Applied scientific and systemic problems of the related ore-dressing plants interaction in the event of decommissioning the massif that separates their quarries

Abstract

Purpose. Determining the possible and substantiating expedient alternate design and engineering decisions regarding the stage of spacial union of the adjacent quarries belonging to various owners by mining the rock pillar between the No. 3 quarry of PJSC “ArcelorMittal Kryvyi Rih” and the quarry of PJSC “Southern Mining Factory” with involvement into mining the reserves, extraction of which is possible within the existing mining and land allotments. Methods. It was used an integrated methodological approach, including mining and geological analysis of the rock massif between two adjacent quarries, which is subject to decommissioning; technical-economical analysis of the operational efficiency of the ore-dressing plant when decreasing the ore mine productivity as a result of cleaning-up the deposit; theoretical substabtiation of design and engineering decisions regarding the quarry objects parameters in the specified conditions and with the efficient development of a rock pillar that separates quarries. Findings. The state of the projects and plans for the development of mining operations in the No. 3 quarry of PJSC “ArcelorMittal Kryvyi Rih” and the quarry of PJSC “Southern Mining Factory” has been analyzed, which, in the coming years, indicates their spacial union. It has been revealed that the decommissioning of the rock pillar between the quarries is complicated both spacely and technologically, especially as a result of seismic restrictions, but the proposed solutions and measures simplify and make safe this stage as much as possible. The problem has been defined of reduce in the loading at the dressing plants proportionally to the decline in ore output. The technical-economical calculations substantiate that the corresponding sequential decommissioning the enrichment sections of the ore-dressing plants is expedient at one of the two cooperating ore mining and processing plants. Originality. An integrated approach has been improved regarding the evolution of mining and processing enterprises at the stage when their quarries approach to the maximum depths and final contours by taking into account adjacent ore mines as a single complex dynamic system. The analytical substantiation of drilling and blasting technology of the rocks destruction has been adapted to the specific conditions of decommissioning the pillar adjacent to both quarries. Practical implications. It is distinguished their high level of suitability for implementation and use in the designing of mining operations development in the quarries of PJSC “ArcelorMittal Kryvyi Rih” and PJSC “Southern Mining Factory”.

Мета. Визначення можливих і обґрунтування доцільних варіантів проектно-технологічних рішень щодо етапу просторового з’єднання суміжних кар’єрів різних власників на прикладі розробки породного цілика між кар’єром №3 ПрАТ “АрселорМіттал Кривий Ріг” і кар’єром ПрАТ “Південний гірничо-збагачувальний комбінат” з включенням до відпрацювання запасів, виїмка яких є можливою в межах існуючих гірничого та земельного відводів. Методика. Використано комплексний методичний підхід, що включає гірничо-геологічний аналіз породного масиву між двома суміжними кар’єрами, який підлягає ліквідації; техніко-економічний аналіз ефективності експлуатації рудозбагачувальної фабрики при зниженні продуктивності рудника внаслідок доробки родовища; теоретичне обґрунтування проектних і технологічних рішень щодо параметрів об’єктів кар’єру за даних умов та продуктивної розробки розділяючого кар’єри породного цілика. Результати. Проаналізовано стан проектів і планів розвитку гірничих робіт кар’єру №3 ПрАТ “АрселорМіттал Кривий Ріг” і кар’єру ПрАТ “Південний гірничо-збагачувальний комбінат”, що свідчить про їх просторове з’єднання в найближчі роки. Виявлено, що ліквідація породного цілика між кар’єрами ускладнюється як просторово, так і технологічно, особливо внаслідок сейсмічних обмежень, але запропоновані рішення і заходи максимально спрощують й убезпечують даний етап. Встановлена проблема зниження завантаження збагачувальних фабрик пропорційна падінню видобутку руд. Техніко-економічні розрахунки доводять, що відповідне зазначеному послідовне виведення збагачувальних секцій рудозбагачувальних фабрик є доцільним на одному зі взаємодіючих ГЗК. Наукова новизна. Вдосконалено комплексний підхід щодо еволюції гірничо-збагачувальних комбінатів на стадії наближення їх кар’єрів до граничних глибин та кінцевих контурів за рахунок врахування суміжних рудників як єдиної складної динамічної системи. Адаптовано аналітичні обґрунтування технології буро-підривного руйнування скельних порід до конкретних умов ліквідації міжкар’єрного цілика. Практична значимість визначається високим рівнем придатності їх до впровадження та використання в проектуванні розвитку гірничих робіт кар’єрів ПрАТ “АрселорМіттал Кривий Ріг” і ПрАТ “Південний гірничо-збагачувальний комбінат”.

Цель. Определение возможных и обоснование целесообразных вариантов проектно-технологических решений относительно этапа пространственного соединения смежных карьеров различных собственников на примере разработки породного целика между карьером №3 ЧАО “АрселорМиттал Кривой Рог” и карьером ЧАО “Южный горно-обогатительный комбинат” с включением в отработку запасов, выемка которых возможна в рамках существующих горного и земельного отводов. Методика. Использован комплексный методический подход, включающий горно-геологический анализ породного массива между двумя смежными карьерами, который подлежит ликвидации; технико-экономический анализ эффективности эксплуатации рудообогатительной фабрики при снижении производительности рудника в результате доработки месторождения; теоретическое обоснование проектных и технологических решений относительно параметров объектов карьера при данных условиях и продуктивной разработки разделяющего карьеры породного целика. Результаты. Проанализировано состояние проектов и планов развития горных работ карьера №3 ЧАО “АрселорМиттал Кривой Рог” и карьера ЧАО “Южный горно-обогатительный комбинат”, что свидетельствует об их пространственном соединении в ближайшие годы. Выявлено, что ликвидация породного целика между карьерами осложняется как пространственно, так и технологически, особенно в результате сейсмических ограничений, но предложенные решения и меры максимально упрощают и защищают данный этап. Установленная проблема снижения загрузки обогатительных фабрик пропорциональна падению добычи руд. Технико-экономические расчеты доказывают, что соответствующее указанному последовательное выведение обогатительных секций рудообогатительных фабрик является целесообразным на одном из взаимодействующих ГОК. Научная новизна. Усовершенствован комплексный подход к эволюции горно-обогатительных комбинатов на стадии приближения их карьеров до предельных глубин и конечных контуров за счет учета смежных рудников как единой сложной динамической системы. Адаптировано аналитические обоснования технологии буровзрывного разрушения скальных пород к конкретным условиям ликвидации междукарьерного целика. Практическая значимость определяется высоким уровнем пригодности их к внедрению и использованию в проектировании развития горных работ карьеров ЧАО “АрселорМиттал Кривой Рог” и ЧАО “Южный горно-обогатительный комбинат”.