CC BY
72
--© Б.Р.Ракишев, 2012
УДК 622.271(574) Б.Р. Ракишев
ГОРНОДОБЫВАЮЩАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ В СВЕТЕ ФОРСИРОВАННОГО ИНДУСТРИАЛЬНО-ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Приведены сведения о запасах, объемах добычи и переработки угля, урана, черных, цветных, редких и благородных металлов. Показано место Казахстана по производству указанных полезных ископаемых в мире. Описаны результаты внедрения высокопроизводительных технологий в горнодобывающей промышленности. Показано, что она может быть локомотивом в индустриально-инновационном развитии Казахстана.
Ключевые слова: уголь, уран, черные, цветные, редкие, благородные металлы, инновации, высокопроизводительные технологии.
~П государственной программе по форсированному инду-
-L9 стриально-инновационному развитию Республики Казахстан на 2010-2014 гг. горно-металлургическому комплексу отводится роль «инновационной подушки». Это продиктовано тем, что в этой сфере сосредоточено 88 % инновации и она вносит существенный вклад в экономику страны, обеспечивая совместно с нефтегазовым, урановым секторами 80% дохода страны [1].
Казахстан обладает огромными ресурсами полезных ископаемых для стабильного развития теплоэнергетики, черной, цветной металлургии, производства благородных и редких металлов, а также неметаллической продукции [2, 3]. Современное состояние горнодобывающей промышленности характеризуется данными табл. 1 и 2.
Твердое энергетическое сырье. Для казахстанской экономики угольная отрасль является традиционной. Обладая значительными запасами (150 млрд. т) и добывая в год более 110 млн. т угля, республика по последнему показателю занимает 11-ое место в мире (см. табл. 1, 2).
Казахстан располагает значительными запасами урана (19 % разведанных и 25 % прогнозируемых мировых запасов) и разделяет с Австралией первое - второе место в мире, а по его добыче занимает 1-ое место.
Черная металлургия. Разведанные запасы железных руд достигают 9,1 млрд. т, предварительно оцененные - 8, прогнозные -15 млрд т. 74 % этих запасов находится в четырех уникальных по масштабам месторождениях: Аятском, Лисаковском, Качарском и Соколовском. Качарское месторождение, запасы магнетитовых руд которого оцениваются в 3,9 млрд. т крупнейшее в мире. По добыче железной руды Казахстан занимает 12-е место в мире (см. табл. 1, 2).
АО «Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное объединение» (ССГПО) занимает 7-е место в мире и входит в число 15 крупнейших железорудных компаний мира. Казахстан занимает 9-е место в мире по поставкам этой продукции (16,5 млн т) на мировой рынок, 2-е место по выпуску окатышей (см. табл. 1, 2).
Республика обладает большими запасами высококачественной хромовой руды - 316 млн т (19 % мировых запасов). По добыче хромовых руд республика занимает 2-3 место в мире (см. табл. 1, 2).
Имея ряд месторождений марганцевых руд с активными запасами более 426 млн т, прогнозными запасами около 600 млн т, Казахстан занимает 3-е место в мире по их ресурсам, 4-5-е место по добыче сырой марганцевой (см. табл. 1, 2).
Наша страна занимая первое место в мире по запасам вольфрама (1551 тыс. т в пересчете на металл, или почти 50% мировых запасов), имеет очевидные перспективы в возрождении отрасли.
Мировая добыча молибдена составляет 137 тыс.т. По производству молибдена Казахстан занимает 12-ое место (см. табл. 1, 2).
Мировые природные запасы ванадия (в пересчете на пента-оксид) оцениваются примерно в 28 млн т, а прогнозные - в 100 млн т. Казахстан, по данным отечественных геологов занимает первое место в мире по запасам ванадия.
В республике находится 37 месторождений никеля и кобальта. Достигнутый объем добычи составляет 19,9 тыс. т в год.
