CC BY
48
УДК 622.271 С. С. Мининг
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕТРОГРАФИЧЕСКОГО МЕТОДА ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ЗАСОРЕНИЯ ДОБЫВАЕМОЙ РУДЫ В УСЛОВИЯХ КАРЬЕРА ОАО «МИХАЙЛОВСКИЙГОК»
Дано обоснование целесообразности применения петрографического метода определения фактического засорения неокисленных железистых кварцитов в условиях карьера ОАО «Михайловский ГОК».
Семинар № 2
Действующей Инструкцией и Порядком учета потерь и засорения руды при добыче в карьере Михайловского ГОКа установлено использование косвенного метода путем решения систем уравнений баланса руды и металла. Косвенный метод предусматривает надежное определение содержание железа в добываемой рудной массе и засоряющих породах.
На Михайловском ГОКе существуют сложности в установлении этих показателей из-за несогласованности данных, получаемых геологической службой и ОТК.
В связи с этим были проведены исследования по получению информации о возможности и целесообразности применения петрографического метода при определении засорения добываемых ОАО «Михайловский ГОК» неокисленных железистых квар-цитов.
Возможность применения петрографического метода определения засорения определяется различием определенных свойств руд и засоряющих их пород (прежде всего, физико-механи-ческих), особенностей их минерального состава, текстур, цвета и др.
Это отражено в «Отраслевой инструкции по определению, учету и нормирова-
нию потерь руды при разработке железорудных, марганцевых и хромитовых месторождений на предприятиях Министерства черной металлургии СССР» (Белгород, 1975) [1], которая гласит (приложение 1, пункт IV): «Необходимым условием применения петрографического метода является макроскопическое различие руд и пород (по цвету, текстуре) при крупности исследуемого материала +5 мм».
Сущность петрографического метода вышеуказанная Инструкция трактует следующим образом: «Отобранные пробы рудной массы разделяются на мелкую (-5 мм) и крупную (+5 мм) фракции. Затем крупную фракцию макроскопически сортируют на рудную и породную составляющие и взвешивают их».
При этом засорение определяется по формуле:
В = Вп/ДД-100,
где АД - количество исследуемой рудной массы; Вп - количество засоряющих пород в исследуемой рудной массе, определенное петрографическим методом (за исключением той части, которая учтена в балансовых запасах).
В середине 70-х гг. прошлого века для условий открытой добычи богатых железных руд КМА Демченко П.П. была предложена и проверена методика исследова-
ния проб конечной продукции (товарной руды), поскольку данные пробы постоянно отбираются службой ОТК в целях контроля качества руды [2].
В результате анализа контрольных (опытных) партий рудной массы с различными объемами примешанных пород было установлено, что петрографический метод занижает искомую величину засоренности, так как выщелоченные и слабые породы, попадающие в руду из прикон-тактных зон при дроблении дают большой выход мелкой фракции (-5 мм) и они не улавливаются петрографическим методом. В связи с этим возникает систематическая ошибка метода за счет того, что при петрографическом анализе материала крупной фракции не учитывается доля засоряющих пород, попадающих в мелочь. Данную систематическую ошибку возможно нейтрализовать посредством применения поправочного коэффициента Кв, величина которого в конкретных условиях должна быть установлена на основе специально проведенных экспериментальных работ. Аналитически величина этого коэффициента рассчитывается по формуле: Кв = 1 + Вм/Вк
где Вм и Вк - масса примешанных пород в пробе, содержащихся соответственно в мелкой и крупной фракциях.
Было исследовано 12 проб общей массой 158,4 кг из приконтактных зон. Результаты исследований показали вы-
сокую сходимость поправочных ко-фициентов, выведенных двумя различными путями: по результатам экспериментального дробления пород и анализу контрольных партий дробленой рудной массы.
Сопоставив теоретические исследования и экспериментальные данные по проверке петрографического метода в условиях открытой добычи богатых руд КМА, Демченко П.П. рекомендовал следующее среднее значение поправочного коэффициента на истираемость для михайловских окисленных железистых кварцитов — Квкв = 1,29 (табл. 1). Разброс значений коэффициента Кв обусловлен изменением степени выщело-ченности боковых пород при удалении от контакта рудных тел.
В настоящее время на Михайловском ГОКе при отборе, подготовке и доставке проб неокисленных железистых кварцитов применяются комплексные системы автоматического пробоотбора «Башня проб», установленных на ленточных конвейерах О-1 и О-2 обогатительной фабрики.
Важным условием обеспечения необходимой достоверности петрографического метода является отбор достаточно представительных проб как по минералогическому, так и по гранулометрическому составу, что вполне осуществимо при наличии на конвейерах 0-1,2 ДОК автоматических пробоотбор-
Таблица 1
Результаты проверки петрографического метода на опытных партиях рудной массы в условиях карьера Михайловского ГОКа [2]
Состав засоряющих пород Масса опытных партий руды, кг Засоренность, % Поправочный коэффициент Кв, доли ед.
