CC BY
53
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ «НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 99» МОСКВА, МГГУ, 25.01.99 - 29.01.99_______
В.Л. Колибаба, Е.А. Калиш, В.С. Ульяненко,
Всероссийский институт минерального сырья
ПРОГРЕССИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ИЗ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СВЕРХГЛУБОКОГО ЗАЛЕГАНИЯ
Начиная с 1991 года, горнорудная промышленность испытывает значительные трудности, вызванные общим кризисом реформируемой экономики России. В настоящее время состояние рудно-сырьевой базы характеризуется как неудовлетворительное.
Особенностями горнодобывающих предприятий являются высокая фондоемкость и трудоемкость производства, необходимость постоянного восполнения выбывающих в связи с отработкой запасов мощностей, длительность и низкий уровень окупаемости инвестиций, высокая экологическая нагрузка на окружающую среду, зависимость экономических показателей от природно-географических факторов, полная зависимость объемов производства и сбыта рудного сырья от рынка металлов.
Важнейшей задачей черной металлургии является ускоренное обновление и техническое перевооружение отрасли на основе широкого внедрения принципиально новых технологий, обеспечивающих наивысшую производительность труда и эффективность производства, радикальное повышение качества и расширение ассортимента черных металлов, надежную охрану окружающей среды и решение социальных вопросов.
Технология скважинной гидродобычи предполагает новый подход к оценке железорудной базы страны. Это связано с тем, что месторождения полезных ископаемых, залегающих в сложных горно-геологических условиях, которые технически невозможно или экономически невыгодно разрабатывать традиционным способом, при использовании способа скважинной гидродобычи могут быть
вовлечены в промышленное освоение. Разработанный способ скважинной гидродобычи позволяет рассматривать глубокозале-гающие месторождения богатых руд КМА в качестве новой, весьма перспективной базы черной металлургии России, в том числе и бескоксовой металлургии.
Способ скважинной гидродобычи (СГД) осуществляется на первом этапе при комбинированном способе отработки и состоит во вскрытии запасов месторождения скважинами, гидромониторном массива. Затем через часть эксплуатационных скважин нагнетают воду, а гидроразмыв с одновременным подъемом пульпы ведут через скважины, чередующиеся с рядами скважин, по которым производят нагнетание воды в рудный массив. Чередование скважин в зонах позволяет размыве полезного ископаемого, движении его к гидродобычному агрегату и эрлифтной выдачи на поверхность в виде пульпы. Непосредственными рабочими агентами, воздействующими на полезное ископаемое при способе СГД, являются подаваемые с поверхности в скважины вода и сжатый воздух под высоким давлением.
Разработанная в ВИМСе технология добычи богатых руд способом СГД предусматривает обрушение руды и вмещающих пород. При этом способе с поверхности через толщу покрывающих пород бурят скважины до нижней границы рыхлых руд с плотными рудами, находящимися в нижней части месторождений ( патент РФ № 1547439, № 2021513, № 2036308, № 2049234).
Гидроразмыв рудного массива осуществляется по зонам снизу вверх. В самой нижней зоне в ка-
ждую скважину помещают выдач-ные устройства с гидромониторами и производят предварительный размыв массива с подъемом пульпы на поверхность. Гидроразмыв массива ведут для получения пульпы заданной консистенции, обеспечивающей устойчивую работу выдачных устройств, образования зон разрыхления рудного привести нижнюю часть рудного массива в подвижное состояние. В дальнейшем для достижения плавного оседания надрудной толщи откачку пульпы ведут планомерно в равных объемах из скважин.
Основными объектами рудника СГД являются:
♦ буровые скважины;
♦ насосная станция подачи воды;
♦ компрессорная станция сжатого воздуха;
♦ трубопроводы воды и сжатого
воздуха;
♦ отделение обезвоживания и складирования руды;
♦ система оборотного водоснабжения.
