Перспективы развития подземной добычи железной руды в России

В.М.Кирпиченко, к.т.н., нач. отдела научно-технического развития ОАО «Рудпром», заслуженный шахтёр России


Подземная добыча железных руд в России осуществляется в основном на девяти предприятиях

ОАО «Рудпром», эксплуатирующих 11 шахт. Кроме того, на двух предприятиях строятся две новые шахты, а на третьем – подземные работы проектируются.

Доля добычи железной руды подземным способом в России до 1996 г. составляла 10–11%, затем начала снижаться и в 2002 г. составила 8.2% (рис.1).

Основные подземные предприятия по добыче железной руды расположены в Центральном регионе (ОАО «Комбинат КМАруда», добывающий 22% от общего объема подземной добычи), на Урале (ОАО «Бакальские рудники», ОАО «Высокогорский ГОК», ОАО «Богословское РУ», ОАО «Гороблагодатское РУ», на долю которых приходится 33.5% добычи) и в Западной Сибири (ООО «Абаканское РУ», ОАО «Шерегешское РУ» и ООО «КузГОК», включающее ОАО «Таштагольский рудник» и ОАО «Казский рудник»). При этом предприятия Западной Сибири и Урала добывают в основном магнетитовые руды с примесью гематита и сидериты с содержанием железа в недрах от 35 до 49% в Западной Сибири и от 32 до 46% на Урале. ОАО «Комбинат КМАруда» разрабатывает месторождение железистых кварцитов с содержанием железа 32–34%. По геологическим условиям месторождения железных руд относятся в основном ко второй группе сложности. Таштагольское месторождение в Горной Шории отнесено к удароопасным, а Абаканское, Естюнинское, Песчанское, Высокогорское, Гороблагодатское, Шерегешское и Казское месторождения – к склонным к горным ударам. Глубина разработки месторождений подземным способом изменяется от 325 до 900 м.

Общие балансовые запасы месторождений, разрабатываемых подземным способом, составляют 800 млн. т, активные запасы в проектном контуре на 1 января 2003 г. – 390 млн. тонн.

Железорудные месторождения России по сравнению с зарубежными характеризуются более низким качеством руд, значительной глубиной отработки и сложными горно-геологическими условиями их разработки. Отработка их на предприятиях ОАО «Рудпром» производится системами: этажно-камерной, принудительного подэтажного и этажного обрушения.

В 2002 г. подземным способом добыто 17925.5 тыс.т железной руды со средневзвешенным содержанием железа 30.8%.

С началом перестройки в стране на подземных предприятиях произошёл резкий спад производства, особенно в период 1990–1998 гг., когда добыча снизилась до 46.7% от уровня 1990 г. (рис.1). Это объясняется падением в этот период спроса металлургов на сырьё и отсутствием инвестиций в воспроизводство рудных мощностей. После 1998 г. в связи с увеличением экспортных поставок металлургического сырья спрос на железорудное сырьё начал постепенно повышаться. В настоящее время по состоянию вскрытой и подготовленной рудной базы большинство подземных предприятий работает на предельных возможностях. Дальнейший рост производства может быть обеспечен только за счёт повышения объёмов подготовки новых запасов к отработке, т.е. за счёт увеличения объёмов капитально-подготовительных работ (КПР).  Анализ показывает, что в настоящее время удельный объём КПР составляет около 10 м3/1000 т (рис. 2). Некоторое увеличение удельного объёма КПР в 1999 г. объясняется строительством новых горизонтов шахты в ООО «Абаканское РУ» за счёт крупных единичных инвестиций. Небольшое общее снижение удельного объёма КПР за период с 1990 по 2002 г. можно объяснить некоторым резервом вскрытых и подготовленных запасов, созданным в предыдущие годы. Необходимо отметить зависимость объемов добычи от абсолютного объёма капитально-подготовительных работ. Как видно из графика, представленного на рис. 3, в настоящее время имеет место тенденция снижения капитально-подготовительных работ и, соответственно, объемов добычи руды, что негативно сказывается на технико-экономических показателях работы предприятий. Так, средний уровень рентабельности подземной добычи на предприятиях ОАО «Рудпром» в 2002 г. не превысил 2%. Всё это указывает на то, что предприятия достигли своих предельных возможностей по своему экономическому состоянию.

Динамика объёмов капитально-подготовительных работ, в свою очередь, зависит от объёмов инвестиций в воспроизводство мощности предприятия (рис. 4). К сожалению, подземная добыча железной руды сегодня не вызывает инвестиционный интерес, т.к. себестоимость её, за редким исключением, в 2–4 раза выше себестоимости добычи открытым способом. Сегодняшний инвестор нацелен только на кредиты с окупаемостью не более 3–4 лет, что во многих случаях для подземных предприятий нереально. Сложность ситуации усугубляется тем, что основная часть предприятий оказалась в период перестройки в стадии реконструкции производства, которая, из-за недостатка денежных средств, затянулась до настоящего времени. Особенно ярко это проявилось на рудниках Западной Сибири. Кроме того, налоговая политика в стране сегодня не способствует разработке месторождений в сложных горно-геологических условиях. Это также является тормозом в инвестировании воспроизводства мощностей подземных предприятий.

