Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние проблемы формирования и освоения техногенных месторождений 9
1.1. Актуальность проблемы освоения техногенных месторождений 9
1.2. Классификация техногенных месторождений и комплекс проблем их освоения 14
1.3. Существующие принципы управления формированием техногенных месторождений 21
1.4. Цель и задачи исследования 24
1.5. Выводы 26
2. Обоснование параметров и конструкций складов горных пород - отходов карьера при формировании техногенных месторождений 27
2.1. Общие сведения о параметрах складов горных пород -отходов карьера 27
2.2. Обоснование рациональных конструкций складов горных пород - отходов карьера 31
2.3. Обоснование параметров нарушаемых площадей при различных формах складов горных пород - отходов карьера 34
2.4. Выбор конструкции склада горных пород - отходов карьера путем сравнительной экономической оценки 46
2.5. Технологические схемы формирования складов горных пород - отходов карьера 49
2.6. Паспортизация и оценка экономической эффективности складирования горных пород - отходов карьера 56
2.7. Выводы 63
3. Обоснование параметров и конструкции склада горных пород - отходов ОАО «Карельский окатыш» 65
3.1. Геологическая характеристика Костомукшского железорудного месторождения 65
3.2. Современное состояние отвального хозяйства Костомукшского ГОКа 67
3.3. Обоснование рациональной конструкции и параметров склада горных пород - отходов карьера 70
3.4. Сравнительная экономическая оценка склада горных пород -отходов и существующего отвала 76
3.5. Выводы 86
4. Установление риска принятия проектных решений при отработке техногенных месторождений 88
4.1. Понятие риска в горной промышленности 88
4.2. Модель принятия проектных решений в условиях неопределенности и риска 94
4.3. Анализ риска инвестирования разработки хвостохранилища Костомукшского ГОКа 98
4.4. Определение годовой производительности по разработке горных пород - отходов обогатительного производства 102
4.5. Определение необходимого количества погрузчиков и автотранспорта 107
4.6. Расчет себестоимости добычи и переработки техногенного сырья, накопленного в хвостохранилище 111
4.7. Выводы 115
Заключение 117
Список литературы 119
- Существующие принципы управления формированием техногенных месторождений
- Обоснование параметров нарушаемых площадей при различных формах складов горных пород - отходов карьера
- Обоснование рациональной конструкции и параметров склада горных пород - отходов карьера
- Определение годовой производительности по разработке горных пород - отходов обогатительного производства
Введение к работе
Актуальность работы. Освоение и формирование техногенных месторождений является одной из наиболее актуальных проблем современной горнодобывающей промышленности и горной науки. Разработка техногенных месторождений является частью комплексного использования минерального сырья, рентабельным путем увеличения его поставок на рынок и одновременно решает две задачи: У сохранение природных богатств в земных недрах; У улучшение экологической ситуации в районах горнорудных предприятий.
Основные принципы формирования техногенных месторождений отражены в работах К.Н. Трубецкова, В.Н. Уманца, В.Г. Бокова, М.Б. Никитина и других ученых. В совокупности ими решены вопросы классификации техногенных месторождений, управления качеством сырья в процессе формирования, обоснования объемов разработки, а также некоторые экономические и экологические аспекты проблемы. На некоторых отечественных и зарубежных горнодобывающих предприятиях существует практика выделения из отходов текущих пород использования, на которые есть спрос в настоящее время.
Однако существующие в настоящее время отвалы в основном формировались валовым способом с учетом лишь двух требований - минимума затрат на отвальные работы и обеспечения устойчивых откосов. При этом не учитывалась возможность их разработки в будущем с учетом совершенствования горно-обогатительной техники и технологии, а также пересмотра кондиций на полезные ископаемые.
ЮС НАЦИОНАЛЬНАЯ | БИБЛИОТЕКА С« 09
іьлииіккл I
Поэтому масштабы использования попутно добываемых пород и отходов производства пока незначительны и находятся в пределах 3-Ю %. Наряду с другими проблемами, это связано также с отсутствием четкой последовательной схемы формирования техногенных месторождений, включающей выбор
и обоснование рациональных параметров и конструкций складов отходов, что особенно важно в условиях ужесточения требований охраны окружающей среды и рационального землепользования.
