УДК 622.11 (Караганда, КарГТУ)
(Караганда, КарГТУ)
(Караганда, КарГТУ)
(Караганда, ТОО «НИЦ «ГеоМарк»)
ПОЖАРООПАСНОСТЬ ОРЛОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Орловское колчеданно-полиметаллическое месторождение находится на крайнем северо-западе Прииртышского рудного района Рудного Алтая, приурочено к юго-западному крылу Алейского антиклинория.
Месторождение располагается в пределах одноименного рудного поля в тектоническом блоке, ограниченном с юго-запада региональным Березовским надвигом, на северо-западе, востоке и юго-востоке Северо-Западным, Восточным и Южным разломами соответственно. С севера месторождение обрамлено массивом плагиогранит-порфиров. Рудная зона осложнена дополнительной складчатостью и двумя системами тектонических нарушений: субмеридионального и субширотного направлений. По Березовскому надвигу на структуру рудного поля надвинуты метаморфические породы Иртышской зоны смятия. В строении Орловского рудного поля и месторождения принимают участие стратифицированные вулканогенно-осадочные отложения, интрузивные образования, гидротермально-метасоматические породы и руды.
Орловское месторождение включает залежи «Основная» и «Новая», запасы которых отрабатываются, а также рудное тело № 5, Западное рудное тело, Громовскую залежь и обособленные линзы №№ 45, 46, находящиеся на стадии предварительной разведки и поисково-оценочной стадии. Рудные тела Основной и Новой залежей представлены «слепыми» сложными залежами, залегающими на глубине от 01.01.01 м от поверхности. Форма рудных тел – пласто-линзообразная. Положение продуктивной зоны в районе Основной и Новой залежей определяется ступенчатым погружением контакта таловской и лосишинской свит с востока на запад и с юга на север.
Широко развита в рудах и вмещающих породах месторождения трещинная тектоника. Руды рассечены трещинами различных направлений на куски до 3 и выше сантиметров. Местами тектоническим нарушениям сопутствуют зоны мелкодробленой и перетертой руды мощностью до 3-4 метров.
Так, в особенностях геологического строения Орловского месторождения с точки зрения влияния их на эндогенную пожароопасность по ранее выполненным исследованиям и методическим рекомендациям отмечено следующее:
- по факторам мощности и угла падения рудных тел Орловское месторождение должно быть отнесено к пожароопасным, поскольку это существенно влияет на выбор системы разработок. При системах с обрушением с увеличением мощности возрастают потери руды, оставляемые в выработанном пространстве, что способствует интенсификации окислительных процессов;
- сплошные сульфидные руды в висячем и лежачем боках сменяются богато вкрапленными рудами, которые в свою очередь переходят в бедно вкрапленные руды. Наличие вкрапленности сульфидов во вмещающих породах также увеличивает пожароопасность месторождения;
- приуроченность рудной зоны к области мощного межслоевого тектонического нарушения типа сдвига, которому сопутствуют зоны интенсивного дробления и рассланцевания вмещающих пород, облегчающие доступ кислорода, увеличивает пожароопасность месторождения;
- на пожароопасность Орловского месторождения существенно влияют пострудные дизьюнктивные тектонические нарушения типа сбросов, которым сопутствуют зоны мелкораздробленной перетертой руды мощностью до 3-4 метров. Мелкораздробленная и перетертая руда окисляется значительно интенсивнее, чем монолитная, т. к. является более проницаемой по отношению к окисляемым образованиям и имеет большую поверхность для окисления. Аналогичное влияние на пожароопасность месторождения оказывает трещинная тектоника.
Следует отметить, что присущая склонность колчедановых руд к самовозгоранию, к которым более всего можно отнести руды Орловского месторождения, существенно зависит от их минералогического состава и текстурно-структурных особенностей.
Большое содержание пирита (от 40 до 85%), одного из наиболее пожароопасных минералов, в сплошных существенно пиритовых и халькопирит-пиритовых рудах позволяет предположить их высокую склонность к самовозгоранию.
Повышенной склонностью к самовозгоранию должны обладать сплошные халькопирит-пиритовые руды, что, наряду со значительным содержанием пирита, связано с возникновением электрических токов от пирита, обладающего сравнительно низким электрохимическим потенциалом (+0,18) к халькопириту – минералу с более высоким потенциалом (от +0,18 до+0,30). Интенсивность окисления пирита в тесном контакте с халькопиритом увеличивается в несколько раз.
Определенное влияние на увеличение способности к самовозгоранию руд Орловского месторождения оказывает и присутствие в них сфалерита, который принадлежит к наиболее легко окисляемым сульфидам. Особенно быстро проходит процесс его окисления, когда он находится в контакте с другими сульфидами, что обусловлено низким электрохимическим потенциалом сфалерита [1, 2].
Общеизвестно, что теоретически самовозгорание определяется тремя физическими условиями: химической активностью окисляющихся материалов, притоком к ним воздуха и повышением температуры вследствие накопления тепла, образующегося в результате окисления.
Влияние на эндогенные процессы может также оказывать схема проветривания рудника, т. к. известно, что эндогенный пожар распространяется навстречу направлению поступления кислорода воздуха.
В результате выполненной в 2013 г. институтом «КарНИИПБ» (г. Караганда) ревизии вентиляционной системы рудника установлено, что обеспеченность горных работ свежим воздухом составляет 58%. Причины данной необеспеченности весьма разнообразны, однако главной из них, по мнению специалистов «КарНИИПБ», является недостаточная производительность вентиляторной установки главного проветривания. Замена вентиляторной установки на более производительную и выполнение намеченных в результате ревизии мероприятий позволит поднять обеспеченность шахты свежим воздухом, однако может стать в некотором роде катализатором в развитии очагов самовозгорания. Поэтому при планировании и разработке мероприятий по борьбе с эндогенными процессами данный аспект также необходимо учитывать [3].
Таким образом, анализ информации по состоянию пожароопасности на подземном руднике, изучение материалов по технологии и применяемой системе разработок, наличие больших объемов незаложенных пустот (помимо технологических) свидетельствуют о значительных масштабах опасного самонагревания рудного тела и массива вмещающих пород залежей «Основная» и «Новая».
Все это предопределяет необходимость проведения исследований и принятия безотлагательных мер по нормализации атмосферы на руднике для обеспечения возможности безаварийного проведения комплекса горных работ и отработки оставшихся запасов месторождения.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:
1. Отчет по теме № 000 «Исследование руд Орловского полиметаллического месторождения на самовозгорание». Свердловск, УНИПРомедь, 1964.
2. Экспертное заключение о причинах самонагревания горных пород в выработках рудника «Орловский» ТОО «Востокцветмет». Караганда, ТОО «НИЦ «Геомарк», 2014.
3. Проведение воздушно-депрессионной съемки Орловского рудника /Отчет по научно-технической работе. КарНИИПБ, Караганда, 2013.
