Переработка крупнокусковой горной массы на железорудных карьерах
Рассмотрены основные результаты деятельности специалистов институтов и организаций, которые занимаются вопросом переработки крупнокусковой горной массы в железорудных карьерах. Изложен объем теоретических, аналитических и экспериментальных работ выполненных в ИГТМ. Проанализированы горнообогатител...
Gespeichert in:
| Datum: | 2013 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2013
|
| Schriftenreihe: | Геотехнічна механіка |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60048 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Переработка крупнокусковой горной массы на железорудных карьерах / Е.В. Бабий, В.И. Косенко // Геотехнічна механіка: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 110. — С. 25-38. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-60048 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-600482014-04-12T03:02:24Z Переработка крупнокусковой горной массы на железорудных карьерах Бабий, Е.В. Косенко, В.И. Рассмотрены основные результаты деятельности специалистов институтов и организаций, которые занимаются вопросом переработки крупнокусковой горной массы в железорудных карьерах. Изложен объем теоретических, аналитических и экспериментальных работ выполненных в ИГТМ. Проанализированы горнообогатительные железорудные предприятия Украины и стран СНГ на предмет применения сухой магнитной сепарации в карьере и на обогатительной фабрике. Разработана типовая технологическая схема предварительного обогащения крупнокусковой горной массы в карьере. Обоснованы рудные и вскрышные грузопотоки, которые рекомендуется направлять на комплекс крупнокусковой рудоразборки. Проанализированы производители электромагнитных сепараторов Украины, России, Швеции и Китая для горной массы крупностью 450 (350) 0 мм. Наведено основні результати діяльності фахівців інститутів й організацій, які займаються питанням переробки гірської маси великих шматків в залізорудних кар’єрах. Викладений об’єм теоретичних, аналітичних та експериментальних робіт, які виконані в ІГТМ. Проаналізовані гірничозбагачувальні залізорудні підприємства України та країн СНД на предмет використання сухої магнітної сепарації в кар’єрі та на збагачувальних фабриках. Розроблена типова технологічна схема попереднього збагачення гірської маси великих шматків в кар’єрі. Обґрунтовані рудні та розкривні вантажопотоки, які рекомендовано спрямовувати на комплекс рудорозробки великих шматків. Проаналізовані виробники електромагнітних сепараторів України, Росії, Швеції та Китаю для гірської маси 450 (350) – 0 мм. Key findings of specialists from different institutes and organizations dealing with the problems of rock lump processing in the iron ore quarries are presented including theoretical, analytical and experimental work carried out in the IGTM. Iron ore mining and enrichment enterprises from Ukraine and the CIS are analyzed for possibility to apply dry magnetic separation in their quarries and at their enrichment plants. A standard technological scheme was developed for preenrichment of the lump rock mass in the quarry. Ore and overburden freight traffics were established, and such traffics are recommended to be laid to the lump separation complex. Ukrainian, Russian, Swiss and China manufacturers of electromagnetic separators for the rock mass of 450 (350) 0 mm size are analyzed. 2013 Article Переработка крупнокусковой горной массы на железорудных карьерах / Е.В. Бабий, В.И. Косенко // Геотехнічна механіка: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 110. — С. 25-38. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60048 622.271.3:622.778-913.1 ru Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Рассмотрены основные результаты деятельности специалистов институтов и организаций, которые занимаются вопросом переработки крупнокусковой горной массы в железорудных карьерах. Изложен объем теоретических, аналитических и экспериментальных работ выполненных в ИГТМ. Проанализированы горнообогатительные железорудные предприятия Украины и стран СНГ на предмет применения сухой магнитной сепарации в карьере и на обогатительной фабрике. Разработана типовая технологическая схема предварительного обогащения крупнокусковой горной массы в карьере. Обоснованы рудные и вскрышные грузопотоки, которые рекомендуется направлять на комплекс крупнокусковой рудоразборки. Проанализированы производители электромагнитных сепараторов Украины, России, Швеции и Китая для горной массы крупностью 450 (350) 0 мм. |
| format |
Article |
| author |
Бабий, Е.В. Косенко, В.И. |
| spellingShingle |
Бабий, Е.В. Косенко, В.И. Переработка крупнокусковой горной массы на железорудных карьерах Геотехнічна механіка |
| author_facet |
Бабий, Е.В. Косенко, В.И. |
| author_sort |
Бабий, Е.В. |
| title |
Переработка крупнокусковой горной массы на железорудных карьерах |
| title_short |
Переработка крупнокусковой горной массы на железорудных карьерах |
| title_full |
Переработка крупнокусковой горной массы на железорудных карьерах |
| title_fullStr |
Переработка крупнокусковой горной массы на железорудных карьерах |
| title_full_unstemmed |
Переработка крупнокусковой горной массы на железорудных карьерах |
| title_sort |
переработка крупнокусковой горной массы на железорудных карьерах |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2013 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60048 |
| citation_txt |
Переработка крупнокусковой горной массы на железорудных карьерах / Е.В. Бабий, В.И. Косенко // Геотехнічна механіка: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 110. — С. 25-38. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| series |
Геотехнічна механіка |
| work_keys_str_mv |
AT babijev pererabotkakrupnokuskovojgornojmassynaželezorudnyhkarʹerah AT kosenkovi pererabotkakrupnokuskovojgornojmassynaželezorudnyhkarʹerah |
| first_indexed |
2025-07-05T11:09:52Z |
| last_indexed |
2025-07-05T11:09:52Z |
| _version_ |
1836805042348228608 |
| fulltext |
УДК 622.271.3:622.778-913.1
3
Бабий Е.В., канд. техн. наук, ст. науч. сотр.
