Калийная промышленность России: проблемы рационального и безопасного недропользования

DOI: https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-1-41-50

Читать на русскоя языкеА.А. Барях1, Э.В. Смирнов2, С.Ю. Квиткин2, Л.О. Тенисон2
1 Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН (ПФИЦ УрО РАН), г. Пермь, Российская Федерация
2 ПАО «Уралкалий», г. Березники, Пермский край, Российская Федерация

Горная Промышленность №1 / 2022 стр. 41-50

Резюме: Российская Федерация контролирует практически четвертую часть мирового рынка калийных удобрений. Основным сырьем для их производства являются природные калийные соли. Государственным балансом минерально-сырьевая база калийной промышленности России учитывает девять месторождений ископаемых солей. Однако в промышленных масштабах добыча калийных солей ведется пока только на Верхнекамском месторождении в Пермском крае четырьмя рудниками компании ПАО «Уралкалий» и рудником ООО «Усольский ГОК» АО «МХК «Еврохим». В 2020 г. она составила почти 52 млн т, из которых произведено более 14 млн т калийных удобрений. Основная особенность разработки месторождений ископаемых солей связана с необходимостью защиты рудников от прорыва пресных и минерализованных вод. Мировой опыт освоения калийных месторождений позволил выработать общие принципы ведения горных работ. Защита выработанного пространства от агрессивных к солям подземных и поверхностных вод обеспечивается за счет формирования водонепроницаемой толщи пород между кровлей верхнего отрабатываемого пласта и почвой нижнего водоносного горизонта, получившая в горной практике название водозащитная толща. Как правило, это достигается за счет применения камерных систем разработки, которые должны обеспечить поддержание водозащитной толщи без нарушения ее сплошности в течение всего срока службы рудника вплоть до его ликвидации и завершения процесса деформирования подработанного массива. Несмотря на применяемые меры охраны, значительное число рудников оказались потеряны в результате аварийного затопления. Три крупномасштабные аварии произошли и на Верхнекамском месторождении. Рассмотрены горнотехнические и горно-геологические условия, сопутствующие возникновению этих аварийных ситуаций, выполнен анализ вероятных причин прорыва вод в горные выработки. На основе обобщения опыта эксплуатации Верхнекамского калийного месторождения показано, что доминирующим фактором, определяющим эффективность добычи ископаемых солей, является обеспечение безопасности горных работ и защита рудников от затопления. При этом подход к минимизации рисков техногенных аварий должен базироваться на применении обоснованных инженерных регламентаций на стадии проектирования горных работ и современном, информативном научном сопровождении процесса разработки, основанном на постоянно действующей системе комплексного мониторинга состояния породного массива.

Ключевые слова: калийные удобрения, калийные месторождения, калийные рудники, безопасность, водозащитная толща, критерии разрушения, мониторинг, аварийные затопления

Благодарности: Раздел «Обеспечение безопасности горных работ» выполнен при поддержке гранта РНФ №19-77-30008

Для цитирования: Барях А.А., Смирнов Э.В., Квиткин С.Ю., Тенисон Л.О. алийная промышленность России: проблемы рационального и безопасного недропользования. Горная промышленность. 2022;(1):41–50. https://doi.org/10.30686/16099192-2022-1-41-50


Информация о статье

Поступила в редакцию: 29.12.2021

Поступила после рецензирования: 18.01.2022

Принята к публикации: 21.01.2022


Информация об авторах

Барях Александр Абрамович – доктор технических наук, академик РАН, директор, Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН, г. Пермь, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Смирнов Эдуард Владимирович – технический директор, ПАО «Уралкалий», г. Березники, Пермский край, Российская Федерация

Квиткин Станислав Юрьевич – начальник отдела, ПАО «Уралкалий», г. Березники, Пермский край, Российская Федерация

Тенисон Людмила Олеговна – кандидат технических наук, начальник Управления, ПАО «Уралкалий, г. Березники, Пермский край, Российская Федерация


Список литературы

1. Emons H.-H. Die Kaliindustrie: Geschichte eines deutschen Wirtschaftszweiges. Sitzungsberichte der Leibniz-Sozietät, LeibnizSozietät. Trafo-Verlag; 2002. 140 p.

