CC BY
21
12. The development of an environmentally friendly leaching process of a high C, As and Sb sulfide bearing gold concentrate / Bin Xu [etc.] // Minerals Engineering. 2016. Vol. 89. P. 138-147.
13. Naumov V. A., Naumova O. B. the deportment and prospects of development of gold in natural and man-caused mineral formations West of the Urals // Bulletin Of Perm University. 2019.Volume 18. No. 1.
14. Rakhmanov O. B., Aksenov A.V. Extraction of gold and silver from persistent gold-containing arsenic flotation concentrate birthplace "Ikkizhelon" with the addition of sodium chloride in the process of autoclave oxidation // Bulletin of Irkutsk state technical University. 2020. Vol. 24. No. 4. Pp. 896-905
15. Rasskazova A. A. methods of enrichment of poor gold and copper ores // Problems of subsurface use. 2019. No. 2. Pp. 122-129.
УДК 622.814
ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ КОЛЧЕДАННЫХ РУД И ПОРОД ПРИ ОЦЕНКЕ ВЗРЫВООПАСНОСТИ СУЛЬФИДНОЙ ПЫЛИ
Н.А. Митишова, В.С. Федотенко, Е.А. Горбатова, А.Г. Айнбиндер
Проведена геолого-структурная оценка многокомпонентных колчеданных руд месторождений Сибайское, Сентачан и Шануч. Результаты анализа впервые позволили установить, что содержание серы в пыли, формируемой в ходе первичной дезинтеграции колчеданных руд и пород, возрастает с уменьшением крупности частиц пыли. Полученные результаты определяют необходимость исследования условий безопасной отработки сульфидных руд подземным способом с учетом минерального состава пород, прочностных характеристик, размера зерен и формы нахождения сульфидов в минерале.
Ключевые слова: сульфиды, сера, пыль, структура, минерал, взрывобезопас-ность, подземная разработка, рентгенофлуоресцентныйанализ.
Введение
Актуальность выполненных исследований обусловлена ролью месторождений колчеданных руд цветных и благородных металлов в минерально-сырьевом балансе России [1-2]. На рис. 1 представлено распределение ресурсов и объемов добычи меди и золота в России и в целом в мировой практике по геолого-промышленным типам руд.
По данным Министерства природных ресурсов и экологии РФ [3], по геолого-промышленному типу руд в общем объеме добычи меди в России 52% составляют сульфидный медно-никелевый тип, 34% -медноколчеданный, и только 14 % занимают медно-порфировые, скарно-вые и прочие. В совокупности по сульфидно-медно-никелевому и медноколчеданному типам руд потенциальная ресурсная база России составляет 53% (рис. 1, а). Таким образом, месторождения сульфидного
медно-никелевого и медноколчеданного типа являются основой ресурсных запасов страны и медной промышленности России [4-5].
Также в рудах комплексных месторождений, среди которых преобладают медноколчеданные и сульфидные медно-никелевые сосредоточена значительная доля российских запасов золота. Золото-сульфидно-кварцевый тип руд занимает существенную часть в общем объеме запасов России [3], из них 26 % вовлечены в процесс добычи, а 43 % (рис. 1, б) составляют ресурсный потенциал России.
Ресурсы
Ресурсы
5 б 2
0
18
21 74
37 10
4
Добыча
3_ 6
И
%
34
Россия
Мир
Сул ьфидн ы й медн о-никелевый
Медистые песчаники и сланцы
Россия Мир
Я Медно-порфировый Медно колчеданный Скарноеый Прочие
Добыча
°/о
Россия
Мир
Россия
Мир
I Золото-сульфидно-кварцевый зеленокаменных поясов
древних щитов I Золото-сульфидно-кварцевый в углеродссэдержащих терригенных толщах
Золото-серебряный вулкан о-плутон ическмх поясов I Золото-полисульфидный в интрузивных комплексах I Золото-полисульфидный вкрапленный втерригенно-ка рбоиатн ых тол щ ах Медно-пюрфировый Россыпи I Золотоносные конгломераты Прочие
а
б
Рис. 1. Распределение ресурсов и добычи полезных ископаемых в России и мире по геолого-промышленным типам руд [1]: а - по меди;
б - по золоту
Таким образом, Россия занимает лидирующие позиции по запасам сульфидных руд, относящихся к числу стратегических, а масштабы их извлечения и последующие перспективы добычи [6-7] требуют создания условий обеспечения безопасности эксплуатации подземных рудников на основе снижения вероятности взрывов сульфидной пыли.