Работа выполнялась в рамках Федеральной целевой программы «Отходы», утвержденной правительством РФ (постановление № 1098 от 13 сентября 1996 г.), и федерального закона «Об отходах производства и потребления», одобренного Советом Федерации 10.06.98.
Тема диссертации соответствует приоритетному направлению развития науки, технологий и техники РФ «Экология и рациональное природопользование» (согласно приказу № 577 президента РФ Путина В.В. от 30.03.02.).
Научное исследование проводилось в рамках грантов Министерства образования РФ по направлению «Науки о Земле» (код А 03-2.13-19), наименование НИР: «Обоснование параметров техногенных месторождений, формируемых из горных пород - отходов карьеров» и Ученого Совета СПГТИ (ТУ) по теме: «Обоснование и разработка методики определения производительности карьера по попутным полезным ископаемым».
Цель диссертационной работы. Обоснование
целесообразности создания складов отходов железорудных
карьеров, определение их конструкций и параметров при
формировании техногенных месторождений для повышения
эколого-экономической эффективности последующей
разработки.
Идея работы. Заключительным основным
технологическим процессом открытых горных работ должно быть складирование, а не отвалообразование.
Задачи исследований.
-
Обоснование параметров и конструкций складов горных пород - отходов карьера.
-
Разработка паспорта склада горных пород - отходов карьера.
-
Оценка экономической эффективности разработки склада горных порсшЛ.тходов .карьера.
4. Определение рациональной производительности
предприятия, разрабатывающего хвостохранилища при обогатительной фабрике. Защищаемые научные положения.
-
Отказ от отвалообразования как заключительного основного технологического процесса открытых горных работ в пользу складирования предопределяет техническую возможность перспективного промышленного использования техногенных месторождений.
-
Использование в качестве критерия минимума землеемкости при выборе параметров и конструкции склада отходов позволит снизить экологический ущерб на 4-8 % и повысить экономический эффект отработки техногенных месторождений на 5-9 %.
-
Годовую производительность разработки склада горных пород - отходов ГОКа следует определять на основе распределения спроса рынка на сырье из техногенного месторождения с учетом фактора риска.
Научная новизна работы, Установлена зависимость экономической эффективности разработки техногенного месторождения от параметров и конструкции склада отходов карьера в период его формирования.
Выявлена зависимость целесообразности инвестирования в разработку техногенного месторождения от содержания полезного компонента с учетом фактора риска. Методы исследований. При выполнении исследований использовался комплекс методов: анализ и обобщение геологических и экологических материалов проектных и производственных организаций; теории оптимизации и вероятности, в частности, стратегические игры.
Достоверность научных положений подтверждается созданием и использованием инженерных методик, получением удовлетворительной сходимости расчетов с проектной и производственной практикой.
Практическая значимость работы заключается в обосновании рациональных параметров и конструкций складов горных пород - отходов карьера при переходе от традиционного отвалообразования к перспективному складированию; разработке паспорта склада отходов карьера; оценке экономической эффективности складирования с учетом необходимости дополнительных затрат, по сравнению с отвалообразованием.
Апробация работы. Основные положения работы
докладывались и получили положительную оценку на
Всероссийских научных конференциях молодых ученых
«Полезные ископаемые России и их освоение» (г. Санкт-
Петербург, СПГТИ(ТУ), 2000, 2001, 2002, 2003, 2004 гг.); на
научных конференциях в рамках «Недели Горняка» (г. Москва,
МГГУ, 2003, 2004 г.г.); на ГХ Международной выставке научно-
технических проектов, проводимой под эгидой ЮНЕСКО,
«ЭКСПО - Наука 2003» (г.Москва, ВВЦ, 2003 г.); на
Международной научно-технической конференции
«Современные технологии освоения минеральных ресурсов»
(г. Красноярск, Сибирское отделение РАН, 2003 г.); на
Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов
«Молодые ученые - землеустроительной науке» (г. Москва, ГУЗ,
2004 г.); на Международной конференции «Ломоносов-2004»
(г. Москва, МГУ, 2004 г.); на II Международной научно-
практической конференции «Современное состояние и
перспективы развития горнодобывающих отраслей
промышленности» (г. Рудный, Республика Казахстан, 2004 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликована 21 работа.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения общим объемом 128 страниц, содержит 28 таблиц и 24 рисунка, а также список литературы из 106 наименований.