Буровые скважины при СГ Д по своему назначению подразделяются на добычные и нагнетательные. Конструкционной особенностью добычных скважин является наличие двух гидравлических каналов, связывающих дневную поверхность с призабойной зоной. Это достигается концентричным расположением двух колонн труб: внешней и внутренней. Образующийся при этом кольцевой зазор используется в качестве пульповода, а внутренняя труба - в качестве водовода. Добычные скважины бурят до нижней границы рыхлых железных руд с плотными породами. В покрывающих породах, в зонах, находящихся между рыхлыми и плотными рудами, произ-
водят обсадку скважины и цементацию затрубного пространства для локализации зон очистных работ и исключения перетока вод различных горизонтов по затруб-ному пространству. Внутренняя колонна труб завершается гидродобычным агрегатом, который выходит в зону очистного пространства на 3-4 метра. Газожидкостная смесь с поверхности подается к забою добычной скважины по внутренней колонне труб, а рудная пульпа выдается по меж-трубному пространству. Наряду с добычными, часть скважин используется в качестве нагнетательных, через которые в рудный массив подается вода под высоким давлением. Это обеспечивает создание в рудном массиве градиента напора в направлении добычных скважин и тем самым поступление к ним рыхлого рудного материала. Доля нагнетательных скважин составляет не менее половины общего количества скважин. С целью оптимизации режима гидродобычи скважины используются поочередно в качестве добычных и нагнетательных.
Часовая производительность добычных скважин равна 30-60 т руды (по твердому). В зависимости от диаметра (219-370 мм), годовая производительность одной добычной скважины составляет 200400 тыс. т. богатой железной руды.
Расстояние между скважинами в пределах добычного поля равно 50-100 м. Общее количество скважин предприятия СГД определяется площадью добычного поля, принятой сетью расположения скважин и проектируемой мощностью рудника.
Удельный расход воды на 1 т добываемой руды составляет 5-10 м3, подаваемую с напором до 2000 м (200 атм или 20 МПа). Сжатый воздух нагнетается в добычные скважины под давлением 200 атм (или 20 МПа). Удельный расход сжатого воздуха составляет 15-20 м3 на 1 т руды.
В насосной и компрессорной станциях устанавливается высоконапорное оборудование исходя из
необходимой производительности по воде и сжатому воздуху, т.е. в соответствии с мощностью предприятия СГД по руде. Удельный расход электроэнергии на добычу 1 тонны руды способом СГД составляет 30-60 квт. ч. и определяется, главным образом, энергозатратами насосов и компрессоров высокого давления.
Подача воды и сжатого воздуха от насосной и компрессорной станций к скважинам осуществляется по стальным трубопроводам, обвязанным высоконапорной стальной арматурой. Транспортировка поднятой на поверхность пульпы за пределы добычного поля осуществляется самотеком или предусматривается установка низконапорных грунтовых насосов. Могут быть предусмотрены также промежуточные пульпонасосные станции (ПНС), которыми обеспечивается дальнейшая перекачка пульпы к отделению обезвоживания, переработки и складирования руды.
Подаваемая за пределы добычного поля пульпа подвергается сгущению и обезвоживанию, товарная руда складируется для отправки потребителям, а осветленная технологическая вода с помощью перекачной насосной станции подается в емкости оборотного водоснабжения для повторного использования в процессе СГД.
Откачка пульпы при системе разработки с самообрушением массива является средством управления степенью извлечения различных по прочности типов руд. От правильного выполнения откачки пульпы зависит полнота извлечения богатых руд из месторождения. Наиболее благоприятные показатели возможно получить при условиях:
♦ равномерной откачки пульпы из всех эксплуатационных скважин добычного поля;
♦ поддержания поверхности контакта обрушенной руды с массивом в горизонтальном положении;
♦ своевременного перехода от отработанной зоны (этапа) к последующей;
♦ своевременного управления подачей оборотной воды в нагнетательные скважины для размыва разрушенного массива;
♦ установления расстояния между скважинами, исключающее возможность образование «непере-работанных» фильтрационным потоком зон в обрушенной руде.
Равномерность откачки пульпы из скважин обеспечивается систематическим контролем путем учета количества руды, выдаваемой из каждой скважины. Контроль за процессом самообрушения ведут из наблюдательных скважин геофизическими и др. методами.
Количество извлекаемых из месторождения руд системой разработки с самообрушением зависит от следующих факторов:
♦ наличие в рудном массиве рыхлых и слабосцементированных руд;
♦ глубины залегания рудного тела;
♦ мощности и формы рудного тела;
♦ мощности покрывающих пород.
