Основные тенденции производства железорудного сырья в России Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

http://dx.doi.org/10.30686/1609-9192-2018-1-137-72-74 УДК 622.013.3:658.012.2(03)

В.Д. Кантемиров, канд. техн. наук, зав. сектором управления качеством минерального сырья, Институт горного дела УрО РАН,

Р.С. Титов, науч. сотр., сектор управления качеством минерального сырья, Институт горного дела УрО РАН,

А.М. Яковлев, науч. сотр., сектор управления качеством минерального сырья, Институт горного дела УрО РАН_

Динамика добычи сырой руды и производства товарной, а также выпуска чугуна в России приведена на рис. 1. Представленные данные свидетельствуют о стабилизации объемов выпуска товарной руды в России на уровне 101— 107 млн т/год. В то же время просматривается негативная тенденция снижения выхода товарной продукции вследствие ухудшения качества сырой руды, что приводит к росту объемов добычи сырой руды, а соответственно и удельных затрат для поддержания достигнутого уровня производства товарной руды при существующих технологиях обогащения.

Добыча железной руды ведется в основном открытым способом (~ 93% от общего объема) горно-обогатительными комбинатами (ГОКами), входящими в состав ведущих мировых металлургических холдингов, таких как «Evraz Group», ОАО «Мечел», ОАО «Холдинговая компания "Металлоинвест", ОАО «Северсталь» и др. В составе этих предприятий выделяется 8 крупнейших ГОКов, производящих более 85% железорудного сырья России. По многим показателям именно они определяют лицо горной промышленности России в области открытой добычи и обогащения рудного сырья [2]. В табл. 1 представлены основные показатели добычи и оснащенность технологическим оборудованием для ведения открытых горных работ по группе крупнейших ГОКов России.

Эффективность горных работ во много характеризуется показателями работы основного карьерного технологического оборудования: буровых станков, экскаваторов, автомобильного и железнодорожного транспорта.

Крупные железорудные карьеры с объемами добычи руды

Таблица 1 Основные показатели добычи и оснащенность технологическим оборудованием для ведения открытых горных работ на ведущих ГОКах России в 2015 г.

Предприятия Объемы добычи, млн т Кол-во оборудования, ед. (среднесписочное) Средневзвешенное расстояние транспортирования, км

горной массы в т.ч. руды бурстанков экскаваторов автосамосвалов локомотивов автотранспорта ж.д.транспорта

Михайловский ГОК 123,6 49,8 16,1 73,6 56,8 81,2 2,3 14,6

Стойленский ГОК 86,0 33,5 9,0 40,0 38,0 45,6 3,0 10,8

Лебединский ГОК 101,5 50,5 17,6 46,3 32,7 50,2 2,7 15,2

Костомукшский ГОК 141,7 34,7 20,0 44,0 55,3 18,0 3,1 14,3

Оленегорский ГОК 49,2 12,1 10,0 18,0 26,8 9,0 2,7 11,6

Ковдорский ГОК 28,8 19,6 7,7 14,0 58,0 0,0 3,8 0,0

Качканарский ГОК 74,0 59,4 15,6 37,0 28,0 36,4 1,3 11,1

Коршуновский ГОК 44,8 9,2 6,8 21,1 50,2 14,0 3,0 8,6

ИТОГО 649,5 268,8 102,8 294,0 345,9 254,4 2,7 10,8

Глубина карьеров за период 1990-2016 гг. возросла на 100-150 м.

* Статья подготовлена по материалам НИР, выполненной по программе ФНИ (По ГЗ ФНИ 136, тема № 0405-2015- 0010, тема 4) - Теоретические основы стратегии комплексного освоения месторождений и технологий их разработки с учетом особенностей переходных процессов в динамике развития горнотехнических систем. В статье использованы материалы сборников ТЭП горных предприятий (подготовлены ИГД УрО РАН и ОАО «Рудпром»).

Черная металлургия является одной из базовых отраслей российской промышленности, обеспечивающей значительный вклад в экономический потенциал государства. Эффективное функционирование отрасли во многом определяется состоянием минерально-сырьевой базы горнодобывающих предприятий, производящих железорудное сырье (ЖРС) для металлургического комплекса.

Добыча сырой железной руды и производство железорудного сырья для черной металлургии (концентраты, агломераты, окатыши и др.) сосредоточены в Северо-Западном, Центральном, Уральском и Сибирском федеральных округах России [1].

298,1

224,8

107,7

101,1

105,1

106,6

59,2

48,3

47,9

52,4

51,8

1990 2000

- Добыча сырой железной руды

2010 2015

- Производство товарной руды

2016

г Выплавка чугуна

Рис. 1 Динамика добычи сырой железной руды,

производства товарной руды и выплавки чугуна в России за период 1990-2016 гг.

