок отбирают характерные пробы. Для производ­ства лабораторных испытаний необходимо взять следующее коли­чество проб: песок 2—3 кг; гравий 10—15 кг; камень 15—20 кг и т.д.

Для детальной разведки выбирают один или несколько участков, которые наиболее полно отвечают требованиям техни­ческого задания. Основными задачами этой разведки являются: уточнение запасов, сбор дополнительных геологических и гидро­геологических данных и тщательное опробование полезного ис­копаемого.

В процессе проведения детальной разведки выявляются тех­нические условия разработки месторождения, устанавливается способ разработки, определяется техника для ведения горных ра­бот, намечается технологическая схема разработки полезного ис­копаемого и т. д.]

Классификация запасов и подсчет количества строительного ма­териала. Подзапасомпонимается комплекс данных, характеризу­ющих геологическое тело по объему, форме, свойствам, услови­ям залегания и ведению горно-эксплуатационных работ. В России запасы полезных ископаемых классифицируют по кате­гориямА, Ви С, которую, в свою очередь, подразделяют наQиС2.В каждое подразделение (категорию) вкладывается следую­щее содержание:А— запасы полностью изучены и оконтурены разведочными выработками; изучено качество, разработана тех­нология добычи;В— запасы разведаны и оконтурены выработ­ками; С[ — запасы определены на основании редкой сетки разведочных скважин;С2— запасы, предполагаемые по общегео­логическим данным, подтвержденные отдельными разведочными выработками.

Подсчет количества строительного материалав месторожде­нии производят обычно среднеарифметическим методом или способом параллельных сечений. В первом случае вначале уста­навливают среднюю мощность полезного ископаемого

где hi, h3...h„— мощность слоя полезного ископаемого в дан­ном сечении;п— число сечений. Далее, зная площадь полезного ископаемогоS,устанавливают его объем, м3:

Способ параллельных сечений (вертикальных разрезов) при­меняют при удлиненной форме месторождения и параллельном расположении разведочных линий. Геологический разрез состав­ляют по каждой разведочной линии и с помощью планиметра определяют площадь полезного ископаемого. Объем запасов в блоке между двумя параллельными сечениями будет равен произ­ведению полусуммы площадей этих сечений на расстояние между ними.

Для точных расчетов применяют другие, более сложные мето­ды. Аналогичным путем определяют объем вскрышных пород, подлежащих удалению перед разработкой слоя полезного ископае­мого.

studfiles.net

Материалов. Месторождения природных строительных

Месторождения природных строительных

Строительства

Рис. 93. Составление геологического разреза:

а – заложение скважин 1-19 на местности по линии разрезов I-I – VI-VI; б – геолого-литологический разрез I-I: сверху указаны номера

буровых скважин, в скобках – номера ИГЭ

Скопление в земной коре определенных грунтов, разработка которых представляет практический интерес, в частности для строительства, называется месторождением. В состав месторождений входят грунты, которые являются естественным строительным материалом либо сырьем для их производства.

Нерудные полезные ископаемые в большинстве случаев добывают из открытых горных выработок, совокупность которых называют карьером (рис. 94).

Информация

Месторождение природных строительных материалов


МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРИРОДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И СЫРЬЯ ДЛЯ ИХ ПРОИЗВОДСТВА

Комплексная цель: показать разнообразие природных строительных материалов и обеспеченность ими России.

Лекция 12(2 часа). Пески и глины

Пески: применение в промышленности, генетические типы месторождений, ресурсы. Глины: общие сведения, основные физико-химические и технологические свойства и применение, генетические типы месторождений, ресурсы

Пески и песчано-гравийные смеси.

Песок и гравий являются рыхлыми и сыпучими осадочными породами, состоящими из мелких обломков и зерен различных минералов и горных пород. В песках размеры зерен от 0,01 до 2 мм, в гравии от 2 до 10 мм. Пески могут быть мономинеральными или состоящими из двух или нескольких минералов. Чаще преобладает кварц, содержание которого в кварцевых песках достигает 80% и более. Гравий в смеси с песком образует песчано-гравийные материалы.

Применение в промышленности:

Более 90% песков и гравия используется в строительстве, остальное приходится на долю особо чистых кварцевых песков, используемых в стекольной, керамической, металлургической промышленности, в производстве ферросилиция, карбида кремния т.д. Применение песков в той или иной отрасли зависит от соотношения количества SiO2 и примесей, а также от гранулометрического состава. Пески и гравий используется в строительстве как наполнители бетонов, в производстве кирпича, вяжущих растворов, в дорожном строительстве. В литейном производстве для изготовления формовочных смесей; как абразивный материал - для распиловки, очистки, полировки камня и металлических отливок; в качестве фильтров для очистки воды.

Важнейшее значение для стекольных, керамических, формовочных и прочих чистых кварцевых песков имеет химический состав. Содержание кремнезёма в них должно превышать 90%. Высокое содержание кремнезема -- необходимое условие и для песков, используемых в производстве ферросилиция, карбида кремния, жидкого стекла и т. д., а также для абразивных и фильтровальных песков, для формовочных песков, используемых в литейном производстве, для производства силикатного кирпича.

Промышленно-генетические типы месторождений.

Аллювиальный: древний - погребенных долин и террас (Киятское - Татарстан, Красное - Коми; Березовское - Красноярский край); современный - пойменные и русловые (Бурцевское - Нижнегородская обл., Игирминское - Иркутская обл., Усть-Камское - Татарстан). Залежи приурочены к руслам рек, речным косам, островам, пойменным и надпойменным террасам, дельтам рек. Форма удлинённо- линзовидная, длина до нескольких километров, мощность до десятков метров, а в дельтах до 100м. Аллювий горных рек состоит из песчано-гравийного материала, используемого для железнодорожного балласта; а равнинных - из песка для строительного и силикатного кирпича, штукатурных и кладочных растворов, как заполнитель для бетонов.

Морской и озерный преимущественно четвертичного возраста (Егановское, Люберецкое - Московская обл.; Глебовское - Харьковская обл.; Сестрорецкое - Ленинградская обл.; Спасское - Ставропольский край; Кайганское - Сахалин; Миллеровское - Ростовская обл.). Морские пески образуются на глубинах моря до 150м и формируют выдержанные пластовые залежи мощностью 20-40м и более. Месторождения подразделяются по гранулометрическому составу - на гравийные и песчаные, по возрасту -на современные и древние, по геоморфологическому признаку - на месторождения пляжей, морских и озёрных кос, береговых валов и донные залежи. Современные месторождения обладают большими запасами галечников для бетона и балласта, песков строительных, а древние донные - формовочных и стекольных песков. Среди древних отложений практическое значение имеют морские кварцевые пески, 60% месторождений которых располагаются на Русской платформе.

