РАЗДЕЛ 2
ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Особенности вещественного состава проб окисленных железных руд
Кривбасса
Богатые окисленные железные руды в Криворожском бассейне добываются подземным
способом. По данным Ю.П.Капленка в пределах действующих шахт насчитывается
около 300 рудных залежей различных форм и мощности. Предельная глубина
распространения основных залежей по данным геологического прогноза составляет
до 3000м.
Богатые железные руды Криворожского бассейна характеризуются высокой массовой
долей железа (60-67%) и неоднородностью минерального состава. Наибольшие
балансовые запасы мартитовых и гематит-мартитовых руд (синька) сосредоточены в
полях действующих шахт "Родина", "Северная" и "Гвардейская". Эти руды слагают
пласто-столбо-линзообразные залежи среди железистых кварцитов. Длина залежей
колеблется от десятков до тысяч метров, а мощность изменяется от 2 до 200м.
Коэффициент крепости этих руд изменяется от 2,8 (мартитовых разновидностей) до
10,6 (гематитовых) [55]. С увеличением глубины залегания рудного тела крепость
руд по всем месторождениям Кривбасса снижается.
Руды имеют слоистую структуру, обусловленную чередованием рудных и нерудных
слоев. Мощность слоев колеблется от 0,5 до 2-3 мм, иногда до 10-15 мм.
Особенностью богатых окисленных железных руд подземной добычи является их
высокая пористость (до 30-35 %). Коэффициент крепости рудных минералов по шкале
М.М.Протодьяконова не превышает 7-8, а сцементированных участков с включениями
вмещающих пород (кварца) достигает 2-3.
Основным рудным минералом является мартит, реже - гидроксиды железа (гетит,
гидрогетит) [55-57]. Нерудными минералами являются кварц, иногда силикаты
(хлорит, каолинит, серпентин), в небольших количествах могут присутствовать
карбонаты (сидерит, доломит) [56,58,59].
Вредные примеси серы и фосфора могут привноситься пиритом и апатитом. Массовая
доля серы в рудах составляет 0,0011-0,049 %, а фосфора - от 0,019 % до 0,087
%.
По данным полуколичественного спектрального анализа в исследуемых пробах
окисленных железных руд не содержится промышленная концентрация редких и
рассеянных элементов.
Зерна мартита чаще всего представлены размером от 0,02 до 0,85 мм. Поверхность
зерен шероховатая, что весьма важно для разработки технологии гравитационного
обогащения [59].
Кварц по генетическому признаку встречается в рудах как первичным
(метаморфическим), так и вторичным (цементационным). Первичный кварц
представлен в виде зерен крупностью от 0,1 до 1,2 мм, а цементационный кварц
образует зерна от 0,5 до 1,5 мм.
Цементация окисленных железных руд Кривбасса вторичными минералами увеличивает
их крепость, особенно гетитом и кварцем. Рыхлые пористые руды (синька)
характеризуются высокой степенью природного раскрытия рудных зерен [55-61].
Запасы богатых окисленных железных руд с массовой долей железа 65 % и выше
составляют около 2,5 млн.т по каждому этажу, а до глубины 1500 м таких руд в
Кривбассе находится более 12,0 млн.т.
Распределение запасов богатых окисленных железных руд только по шахте
"Гвардейская" составляют 7,1 млн.т. (табл. 2.1). Залежи богатых руд на
горизонтах 1100-1270 м имеют столбообразную обособленную форму и могут быть
перспективными с точки зрения селективной выемки и раздельной выдачи руды на
поверхность. По химическому и минеральному составу окисленные железные руды
вдоль простирания месторождения Кривбасса имеют колебания
Таблица 2.1.
Распределение запасов богатых окисленных железных руд по шахте "Гвардейская"
(по данным геологической службы шахты)
залежь
этаж (м)
1032-1100
1100-1190
1190-1270
1270-1350
1350-1430
1430-1510
итого
тыс.т
Fe.%
тыс.т
Fe.%
тыс.т
Fe.%
тыс.т
Fe.%
тыс.т
Fe.%
тыс.т
Fe.%
тыс.т
Fe.%
северная восточно
503,6
64,2
608,1
64,7
613,9
64,8
241,6
64,8
445,8
64,9
173,4
65,1
2586,4
64,7
вентиляционная
102,6
64,0
126,4
64,4
196,7
64,4
611,4
65,0
149,9
65,0
496,5
64,9
1683,5
64,8
южная
423,2
64,4
128,8
64,4
498,2
65,2
512,6
65,9
896,5
67,2
379,9
67,4
2839,2
66,1
итого
1029,4
64,3
863,3
64,6
1308,8
64,9
1365,6
65,3
1492,2
66,3
1049,8
65,8
7109,1
65,3
по магнетиту от 0,19 до 0,62 %, гематиту от 84,49 до 94,46 %, гидроксидам от
1,17 до 6,84 %. Массовая доля карбонатов в рудах составляет от 0,15 до 0,48 %
(табл.2.2,2.3).
Общей закономерностью структуры окисленных железных руд подземной добычи
Кривбасса является постепенное увеличение вкрапленности рудных минералов от
отдельных зерен до сплошной по мере увеличения массовой доли железа в слоях
[62-66]. Нерудная вкрапленность в рудных слоях, как правило, отличается
крупными зернами отдельных вкраплений. Структура кварца в рудах представлена
преимущественно в виде отдельных или групп зерен, между которыми связи
ослаблены из-за частичного растворения по границам их срастания. Наблюдается
четкая зависимость пористости и крепости рудной массы от степени ее
выщелачивания. Карбонаты (кальцит, доломит, сидерит) образуют отдельные
линзовидные агрегаты среди основной массы кварца [67-70].
Общей характеристикой для окисленных железных руд шахт «Гвардейская», «Родина»,
«Северная» является их сыпучесть, а также неоднородность минерального и
химического состава по классам крупности (табл. 2.4).
Учитывая особенности окисленных железных руд, где в большей мере сосредоточены
их запасы были отобраны представительные пробы богатых руд шахты «Гвардейская»
с массовой долей железа общего 67,18 %, шахты «Родина» с массовой долей общего