CC BY
103
---------------------------------------- © П.А. Филиппов, 2007
УДК 622.34.013 П.А. Филиппов
ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЭКСПЛУА ТАЦИИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ КАК ИСТОЧНИКОВ СЫРЬЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ КОМБИНАТОВ КУЗБАССА
'¥_Г ерная металлургия является ведущей отраслью в ми-1 ровой экономике, обеспечивает высокую занятость населения в общественно полезном труде, отличается большой масштабностью производства и энергоемкостью. На отечественную железорудную промышленность возложена задача обеспечения в полном объеме сырьем металлургического производства и потребностей экспорта. Специалисты Института мировой экономики и международных отношений РАН утверждают, что сталь и изделия из черных металлов в мировой экономике не только сохранят роль основного конструктивного материала в обозримом будущем, но и будут иметь тенденцию к росту [1].
Высокое значение роли, которую играет металлургический комплекс в экономике страны, реально оценивают правительство РФ и федеральные органы исполнительной власти, принявшие «Стратегию развития металлургии России до 2010 года» и «Комплекс мер государственной поддержки по ее реализации» [2].
Чтобы России сохранить в мире свою значимость в экономике и политике, она должна более чем вдвое увеличить объем производства стали, довести его до 55-65 млн. т, а производство товарной руды соответственно до 110-130 млн. т [3]. Железорудный потенциал отрасли составляет более чем 200 млрд. т балансовых запасов, из которых около половины приходится на прогнозные ресурсы. Государственным балансом РФ учтено 192 месторождения. Значительная часть запасов (87 %) сосредоточена на 35ти крупных месторождениях, из которых 16 разрабатываются, а 19 составляют государственный резерв. Среднее со-
держание железа в рудах этих месторождений составляет около 36 % , что намного ниже, чем в Австралии (60 %) и Индии (61 %).
Большая часть запасов железных руд России по своим качественным показателям уступает мировым стандартам и малорентабельна в разработке по причине низкого содержания железа, сложных климатических, горно-геологичес-ких условий и географического расположения. Но даже при этих условиях, по объему экспорта черных металлов Россия занимает одно из ведущих мест, поставляя в различные регионы мира более 30 млн. т металлопродукции (10 % мирового экспорта).
Почти 60 % балансовых железных руд сосредоточены в центре России в крупнейшем железорудном бассейне мира - Курской магнитной аномалии, где функционируют мощные горнообогатительные комбинаты - Михайловский, Лебединский, Стойленский и комбинат КМАруда.
В Северо-Западном регионе добычу железных руд открытым способом в значительных объемах ведут Костомукшский, Оленегорский и Ковдорский ГОКи. Балансовые запасы региона составляют около 1,5 млрд. т, которые погашаются самыми высокими в России темпами.
Железорудные месторождения Дальневосточного округа (4,4 млрд. т) пока не отрабатываются, но планируются к освоению. Здесь наибольший интерес представляют месторождения: Гаринское (Амурская область), Кимканское и Сутарское (Еврейская автономная область) [4].
Уральский и Сибирский федеральные округа по своим запасам балансовых руд примерно равноценны (15,9 и 12,9 % соответственно). На Урале эксплуатацию железорудных месторождений ведут Качканарский и Высокогорский ГОКи, Бакальские рудники, Богословское рудоуправление. Месторождения железных руд Сибирского региона отрабатывают Коршуновский ГОК и ОАО «Евразруда».
Динамика объемов добычи сырой руды по регионам РФ приведена на рис. 1.
С переходом России от плановой к рыночной экономике в 1990-1994 гг. произошло значительное снижение объемов
1 300
ц 0 Н і і і і
1990 1994 1998 2002 2006
Г оды, лет
і Ряді -*~Ряд2 ніг-РядЗ -Ю-Ряд4 —«—Ряд.5
Рис. 1. Добыча сырой руды по регионам и в целом по России: ряд 1 - Сибирь; ряд 2 - Северо-запад; ряд 3 - Урал; ряд 4 - Центр; ряд 5 - Россия
добычи руды, которое составило более 70 %. К 1998 году производство железорудной продукции стабилизировалось, а в последнее пятилетие происходит устойчивый рост поставок товарной руды горнодобывающих комбинатов на металлургические заводы.
