1.Введення

Відкриті гірничі роботи є однією з провідних галузей промисловості України і мають значні перспективи розвитку. Пояснюється це значними покладами корисних копалин в межах країни і району зокрема. Перспективними для регіону напрямами розвитку галузі є, по-перше, освоєння збагачення окиснених залізних руд. Це дасть змогу відпрацьовувати значні техногенні родовища і залізні руди, що на даний момент не підлягають переробці. Розвиток галузі неможливий без широкого впровадження інформаційних продуктів (геоінформаційних систем типу К-Mine, DataMine, Gemcom тощо). Велике значення для підвищення виробничих потужностей кар’єрів має застосування нових зразків обладнання, зокрема, гідравлічних екскаваторів і автосамоскидів останніх моделей, що мають високі технічні показники.

Кар'єр "Північний" гірничо-збагачувального комплексу "Укрмеханобр" ВАТ "Маріупольський металургійний комбінат ім. Ілліча" веде повторну відробку раніше втраченого багатого залізняку Саксаганського родовища, видобуток якого здійснювався підземним способом шахтами колишнього рудоуправління ім. Дзержінського. Родовище розташоване в Саксаганському і Центрально-міському районах м. Кривого Рогу Дніпропетровської області. У 1,5 км. на схід знаходиться залізничний вузол (станція Мудрьона Придніпровської залізниці), з яким виробнича інфраструктура підприємства сполучена двоколійною залізничною гілкою.

З півночі родовище межує з родовищем залізняку кар'єру «Південний» ШУ ВАТ "Арселор Міттал Кривий ріг, з півдня – з міськими землями. Гірничий відвод кар'єру і прилеглі землі знаходяться на території, що підпрацьовані шахтами колишнього рудоуправління імені Дзержінського. Широкий розвиток процесів зрушення і обвалення від ведення підземних гірських робіт робить ці землі непридатними для сільськогосподарського виробництва і цивільного будівництва.

Середньорічна температура повітря +8,5°С. Середня температура найбільш теплого місяця року (липня) +22°С. Середня температура самого холодного місяця (січня) -5,1 °С. За даними багаторічних спостережень, у середньому в році, переважають вітри північного і північно-східного напрямків. У холодну частину року переважають вітри північно-східного і східного напрямків, у теплу - північного і північно-західного. Середньорічна швидкість вітру 5 м/с.

2.Геологічна характеристика родовища

Родовище належить до Південної частини Саксаганського району Кривбасу, у геологічній будові якого беруть участь породи Криворізької серії нижнього протерозою. Криворізька серія представлена трьома свитами: Скелеватською (РR₁Sk), Саксаганською (РR₁Sx) і Гданцевською (Рr₁Gd).

Природно-багаті залізні руди в приповерхній частині родовища розташовані в залізистих шарах Саксаганської свити. Основна маса їх пов'язана з четвертим (Sx^4f), п'ятим (Sx^5f) і шостим (Sx^6f) залізистими шарами свити. Кількість рудних покладів відмічається в межах п'ятого (Sx^5s) та шостого (Sx^6s) сланцевих шарів. У проектному контурі кар'єру "Північний" знаходяться два великих поклади "Основний»" та "Східний».

Поклад "Основний" розташовуючись в п'ятому залізистому шарі (Sx^5f), представляє оруденілий шарнір синклінальної складки, яка простирається за азимутом ССВ 7°...15° і яка занурюється з півдня на північ під кутом 18°...20°. Численні відгалуження по крилах цієї структури переходять у рудні стовпи. У лежачому і висячому боці п'ятого залізистого горизонту породи складені гематит-мартитовим роговиком міцністю 10-12, об'ємною вагою 3,2 т/м³. Місцями роговик оруденілий і представлений гематит-мартитовою рудою міцністю 4-6, об'ємною вагою 3,4 т/м³. Міцність джеспілітів 5-го залізистого горизонту 10-14, об'ємна вага 3,2 т/м³. Міцність мартитової руди 6-8 місцями 8-10, об'ємна вага 3,5 т/м³. Об'ємна вага бідної мартитової руди - 3,4 т/м³. На деяких ділянках зустрічаються пухкі сипучі різновиди з коефіцієнтом міцності 2-3. Середня масова частка заліза по покладу з обліком розубожування породами висячого і лежачого боків складає 47-54%.