Заданная Установленная петрографическим способом
Окисленные 115,6 4,5 3,5 1,29
железистые 121,2 8,7 7,3 1,19
кварциты 150,55 10,6 7,9 1,34
154,3 16,2 11,9 1,26
180,2 21,5 17,5 1,23
142,4 32,2 23,8 1,35
Среднее - - - 1,29
ников ОП-600.
Согласно инструкции И-Л-141-2002 «Изучение вещественного состава бедных руд Михайловского месторождения и продуктов их обогащения» [3] с изменением №1 от 12 июля 2006 г. пробы крупностью плюс 16 мм отбираются согласно ГОСТ 15054 от потока руды механическим пробоотборником ОП-600 с конвейеров О-1,2 ДОК. Накопленная «Башней проб» в течение смены проба подвергается грохочению с выделением класса плюс 16 мм.
Обломочный материал визуально, а также по относительной магнитной восприимчивости каждого куска рудной шихты разделяется с помощью магнита «Сочнева» на 7 минеральных разновидностей:
- существенно-магнетитовая (Мм>0,65; Бе мг>25 %);
- гематито-магнетитовая (Мм=0,65-0,51; Бе мг=20-25 %);
- магнетито-гематитовая (Мм=0,51-0,40; Бе мг=16-20 %);
- гематитовая (железнослюдко-вая), (Мм<0,40; Бе мг<16 %)
- окисленная (Мм<0,40; Бе мг<16
%);
- малорудная (Мм<0,40-0.35; Бе мг<10 %);
- безрудная (Мм<0.35; Бе мг<5 %).
Массовая доля железа магнетитового
и модуль магнитности в малорудной и безрудной разновидностях рассчитаны по данным ЦТЛ за 2005 год. Пробу рудной шихты каждой разновидности после рудоразборки взвешивают. Выход каждой разновидности (ур) в процентах вычисляется по формуле:
т 1Ч100
8 р = -------,
т
где т1 - масса материла данной разновидности, кг; т - масса пробы, взятой для рудоразборки, кг.
Подсчет результатов анализа производится с точностью до 0,1 %.
При расчете засорения за величину Вп принимается масса пятой (окисленной) разновидности.
В рамках выполнения настоящей работы по вышеперечисленной методике в ЦТЛ ОАО «Михайловский ГОК» рудо-разборке были подвержены 8 проб, причем петрографические исследования по определению засорения осуществлялись для 3 фракций каждой пробы: класса +16, -16+10 и -10+5 мм. Данное обстоятельство было вызвано необходимостью обоснования достаточности определения засоренности только по фракции класса +16 мм путем вычисления переводных коэффициентов с класса +16 мм на исходную рудную массу и использования результатов, полученных Демченко П. П. (табл. 1).
Коэффициент К, учитывающий переход от проб рудоразборки класса + 16 мм к исходной рудной массе, равен:
К = К1К2,
где К1 - коэффициент, учитывающий переход от проб рудоразборки класса + 16 мм к классу + 5 мм (по экспериментальным данным К1 = 1,21); К2 - коэффициент, учитывающий переход от проб рудоразборки класса + 5 мм к исходной рудной массе (по данным табл. 1 - К2 = 1,29).
Таким образом, общий коэффициент К, учитывающий переход от проб рудо-разборки класса + 16 мм к исходной рудной массе, равен:
К = 1,21х1,29 = 1,56.
Фоновое засорение неокисленных железистых кварцитов (НЖК) при добыче в карьере Михайловского ГОКа происходит за счет вовлечения в добычу части пород (окисленных кварцитов) из пропластков ниже кондиционной мощности, включенных в подсчет балансовых запасов. При определении засорения НЖК петрографическим методом полученные результаты должны быть
уменьшены на величину фонового засорения.
При открытом способе разработки технико-экономические условия выемки приконтактовых зон выражаются обобщенным показателем - нормативным коэффициентом К, являющимся отношением рудной части забоя к высоте уступа.
На величину минимальной мощности рудных тел и максимальной мощности прослоев пород существенно влияют направление отработки контактов (согласное или несогласное) и угол падения контактов.
Нормальные максимальные мощности внутрирудных прослоев пород при нормативном коэффициенте К = = 0,6 и среднем угле контактов руды и пород, равном 70о, соответственно равны: для согласных за-ходок - 0,9 м, для несогласных заходок -7,0 м., в среднем - 4 м. Для этих условий согласно данным детальной разведки Михайловского месторождения [4] с учетом селекции при отработке приконтактных зон фоновое засорение составляет 0,67 %.