Флювиогляциальные (Струги - Красные - Псковская обл.; Луковицкое, Сычевское-Московская обл.; Ханты-Мансийское - Тюменская обл.; Гавриловское - Ленинградская обл.; Бельское - Тверская обл. и др). Представлены плохо отсортированным валунным и песчано-гравийным материалом. Разрабатываются на гравий и песок для бетона, строительных растворов, балласта и для получения булыжника.

Эоловый - дюны и барханы (Сосновское - Чувашия; Матакинское - Татарстан);

Элювиальные, делювиальные - мало используются;

Пролювиальные - окаймляют горные хребты (Средняя Азия, Кавказ).

Мировое потребление кварцевых песков составляет порядка 100-120 млн т в год. На долю стран СНГ приходится (млн т) около 36, США- 28, ФРГ - 10-14.

В России в 1996 г. добыто стекольных и формовочных песков более 6 млн т, в том числе около 1,5 млн т стекольных. В других странах СНГ объем добычи тех же песков составил около 60% от российской добычи.

Полимиктовые строительные пески и песчано-гравийные смеси связаны в основном с ледниковыми отложениями в Центральной и Северо-Западной части России, а также на равнинах юга Европейской части, в Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке, где широко развиты аллювиальные, эоловые и морские отложения.

Месторождения песчано-гравийного сырья имеют широкое, хотя и не повсеместное распространение. В России учтено 1269 месторождений с запасами по сумме промышленных категорий почти 10 млрд м. Разрабатывают около 600 месторождений с годовой добычей 130-190 млн м3.

В северном регионе европейской части России запасы песчано-гравийного сырья составляют 32% от общероссийских, добыча 36%. На Северо-Кавказский регион приходится около 15% запасов и добычи сырья. В Уральском регионе сосредоточено 17% запасов, добыча составляет 32%. Всего в европейской части России добывают более 80% сырья.

Глины и каолины.

Глинами называются тонкодисперсные горные породы, состоящие в основном из глинистых минералов и обладающие свойством пластичности. К глинистым минералам относятся различные водные алюмосиликаты: аллофан, каолинит, монтмориллонит, гидрослюда, хлорит, палыгорскит. Под пластичностью понимается способность глин давать с водой тесто, принимающее под давлением любую необходимую форму и сохраняющее эту форму при снятии давления и сушке, а после обжига приобретающее прочность камня.

По гранулометрическому составу в глинах преобладают частицы с размерами меньше 0,01 мм.

Минеральный состав глин, как правило, неоднороден, чаще всего они являются полиминеральными, реже -- близкими к мономинеральным. Во всех случаях в составе глин глинистые минералы резко преобладают.

Наряду с глинистыми минералами в составе глин в подчиненных количествах обычны также обломочные зерна кварца, полевых шпатов, карбонатов, чешуйки слюд, обломки различных горных пород, окислы и гидроокислы железа и марганца.

Главными химическими компонентами глин являются SiO2 (30--70%), А1203 (10--40%) и Н20 (5--15%). В подчиненных количествах присутствуют Ti02, Fe203, FeO, МпО, MgO, CaO, K20, Na20, Из других компонентов в связи с наличием неглинистых минералов-примесей в химическом составе глин содержатся обычно S03, CO2, Р205, S, С. По преобладанию того или иного глинистого минерала или комплекса минералов выделяют следующие минеральные типы глин: каолинитовые, монтмориллонитовые, гидрослюдистые, каолинит-гидрослюдистые, монотермитовые, бейделлитовые и др. Минеральный состав вместе с гранулометрическим составом определяют их технологические свойства.

Метаморфизованные глинистые породы, не обладающие пластичностью и не размокающие в воде, называются аргиллитами, глинистыми сланцами. Наряду с глинами эти породы используются в разных отраслях промышленности. Особое место среди них занимают так называемые сухарные глины, или «сухари», используемые как исключительно ценный и богатый глиноземом материал для производства огнеупоров.

Каолином называют практически мономинеральные глинистые породы, состоящие из каолинита или минералов каолинитовой группы. Вместе с каолинитом и другими глинистыми минералами в составе каолина участвуют преимущественно минералы группы кремнезема -- кварц, опал, халцедон, полевых шпатов, чешуйки слюд и зерна других минералов. Прочие минералы-примеси те же, что и в глинах, но присутствуют они в ничтожных количествах.

По химическому составу чистый каолин близок к теоретическому каолиниту, в котором содержание SiO2 составляет 46,54%, А120339,50% и Н20 13,96%. Содержание Fe203, Ti02, CaO и К20 не превышает 0,5--0,7% (каждого компонента). Важной особенностью каолинов является высокое содержание глинозема.

Все важнейшие физико-химические и технологические свойства глин и глинистых пород зависят главным образом от их минерального, гранулометрического и химического состава. К ним относятся:

  • - пластичность - способность при смешивании с ограниченным количеством воды давать тесто, принимающее под давлением любую форму и сохраняющее её при сушке. Пластичность обусловлена минеральным составом, степенью дисперсности и свойственна монтмориллонитовым глинам, в меньшей степени - каолинитовым. Степень пластичности определяют по их связующей способности, т.е. свойству связывать частицы непластичных («тощих») материалов в достаточно прочную однородную массу. Выделяют пластичные, тощие и непластичные глины.
  • - набухание - свойство глин увеличиваться в объеме при поглощении воды. Наибольшим набуханием обладают монтмориллонитовые и бейделлитовые, наименьшим - каолинитовые глины.
  • - усадка - уменьшение объема глины при сушке или обжиге. Чем выше пластичность, тем больше усадка. Для уменьшения усадки в глины добавляют тощие материалы.
  • - спекаемость - способность при обжиге спекаться в камнеподобное твердое тело (черепок) с высокой механической прочностью, химической стойкостью, диэлектрическими и другими ценными свойствами.
  • - огнеупорность - способность черепка из глин и каолинов выдерживать высокие температуры без размягчения и плавления. Глины делятся на огнеупорные (температура плавления 1700 - 1580 С, тугоплавкие (1580 - 1350 С), и легкоплавкие (ниже 1350 С) Наиболее огнеупорны - каолины, легкоплавкие - монтмориллонитовые и бейделлитовые глины.
  • - вспучивание при обжиге - увеличение объема и уменьшение плотности глинистого материала. При вспучивании из легкоплавких (монтмориллонитовых и гидрослюдистых) глин, аргиллито и глинистых сланцев получается прочный пористый материал (керамзит, аглопорит).
  • - адсорбционные (поглотительные) свойства - способность поглощать и удерживать на своей поверхности ионы и молекулы различных веществ. Наивысшей адсорбционной способностью обладают монтмориллонитовые и бейделлитовые глины.
  • - водоупорность
  • - относительная химическая инертность.

Применение в промышленности.

Выделяется 4 наиболее важные промышленные группы:

К строительным и грубокерамическим относятся легкоплавкие, в меньшей степени тугоплавкие глины. Применяются в обожженном виде для производства строительной (кирпич, черепица) и грубой керамики: клинкерного кирпича, дренажных труб, метлахской плитки, глиняной посуды, при ускоренном обжиге - для получения керамзита и аглопорита. В необожжённом виде - как строительный, связующий, водонепроницаемый (при возведении плотин) материал.