Поклад "Східний" належить до залізистих кварцитів четвертого залізистого шару (Sx^4f). Поклад шароподібної форми, не витриманий за падінням та простяганням. Оруденіння контролюється подовжньою та поперечною складчастістю і зоною вивітрювання залізистих кварцитів. Поклад складений мартит-гематитовою рудою. Потужність покладу до 40 м. Кут падіння змінюється від 38° до 60°. Середня масова частка заліза з урахуванням разубоження оцінюється в 47-54%. Шаруватість згідно з кутами падіння рудних покладів і вміщуючих порід. Тріщини окремості - крутопадаючі під кутом 50°-90°. Коефіцієнт міцності руди - 4-6, об'ємна вага 3,4 т/м.

Крім вищеописаних великих рудних тіл, у рудоносних шарах виявляється значна кількість більш дрібних рудних тіл, які не мали раніше промислового значення.

Ці рудні тіла належать до порід шостого залізистого шару (Sx^6f), п'ятого сланцевого шару (Sx^5s) і четвертого залізистого шару (Sx^4f).

Морфологія таких рудних тіл дуже різноманітна – відособлені рудні стовпи, штоки, рідше лінзи. Довжина їх за простяганням 5-10 м. Потужність 2-5 м. Руди мартитового, гідро-гематитового і гетито-гідрогематитового складу. Масові частки заліза в них від 47 до 58%.

Основними вміщуючими породами, які вилучаються при проведенні гірничих робіт у кар'єрі "Північний", є окислені залізисті кварцити і джеспіліти Sx^5f шару.

Масова частка заліза в цих породах 25-42%. Кут падіння порід 45°-60°. Коефіцієнт міцності 6-14, об'ємна вага 2,9-3,2 т/м³.

Породи Sx^5s представлені гематитовими роговиками з прошарками гематитового сланцю. Потужність горизонту 20-30 м. Кут падіння 44°-50°. Тріщинуватість пошарова, коефіцієнт міцності 7-9, об'ємна вага 2,9 т/м³.

Породи Sx^4f представлені потужною товщею гематит-мартитових роговиків 60-90 м. Кут падіння 45°-52°. Тріщини окремості під кутом 60°-90°. Коефіцієнт міцності 7-9 місцями f = 10-12, об'ємна вага 3,2 т/м³.

Надджеспілітові роговики Sx^6s являють собою гетит-гематитові роговики з вкрапленнями зерен мартиту. Коефіцієнт міцності в основній масі складає 6-8, але зустрічаються ділянки з міцністю 12-14, об'ємна вага 3,0-3,1 т/м³. Кут падіння 45°-52°.

Експлуатаційна розвідка родовища проводилася РУ ім. Дзержинського, а потім ш. "Гігант". За час відпрацювання родовища мінялися кондиції не тільки за вмістом заліза в руді, але і за потужністю рудних тіл, що призвело до залишення в надрах не тільки загублених та разубоження при очисній виїмці підземним способом залізних руд, але і цілих рудних тіл потужністю до 10 м.

Ймовірні ресурси залізорудної сировини в контурах проектованого кар'єру складаються з природно-багатої залізної руди, загубленої при підземній розробці, і розубожених руд. Запаси залізної руди, які залишилася в надрах, відносяться до категорії експлуатаційних втрат при видобутку і списані з балансу колишнього рудоуправління ім. Дзержинського, а також запаси природно-багатої та розубоженої залізної руди, які залишилися у надрах, є об'єктом відкритого повторного відпрацювання з 1953 p., тривалий час знаходилися в зоні зрушення від підземних гірничих робіт і об’єктивного обліку не мають.