Интенсивная эксплуатация железорудных месторождений требует воспроизводства мощностей рудников, которое сопровождается увеличением глубины горных работ и вовлечением в отработку новых месторождений. Особенно актуальна эта проблема для Сибирского региона.
Минерально-сырьевая база черной металлургии Сибири включает в себя ряд железорудных и нерудных месторождений полезных ископаемых - флюсовых известняков, доломитов и кварцитов. Большинство эксплуатируемых месторождений сосредоточены в Кемеровской области. Руда также добывается в Красноярском крае, Хакасии и Иркутской области.
Действующие подземные рудники, отрабатывающие железорудные месторождения Таштагольское, Шерегешевское, Казское в Горной Шории, Абаканское и Тейское в Хакасии, Ирбинское в Красноярском крае находятся в составе ОАО «Евразруда». Это ак-
ционерное общество является структурной единицей холдинга «Евразгрупп», которому в Кузбассе принадлежат ЗападноСибирский (ЗСМК) и Новокузнецкий (НКМК) металлургические комбинаты. Вышеупомянутые рудники являются основой сырьевой базы комбинатов.
Добываемые магнетитовые руды с содержанием железа 26-34 % обогащаются на прирудничных дробильно-обогати-тельных фабриках методом сухой магнитной сепарации. Первичные концентраты (промпродукты) поступают на районные фабрики глубокого обогащения - Мундыбашскую и Абагурскую, где содержание железа доводится до 62 %. Товарная железная руда перерабатывается в доменном производстве ЗСМК и НКМК.
Сибирский регион обеспечивает себя сырьем только на 70 %. Потребность в недостающем сырье металлургические комбинаты покрывают поставками товарной железной руды из дальних регионов: Курской области, Урала и Северного Казахстана. В общем объеме привозного сырья большая доля приходится на Центр - 4550 %. Такая схема обеспечения сырьем металлургических предприятий Кузбасса является вынужденной и обусловлена ограниченностью возможностей действующих рудников, которые не развивали свои производственные мощности последние 15 лет.
Увеличение добычи руды на действующих предприятиях проблематично. Подземные рудники (Таштагольский, Шерегешский, Казский и Абаканский) ведут отработку рудных тел на глубоких горизонтах в удароопасных условиях. Шахта «Таштагольская» является самой глубокой из российских железорудных шахт и ведет горные работы на глубине более 800 метров. Максимальный объем добычи сырой руды в 2006 году был достигнут на «Шерегешской» шахте - 3,48 млн. т, а минимальный на «Казской» шахте - 1,5 млн. т.
Основной системой подземной разработки железорудных месторождений Сибири является этажное принудительное панельное обрушение (более 90 %) с преобладанием вибрационного выпуска руды. На Шерегешском руднике для отработки “слепых” рудных тел одну треть от общего объема добычи руды занимает этажнокамерная система разработки.
По способам погрузки вибродоставочными и скреперными установками добыча руды по рудникам распределяется Таблица 1
Рудник 2004г. 2005г. 2006г.
С подземной добычей
Т аштагольский 1833 1916 1813
Шерегешский 3435 3026 3480
Казский 1470 1497 1494
Абаканский 2002 1999 2000
Итого 8740 8438 8787
% 61,7 62,0 62,9
С открытой добычей
Ирбинский 2793 2514 2389
Тейский 2633 2651 2803
Итого 5426 5165 5192
% 38,3 38,0 37,1
Всего 14166 13603 13979
следующим образом. На шахтах «Таштагольская» и «Шерегеш-ская» выпуск руды из очистных блоков ведется только вибрационными установками ВДПУ-4ТМ, на шахтах «Абаканская» и «Казская» используется и скреперная доставка руды (7 и 54 % соответственно). Самоходное оборудование ни одна железорудная шахта в Сибири, как и в России, не использует.
