Глава 6. Полезные ископаемые
 
Курская магнитная аномалия - один из крупнейших железорудных бассейнов в мире. Он занимает площадь около 120000 км 2 .
Курская магнитная аномалия впервые была выявлена академиком Иноходцевым в 1783 году. После открытия КМА на территории современного железорудного бассейна были известны только магнитные аномалии. Наличие в этом районе железных руд предположил Э.Е.Лейст. Им впервые была составлена карта Курской магнитной губернии, были также выделены две полосы сильных аномалий, названные "Северным" и "Южным" магнитными хребтами. Впервые железные руды (железистые кварциты) были вскрыты в 1923 году.
Бассейн КМА включает в себя три основных месторождения: Стойленское, Лебединское и Михайловское.
Стойленское месторождение входит в Старооскольский железорудный район. Открыто оно в 1934 году поисково-разведочными работами. В период с 1953 по 1958 год залежи установленных здесь богатых железных руд разведывались детально Геологическим управлением центральных районов. В 1964 году здесь была начата детальная разведка железистых кварцитов.
Стойленское месторождение богатых руд приурочено к крайней юго-восточной части Старо-Оскольского узла аномалий. В настоящее время глубина Стойленского карьера 280 м, длина 3 км, ширина 2 км. Сверху вниз в карьере залегают керамзитовые глины, мергель (25-30 м), мел (до 100 м), пески (около 30 м), глины (18-20 м), собственно богатые руды и железистые кварциты.
Отметка добычи руд +65 м. Дно карьера -100 м. Эти данные нам были предоставлены в ходе обзорной экскурсии на смотровую площадку главным технологом Стойленского рудника.
Железные руды всех месторождений КМА представлены двумя основными типами:
•  железистыми кварцитами курской метаморфической серии нижнего протерозоя, являющимися бедной рудой (содержит 30-40 % железа и 35-40 % кремнезема) и требующими обогащения;
•  богатыми железными рудами, являющимися древней погребенной корой выветривания железистых кварцитов. Эти руды содержат 50-60 % железа и могут использоваться в металлургической промышленности без обогащения.
В наших маршрутах на Стойленское месторождение мы изучили состав и структурные особенности бедных и богатых руд.
Железистые кварциты (бедные руды) - это докембрийские полосчатые метаморфические железные руды, сложенные магнетитом, гематитом, кварцем, силикатами и другими минералами. Железистые кварциты относятся к осадочно-метаморфизованным образованиям и залегают крупной массой, достигающей нескольких километров в поперечнике.
Богатые железные руды (50-65 % Fe) залегают под осадочным чехлом в кровле железистых кварцитов и являются корой континентального выветривания железистых кварцитов.
Богатые руды представлены двумя генетическими типами:
•  Остаточные (или коренные)
•  Осадочные (или переотложенные)
Остаточные богатые руды составляют около 90 % запасов богатых руд и представляют собой конечный продукт гипергенного изменения железистых кварцитов. На карьере эти руды представляют собой тяжелые, тонкополосчатые и мелкозернистые минеральные агрегаты красновато-бурой окраски. Главными рудообразующими минералами являются мартит, гематит, карбонаты (сидерит и кальцит) и редко магнетит. Всегда в небольшом количестве, обычно в виде примеси присутствуют кварц, каолинит, пирит.
Осадочные конгломерато-брекчиевые руды имеют ограниченное распространение и залегают в виде мелких линзовидных тел в кровле остаточных руд. Осадочные руды, вероятно, образовались в результате переноса на небольшие расстояния продуктов размыва остаточных руд. По количеству они резко подчинены последним. На карьере осадочные руды залегают под осадочными породами чехла в кровле остаточных руд и иногда покрывают значительную часть залежей остаточных руд, образуя довольно крупные по площади линзовидные горизонтальные тела.
Плотные осадочные руды всегда имеют конгломерато-брекчиевидный облик и представляют собой весьма крепкие породы бурого цвета, состоящие из угловатых или слабо окатанных обломков остаточных руд, главным образом мартитовых, сцементированных бурым сидерито-лимонитовым цементом.
При посещении смотровой площади мы имели возможность познакомиться с образцами руд Стойленского месторождения различных типов: гидрогематитовая (Fe 45-50 %), мартитовая (Fe 55 %), лимонитовая (Fe 49-52 %), сидерито-мартитовая (Fe 54-55 %), амфиболовый кварцит (Fe 29 %), биотито-магнетитовый кварцит (Fe 29 %), магнетитовый кварцит (Fe 34 %), железнослюдко-магнетитовый кварцит (Fe 35 %).
Железистые кварциты повсеместно залегают в основании богатых руд, что создает условия благоприятные для одновременной разработки руд обоих типов.