В аспектеобозначенной проблемы исключения возникновения взрывов сульфидной пыли при подземной разработке месторождений колчеданных руд [8-12] были рассмотренысложившиеся тенденции изменения технологии подземных горных работ [13-14]. Установлено, что за последние десятилетия произошлосущественное увеличение образования пыли в подземных условиях в результате роста интенсивности ведения буровых и взрывных работ, связанного с истощением минерально-сырьевой базы России, и переходов на отработку более бедных сульфидных руд.
Методика исследования
Для оценки степени взрывоопасности сульфидной пыли изучено распределение содержания серы в колчеданных рудах. Были выполнены исследования, включающие измерение содержания серы в пыли различных классов крупности, полученных в результате первичного измельчения руд. Это позволило оценить аналогичные результаты первичного дробления после проведения взрывных работ в условия подземной разработки сульфидных руд.
Особенностью методики проведения исследований явился учет ключевых характеристик, определяющих распределение содержания серы в различных классах крупности пылевых частиц. При выполнении исследований учтено, что сульфиды являются преимущественно хрупкими минералами, поэтому в процессах бурения, взрывания, обрушения и первичной дезинтеграции горных пород сульфидные минералы будут подвержены большему разрушению, что влечет за собой повышение распределения серы в пылевых аэрозолях и представляет особую опасность при разработке сульфидных месторождений. Поэтому при анализе сульфидных руд и пород как основополагающий фактор взрывоопасности в измельченном состоянии определялись:
- минеральный состав образцов, среднее содержание в них серы для предварительной оценки потенциальной склонности к воспламенению сульфидной пыли;
- прочностные характеристики сульфидов - прочность, твердость, хрупкость минералов, слагающих породу и определяющих склонность их к дезинтеграции;
- размер зерен и форма нахождения в них сульфидов, определяющие склонность к образованию мелких пылевых частиц с высоким содержанием серы.
В качестве представительных образцов руды и породы с различным содержанием серы были выбраны руды и породы месторождений Сибай-ское, Сентачан, Маукское, Шануч, Сарылах, Красивое, Павлик и другие.
Месторождение Сибайское выбрано как характерное и представительное уральское медноколчеданное месторождение с высоким содержанием серы. На нем периодически происходили взрывы сульфидной пыли. Медно-никелевое месторождение Шануч и золото-сурьмяное Сентачан представлены убогосульфидными рудами. Выбор данных образцов обусловлен тем, что для исследования выбраны типичные месторождения колчеданных руд, но с различным минеральным составом и содержанием серы.
Для проведения исследования разработана методика изучения взрывоопасности сульфидной пыли, которая включает основные этапы:
1) изготовление геологических шлифов и анализ минерального состава проб руды и пород;
2) измельчение образцов с помощью лабораторной щековой дробилки до фракции -5-0 мм;
3) полученный материал измельчался до крупности -250-0 мкм в лабораторной конусной дробилке ВКМД 10;
4) c помощью просеивающей машины EML 200 отбирались фракции крупностью -40; -71+40; -100+71; -125+100; -160+125; -200+160; -250+200 мкм.
Дальнейшее проведение исследований предусматривало определение содержания серы в пробах измельченного материала различных классов крупности методом рентгенофлуоресцентного анализа с использованием прибора Olympus Х-5000 MobileXRF, а также изучение текстурно-структурных особенностей образцов руд и пород методом оптической микроскопии.
Результаты исследования
Серно-колчеданная порода месторождения Сибайское представлена плотным минеральным агрегатом пирита. В нем наблюдаются поры разных размеров и конфигураций. Изменение содержания серы по классам крупности приведено на рис. 2. Из приведенного графика видно, что наиболее мелкие фракции руды, полученные в результате первичной дезинтеграции, характеризуются более высоким содержанием серы.
47
-А
^ 46
Г!
3 45
04
W 44
сj
oj 43
а 42 и 41
&40
Щ 39
U 38
Рис. 2. Содержание серы в колчеданной породе Сибайского месторождения: 1 - среднее; 2 - в различных классах крупности
Минимальное содержание серы для фракции -100+71 мкм составляет 39,13 %, максимальное значение зафиксировано при крупности частиц менее 40 мкм и составляет 45,66 %. Таким образом, содержание серы отличается на 6,53 %, что составляет 15,54 % относительно среднего содержания по образцу. С увеличением крупности частиц свыше 100 мкм, содержание серы в серно-колчеданной руде приближено к среднему значению.
