CC BY
55
В порядке обсуждения
Перспективы развития морской горнодобывающей отрасли в России
А.С. Каширский, горный инженер, советник Высшего горного совета НП «Горнопромышленники России»*_
Конец XX и начало XXI в. вследствие развала крупнейшей геополитической силы на нашей планете - СССР, ознаменовался ужесточением борьбы за глобальный контроль и управление человечеством. Все последние войны, конфликты, революции различной степени бархатности, движение за «восстановление общечеловеческих ценностей» и т.п. имеют одну цель - контроль и обладание минерально-сырьевыми ресурсами, дешевой рабочей силой, рынками сбыта в интересах небольшого числа стран «золотого миллиарда» во главе с США. Россия здесь рассматривается как наиболее лакомый кусок этой новой стратегии неоколониализма. Ведь США, имея лишь около 5% населения Мира, потребляют до половины всех минеральных ресурсов и ограничивать себя не намерены.
Результаты многочисленных исторических исследований и существующие прогнозы перспектив развития минерально-промышленного комплекса (МПК) передовых стран мира свидетельствуют о необходимости систематического роста потребления продукции МПК в экономике любого государства, в каждой сфере его производственно-хозяйственной деятельности. Современной России необходимо восстанавливать утраченные позиции по основным направлениям, определяющим развитие государства - передовая промышленность, наука, образование, сокращение времени внедрения новых технологий и научных разработок и т.д. [1-3].
Перед нашей страной стоят сложные задачи сохранения государственности, обеспечения своей безопасности, важнейшей составляющей которой является минерально-сырьевая безопасность как основа (базис) развития современного промышленного производства, создания новых технологий, укрепления экономики. Следовательно, необходимо уже сейчас осваивать добычу тех видов минеральных ресурсов, спрос на которые растет на мировом рынке и использование которых необходимо для совершенствования промыш-ленно-экономического потенциала России.
Особый интерес с практической и научной точек зрения здесь представляют твердые полезные ископаемые (ТПИ) морского дна - глубоководные полиметаллические сульфиды (ГПС), железомарганцевые конкреции (ЖМК), кобальтомарганцевые корки (КМК), полиметаллические илы (ПМИ), содержащие редкоземельные металлы (РЗМ), и россыпные месторождения черных, цветных и редких металлов шельфовой зоны [1-6].
Из океанических руд можно извлекать целый ряд стратегических и редких металлов, в первую очередь: марганец, медь, никель, кобальт, молибден, цинк, золото, серебро и т.д. Как уже отмечалось [11], ФГБУ «ВНИИОкеанология» (Санкт-Петербург) совместно с ГНЦ ФГУГП «Южморгеология» (Геленджик), ФГУП «ВИМС» (Москва), ФГУП «ЦНИГРИ» (Москва), АО «Севморгео» (Санкт-Петербург) и ФГУНПП «ПМГРЭ» (Санкт-Петербург - Ломоносов) разработана Концепция изучения и освоения минеральных ресурсов мирового океана, выполнение которой позволило бы к 2020 г. начать промышленную добычу ТПИ морского дна [11]. Однако отсутствие достаточного финансирования работ и ведомственная разобщенность различных организаций и предприятий, привлечение которых обеспечивало бы выполнение
* В подготовке статьи принимал участие Ю.В. Кириченко, профессор кафедры геологии, Горный Институт НИТУ МИСиС
разработанных в концепции мероприятий, не позволяют нашей стране уже к 2021-2025 гг. стать мировым лидером в области освоения морских недр и значительно укрепить свои геополитические позиции.
Вышеперечисленные типы минеральных ресурсов (ЖМК, КМК, ГПС, ПМИ) Мирового океана - инновационная проблема не завтрашнего, а сегодняшнего дня. Этот новый источник обеспечит укрепление минерально-сырьевой базы по многим металлам (Ni, Cu, Co, Au, Ag, Mo, Se, Te, РЗЭ и др.) и ликвидирует дефицит стратегических металлов (Mn) сырьевой базы России. Проблему невозможно отложить или заморозить. Она подхвачена более чем 20 странами мирового сообщества. По сути, это канун глобального раздела богатств и пространств Мирового океана. Работы в России ведутся по трём контактам с ISA (International Seabed Authority - Международный орган по морскому дну): с 2001 г. на ЖМК; с 2012 г. на ГПС; с 2015 г. на КМК [7].