Учитывая, что вышеперечисленные факторы различны для отдельных месторождений, количество извлекаемых руд методом СГД определяется проектом для каждого добычного поля.
При отработке месторождений богатых руд через скважины в добычу вовлекаются рыхлые и полу-рыхлые разновидности руд, прочные руды остаются в недрах. Поэтому, при промышленном освоении глубокозалегающих богатых железных руд КМА необходимо следующее:
♦ определить границы зон разуплотнения рудного массива в зависимости от количества извлекаемой руды, с учетом влияния отработки на окружающую среду;
♦ разработать технологию проведения добычных работ через скважины в рудной зоне, подверженной затоплению и обрушению, и перехода от скважинной гидродобычи к подземным работам путем организации яруса с единым выработанным пространством;
♦ обосновать систему регулирования силового воздействия на массив в зависимости от параметров выдачных устройств;
♦ создать экологически чистую магнитно-гравитационную технологию получения из руд СГД высокосортных концентратов для качественной металлургии и производства железных порошков многоцелевого назначения;
♦ провести экономическую переоценку запасов богатых железных руд исходя из существующих и перспективных экономических условий их освоения;
♦ провести экономическую оценку ресурсов богатых руд и их гео-лого-экономическое районирование с целью определения наиболее экономически эффективных направления освоения месторождений и подготовки новых лицензионных участков;
♦ разработать систему геологоэкономического мониторинга запасов и ресурсов богатых железных руд возможных к отработке способом скважинной гидродобычи с целью улучшения оперативного управления, а также организации контроля за выполнением лицензионных соглашений.
Осуществление отработки месторождения системами с обрушением руды и налегающих пород по зонам в восходящем порядке, при комбинированном способе разработки, возможно благодаря сочетанию трех основных факторов: геологического строения и физико-механических характеристик пород налегающей толщи, морфологии рудного массива и его обводненности, порядка и темпов отработки месторождения.
Налегающая толща представлена мощными пластами плотных глин, наиболее мощные пласты которых приурочены к кровле. Общая мощность толщи значительна, а площадь огромная - все это создает благоприятные предпосылки для плавного деформирования пород.
Морфология большинства залежей богатых руд характеризуется спокойными формами, мощностью от 50-70 м до 500 м большой горизонтальной площадью и глубиной залегания. Эти качества залежей обеспечивают широкие
возможности для их наиболее рациональной отработки.
К настоящему времени накоплен представительный фактический материал по состоянию рудного массива в результате проведения скважинной гидродобычи богатых железных руд. По результатам опытно-методических работ СГ Д на участке Шемраевского месторождения при добыче первых 10 тыс. тонн построена карта изо-денс (линий равной плотности), которая показала незначительные разуплотнения массива. При добыче на этом участке более 30 тыс. тонн руды максимальные фиксируемые разуплотнения массива составили до 15%, а наибольшие уплотнения - 6%, т.е. произошло незначительное переуплотнение массива. Разрушение массива, его сдвижения и образования пустот не произошло. Следует отметить, что при откачке первых 10 тыс. тонн руды разуплотнение массива имело место только в его нижней части. Таким образом, есть основание утверждать, что по мере добычных работ способом СГД разуплотнение массива развивается довольно постепенно и не сопряжено с его резкими изменениями.
Все перечисленные по технологии разработки глубокозале-гающих месторождений богатых железных руд КМА способом скважинной гидродобычи можно суммировать в виде следующего принципа:
- разработка месторождения системой с обрушением руды и налегающих пород по зонам в восходящем порядке, осуществляется с использованием энергии горного давления с учетом геологического строения и физикомеханических характеристик пород налегающей толщи, морфологии рудного массива, его обводненности, порядка и темпов отработки месторождения. Создание градиента напора необходимо для инициирования начала разрушения массива в направлении, в котором естественный процесс развивается медленно.
Сформулированный принцип опирается на установленные закономерности напряженного состояния и разрушения массива, а также на мировой опыт исследований влияния горного давления на эффективность разрушения горных пород.
Таким образом, в результате проведенных исследований выделены зоны сдвижения массива, возникающие при добыче руд, которые могут отрицательно влиять на окружающую среду, а именно сохранность питьевых вод. Для недопущения негативного влияния отработки на окружающую среду определены объемы добычи рыхлых руд и предложена технологическая схема отработки месторождения, обеспечивающая целостность пласта глин, служащего во-доупором для питьевых вод.
