Минералообразование в горных выработках и отвалах рудных и нерудных месторождений

В разделе рассмотрены основные типы техногенно-минеральных месторождений, являющиеся отходами горнодобывающей промышленности и обогащения руд. Охарактеризован состав и свойства техногенных образований, слагающие данные типы техногенно-минерального сырья. Представлены результаты исследования преобразования минералов в зоне окисленных руд в результате активизации физикохимических процессов при горнотехнических и технологических работах на месторождениях полезных ископаемых.

Минералообразование в отходах горнодобывающей промышленности

Вещественный состав техногенно-минеральных образований целиком определяется петро1рафическим и минеральным составом вскрышных и вмещающих пород, руд месторождения и степенью их выветривания. Большая часть техногенно-минеральных образований горнодобывающей промышленности (вскрышные и вмещающие породы, забалансовые руды) сосредоточена в сухих отвалах — плоских, пластообразных, а также террасированных, конических (терриконики) и гребневидных отвалах, сложенных разнозернистым, в различной степени слежавшимся обломочным материалом. Откосы характеризуются различной устойчивостью. Типовое строение отвалов селективного складирования показано на рис. 5.1.1.

Рис. 5.1.1. Строение одноярусного сухого отвала селективного складирования:

1 — откос отвала; 2−3 — горные породы различного состава (Макаров, 2006)

Рис. 5.1.2. Строение многоярусного сухого отвала селективного складирования: 1−3 — разновидности пород (Макаров, 2006)

Внутреннее строение отвалов определяется порядком и количеством разностей складируемых пород (рис. 5.1.2).

Гравитационная дифференциация состава пород в отвалах происходит и при сухом складировании (рис. 5.1.3); строение отвалов может быть нарушено в результате различного рода деформаций, в частности оползней (рис. 5.1.4).

Техногенно-минеральные месторождения — отвалы добычи руд черных металлов, например в пределах Уральского региона они сложены преимущественно вмещающими вулканогенными породами, реже — осадочными, вулканогенно-осадочными породами и известняками (Макаров, 2006).

Рис. 5.1.3. Дифференциация отвальной массы при сухом складировании:

1 — крупные тяжелые куски; 2 — мелкие легкие обломки (Макаров, 2006)

Рис. 5.1.4. Деформированный сухой многоярусный отвал: 1−4 — породы различного состава; 5-ложе отвала (Макаров, 2006)

Рис. 5.1.5. Обобщенный минералого-петрографический состав вскрышных пород отвала «Северный» Тёйского железорудного месторождения (Республика Хакасия) (Азарова, 2005)

Рассмотрим состав отходов на примере Тёйского железорудного месторождения (Республика Хакасия). Оно относится к типу магнезиальноскарновых мстасоматичсских месторождений. На предприятии сформировано четыре отвала вскрышных пород общим объемом 150 179,2 тыс. м³, занимающие площадь 241,2 га, хвостохранилище, шламоотстойник, золоотвал и золоотстойник. Минералого-петрографический состав отвала «Северный» довольно разнообразен, причем основная доля приходится на известняки и серпентиниты (рис. 5.1.5).