Косенко В.И., канд. техн. наук, ст. науч. сотр.
Икол А.А.
(ИГТМ НАН Украины)
ПЕРЕРАБОТКА КРУПНОКУСКОВОЙ ГОРНОЙ МАССЫ
НА ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ КАРЬЕРАХ
Бабій К.В., канд. техн. наук, ст. наук. співр.
Косенко В.І., канд. техн. наук, ст. наук. співр.
Ікол О.О.
(ІГТМ НАН України)
ПЕРЕРОБКА ВЕИЛКОШМАТКОВОЇ ГІРСЬКОЇ МАСИ
НА ЗАЛІЗОРУДНИХ КАРЄРАХ
Babiy K.V., Ph.D. (Tech.), Senior Researcher
Kosenko V.I., Ph.D. (Tech.), Senior Researcher
Ikol А.А.
(IGTM NAS of Ukraine)
PROCESSING OF LUMPY ROCK MASS IN THE IRON ORE QUARRIES
Аннотация. Рассмотрены основные результаты деятельности специалистов институтов и
организаций, которые занимаются вопросом переработки крупнокусковой горной массы в
железорудных карьерах. Изложен объем теоретических, аналитических и эксперименталь-
ных работ выполненных в ИГТМ. Проанализированы горно-обогатительные железорудные
предприятия Украины и стран СНГ на предмет применения сухой магнитной сепарации в
карьере и на обогатительной фабрике. Разработана типовая технологическая схема предва-
рительного обогащения крупнокусковой горной массы в карьере. Обоснованы рудные и
вскрышные грузопотоки, которые рекомендуется направлять на комплекс крупнокусковой
рудоразборки. Проанализированы производители электромагнитных сепараторов Украины,
России, Швеции и Китая для горной массы крупностью 450 (350) -0 мм.
Ключевые слова: карьер, железная руда, сухая магнитная сепарация, крупнокусковая
горная масса, технологическая схема, предварительное обогащение, циклично-поточная тех-
нология.
Введение. Открытый способ добычи железных руд обеспечивает лучшие,
чем при подземных работах, количественные и качественные показатели. Тем
не менее, качественные показатели добычи полезных ископаемых имеют тен-
денцию к снижению. Это связано с тем, что в Кривбассе богатые месторожде-
ния практически исчерпаны, а при разработке бедных месторождений постоян-
но происходит снижение качества исходного минерального сырья. Оно обу-
словлено усложнением геологического строения продуктивной толщи, отра-
ботке контактных зон «руда-порода» и безрудных прослоек, применением тех-
3
© Бабий Е.В., Косенко В.И., Икол А.А., 2013
нологий разрушения и выемки, которые приводят к разубоживанию руд, ис-
пользованием комплекса машин большой единичной мощности, которые не по-
зволяют производить раздельную выемку, и другие. Перечисленные горно-
геологические, технологические и технические условия отработки месторожде-
ния приводят к большим потерям и разубоживанию, что в результате приводит
к нерациональному природопользованию. Кроме того снижение за счет неруд-
ных включений качества руды, поступающей из карьера, является одним из
главных факторов увеличения энергозатрат при производстве концентрата.
На горнодобывающих предприятиях проблему минимизирования потерь и
разубоживания полезного ископаемого решают различными способами: плани-
руют режимы горных работ, усредняют рудное сырье перед обогащением, вы-
числяют экономически обоснованное бортовое содержание полезного компо-
нента, применяют предварительное обогащение на обогатительной фабрике и
другие. Анализ способов рационального извлечения полезных ископаемых по-
казал, что они не дают желаемых результатов, так как каждый из них направлен
на решение отдельной задачи технического или технологического характера, а
для производства необходимо комплексно решать проблему рационального
природопользования путем разработки ресурсосберегающих технологий и ми-
нимизирования потерь.
Новым направлением повышения качества минерального сырья является ре-
сурсосберегающая технология предобогащения руды в карьере (ТПРК). Суть
этой технологии заключается в предварительном обогащении горной массы,
содержащей магнитную составляющую, непосредственно в карьере (очистном
забое, борту карьера, верхнем или нижнем перегрузочном пункте циклично-
поточной технологии). Активному проектированию и внедрению этой техноло-
гии на железорудных карьерах мешает отсутствие установленных взаимосвязей
параметров добычных и вскрышных работ, теоретического обоснования техно-
логии и совместимости еѐ с циклично-поточной технологией применяемой на
железорудных карьерах Кривбасса, разработанных методик расчета изменения
производительности добычных и вскрышных комплексов.
