УДК.622.273

Гирин И.В., Жуков С.А., Гирин В.С.

Криворожский технический университет,

ИЗБИРАТЕЛЬНАЯ ВЫЕМКА БОГАТЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД ПРИ КОМПЛЕКСНОЙ ОТРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Обоснована необходимость селективной выемки богатых сортов железных руд и приведены особенности технологических схем её добычи.

В настоящее время трудно представить современную технику и быт без композитных материалов, полученных методом порошковой металлургии.

Одним из направлений порошковой металлургии является производство магнитных материалов, в том числе соединений оксидов железа с окислами других металлов, так называемых ферритов.

Ферриты имеют очень важное преимущество перед обычными магнитными материалами, они позволяют получать практически строго одинаковые магнитные характеристики, а это качество особенно важно для материалов запоминающих устройств, которые широко применяются в автоматике, технике связи, машинах с программным управлением и в вычислительной технике.

В Украине ферриты производятся на предприятии НПФ «Феррокерам», продукция которого пользуется большим спросом в стране и на зарубежном рынке.

Другие порошковые заводы Украины (Киров, Донецк, Бровары) или простаивают, или работают на неполную мощность, ограничивая ассортимент выпускаемой продукции.

Причина в отсутствии высококачественного исходного сырья, которым является железный сверхчистый концентрат. Требования порошковых заводов к таким концентратам высокие, так содержание железа должно быть около 70%, а двуокиси кремния не выше 0,15-0,3%.

Такой концентрат НПФ «Феррокерам» закупает в Германии по очень высоким ценам.

В Украине существуют методы получения сверхчистых концентратов, но они предусматривают использование химических реагентов. Такие технологии не экономичны и очень дорогие.

В настоящее время в Криворожском техническом университете разработаны экологически чистые и недорогие технологии получения сверхчистых концентратов с использованием физических методов обогащения (1,2). Такие концентраты могут быть получены из богатых окисленных железных руд (мартитов), которых в недрах Кривбасса имеется практически неограниченное количество.

В тоже время месторождения Кривбасса представлены многими сортами руд и отрабатываются с использованием высокопроизводитель-ной технологии без разделения их по сортам.

Валовая выемка имеет экономические преимущества, но приводит к усреднению руд и снижению качества богатых её прослоев. Для обеспечения условий получения сверхчистых концентратов богатые мартитовые руды необходимо извлекать раздельно, что усложняет технические, технологические и организационные вопросы.

В настоящее время появилась возможность извлечь такие руды на Ингулецком месторождении, верхняя часть которго отрабатывалась шахтой «Центральная».

На данном участке месторождение имеет сложное геолого-морфологическое строение и представлено несколькими сортами руд, имеющими различную промышленную ценность. Наибольший интерес представляют руды гематитово-мартитового состава. В лежачем боку они рыхлые, неустойчивые с крепостью 1,5-2 и в висячем боку мартитовые, устойчивые с крепостью 6-8 по М.М.Протодьяконову.

1996 году шахта была закрыта, а запасы богатых окисленных руд в охранных целиках не отработаны.

Месторождение продолжает эксплуатироваться открытыми горными работами и борт карьера приближается к зоне охранных целиков шахты «Центральная».

Участки богатых железных руд имеют крутое падение, незначительную мощность и могут быть эффективно без засорения отработаны подземными горными выработками с последующей доработкой всего месторождения открытым способом.

Технология отработки предложена и описана автором (1). Особенностью является то, что при малой мощности залежи очистные камеры имеют треугольную форму и располагаются вкрест простира-ния.

Цель добычи прослоев богатых окисленных железных руд – получить после переработки высококачественный концентрат, поэтому отбойку руды предусматривается осуществлять концентриро-ванными зарядами с использованием электризованной воды (анолита). Такая вода имеет весьма низкую вязкость, что при взрыве способствует лучшему её проникновению в минеральные трещины и, как следствие, высокому эффекту разрушения массива и раскрытию зерен. Кроме того, комбинированные заряды при различной их ориентации позволяют сформировать ассиметричное поле напряжений за счет кумулятивного эффекта, что также повышает эффективность взрыва.

Результаты натурных экспериментов показали, что использование таких комбинированных зарядов позволяет повысить раскрытие минеральных зерен на 15% (4).

Чтобы исключить при добыче процесс образования компенса-ционных пространств при отбойке, предлагается использовать обратный способ инициирования шпуровых зарядов, разработанный в ДонНТУ, повышающий коэффициент использования шпура на 15-18% (5).

Из представленного выше материала возможно заключить следующее :

- в Криворожском бассейне имеется достаточная природная база и благоприятные горно-технические условия для получения исходного сырья, удовлетворяющего требования порошковой металлургии Украины;

- богатые окисленные железные руды для получения сверхчистых концентратов должны добываться селективно, чтобы исключить их засорение;

- дальнейшие исследования необходимо направить на поиски и качественное оконтурирование участков богатых окисленных железных руд шахт Кривбасса и совершенствование технологии её селективной выемки с учетом конкретных условий.

Литература

1.Гирин В.С., Жуков С.А., Кравцов Н.К. Перспективы развития порошковой металлургии Украины //Дінаміка наукових досліджень.- Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2002,- т.15. - С.29-30.

2.Кравцов Е.Н., Кравцов В.Н. Разработка технологии получения железорудного концентрата из руд подземной добычи с массовой долей кремнезема до 0,3%// Разработка рудных месторождений.- Кривой Рог : КТУ.- 2004.- С.98-100.

3.Гирин И.В., Жуков С.А., Гирин В.С. Сырьевая база Кривбасса для получения сверхчистых железных концентратов. Матеріали міжнародної науково-технічної конференції «Сталий розвиток гірничо-металургійної промисловості – 2007» (додатковий випуск), КТУ, Кривий Ріг – 2007, с.19-22.

4.Гирин И.В. Кинетика разрушения массива горных пород комбини-рованными зарядами с использованием электризованной воды. Вісник КТУ, випуск 19, 2007. С. 40-41.

5. Гудзь А.Г., Шевцов Н.Р., Купенко И.В., Пудак В.И. Безопасность и эффективность обратного способа инициирования шпуровых зарядов ВВ. Наукові праці ДонНТУ.Сер.гірн.-геол., 2002, №54, С. 68-72.