Казахстан обладает развитой сетью производства цветных металлов и занимает видное место в мировом выпуске меди, цинка, свинца, глинозема. Рафинированные медь, цинк являются эталонами на Лондонской бирже металлов. Таблица 1
Добыча и производство полезных ископаемых за последние 5 лет_
Наименование продукции | Ед. | Годы
изм. 2006 2007 2008 2009 2010
Уголь тыс. т 96230.5 98383.9 111072.3 100854.3 110805.9
Уран тыс. т 5.3 5.8 6.63 14.0 14.5
Руды железные тыс. т 22262.6 23834.1 21486.3 22281.3 24229.1
Окатыши железорудные тыс. т 8473.0 8572.0 6951.8 6182.4 8017.3
Руды хромовые тыс. т 4263.8 4590.0 4206.7 4678.1 5091.8
Руды марганцевые тыс. т 2531.1 2482 2485 2457.4 3041.8
Молибден т 230 230 240 240 250
Руды медные тыс. т 34081.8 31266.0 32566.3 30593.6 31710.0
Медь рафинированная тыс. т 427.72 406.09 398.41 312.76 323.43
Руда медно-цинковая тыс. т 4644.6 3897.0 5248.6 4961.7 4785.8
Цинк в цинковом концентрате тыс. т 404.6 386.0 387.4 398.4 404.5
Свинец в свинцовом концентрате тыс. т 48.1 40.2 38.3 33.6 36.1
Золото рудничное т 21.8 22.6 20.8 22.8 30.2
Серебро рудничное т 796.2 707.9. 628.7 613.5 648.9
Бокситовые руды тыс. т 4883.8 4942.6 5160.1 5130.0 5310.4
Титановая губка тыс. т 23 25 25 30 20
Тантал т 165 170 170 180 160
Рений т 8 8 7,7 7,7 7,5
Барит тыс. т 261 280 492 306 310
Висмут т 150 150 150 140 140
Асбест тыс. т 3147 2926 2301 2300 2141
Таблица 1
Казахстан в мировом рейтинге
Продукция Место Продукция Место
Уголь 11 Серебро 12
Уран 1 Бокситовые руды 7
Железная руда 12 Глинозем 9
Окатыши железорудные 2 Титановая губка 4
Хромовые руды 2-3 Тантал 3
Марганцевая руда 4-5 Магний 5
Молибден 12 Кадмий 5
Медные руды 11 Рений 2
Рафинированная медь 7 Селен 6
Цинк 9 Барит 5
Рафинированный цинк 6 Висмут 5
Свинец 13 Феррохром 2-4
Золото 16 Асбест 3
Являясь традиционно медной страной, Казахстан занимает 9-е место в мире по запасам (балансовые запасы по всем категориям оце-
ниваются в 30-34,5 млн т), 11-е место по добыче, 7-е место по производству рафинированной меди (см. табл. 1, 2).
Основные производители казахстанской меди - Корпорация «Казахмыс» (входит в первую десятку крупнейших медных компаний мира) и АО «Казцинк».
Запасы цинка в мире по данным Геологической службы США составляли 220 млн т. Основные мировые ресурсы цинка сосредоточены в Китае, США, Австралии, Казахстане. По добыче цинка Казахстан занимает 9-е место в мире, а по выпуску рафинированного цинка - 6-е место (см. табл. 1, 2).
В условиях высокого спроса на рафинированный цинк АО «Казцинк» прочно удерживает 7-е место в мировом рейтинге.
По данным отечественных ученых Казахстан обладает 14,8 млн т подтвержденных запасов и базой запасов в 27,3 млн. т свинца. Республика занимает 4-е место в мире по запасам свинца и 13-е место по его добыче в концентрате (см. табл.1, 2).
Казахстан занимает заметное место на мировом рынке благородных металлов. Учтенные запасы золота составили 2,2 тыс. т. По этому показателю республика занимает 9-е место в мире, 16-е -по его рудничному производству. 68 % запасов золота содержится в комплексных месторождениях. Промышленные запасы обнаружены практически во всех регионах республики. Почти половина всех запасов сосредоточена на восьми крупнейших месторождениях - Васильковском (335-360 т), Бакырчике (257-277 т) и т.д.
Казахстан - заметный участник мирового рынка серебра. Мировые ресурсы серебра оцениваются в 520 тыс. т. Наибольшими объемами обладают Мексика, Перу, Австралия, Китай, США, Канада, Казахстан. Казахстан занимает 12-е место в мире по его добыче.
По данным Комитета геологии и недропользования в недрах республики находится более 1 млрд. т. бокситовых руд. По их запасам республика занимает 9-е место в мире, а по добыче - 7-е место и по выпуску глинозема - 9-е место.
Редкие металлы. Казахстан обладает значительными ресурсами редких металлов и рядом производств по их выпуску. Наибольшее развитие получил выпуск титана, магния, тантала, рения, галлия, бериллия, индия, висмута, селена, кадмия и триоксида мышьяка.
Казахстан имеет достаточные запасы титана - циркониевых песков.
Основным этапом получения металла является стадия производства титановой губки (губчатого титана, чернового титана). Казахстан занимает 4-е место в мире по ее выпуску (см. табл. 1, 2).