у = -7Ег1(к4-5Е-03бх3+0,0(Шх1-03294«лН-503814 R2 = 0.9762 \ 2 /
\ 1 . 1 ________ —^-!
-40 -71-40 -L00—7L -125+100 -ШЫ.25 -20ibl60n -250+200 Класс крупности, мкм
Для определения природы выявленного распределения содержания серы выполнено исследование образцов серно-колчеданной руды методом оптической микроскопии, результаты которого приведены на рис. 3.
Почковидные агрегаты пирита хорошей сохранности редки. Форма выделений пирита - округлая или овальная. Кружевные агрегаты представляют собой прозрачноеплетение мелкозернистого пирита (рис. 3, а). Центральная часть и пространство между элементами кружев выполнены другими рудными и нерудными минералами. Фрамбоидальный пирит характеризуется круглыми выделениями с сотообразным внутренним строением. Размер скоплений микрокристаллов пирита не превышает 20...100 мкм.
Сфалерит образует ксеноморфные выделения в центральной части по радиальным и концентрическим трещинам или даже отдельным зонам в пиритных почковидных и кружевных агрегатах (рис. 3,6).
а
б
Рис. 3. Кружевные выделения пирита (а) и ксеноморфные образования сфалерита (б) в серно-колчеданной пробе месторождения Сибайское
Для выявления зависимостей между микроструктурой руды и характером распределения серы по фракциям после первичного измельчения были проведены дополнительные исследования.
Медноколчеданная руда месторождения Сибайское представляет собой плотный минеральный агрегат пирита с равномерной медной минерализацией. Результаты минерального анализа шлифов изображены на рис. 4.
Руда характеризуется однородным сложением (массивным), с заметным развитием трещиноватости. Структура - неравномерно зернистая: от мелко- до среднезернистой. Минеральный состав: главный рудообразу-ющий минерал - пирит; второстепенные минералы - халькопирит и сфалерит.
Пирит формирует основную массу медного колчедана. Форма выделения серного колчедана - крупнозернистые агрегаты. Размеры зерен пирита варьируют в широких пределах до 100 мкм и более, причем нередко это можно видеть в одном поле зрения микроскопа.
Халькопирит тесно ассоциирует с пиритом и представлен алло-триоморфными выделениями, форма которых определяется конфигурацией пор, трещинных полостей, межслоевого пространства и интерстициями зернистых агрегатов пирита (рис. 4, а). Размеры халькопирита достигают более 250 мкм.
Сфалерит встречается в подчиненном количестве. В руде он присутствует в виде ксеноморфных выделений, выполняя полости трещин, пор в пиритном агрегате (рис. 4, б).
Рис. 4. Ксеноморфные выделения халькопирита (а) и сфалерита (б) в пробе медноколчеданной руды месторождения Сибайское
Для медноколчеданной породы месторождения Сибайское было выполнено исследование изменения содержания серы для различных классов крупности, результаты которого приведены на рис. 5.
Содержание серы, % Фй щ о 1—'1 М Ы Л Ф 1 у = -1Е-0=бх3+0=()СЮ5х!-0=0769х+45=823 Е2 = 0,9872
/ 1 -- * 1 1 1 ■ | | ■ | 1 1
-40 -71+40 -100—71 -125+100 -160+125 -20(Ы60 -250^200 Класс крупности, мкм
Рис. 5. Содержание серы в медноколчеданной руде Сибайского месторождения: 1 - среднее; 2 - в различных классах крупности
Из приведенного графика (рис. 5) следует, что медноколче данная проба характеризуется незначительной изменчивостью содержания серы в различных фракциях руды. В медноколчеданной руде, имеющей алло-триоморфную структуру и характеризующуюся тем, что минералы сульфидов не имеют четких очертаний, наименьшие относительное - 5 % и абсолютное - 2,27 % изменения содержания серы в образцах различных фракций крупности. При условии, если структура минерала крупнозернистая, не имеет четких очертаний, а минеральный состав представлен сульфидами, имеющими сопоставимую крепость с вмещающими породами, распределение содержания серы в таких рудах и породах различных классов крупности - равномерное.