Необходимо отметить, что пока Россия остается одним из лидеров в области разведки месторождений ТПИ морского дна:
- Месторождение ЖМК (Mn - 30%, Ni - 1,41%, Cu - 1,07%, Co - 0,2-0,3%, Mo - 0,05%) - уникальное по Mn и Co, крупнейшее по Ni и Cu - Кларион-Клиппертон (Тихий океан). Контракт на разведку завершается в 2016 г. (возможно продление на срок до 5 лет). После завершения разведки - освоение, ориентировочно, в течение 20 лет. Месторождение ЖМК - комплексно восполняет национальную базу по Ni, Cu, Co, Mo. Марганцевая база страны представлена небольшими месторождениями, расположенными в промышлен-но не освоенных районах с низкокачественными рудами и низким содержанием металла (9-33%). Добыча - практически не ведется. Марганцы в ЖМК - высококачественны со стабильным содержанием - 30%.
- Месторождение КМК (Co - 0,5-0,6%, Mn - 20-22%, Ni -0,46%, Mo - 0,05%, РЗЭ - 1,2 кг/т). Уникальное месторождение Co дополняется дефицитным Mn.
- Месторождение ГПС (Cu - 9,31%, Zn - 2,0%, Au - 5-10 г/т, Ag - 80-100 г/т) - Срединно-Атлантический хребет. Очень богатый объект по меди (отечественные материковые содержания 1-2%). Существенно дополняет меднорудную базу страны, вносит вклад в добычу золота [4, 8]. Кроме глубоководных участков Мирового океана, необходимо отметить, что шельф в России является самым обширным в мире площадью 6,2 млн км2, что соответствует 22% всей площади шельфа Мирового океана. Эта территория может быть увеличена на 1,2 млн км2, если ООН одоб-
В порядке обсуждения
рит заявку РФ на расширение внешних границ Арктики России за счет подводных хребтов Ломоносова и Менделеева, которую наша страна представила в 2014 г.
В Российской Арктике также имеются конкрециеносные площади. В Белом, Баренцевом, Восточно-Сибирском, Чукотском морях и в море Лаптевых известно о более чем 20 перспективных участках. Содержание главных рудных компонентов в арктических ЖМК составляет: Мп - до 51%, Fe2Oз
- до 70%; Со, N1, Си, Мо не превышают долей процента. Конкреции с меньшим содержанием полезных компонентов имеются в Черном и Каспийском морях, в крупных реках России [9-11].
К дополнительным аспектам необходимости развития морской горнодобывающей отрасли необходимо также отнести широкий ряд благоприятных условий для освоения месторождений:
- самый дешевый (без ограничений) морской транспорт;
- нет необходимости строить дорожную сеть, рекультивировать и ремонтировать ее;
- водная толща океана - активный помощник в борьбе за сохранение экологии окружающей среды (в отличие от суши);
- благоприятные для работы и жизнедеятельности географические широты при освоении месторождений ЖМК в Тихом океане и ГПС в Атлантике;
- нет необходимости возводить стационарные жилые постройки; вахтовый принцип работы;
- широкие возможности вторичного использования устаревших плавающих средств и плавучих энергетических установок (дизельных, атомных);
- легкое (без вскрышных работ) достижение залежей полезных ископаемых;
- принципиальная аналогичность схем технологического передела океанских руд на основе наземного опыта;
- возможность параллельного решения научно-исследовательских задач в области географии, океанологии, метеорологии, ихтиологии и т.п.;
- решение геополитических вопросов и т.д.