З огляду на те, що кар'єр "Північний" проводить відпрацювання раніше загублених руд, видобуток яких здійснювався підземним способом, запаси багатих залізних руд у ДКЗ у кількості 7263 тис. тонн затверджені за категорією С2 (протокол № 11 від 18.04.06р.).

Оскільки кар'єр знаходиться в зоні осушених порід, виходів води у бортах| кар'єра не відмічалося. Крім того, підземні гірничі виробки, що збереглися, а також інтенсивно розвинена тріщинуватість| підробленого масиву гірських порід сприяють швидкій інфільтрації атмосферних опадів, що випадають на водозбірну площу кар'єру, в гірничі вироблення ш. "Гігант", звідки вони відкачуються шахтним водовідводом на поверхню. Згідно розрахунків інституту "Кривбаспроект" кількість води, яка може потрапити у кар'єр, а потім у гірничі виробки ш. "Гігант" за рахунок атмосферних опадів складе 70 м³/час.

Цей об'єм води в даний час і в майбутньому буде інфільтруватися| у нижче розташовані| гірничі виробки шахти "Гігант". Тому у спеціальній водовідвідній установці кар'єр не має необхідності.

В основу технології переробки сировини, що добувається, закладено використання відмінності у міцності руд і вміщуючих порід при дії на них зовнішніх механічних навантажень. Багатші за вмістом заліза складові гірської маси володіють меншою твердістю в порівнянні з бідними фракціями, тому при дії енергії вибуху і подальшому дробленні вони інтенсивніше руйнуються. У результаті утворюється значна різниця по масовій долі заліза між матеріалом різного розміру. Така різниця зумовлює застосування розділення роздріблюваного продукту по розміру шляхом його розсіювання. При цьому виділяється багатий підрешітний і бідний надрешітний продукти.

Комплекс технологічного устаткування ДСФ змонтований з можливістю забезпечення переробки руди за технологічною схемою, що включає дві стадії дроблення з операціями попереднього грохочення в ІI-ій стадії і подальшого грохочення роздрібнюваного продукту.

Вузол первинного дроблення руди включає приймальний бункер, пластинчастий живильник і щічну дробарку СМД-111. Продуктивність дробарки – до 200 т/год. Найбільший розмір кусків в живленні – 750 мм. Розмір розвантажувальної щілини – 80-100 мм.

Друга стадія дроблення здійснюється в конусній дробарці КМД-1750 з передчасним грохоченням на грохоті ГІТ-51 (№4) для виділення класу – 20 мм. Продуктивність дробарки – до 180 т/год, розмір розвантажувальної щілини 9 – 15 мм. Сито грохоту з розмірами отворів 20х20 мм.

Грохочення роздріблюваного продукту ІІ-ї стадії виконується на грохоті ГІТ-32 (№6). Поверхня, що просіює, – два сита з розмірами отворів 40х40 і 20х20 мм. Залежно від складу і якості сировини, що переробляється, фабрика може працювати в наступних режимах:

1) із здобуттям кондиційних аглоруди і кускової руди;

2) із здобуттям кондиційних аглоруди і некондиційної крупної фракції (далі «скидання»);

3) із отриманням кондиційної фарбової руди (у вигляді дрібної фракції) і скидання;

4) із отриманням кондиційної фарбової руди.

Ці варіанти відрізняються один від одного різними напрямами потоку надрешітного продукту грохоту №6 залежно від вмісту заліза в ньому, яке визначається експрес-аналізом проб, що відбираються на ділянці конвеєра №20 до бункера скидання.

Як допоміжна установка на ДСФ використовується дослідно-промисловий комплекс сухої магнітної сепарації, який призначений для підвищення якості аглоруди за рахунок її збагачення в сильному магнітному полі. Він розташовується по крайній східній залізобетонній опорі естакади прирейкового складу ДСФ в зоні розвантаження руди з конвеєра №22. Таке розташування комплексу дозволяє використовувати його періодично, тобто лише при необхідності збільшення вмісту заліза в товарній продукції заданих кондицій, що є окремим випадком роботи фабрики в режимі 2-го варіанту.