Объединенные горнодобывающие и горно-обогатительные комплексы будущего
Наряду с развитием современной прогрессивной формы мощного горного предприятия, каким является горно-обогатительный комбинат, объединяющий всe технологические процессы, связанные с добычей, дроблением, измельчением, обогащением и окускованнем руды, в настоящее время ведутся научно-исследовательские проработки и технико-экономические обоснования целесообразности строительства на базе крупнейших железорудных месторождений в более далекой перспективе сверхмощных карьеров производственной мощностью по сырой руде до 100—150 млн. т в год.
В результате исследований, проведенных Днепропетровским горным институтом в 1971 г., было установлено, что южную группу месторождений железистых кварцитов Криворожского бассейна в перспективе нецелесообразно разрабатывать отдельными карьерами, так как в разделяющих карьеры целиках остается более 2 млрд. т руды, при извлечении которых неизбежно возникнут технические затруднения. В связи с этим было предложено эту группу месторождений (Ново-Криворожское, Скелеватское и Валявкинское) разрабатывать одним объединенным сверхмощным карьером (рис. 3.1) конечной глубиной 900—1000 м, длиной на поверхности 6,3 км, шириной до 5 км и производственной мощностью 150 млн. т сырой руды в год. Средний коэффициент вскрыши но объединенному карьеру при использовании только магнетитовых кварцитов составляет 0,32 м3/т, а при комплексном использовании магнетитовых и окисленных кварцитов — 0,1 м3/т. Общий объем вскрышных пород 14—16 млн. м3.
В начальный период вскрытие горизонтов производится с использованием существующих транспортных коммуникаций. В дальнейшем основными видами транспорта будут железнодорожный и комбинированный. При железнодорожном транспорте в качестве тяговых средств предлагается использовать агрегаты ПЭ-2М. При уклонах 40 % масса поезда составит 1090 т, производительность — до 6—8 тыс. т в сутки.
При достижении глубины 300—400 м целесообразно применение автомобильно-конвейерного транспорта. Будут использоваться автосамосвалы грузоподъемностью 75 и 120 т, ленточные конвейеры с шириной ленты 2000 мм. Погрузку руды и вскрышных пород намечено производить экскаваторами с ковшами емкостью 8 и 12,5 м3.
Супер ГОК (как он был назван) должен представлять собой типичный карьер будущего, оснащенный уникальным новейшим гориотранспортным оборудованием, иметь поточную технологию горного производства, обеспечивающую максимальную производительность труда при минимальной стоимости продукции.
Реализация проблемы построения такого предприятия позволит расконсервировать 6 млрд. т неокисленных железистых кварцитов, складировать вскрышные породы в выработанном пространстве, рекультивировать земную поверхность, использовать попутные горные породы в других отраслях народного хозяйства, повысить производительность труда в 2—2,5 раза, существенно снизить себестоимость продукции.
В 1973—1975 гг, на основе исследований Московского горного института и НИИКМА была установлена возможность создания на базе практически неограниченных запасов железных руд Курской магнитной аномалии сверхмощного горно-обогатительного комбината годовой производственной мощностью до 100—120 млн т. Разработку предложено вести объединенным карьером, включающим существующие Лебединский, Южно-Лебединский и Стойленский карьеры (рис. 3. 2). Для этого намечается развитие границ Лебединских карьеров за счет приобщения выявленных разведкой примыкающих железорудных участков, а также вовлечения в разработку запасов богатых руд и железистых кварцитов, временно законсервированных северо-восточным и юго-восточным бортами Стойленского карьера, где расположены транспортные коммуникации. В отработанном виде объединенный карьер должен иметь длину 18 км, ширину до 3,2 км и глубину 450 м. Угол погашения бортов по рыхлым породам 20°, по сланцам 35° и по кварцитам 40—45°. Общие запасы руды в контуре карьера 2485 млн. м3 при среднем коэффициенте вскрыши 0,44 м3/т. Срок эксплуатации карьера 60 лет. Производство вскрышных работ предполагается осуществлять техникой непрерывного действия с применением крупных роторных экскаваторов и системы ленточных конвейеров. Для перевозки скальных пород намечено использование железнодорожного транспорта. В добычной зоне карьера должна применяться техника цикличного действия: одноковшовые экскаваторы с железнодорожным и автомобильно-железнодорожным транспортом, с переходом на автомобильно-конвейерный транспорт будет перевозиться до 90 % рыхлой вскрыши и 50 % скальной. При комбинированном автомобильно-железнодорожном транспорте в качестве сборочных средств должны применяться автосамосвалы грузоподъемностью 75 т и более. Доставка пород с перегрузочных пунктов на поверхность будет выполняться тяговыми агрегатами напряжением 10 кВт, в думпкарах грузоподъемностью 165 т. При автомобильно-конвейерном транспорте предусматривается установка конвейеров в наклонном стволе. Скальные породы будут обуриваться станками СБШ-320. На погрузочных работах будут применяться экскаваторы ЭКГ-12,5, ЭШ-10/60 и ЭШ-5/45. Величина подвигання фронта работ в начальный период принимается 160—180 м/год, в дальнейшем снижается до 90—100 м/год. Земельный отвод под отвалы составит 2800 га. Развитие работ в карьере намечается от центрального действующего кварцитового карьера. Ширина рабочих площадок по рыхлым породам принимается 50, по скальным — 75 и по руде — 90—100 м.
