Горная отрасль Промышленности строительных материалов России. Достигнутое и перспективы

Г.Р.Буткевич, ВНИПИИстромсырье

Россия располагает месторождениями практически всех полезных ископаемых, необходимых для производства строительных материалов. Горные предприятия отрасли добывают свыше 100 наименований горных пород (табл. 1). Государственным балансом и другими источниками учтено примерно 8 тыс. месторождений сырья для производства строительных материалов. Среди разведанных более 80% составляют месторождения общераспространенных полезных ископаемых, из которых 45% – месторождения нерудных строительных материалов (НСМ) и 42% – месторождения кирпично-черепичного сырья [1].

К характерным особенностям горной отрасли промышленности строительных материалов России можно отнести:

•    широкий спектр добываемых полезных ископаемых;

•    неравномерное распределение по площади и мощности залежей полезных и вредных компонентов;

•    большой разброс производственных мощностей предприятий по добыче строительных материалов (от десяти тысяч тонн до 10 миллионов тонн в год);

•    преобладание предприятий небольшой производственной мощности;

•    отличие требований к добытой горной массе, характеризующееся нередко необходимостью сохранения прочности породы и минимальным ее переизмельчением.

Горная промышленность строительных материалов России входит в состав строительного комплекса. Имевший место в 90-е годы спад в настоящее время практически преодолен, и с 1999 года начался рост объемов производства (рис. 1).

Самой крупной подотраслью является промышленность нерудных строительных материалов. На ее долю приходится 70% добываемого минерального сырья. На карьерах НСМ, включая малые предприятия и подрядные организации, работает около 120 тыс. человек.

Новые условия хозяйствования привели к определенному изменению структуры выпускаемой продукции (рис. 2). Так, если ранее 65% НСМ вырабатывалось из песчано-гравийных пород и только 35% из скальных, то в настоящее время доля последних превысила половину, что типично для многих стран. Доля щебня в объеме НСМ увеличилась на 1/3 и достигла 55%, а отгрузка непереработанной песчано-гравийной массы сокращается. Возник значительный спрос на так называемый кубовидный щебень. Значительно увеличился выпуск материалов из отсевов дробления, хотя, по данным Гипронеруда, перерабатывается не более 20–25% образующихся отсевов.

За последний период изменились показатели работы предприятий (табл. 2). В наибольшей степени это относится к оплате труда, доля которой возросла до 30–35%. Вместе с тем, амортизационные отчисления не позволяют даже компенсировать издержки на приобретение запчастей изношенного оборудования, а рентабельность предприятий промышленности стройматериалов значительно ниже, чем средняя по промышленности России.

На отечественных карьерах, за редким исключением, применяются технологии горных работ, созданные в начале ХХ века. Они хорошо зарекомендовали себя при разработке сравнительно неглубоких месторождений, сложенных однородными по качеству полезными ископаемыми, но не годятся для разработки сложноструктурных залежей, а также месторождений нагорного типа и обводненных.

Кроме того, известные технологии не ориентированы на комплексное освоение природных ресурсов, поставку сырья заданного состава. К сожалению, в настоящее время промышленность не обеспечена опережающими разработками, так как НИОКР, ставящие целью разработку перспективных технологий и оборудования, больше не финансируются. Больше всего нуждаются в совершенствовании транспортные схемы, поскольку процесс транспортировки остается самым дорогим, трудо- и энергоемким. Этот процесс оказывает решающее влияние на формирование качества сырья. Об этой функции карьерного транспорта, к сожалению, обычно забывают.

Как известно, к прогрессивным транспортным системам относятся циклично-поточные технологии. На карьерах промышленности строительных материалов схемы ЦПТ отличаются разнообразием. В них сочетаются практически все виды выемочно-погрузочного и выемочно-транспортного оборудования с непрерывными видами транспорта: напорный трубопроводный (например, для доставки мела или глины от глиноболтушек до цемзавода); канатные дороги (от дробильной установки до перерабатывающего комплекса) в условиях пересеченной и гористой местности; рудоспуски и породоскаты на карьерах нагорного типа и конвейеры.

Наибольшее распространение получили ленточные конвейеры традиционной конструкции. Более совершенные виды транспортного оборудования рассчитаны на перемещение горной массы с определенными характеристиками. Поэтому возник процесс подготовки к транспортировке, воплотившийся в новых видах машин: бункерах-питателях, дробильных и грохотильных агрегатах.