Россия, как правопреемница СССР, имеет достаточный опыт, потенциал и перспективы для возвращения в ряды лидеров по освоению минерально-сырьевых ресурсов морского дна. Еще в 1967 г. по инициативе Г.А. Нурка и В.В. Ржевского Совмином СССР в МГИ на базе кафедры «Технология, механизация и организация открытых горных работ» была образована Проблемная научно-исследовательская лаборатория по подводной добыче полезных ископаемых со дна морей и океанов. Сотрудники этой лаборатории внесли неоценимый вклад в рождение и развитие морской горнодобывающей отрасли: проводились крупномасштабные исследования на шельфах арктических морей и на Балтике, были заложены научные основы подводной геотехнологии, конструировалось и создавалось морское горнодобывающее оборудование и т.п.
На основе этих разработок в течение двух месяцев проводилась опытная добыча ильменит-рутил-циркониевых песков в Балтийском море.
За время разработки подводных россыпей было извлечено более 200 тыс. м3 горной массы и получено 60 т чернового ильменит-рутил-циркониевого концентрата.
Результаты научных исследований и опытно-промышленной добычи позволили Г.А. Нурку совместно с В.В. Ржевским и их учениками впервые в мире создать цикл учебников и монографий по проблемам морской добычи ТПИ. Наиболее фундаментальным и не потерявшим актуальность научно-учебным трудом считается «Технология добычи полезных ископаемых со дна озёр, морей и океанов», вышед-
ший в 1979 г. в издательстве «Недра» (авторы: Г.А. Нурок, Ю.В. Бруякин, Ю.В. Бубис, Л.Н. Молочников и др.).
Основными задачами, решаемыми Проблемной лабораторией, были:
- разработка научных основ технологии и технических средств по добыче полезных ископаемых со дна морей и океанов в различных горно-геологических условиях;
- разработка физических основ процессов подводной добычи;
- разработка научных основ переработки минерального сырья в условиях морских волнений;
- установление перспективных районов для поиска и разведки подводных месторождений различных полезных ископаемых и разработка средств их опробования;
- решение экологических вопросов подводной и морской добычи и т.д.
Российский государственный геологоразведочный университет с 1991 г. ведет подготовку горных инженеров по специализации «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых на морском дне».
На базе Южного отделения Института океанологии РАН (Геленджик) проводятся учебно-научные практики студентов МГРИ-РГГРУ в рамках международной программы Climate Change and Inland Seas: Phenomena, Feedback and Uncertainties. The Physical Science Basis (CLIMSEAS).
Однако так называемое «реформирование» образования, проводимое сегодня Минобрнауки, практически ведет к прекращению подготовки инженерных и научных кадров в области разведки, добычи и обогащения твердых полезных ископаемых Мирового океана.
Вызывают стойкое удивление непрофессионализм и недальновидность правительственных чиновников нашей страны, неумение анализировать результаты проводимых преобразований. А ведь успешная (по словам Правительства) реформа средней школы всего лишь за последние 10-15 лет отбросила Россию из первой тройки лидеров по уровню грамотности школьников в четвертый десяток. Как тут не вспомнить слова П.А. Столыпина: «Когда Правительство убеждается в неспособности управлять, оно затевает реформы!»
Эти реформы привели к тому, что уже сейчас ощущается дефицит молодых квалифицированных специалистов в организациях минерально-сырьевого комплекса России (от геологоразведки до обогатителей и машиностроителей). Резкая активизация исследований практически всех промышленно развитых стран в области освоения ресурсов Мирового океана, сокращение публикаций в открытой печати сведений о технических разработках в этой области, усиление агрессивности притязаний многих государств на нейтральные территории и даже шельфовые зоны свидетельствуют о нарастающем стратегическом значении морской горнодобывающей отрасли.
Этому вопросу было посвящено совместное заседание 23 апреля 2015 г. Комитета Госдумы РФ по природным ресурсам, природопользованию и экологии и Высшего горного совета НП «Горнопромышленники России», в подготовке которого принимал участие автор. Заседание прошло под руководством председателя Комитета В.И. Кашина и председателя Высшего горного совета Ю.К. Шафраника. Был заслушан ряд докладов ведущих специалистов в области освоения ресурсов Мирового океана: С.И. Андреева и Г.А. Черкашева (ФГБУ «ВНИИОкеанология»), А.М. Сагалевича (Институт океанологии РАН), Б.К. Ширяева (ГНЦ ФГУГП «Южморгеология»), А.И. Ромачука (ФГУП «ЦНИГРИ»), С.М. Штина (ЗАО «Завод гидромеханизации»), А.В. Мяскова (Горный институт НИТУ МИСиС), А.П. Вержанского (НП «Горнопромышленники России»). В заседании также участвовали представители ря-
В порядке обсуждения
да правительственных и производственных организаций, в т.ч. Минприроды России, Министерства обороны, Министерства иностранных дел и др. [7].