Приведенные затраты на получение 1 т железа из концентрата при объединенном карьере на 11 % ниже.
ИГД Минчермета бывш. СССР в 1975—1976 гг. выполнена гориогеологическая и экономическая оценка железорудных месторождений, расположенных вдоль железнодорожной магистрали БАМа в юго-западной части Якутии. Установлен ряд железорудных площадей, имеющих большое промышленное значение. Наиболее благоприятные горно-геологические условия имеют ряд месторождений Южной Якутии. Здесь в пределах Чаро-Токкинского железорудного района целесообразна организация объединенного карьера на базе Тарыннахского, Кебектинского, Горгитского и Ималыкского месторождений с запасами железистых кварцитов более 6 млрд т. Эти месторождения расположены компактной группой, залежи имеют крутое падение. Мощность двух рудоносных горизонтов достигает 490 м и протяжение по простиранию с небольшими перерывами до 38 км. Мощность покрывающих пород не превышает 10—20 м, а коэффициент вскрыши находится в пределах 0,45—0,7 м3/т. Огромные запасы и исключительно благоприятные горно-геологические условия создают предпосылки для строительства объединенного карьера производственной мощностью 100—120 млн. т сырой руды в год, а в дальнейшем возможно и большей со сроком эксплуатации более 50 лет. Наиболее благоприятным для начала эксплуатации является Тарыннахское месторождение, расположенное в 130 км на север от строящейся трассы БАМа. Месторождение имеет три залежи с общими запасами 2,8 млрд. т, содержание железа в руде 28 %. Наиболее мощной является II залежь. Одно это месторождение способно покрыть потребность металлургического завода производительностью 10 млн. т чугуна в год. Тарыннахский ГОК целесообразно строить очередями по мере наращивания мощностей металлургического завода. Максимальная глубина карьера при отработке II залежи будет достигать 475 м с устойчивыми углами нерабочих бортов карьеров 45°. При эксплуатации карьера должна применяться наиболее мощная техника: экскаваторы ЭКГ-20, автосамосвалы грузоподъемностью 180—260 т. Освоение месторождений Чаро-Токкинского района в комплексе с Южно-Якутским бассейном коксующихся углей выдвигает задачу создания Якутско-Амурского металлургического района.
Южно-Якутские железистые кварциты представлены легкообогащаемыми рудами, имеющими после обогащения менее 2,5 % кремнезема, что указывает на целесообразность организации внедоменного металлургического производства.
Кроме группы месторождений Чаро-Токкинского железорудного района, в пределах Якутии, Сибири и Дальнего Востока в последние годы выявлен ряд железорудных месторождений, которые могут стать поставщиками рудного сырья для намеченной к развитию крупномасштабной металлургии на Востоке страны. На базе этих месторождений в Южной Якутии могут быть построены Таежный, Пионерский и Десовский ГОКи, на Дальнем Востоке — Гаринский и Кимкано-Сутарский ГОКи. Это свидетельствует о большой перспективности и высокой надежности восточной сырьевой базы для будущей металлургической промышленности в этих районах Советского Союза. Основные технико-экономические показатели новых крупных железорудных месторождений Южной Якутии, Дальнего Востока и Сибири представлены в табл. 3.1.
В заключение следует отметить, что строительство уникальных по своим масштабам объединенных железорудных карьеров, расположенных вблизи крупнейших металлургических комбинатов, является одной из важнейших народнохозяйственных проблем будущего промышленного развития страны. Кроме экономической целесообразности объединенные карьеры позволят применять наиболее современное крупное и мощное оборудование, высокопроизводительную технологию, наиболее рациональные режимы горных работ, улучшить управление и обеспечить большую гибкость и ритмичность производства.