280

230

в 180

130

80

30

а) Производительность сс. экскаватора в забое на 1м3 ковша, тыс. м3/год

164,4 167,0

135,3

177,0

162,0

113,0 107,4 |

у ,</ у

л*

/ /Г Ж *

«г

у /

в) Производительность сс. бурстанка СБШ-250МН, тыс. м/год

58,1

60

59,8

50,6

47,8

42,5

51,7

47,8

<<3" Л" <<У <<У <<йч <>

.V XV V V V Лч

#

#

^ V # # #

/ у у у у ^ ✓

б) Грузовая работа сс. автосамосвала на 1 тонну его грузоподъемности, тыс. т км/год

40,0 42,9 40,8 39,5

I

^

А V V <чх .Vх <КХ .V

# * У *

У

г) Производитеьность с.с. локомотива по горной массе, тыс. м3/год 1,13

1 0,74 | 0,72

0,60 0,58 о М I I I I

Л* ^

Ж ^ # #

.оУ .то „ел о^

«Г

Рис. 2 Показатели производительности основного технологического оборудования карьеров крупнейших ГОКов России в 2015 г.

более 10 млн. т/год укомплектованы мощными экскаваторами прямая лопата и высокопроизводительным большегрузным автотранспортом [3]. По указанной группе карьеров средняя грузоподъемность автосамосвала составляет 131,2 т, при этом 91% автосамосвалов (339 ед.) имеет грузоподъемность более 100 т, а около 63% экскаваторов (197 ед.) оборудовано ковшами емкостью 10 м3 и более.

На рис. 2 представлены удельные показатели производительности основного технологического оборудования карьеров по технологическим процессам 8 (восьми) ведущих ГОКов России.

Показатели удельной производительности оборудования отличаются между предприятиями довольно значительно. Более низкая производительность объясняется наличием в парке предприятий большого количества изношенных, морально устаревших машин с предельным сроком эксплуатации и недостаточно эффективной организацией горных работ. В последние годы на ряде карьеров отмечается более интенсивное обновление парка технологического оборудования (Михайловский, Лебединский, Качканарский ГОКи)

более производительными и надежными при эксплуатации машинами нового поколения. Широкое внедрение получают геоинформационные технологии (ГИС) при планировании горных работ (годовом, месячном, недельносуточном, сменном), управлении порядком взрывания обуренных блоков ПИ, вРБ-позиционировании экскавации (траектории ковша и положение экскаватора в забое) и навигации транспортирования, внедрение систем АСУ для автоматизированного управления грузопотоками в карьере с учетом качества сырья.

География поставок железорудного сырья горно-обогатительными комбинатами охватывает как российских потребителей во всех регионах России, так и в зарубежных странах СНГ, Евросоюза и Азии. На рис. 3 представлена схема поставок ЖРС между регионами России.

Основные объемы выпускаемого ЖРС реализуются в пределах региона производителя, при этом средневзвешенное расстояние транспортирования 1 т ЖРС по России ~ 670 км.

На рис. 4 представлена динамика международных экспортно-импортных поставок товарной железной руды по России за период с 2013-2016 гг. В структуре поставок железорудного

экспорт 22,7

14,2 к

СЕВЕРО-ЗАПАД поставки 21,6 ЦЕНТР поставки 56,4

11,4 1 27,1 > 10,5^ г

СЕВЕРО-ЗАПАД потребление 13,1 ЦЕНТР потребление 28,6

УРАЛ

поставки 13,5

Рис. 3 Поставки железорудного сырья между регионами России в 2016 г., млн т

ИМПОРТ

КАЗАХСТАН 22,7

250

150

50

5

30

2013 2014 2015 2016

Щ На экспорт всего | В т.ч. в Китай ЦВ т.ч. в Евросоюз Щ В т.ч. в СНГ Щ Импорт из Казахстана (СС ГПО)

Рис. 4 Объемы международных поставок железорудного сырья в 2013-2016 гг.

сырья на экспорт около 50% составляет концентрат, до 40% окатыши и ~ 10% металлургические брикеты. Лидером по экспортным поставкам и единственным поставщиком брикетов является Лебединский ГОК (8,2 млн т в 2016 г., более 35% общего объема). Выводы

1. Добыча железной руды в России в основном ведется открытым способом (~ 93% от общего объема). При этом значительная часть открытой добычи (более 70% до 196 млн т руды/год) приходится на 5 карьеров с объемами более 20 млн т руды/год (Лебединский, Михайловский, Стойленский, Северный Качканарского ГОКа, Костомукшский).

2. Карьеры на 75-80% укомплектованы горнодобывающим оборудованием российского производства. В последнее время отмечается тенденция по увеличению количества импортных горных машин на карьерах, на отдельных предприятиях количество импортной горной техники достигает 60%.

3. Удельные показатели производительности основного технологического оборудования и оснащенность предприятий карьерным технологическим оборудованием на добычу 1 млн м3 горной массы имеют существенную вариацию между предприятиями, что объясняется недстаточными мерами по модернизации и переоснащению парка оборудования и организационными просчетами при проведении горных работ.

В то же время все более широкое внедрение получают геоинформационные технологии (ГИС) при планировании горных работ, СРБ-позиционировании горных машин, автоматизированном управлении грузопотоками в карьере.