Фактическое засорение неокислен-ных железистых кварцитов (НЖК) определяется в целом по карьеру петрографическим методом согласно выражению:
В = 1,56Вр - 0,67,
где В - фактическое засорение, %; Вр -фактическое засорение, определенное петрографическим методом по данным рудоразборки в ЦТЛ комбината, %; 1,56
- коэффициент, учитывающий переход от проб рудоразборки класса + 16 мм к исходной рудной массе (определен по экспериментальным данным); 0,67 - параметр, учитывающий фоновое засорение в балансовых запасах НЖК(по данным работы [4]).
Предлагаемая методика позволяет определять фактическое засорение НЖК практически каждую смену, что сущест-
венно повышает оперативность контроля над засорением.
Относительная погрешность петрографического метода определения засорения практически определяется относительной погрешностью коэффициента К, т. к. вклад остальных источников погрешностей несоизмеримо меньше.
Относительная погрешность коэффициента К равна:
100 I [ББ]
Шк = ±-
кс
п (п - 1)
где Шк - относительная погрешность коэффициента К, %; [ДД] - сумма квадратов отклонений фактических значений К от среднего Кср; п - число определений.
Используя данные рудоразборки, получаем
, 100 /0.7607 |96 %
Шк = ±------------------------.- = ±9,6 %
1.21 V 8*7
В работе [5] определены погрешности косвенного метода определения потерь и засорения НЖК для различных размеров выемочных единиц в условиях карьера Михайловского ГОКа. В табл. 2 приведены результаты сравнительного анализа погрешностей определения фактических потерь и засорения неокислен-ных железистых кварцитов петрографическим и косвенным методами.
В результате выполненной работы разработаны проекты дополнений к «Инструкции по нормированию и учету потерь и засорения железных руд при добыче в карьере ОАО «Михайловский ГОК» (2003 г.) и к «Порядку учета состояния и движения запасов полезных ископаемых по выемочным единицам ОАО «Михайловский ГОК» (2004).
В процессе исследований:
• обоснована возможность и целесообразность применения петрографического метода определения фактического засорения неокисленных железистых
Таблица 2
Результаты сравнительного анализа погрешностей определения фактических потерь и засорения неокисленныш железистыш кварцитов петрографическим и косвенным методами
Выемочная единица Относительные погрешности определения потерь и засорения шП и шв, %
Петрографический метод Косвенный метод
Шп шв Шп шв
Участок месторождения по карьеру в целом в контурах отработки:
за месяц ±12.3 ±9.6 ±45 ±28
за квартал ±10.6 ±9.6 ±39 ±16
за полугодие ±10.1 ±9.6 ±37 ±11.5
за год ±9.8 ±9.6 ±36 ±8
кварцитов (НЖК) при их добыче в карьере Михайловского ГОКа;
• обоснованы переводные коэффициенты для перехода от величин засорения во фракциях плюс 16 мм к засорению в исходной рудной массе;
• учтено влияние фонового засорения в добываемых неокисленных железистых кварцитах.
Установлено, что в целом за год погрешности косвенного и петрографического методов определения фактического засорения НЖК практически совпадают. Однако петрографический метод по срав-
1. Отраслевая инструкция по определению, учету и нормированию потерь руды при разработке железорудных, марганцевых и хромитовых месторождений на предприятиях Министерства черной металлургии СССР / ВИОГЕМ.
- Белгород, 1975. - 70 с.
2. Демченко П.П. Совершенствование методов определения и учета потерь и засорения железных руд при открытой добыче. Кандидатская диссертация. М., МГИ, 1976
3. Инструкция И-Л-141-2002 «Изучение вещественного состава бедных руд Михайловского месторождения и продуктов их обогаще-
нению с косвенным обладает следующими преимуществами:
• позволяет исключить из расчетов данные по содержанию железа в погашенных балансовых запасах, добытой рудной массе и засоряющих породах;
• повышает оперативность определения фактического засорения НЖК;
• снижает погрешность определения фактических потерь НЖК за год в 3,7 раза.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ния» / ОАО «Михайловский ГОК», Железногорск, 2002 - 15 с.
4. Технико-экономическое обоснование эксплуатационных кондиций для переоценки запасов неокисленных железистых кварцитов Михайловского железорудного месторождения в контуре отработки до 2007 года / НПП «Ге-олстром», М., 2002 - 123 с.
5. Разработка инструкции по нормированию и учету потерь и засорения при добыче в карьере ОАО «Михайловский ГОК» / Отчет ФГУП ВИОГЕМ, Белгород, 2003 - 47 с. ШИЗ
— Коротко об авторе -------------------------------------------------------------------
Мининг С.С. - кандидат технических наук, зав. лабораторией охраны недр, ФГУП ВИОГЕМ.
Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 2 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. В.Н. Попов.