Актуальность выбранного в статье направления обусловлена отсутствием
комплексного обзора использования сухой магнитной сепарации на горно-
обогатительных комплексах и обоснованием применения современных элек-
тромагнитных сепараторов для крупнокусковой горной массы в технологиче-
ских комплексах на перегрузочных пунктах циклично-поточной технологии
(ЦПТ).
Анализ последних исследований и публикаций. В 1970-80-х гг. в Инсти-
туте геотехнической механики (ИГТМ) им. Н.С. Полякова НАН Украины ак-
тивно развивалось направление предварительной переработки крупнокусковой
горной массы на железорудных карьерах Советского Союза [1 и др.]. Сотруд-
никами института были выполнены теоретические изыскания способов предва-
рительного обогащения железистых кварцитов при открытой и открыто-
подземной разработке месторождения. Научные проработки касались техноло-
гических комплексов и возможного их применения, расположения комплекса
оборудования и его состава. Конструкторская группа под руководством
С.М. Бро выполнила инженерные расчеты технологических комплексов пред-
варительного обогащения и сконструировала передвижной дробильно-
обогатительный комплекс. Однако дальнейшее развитие этого направления бы-
ло затруднительно в связи отсутствием необходимого оборудования. В техно-
логическом комплексе предусматривалось использовать сепараторы, которые
перерабатывают горную массу после среднего дробления и/или грохотильных
устройств. В связи с этим разработанный технологический комплекс включал в
себя кроме дробилки крупного дробления дополнительно дробилку среднего
дробления, чо существенно увеличивает размеры, объем и вес конструкции, ус-
ложняет дробильно-обогатительную схему переработки горной массы. Кроме
того существующие сепараторы на тот момент не удовлетворяли необходимым
техническим (размеры, напряжѐнность магнитного поля) и технологическим
(низкий выход магнитного продукта, потери полезного компонента) требовани-
ям.
Главным условием применения сепараторов является выдержанный грану-
лометрический состав горной массы (ограничение по максимальному куску). В
технологических схемах стационарных комплексов предварительного обогаще-
ния при циклично-поточной технологии предусматривалось применять грохо-
чение после стадии крупного дробления или вместо нее. Большой вклад в раз-
витие этого направления вложили ученые Института геотехнической механики:
М.Г. Новожилов, Н.А. Резников, С.М. Бро, Г.Г. Грищенко, Б.Н. Тартаковский,
М.С. Четверик, И.И. Гаврилюк, С.А. Бондарь. Были проведены научно-
исследовательские работы, конструкторские проработки, опытно-
промышленные эксперименты и промышленная проверка работы грохотильных
устройств по сортировке крупнокусковой руды при циклично-поточной техно-
логии (неподвижные колосниковые грохота). Опытно-промышленные экспери-
менты на карьере № 1 НКГОКа показали неработоспособность этих грохотов.
В 2000-х годах для железорудных карьеров предварительным обогащением
руды в карьере занимаются уже несколько научных учреждений. В России в
Институте горного дела Дальневосточного отделения РАН над этим направле-
нием работают специалисты: Г.В. Секисов, Л.Е. Гуревич, Ю.Н. Резник,
Е.Б. Шевкун, В.С. Чечеткин и другие. Они ведут теоретические исследования
рациональной отработки богатых железорудных месторождений. Ими предла-
гается для разубоженных руд применять передвижные комплексы в добычном
забое. В их трудах приводятся различные технологические схемы дробильно-
обогатительных комплексов и металлургических переделов. Работа дробильно-
обогатительного комплекса предусматривает предварительный качественный
взрыв и поэтому включает в себя только дробилки среднего и мелкого дробле-
ния и сухую магнитную сепарацию для мелкодробленной руды, после чего
рудная масса поступает на второй комплекс (металлургический), где доводится
до концентрата.
В Украине предварительным обогащением руды занимаются специалисты
нескольких организаций. Их деятельность имеет разные направленности: тео-
ретического, экспериментального или опытно-промышленного характера.
Теоретическими изысканиями кроме ИГТМ занимаются специалисты Кри-
ворожского технического университета: Ю.П. Капленко, М.Б. Федько,
С.А. Мельничук, С.В. Безверхий, В.В. Кузнецов и другие. Они занимаются по-
иском рациональных технологий при подземном способе добычи магнетитовых
кварцитов в комплексе с предварительным сухим обогащением. Ими выполне-
но экономико-математическое моделирование различных технологических
схем дробильно-обогатительного комплекса в подземных условиях в зависимо-
сти от стадии дробления и внутришахтного размещения отходов сухих хвостов.
Лучшие показатели качества горной массы и работы комплекса получены при
предварительном обогащении магнетитов после среднего и мелкого дробления.
Доказывается, что обогащение железных руд после крупного дробления куском
-350 мм не рационально, поскольку очень большие габариты сепаратора, что
отражается на капитальных затратах строительства. Проведены исследования
применения сепараторов шкивного и барабанного типа, которые показали ра-
циональность последних, ввиду меньших габаритов и относительной дешевиз-
ны закупки и обслуживания.