Для медного и серного колчеданов Сибайского месторождения минеральный состав руд и пород представлен однородным минералогическим составом сульфидов различной твердости, поэтому в данном случае величина относительного изменения содержания серы незначительна - от 5 до 15 %.
Анализ графиков на рисунках 2 и 5 свидетельствует, что для пород, характеризующихся крупнозернистым и среднезернистым массивным строением и однородным минеральным составом, характерно незначительное изменение содержания серы в различных по крупности фракциях, образованных в результате первичной дезинтеграции.
На рис. 6 в обломках кварц-антимонитовой руды месторождения Сентачан минеральный состав руды представлен кварцем (35...45 %) и антимонитом (55...65 %). В подчиненном количестве в пробе присутствует арсенопирит.
V
• »
■.1' * » I
% - « л
г ■ 1
I I
1 __
а б
Рис. 6. Массивное (а) и вкрапленное (б) сложение
кварц-антимонитовой руды месторождения Сентачан
Текстура руды по соотношению рудного и нерудного минерала -массивная, до вкрапленной, участками наблюдается пятнистое сложение.
Руда - трещиноватая. Структура мелкозернистая, гранобластовая, при которой руда сложена изометрическими зернами.
Массивные руды сложены мелкозернистым антимонитом, участками прослеживаются структуры перекристаллизации, характеризующиеся гранобластовым строением (рис. 6, а). Размер зерен - 10...50 мкм.
Внутреннее строение зерен антимонита характеризуется структурами двойникования, выраженными в широком развитии пластинок антимонита. Следует отметить, что в массивных минеральных агрегатах (рис. 6, б) наблюдается чередование зерен с двойниковым строением и без двойникового строения.
На рис. 7 показано изменение содержания серы для различных классов крупности кварц-антимонитовой руды месторождения Сентачан. Из приведенного графика следует, что исследованная проба характеризуется значительной изменчивостью содержания серы в различных фракциях руды, измельченной в результате первичного дробления. Для фракции -40 мкм содержание серы на 2,9 % выше среднего по образцу, что составляет 28,34 % в относительном выражении. При этом содержание серы во фракциях -40 мкм и -125+100 мкм отличаются на 4,49 %, что составляет 43,56 % относительно среднего содержания по образцу.
40-71+10 -100-71 -125+100 -160+125 -20(Ъ160 -250*200 Класс крупности, мкм
Рис. 7. Содержание серы в кварц-антимонитовой руде месторождения
Сентачан: 1 - среднее; 2 - в различных классах крупности
Характерной особенностью распределения серы в кварц-антимонитовой пыли является то, что наибольшее относительное изменение содержания серы - 43,56 %. Минеральный состав представлен кварцем с коэффициентом твердости 7 по шкале Мооса, антимонитом - коэффициент крепости 2.2,5 и арсенопиритом - коэффициент крепости 5,5. В процессе дезинтеграции руды первичному разрушающему импульсу подвержены минералы, имеющие наименьший коэффициент крепости -
антимонит и арсенопирит. Структура руды характеризуется как мелкозернистая и гранобластовая, при которой минералы образуют зерна относительно одинакового размера и имеют ярко выраженную изометрическую, аллотриоморфную форму с четкими границами, что облегчает отделение сульфида в процессе разрушения. Это объясняет, почему содержание серы увеличивается по мере уменьшения крупности частиц. Таким образом, в рудничных условиях при разрушении горного массива в первую очередь произойдет выброс пылевых частиц, минералы которых имеют наименьший коэффициент твердости и наиболее четкую форму зерен.
В пробе медно-никелевой руды, отобранной на месторождении Шануч и представленной гранито-гнейсами, габбро и вкрапленными рудами, нерудная часть сложена амфиболом, хлоритом, кварцем, полевым шпатом, серпентином, карбонатом. Структура руды - среднезернистая. Халькопирит - второй по распространенности рудный минерал в пробе медно-никелевой руды, его содержание достигает 6 %. В руде (рис. 8, а) халькопирит присутствует в виде ксеноморфных выделений, образуя вкрапления в пирите и самостоятельные поля.