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю профессору Г. А. Холоднякову, развитие идей которого, постоянное внимание и помощь способствовали
успешному выполнению работы; профессору О.Н. Тихонову и кандидатам технических наук Д.В. Борисову и Т.В. Донченко за содействие в проведении расчетной части диссертационной работы; другим сотрудникам кафедры РМПИ за практические советы при выполнении и написании диссертации.
Существующие принципы управления формированием техногенных месторождений
Следует отметить, что существующие в настоящее время отвалы и хвостохранилища формировались достаточно хаотично. Поэтому извлечение одного или двух каких-либо компонентов в промышленном отношении становится практически невозможным. Для того чтобы использование полезных компонентов стало возможным, требуются специальные методы складирования различных пород, которые предусматривают и селективное размещение пород различного минерального состава, и агрегационное их разделение в процессе отсыпки и др.[44, 71, 72, 105]. Формированием техногенных месторождений в отличие от природных не только можно, но и необходимо управлять, поскольку при длительном хранении горные породы подвержены различным изменениям [56, 96, 97, 104]. В связи с этим одним из принципов рационального формирования техногенных объектов является комплексный учет ряда факторов, связанных с обеспечением сохранности техногенного объекта, созданием необходимых условий для последующего его освоения и эффективного использования слагающих объект горных пород.
Реализацию данного принципа обеспечивают: S целенаправленное (как правило, селективное) формирование объекта с учетом различного характера изменения свойств горных пород при хранении (с ухудшением свойств, с практически неизменными свойствами, с улучшением свойств) и их взаимодействия; S создание в необходимых случаях специальных емкостей для складирования горных пород, устройство экранирующих покрытий и перемычек, предохраняющих горные породы от воздействия окружающей среды и их взаимовлияния; S размещение разнокачественных горных пород с обеспечением необходимой информации об их объемах и характеристиках и удобного доступа к ним при отработке техногенного объекта; S обеспечение первоочередного доступа к горным породам с относительно высоким содержанием полезных компонентов и т.д. Особый интерес представляют возможности целенаправленного улучшения свойств части складируемых горных пород за счет создания систем активного взаимодействия слагающих техногенный объект разнокачественных пород.
Входящие в состав горных пород соединения, устойчивые в природном массиве месторождения, в условиях хранения в техногенном объекте могут окисляться, восстанавливаться и т.п., образуя при этом растворимые в воде и мигрирующие в массиве объекта соединения. Целенаправленное улучшение свойств части слагающих техногенный объект горных пород возможно путем создания при его формировании зон активной миграции растворенных соединений полезных компонентов и соответствующих техногенных геохимических барьеров, обусловливающих резкую смену геохимической обстановки, что обеспечивает в комплексе образование локализованных зон концентрации полезных компонентов.
На использовании данного принципа базируется, в частности, метод (который условно может быть назван методом внутриотвального обогащения), включающий селективную укладку содержащей полезные компоненты разнокачественной горной массы с формированием техногенных геохимических барьеров и дальнейшей ее обработкой при хранении, в процессе которого осуществляется растворение, миграция и осаждение полезных компонентов в зоне действия барьеров, что обеспечивает повышенную их концентрацию в ограниченном (локализованном) объеме, обусловливающую эффективность вовлечения данного объема в последующую переработку.
Учитывая большое разнообразие типов и свойств слагающих горных пород и условий создания техногенных объектов, могут быть использованы различные схемы их формирования. Наиболее принципиальным моментом является при этом создание в массиве техногенного объекта геохимического барьера, предназначенного для осаждения и концентрации полезных компонентов.
В принципе в массиве техногенного объекта могут быть образованы восстановительный, окислительный, щелочной, кислый, сорбционный механический, испарительный, температурный и т.п. барьеры, обусловливающие резкую смену геохимической обстановки.