В Национальном горном университете проф. Кармазинным В.И. и Борисен-
ко С.Г. совместно с государственным институтом по проектированию «Крив-
басспроект» и «Механобрчермет» разрабатывалась технология горных работ с
созданием подземного горно-обогатительного комбината. Сущность этой тех-
нологии заключается в следующем. Шахтное поле увеличивается за счет пони-
жения бортового содержания железа. Производится валовая добыча руд, увели-
чиваются параметры добычных блоков, что позволяет сократить количество
подготовительных выработок, увеличить производительность рудника. Руду
доставляют с использованием рудоспусков к подземным камерам, в которых
расположено дробильное и обогатительное оборудование. Для обогащения ис-
пользуется шахтная вода. Отходы обогащения обезвоживаются и ими заполня-
ются камеры после выпуска руды. Концентрат выдается на поверхность.
Крупную работу экспериментального и опытно-промышленного характера
выполняют специалисты ООО «Научно-технический центр магнитной сепара-
ции «Магнис ЛТД» (г. Луганск) путем разработки технологии механизирован-
ной магнитной рудоразборки. Индивидуальность этой организации заключается
в том, что они разрабатывают и изготавливают новые высокоградиентные сепа-
раторы, позволяющие производить крупнокусковую рудоразборку. Ими прове-
дены на стендовой установке многочисленные испытания проб горной массы
карьеров Украины и стран СНГ по извлечению магнитного продукта и обога-
тимости для разных типов руд. На основании чего выполнены расчеты повы-
шения содержания железа общего и магнитного в магнитном продукте по от-
ношению к исходному. Промышленное внедрение оборудования произведено
на двух карьерах ОАО «Карельский окатыш» (Россия), карьере Соколовско-
Сарбайского ГОКа (Казахстан) и планируется применять на Полтавском ГОКе
(Украина). Специалистами «Магнис ЛТД» под руководством Р.С. Улубабова
выполнен большой объем работ непосредственно по изучению обогатимости-
горной массы для отдельных типов руд ГОКов и конкретных условий, извлече-
нию полезного компонента. Но все исследования и эксперименты имеют част-
ный характер, и отсутствует теоретическое обоснование технологии со схемами
вскрытия, системами разработки, типизации технологических схем и комплек-
сов.
Промышленное внедрение комплексов сухой магнитной сепарации (СМС)
выполняет ООО РП „Сигма”. Так в карьере № 2-бис «АрселорМиттал Кривой
Рог» построен и введен в эксплуатацию в августе 2009 г. комплекс СМС возле-
верхнего перегрузочного пункта циклично-поточной технологии на территории
действующего склада породы и предназначен для переработки контактных ма-
лорудных кварцитов и бедных балансовых руд. Комплект оборудования вклю-
чает дробилки крупного и среднего дробления, электромагнитные сепараторы.
Производительность комплекса СМС по исходному сырью составляет
4800 тыс. т.в год, по готовой продукции (обогащенной руде) –2900 тыс. т. в год.
О научной и исследовательской деятельности организации данных нет.
Вопросом переработки крупнокусковой горной массы на железорудных
карьерах занимаются многие организации, но у каждой свое направление, спо-
собы и методы исследований, условия применения и результаты.
Целью статьи является комплексный обзор достижений науки и техники по
вопросу переработки крупнокусковой горной массы в железорудных карьерах.
Изложение основного материала. В ИГТМ научно-исследовательские ра-
боты в направлении переработки крупнокусковой горной массы в карьерах
продолжают выполняться в рамках госбюджетных тем (№0107U012100,
№0110U000676 и др.). Теоретические исследования по этому вопросу ограни-
чиваются условиями разработки железорудных карьеров Кривбасса и стран
СНГ. По этому вопросу выполнен большой объем работ теоретического, анали-
тического и экспериментального характера [2]:
- изучены геологические особенности железорудных месторождений;
- разработана классификация контактных зон «руда – вмещающие породы»;
- исследованы причины засорения рудного потока;
- установлены аналитические зависимости коэффициента засорения от ши-
рины заходки, емкости ковша экскаватора и других горно-геологических пара-
метров;
- установлена взаимосвязь между параметрами систем разработки, схемами
вскрытия и объектами предобогатительного комплекса;
- разработана систематизация однотипных комплексов в зависимости от
горно-технологических условий разработки и применяемого оборудования;
- рассчитаны энергетические затраты при применении перспективных тех-
нологий добычи и переработки руд, выполнен их анализ и сравнение;
- разработана методика расчета корректирования производственной мощно-
сти карьера, производительности обогатительной фабрики и вскрышных работ;
- разработаны технологические схемы переработки горной массы в зависи-
мости от типа применяемого оборудования, места расположения оборудования
и размещения отходов;
- сформированы технологические комплексы в зависимости от крупности
перерабатываемого куска горной массы, магнитных свойств и оборудования;
- разработаны теоретические основы технологии предобогащения руды в
карьере.
Анализ существующего положения железорудных карьеров, применяемых
схем вскрытия, систем разработки и горнотранспортного обеспечения, а также
результатов расчета энергоемкости технологических схем с предварительным
обогащением показал, что применение технологии предобогащения руды в
карьере рационально выполнять в комплексе с циклично-поточной технологи-
ей. Главными достоинствами ЦПТ является поточный вид транспорта и то, что
на внутрикарьерных перегрузочных пунктах в обязательном порядке имеется
дробилка крупного дробления.