а б
Рис. 8. Ксеноморфные выделения халькопирита (а) и вкрапленная сульфидная минерализация (б) медно-никелевыхруд месторождения
Шануч
В исследуемой медно-никелевой руде сульфиды образуют одиночные вкрапления с равномерным распределением в порфировидных образованиях гидрослюдистых агрегатов (рис. 8, б). Размер вкраплений не превышает 20 мкм. Также в образце наблюдается сгущение вкраплений с образованием пятен, здесь преобладают более крупные выделения пирита - 40 мкм, халькопирита - 200 мкм и виоларита - 100 мкм. Форма выделений ксеноморфная, структура - от мелко- до среднезернистой. Сульфиды встречаются в виде отдельных вкрапленников и минеральных сростков.
Минералогические исследования медно-никелевой руды показали, что в прожилково-вкрапленных рудах сульфидная минерализация представлена пиритом, халькопиритом и виоларитом, характер распределения -неравномерный.
Для пробы медно-никелевой руды месторождения Шануч изменения содержания серы в различных классах крупности показаны на рис. 9.
На рис. 9 наблюдается эффект перераспределения содержания серы между фракциями руды при первичном ее дроблении. Руда мелко и сред-незернистая, как видно из графика, для фракции -40 мкм содержание серы на 1,67 % выше среднего по образцу, что составляет 11,13 % в относительном выражении. При этом содержание серы во фракциях -40 мкм и -125+100 мкм отличаются на 3,11 %, что составляет 20,7 % относительно среднего содержания по образцу.
13
в 17
л
си ? 16
<и
у = -2Е-0. бх3+0.0009х2-0.1181х+18.694 = 0.9996
я
й
N &
I
и
15 14 13 12
\
Ч / А___ \ ♦ 1 1 ' ♦
-40 -71+40 -100+71 -125+100 -160-125 -20(Ы60 -250-200 Класс крупности, мхм
Рис. 9. Содержание серы в рудах месторождения Шануч, представленной гранито-гнейсами: 1 - среднее; 2 - в различных классах крупности
Результаты исследования медно-никелевой руды (рис. 8, 9) свидетельствуют об относительно равномерном распределении содержания серы по классам крупности в пробе руды, представленной гранито-гнейсами, где минеральный состав представлен кварцем, амфиболом, полевыми шпатами, актинолитом, диапазон твердости которых - 6,5-7, сульфидные минералы представлены пиритом, халькопиритом и виоларитом, их твердость по шкале Мооса - 3-6,5.
Полученная закономерность перераспределения содержания серы в рудах и породах различного тонкого помола убедительно свидетельствует о том, что, когда минералы сульфидов имеют меньшую хрупкость и твердость по сравнению с вмещающими породами, в первую очередь измельчению будут подвержены сульфиды, что влечет за собой риск возникновения взрыва сульфидной пыли, содержащей серу в количестве, достаточном для развития экзотермической реакции.
В ходе выполнения исследования установлено, что строение минерала, содержащего серу, а именно величина его зерен, определяет вероятность риска более высокого содержания серы в мелких фракциях (-40, -71+40, -100+71 мкм), образованных в результате первичного измельчения руды при техногенном воздействии на массив, а следовательно, является фактором, представляющим опасность взрыва сульфидной пыли.
Заключение
Определен комплекс факторов, оказывающих влияние на взрыво-опасность сульфидной пыли, формируемой в процессах первичной дезинтеграции колчеданных руд и пород. Установлена необходимость при анализе сульфидных руд и пород учета их минерального состава с оценкой среднего содержания серы в различных классах крупности и учета хрупкости минералов, слагающих сульфиды и вмещающих породы, для выявления минерала, наиболее склонного к разрушению, определения размера зерен и формы нахождения сульфидов в минерале, определяющих их склонность к образованию мелких пылевых частиц.
Значимость полученной закономерности о перераспределении содержания серы при дезинтеграции колчеданных руд и пород приобретает особое значение с учетом наращивания производственных мощностей и вовлечением в процесс добычи руд с более низким содержанием полезным компонентов. Таким образом, в результате геолого-минералогической оценки проанализированы: минеральный состав руд и пород, хрупкость и твердость минералов, крупность зерен сульфидов и форма их нахождения, определены закономерности четкости кристаллографического строения сульфидов. Все это оказывает влияние на характер распределение содержания серы при дезинтеграции руд и пород в различных классах крупности пылевых фракций.
Учитывая, что если одним из факторов, определяющих взрыво-опасность сульфидной пыли, является распределение серы в колчеданных рудах и породах, то перспективным направлением исследований пожаро-взрывобезопасности при освоении месторождений колчеданных руд является установление условий взаимного сочетания крепости, твердости, хрупкости и пластичности минералов в процессе их дезинтеграции.