2. Кудряшов А.И. Верхнекамское месторождение солей. М.: Эпсилон Плюс; 2013. 429 с.

3. Rauche H. Die Kaliindustrie im 21, Jahrhundert. Berlin- Heidelberg: Springer Vieweg; 2015. 580 p.

4. Halabura S.P., Hardy M.P. An Overview of the Geology of Solution Mining of Potash in Saskatchewan. Solution Mining Research Instititue: Fall 2007 Technical Meeting, Halifax, Nova Scotia, Canada, October 8-9, 2007, pp. 2–18.

5. Джиноридзе Н.М. Петротектонические основы безопасной эксплуатации Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей. СПб.; Соликамск; 2000. 400 с.

6. Борзаковский Б.А., Папулов Л.М. Закладочные работы на Верхнекамских калийных рудниках. М.: Недра; 1994. 234 с.

7. Prugger F.F., Prugger A.F. Water problems in Saskatchewan mining – what can be learned from them? CIM bulletin. 1991;84(945):58–66.

8. Барях А.А. Геомеханические аспекты защиты калийных рудников от затопления. Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 1995;(6):185–192.

9. Барях А.А., Санфиров И.А., Дягилев Р.А. Мониторинг последствий затопления калийного рудника. Горный журнал. 2013;(6):34– 39. Режим доступа: https://www.rudmet.ru/journal/1185/article/20231/

10. Маловичко А.А., Маловичко Д.А., Кустов А.К. Соликамское землетрясение 5 января 1995 года (MS = 4.2). В кн.: Землетрясения Северной Евразии в 1995 году. М.: ГС РАН; 2001. С. 163–169.

11. Baryakh A., Asanov V., Gheghin A., Pankov I. Dynamic failure of salt interchamber pillars. Prace Naukowe Instytutu Geotechniki I Hydrotechniki Politechniki Wroclawskiej. 2001;73(40):12–13.

12. Baryakh A.A., Samodelkina N.A. Water-tight stratum rupture under large-scale mining. Part II. Journal of Mining Science. 2012;48(6):954–961. https://doi.org/10.1134/S1062739148060020

13. Васильчук М.П., Иофис М.А. Анализ геомеханических процессов и причин аварий на Верхнекамском месторождении калийно-магниевых солей. Маркшейдерский вестник. 2007;(1):30–32.

14. Зубов В.П., Ковальский Е.Р., Антонов С.В., Пачгин В.В. Повышение безопасности рудников при отработке Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;(5):22–33. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-05-0-22-33

15. Барях А.А., Тенисон Л.О. Обоснование инженерных критериев безопасной подработки водозащитной толщи на Верхнекамском месторождении солей. Горный журнал. 2021;(4):57–63. https://doi.org/10.17580/gzh.2021.04.08

16. Шулаков Д.Ю., Бутырин П.Г., Верхоланцев А.В. Сейсмологический мониторинг Верхнекамского месторождения: задачи, проблемы, решения. Горный журнал. 2018;(6):25–29. https://doi.org/10.17580/gzh.2018.06.05

17. Буш В., Хебель Х.П., Шаффер М., Вальтер Д., Барях А.А. Контроль оседаний подработанных территорий методами радарной интерферометрии. Маркшейдерия и недропользование. 2009;(2):38–43. Режим доступа: http://geomar-nedra.ru/articles/it/415-control-underworked-areas-subsidence.html

18. Baryakh A.A., Sanfirov I.A., Fedoseev A.K., Babkin A.I., Tsayukov A.A. Seismic–geomechanical control of water-impervious strata in potassium mines. Journal of Mining Science. 2017;53(6):981–992. https://doi.org/10.1134/S1062739117063041