Большая часть из отмеченных барьеров может быть создана наиболее простым путем определенного чередования слоев, сформированных из разнокачественных горных пород с контрастными геохимическими свойствами. При этом взаимное расположение слоев и вид слоя, формируемого в основании техногенного объекта, устанавливаются в зависимости от вида складируемых горных пород, вида и характера миграции соединений полезных компонентов и вида формируемого геохимического барьера [74, 75, 105].
История формирования существующих ТМ показывает, что наиболее перспективными следует считать хвостовые ТМ, поскольку их структура и грансостав допускают наиболее простые и экономичные способы их освоения. В то же время в существующих ныне отвалах накоплено огромное количество полезных и ценных компонентов, использование которых по назначению практически невозможно из-за беспорядочного формирования отвалов. Все это позволяет судить о целесообразности отказа от бессистемного отвалообразования в пользу складирования.
Обоснование параметров нарушаемых площадей при различных формах складов горных пород - отходов карьера
Один из путей решения этой проблемы - целенаправленное формирование техногенных месторождений с оптимальными параметрами из забалансовых руд, находящихся в контуре карьера, и перспективных для использования горных пород - отходов карьера. Оптимальные параметры ТМ -это его качественные и количественные характеристики (форма и размеры, местоположение в пространстве, внутреннее строение, качество складируемых горных пород, число складов и т.д.), благодаря которым техногенное месторождение будет отвечать ряду требований. Итак, основные требования, предъявляемые к ТМ: обеспечение поточности процессов технологии; возможность применения ресурсосберегающих технологий разработки; оптимальные расстояния в системе «карьер - склад отходов карьера -перерабатывающее предприятие»; сохранение качества всех видов складируемых горных пород; их несмешиваемость и совместимость; охрана окружающей среды; минимум площади нарушаемых земель и возможность последующего их восстановления; «малоотходность» [2, 16, 50, 53, 76, 89, 90]. ТМ должны занять особое место в системе рационального ресурсопользования. Оперативность управления созданием ТМ заключается в том, что их можно включить в технологию комплексного освоения не только проектируемых месторождений, но и в план реконструкции эксплуатируемых.
Заданные качественные и геометрические параметры складов горных пород - отходов карьера исключают геологоразведочные работы и опробование в процессе их разработки. Соответствие форм и размеров складов параметрам прогнозируемых технологических схем и оборудования снижает затраты на разработку техногенных месторождений. Оптимальное размещение складов горных пород - отходов карьера в пространстве сокращает транспортные расходы. В этой связи при разработке естественного месторождения возникает необходимость в обосновании рациональных технологических схем селективной выемки и складирования попутных полезных ископаемых, обеспечивающих в перспективе эффективную разработку ТМ.
Проблема целенаправленного формирования техногенных месторождений имеет большое значение для современной практики проектирования и перспективного планирования разработки месторождений. Обоснование параметров складов горных пород - отходов карьера целесообразно проводить в две стадии: на первой стадии осуществлять выбор параметров складов на основе прогнозов изменения кондиций на сырье и развития техники и технологии открытых горных работ, на второй -оптимизацию их параметров на основе комплекса математических моделей в увязке с основными параметрами системы разработки естественного месторождения [18, 30, 54, 55, 77].
Вовлечению ТМ в промышленное использование способствуют такие факторы, как периодический пересмотр кондиций на сырье; увеличение числа полезных компонентов, извлекаемых из комплексных руд.
Оптимум в решении рассматриваемой задачи обусловлен противоречивым характером экономических последствий изменений искомых параметров - сроков и объемов вовлечения [5, 37, 39, 101]. Отнесение на более поздний период срока вовлечения ТМ в промышленное использование приводит к росту затрат на: сохранение складируемых горных пород, выплаты за задалживание земель, природоохранные мероприятия. Наносятся убытки за счет простаивания мощностей обогатительной фабрики. Вместе с тем более позднее вовлечение ТМ в промышленное использование приводит к уменьшению затрат на разработку и переработку в результате совершенствования техники и технологии этих процессов.