При формировании технологического комплекса предварительного обога-
щения руды, ранее выполненными исследованиями [2] было установлено, что
выбор стадии дробления горной массы зависит от типа руд и ценности горной
массы. Кондиционные руды с высоким содержанием полезного компонента ра-
ционально подвергать всем трем стадиям дробления и только после этого пред-
варительно обогащать через сухую магнитную сепарацию. Учитывая запылен-
ность процесса мелкого дробления и трудность транспортирования мелкой
фракции, эти руды перерабатывать лучше на обогатительной фабрике. Некон-
диционные руды забалансовых запасов или разубоженные руды слабомагнит-
ными включениями из контактных зон подлежат рудоразборке после среднего
дробления в карьере или непосредственной близости от него. После крупного
дробления подвергать рудоразборке рационально разубоженные руды пустыми
породами и вскрышные породы, содержащие магнетит, тем самым увеличить
производительность карьера по руде, уменьшить объем вскрышных пород,
уменьшить потери полезного ископаемого.
Таким образом, на комплекс крупнокусковой рудоразборки после крупного
механического дробления рационально направлять грузопотоки:
1. Вскрышных пород из контактных зон «руда – вскрыша» для уменьшения
потерь полезного ископаемого.
2. Рудной массы с сильномагнитными свойствами при выемке контактных
зон «руда – вскрыша» с безрудными породами для уменьшения разубоживания.
3. Рудной массы при отработке: а) безрудных прослоев;
б) сложноструктурных добычных забоев, где перемежаемость рудных слоев и
безрудных прослоек более двух и в) при выклинивании рудной залежи во вме-
щающие породы для уменьшения разубоживания; г) зон тектонических нару-
шений.
4. Вскрышных пород при отработке железистых горизонтов, не вошедших в
продуктивную толщу, для рационального использования богатства недр, мини-
мизирования потерь полезного ископаемого и создания безотходных техноло-
гий. Так, например, в железорудной свите Первомайского месторождения вы-
деляют 7 железистых и 7 сланцевых горизонтов. Тогда как продуктивной тол-
щей являются только силикат-магнетитовые кварциты пятого и шестого желе-
зистых горизонтов. А остальные железистые горизонты, которые имеют непо-
стоянные мощность или кондицию полезного компонента не вошли в балансо-
вые запасы.
Типовая технологическая схема переработки крупнокусковой горной массы
в комплексе с ЦПТ представлена на рис. 1, сущность которой заключается в
следующем [3]. К внутрикарьерному перегрузочному пункту вскрышные поро-
ды доставляются автосамосвалом 1. После процесса дробления горной массы в
дробилке крупного дробления 2 ее передают передаточным конвейером 3 на
сепаратор 4. В результате горная масса делится на две части: магнитный про-
дукт, который направляют передаточным конвейером 5 в бункер 6 и отходы су-
хой магнитной сепарации – в бункер 7. Дальнейшее транспортирование осуще-
ствляется крутонаклонным (наклонным) конвейером 8 сменным графиком к
перегрузочному пункту на борту карьера или земной поверхности 9 в железно-
дорожный транспорт.
Практическое применение технологической схемы возможно, например, на
горизонте -60 м Ингулецкого карьера. Этот перегрузочный пункт недозагру-
женный и используется для усреднения рудной массы. Его можно использовать
по принципиально новой технологической схеме. Породы вскрыши, содержа-
щие магнитную составляющую, после крупного дробления подают самотеком
на ниже расположенный уступ -90м, где кусок 0 – 350 мм подлежит сухой маг-
нитной сепарации. Горная масса делится на два потока: магнитный продукт и
отходы обогащения. Это дает возможность рационально использовать электро-
энергию на дробление, уменьшить потери полезного ископаемого, дополни-
тельно извлекать объемы руды, повышать содержание полезного компонента и
извлекать отходы обогащения с низким содержанием железа. В результате маг-
нитный продукт направляется конвейерным транспортом на земную поверх-
ность, а отходы обогащения складируются во внутреннем отвале или исполь-
зуются в карьере для отсыпки дорог.
Рис. 1 – Технологическая схема предобогащения при циклично-поточной технологии
1 - автосамосвал, 2 – дробилка крупного дробления, 3 – передаточный конвейер,
4 – сепаратор сухой магнитной сепарации, 5 – передаточные конвейера, 6 – бункер для
магнитного продукта, 7 – бункер для отходов обогащения, 8 – крутонаклонный конвейер,
9 – перегрузочный пункт в железнодорожный транспорт
Осуществление технологии предобогащения руды в карьере стало возмож-
ным благодаря последним техническим разработкам в области сухого магнит-
ного обогащения и создания магнитных сепараторов для предобогащения маг-
нитных, слабомагнитных и окисленных руд.
Для магнитных и слабомагнитных кварцитов рекомендуется применять се-
параторы нового поколения с магнитной системой, которые представлены ООО
«НПП «Укрэкология», ООО «ЭРГО плюс», ООО «Научно-технический центр
магнитной сепарации «Магнис ЛТД» и других производителей (табл. 1).
