CC BY
255
РАЗРАБОТКА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
УДК. 622.271
В.И. Гладских, С.В. Гром, А.Б. Пермяков, Н.И. Хасанов
ЖЕЛЕЗОРУДНАЯ БАЗА ОАО «МАГНИТОГОРСКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ»
Важное место в деятельности ОАО "ММК" по обеспечению потребности металлургического передела в подготовленном железорудном сырье занимает горно-обогатительное производство. 23% железорудного сырья, используемого для производства агломерата, - это руда, добываемая рудником, и отходы металлургического производства, которые перерабатываются и утилизируются цехами горно-обогатительного производства. Рудник осуществляет открытую добычу железорудного сырья. Он включает следующие основные железорудные месторождения:
- «Гора Магнитная» (в настоящее время отработка закончена);
- «Малый Куйбас»;
- «Подотвальное».
Месторождение «Малый Куйбас» приурочено к северному контакту гранитной интрузии с породами осадочно-эффузивной толщи палеозоя. Последняя сложена диабазовыми и плагиоклазовыми порфиритами с прослойками туфов, туфобрекчий и редкими линзами известняков. Указанные породы вблизи с гранитами превращены в скарны и роговики, образуя рудоносную зону, имеющую северо-восточное простирание с падением на запад под углом 60-90°. Рудные тела имеют различные размеры и очень сложное внутреннее строение. Внутри рудных тел имеются включения безруд-ных и слабооруденелых пород мощностью от долей метра до 10 и более метров.
Объемная масса пород и руд колеблется от 1,4 до 4,3 т/м3. Коэффициент крепости по шкале профессора Протодъяконова изменяется от 1 до 20.
По предварительным оценкам результатов разведки было высказано предположение о возможности увеличения запасов руд в месторождении за счет оруденелой зоны нижерасположенных горизонтов и за пределами проектного контура.
Предположения геологов геологоразведочной партии оказались оправданы. Собран фактический материал, подтверждающий существование
Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2007. № 2.-------
рудных залежей, пригодных для промышленной разработки открытым и подземным способами.
В первый год эксплуатации рудника на полную производительность (1973 г.) добыли 8911 тыс. т горной массы, в 1974 г. - 12465 тыс. т, в 1975 г. - 13967 тыс. т.
Состояние балансовых запасов месторождения «Малый Куйбас» на 01.04.1975 г. по оценкам геологоразведочной партии ОАО «ММК» представлены в табл. 1.
Кроме того, к балансовым отнесены залежи валунчатых руд в контурах открытых работ в количестве 13664 тыс. т категории С:+С2. Всего запасы месторождения составили 88,468 млн т руд.
Новые рудные тела геологами подсечены на более глубоких горизонтах и, частично, за пределами первоначального проектного контура карьера. Поэтому потребовались корректировка и разнос проектных контуров карьера.
Технико-экономическое обоснование (ТЭО) расширения действующего рудника выполнил институт «Уралгипроруда» (г. Свердловск). В декабре 1977 г. институт предоставил для рассмотрения ТЭО в составе трех возможных вариантов расширения рудника «Малый Куйбас» (рис. 1). Варианты отличались только в части, касающейся развития транспорта карьера:
Вариант I - с применением железнодорожного и автомобильного транспорта.
Таблица 1
Балансовые запасы месторождения «Малый Куйбас»
Катего- рия Типы руд Запасы, тыс. т
Открытый способ добычи Подземный способ добычи
С1 Окисленные - 145
С1+С2 Окисленные 2463 -
С1+С2 Магнетитовые 41836 20615
С1+С2 Т итаномагнетитовые - 9745
ИТОГО 44299 30505
Вариант II - с применением автомобильного транспорта.
Вариант III - с применением автомобильного транспорт и подъемника.
В 1980 г. утверждено ТЭО реконструкции и расширения карьера «Малый Куйбас» по Варианту III с годовой производительностью по руде основного карьера 1,7 млн т сырой руды и ва-лунчатых руд 1,5 млн т.
С утверждением нового проекта отработки месторождения «Малый Куйбас» возникла проблема с добычей и переработкой запасов валунчатых руд, которые рассредоточены в отдельных небольших залежах - 12 обособленных залежей с общим запасом 13,6 млн т, расположенных кольцом вокруг проявления коренных руд. В первом проекте 1971 г. эти образования не связаны с горными работами в основном карьере и могли быть отработаны самостоятельными карьерами. Теперь же большая часть залежей валунчатых руд охватывалась новым контуром и подлежала отработке. Ва-лунчатые руды относятся к труднопромывистым и подвергаются обогащению на Промывочно-обогатительной фабрике № 1 (ПОФ-1) ОАО «ММК».