При попутном извлечении некондиционные руды складируются с тем, чтобы обеспечить возможность последующего их эффективного использования. В этой связи возникает необходимость в обосновании кондиций на складируемые полезные компоненты. Сложившийся методический и организационный порядок по обоснованию кондиций на минеральное сырье сохраняется. Отличие заключается в том, что при расчетах показателей кондиций на техногенные запасы необходимо учитывать предотвращаемый ущерб окружающей среде, а также исходить из того, чтобы создавать максимально возможный уровень ценностей при минимальных затратах труда, материальных ресурсов и энергии.
При попутном извлечении забалансовых запасов пересмотр кондиций для перевода их в балансовые не обязателен, тогда верхняя граница качества техногенных запасов будет соответствовать нижнему пределу содержания металлов в балансовых запасах естественных месторождений.
В качестве нижней границы качества техногенных запасов применяется показатель - перспективное минимальное содержание (atimi i)- Он рассчитывается исходя из того, что технология добычи и переработки минерального сырья постоянно совершенствуется. Основные технологические показатели (производительность горнотранспортного оборудования, извлечение, выход промпродуктов и концентратов, содержания полезных компонентов в хвостах и концентратах) изменяются во времени, причем тенденции в их изменении с достаточной степенью достоверности вполне возможно прогнозировать. Определение anmin должно базироваться на двух основополагающих принципах: необходимо учитывать полный экономический эффект от комплексного использования как металлосодержащих отходов добычи, так и безметальной массы; определение экономического эффекта должно производиться с учетом предотвращаемого ущерба от потери земельных ресурсов и загрязнения окружающей среды [31, 57]. Таким образом, перспективное минимальное содержание - это такое содержание полезных компонентов в техногенных запасах, при котором их технологически возможно и эколого-экономически целесообразно извлекать в прогонозируемом отрезке времени на основе более совершенных технологических схем добычи и переработки.
Обоснование рациональной конструкции и параметров склада горных пород - отходов карьера
Технологию формирования складов горных пород - отходов карьера необходимо выбирать в зависимости от принятой системы разработки, технологии производства и механизации работ, она во многом определяется числом типов селективно складируемых пород, их объемами и регулярностью поступления из карьера.
Для складирования горных пород - отходов железорудных карьеров чаще всего применяют одноковшовые карьерные экскаваторы. Современные техника и технология формирования складов делают экономически нецелесообразным переезд экскаваторов с одного склада на другой. Это обусловливает необходимость применения при раздельном складировании пород такого количества оборудования и транспортных коммуникаций, которое соответствует или превышает их число.
Неоднородность залегания и нестабильность годовых объемов добычи и складирования пород ТМ вызывают необходимость использования при селективном складировании большего количества оборудования, чем при отвалообразовании. Все это приводит к дополнительным затратам. Свести их к минимуму или полностью исключить позволяет технология формирования техногенных складов с использованием мобильного оборудования самостоятельно или в комбинации с карьерными экскаваторами. При формировании складов, предусматривающих накопление 1-3 видов горных пород, технологическая схема работ по селективной их укладке практически идентична обычной схеме отсыпки внешних отвалов при параллельном и последовательном размещении отвальных тупиков по фронту.