Таблица 1 - Производители оборудования для обогащения сильно- и слабомагнитных руд
крупностью до 450 мм
Производитель
оборудования
Комплекс
Крупность
горной мас-
сы, мм
Производи-
тельность
комплекса,
т/ч
ООО «ЭРГО плюс» г. Калуга,
Российская Федерация
Линия магнитной сепара-
ции (железные руды);
ВМС-1 (втор.металл);
ВМС-2 (шлаки)
450 – 0
450 – 0
450 – 0
1500
200
10 – 200
ООО «Научно-технический
центр «Магнис ЛТД»
г. Луганск
КМР-1,2/1,4 ВР
КМР-1,8/2 КО
КМР1,8/2 С
300 – 0
350 – 0
350 – 0
355 – 500
Пекинский центральный научно-
исследовательский институт по
горному делу и металлургии,
Китай
СТ-1016
СТ-1416
300 – 100
400 – 0
150 – 200
200 – 350
Ma'anshan Baiyun Environment
Protection Equipment Co., Ltd,
Китай
CTDG 1515N
CTDG 1214N
350 – 40
600 – 800
500
SIWEN MAGNETIC CO., Ltd,
Китай SD011
350
300
250
600 – 800
300
400
Sala International AB,
Швеция
BSA-1224-235 300 – 0 150 – 250
ООО «Центр технологических
исследований»,
г. Луганск
ПБМ-120/400 250 – 0
Выполнен анализ применения сухой магнитной сепарации на обогатитель-
ных фабриках ГОКов Кривбасса и стран СНГ, проведенных экспериментов на
стендах заводов изготовителей современного оборудования, опытно-
промышленных участках по крупнокусковой рудоразборке в железорудных
карьерах. Каждое горнодобывающее предприятие имеет свои специфические
особенности, связанные с минералогическим составом полезного ископаемого,
наличием оборудования и его современности, квалификации обслуживающего
персонала и многих других характеристик работы, поэтому все собранные дан-
ные рассматривались индивидуально (табл. 2).
Таблица 2- Результаты анализа использования сухого магнитного обогащения на ГОКах
Украины и стран СНГ [2]
Горнорудные
предприятия
Этап внедрения
Крупность
кусков, мм
Оборудование
1 2 3 4
Полтавский ГОК Работает на ОФ 60 – 33
4ПБС-63/200 с грохочением
Q=200т/ч, QФ=250т/ч
-//- 60 – 33
2ПБС-90/250 с грохочением,
Q=500т/ч, QФ=350т/ч
-//- 60 – 0
2ПБС-90/250 без грохочен.
Q=500т/ч, QФ=500т/ч
Михайловский ГОК
Опытно-
промышленные-
испытания
-250 ПБМ – 120/400
Михайловский ГОК с
2007 г.
Работает/
испытание
-70 /-200
КРМ-1,2/2М,
Q=400-450 т/ч=2,2 млн/год
Стойленский ГОК Работает 20 – 10 2ПБС-90/250 с грохочением
Опытно-
промышленные-
испытания
50 – 20 2ПБС-90/250 с грохочением
-//- 18 – 0 BSA-1223-235
Азербайджанский
ГОК
Работает 2ПБС-90/250 с грохочением
ОАО «Олкон» -//- 40 – 10 BSA-1223-235 Q=682т/ч
Опытно-
промышленные-
испытания
-350 + 0
Сепаратор НПО «Эрга» на основе
редкоземельных магнитов
Костомукшского ме-
сторождения
-//-
10 – 0
+10
Сепаратор DS-1124-65
Q=340т/ч
ОАО «Карельский
окатыш»
Опытно-
промышленные-
испытания
20 – 0 2ПБС-90/250 с грохочением
-//- 60 – 20 2ПБС-90/250 с грохочением
-//- 15 – 0 Сепаратор BSA-1223-235
Работает 350 – 0
Комплекс «Магнис ЛТД»
Q=2775,17 тыс. т/год
Лебединский ГОК
На стенде «Маг-
нис ЛТД»
400 – 100
350 – 0
Комплекс «Магнис ЛТД»
Западный карьер
Корпангского место-
рождения
Опытно-
промышленная
эксплуатация
-350
КМР-1,8/2КО,
Q=355-500 т/ч
Центральный ГОК Работает на ОФ 25 – 0 4ПБС-63/200
Соколово-Сабайский
ГОК на Куржункуль-
ском карьере
Промышленная
эксплуатация с
2008 года на ОФ
КМР-1.8/2 С
Q=210-250 т/ч
Продолжение таблицы 2
1 2 3 4
Ингулецкий ГОК Работает на ОФ 25 – 0
На стенде «Маг-
нис ЛТД»
350 – 0 Комплекс «Магнис ЛТД»
АрселорМиталл
Кривой Рог на карье-
ре 2-бис.