Рудники с открытым способом разработки (Тейский, Ирбин-ский) дорабатывают вскрытые месторождения в своих проектных контурах.
Удельный вес открытого способа добычи железной руды в целом по РФ составляет до 93 % [5]. В Сибирском регионе ситуация иная и отличается от общей по России. Здесь доля открытого способа добычи железной руды является не столь преобладающей (66 %), что значительно ниже, чем в других регионах страны (Северо-Запад-100 %, Центр-97 %, Урал-90 %).
Более контрастно это проявляется на горнодобывающих предприятиях “Евразруды”, где подземный способ разработки превалирует и составляет более половины от общей добычи железной руды, что показано в табл. 1.
За последние три года соотношение подземного способа разработки по отношению к открытому возрастало и составило 62,9 %. Это соотношение в ближайшие несколько лет не изменится.
На протяжении длительного времени не только сохраняется, но и увеличивается разница в себестоимости добычи руды подземным и открытым способами. В 2006 году на сибирских рудниках себестоимость добычи 1т сырой руды на подземных горных работах оказалась в 2,5 раза выше, чем себестоимость при открытой разработке. Максимальная себестоимость добычи сырой руды была на Таштагольской шахте (279,3 руб. т), а минимальная - на Тей-ском карьере (105,6 руб. т).
В условиях рыночной экономики и острой конкуренции снижение себестоимости добычи руды в сибирском регионе является первостепенной задачей. Это возможно достигнуть несколькими путями: увеличением удельного веса открытых горных работ и существенным повышением эффективности подземного способа разработки. В качестве альтернативных вариантов увеличения объемов открытой добычи руды рассматривались вопросы создания новых горно-обогатительных комбинатов на базе разведанных железорудных месторождений Сибирского федерального округа и вовлечение в эксплуатацию мелких месторождений в пределах досягаемости действующих рудников. Некоторые сравнительные данные по этим вариантам приведены на рис. 2.
Из рис. 2 видно, что для открытого способа добычи новыми ГОКами, суммарные балансовые запасы железной руды по сопоставляемым объектам (548,9 млн. т) почти в пять раз превышают балансовые запасы руды (114,5 млн. т) месторождений-спутников, которые можно отработать имеющимися мощностями рудников «Евразруды», эксплуатирующих основные месторождения. Уровень среднего содержания железа в балансовых запасах месторождений-спутников составляет 38,1 %, а для месторождений подлежащих разработке новыми горнообогатительными комбинатами эта величина равняется 32 %.
Несмотря на небольшие балансовые запасы руды спутниковых месторождений, менеджментом холдинга принято решение о разработке Тейским рудником Изыхгольского месторождения с содержанием железа 44 %, эксплуатации Ирбинским рудником Курского, Нового и Восточного месторождений с содержанием Fe от 39 до 46 %.
Рис. 2. Сопоставление объектов для открытой добычи железной руды
Среднее содержание в балансовых запасах, %
Подобная стратегия в ближайшие 5 лет частично закроет потребности металлургических заводов Сибири местным сырьем, но усугубит их зависимость от дальнепривозной товарной руды в долгосрочной перспективе.
Состояние подземных горных работ рудников Сибири, наряду с себестоимостью добычи 1 т руды, характеризует и такой показатель, как производительность труда. Наиболее высокий этот показатель в 2006 год достигнут на Шерегешской шахте, где производительность труда подземного рабочего составила 20,4т/см., проходчика горных выработок 0,63п.м./см., машиниста буровой установки - 21,3п.м./см. Аналогичные результаты имеет и одна из лучших железорудных шахт России - шахта им. Губкина комбината КМАруда.
Однако, эти показатели на отечественных железорудных предприятиях значительно ниже (в 5-6 раз), чем в ведущих рудодобывающих странах мира, где производительность труда подземного рабочего превышает 100 т/смену.