Извлечение 20% рыхлых руд не вызовет негативных экологических последствий. Извлечение 5060% запасов рыхлых руд способно привести к существенной активизации сдвижений толщи перекрывающих пород, вследствие разрушения пласта известняков, являющимся непосредственной кровлей рудной залежи.
Исследования показали, что наиболее рациональной с геоме-ханических позиций является площадная схема отработки месторождения при системе разработки с самообрушением руды и налегающих пород. Положительные стороны площадной схемы заключаются в устранении волновой динамики изменения напряженно-деформированного состояния пласта известняков, в силу совпадения влияния техногенных и естественных факторов. Рудная толща, расположенная над областью ведения добычных работ, оказывает «размывающее» действие на концентрацию напряжений и снижает их интенсивность в перекрывающей осадочной толще пород, в отличие от других схем ведения горных работ. Рекомендуемая схема отработки позволяет управлять процессом сдвижения массива путем создания регули-
руемой податливости основания, отрабатываемой рудной толщи.
Технологическая схема разработки месторождений твердых полезных ископаемых сверхглубокого залегания, находящихся в массиве горных пород, подверженных большому горному давлению со значительными притоками подземных вод, предусматривает применение скважинной гидродобычи из нижних горизонтов действующих шахт. Подземный способ и способ скважинной гидродобычи применяется как система с единым выработанным пространством, которое используется для обеих технологий. Такое сочетание технологических элементов обеспечивает сокращение объемов горно-капитальных работ, затрат на водоотлив, снижает эксплуатационные затраты на добычу руды. Двухъярусный способ разработки позволяет разрабатывать месторождения на глубину 2000 - 2500 метров. Первый ярус на глубину 1000 - 1200 м отрабатывается подземным способом по традиционной технологии, второй ярус до глубины 2000 - 2500 м отрабатывается с применением скважинной гидродобычи. Комбинация подземного способа разработки и СГД позволяет вовлечь в эксплуатацию запасы сверхглубоких горизонтов благодаря применению двух различных систем подъема, при использовании СГД отпадает необходимость строительства второй ступени подъема.
Отработку месторождения сверхглубокого залегания комбинированным способом проводят следующим образом. На первом этапе отработка ведется подземным способом до экономически целесообразного горизонта. Границу перехода (экономически целесообразный горизонт) от первого этапа ко второму устанавливают исходя из экономических показателей рудника с учетом горнотехнических возможностей шахты ( наличия рыхлых руд, пригодных для СГД, наличия рудных площадей, величины горного давления, проявления горных ударов, повы-
шенной температуры пород, необходимости перехода на вторую ступень подъема и т.д.). Ниже действующего горизонта проводят доразведку месторождения с целью оконтуривания залежей рыхлых руд. Проходят выработки и камеры для бурения скважин, камеры располагают в висячем боку залежи. Из камер до нижней границы залежи рыхлых руд проходят скважины. Скважины бурят рядами в зону рыхлых руд, расстояние между скважинами устанавливают в зависимости от физико-механических свойств, гранулометрического состава, формы и мощности рыхлых руд. Если месторождения имеют пологое залегание, для гидроразмыва массива бурят скважины и по падению рудной залежи.
Гидроразмыв массива осуществляют послойно снизу вверх. Если требуется воздействие на рудный массив с целью его разрушения, производят водоимпульсное, волновое или взрывное воздействие, возможны и другие методы разрушения массива. Гидроразмыв массива ведут для получения пульпы заданной консистенции, обеспечивающей устойчивую работу выдачных устройств и подъем пульпы на действующий горизонт.
Применительно к глубокозале-гающим объектам в основу комбинированного способа положены принципы пространственно-временного сочетания подземных работ и скважинной гидродобычи в пределах одного шахтного поля.
Применение комбинированного способа отработки глубокозале-гающих месторождений позволяет:
♦ в максимальной степени интенсифицировать отработку месторождения на конечной стадии освоения;
♦ сделать экономически выгодной разработку месторождений, отработка которых только подземным способом нецелесообразна;
♦ в более короткий срок, чем при только подземном способе, развить значительную производительность рудника;
♦ обеспечить извлечение наиболее богатой части руды на втором этапе отработки;
♦ существенно улучшить технико-экономические показатели горнодобывающего предприятия.