Верхний пере-
грузочный пункт
ЦПТ
150 – 0
Комплекс ООО РП «Сигма»:
дробилкащековаяTRIOCT-32×54;
грохот ГИТ-51; ЭБС-90/120А,
ЭБС-90/150А. Q=750-850 т/ч
АрселорМиталл Кри-
вой Рог карьер «Юж-
ный»
На борту карье-
ра возле отвала
150 – 0
Комплекс ООО РП «Сигма»: дро-
билки «MetsoMineral»C100
иGP200; сепаратор ЭБС-90/120А
Шахта «Октябрьская»
на промплощадке
Работает 10 – 0
ООО «НПП «Укрэкология»
ПБСС-90×110; Q=30-60 т/ч
Коршуновский ГОК
На стенде «Маг-
нис ЛТД»
350 – 0 Комплекс «Магнис ЛТД»
На основании собранных данных (см. табл. 2) выполнен анализ этапов раз-
вития научно-технического прогресса. С годами проявляется тенденция вне-
дрения нового оборудования СМС в производство, и соответственно изменяют-
ся параметры работы, например, выход сухих хвостов (рис. 2):
- первоначально на ГОКах проводили опытно-промышленные испытания на
сепараторах типа 4ПБС-63/200 для широкополосчатых и полосчатых руд. Ре-
зультаты этих испытаний были противоречивые: так если на Полтавском ГОКе
отобрано всего 3,5 % хвостов, то на Центральном ГОКе сухая магнитная сепа-
рация дает хорошие показатели работы с извлечением хвостов до 13,8 %;
- в 1980-х годах в промышленных масштабах внедряли сепараторы 2ПБС-
90/250, которые характеризуются более высокими производственными показа-
телями (Полтавский ГОК, Стойленский ГОК, Азербайджанский ГОК). Горная
масса, подвергавшаяся сухой магнитной сепарации, была фракцией 60 - 0 мм с
извлечением хвостов 5,0 - 8,75 %;
- в 1990-х годах все чаще используется импортное оборудование (“Sala
International AB” Швеция). Оборудование рассчитано на крупность кусков обо-
гащения в среднем 50 - 0 мм. Практические результаты показали высокие пока-
затели извлечения пустых хвостов до 9,3 - 14,5 %;
- в 2000 годы определилось новое направление в сухой магнитной сепара-
ции, при котором увеличивается крупность перерабатываемых кусков обогаще-
ния до 300 - 450 мм (ООО «ЭРГО плюс» г. Калуга, ООО «Научно-технический
центр «Магнис ЛТД» г. Луганск и другие производители). Ожидаемые показа-
тели извлечения до 15 - 16 % хвостов из рудной массы и 45-67 % из вскрышных
пород.
На современном этапе развития научно-технического прогресса имеется
оборудование для переработки горной массы любой крупности от мелкодроб-
ленной до крупнодробенной. Оборудование постепенно обновляется, совер-
шенствуется, что создает условия для разработки новых технологий.
Рис. 2 – Гистограмма, отображающая продуктивность используемого в производстве
оборудования по сухой магнитной сепарации
1 – максимальный выход хвостов; 2 – минимальный
Выводы и перспективы дальнейшего развития. Таким образом, можно
сделать вывод, что вопросом переработки крупнокусковой горной массы на же-
лезорудных карьерах занимаются научно-исследовательские институты, заводы
по изготовлению оборудования, опытно-промышленные предприятия и торго-
вые организации. У каждой организации свое направление, способы и методы
исследований, условия применения и результаты.
Анализ применения оборудования на горно-обогатительных комплексах на
протяжении 40 лет показал тенденцию смены магнитных сепараторов, появле-
ния нового оборудования, его опробования и внедрения в производство. Перво-
начально сухая магнитная сепарация предусматривалась для применения на
обогатительных фабриках для широкопосчатых и полосчатых руд при крупно-
сти 25 - 0 мм. Далее опытно-промышленные эксперименты проводились для
рудной массы 50 – 0 мм, потом для 100 – 0 мм. На современном этапе развития
техники имеются электромагнитные сепараторы для переработки крупнокуско-
вой горной массы 450 – 0 мм, что создает условия для разработки новых ресур-
сосберегающих технологий.
Условием применения современного оборудования для переработки круп-
нокусковой горной массы является ограничение по максимальному куску 450
(350) мм, что технологически возможно в трех случаях: после крупного меха-
нического дробления, после грохочения грузопотока или в результате качест-
венного взрыва. Ввиду нерентабельности второго (см. обзорную часть) и труд-
ности осуществления третьего варианта типовая технологическая схема вклю-
чает дробилку крупного дробления. Так как в большинстве случаев в железо-
рудных карьерах Кривбасса и стран СНГ имеется дробилка крупного дробления
(и не одна) при циклично-поточной технологии, то это дает возможность с ми-
нимальными затратами применять комплекс рудоразборки в карьере или непо-
средственной близости от него. Поэтому технологию предобогащения руды в
карьере рекомендуется рассматривать в комплексе с циклично-поточной техно-
логией, и размещать комплексы предобогащения на нижнем или верхнем пере-
грузочных пунктах.
Технология предобогащения руды в карьере предназначена для рудных и
вскрышных грузопотоков, позволяет отбирать пустые породы из рудной массы
и потери из вскрышных пород непосредственно в карьере. В результате повы-
шается производительность комбината по концентрату за счет переработки бо-
лее качественного сырья и снижаются затраты на концентрат в связи с вовлече-
нием в переработку некондиционных и разубоженных руд и уменьшения при
этом коэффициента вскрыши.