Новые собственники предприятий сегодня озабочены реконструкцией металлургических производств, т.к. они дают конечную продукцию. Считается, что подъём сырьевой базы станет возможным после окончания реконструкции металлургических предприятий, когда начнётся возврат вложенных в неё средств. Отсюда, основная прибыль горных предприятий, где собственниками являются металлурги, направляется сегодня также на реконструкцию металлургических предприятий. Поэтому сегодня основными инвестициями на подземных предприятиях, за редким исключением, являются амортизационные отчисления, направляемые на строительство. С учётом того, что кроме строительства для воспроизводства мощности необходимо и техперевооружение, часть этих средств направляется на приобретение оборудования, и лишь оставшиеся средства вкладываются в воспроизводство мощности.

На основании вышесказанного можно заключить, что в ближайшем будущем рассчитывать на существенные инвестиции в подземную добычу железной руды не приходится. Что же следует ожидать от подземной добычи в период до 2010 года?

По каждому предприятию в этот период складывается своя ситуация и формируется свой прогноз. Но в целом по подземным предприятиям ОАО «Рудпром» по довольно оптимистичным прогнозам можно ожидать в 2010 г. выход по добыче сырой руды и производству концентрата на уровень 1994 г. Оптимистичность прогноза заключается в том, что в нём предусмотрен ввод в эксплуатацию долго строящихся предприятий. Это касается, в частности, ОАО «Яковлевский рудник», на котором строится шахта с 1974 г. и шахты «Одиночная» ОАО «Краснокаменского рудоуправления», строящейся с 1981 г. При этом некоторые предприятия смогут довольно длительное время существовать с предельно низкими объёмами производства.

В условиях дефицита денежных средств на поддержание мощностей предприятий необходимо сконцентрировать усилия на сокращении производственных расходов, снижении себестоимости продукции, на создании жёсткой экономии по всем переделам. Основным направлением этой работы является техническое перевооружение, обеспечивающее снижение расходных коэффициентов на всех процессах производства, сокращение численности трудящихся, улучшение показателей извлечения руды из недр. Это особенно актуально, т.к. многие экономические показатели работы предприятий за последние 10–12 лет заметно ухудшились. Так, годовая производительность одного работающего по добыче сырой руды снизилась в 2 раза, по производству товарной руды в 1.5 раза, рабочего на проходке выработок в 1.2 раза. Удельный расход ВВ на тонну добычи повысился в 1.2 раза, удельный расход горно-подготовительных выработок вырос почти в 1.3 раза. Однако повсеместного технического перевооружения на предприятиях не наблюдается, что объясняется в какой-то мере отсутствием денежных средств для начальных вложений в разработку и приобретение новой техники и технологии. В то же время опыт работы отдельных предприятий показывает, что даже в этих условиях техпрогресс возможен и приносит существенные результаты.

Так, в ОАО «Комбинат КМАруда» активно занимаются внедрением новых конструкций перфораторов, бурильных установок, бурстанков, ВМ, бурстали, разрабатывают технологию складирования хвостов обогащения в очистных выработках. Наряду с организационными мерами, эти технические мероприятия позволили улучшить показатели работы комбината. Так, производительность по шахте в 2002 г. выросла по сравнению с 1998 г. в 1.22 раза, по ДОФ в 1.16 раза. Удельный расход буровых коронок для скважин диаметром 105мм снизился в 2.37 раза, для шпуров в 1.45 раза, расход бурстали – в 3.94 раза, электроэнергии по комбинату – в 1.4 раза, теплоэнергии – в 1.12 раза. Всё это позволило комбинату улучшить экономическое положение.

В ОАО «Шерегешское РУ» построили на ДОФ новый тракт для дообогащения хвостов старых отвалов, что позволит получать дополнительный более дешёвый концентрат и повысить использование мощности фабрики.

В ОАО «Богословское РУ» занимаются наладкой системы предварительного нагрева с помощью пара подаваемого в шахту воздуха, что значительно сократит затраты на электроэнергию.

Подобные единичные нововведения осуществляются и на некоторых других предприятиях, но этого недостаточно. Необходимо использовать и другие направления совершенствования технологии, повышающие экономический эффект разработки месторождений.

Так, например, около 80% железной руды на подземных предприятиях добывается системами этажного принудительного обрушения. При этом суммарная масса зарядов ВВ в блоке достигает 700 т, при взрыве которых обрушается до миллиона тонн руды, которая выпускается несколько месяцев. Такая технология имеет ряд недостатков, повышающих себестоимость добычи, а именно: требуется значительное время для подготовки блока к обрушению, что повышает затраты на поддержание нарезных выработок; при взрыве больших зарядов происходят значительные нарушения прилегающего к блоку массива и выработок в нём (законтурные нарушения), что удорожает последующие работы по подготовке очередного блока; при массовых взрывах происходит нарушение выработок днища блока, требующее выполнение значительного объёма восстановительных работ с остановкой выпуска руды; при заряжании скважин все работы в блоке останавливаются на длительное время (до недели), на эти работы отвлекается большое количество трудящихся; в связи со сравнительно длительным периодом выпуска руды из обрушенного блока, происходит «замораживание» затраченных средств и т.д.