В социальном и экономическом плане внедрение комбинированного способа обеспечит:
♦ улучшение условий труда при добыче руды в интервале глубин 1000 - 2500 м за счет отсутствия людей в очистных забоях;
♦ решение экологических проблем добычи руд путем безотходного производства с водообо-ротом в замкнутом цикле.
Наиболее острой и актуальной проблемой, определяющей дальнейшее развитие подземной добычи богатых железных руд в Крив-бассе на глубину свыше 1200 -1500 м, является исключение вредного воздействия горных работ на окружающую среду. Из шахт бассейна ежегодно откачивается свыше 45 млн. м3 шахтных вод с содержанием солей в среднем 36 кг/м3. При понижении горных работ до 2060 м приток подземных вод возрастает в 1,9 раза, а общая расчетная минерализация в 1,6 раза.
Удельные капитальные вложения на 1 т поддерживаемых мощностей каждую пятилетку увеличиваются на 20-25%. Увеличение глубины разработки на каждые 100 м приводит к росту себестоимости на 0,8 руб/т, трудоемкости -20,6%. В связи с этим НИГРИ рекомендует свернуть добычу на больших глубинах.
Представляется целесообразным применить комбинированный способ разработки с применением скважинной гидродобычи для возможности отработки запасов богатых руд в интервале глубин 1200 - 2500 м . С этой целью в условиях шахты «Юбилейная» проведены опытные работы на основе селективной отработки богатых сортов низкопрочных руд способом скважинной гидродобычи, обеспечивающей повышение качества рудной массы, экологичность и безопасность горных работ. В
результате проведенных исследований установлено, что мартитовые
руды содержат 67 - 68 % железа, предел прочности их на одноосное сжатие равен 1,6 МПа. Эффективный радиус разрушения составил 1,3 - 1,5 м при давлении воды 1,0
- 1,4 МПа. При дополнительной перечистке руды получен концентрат с массовой долей железа 70% и кремнезема менее 0,2%.
Наибольшую остроту проблема горных ударов приобрела на шахтах Североуральского бокситового рудника (СУБРа), где ежегодно регистрируется свыше 1000 сейсмических явлений.
В связи с осложнившимися гидрогеологическими и горнотехническими условиями разработки месторождений на глубину, в ТЭО дальнейшего развития по «СУБР», выполненного институтом «Гипроникель», предусмотрено ограничить глубину добычи бокситов до 1000 - 1100 м.
Увеличение глубины разработки месторождения бокситов ухудшает экономические показатели рудников, затраты на добычу не компенсируются полученной продукцией.
Повысить эффективность разработки месторождений позволит
созданная технология отработки залежи с применением скважинной гидродобычи в зоне, подверженной обводнению и большому горному давлению.
В предложенной технологии разработки месторождений используются при СГД положительные природные факторы - малая крепость руд нижней пачки бокситов, значительная обводненность месторождения, большое горное давление налегающих пород, вследствие чего она более экономична по сравнению с традиционной, только подземной технологией. При применении метода СГД на этапе разработки сверхглубоких горизонтов (1500 - 2500 м) возможно получить экономический эффект за счет снижения затрат на добычу и за счет извлечения из недр наиболее богатой части рыхлых руд - маркий боксит. Кроме того применение созданной технологии позволяет вовлечь в промышленное использование запасы сверхглубоких горизонтов, благодаря применению двух различных систем подъема без строи-
тельства второй ступени подъема, так как руда по скважинам поднимается на нижний горизонт шахты и далее на поверхность.
Промышленное освоение глубокозалегающих месторождений богатых железных руд КМА комбинированным способом с применением скважинной гидродобычи позволит повысить эффективность горнорудного производства, капитальные вложения в строительство рудников СГД в 2,5-3 раза меньше, чем на поддержание мощностей действующих ГОКов, эксплуатационные затраты при этом снижаются в 2-3 раза, а срок строительства рудника меньше в 3-4 раза.