–––––––––––––––––––––––––––––––
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Четверик, М. С. Разработка Удоканского месторождения при открыто-подземных горно-
обогатительных работах / М. С. Четверик, В.В. Кармазин // Цветная металлургия. - 1988. - № 11. – С.
16-21.
2. Бабий, Е.В. Технология предобогащения железных руд в глубоких карьерах / Е.В. Бабий. – К.:
Наукова думка, 2011. – 184 с.
3. Пат. 101761 UA, МПК (2013.01) Е21С 41/26, Е21С 47/00. Спосіб розробки крутоспадних залі-
зорудних кар’єрів / К.В. Бабій, В.І. Косенко, О.О. Ікол; заявник і патентовласник ІГТМ
ім. М.С. Полякова НАН України. - u 2012 00115; заявл. 04.01.2012; опубл. 25.04.2013, Бюл. № 8.
REFERENCES
1. Chetverik, M.S.and Karmazin, V.V. (1988),“ Development of the Udokansky deposit during the open
and underground and mining and enrichment works” Tsvetnaya metalurgiya, no. 11, pp. 16-21.
2. Babiy, K.V. (2011), Tekhnologiya predobogashcheniya zheleznykh rud v glubokikh karyerakh [The
technology of preliminary enrichment of iron ores in the deep quarries], Naukova dumka, Kiev, Ukraine.
3. Babiy, K., Kosenko, V. аnd Ikol, A. M.S. Poljakov Institute of Geotechnical Mechanics under NAS of
Ukraine (2013), Sposib rozrobky krutospadnykh zalizorudnykh kareriv [The method of development the
steeply dipping iron ore quarries], State Register of Patents of Ukraine, Kiev, UA, Pat. № 101761.
–––––––––––––––––––––––––––––––
Об авторах
Бабий Екатерина Васильевна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, стар-
ший научный сотрудник в отделе Геомеханических основ технологий открытой разработки месторо-
ждений, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украи-
ны (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, katebabiy@yandex.ru.
Косенко Виктор Иванович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, старший
научный сотрудник в отделе Геомеханических основ технологий открытой разработки месторожде-
ний, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины
(ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина igtmnanu@yandex.ru.
Икол Александр Алексеевич, инженер-конструктор в отделе Геомеханических основ технологий
mailto:katebabiy@yandex.ru
открытой разработки месторождений, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Нацио-
нальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, igtmna-
nu@yandex.ru..
About the authors
Babiy Katerina Vasilevna, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Senior Researcher, Senior Re-
searcher in Department of Geomechanics of Mineral Opencast Mining Technology M.S. Polyakov Institute
of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dneprope-
trovsk, Ukraine, katebabiy@yandex.ru
Kosenko Victor Ivanovich, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Senior Researcher, Senior Re-
searcher in Department of Geomechanics of Mineral Opencast Mining Technology M.S. Polyakov Institute
of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dneprope-
trovsk, Ukraine, igtmnanu@yandex.ru.
Ikol Аlecsandr Аlekseevich, engineer in Department of Geomechanics of Mineral Opencast Mining
Technology M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of
Ukraine (IGTM, NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, igtmnanu@yandex.ru.
___________________________
Анотація. Наведено основні результати діяльності фахівців інститутів й організацій, які
займаються питанням переробки гірської маси великих шматків в залізорудних кар’єрах. Ви-
кладений об’єм теоретичних, аналітичних та експериментальних робіт, які виконані в ІГТМ.
Проаналізовані гірничо-збагачувальні залізорудні підприємства України та країн СНД на
предмет використання сухої магнітної сепарації в кар’єрі та на збагачувальних фабриках. Ро-
зроблена типова технологічна схема попереднього збагачення гірської маси великих шматків
в кар’єрі. Обґрунтовані рудні та розкривні вантажопотоки, які рекомендовано спрямовувати
на комплекс рудорозробки великих шматків. Проаналізовані виробники електромагнітних
сепараторів України, Росії, Швеції та Китаю для гірської маси 450 (350) – 0 мм.
Ключові слова: кар’єр, залізна руда, суха магнітна сепарація, гірська маса великих шма-
тків, технологічна схема, попереднє збагачення, циклічно-потокова технологія.
Abstract. Key findings of specialists from different institutes and organizations dealing with the prob-
lems of rock lump processing in the iron ore quarries are presented including theoretical, analytical and
experimental work carried out in the IGTM. Iron ore mining and enrichment enterprises from Ukraine and
the CIS are analyzed for possibility to apply dry magnetic separation in their quarries and at their enrich-
ment plants. A standard technological scheme was developed for pre-enrichment of the lump rock mass in
the quarry. Ore and overburden freight traffics were established, and such traffics are recommended to be
laid to the lump separation complex. Ukrainian, Russian, Swiss and China manufacturers of electromag-
netic separators for the rock mass of 450 (350) - 0 mm size are analyzed.
Keywords: quarry, iron ore, dry magnetic separation, lumpy rock mass, technological scheme,
preliminary enrichment, cyclically and streaming technology.
Статья поступила в редакцию 15.09.2013
Рекомендовано к публикации д.т.н., проф. М.С. Четвериком
mailto:katebabiy@yandex.ru
|