Внедрение новых технологий в большинстве случаев связано с появлением мощного, высокопроизводительного оборудования. Успехи машиностроителей в создании горных машин позволяют осуществлять послойную выемку разнотипных скальных пород в таких сочетаниях: рыхлитель – бульдозер, рыхлитель – колесный скрепер, а также с использованием горных комбайнов. По данным проектов ВНИПИИстромсырье, не менее половины образующегося при этом экономического эффекта создается за счет повышения сортности добываемого сырья. Такие схемы дают возможность не только производить селективную выемку, но и усреднять качество минерального сырья. При отработке участков месторождений, на которых взрывное рыхление массива недопустимо, начали применять гидромолоты. Правда, пока существующие механические способы разрушения пород или ослабления массива поверхностно-активными веществами дороже буровзрывных.

Значительная часть месторождений промышленности строительных материалов содержит несколько видов полезных ископаемых. Однако в нашей стране имеются лишь единичные примеры комплексного использования недр. К ним можно отнести уникальный опыт карьера цемсырья «Красный Октябрь», производительность которого по основному полезному ископаемому – мелу достигала 1.8 млн. т. На карьере, кроме мела, добывают альпскую глину и опоку. На Гуровском месторождении известняков на контакте с основным полезным ископаемым селективно вынимают тонкий слой глин, которые используются для производства керамзита.

Определенные сложности связаны с эксплуатацией месторождений в обводненных условиях, к которым относятся 75% песчано-гравийных месторождений и не менее половины карбонатных [3]. Карьеры отрасли обычно находятся вблизи населенных пунктов. Чтобы уменьшить вредное воздействие на природную среду, необходимо разрабатывать месторождения без водопонижения. Но такая технология не имеет серьезных технологических и экономических обоснований. На территории СНГ для выемки скальных взорванных и песчано-гравийных пород из подводного забоя, кроме земснарядов, применяют исключительно драглайны, производительность которых и глубина черпания в этих условиях снижаются до 3 раз. Для добычи обводненных песчано-гравийных пород за рубежом имеется специализированное оборудование, которое в России не выпускается. ВНИПИИстромсырье создал конструкции ковшей, которые позволяют увеличить производительность экскаватора и устройства для увеличения глубины разработки подводного забоя. Но это – частные решения проблемы.

Главной задачей, стоящей перед руководителями отечественных предприятий, является реконструкция, поскольку износ технологического оборудования достиг, по экспертным оценкам, 80%. Основная часть карьеров отрасли введена в эксплуатацию более 25–30 лет назад. Применяемые технологии переработки сырья отражают уровень знаний 60-х, в лучшем случае 70-х гг. За прошедшее же время освоен выпуск нового оборудования, практически решена проблема дистанционного управления не только стационарным, но и передвижным карьерным оборудованием.

Учитывая, что горное производство отличается инерционностью, принимаемые решения должны предусматривать перспективы изменения требований к продукции или минеральному сырью, в первую очередь его чистоте и однородности. Но такие требования потребители продукции горняков не сформулировали. Поэтому, начиная реконструкцию, руководство предприятий ориентируется на интуицию.

Реконструкция технологий связывается с расширением номенклатуры продукции. На отечественных карьерах НСМ, например, выпускают 2–3 фракции гравия или щебня и 1 фракцию песка. Зарубежные предприятия производят до 8 фракций щебня или гравия и примерно столько же фракций песка, а также смеси фракций. И потребность в России в такой продукции есть.

Отмеченный количественный рост объемов производства не подтвержден качественными характеристиками выпускаемой продукции и происходит за счет интенсивной эксплуатации морально устаревших производственных мощностей, которые не в состоянии обеспечить выпуск продукции высокого качества. Для приобретения нового оборудования нужны средства. Однако привлечение инвестиций в горные отрасли промышленности строительных материалов затруднено из-за невысокой рентабельности предприятий.

Для дальнейшего развития горных предприятий промышленности строительных материалов необходимо:

1.    Внедрение в технологических схемах добычи и переработки минерального сырья принципа: один процесс – одна машина с применением дробильно-сортировочных заводов (ДСЗ) в открытом исполнении с минимальным количеством ленточных конвейеров.

2.    Создание гибких технологических линий, ориентированных на выпуск большего количества видов продукции, в частности НСМ, в т.ч. на горнодобывающих предприятиях, на которых НСМ не являются основной продукцией (асбестовая, цементная, рудная и другие отрасли промышленности).

3.    Применение новых компоновочных решений ДСЗ с двухстадийным дроблением.

4.    Комплексное использование различных видов природных ресурсов и техногенных образований (выработанное пространство, отвалы и шламохранилища).

5.    Переработка отсевов дробления.

6.    Более широкое использование строительных отходов для производства щебня и дробленого песка.

7.    Разработка обводненных месторождений без водопонижения на полную глубину.

8.    Создание технологий и оборудования для предприятий малой производственной мощности, обеспечивающих выпуск конкурентоспособной продукции.

Журнал "Горная Промышленность" №2 2003, стр.