Список литературы
1. Трубецкой К.Н., Захаров В.Н., Панфилов Е.И. Актуальные проблемы состояния и перспективы развития минерально-промышленного комплекса России // Маркшейдерия и недропользование. 2017. №1(87). С. 17-19.
2. Каплунов Д.Р., Радченко Д.Н. Принципы проектирования и выбор технологий освоения недр, обеспечивающих устойчивое развитие рудников // Горный журнал. 2017. №11. С. 52-59.
3. Государственный доклад о состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2018 году. М.: Минприроды России, 2019. 424 с.
4. Оценка взаимосвязи самовозгорания пород с деформационными процессами при комбинированной разработке месторождений колчеданных руд / М.В. Рыльникова, Д.Н. Радченко, Г.И. Айнбиндер, Е.Н. Есина // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2020. Вып. 2. С. 126-138.
5. Рыльникова М.В., Айнбиндер Г.И., Есина Е.Н. Требования и факторы безопасной отработки месторождений колчеданных руд // Горная промышленность. 2020. № 2. С. 82-87. DOI: 10.30686/1609-9192-2020-2-8287.
6. Кондратьев В.Б., Попов В.В., Кедрова В.Г. Глобальный рынок меди // Горная Промышленность. 2019. № 3. С. 80-87. DOI: 10.30686/16099192-2019-3-145-80-87.
7. Развитие ресурсосберегающих и ресурсовоспроизводящих геотехнологий комплексного освоения месторождений полезных ископаемых / К.Н. Трубецкого [и др.]. М.: ИПКОН РАН, 2014. 196 с.
8. Параманов Г.П. Предупреждение взрывов сульфидной пыли на колчеданных рудниках. СПб.: СПГГИ, 1999. 130 с.
9. Горинов С.А., Маслов И.Ю. Возгорание пылевоздушных смесей под действием ударных воздушных волн при подземной добыче колчеданных руд // ГИАБ. 2017. № 12. Спец. Вып. 33. 24 с.
10. Тетерев Н.А., Ермолаев А.И., Кузнецов А.М. Взрывы сульфидной пыли // ГИАБ. 2018. № 12. Спец. Вып. 63. 20 с.
11. Rao Y. Z. Explosion Pressure and Minimum Explosible Concentration Properties of Metal Sulfide Ore Dust Clouds // Journal of Chemistry. 2020. Article ID 7980403. https://doi.org/10.1155/2020/7980403.
12. Visualization and analysis of mapping knowledge domain of oxidation studies of sulfide ores / R. Hong [etc.] // Environmental Science and Pollution Research. 2020. V. 27. Р. 5809-5824. https://doi.org/10.1007/s11356-019-07226-z.
13. Дик Ю.А., Котенков А.В., Танков М.С. Практика опытно-промышленных испытаний технологий разработки рудных месторождений. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. 480 с.
14. Практика технического перевооружения рудников АО «Евраз-руда» на самоходное оборудование / Ю.А. Дик, А.В. Котенков, М.С. Танков, В.И. Башков. СПБ.: Изд-во ПервоГрад, 2019. 400 с.
Митишова Наталия Александровна, канд. техн. наук, мл. науч. сотр., geo-science amail. ru, Россия, Москва, Институт проблем комплексного освоения недр им. ак. Н.В.Мельникова Российской академии наук,
Федотенко Виктор Сергеевич, д-р техн. наук, вед. науч. сотр., ученый секретарь, victorfedotenko@,gmail. com, Россия, Москва, Институт проблем комплексного освоения недр им. ак. Н.В.Мельникова Российской академии наук,
Горбатова Елена Александровна, д-р геол.-минерал. наук, зам. заведующего минералогического отдела, lena_gorbatova@mail. ru, Россия, Москва, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н.М. Федоровского»,
Айнбиндер Артем Геннадьевич, генеральный директор, ooo.getspb@yandex.ru, Россия, Москва, ООО «ГэцПБ»
GEOLOGICAL AND STRUCTURAL ANALYSIS OF PYRRHIC ORES AND ROCKS IN ASSESSING THE EXPLOSIVE HAZARD OF SULFIDE DUST
N.A. Mitishova, V.S. Fedotenko, E.A. Gorbatova, A.G. Aynbinder
A geological and structural assessment of multicomponent pyrite ores from the Sibayskoye, Sentachan, and Shanuch deposits was carried out. The results of the analysis for the first time allowed us to establish that the content of sulfur in the dust formed during the primary disintegration of pyrite ores and rocks increases with a decrease in the size of dust particles. The results obtained determine the need to study the conditions for safe mining of sulfide ores by underground method, taking into account the mineral composition of rocks, strength characteristics, grain size and the form of sulfides in the mineral.