Огнеупорные и тугоплавкие глины применяются для внутренней облицовки доменных печей, для производства кислотоупорных изделий, тонкой керамики, как формовочный материал в литейном деле.

Каолины и каолинитовые глины относятся к высокоогнеупорным и используются для производства тонкой керамики. Это фарфоровые и фаянсовые изделия, предметы санитарно-технического и медицинского оборудования, бытовая и химическая посуда. В качестве наполнителя - в бумажной, химической, стекольной, парфюмерной промышленности.

Бентониты - тонкодисперсные глины с высокой связующей способностью, адсорбционной и каталитической активностью. Они применяются для изготовления промывочных жидкостей (в т.ч. буровых растворов), производства железорудных окатышей, получения керамзита, в качестве адсорбентов в нефтеперерабатывающей, пищевой (очистка вин, соков), текстильной промышленности, в сельском хозяйстве.

Генетические типы промышленных месторождений.

Остаточные месторождения. Месторождения связаны с корами выветривания различных пород и представлены каолинитовыми, монтмориллонитовыми и гидрослюдистми глинами. Из них большое практическое значение имеют месторождения первичных каолинов. Наиболее однородные и тонкодисперсные каолины возникают при выветривании гранитов, аплитов, пегматитов. Окраска таких каолинов обычно белая, огнеупорность достигает 1750--1780° С. Каолины легко обогащаются. Залежи имеют плащеобразную форму и непостоянную мощность, достигающую нескольких десятков метров; с подстилающими материнскими породами они связаны постепенными переходами. К этому типу относятся многочисленные месторождения первичных каолинов Украины (Глуховецкое и Просяновское месторождения), восточного склона Южного Урала, некоторые месторождения Сибири, Казахстана (Алексеевское) и Приморья.

Каолины возникают также при выветривании слюдяных и глинистых сланцев, мергелей и мергелистых известняков, но обладают они худшим качеством.

Осадочные месторождения глин возникают в результате переотложения и диагенетического изменения продуктов размыва кор выветривания. По условиям накопления глинистого вещества осадочные месторождения разделяют на континентальные, лагунные и морские. Среди континентальных в свою очередь различают аллювиальные, озерно-болотные и озерные (пресноводные и засолоненные), ледниковые, флювиогляциальные, эоловые, среди лагунных -- месторождения опресненных и осолоненных лагун, а среди морских-- месторождения прибрежной и удаленной от берега частей шельфа.

Легкоплавкие глины образуются во всех перечисленных случаях, тугоплавкие и огнеупорные -- в озерно-болотных бассейнах и опресненных лагунах.

Вторичные каолины являются продуктами переотложения первичных.

Месторождения наиболее ценных огнеупорных глин формируются путем отложения глинистого материала на дне озер опресненных лагун в некотором удалении от берега. Залежи имеют форму линз и пластов; по простиранию они прослеживаются на несколько километров при мощности от нескольких метров до первых десятков метров. К этому типу относится Часовъярско-Дружковская группа месторождений в Украине, Латнинские -- в Воронежской области и Боровичское и Любытинское месторождения Новгородской области.

Осадочные месторождения качественных бентонитов, образуются в морских условиях. Щелочная среда водоемов (рН 7--9) способствует преобразованию хлоритгидрослюдистых продуктов выветривания и раскристаллизации гелей в монтмориллонит. Залежи имеют пластообразную форму, выдержаны по простиранию на площадях в десятки и сотни (до тысяч) квадратных километров; мощность от метров до десятков метров. Запасы большие -- миллионы, иногда десятки миллионов тонн. Бентониты щелочноземельные, нередко обогащены органикой. Месторождения этого типа развиты в Поволжье, Средней Азии, на Украине (Черкасское месторождение).

Вулканогенно-осадочные месторождения глин возникают путем подводного разложения (гальмиролиза) вулканических пеплов и туфов, отложенных в водных бассейнах (морях, озерах). В условиях щелочной среды богатые стеклом вулканические породы изменяются до монтмориллонита и бейделлита, образуются мощные скопления весьма ценных щелочных и щелочноземельных бентонитовых глин. Залежи имеют форму пластов и линз, размеры которых варьируют в пределах от нескольких десятков квадратных метров до многих сотен квадратных километров по площади и от нескольких сантиметров до 40--45 м по мощности. В СНГ эксплуатируются месторождения Гумбри (Грузия), Ханлар (Азербайджан), Огланлы (Туркмения), Азкамар (Узбекистан) и ряд других.

Гидротермальные месторождения глинистых пород возникают в связи с воздействием горячих жидких растворов магматического происхождения на разнообразные вулканогенные породы -- андезиты, порфириты, альбитофиры, туфы и др. Преобразования исходных пород происходят метасоматическим путем и в зависимости от кислотности -- щелочности растворов заключаются в изменениях, приводящихк возникновению скоплений глинистых минералов, т. е. образованию глинистых пород моно- или полиминерального состава.

Важное промышленное значение среди них имеют месторождения щелочных бентонитов. Они немногочисленны, но бывают крупными и отличаются очень хорошим качеством сырья. Мировой известностью пользуются месторождения высших по качеств у беложгущихся натриевых бентонитовых глин острова Понца в Италии.

Гидротермальные каолины имеются в Казахстане, Узбекистане, Закавказье, Закарпатье, на Алтае и Дальнем Востоке. В Приморье изучено и разрабатывается Гусевское месторождение фарфорового камня, образованного гидротермальным путем по кислым эффузивам

Метаморфизованные месторождения представлены скоплениями непластичных глинистых пород -- аргиллитов и глинистых сланцев. Образуются они в результате уплотнения, дегидратации, цементации и неполной перекристаллизации глинистых осадков в процессе диагенеза и эпигенеза или в начальные стадии метаморфизма глин. Промышленные месторождения многочисленны и известны в ряде районов (Донбасс, Кузбасс, Урал и др.).

Мировые разведанные ресурсы бентонитовых глин оцениваются в 2000млн.т., в т.ч. в США -800 млн.т. Мировая добыча в 2000 году составила 9,3 млн.т., из них на долю США приходится 3,8 млн.т., Греции- 0,95 млн. т., Германии, Турции, Италии -по 0,5 млн.т. В России произведено всего 0,37млн.т., что не обеспечивает внутренних потребностей, и означает полную зависимость от импорта, особенно в щелочных бентонитах. Около 70% запасов высококачественных бентонитов бывшего СССР остались за пределами России (на Кавказе и в Средгей Азии).

Мировая добыча каолина в 2000 году составила 39,8 млн.т., из них в США- 9,45 млн.т., Чехии -2,9 млн.т., Великобритании -2,3млн.т., Ю. Корее -2,2 млн.т. В России - 0,04млн.т., этого крайне недостаточно и Россия зависит от импорта, в частности с Украины и Казахстана.