По результатам заседания было принято предварительное решение о создании Координационного центра по созданию морской горнодобывающей отрасли. Отмечено, что наблюдается резкий разрыв между результатами ГРР и подготовленностью технических средств (разведка, опытная и промышленная добыча). Требуется разработка Федеральной Программы освоения минеральных ресурсов океана с расчетом на береговые базы и энергетические центры на Дальнем Востоке. Желательно кооперативное освоение месторождений ЖМК странами-заявителями в поле Кларион-Клиппертон. Россия могла бы стать структурообразующим государством для единого ГОКа ряда Восточных Стран (КНР, Япония, Южная Корея), а также Франции и восточноевропейских стран, одновременно (в 2016 г.) завершаются контракты с ISA. Для Дальневосточного региона такое крупное горнорудное предприятие могло бы явиться стержневым в экономическом развитии всего края, что полностью соответствует Государственной Программе Российской Федерации (№466-р от 29.03.2013 г.) «Социально-экономическое развитие Дальнего Востока и Байкальского региона до 2025 года».
Анализ зачастую противоречивых сведений о применяемых, разрабатываемых и предлагаемых технологях, способах и видах оборудования для морской добычи позволяет сделать вывод, что основными проблемами в технологических решениях являются забор конкреций на дне и подъем их на поверхность.
Вмещающие конкреции, глинистые и кремнисто-глинистые осадки представлены сверху вниз слабыми (жидкотеку-чими, вязкотекучими) и мягкими (текучими и мягкопластич-ными) отложениями. Глубина залегания ЖМК варьирует в среднем от 3800-5300 м в Тихом океане до 150-200 м в Ледовитом и 25-40 м (до 90 м) в Финском заливе Балтики. Поэтому основными направлениями в разработках являются предложения по использованию известных решений по извлечению полезного ископаемого и подъему его на поверхность.
Различия и сходства в условиях залегания железомарганце-вых отложений (ЖМО) для разных акваторий инициируют при разработке технологий и проектировании оборудования довольно широкий перечень предложений, однако по основным ключевым звеньям весьма схожих. В основном предлагаются буксируемые или самоходные грунтозаборные устройства и гидравлическая или в виде бесконечной ветви с черпаками система подъема на судно-перевозчик. Предлагается насосный или эрлифтный подъем, подъем конкреций в смеси воды и пены, грейферами или дражно-землесосными установками и т.п. Спектр предпроектных разработок весьма широк (вплоть до экзотических) и, безусловно, в ближайшие десятилетия невоплотимых проектов в виде оборудования на морском дне добычно-обогатительных комплексов, позволяющих подавать на поверхность практически чистые металлы.
В настоящее время предлагаются технологии добычи твердых полезных ископаемых Мирового океана только с поверхности воды - как наиболее эффективные и технологически выполнимые. В общем случае комплекс должен состоять из добычного судна и грунтозаборного устройства. На добычном судне целесообразно также производить предварительное обогащение полезного ископаемого.
Анализ доступных сведений показывает, что к настоящему времени в развитых странах существуют три наиболее обоснованных мнения о целесообразности промышленного внедрения технологии разработки ТПИ морского дна.