Всё это указывает на необходимость совершенствования технологии. Напрашивается переход на послойное обрушение и выпуск руды из блока, что потребует чёткой организации и взаимоувязки всех работ в блоке, но исключит вышеприведенные отрицательные факторы. Системы разработки с послойным выпуском руды могут иметь различные модификации в зависимости от горно-геологических условий. Например, в Канаде, Австралии, Китае широко применяют технологию Vertical Retreat Mining (VRM), cущность которой заключается в последовательной отбойке горизонтальных слоёв руды секционным взрыванием вертикальных скважин большого диаметра (до 160–170 мм). В частности, опыт работы ОАО «Богословское РУ» показывает, что применение систем подэтажного обрушения с послойной отбойкой и торцевым выпуском вместо систем разработки принудительного этажного обрушения с массовой отбойкой руды позволяет снизить трудоёмкость технологических процессов в 1.47 раза, а себестоимость в 1.26 раза, повысить производительность труда по системе в 1.57 раза.

Таким образом, гигантизм, заключающийся в проведении больших взрывов, отбойке большого количества руды, должен по возможности уступить место планомерной чётко организованной технологии с порционной отбойкой руды серией мелких взрывов.

Далее, применение, например, эмульсионных ВВ (ЭВВ) для заряжания скважин в карьерах позволило в 2–3 раза сократить расходы на взрывных работах, повысить безопасность перевозки и заряжания ВМ. На подземных предприятиях этот вопрос является не менее актуальным и требует активной проработки.

Исследованиями, проведенными в Кривбассе, установлено, что на производительность труда рабочего по шахте наибольшее влияние оказывает процесс транспортировки руды от выемочных участков до поверхности, а не отбойка, доставка и проведение выработок. Так, снижение трудоёмкости очистных работ в 1.5–3 раза приводит к рост производительности труда рабочего по руднику на 20–25%, в то время как снижение трудоёмкости перемещения руды от погрузочных пунктов до поверхности способствует росту производительности рабочего по руднику на 60–65%. Это является серьёзным внутренним резервом предприятия, если учесть, что транспортные схемы на железорудных шахтах остаются практически без изменения со времени появления локомотивной откатки.

Ещё в конце восьмидесятых годов на рудниках Западной Сибири были отработаны основные элементы циклично-поточной технологии (ЦПТ). Созданы конвейер со скользящей лентой, телеуправление процессом выпуска и доставки руды в блоке, устройства, сопрягающие вибропитатель с конвейером и конвейер с рудоспуском. ВостНИГРИ разработана мобильная участковая дробилка. В своё время выполнялся проект на опытно-промышленный участок с ЦПТ для ОАО «Казский рудник», но с началом перестройки работы были приостановлены. Расчёты показывают, что внедрение ЦПТ в шахтах с объёмом добычи два и более миллионов тонн сырой руды в год позволяет сократить эксплуатационные затраты на выпуске и транспорте руды в 2.5–3.0 раза.

Для разработки подземных зарядных комплексов ЭВВ и ЦПТ в шахтах целесообразно объединение усилий нескольких предприятий с выработкой единой программы работ.

Вышеперечисленные направления совершенствования технологии подземных работ на железорудных предприятиях не исчерпывают всё многообразие направлений техпрогресса и приведены в качестве примеров, указывающих на наличие внутренних ресурсов у предприятий, использование которых поможет им улучшить своё экономическое положение.

Таким образом, можно сделать вывод, что направление на увеличение объёмов подземной добычи железной руды, принятое в конце восьмидесятых годов, изменилось в настоящее время в противоположную сторону. Инвестиционный климат в стране складывается не в пользу подземной разработки железных руд. Подземные предприятия в подавляющем большинстве резко снизили объёмы производства. В настоящее время наметился процесс стабилизации производства на новом, зачастую более низком, уровне, который позволяет предприятиям работать без внешних инвестиций на предельных возможностях.

В перспективе, при неизменной налоговой и инвестиционной политике в стране, рост объёмов подземной добычи железной руды будет незначительным (в 2010 г. добыча выйдет на уровень 1994 г.), а существование многих предприятий будет зависеть от их способности максимально использовать внутренние резервы. Основную ставку здесь необходимо сделать на техпрогресс, на объединение усилий предприятий для совершенствования технологии разработки месторождений. Для этого имеется большое поле деятельности, а опыт, как отечественных, так и зарубежных предприятий показывает, что такое совершенствование может существенно укрепить экономическое положение предприятий, обеспечить увеличение объёмов финансирования воспроизводства мощности и конкурентоспособности их в сложившихся условиях.   

Журнал "Горная Промышленность" №6 2003