Peculiarities of changes in the thin crystalline structure of quartz of the Syniavske granite deposit under the influence of drilling and blasting operations

Authors

  • В.В. Ішков Author
  • О.С. Баскевич Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпро, Україна Author
  • Є.С. Козій Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • О.С. Дрешпак Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author
  • П.С. Пащенко Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, Дніпро, Україна Author
  • М.А. Козар Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України, Київ, Україна Author
  • Т.М. Кас’яненко Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна Author

DOI:

https://doi.org/10.33271/crpnmu/76.142

Keywords:

granite, quartz, crystallites, deposit, diffractogram, magnetic separation, fraction, crystal structure, crystal lattice, drilling and blasting operations

Abstract

Purpose. To determine the peculiarities of the change in the thin crystalline structure of quartz of the Syniavske granite deposit under the influence of drilling and blasting operations. Methods. The materials of the study consisted of samples of granites of the Syniavske deposit taken directly from one section in the quarry of the Syniavske deposit of the TDV "Rokytniansky special quarry" from a hammer-cracked, almost monolithic massif before drilling and blasting and from rock crushed already after drilling and blasting. To obtain the minimum necessary and sufficient amount of monomineral phases, the obtained samples were subjected to magnetic separation on a three-roll PCT separator with a length of 100 mm rolls. Results. The dimensions of the unit cell (parameters "a" and "c") of the crystal lattice of quartz from each product of magnetic separation of granites before and after blasting allowed us to establish the phenomenon of their growth, which occurs under the thermodynamic influence of blasts carried out during the development of the " Syniavske " deposit. On both crystallographic planes (101 and 211), a decrease in the size of quartz crystallites is observed both before and after blasting. In the process of primary processing of the granites of the Sinyava deposit, namely, blasting, the general anisotropy of the structure of the quartz crystal lattice increases significantly. The significant difference between the increase in the density of dislocations in the quartz crystal lattice along different spatial crystallographic planes after blasting also significantly increases the spatial anisotropy of the quartz crystal lattice. Scientific novelty. The phenomenon of changes in the substructure of the crystal lattice of quartz - one of the main rock-forming minerals of the granites of the Syniavske deposit under the thermodynamic influence of blasting - has been revealed. Their features mainly consist in the fact that, during blasting, microdistortions occur in the structural lattices of quartz, which break the long-range order, and tense interatomic bonds are formed in it, which are then broken in the field of applied stresses and increase the dispersion of crystallites, the dimensions of the unit cell and general anisotropy of the structure of the crystal lattice of this mineral. Practical significance. Significant qualitative changes in the crystal-chemical structure of the quartz granites of the Syniavske deposit have been established.

References

1. Єрофєєв, А.М., Ішков, В.В., Козій, Є.С., & Барташевський, С.Є. (2021). Дослідження методів кластерізації родовищ нафти Дніпровсько-Донецької западини з метою створення їх класифікації за вмістом металів (на прикладі V). Наукові праці Донецького національного технічного університету. Сер. Гірничо-геологічна , 1 (25)– 2 (26), 83–93. https://doi.org/10.31474/2073-9575-2021-1(25)-2(26)-83-93

2. Ішков, В.В., & Козій, Є.С. (2020). Деякі особливості розподілу берилію у вугільному пласті k 5 шахти «Капітальна» Красноармійського геолого-промислового району Донбасу. Вісник ОНУ. Сер.: Географічні та геологічні науки , 25 (1(36)), 214–227. https://doi.org/10.18524/2303-9914.2020.1(36).205180

3. Ішков, В.В., Козій, Є.С., & Козар, М.А. (2023). Особливості геохімії алюмінію у нафтах та класифікація родовищ Дніпровсько-Донецької западини за його вмістом. Вісник Одеського національного університету. Сер.: Географічні та геологічні науки, 28 (1(42)). 131–147. https://doi.org/10.18524/2303-9914.2023.1(42).282244

4. Ішков, В.В., Козій, Є.С., & Чернобук, О.І. (2022). Аналіз впливу потужності вугільного пласта с 8 н шахти Дніпровська на вміст германію. Збірник наукових праць НГУ, 70 . 76–90. https://doi.org/10.33271/crpnmu/70.076

5. Ішков, В.В., Козій, Є.С., Чернобук, О.І., & Хоменко, В.Л. (2022). Результати кластеризації ділянок різної потужності вугільного пласта с 10 в шахти «Дніпровська» за вмістом германію. Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: «Гірничо-геологічна» , 1 (27)– 2 (28), 107–115. https://doi.org/10.31474/2073-9575-2022-1(27)-2(28)-107-115

6. Козій, Є.С., & Ішков, В.В. (2017). Класифікація вугілля основних робочих пластів Павлоградсько-Петропавлівського геолого-промислового району по вмісту токсичних і потенційно токсичних елементів. Збірник наукових праць «Геотехнічна механіка», 136 , 74–86.

7. Сейтимбетов, А.М., Собсарев, А.П., Батраков, А.Ю., Укібаєв, Ж.К., & Бекенова, Г.К. (2011). Вивчення технологічних продуктів руд Майкаїнського родовища на модернізованому рентгенівському дифрактометрі ДРОН-4. Вісті НАНРК. Серія геол. і техн. Науки, 5 , 61–68.

8. Чернобук, О.І., Ішков, В.В., Козій, Є.С., Козар, М.А., Пащенко, П.С., & Дрешпак, О.С. (2023). Зв'язок германію із зольністю та «токсичними» елементами у вугіллі на прикладі пласта с 5 поля шахти Благодатна Західного Донбасу. Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: «Гірничо-геологічна», 2 (30), 68–79. https://doi.org/10.31474/2073-9575-2023-2-30-68-79

9. Bursill, L.A., & Glaisher, R.W. (1985). Aggregation and dissolution of small and extended defects in type Ia diamond. Am.Mineral, 70 , 608–618.

10. Evans, T., Kiflawi, I., Luyten, W. et al. (1995). Conversion of platelets into dislocation loops and voidite formation in type IaB diamonds. Proc. R. Soc. Lond. A., 449 , 295–313.

11. Gardner, S. D., Singamsetty, C. S., Booth, G. L., et al. (1995). Surface Characterization of Carbon Fibers Using Angle-Resolved XPS and ISS. Carbon, 33 (5), 587–595. https://doi.org/10.1016/0008-6223(94)00144-O

12. Nadai, A. (1954). Theory of low and fracture of solids. IL Publ.

13. Swart, A.J. (2012). Evaluating the effects of radio-frequency treatment on rock samples: Implications for rock comminution. Geochemistry, Earth's System Processes , 457–484.

14. Woods, G.S. (1986). Platelets find the infrared absorbtion of type Ia diamonds. Proc. Roy. Soc. London, 407 , 219–238.

Downloads

Published

2020-01-01

Issue

No. 76 (2024)

Section

Статті

License

All articles are published under the Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.

Authors are permitted and encouraged to deposit the final published version of their article, or the Author's Accepted Manuscript (AAM), in institutional or subject-specific open-access repositories (including the university's own institutional repository, CORE, Zenodo, or Figshare), ensuring maximum visibility, accessibility, and impact of the publication.