4. В целом следует отметить, что находящееся в эксплуатации горнодобывающее оборудование железорудных карьеров России позволяет успешно поддерживать на открытых горных работах уровень добычи руды до 275 млн т/год и горной массы до 220 млн м3/год, что обеспечивает обогатительное производство достаточным количеством сырья для выпуска 105-107 млн т/год товарной руды.

Вместе с тем следует отметить недостаточно активную работу предприятий железорудной отрасли по модернизации основных фондов и повышению производительности горно-транспортного оборудования карьеров.

5. Рост объемов добычи сырой руды (до 2-7 % ежегодно) в первую очередь обусловлен снижением ее качества и сокращением выхода товарной руды при существующих технологиях обогащения. Указанная негативная тенденция просматривается на протяжении значительного времени и приводит к росту удельных затрат на производство железорудного сырья.

Отмечается достаточно высокий уровень потребления ЖРС металлургическими предприятиями Уральского регио-

на - 32,8 млн т /год (до 35% общей потребности), которые только на 40% покрываются производством внутри региона.

6. Поставки железорудного сырья на экспорт достигают 25 млн т/год, что составляет до 30% от объемов его производства в России. Основными потребителями экспортного ЖРС являются металлургические предприятия Китая, на их долю приходится 7-12 млн т /год сырья (30-50% от поставок на экспорт), и стран Евросоюза, потребляющих в совокупности до 10 млн т/год (до 40% экспорта) сырья.

Импортные поставки ЖРС производятся из Казахстана в объемах 6-10 млн т/год, что составляет до 10% от российского производства. ЖРС из Казахстана поставляется на металлургические предприятия Южного Урала, не имеющие собственной сырьевой базы - комбинат ОАО «ММК» (г. Магнитогорск), в объемах до 8 млн т/год, и Челябинский металлургический комбинат - 2 млн т/год.

Одним из вариантов замещения импорта ЖРС является освоение новых перспективных сырьевых районов, в том числе на Приполярном Урале, где прогнозные ресурсы магнети-товой железной руды оцениваются в 1,5-3 млрд т. Добыча 8-10 млн т/год железной руды на Приполярном Урале может вестись открытыми горными работами на глубину до 250300 м, группой карьеров производительностью по руде 1-3 млн т/год, с предварительным обогащением на месте методом сухой магнитной сепарации и транспортированием промпродукта на металлургические предприятия Южного Урала [4-7].

7. Для сглаживания негативного воздействия на эффективность железорудной отрасли сокращения запасов и ухудшения качества железной руды в районах традиционных сырьевых баз (особенно на Урале и в Сибири), а также с целью расширения экспортных возможностей, актуальным является организация на востоке страны новой металлургической базы черной металлургии. Сырьевой основой для ее создания могут стать месторождения Алданской железорудной провинции Якутии легкообогатимых магнетитовых железных руд, с утвержденными ГКЗ запасами: «Тарыннахское» с запасами категорий В+С1 - 1,1 млрд т, «Горкитское» С1+С2 - 1,9 млрд т, «Таежное» В+С1 +С2 - 1,25 млрд т, а также месторождения высококачественного коксующегося угля (Нерюнгринское, Эльгинское).

8. В целом показатели работы горнодобывающих предприятий свидетельствуют о стабильном положении отрасли в 2010-2016 гг. и на ближайшую перспективу, отмечается рост объемов добычи сырой руды, поддержание на высоком уровне объемов выпуска товарной руды, улучшение финансовых показателей, уверенное положение на рынках сбыта продукции. Вместе с тем следует отметить недостаточно активную работу по модернизации основных фондов и повышению производительности горнотранспортного оборудования карьеров.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ:_

1. Корнилков С.В. Производство и потребление железорудного сырья в России в 2012 г. / С.В. Корнилков, В.Д. Кантемиров // Технико-экономические показатели горных предприятий за 1990 - 2012 гг. - Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2013. - С. 3-19.

2. Кантемиров В.Д. Оценка показателей эффективности технологического оборудования на крупных железорудных карьерах России/ В.Д. Кантемиров // Альманах современной науки и образования. - 2016. - № 4. - C. 53-57.

3. Кантемиров В.Д. Перспективы использования мощных экскаваторно-автомобиль-ных комплексов при ос—воении новых сырьевых баз / В.Д. Кантемиров // Горный информационно- аналитический бюллетень. Отд. вып. № 11. Проблемы недропользования. - 2011. - С. 383- 387.

4. Кантемиров В.Д. Технологические особенности освоения новых сырьевых баз / В.Д. Кантемиров // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2014. - № 6. - С. 369 - 373.

5. Корнилков С.В. Железорудные месторождения Приполярного Урала как перспек-тив-ная сырьевая база уральской металлургии / С.В. Корнилков, В.Д. Кантемиров // Изв. вузов. Горный журнал. - 2015. - № 8. - C. 22-28.

6. Кантемиров В.Д. Технологические особенности освоения новых сырьевых баз / В.Д. Кантемиров // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2014. - № 6. - С. 369-373.

7. Dubihski J. Sustainable development of mining mineral resources, J. Sustain. Min., 2013, Vol. 12, No. 1. - P. 1-6.