В настоящее время богатые руды практически полностью отработаны карьером. Запасы железистых кварцитов Стойленского месторождения 5,7 млрд. тонн со средним содержанием железа 35,1 %, что хватит, по словам главного технолога, на 300 лет добычи. Ежегодная добыча составляет 14 млн. тонн руды.
Способы разработки, добычи и обогащения руд
В настоящее время все руды на Стойленском месторождении добываются открытым (карьерным) способом.
Породы верхней толщи (мел, пески и глины) вскрываются при помощи шагающих экскаваторов или роторного комплекса, грузятся на железнодорожные составы (рис. 7, 8). Железные руды отрабатываются буро-взрывным способом: прочные железистые кварциты разбуриваются скважинами, в которые закладываются взрывчатые вещества. Затем производится взрыв. Один из таких взрывов мы могли наблюдать в одном из маршрутов с дальних отвалов. Экскаватор грузит раздробленную руду на "Белазы", которые отвозят ее на конусную крупную дробилку (ККД). По конвейерной галерее подробленная руда поступает на ж/д транспорт, который доставляет ее на обогатительную фабрику (рис. 9). Эта информация была предоставлена нам главным технологом Стойленского рудника.
В одном из маршрутов мы посетили Лебединский горно-обогатительный комбинат (ЛГОК), где поэтапно рассмотрели обогащение бедной железной руды.
Лебединский горно-обогатительный комбинат включает в себя 5 фабрик. Мы имели возможность осмотреть только три из них. Верхняя отметка фабрик достигает до +40м, нижняя до -8 м. Руда с конусной крупной дробилки поступает вначале на фабрику N 3. Поступление идет непосредственно в банки-мельницы первого приема. Там происходит выделение руды под действием давления. Затем руда поступает на магнитные сепараторы для выделения руды с помощью магнита. Следующий этап - мельницы второго приема. Полуготовый концентрат перегоняется насосами. Основным движителем руды является "вода" (оборотная) (рис. 10 ). В результате получается концентрат содержащий 65 % железа. Контроль над механизмом фабрики, за подачей воды и напряжения происходит из центра управления (рис. 11).
С фабрики N 3 концентрат поступает в отдельную емкость, который его сгущает (рис. 12). Далее концентрат попадает на фабрику N 1, где содержание железа доводят до 70 %.
Существует два главных потребителя концентрата: 1) фабрика окомкования, 2) металлургический комбинат.
С фабрики N 1 идет погрузка готового концентрата на ж/д составы, которые отправляют на металлургический комбинат. За смену проходит 350 вагонов, а за сутки - 720 вагонов. Конечный продукт металлургического комбината - железный брикет определенного веса.
На фабрике окомкования концентрат проходит дальнейшую обработку, которая заключается в измельчении, окомковании и обжиге. Конечным продуктом фабрики окомкования являются окатыши.
За год перерабатывается 42 млн. тонн руды. В результате получается 18 млн. тонн концентрата. В сутки комбинат может производить 50 тыс. тонн концентрата.
Железные руды Стойленского месторождения содержат незначительные количества вредных примесей (серы и фосфора), которые ухудшают качество руд.
Промышленное использование полезных ископаемых КМА
Железные руды - основное минеральное сырье для черной металлургии. В необработанном виде железные руды промышленного значения не имеют. В результате переработки и обогащения руд получают концентраты, содержащие большие количества железа, которые и используют для его выплавления.
Железоуглеродистые сплавы - основа конструкционных материалов, применяющихся во всех отраслях промышленности. Техническое железо - материал для сердечников электромагнитов, пластин аккумуляторов и т.д. Оксиды железа - минеральные краски. Кроме того, железо используется в текстильной промышленности, медицине и других областях.
Другие полезные ископаемые Стойленского месторождения
Кроме железных руд в районе Старого Оскола разрабатываются и другие полезные ископаемые. Сланцы используются как щебень для дорожного строительства; глины, как керамическое сырье; пески используют как строительный материал. Весьма ценным полезным ископаемым Стойленского месторождения является писчий мел. Добываемый здесь мел имеет довольно высокое качество.
Благодаря огромным запасам железных руд КМА является мощной рудно-сырьевой базой не только в России, но и во всем мире.
 

Рис. 9. Конвейер, доставляющий руду из карьера

Рис. 10. Шаровые мельницы на обогатительной фабрике Лебединского горно-обогатительного комбината

Рис. 11. Пункт управления обогатительным производством

Рис. 12. Перегон руды между различными этапами обогащения при помощи воды

Рис. 13. Взятие пробы рудного вещества с шаровых мельниц

Рис. 14. Сгуститель концентрата