Литература: [2]с.231251; [3]c.483-501; [1]с.240-245, 256-260; [4]с.272-287; [6, 13, 15, 38, 39, 40]

содержание   ..  50  51  52  53  54  55 

Глава 33 МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРИРОДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ В комплекс инженерно-геологических исследований под строительство входят поиски и разведка естественных строительных материалов, которые во многих случаях необходимы для строите-льства объекта. Наличие строительных материалов в районе строительства часто играет решающую роль в выборе типа и конструкции сооружений. Скопление в земной коре определенных горных пород (или минералов), разработка которых представляет практический интерес, в частности для строительства, называется месторождением. В состав месторождений входят горные породы, которые являются естественным строительным материалом либо сырьем для их производства. Все эти породы составляют так называемые нерудные полезные ископаемые. К естественным строительным материалам относят различные горные породы (граниты, известняки, галечники и др.), которые можно использовать в строительной практике в естественном виде. Так получают строительный камень, песок, глину, щебень и т. д. Во многих случаях горные породы являются лишь сырьем для изготовления искусственных строительных материалов. Так, мергели служат для получения цемента, глины и суглинки — для кирпича и т. д. Нерудные полезные ископаемые в большинстве случаев добывают из открытых горных выработок. Совокупность таких выработок, предназначенных для этих целей, называют карьером (рис. 187). В задачу инженерно-геологических исследований входят поиски и разведка месторождений нерудных полезных ископаемых. Поиски дают возможность найти месторождение (или карьер) необходимых материалов вблизи территории строительства. Выявленное месторождение подвергают разведке. При этом устанавливается качество, количество и условия залегания материалов. Эта работа проводится на выбранной территории по предварительно разработанному плану, который составляется на основании изучения материалов предыдущих исследований (геологические карты и отчеты). Поиски должны решить следующие задачи: на выбранной территории обнаружить необходимое полезное ископаемое;

Рис. 187. Разрез карьера месторождения: 1 — вскрышная порода (суглинок); 2 — полезное ископаемое (песок); 3 — подстилающая порода (известняк); 4 — забой; А и Я — мощности слоев пород

• отобрать пробы для предварительной оценки материала; • приближенно определить запасы месторождения; • оценить целесообразность дальнейших разведочных работ. Работа состоит из подготовительного и полевого периодов. В подготовительный период изучают литературу, геологические карты, фонды отчетов геологических организаций. На основе этого материала для данной территории составляется представление о месторождениях тех или иных нерудных полезных ископаемых. После этого в полевых условиях организуется осмотр намеченных месторождений, изучаются естественные обнажения и при необходимости закладывается небольшое количество разведочных выработок (расчистки, шурфы, буровые скважины). В результате поисковых работ составляют карту-схему с указанием выявленных месторождений и карьеров полезных ископаемых, пояснительную записку с краткой характеристикой их размещения, качественной и количественной оценкой материала, изложением рекомендаций по дальнейшим работам. Разведка месторождений. Различают разведку предварительную и детальную. При предварительной разведке необходимо выполнить следующие работы: • установить геологические условия залегания полезного ископаемого (глубина залегания, мощность вскрыши, т. е. пород, покрывающих полезное ископаемое, мощность и форма залегания полезной толщи, характер подземных вод и т. д.); • определить границы распространения полезного ископаемого, т. е. оконтурить месторождение и выявить участки, наиболее пригодные для эксплуатации; • подсчитать’ запасы (количество) материала месторождения; • изучить качество материала полезного ископаемого; • уточнить условия эксплуатации месторождения и возможность транспортировки строительного материала. Целесообразность разработки месторождения устанавливается на основе технико-экономического анализа и во многом определяется соотношением между мощностью вскрышных пород Н и мощностью слоя полезного ископаемого h. Отношение H/h носит название геологического коэффициента. Ценность месторождения повышается с уменьшением значения этого коэффициента. Экономически допустимо соотношение 2:1, для месторождений линзовидной формы допускают 1:1, но только в случае, если полезный слой залегает на глубине не более 3—5 м от поверхности. Границы распространения месторождения устанавливают с помощью горных выработок (шурфов, буровых скважин), кото рые располагаются на пересечении линий правильной сетки (рис. 188, а). Расстояние между выработками чаще всего составляет 50—100 м и зависит от местных условий. При разведке скальных пород ограничиваются изучением имеющихся обнажений и заложением неглубоких шурфов (2—5 м) для определения мощности вскрыши и слоя элювия. При разведке осадочных пород горные выработки закладывают на глубину проходки всей толщи мощности слоя полезного ископаемого либо на глубину той части толщи, которая намечается к эксплуатации. Разведочные горные выработки позволяют составить геологические разрезы, по которым можно судить о форме залегания полезного ископаемого, мощностях вскрыши и полезной толщи (рис. 188, б), решить вопрос о влиянии фунтовых вод на разработку месторождения. Для изучения качества полезного ископаемого с помощью разведочных выработок отбирают характерные пробы. Для производства лабораторных испытаний необходимо взять следующее количество проб: песок 2—3 кг; гравий 10—15 кг; камень 15—20 кг и т.д. Для детальной разведки выбирают один или несколько участков, которые наиболее полно отвечают требованиям технического задания. Основными задачами этой разведки являются: уточнение запасов, сбор дополнительных геологических и гидрогеологических данных и тщательное опробование полезного ископаемого. В процессе проведения детальной разведки выявляются технические условия разработки месторождения, устанавливается способ разработки, определяется техника для ведения горных работ, намечается технологическая схема разработки полезного ископаемого и т. д. Классификация запасов и подсчет количества строительного материала. Под запасом понимается комплекс данных, характеризующих геологическое тело по объему, форме, свойствам, условиям залегания и ведению горно-эксплуатационных работ. В России запасы полезных ископаемых классифицируют по категориям А, В и С, которую, в свою очередь, подразделяют на Q и С2. В каждое подразделение (категорию) вкладывается следующее содержание: А — запасы полностью изучены и оконтурены разведочными выработками; изучено качество, разработана технология добычи; В — запасы разведаны и оконтурены выработками; С[ — запасы определены на основании редкой сетки разведочных скважин; С2 — запасы, предполагаемые по общегеологическим данным, подтвержденные отдельными разведочными выработками. Подсчет количества строительного материала в месторождении производят обычно среднеарифметическим методом или способом параллельных сечений. В первом случае вначале устанавливают среднюю мощность полезного ископаемого ЛСР = (hi + h3 + ... + h„)/n где hi, h3 ... h„ — мощность слоя полезного ископаемого в данном сечении; п — число сечений. Далее, зная площадь полезного ископаемого S, устанавливают его объем, м3: V= Shcp. Способ параллельных сечений (вертикальных разрезов) применяют при удлиненной форме месторождения и параллельном расположении разведочных линий. Геологический разрез составляют по каждой разведочной линии и с помощью планиметра определяют площадь полезного ископаемого. Объем запасов в блоке между двумя параллельными сечениями будет равен произведению полусуммы площадей этих сечений на расстояние между ними. Для точных расчетов применяют другие, более сложные методы. Аналогичным путем определяют объем вскрышных пород, подлежащих удалению перед разработкой слоя полезного ископаемого.