При формировании складов, насчитывающих 3-4 вида горных пород -отходов карьера, выполняют ряд последовательных операций. Сначала из привозных пород или пород «резерва» создают пионерную насыпь. Затем по мере поступления различные виды пород раздельно складируют по длине тупика в нижний ярус (рис. 7). А1-А4- виды горных пород формируемого ТМ Ширина формируемых участков В і, ..., В 4, ..., Вю для различных пород зависит от годовых объемов их поступления и устанавливается из условия примерного равенства скоростей подвигания всех участков фронта по различным видам горных пород, м/год: где угод і, \год 2, vaod „ - годовая скорость подвигания фронта работ при складировании 1,2,..., п - го вида горных пород ТМ, м/год; Угод І - годовой объем складирования і - го вида горных пород ТМ, м3/год; hi - средняя высота отсыпки / - го вида горных пород ТМ, м; ШІ - ширина участка для складирования і - го вида горных пород ТМ, м. Следует отметить, что в технологическом отношении наибольшую сложность представляет формирование складов из большого числа горных пород - отходов карьера, особенно когда объем селективно укладываемых пород варьируют в широком диапазоне: от полного прекращения поступления до максимального объема в течение короткого промежутка времени. Независимость друг от друга работ в любой заходке без остановки складирования с применением железнодорожного транспорта может быть обеспечена при использовании схемы, показанной на рис. 8. После сооружения наклонного въезда и пионерной насыпи, в одну или обе стороны от нее производится собственно складирование. Но отсыпка ведется в заходках В] - Вд, ориентированных не параллельно пионерной насыпи, а вкрест нее, в частности перпендикулярно, т.е. в поперечном направлении. Фронт отсыпки пород в каждой поперечной заходке перемещается независимо от соседних, и для каждой заходки характерна своя скорость подвигания фронта. На протяжении отсыпки любой заходки скорость ее подвигания может меняться от минимальной, равной нулю (остановка работ), до максимальной. При этом остановка или замедление работ по укладке пород в любой из заходок не скажется на темпах работ в соседних и любых других заходках склада. По мере перемещения фронта поперечной заходки от насыпи в ней создается основание для укладки нового звена тупика. При наращивании длины тупика пути можно укладывать без остановки работ по приемке локомотивосоставов с породой и укладке ее в заходки. Кроме отмеченных достоинств эта схема позволяет эффективно использовать способности погрузчиков работать в режиме выемочно-транспортного оборудования, а также быстро переезжать из одного тупика в другой. Схема формирования поперечной заходки при двусторонней отсыпке от тупика пород двух видов с помощью колесных погрузчиков: А1-А4- виды раздельно складируемых пород; Boi - начальная ширина заходки соответственно при фронтальной отсыпке пород; / - расстояние от тупика до фронта складирования (достаточное для безопасного проезда горно-транспортной техники); 1 - навалы породы, выгруженной из думпкаров; 2 - погрузчик Двусторонняя отсыпка пород от тупика обеспечивает наибольшую концентрацию работ по складированию за счет привлечения большего числа машин для одновременной работы на одном тупике (рис. 9). При проектировании данной технологии формирования склада расчетом определяют максимальной расстояние транспортирования пород погрузчиком в пределах заходки, при котором будет обеспечиваться проектная приемная способность тупика. Исходя из наибольшего расстояния транспортирования и траектории движения погрузчиков, может быть установлена предельно допустимая ширина заходки Воз Способ формирования складов поперечными заходками можно реализовывать не только с помощью колесных погрузчиков, но и другими типами оборудования.
Определение годовой производительности по разработке горных пород - отходов обогатительного производства
Район месторождения представляет покрытую лесом всхолмленную равнину с пологими возвышенностями, чередующимися заболоченными и заторфованными участками.
Рудная зона залегает среди метаморфизованных осадочно-вулканогенных образований верхнего архея и относится к Костомукшской свите гимольской серии.