В табл. 1 приведены результаты расчета основных технико-экономических показателей отработки запасов способом СГД и подземным способом. Как видно из таблицы, отработка способом СГД рентабельна практически при любой производительности рудника, она изменяется от 25,6% при 200 тыс. тонн/год до 47,4% при 4500 тыс. тонн. Поэтому при освоении месторождений возможно и экономически целесообразно плавное наращивание мощности добычного предприятия, т.е. ввод его очередями. Причем в зависимости от конъюнктуры или других обстоятельств, дальнейшее расширение рудника СГД можно своевременно прекратить и осуществлять рентабельную добычу на уровне фактически достигнутой мощности. кроме того, осуществление строительства рудника, его расширение, возможно за счет использования собственной прибыли, т.е. за счет самофинансирования. Напротив, подземная добыча становится рентабельной только при достижении рудников определенной производительности. Так подземный рудник работает с отрицательной рентабельностью вплоть до производительности 1500 тыс. тонн в год и добыча становится незначительно рентабельной (первые проценты) только при производительно-
Таблица 1
Технико-экономические показатели освоения глубокозалегающих месторождений богатых железных руд
Наименование Един. С Г Д Шахта
измер. Годовая производительность, тыс. тонн
200 500 1500 3000 4500 4500
Содержание железа в товар ной руде % 68 68 65 65 65 62
Себестоимость добы- тыс. т. 70,2 55,7 45,4 40,7 38,2 57,9
чи 1-ой тонны руды $ 11,90 9,44 7,70 6,81 6,47 9,81
Г одовые эксплуата- млрд. р 14,4 27,9 68,1 122,1 171,9 260,4
ционные затраты млн. $ 2,4 4,7 11,6 20,4 29,1 44,1
Капитальные млрд. р 52,6 118,0 287,7 532,3 729,6 1708,8
затраты млн. $ 8,9 20,0 48,8 88,7 123,7 289,6
Цена 1-ой тонны желе- тыс. р. 140,4 140,4 115,1 115,1 115,1 91,5
зорудной продукции $ 23,8 23,8 19,5 19,5 19,5 5,5
Товарная про дукция млрд. р 28,1 70,2 172,7 345,3 517,9 411,8
в денежном выражении (в год) млн. $ 4,8 11,9 29,3 58,5 87,8 69,8
Г одовая прибыль млрд. р 13,7 42,3 104,6 223,2 346,0 151,4
млн. $ 2,4 7,2 17,7 37,8 58,7 25,7
Рентабель ность к ка- % 25,6 35,8 36,4 42,6 47,4 3,8
питальным затратам
Примечание: в числителе приведены данные в текущих ценах 1997 года, в знаменателе - в мировых ценах (в долл. США).
сти 3000 тыс. тонн в год. В связи с этим, ввод подземного рудника в эксплуатацию очередями приводит только к отрицательным экономическим последствиям и наиболее целесообразен выход сразу на полную проектную мощность. Однако, как показывает опыт, срок строительства подземного рудника такой производительности, даже при оптимальных условиях, будет не менее 10 лет, в то время как для сооружения рудника СГД потребуется около 3-х лет.
Запасы глубокозалегающих месторождений КМА, позволяют организовать добычу богатых руд практически в любых реальных масштабах и обеспечить любую текущую и перспективную потребность. Однако основная проблема, особенно на современном этапе, состоит в инвестиционных возможностях, которые по целому ряду причин существенно ограничены. Отличительной особенностью рудника СГД является то, что его производительность может наращиваться сколь угодно дискретно, начиная с производительности 200-300 тыс. т/год и до 5-8 и более млн. т/год. При этом на таком уникальном месторождении, как Гостищевское могут одновременно действовать сразу несколько крупных рудников СГД, эксплуатирующих его различные участки. Это обосновано тем, что Гостищевское месторождение находится в очень благоприятных условиях, вблизи от железной дороги, имеет весьма крупные и детально разведанные запасы наиболее высокого качества. Выполненные расчеты технико-экономических показателей характеризовали высокую эффективность отработки запасов Гостищевского месторождения способом СГД. Достаточно отметить, что срок окупаемости капитальных вложений оценивался в пределах 2-х лет, а рентабельность добычи достигала 50%.