Key word: sulfides, sulfur, dust, structure, mineral, explosion safety, underground mining, x-ray fluorescence analysis.
Mitishova Nataliya Alexandrovna, candidate of technical sciences, junior researcher, geo-science @mail. ru, Russia, Moscow, Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources Russian Academy of Sciences,
Fedotenko Victor Sergeevich, doctor of technical sciences, leading researcher, scientific secretary, victorfedotenko@,gmail. com, Russia, Moscow, Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources Russian Academy of Sciences,
Gorbatova Elena Aleksandrovna, doctor of geological and mineralogical sciences, Deputy head of the mineralogical Department, lena_gorbatova@,mail. ru, Russia, Moscow, Federal state budgetary institution "АН-Russian research Institute of mineral raw materials named after N. M. Fedorovsky»,
Aynbinder Artyom Gennadievich, general manager, ooo. getspb@yandex. ru, Russia, Moscow, OOO «GetsPB»
Reference
1. Trubetskoy K. N., Zakharov V. N., Panfilov E. I. Actual problems of the state and prospects of development of the mineral and industrial complex of Russia. 2017. No. 1 (87). Pp. 17-19.
2. Kaplunov D. R., Radchenko D. N. Principles of design and selection of technologies for the development of mineral resources that ensure sustainable development of mines.
2017. no. 11. Pp. 52-59.
3. State report on the state and use of mineral resources of the Russian Federation in
2018. Moscow: Ministry of nature of Russia, 2019. 424 p.
4. Evaluation of the relationship between spontaneous combustion of rocks and deformation processes in the combined development of pyrite ore deposits / M. V. Rylnikova, D. N. Radchenko, G. I. Ainbinder, E. N. Esina // Proceedings of the Tula state University. earth science. 2020. Issue 2. Pp. 126-138.
5. Rylnikova M. V., Ainbinder G. I., Esina E. N. Requirements and factors for safe mining of pyrite ore deposits // Mining industry. 2020. No. 2. Pp. 82-87. DOI: 10.30686/1609-9192-2020-2-82-87.
6. Kondratev V. B., Popov V. V., Kedrova V. G. Global copper market // Mining Industry. 2019. No. 3. Pp. 80-87. DOI: 10.30686/1609- 9192-2019-3-145-80-87
7. Development of resource-saving and resource-reproducing geo-technologies for complex development of mineral deposits / K. N. Trubetskoy [et al.]. Moscow: IPKON RAS, 2014, 196 p.
8. Paramanov G. P. Prevention of sulfide dust explosions at pyrite mines. SPb.: spg-gi, 1999. 130 p.
9. Gorinov S. A., Maslov I. Yu. Ignition of dust-air mixtures under the action of shock air waves during underground mining of Pyrrhic ores // GIAB. 2017. no. 12. Spec. Issue 33. 24 p.
10. Teterev N. A., Ermolaev A. I., Kuznetsov a.m. Explosions of sulfide dust // GIAB. 2018. no. 12. Special Issue 63. 20 p.
11. Rao Y. Z. Explosion Pressure and Minimum Explosible Concentra-tion Properties of Metal Sulfide Ore Dust Clouds // Journal of Chemistry. 2020. Article ID 7980403. https://doi.org/10.1155/2020/7980403.
12. Visualization and analysis of mapping knowledge domain studies of oxidation of sulfide ores / Hong R. [etc.] // Environmental Science and Pollution Research. 2020. V. 27. R. 5809-5824. https://doi.org/10.1007/s11356-019-07226-z.
13. Dick Yu. a., kitten B. A., M. S. Tanks Practice experienced-industrial testing of technology of development of the ore field deposits. Yekaterinburg: Ural publishing House. UN-TA, 2014. 480 p.
14. Practice of technical re-equipment of mines of JSC "Evraz-ore" for self-propelled equipment / Yu. a. Dik, A.V. Kotenkov, M. S. Tankov, V. I. Bashkov. SaintPetersburg: PervogradPublishinghouse, 2019. 400 p.