Рис. 94. Разрез карьера месторождения:

1 – вскрышной грунт; 2 – полезное ископаемое; 3 – подстилающий грунт; 4 – забой; h и H – мощности слоев грунтов

Разведка месторожденийбывает предварительной и детальной.

Границы распространения месторождения устанавливают с помощью горных выработок (шурфы, буровые скважины), которые располагаются на пересечении линий правильной сетки (рис. 95,a). Расстояние между выработками составляет 50 – 100 м и зависит от местных условий.

Геологические разрезы позволяют судить о форме залегания полезного ископаемого, мощностях вскрыши и полезной толщи (рис. 95,б), уточнить запасы, решить вопрос о влиянии грунтовых вод на разработку месторождения. Под запасом понимается комплекс данных о геологическом теле по объему, форме, свойствам, условиям залегания и ведению горно-эксплуатационных работ.

Рис. 95. Определение площади месторождения

заложением горных выработок по сетке и построение геологического разреза:

а – в плане; б – в разрезе; H – мощность вскрышных работ;

h – мощность полезного ископаемого

6.3. Инженерно-геологические изыскания

для строительства

Общие положения. Инженерно-геологические изыскания являются начальным этапом строительства любого объекта и находятся в полной зависимости от вида объекта (промышленное предприятие, жилой дом, автомобильная дорога и т. д.). Поэтому изыскания под каждый вид объекта имеют свою специфику, свои особенности, но все изыскания имеют нечто общее.

Проектируют крупные объекты по стадиям: технико-экономи-ческое обоснование (ТЭО), технический проект, рабочие чертежи.

Содержание инженерно-геологических изысканий отличается и имеет свою специфику в различных областях строительства: для промышленных сооружений; для градостроительных работ(проекты детальной планировки, отдельных зданий); для подземных сооружений (резервуары, очистные канализационные сооружения, станции перекачки, а также различные объекты специального назначения: метро, подземные переходы и т.д.); для гидротехнических сооружений (плотины и водохранилища); для объектов линейного строительства (линии электропередачи, магистральные трубопроводы, автомобильные и железные дороги и т.д.).

Инженерно-геологические изыскания в связи с надстройкой зданий, реконструкцией и изменением их этажности выполняют в один этап. Если сохранился проект здания и материалы прежних инженерно-геологических изысканий, то объем работ может быть минимальным с отбором монолитов грунта для лабораторных анализов и проверкой состояния здания. Без этих материалов выполняют полный объем инженерно-геологических работ.

При удовлетворительном состоянии здания и необходимой уплотненности можно производить надстройку здания без уширения существующих фундаментов.

Все исследования, выполненные в связи с надстройкой здания, оформляют в виде инженерно-геологического заключения.

При этом руководствуются предписаниями Пособия П11-01 к СНБ 5.01.01-99 «Геотехнические реконструкции оснований и фундаментов зданий и сооружений».

studopedia.su

Глава 33 месторождения природных строительных материалов

В комплекс инженерно-геологических исследований под стро­ительство входят поиски и разведка естественных строительных материалов, которые во многих случаях необходимы для строите-

451

льства объекта. Наличие строительных материалов в районе строи­тельства часто играет решающую роль в выборе типа и конструк­ции сооружений. Скопление в земной коре определенных горных пород (или минералов), разработка которых представляет практи­ческий интерес, в частности для строительства, называется место­рождением.

В состав месторождений входят горные породы, которые яв­ляются естественным строительным материалом либо сырьем для их производства. Все эти породы составляют так называемые не­рудные полезные ископаемые.

К естественным строительным материалам относят различные горные породы (граниты, известняки, галечники и др.), которые можно использовать в строительной практике в естественном виде. Так получают строительный камень, песок, глину, щебень и т. д.

Во многих случаях горные породы являются лишь сырьем для изготовления искусственных строительных материалов. Так, мер­гели служат для получения цемента, глины и суглинки — для кирпича и т. д.

Нерудные полезные ископаемые в большинстве случаев до­бывают из открытых горных выработок. Совокупность таких вы­работок, предназначенных для этих целей, называют карьером (рис. 187).

В задачу инженерно-геологических исследований входят поис­ки и разведка месторождений нерудных полезных ископаемых. Поиски дают возможность найти месторождение (или карьер) необходимых материалов вблизи территории строительства. Вы­явленное месторождение подвергают разведке. При этом устанав­ливается качество, количество и условия залегания материалов.

Эта работа проводится на выбранной территории по предвари­тельно разработанному плану, который составляется на основании изучения материалов предыдущих исследований (геологические карты и отчеты). Поиски должны решить следующие задачи:

  • на выбранной территории обнаружить необходимое полезное ископаемое;

Рис. 187. Разрез карьера месторождения:

1 — вскрышная порода (суглинок); 2 — полезное ископаемое (песок); 3 — подстилающая по­рода (известняк); 4 — забой; А и Я — мощности слоев пород

  • отобрать пробы для предварительной оценки материала;

  • приближенно определить запасы месторождения;

  • оценить целесообразность дальнейших разведочных работ.

Работа состоит из подготовительного и полевого периодов. В

подготовительный период изучают литературу, геологические кар­ты, фонды отчетов геологических организаций. На основе этого материала для данной территории составляется представление о месторождениях тех или иных нерудных полезных ископаемых. После этого в полевых условиях организуется осмотр намеченных месторождений, изучаются естественные обнажения и при необ­ходимости закладывается небольшое количество разведочных вы­работок (расчистки, шурфы, буровые скважины).

В результате поисковых работ составляют карту-схему с ука­занием выявленных месторождений и карьеров полезных ископа­емых, пояснительную записку с краткой характеристикой их раз­мещения, качественной и количественной оценкой материала, изложением рекомендаций по дальнейшим работам.

Разведка месторождений. Различают разведку предварительную и детальную.

При предварительной разведкенеобходимо выполнить следую­щие работы:

  • установить геологические условия залегания полезного иско­паемого (глубина залегания, мощность вскрыши, т. е. пород, по­крывающих полезное ископаемое, мощность и форма залегания полезной толщи, характер подземных вод и т. д.);

  • определить границы распространения полезного ископаемо­го, т. е. оконтурить месторождение и выявить участки, наиболее пригодные для эксплуатации;

  • подсчитать’ запасы (количество) материала месторождения;

  • изучить качество материала полезного ископаемого;

  • уточнить условия эксплуатации месторождения и возмож­ность транспортировки строительного материала.