В 1983 г. из недр месторождения «Малый Куй-бас» добыто 27,3 млн т руды. Это количество по первому проекту предполагалось добыть к 1994 г. (21 год отработки). По оценке геолого-маркшей-дерской службы Рудника в недрах на тот период оставалось еще около 8,0 млн т руд, первоначально учитываемых как забалансовые, но фактически оказавшихся вполне пригодными для промышленного использования. В связи с разносом бортов карьера по первому проекту института «Гипрору-да» (1983 г.) эти руды были добыты.
По проекту института «Гипроруда» карьер
Таблица 2
Производственная мощность карьера «Малый Куйбас» по годам
Периоды гг. Горная масса, тыс. т Сырая руда, тыс. т Коэффициент вскрыши, т/т
1973-1983 12157 2487 3,88
1984-1999 11607 1721 5,74
2000-2006 16075 1614 8,95
будет доработан к 2008 г. при годовой производительности 1, 7 млн т руды.
В 1999 г. институтом «Гипроруда» выполнен проект «Реконструкция карьера месторождения «Малый Куйбас» с увеличением производственной мощности, который предусматривал углубление карьера до горизонта 190 м. После проведения доразведки месторождения государственная комиссия по запасам переутвердила запасы железных руд для открытого способа разработки: маг-нетитовые руды категории С1 - 29573 тыс. т, категории С2 - 4665 тыс. т, мартитовые руды категории С1 - 2859 тыс. т, титаномагнетитовые руды категории С1 - 253 тыс. т, категории С2 - 595 тыс. т.
Таким образом, за период эксплуатации месторождения «Малый Куйбас» можно выделить три этапа развития:
Этап I - пуск карьера - 1972 г.
Этап II - реконструкция карьера с увеличением производительности по руде до 1,7 млн т в год - 1983 г.
Этап III - реконструкция карьера с его углуб-кой до горизонта 190 м - 1999 г.
В табл. 2 представлена динамика производственной мощности карьера за все этапы его развития.
В 2006 г. на карьере достигнут уровень добычи горной массы 20242 тыс. т при коэффициенте вскрыши
4.2 м3/т. Несмотря на достигнутый существенный прирост среднегодовой добычи горной массы в последние годы (+32,2%), выход сырой руды пропорционально не увеличился. Это связано с увеличением коэффициента вскрыши в
2.2 раза (рис. 2).
По состоянию на
01.01.2007 г. ожидаемые балансовые запасы железных руд составляют 35349 тыс. т. В настоя-
Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2007. № 2.
Таблица 3
Балансовые запасы месторождения «Подотвальное»
Типы руд Катего- рия Запасы руды в не- Среднее содержание, %
запасов драх, тыс. т Железо Сера Фосфор
Окисленные С1 542,4 46,5 0,042 0,039
С2 32,2 39,2 0,069 0,055
Матегитовые С1 6115,4 39,6 0,205 0,041
С2 952,4 35,1 0,148 0,036
ИТОГО С1+С2 7642,4 39,5 0,185 0,040
щее время геологоразведочная партия ОАО «ММК» ведет доразведку месторождения.
После пуска в 1973 г. в эксплуатацию карьера «Малый Куйбас» за 25 лет из недр этого месторождения добыто 49 549 тыс. т железных руд.
В 1998 г. при рассмотрении планов обеспечения ОАО «ММК» железорудным сырьем был поставлен вопрос о привлечении в эксплуатацию еще одного разведанного месторождения железных руд, расположенного в непосредственной близости от карьера «Гора Дальняя». Месторождение названо «Подотвальное» в связи с расположением рудных залежей под толщей отвалов пустых пород (мощностью до 45 м), вывезенных из карьера «Гора Дальняя».
Месторождение «Подотвальное» открыто в 1967 г. при проведении поисковых работ в районе магнитной аномалии в южной части Магнитогорского поля специалистами геологоразведочной партии и геологами Рудника горнообогатительного производства ОАО «ММК».
Месторождение относится к скарно-магнети-товому образованию, расположено в узком тектоническом блоке, ограниченном центральным разломом на западе и сбросом горы Маяк на востоке и приурочено к экзоконтакту куполообразного гранитного массива.
Рудоскарновая зона сложена в разной степени мета-морфизованными породами.
Типы руд и пород аналогичны месторождению горы «Магнитной». Большая часть руды месторождения представлена магнетитами.
Из всех разведанных запасов на долю магнетитовых руд приходится 96,2%.
Рудные тела представлены пластообразными и
Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2007. № 2.
Таблица 4
Забалансовые запасы месторождения «Подотвальное»
Катего- Запасы ру- Среднее содержание,
Типы руд рия за- ды в не- %
пасов драх, тыс. т Железо Сера Фосфор
Окисленные С1 13,8 33,5 0,057 0,022
С2 74,6 34,3 0,041 0,045
Магнетитовые С1 1018,6 35,8 0,110 0,018
С2 2434,5 39,0 0,078 0,043
ИТОГО С1+С2 3541,5 37,4 0,087 0,036
линзообразными залежами, частыми чередованиями богатых и бедных руд с безрудными ме-тосоматитами.