Эффективность отработки запасов способом СГД является весьма высокой, начиная уже с небольшой производительности
новый рудник начинает давать прибыль. Это позволяет осуществить ввод мощностей нового рудника очередями, используя прибыль от добычи, т.е. применяя самофинансирование, для постепенного наращивания масштабов производства. Это позволит, как показывают расчеты, при относительно небольших первоначальных инвестициях, в течение нескольких лет осуществить строительство крупного добывающего предприятия. На начальных этапах строительства особенно важное значение имеет исключительно высокое качество богатых руд, что позволит использовать их в первую очередь как сырье для производства продукции, определяющей технический прогресс.
Технология скважинной гидродобычи является экологически чистой и безотходной. Вода используется в замкнутом цикле, режим поверхностных вод не нарушается. Вокруг рудника скважинной гидродобычи отсутствуют шламохранилища и отвалы пород
В социальном плане применение СГД имеет преимущества по сравнению с традиционными способами добычи. Это связано с тем, что процесс добычи осуществляется без присутствия людей в горных выработках. При СГД исключаются тяжелые, вредные и опасные для жизни людей операции, сопряженные с проходкой горных выработок и ведением добычных работ. Процесс СГД создает предпосылки для качественно новых условий труда на горнорудном предприятии, осуществления автоматизации производства. Обслуживающий персонал выполняет, главным образом, операторские функции, а также комплекс работ по наладке и ремонту оборудования. Это предполагает использование специалистов высокой специальности. Численность трудящихся на предприятии СГД примерно в три раза ниже по сравнению с традиционным рудником аналогичной производительности. Удельная трудоемкость, выработка на 1 трудящего-
ся, тыс. руб. (в ценах 1997 г.) повысится с 450 до 1200-1500.
К уровню базового года (подземный способ) за счет внедрения нового способа добычи руд в долгосрочном прогнозе снизятся:
♦ удельная материалоемкость с 20 руб./т до 6 руб./т;
♦ удельная энергоемкость с 45 кВтч/т до 35 кВтч/т;
♦ удельная топливоемкость с 4 кг. у. т/т до 2 кг. у. т/т.
По расчетам института «Гип-ромед» экономия кокса в доменных печах при использовании в аглошихте богатой руды, добытой методом СГД, вместо традиционных концентратов составит от 10 до 30 кг/т и природного газа 5-40 м3 на 1 т чугуна.
Значительную экономию получат предприятия от снижения объемов перевозки руды. Так, замена традиционных концентратов и аглоруды, поставляемых из Центральных районов России на Урал, позволит сократить поставку руды в пересчете на металл на 800 тыс. т. в год, что сократит затраты на транспортировку ее более чем на 10 млн. руб. в год (в ценах 1991 г.).
Вовлечение в эффективное промышленное использование значительных запасов богатых руд КМА, добытых методом СГД, позволит в перспективе внести коренные изменения в существующую технологическую структуру металлургического производства и сократить производство наиболее ущербных коксохимического, агломерационного и доменного производства. Замена коксодоменного производства получением стали из металлизованного продукта позволит снизить вредные выбросы в атмосферу примерно на 70%.
Богатая руда, добытая методом СГД, по своему качеству является конкурентноспособной на мировом рынке и не уступает бразильской, поставляемой в Западную Европу. До 50% железорудной продукции может быть направлено на экспорт по цене 22 долл. за 1 тонну. При организации производства металлизованных брике-
тов из этих руд последние будут пользоваться значительным спросом на мировом рынке (по цене 140 долл. за 1 тонну).
Мартитовые руды, добываемые методом СГД, являются уникальным сырьем для получения железных порошков с особыми свойствами. Из концентратов, полученных на фабрике «ГЕОТЕХВИМС», произведены на Сулимском заводе железные порошки с особыми
свойствами. Высокое качество этих порошков подтверждено ведущими фирмами Германии и Японии. которые после проведенных ими испытаний, выразили готовность закупки достаточно крупных партий.
Высокое качество добываемых способов СГД руд в значительной мере обеспечено эффектом селекции наиболее рыхлых и богатых мартитовых руд.
Уникальные качественные характеристики руд СГД являются важным фактором улучшения экономических показателей горнодобывающего и перерабатывающего комплексов за счет повышения технологического уровня товарной продукции и соответственно привлекательности для потенциальных инвесторов.
© В.Л. Колибаба, Е.А. Калиш, В.С. Ульяненко