Целесообразность разработки месторождения устанавливается на основе технико-экономического анализа и во многом опреде­ляется соотношением между мощностью вскрышных пород Ни мощностью слоя полезного ископаемогоh.ОтношениеH/hно­сит название геологического коэффициента. Ценность месторож­дения повышается с уменьшением значения этого коэффициента. Экономически допустимо соотношение 2:1, для месторождений линзовидной формы допускают1:1, но только в случае, если по­лезный слой залегает на глубине не более 3—5 м от поверхности.

Границы распространения месторождения устанавливают с помощью горных выработок (шурфов, буровых скважин), кото­

рые располагаются на пересечении линий правильной сетки (рис. 188, а).Расстояние между выработками чаще всего состав­ляет 50—100 м и зависит от местных условий. При разведке скальных пород ограничиваются изучением имеющихся обнаже­ний и заложением неглубоких шурфов (2—5 м) для определения мощности вскрыши и слоя элювия. При разведке осадочных по­род горные выработки закладывают на глубину проходки всей толщи мощности слоя полезного ископаемого либо на глубину той части толщи, которая намечается к эксплуатации.

Разведочные горные выработки позволяют составить геологи­ческие разрезы, по которым можно судить о форме залегания полезного ископаемого, мощностях вскрыши и полезной толщи (рис. 188, б),решить вопрос о влиянии фунтовых вод на разра­ботку месторождения.

Для изучения качества полезного ископаемого с помощью раз­ведочных выработок отбирают характерные пробы. Для производ­ства лабораторных испытаний необходимо взять следующее коли­чество проб: песок 2—3 кг; гравий 10—15 кг; камень 15—20 кг и т.д.

Для детальной разведки выбирают один или несколько участков, которые наиболее полно отвечают требованиям техни­ческого задания. Основными задачами этой разведки являются: уточнение запасов, сбор дополнительных геологических и гидро­геологических данных и тщательное опробование полезного ис­копаемого.

В процессе проведения детальной разведки выявляются тех­нические условия разработки месторождения, устанавливается

Рис. 188. Определение площади месторождения заложением горных выработок по сетке и построение геологического разреза:

а — в плане; б— в разрезе; Я—мощ­ность вскрышных пород; Л — мощ­ность полезного ископаемого (песок)

способ разработки, определяется техника для ведения горных ра­бот, намечается технологическая схема разработки полезного ис­копаемого и т. д.

Классификация запасов и подсчет количества строительного ма­териала. Подзапасомпонимается комплекс данных, характеризу­ющих геологическое тело по объему, форме, свойствам, услови­ям залегания и ведению горно-эксплуатационных работ. В России запасы полезных ископаемых классифицируют по кате­гориямА, Ви С, которую, в свою очередь, подразделяют наQиС2.В каждое подразделение (категорию) вкладывается следую­щее содержание:А— запасы полностью изучены и оконтурены разведочными выработками; изучено качество, разработана тех­нология добычи;В— запасы разведаны и оконтурены выработ­ками; С[ — запасы определены на основании редкой сетки разведочных скважин;С2— запасы, предполагаемые по общегео­логическим данным, подтвержденные отдельными разведочными выработками.

Подсчет количества строительного материалав месторожде­нии производят обычно среднеарифметическим методом или способом параллельных сечений. В первом случае вначале уста­навливают среднюю мощность полезного ископаемого

ЛСР = (hi + h3 + ... + h„)/n

где hi, h3...h„— мощность слоя полезного ископаемого в дан­ном сечении;п— число сечений. Далее, зная площадь полезного ископаемогоS,устанавливают его объем, м3:

V= Shcp.

Способ параллельных сечений (вертикальных разрезов) при­меняют при удлиненной форме месторождения и параллельном расположении разведочных линий. Геологический разрез состав­ляют по каждой разведочной линии и с помощью планиметра определяют площадь полезного ископаемого. Объем запасов в блоке между двумя параллельными сечениями будет равен произ­ведению полусуммы площадей этих сечений на расстояние между ними.

Для точных расчетов применяют другие, более сложные мето­ды. Аналогичным путем определяют объем вскрышных пород, подлежащих удалению перед разработкой слоя полезного ископае­мого.

studfiles.net

Месторождение природных строительных материалов на примере Урала

МЕСТОРОЖДЕНИЕ ПРИРОДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ПРИМЕРЕ УРАЛА

© Исмагилова Е.П.*

Государственный университет — учебно--научно--производственный комплекс, г. Орел Статья посвящена процессу разработки месторождений природных ископаемых пригодных для строительства. Автор дал достоверную характеристику большинства природных запасов, привел классификацию месторождений и рассмотрел основные месторождения природных строительных материалов (на примере Урала).

Ключевые слова: природные ископаемые, месторождения, Урал, 1939−1940 гг., советская власть, история государства и права, строительные работы, магматогенное, осадочное происхождение.

Полезные ископаемые являлись важнейшим элементом среды обитания человека с момента его появления на нашей планете. Они обеспечивали человека материалами для создания жилищ, предметов и орудии быта, определяли развитие ремесел, сельского хозяйства, военной техники, удовлетворяли эстетические и культурные потребности.

В данной работе я хочу обратиться к теме «месторождения природных строительных материалов», так как считаю, при обилии месторождений находящихся на территории Российской Федерации эту тему нельзя оставлять незамеченной.

Месторождения природных строительных материалов В комплекс инженерно-геологических исследований под строительство входят поиски и разведка естественных строительных материалов, которые во многих случаях необходимы для строительства объекта. Наличие строительных материалов в районе строительства часто играют решающую роль в выборе типа и конструкции сооружений [1].

В состав месторождения входят горные породы, которые являются естественным строительным материалом либо сырьем для их производства.

К естественным строительным материалам относят различные горные породы (граниты, известняки, галечники и др.), которые можно использовать в строительной практике в естественном виде. Так получают камень, песок, глину, щебень и т. д.

Во многих случаях горные породы являются лишь сырьем для изготовления искусственных строительных материалов. Так, мергели служат для получения цемента, глины и суглинки — для кирпича и т. д.

* Студент кафедры «Городское строительство и хозяйство».

В задачу инженерно-геологических исследований входят поиски и разведка месторождений полезных ископаемых. При этом устанавливается качество, количество и условия залегания материалов.

Эта работа проводится на выбранной территории по предварительно разработанному плану, который составляется на основании изучения материалов предыдущих исследований (геологические карты и отчеты). Поиски должны решить следующие задачи:

— на выбранной территории обнаружить необходимые оценки материала-

— приближенно определить запасы месторождения-

— оценить целесообразность дельнейших разведочных работ.

Работа состоит из подготовительного и полевого периодов. В подготовительный период изучают литературу, геологические карты, фонды рукописей геологических организаций. После этого в полевых условиях организуется осмотр намеченных месторождений, изучаются естественные обнажения и при необходимости закладывается небольшое количество разведочных выработок (расчистки, шурфы, буровые скважины).