На мировом рынке растет спрос на редкий металл - тантал. Обладая запасами тантала в 2,5 тыс. т, Казахстан занимает 3-е место в мире по его производству.
Крупными производителями магния являются Китай, США, Россия, Израиль, Казахстан. Производя 21 тыс. т этой продукции, Казахстан занимает 5-е место в мире.
Казахстан обладает значительными запасами кадмия и находится по объему его добычи на 5-м месте в мире.
Мировые ресурсы рения оцениваются в 10 тыс. т. Основные запасы этого редкого металла сосредоточены в Чили, Казахстане, США, России, Перу. По добыче рения Казахстан занимает 2-е место.
Мировое производство рафинированного селена в 2009 г. оценивалось в 2 280 т. Казахстан, выпуская 90 т селена в год, занимает 6-е место в мире.
Казахстанские эксперты оценивают балансовые запасы галлия по всем категориям примерно в 2 тыс. т. Казахстан занимает третье место в мире по выпуску как первичного, так и рафинированного галлия (25 т).
Казахстан обладает 23 % мировых запасов барита. По его производству занимает 5-ю позицию в мире (см. табл. 1, 2).
Высокий рейтинг Казахстана на мировом рынке минерального сырья был достигнут за счет внедрения в производство высокопроизводительных горно-транспортных машин и новых технологий. Это - на открытых разработках станки шарошечного бурения, экскаваторы и транспортные средства большой единичной мощности, роторные экскаваторы и конвейерный транспорт, эффективные технологии буровзрывных, экскаваторных, усреднительных и отвальных работ; на подземных разработках - высокопроизводительное мобильное горное и транспортное оборудование, новые системы разработки с
Рис. 1. Структура технологии горных работ
закладкой выработанного пространства; на урановых рудниках -метод скважинного выщелачивания [4, 5].
По оснащенности основных технологических процессов вые-мочно-погрузочными и транспортными машинами (ПМиТМ) различного действия обычно выделяют цикличную, циклично-поточную и поточную технологии разработки полезного ископаемого (рис. 1).
К наиболее высокому уровню способа производства относится поточная технология разработки полезного ископаемого и вскрышных пород, в том числе с перевалкой последних в выработанное пространство. Эта технология реализована на разрезе «Богатырь», где роторные экскаваторы в сочетании с конвейерами обеспечивают годовую производитель 50 млн т. [6]
Уникальный по производственной мощности и технической оснащенности разрез является прообразом угледобывающего предприятия будущего. Здесь достигнута самая высокая в отрасли среднемесячная производительность труда рабочего по добыче и самая низкая себестоимость добычи 1 т угля.
Поточная технология добычи при наклонном падении угольных пластов внедрена на разрезе «Восточный». Доставка угля до накопительного усреднительно-погрузочного комплекса, располо-женнего на поверхности стационарного борта, позволила повысить качество отгружаемого потребителям угля. Добыча, транспортировка, усреднение и отгрузка угля производится четырьмя ротор-
ными комплексами в составе роторного экскаватора SRs(k)-2000, забойного и межуступного перегружателей, соединительного, подъемного и магистрального конвейеров и усреднительно-погрузочной машины, погрузочный пункт [7].
На этом разрезе внедрена циклично-поточная технология (Ц11Т) выемки вскрышных пород (рис. 2). Надежность технологической схемы вскрышных работ обеспечивается применением экскаватор-но-автомобильных комплексов на двух линиях циклично-поточного вскрышного комплекса (ЦПВК). Первоначально с одного из флангов карьерного поля до его середины экскаватором-мехлопатой на всех уступах производится отработка верхнего уступа. Грузотранспортная связь с транспортной бермой уступа обеспечивается сооружением экскаватором временного автосъезда в одном из торцов разреза. Для уменьшения количества автосъездов выемка блоков-панелей осуществляется поперечными заходка-ми.
На горизонте +50 м с обоих флангов разреза размещены дро-бильно-перегрузочные пункты (ДПП) ЦПВК. Грузотранспортная связь рабочих горизонтов верхних и нижних подуступов с площадкой размещения ДПП осуществляется последовательно через транспортные бермы и систему постоянных автосъездов.
Стационарно-дробильные установки циклично-поточного вскрышного комплекса (ЦПВК) на разрезе «Восточный» представлены на рис. 3.
ЦПТ внедряется и на карьере АО «Васильковский ГОК». Комплекс оборудования циклично - поточной технологии, предназначенный для приема и дробления рядовой рудной массы, транспортирования и подачи дробленого продукта на золотоизвлекательную фабрику (ЗИФ) (рис. 4) состоит из следующих узлов:
- дробильно - перегрузочной установки CJ615 (ДНУ):
- наклонных конвейеров № 1, №2 L=150 м (2-шт.);
- наклонного конвейера № 3 L=250 м (1-шт).