Ширина блока 700-1000 м, протяженность в меридиальном направлении 2,2 км. На юге блок ограничивается северным окончанием восточной залежи Магнитогорского месторождения, на севере протягивается до Куйбасовского гранитного массива.
Месторождение относится к группе очень сложного геологического строения со средними и мелкими телами полезных ископаемых.
При рассмотрении предложений геологоразведочной партии об утверждении обнаруженных запасов месторождения «Подотвальное» территориальной комиссией по запасам полезных ископаемых при комитете природных ресурсов по Челябинской области (ТКЗ) отмечено:
- отработка месторождении предполагается карьером до гор. +200 м;
- в предполагаемый контур карьера вовлекаются 70% разведанных запасов;
- коэффициент вскрыши 14,9 т/т.
Производительность, тыс. т/год
Годы
Г орная масса И Сырая руда
Рис. 2. График отработки месторождения «Малый Куйбас» с начала эксплуатации
15
Балансовые запасы железных руд месторождения по состоянию на 01.01.2000 г. в контуре проектируемого карьера приведены в табл. 3.
Запасы магнетитовых и окисленных руд за контуром проектного карьера представлены в табл. 4.
Для разработки приемлемого, экономически обоснованного решения вскрытия нового месторождения был привлечен Екатеринбургский профильный институт «Уралгипроруда», который представил на рассмотрение два способа разработки месторождения:
- подземный способ. Вскрытие выполняется двумя вертикальными клетьевыми стволами в районе станции «Отвальная» или двумя рельсовыми уклонами, расположенными в районе станции «Рудная»;
- открытый способ. Карьер с производительностью 750 тыс. т сырой руды в год. Срок отработки месторождения карьером -14 лет.
Техническим советом Аглодоменного комплекса ОАО «ММК» 27 апреля 1999 г. принят вариант отработки месторождения традиционным для горняков ММК способом - открытым.
Вскрытие месторождения по локальному проекту началось с удаления с поверхности оконтуренной рудной залежи техногенных наслоений отвала рыхлых пустых пород. Перемещение пород отвала с гор. 460-420 м производится без применения буровзрывных работ -только экскавация и автомобильная откатка автомашинами БелАЗ-7548. Зона скальных пород месторождения (гор. 420-200 м) разрабатывается с применением буровзрывных работ и также с экскавацией взорванной массы и автомобильной откаткой пустой породы во внутренние отвалы карьера «Гора Дальняя» и руды на промежуточный перегрузочный склад с погрузкой в железнодорожный транспорт. При этом скальные и рыхлые пустые породы складируются раздельно.
Высота вскрышных и добычных уступов -10 м, ширина рабочей площадки - 30-35 м,
в предельном положении уступы страиваются. Отрабатывается карьер до отметки +290 м спиральными съездами, до отметки 200 м - петлевыми. Руководящий уклон - 80%о.
Всего за пять лет от начала работ (март 2001 г.) по сооружению рудника месторождения «Подот-вальное» добыто горной массы 53278 тыс. т, в том числе железной руды - 1416 тыс. т.
В 2007 г. горные работы намечается продвигать в направлении расположения основных рудных залежей месторождения.
Вопрос обеспечения ОАО «ММК» железорудным сырьем в настоящее время решается только за счет привлечения привозного сырья, подготовленного для металлургического передела (агломерация, выплавка чугуна).
Руководством ОАО «ММК» проведена большая работа по поиску и реализации путей стабилизации поступающего железорудного потока. И как результат, в декабре 2006 г. получена лицензия на эксплуатацию Приоскольского железорудного месторождения в Белгородской области России. Запасы месторождения оцениваются в 2,1 млрд т неокисленных кварцитов (пригодных для магнитного обогащения) и 45,2 млн т богатых руд. На месторождении предполагается построить горно-обогатительный комбинат (собственность ОАО «ММК») с производственной мощностью 8,0 млн т подготовленного железорудного сырья. Это половина потребности комбината на достигнутый в 2006 г. уровень производства стали.
Однако строительство и ввод нового горнообогатительного комбината на проектную мощность может занять около 10 лет. Поэтому снабжение комбината сырьем продолжается по отработанной в последнее время схеме с постепенным сокращением приобретением руд у сторонних поставщиков. В пределах Магнитогорского железорудного района в ближайшие годы может продолжаться добыча руды общей мощностью на уровне 2,0 млн т сырой руды в год.
16----------------------------------------------------------------Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2007. № 2.