В результате поисковых работ составляют карту-схему с указанием выявленных месторождений и карьеров полезных ископаемых, пояснительную записку с краткой характеристикой их размещения, качественной и количественной оценкой материал, изложением соображений по дальнейшим работам [2].

Классификация полезных ископаемых:

— Группа месторождений магматогенного происхождения.

В группу включены месторождения магнезита, полевого шпата, слюды, серного колчедана, асбеста, графита, талька, флюорита, барита и других полезных ископаемых аналогичного генезиса. Полезные ископаемые этой группы широко используются в различных отраслях народного хозяйства.

— Группа месторождений осадочного происхождения.

В группу входят месторождения глин и каолинов, песков и гравия, известняков и доломитов, гипсов, опок, диатомитов и трепелов, сланцев, а также соли, фосфоритов и самородной серы. Полезные ископаемые этой группы широко используются промышленностью строительных материалов.

— Группа месторождений изверженных пород.

Сюда входят месторождения разнообразных магматических горных пород, разрабатываемых в качестве естественных каменных строительных материалов.

Классификация месторождений магматогенного происхождения К группе месторождений магматогенного происхождения относятся пегматитовые и гидротермальные месторождения. Из неметаллических полезных ископаемых в эту группу включают месторождения полевых шпатов, магнезита, слюды, асбеста, флюорита, барита, витерита, корунда, наждака и др.

Месторождения слюды (мусковита и флогопита). Промышленные месторождения мусковита и флогопита приурочены, как правило, к толще докем-брийских кристаллических сланцев и представлены несколькими структурно-геологическими типами [3]. Несмотря на различие в геологических условиях образования месторождений мусковита и флогопита, многообразие их структурно-геологических типов условно подразделяю на три группы.

К первой группе относят крупные слюдоносные жильные тела и зоны значительных размеров по простиранию, но относительно небольшой протяженности на глубину.

Ко второй группе относятся слюдоносные жильные тела относительно небольших размеров по залеганию, но большой протяженности по глубине. Характерным примером этой группы являются поперечно секущие жилы.

К третьей группе относятся небольшие и мелкие слюдоносные жильные тела и гнезда с размерами по простиранию и по падению, не выходящими за пределы первых десятков метром [12, https://westud.ru].

Месторождения неметаллических полезных ископаемых осадочного происхождения модно разделить на две группы.

Первая подгруппа характеризуется пластовой и пластообразной формой, в большинстве своем неглубоким залеганием и сравнительной простотой строения продуктивной толщи. Одним из наиболее сложных вопросов при разведке большинства месторождений осадочного генезиса является определение технологических свойств, которые в основном и определяют область использования полезного ископаемого и его качество.

Вторая подгруппа месторождений осадочного происхождения представлена залежами сложной формы и строения, иногда залегающими на значительной глубине. В качестве примеров классификации запасов месторождений этой подгруппы приводятся условия классификации запасов месторождений серы, минеральных солей и фосфоритов.

Классификация запасов месторождений изверженных строительных пород Изверженные горные породы используются главным образом в качестве естественных строительных материалов, в меньшей мере как сырье для каменного литья, кислотоупорных и огнеупорных материалов, гидравлических добавок в цементном производстве и др. Условия классификации запасов изверженных горных пород к 1960 году были разработаны ГКЗ только применительно к использованию их в качестве естественных каменных строительных материалов и были изложены в инструкции по применению классификации запасов к месторождениям естественных каменных строительных материалов, составленной Ю. А. Розановым [4].

В указанной инструкции даны условия классификации каменных строительных материалов как изверженного, так и осадочного происхождения. Но ниже я хочу изложить условия и примеры классификации только изверженных пород, разведуемых для одной из вышеуказанных целей.

Месторождения изверженных пород по форме и залеганию, зависящим, в значительной форме, от генезиса, подразделяются на две группы.

К первой группе относятся массивные залежи изверженных пород, приуроченных к батолитам и лакколитам, характеризующиеся выдержанностью состава и свойств пород, как по площади, так и на глубину. Месторождения этой группы находятся в областях развития вулканизма или в пределах выходов на поверхность кристаллического фундамента платформ. Они представлены преимущественно глубинными породами гранита, сиенитами, габбро, лабрадорами, диоритами и т. д.

Ко второй группе относятся пластообразные тела, выдерживающиеся по строению, мощности и качественным показателям на больших площадях. Сюда включаются месторождения эффузивных пород — базальтов, андезитов, риолитов, порфиритов и других пород, образующих потоки и покровы различной мощности, — а также месторождения вулканических туфов [5].

Основные месторождения природных строительных материалов на примере Урала Полезные ископаемые, используемые для производства строительных материалов или применяемые в строительстве, широко распространены на Урале. К ним относятся цементное сырье, гипс и ангидрит, облицовочные и строительные камни, пески и глины.

Цементное сырье. В качестве природного сырья для производства цемента служат известняки, глины и мергели. На Урале имеются неограниченные запасы известняков с расположенными поблизости месторождениями глин или мергелей, что обеспечивает необходимое развитие цементной промышленности. Как сырье для производства цемента на Урале разведаны следующие месторождения известняков: Гальяновское, Невьянское I и II, Кунарское в Свердловской области- Шеинское (Еманжелинское), Смелов-ское и Троицкая Каменоломня в Челябинской области- Ново-Пашийское в Пермской области- Альмухаметовское, Шах-Тау и Юрак-Тау в Башкортостане- Акбулакское месторождение мела в Оренбургской области и др. Вблизи каждого из них имеются месторождения с необходимыми запасами глин или глинистых сланцев, опок, мергеля, трепела, маршаллитов. «В целом на Урале разведаны 23 месторождения цементного сырья, карбонатных пород (известняков, доломитов) 900 млн. т, глинистых пород 300 млн. т, гидравлических добавок 27 млн. т, маршаллитов 2 млн. т (В.С. Яговкин, 1998)».

Гипс (CaSO4x2h3O) и ангидрит (CaSO4) сходны по составу и области применения, поэтому рассматриваются совместно.

Важнейшим свойством гипса является потеря им воды при нагревании (до 130−180 °С). Обезвоженный и измельченный гипс при растворенный водой дает пластичное тесто, которое вскоре затвердевает подобно цементу. Этот обожженный гипс, или алебастр, применяется в строительном деле для изготовления плит, перегородочных панелей, сухой гипсовой штукатурки.

Гипс и ангидрит образуются в основном осадочным способом в условиях высыхающих морей и озер. При этом они осаждаются раньше других солей — галита, карналлита, сильвина, поэтому залегают в основании соле-носных толщ.

На Урале промышленные месторождения гипса и ангидрита распространены в отложениях пермского возраста на западном склоне Урала и в каменноугольных отложениях на восточном склоне. На западном склоне залежи гипса и ангидрита мощностью в десятки и сотни метров находятся в пределах Западно-Уральской зоны и восточной части Восточно-Европейской (Русской) платформы в Пермской и Оренбургской областях и Республике Башкортостан.