Железистые кварциты залегают среди амфибол-биотитовых, кварц-биотит-амфиболовых сланцев. В плане месторождение имеет форму дуги, обращенной выпуклой стороной на юго-запад. Общая мощность продуктивной толщи (включая геллефлинты) меняется от 100-150 м на флангах до 1800-1950 м на перегибе структуры. В пределах месторождения структурно выделяются Основное рудное тело и Залежь переслаивания. Основное рудное тело находится в лежачем боку продуктивной толщи и прослеживается на 14,5 км. По форме это изогнутая линзовиднопластовая залежь, имеющая мощность до 360 м в центре и постепенно выклинивающаяся к флангам. Простирание меняется от субмеридиального на севере до субширотного на юго-восточном фланге. Падение крутое 60-80 на восток и север соответственно, на перегибе на северо-восток. Залежь переслаивания занимает висячий бок продуктивной толщи и отделена от Основного рудного тела мощным горизонтом геллефлинтов. Залежь переслаивания повторяет элементы залегания Основной рудной залежи и представлена часто чередующимися пластами железистых кварцитов и кристаллических сланцев. Длина рудных тел от первых сотен метров до 6,7 км, мощность от первых метров до 80 м. Прослои безрудных пород имеют мощность от 5 до 160м. В пределах Залежи переслаивания насчитывается более 40 рудных тел, оконтурено и учтено при подсчете запасов 26 наиболее крупных. Породы месторождения перекрыты чехлом четвертичных моренных отложений мощностью в среднем 5-7 м. Железные руды представлены одним природным типом - магнетитовыми кварцитами, бедными, требующими обогащения. Содержание магнетита в рудах колеблется от 20 до 60 %, в среднем 35-40 %. По соотношению амфиболов и биотита различаются следующие разновидности магнетитовых кварцитов: щелочно-амфиболовые (рибекит-магнетитовые) - 44 % от общего количества руды месторождения; биотит-магнетитовые - 28 %; грюнерит-магнетитовые - 28 %. В составе железных руд из вредных примесей содержится фосфор (0,06-0,08 %) и сера (0,18-0,23 %), причем более 60 % серы связано с пирротином. По результатам обогащения руды месторождения условно подразделены на 3 технологических сорта: I сорт - содержание железа в концентрате более 67 %; II сорт - от 63,0 % до 67,0 %; III сорт - менее 63,0 %. По содержанию магнетитового железа выделяются: бедные (17-23 %), рядовые (23-27 %) и богатые (Fe магн. 27 %) руды. По сложности геологического строения Костомукшское железорудное месторождение относится ко второй группе «Классификации запасов месторождения». Объемная масса железистых кварцитов находится в прямой зависимости от содержания магнетитового железа в руде и изменяется в пределах 3,18-3,65 т/м , при среднем значении 3,31-3,43 т/м , на 2004 год объемная масса -3,33 т/м3. Гидрогеологические условия разработки месторождения простые. Прогнозные водопритоки на проектную глубину карьера - 2614 м/ч. За 2003 год фактический водоприток составил 1377,5 м3/ч. Осушение карьеров осуществляется средствами внутрикарьерного водоотлива. Месторождение эксплуатируется открытым способом с 1982 года. Высота рабочих уступов - 15 м, отметка рабочего горизонта +205 м (скальная горная масса). Проектная производительность карьера составляет 24 млн. т руды, обеспеченность запасами железных руд - 41 год. В 2004 году планируется добыть 19,600 млн. т рудной массы с содержанием магнетитового железа 24,5 %. Для этого потребуется погасить 19,306 млн. т балансовой руды с содержанием магнетитового железа 25,67 %, потери при добыче составят 0,872 млн. т, засорение породами - 1,166 млн. т при содержании магнетитового железа - 6 %. В настоящее время большая часть горных пород - отходов, удаляемых из Костомукшского карьера, доставляется автосамосвалами на бульдозерные (автомобильные) отвалы и, в небольшом количестве, порода транспортируется на строящийся Восточный экскаваторный (железнодорожный) отвал, что обусловлено наибольшей приемной способностью этого отвала в период строительства.
С целью увеличения объемов пород, разрабатываемых с применением железнодорожного транспорта, и сокращения дальности доставки проектом предусмотрено строительство второго железнодорожного отвала с расположением его в районе в настоящее время не эксплуатируемых участков Западного автомобильного отвала.
Ввод этого отвала в эксплуатацию можно осуществить в короткие сроки без значительных затрат, т.к. железнодорожные пути на этот отвал примкнут к путям, запроектированным заказчиком для транспортировки руды с Корпангского и участка Северный - II Костомукшского месторождения.
Проектом предусмотрено сформировать Западный железнодорожный отвал на территории, ограниченной с юга, запада и северо-запада запроектированными заказчиком транспортными коммуникациями к Корпангскому месторождению; с северо-востока и востока - ЛЭП-ПОкВ, высотными отметками существующего отвала и складом забалансовых руд.
Общий объем породы, заскладированной на этой территории, с учетом расчетных параметров по обеспечению устойчивости отвала на конец отсыпки, должен составить 63,9 млн. м3 в целике или 95,8 млн. м3 в отвальном теле, в том числе по ярусам: поверхность 235 м - 23,9 (35,8 млн. м ); 235-255 м - 23,1 (34,7 млн. м3); 255-275 м - 16,9 (25,3 млн. м3). Общий объем склада геллефлинт за 15 лет составит 61,7 млн. м3 в целике или 92,6 млн. м3 в отвальном теле.