Основые различия заключаются в способе подъема конкреций на поверхность:
- гидромеханизированная траспортировка по пульпопроводу от сборочного агрегата на судно;
- конвейерная многочерпаковая драга, которая разрабатывает залежь и транспортирует ЖМК;
- челноковая (в том числе траловая) автономная система разработки и подачи конкреций на судно. Отечественными учеными и специалистами предлагается
множество оригинальных решений по добыче ТПИ морского дна. Представляют особый интерес разработки подводных добычных комплексов с эрлифтным подъемом конкреций на поверхность (РГГРУ), самоходного добычного комплекса с подъемом ЖМК с помощью саморасширяющейся пены (МГГУ), кассетных тралов, в том числе с рыхлителем, позволяющим разрабатывать залежи конкреций со сложными горно-геологическими условиями (Горный институт НИТУ МИСиС), и т.д.
Разработанный нами кассетный трал обладает теми преимуществами, что может работать на большом разбросе глубин без кардинальной перестройки добычного комплекса, оказывает меньшее негативное воздействие на экологию моря, имеет простое конструкторское решение (технологичен) и не требует создания сложных механизмов, работающих в агрессивной подводной среде. Необходимо отметить, что применение кассетного трала при разведке и опробовании залежей конкреций и организации опытно-промышленной их добычи ЖМК позволит значительно повысить эффективность работ и сроки их проведения.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что в самое ближайшее время необходима разработка «сценария» освоения залежей ЖМК и КМК в рамках Дальневосточной инфраструктуры с целью создания привлекательных предпосылок для международной кооперации [11].
Необратимая потребность освоения месторождений ТПИ морского дна в ближайшем будущем ставит перед научным, образовательным и промышленным сообществами России множество задач, решение которых в ближайшие 2-3 года должно обеспечить ресурсами будущие поколения и укрепить безопасность страны.
Такие действия полностью соответствуют «Долгосрочной государственной программе изучения и производства минеральной базы на период 2005-2020 годов» и «Морской доктрине Российской Федерации на период до 2020 года».
Информационные источники:_
1. Козловский Е. А., Малютин Ю. С. Мировой океана как резерв минерального сырья в XXI веке // Мировая горная промышленность, 2004-2005. Т. 1. - С. 165-179.
2. Комплексное освоение недр: Перспективы расширения минерально-сырьевой базы России /Под ред. К.Н. Трубецкого, В.А. Чантурия, Д.Р. Каплунова. - М.: 2009. - 496 с.
3. Кириченко Ю.В., Щёкина М.В. Освоение ресурсов Мирового океана - основа национальной безопасности России (современное состояние и пути решения) / Сборник докладов VI съезда гидромеханизаторов России. - М.: Изд-во ООО «Центр инновационных технологий», 2012. -
С.101-110.
4. Инженерная геология рудной провинции Кларион-Клиппертон в Тихом океане /Я.В. Неизвест-нов, А.В. Кондратенко, С.А. Козлов и др.: Тр. ВНИИОкеангеологии; Т. 197. - СПб.: Наука, 2004. - 281 с.
5. Меро Дж. Минеральные богатства океана. - М.: Прогресс, 1969. - 440 с.
6. Андреев С.И., Голева Р.В., Юбко В.М. Экономические и геополитические аспекты проблемы освоения минеральных ресурсов Мирового океана. - М.: Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2006. №3. С. 72-78.
7. Материалы к совместному заседанию Комитета Государственной Думы Российской Федерации по природным ресурсам, природопользованию и экологии и Высшего горного совета 23 апреля 2015 г. - М.: Госдума, 40 с.
8. Современные методы изучения вещественного состава глубоководных полиметаллических сульфидов Мирового океана. Труды совещания в ФГУП «ВИМС» 19-20 января 2011 г. - М.: ВИМС, 2013. - 377 с.
9. Гальперин А.М. и др. Оценка возможности вовлечения железомарганцевых месторождений мор-сюго дна в разработку. 4.II. Перспективы разработки глубоководных месторождений твердого минерального сырья//- ГИАБ. - 2014. - №6. - С. 361-368.
10. Дробаденко В.П., Калинин И.С., Малухин Н.Г. Методика и техника морских геологоразведочных и горных работ. - Волгоград: Издательский Дом «Ин-Фолио», 2010. - 352 с.
11. Вержанский А.П., Андреев С.И., К вопросу «О создании морской горнодобывающей отрасли России» - Горная Промышленность, №3 (121)/2015 - с. 6-9.