Причиной столь большого отставания являются, с одной стороны худшие горно-геологические условия российских месторождений и длительный период кризисной ситуации в России, с другой - низкий технический уровень горной техники и технологии, особенно на подземных горных работах.
В ближайшие годы ожидается увеличение доли подземной добычи разработки железорудного сырья [6].
В близкой перспективе ожидается переход Оленегорского ГОКа с карьерного способа добычи на подземный. В Центральном регионе - подземные работы получат развитие на базе богатых руд Яковлевского рудника и запасов железистых кварцитов Коробков-ского месторождения. На Урале предполагается ввести в эксплуатацию подземные рудники на месторождениях Подотвальное и Малый Куйбас.В Сибирском регионе возможен переход действующих Тейского и Ирбинского рудников с открытого на подземный способ разработки основных месторождений.
Проектными институтами «Гипроруда» (г.Санкт-Петербург), «Сибгипроруда»(г.Новокузнецк) в 90х годах были выполнены технико-экономические обоснования инвестиций эксплуатации Та-шелгинского и Анзасского железорудных месторождений в Горной Шории и Хакасии, строительства крупного Белорецко-Инского горно-обогатительного комбината в Алтайском крае, которые пока-
зали потенциальную возможность функционирования новых предприятий. Сегодня необходимо уже для современных условий проектным и научно-исследовательским организациям выполнить обоснование технических решений перспективных рудников, используя новейшие отечественные и мировые достижения геотехнологии. Крайне важным также представляется изучить возможности реконструкции и технического перевооружения действующих подземных предприятий.
Таким образом, увеличение удельного веса подземной добычи железорудного сырья, особенно для Уральского и Сибирского регионов, выдвигает ряд новых задач по обеспечению ее конкурентоспособности по сравнению с открытым способом разработки и мировой практикой. В первую очередь это - научное обоснование, проектное воплощение и использование высокопроизводительных систем подземной разработки месторождений полезных ископаемых на базе комплексов самоходного оборудования.
Для реализации этих задач ИГД СО РАН начаты и ведутся научно-исследовательские работы по обоснованию технического перевооружения Шерегешского рудника, комбинированной отработки Тейского месторождения, вскрытия и эксплуатации Инского и Белорецкого железорудных месторождений на основе использования новых вариантов системы подэтажного обрушения руды с применением современного самоходного оборудования [7].
Нам представляется, что их использование при подземной разработке железорудных месторождений позволит создать относительно простые способы управления горным давлением, обеспечит эффективное оконтуривание и выемку запасов рудных тел сложной формы, сделает труд горняков более безопасным и высокопроизводительным.
----------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Катунин В.В., Антипин В.Г. Состояние мирового рынка стали и некоторые тенденции его развития//Черная металлургия: Бюл. НТИ. - 2001. - № 6. - С. 3-18.
2. Дейнеко А.Д. Реализация государственных мер по развитию металлургии до 2010 г.//Черная металлургия: Бюл. НТИ. - 2003. - № 1. - С. 3-6.
3. Пучков Л.А. Россия в горнодобывающем мире//Горный журнал. - 2005. - № 9-10. - С. 9-13.
4. Архипов Г.И. Дальневосточная черная металлургия: железорудносырьевая база и возможности развития. - Хабаровск: ИГД ДВО РАН, 2005. - 234с.
5. Технико-экономические показатели горных предприятий за 1990-2004 гг.: Справочник. - Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2005. - 404с.
6. Каплунов Д.Р., Сухорученков А.И., Юков В.А. Усиление роли подземной добычи при разработке железорудных месторождений//Горный журнал. - 2006. -№ 4. - С. 52-55.
7. Патент РФ. № 2208162. Способ разработки рудных месторождений подэ-тажным обрушением //Фрейдин А.М., Кореньков Э.Н., Филиппов П.А. и др. Опубл. в БИ, 2003. - № 19. ВТШ
— Коротко об авторах -------------------------------------------
Филиппов П.А. - кандидат технических наук, ведущий научный сотруд-
ник.