В Пермской области известны месторождения Ергачинское (разрабатывается с 1928 г.), Гора Соколья, Саркаевское, Бабкинское, Опокинское, Ки-шертское, Плехановское, Кочебахтинское, Селищенское, Полазнинское, Чум-каское и др. (А.В. Ломаев, 1973) [6]. На территории Башкортостана учтены около 300 месторождений гипса и 15 месторождений ангидрита. Более крупные месторождения гипса, пригодные для разработки открытыми карьерами, расположены по берегам рек Белой, Сима, Уршака. К ним относятся месторождения Охлебининское с разведанными запасами гипса около 26 млн. т, Асканьинское, Акбердинское, Городок (около 28 млн. т). Ново-Турбаслин-ское, Благовещенское, Соколовское, Бишкаинское, Талалаевское, Ишеев-ское, Селеукское (более 50 млн. т) и др.

В Оренбургской области промышленные месторождения гипса расположены в междуречье Сакмары и Урала в Зиянчуринском районе, а также вблизи г. Соль-Илецка. Здесь расположены месторождения Слудная Гора (37 млн. т), Три Креста (15 млн. т), Ново-Матвеевское, Разномойское (1,6 млн. т), Нежинское (1 млн. т).

1. Рыбьев И. А. Общий курс строительных материалов [Текст]. — М.: Высшая школа, 1987. — 173 с.

2. Милютин А. Г. Геология и разведка месторождений полезных ископаемых: учеб. пособие для вузов [Текст]. — М.: Недра, 1989. — 296 с.: ил. -ISBN 5−247−757−3

3. Ананьев В. П. Инженерная геология: учебник для вузов [Текст]. — М.: Высшая школа, 2009. — 577 с.

4. Старостин И. В. Геология полезных ископаемых: учеб. пособие для вузов [Текст]. — М.: 1997. — 301 с.

5. Смирнов В. И. Геология полезных ископаемых [Текст]. — М.: Недра, 1982. — 669 с.

6. Петров Г. А. Геология и минерагения зоны Главного Уральского разлома на Среднем Урале. — М.: Наука- Екатеринбург, 2006. — 253 с.

westud.ru

Месторождения природных строительных материалов — allRefs.net

Месторождения природных строительных материалов - раздел Образование, Введение В Комплекс Инженерно-Геологических Исследований Под Строительство Входят Поис...

В комплекс инженерно-геологических исследований под строительство входят поиски и разведка естественных строительных материалов. Наличие строительных материалов в районе строительства часто играет решающую роль в выборе типа и конструкции сооружений. Скопление в земной коре определенных горных пород, разработка которых представляет практический интерес, называется месторождением.

В состав месторождений входят горные породы, которые являются естественным строительным материалом или сырьем для их производства.

Полезные ископаемые в большинстве случаев добывают из открытых горных выработок. Совокупность таких выработок называют карьером (рис. 13).

Поиски (разведка) месторождений должны решить следующие задачи:

· на выбранной территории обнаружить необходимое полезное ископаемое;

· отобрать пробы для предварительной оценки материала;

· приближенно определить запасы месторождения;

· оценить целесообразность дальнейших разведочных работ.

Работа состоит из подготовительного и полевого периодов.

В подготовительный период изучают литературу, геологические карты, фонды отчетов геологических организаций. После этого в полевых условиях организуется осмотр намеченных месторождений, изучаются естественные обнажения и при необходимости закладывается небольшое количество разведочных выработок.

В результате поисковых работ составляют карту-схему с указанием выявленных месторождений и карьеров полезных ископаемых, пояснительную записку с краткой характеристикой их размещения, качественной и количественной оценкой материала, изложением рекомендаций по дальнейшим работам.

Разведка месторождений. Различают разведку предварительную и детальную.

При предварительной разведке необходимо выполнить следующие работы:

· установить геологические условия залегания полезного ископаемого (глубина залегания, мощность вскрыши, мощность и форма залегания полезной толщи, характер подземных вод и т.д.);

· определить границы распространения полезного ископаемого;

· подсчитать запасы материала месторождения;

· изучит качество материала полезного ископаемого;

· уточнить условия эксплуатации месторождения и возможность транспортировки строительного материала.

Целесообразность разработки месторождения определяется соотношением между мощностью вскрышных пород Н и мощностью слоя полезного ископаемого h. Отношение Н/ h носит название геологического коэффициента. Ценность месторождения повышается с уменьшением значения этого коэффициента. Экономически допустимо соотношение 2:1.

Границы распространения месторождения устанавливают с помощью горных выработок, которые располагаются на пересечении линии правильной сетки (рис. 14,а). Расстояние между выработками чаще всего составляет 50-100 м.

Разведочные горные выработки позволяют составить геологические разрезы (рис. 14,б).

Основными задачами детальной разведки являются: уточнение запасов, сбор дополнительных геологических и гидрогеологических данных и тщательное опробование полезного ископаемого.

В процессе проведения детальной разведки выявляются технические условия разработки месторождения, устанавливается способ разработки, определяется техника для ведения горных работ, намечается технологическая схема разработки полезного ископаемого и т.д.

Классификация запасов и подсчет количества строительного материала. Под запасом понимается комплекс данных, характеризующих геологическое тело по объему, форме, свойствам, условиям залегания и ведению горно-эксплуатационных работ.

Запасы полезных ископаемых классифицируют по категориям А, В и С. Категория С в свою очередь делится на С1 и С2.

А – запасы полностью изучены и оконтурены разведочными выработками; изучено качество, разработана технология добычи;

В – запасы разведаны и оконтурены выработками;

С1 – запасы определены на основании редкой сетки разведочных выработок;

С2 – запасы, предполагаемые по общегеологическим данным, подтвержденные отдельными разведочными выработками.

Подсчет количества строительного материала в месторождении производят:

1. среднеарифметическим методом;

2. способом параллельных сечений.

Среднеарифметический метод.

Вначале устанавливают среднюю мощность полезного ископаемого:

,

где - мощность слоя полезного ископаемого в данном сечении; - число сечений. Далее, зная площадь полезного ископаемого (в плане) , устанавливают его объем, :

.

Способ параллельных сечений применяют при удлиненной форме месторождения и параллельном расположении разведочных линий. Геологический разрез составляют по каждой разведочной линии. Объем запасов в блоке между двумя параллельными сечениями будет равен произведению полусуммы площадей этих сечений на расстояние между ними.

Аналогичным путем определяют объем вскрышных пород, подлежащих удалению перед разработкой слоя полезного ископаемого.

Лекция №5

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Введение

Производство дорожных работ начиная с проектирования и заканчивая.. так основой для проектирования автомобильной дороги и выбора того или иного проектного решения помимо прочих..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Месторождения природных строительных материалов

allrefs.net


Смотрите также


2012-2020 © Содержание, карта сайта.