ДНУ является полустационарной и состоит из двух приемных бункеров, двух вибропитателей и двух щековых дробилок (рис. 5).
Добытая горная масса из забоев доставляется к ДПУ автосамосвалами «Cat 777 D и F». ДНУ устанавливается на отм. 205 м.
Рис. 2. Развитие горных работ на разрезе «Восточный» после внедрения ЦПТ на вскрыше
Рис. 3. Стационарно-дробильные установки ЦПВК на разрезе «Восточный»
Дробленая руда с помощью ленточных конвейеров № 1 и № 2 перегружается на конвейер № 3, оттуда магистральным конвейером доставляется на ЗИФ.
По мере углубления карьера (на 90 м) готовятся новые площадки для установки полустационарных дробилок и наращиваются конвейерные линии.
Разрабатываемые в настоящее время урановые месторождения Казахстана представляют собой толщи разнозернистых песков, пригодных для отработки методом скважинного выщелачивания. В качестве выщелачивающего вещества используют серную кислоту. Современный уранодобывающий рудник представляет собой горно-химическое предприятие, позволяющее сначала получить раствор с урановой продукцией в пласте, а затем этот раствор извлечь из пласта и подать в химико-технологическую линию.
При сооружении скважин для добычи руды методом выщелачивания важным моментом является создание породоразрушающе-го инструмента, позволяющего без производства спуско-подъема инструмента проходить основной ствол скважины и расширить интервал, необходимый для посадки насосной части эксплуатационной скважины.
На буровых предприятиях АО «НАК «Казатомпром», в частности в АО «Волковгеология» внедрена технология сооружения одноколонных скважин обсыпкой фильтровой колонны гравием, опускаемым через колонну бурильных труб.
При глубине залегания продуктивного горизонта до 500700 м. проходка основного ствола скважины осуществляется инструментом уменьшенного диаметра с последующим расширением интервалов размещения насоса (в откачных скважинах) и фильтрового участка (длиной 12-15 м) для получения гравийной обсыпки толщиной 50-80 мм. Эти новации позволили поднять производительность откачных скважин 4-5 раз.
Состояние и перспективы развития горно-металлурги-ческого комплекса Казахстана показывают, что он функционирует стабильно и может играть ведущую роль в индустриально-инновационном развитии страны. Разумное использование несметных богатств недр может превратить Казахстан в страну, реализующую не экспортно-сырьевую, а ресурсно-иннова-ционную стратегию.
Магистральный конвейер Подъемный Карьер ЗИФ
\\
Рис. 5. Схема установки полустационарной дробилки на карьере
Накопленные финансовые ресурсы от реализации продук-ции нефтегазового, горно-металлурги-ческого секторов эконо-мии уже позволяют перейти к модернизации и диверсифи-кации всех отраслей промышленности, формировать заказы на разработку высокотехнологичных наукоемких продуктов [5].
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Государственная программа по форсированному индустриально-инновационному развитию Республики Казахстан на 2010 - 2014 годы. Алматы, 2010, - 144 с.
2. Ракишев Б. Горнорудная продукция Казахстана на мировом рынке. Горный журнал, №12, 2007. С. 46-48.
3. Алшанов Р. Экономика Казахстана за 20 лет: Горно-метал-лургический комплекс. Казахстанская правда, 2011, 21 октября, С. 4-5.
4. Rakishev B. Open Cast Mining in Kazakhstan Under Market Conditions. 21st World Mining Congress & Expo 2008. New Challenges and Visions for Mining. Cracow, Poland, 2008. P.283-289.
5. Rakishev B., Sushko S.M. Kazakhstan, leading global uranium producer. 22nd world mining congress, Istanbul, Turkish, 2011, Р.127-131.
6. Ракишев Б. Роль академика В.В. Ржевского в развитии горной промышленности и науки в республиках Центральной Азии. Труды научного симпозиума «Неделя горняка - 2010»: Отдельный выпуск ГИАБ 1. - М.: «Горная книга». -2010. - №ОВ1. С. 31-42.
7. Rakishev B., Moldabaev S.K. Cyclic-line technologies on coal cuts of Kazakhstan. 22nd world mining congress, Istanbul, Turkish, 2011, P.233-237. ЕШ
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -
Ракишев Баян Ракишевич - академик НАН РК, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой открытых горных работ, Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева, г.Алматы, Казахстан, e-mail: [email protected]
