Найти изюминку в месторождении

Адрес Новости История Структура События Результаты Разработки Конкурсы Мероприятия Газета
 Web-сайты

В предыдущем номере “НУ” мы уже сообщали, что несколько ученых УрО РАН получили премию Правительства Российской Федерации 2002 года в области науки и техники. В частности, за разработку и широкое промышленное внедрение комбинированных технологий комплексного освоения медно-колчеданных месторождений Урала ее удостоен заведующий лабораторией подземной геотехнологии Института горного дела УрО РАН, доктор технических наук, профессор Юрий Владимирович Волков. Сегодня мы представляем его читателям.

Проблемами разработки месторождений полезных ископаемых Юрий Владимирович занимается уже 40 лет. В свое время (1959) он окончил Свердловский горный институт. Его специальность так и называлась — разработка месторождений полезных ископаемых. По распределению уехал в Донбасс. Три года отработал на угольной шахте №12 им. Дзержинского комбината Луганскуголь и вернулся в Свердловск. Месяца два проработал инженером в институте «Гипроруда», а потом, больше 30 лет, в «Унипромеди». Там от младшего научного сотрудника дошел до заведующего лабораторией подземной разработки рудных месторождений.
Работы всегда было много — ведь на Урале сосредоточено около 40 процентов запасов медных руд Российской Федерации. В 50–60-е годы было открыто несколько крупных медноколчеданных месторождений: Гайское, Учалинское, Сибайское, Молодежное и другие. Тогда же произошло перевооружение горной промышленности: появились мощные самосвалы, экскаваторы, и началась добыча меди открытым способом. Прежде работы велись только подземным способом, поскольку не было соответствующей техники.

Вот почему строительство Гайского горно-обогатительного комбината началось с карьера. Вроде бы чего проще — бери да копай, но площадь карьера не позволяет увеличить количество добываемой руды, ее нужно больше. Тогда и возникла мысль вести отработку месторождения двумя способами одновременно.

Очень рискованное мероприятие. Как сделать так, чтобы многотонные экскаваторы не свалились на головы шахтерам, работающим под землей? Тогда многие не верили в теорию ученых. Но они не сомневались в правильности своих расчетов. Нужно было проверить теорию практикой.

— Сначала мы сами себе должны были доказать, что так можно работать, — вспоминает Юрий Владимирович. — Если бы у нас произошла какая-то авария, все это направление рухнуло бы безвозвратно. Сверху работаем, а внизу — тоже полость, может произойти перераспределение напряжения, тогда борт (стенка карьера) потеряет устойчивость, и может обрушиться. А у нас там люди, техника, дороги… Мы были в положении саперов, которым нельзя ошибиться ни разу. Поэтому к проблеме подходили очень осторожно.               

Создали методики, математические модели. Подключились геомеханики, изучающие напряженное состояние, потом — математики, технологи. В решении задач принимали участие ученые разных специальностей из многих институтов, но основу творческого коллектива составили, помимо нашей группы из «Унипромеди», сотрудники Магнитогорского государственного технологического университета и Института проблем комплексного освоения недр (Москва).

На горизонте 170-го метра мы пошли вниз, а карьер как бы нас догонял. Сначала предполагалось отрабатывать камеры по 15 метров шириной и 50 метров длиной и заполнять их щебенкой. Пришлось бы ждать, когда карьер дойдет до этой глубины, и затем продолжить отрабатывать месторождение подземным способом с обрушением. Но потом технология изменилась. Возникла идея применить твердеющую закладку (о ее разработке мы узнали из научной литературы). Она позволила отрабатывать месторождение открытым и поземным способом одновременно. Раньше считалось, что прочность закладки должна соответствовать прочности руды. При этом был значительный расход цемента. Оказалось, что это не обязательно. Прочность закладки можно уменьшить в 2–3 раза без ущерба для безопасности работ. Стали снижать расход цемента и довели до 30 кг на кубометр закладочного массива против первоначальных 200 кг. Увеличили высоту этажа до 80 метров. Стали работать сразу на  трех этажах. Приобрели самоходное оборудование. Производительность шахты поднялась в 4 раза. Наша группа из «Унипромеди» получила 20 авторских свидетельств на изобретения по отработке медноколчеданных месторождений.       

К 80-м годам этот метод нашел широкое применение не только на Урале, но по всему СССР. Около 100 месторождений отрабатывается по этой технологии. Сегодня на Гайском ГОКе карьер отработали — дошли до проектной глубины, добыча продолжается только подземным способом. Комбинированным способом продолжается отработка Учалинского, Сибайского, Александринского и других месторождений.

Комбинированная технология перспективна для использования при отработке месторождений алмазов Якутии, где карьеры достигли предельной глубины (500 м).               

— Юрий Владимирович, наверное, у вас много наград?

— Да нет, не очень. В прошлом году ко Дню шахтера получил «Шахтерскую славу» — это для меня было неожиданно и приятно. Есть несколько медалей ВДНХ, «Ветеран труда», значки «Изобретатель СССР». Нынешняя награда, пожалуй, самая весомая.               

— Она вас «настигла» в Институте горного дела, хотя начинали работу вы  еще в «Унипромеди». Почему перешли в академическую науку?

— Потому, что во время перестройки отраслевые НИИ сильно пострадали. Их возможности заниматься научными исследованиями значительно уменьшились. Научные подразделения в них по существу превратились в придаток проектных отделов.

Когда я в 1996 году пришел в Институт горного дела, то обнаружил, что, несмотря на все перипетии рыночной экономики, наука здесь процветает, как у нас в НИИ было в 80-е годы. Здесь проходят ученые советы, семинары, конференции, школы, секции — словом, научная мысль бьет ключом. Кроме того, я не прервал связей с Магнитогорским университетом. Читаю там лекции студентам, меня избрали членом диссертационного совета.               

— Вы продолжаете эту тематику?

— Да. Кроме того, сейчас мы заняты фундаментальными исследованиями отработки месторождений снизу вверх. Если сразу вскрыть все месторождение и отрабатывать его не сверху, а снизу, то мы получаем очень много преимуществ. При отработке снизу вверх при комбинированном способе добычи вообще не возникнет многих проблем, которые мы решали, начиная внедрять эту технологию.

Сегодня больший упор делается на экологию, поэтому технологии разрабатываются уже с учетом требований экологов.

— Юрий Владимирович, на скольких из 55-ти уральских месторождений меди вы побывали?

— Из отработанных и действующих — почти на всех. Таких примерно половина из разведанных.

— То есть 40 лет вы ездите по шахтам и рудникам. Что изменилось на них в последнее время в связи с приходом собственников?

— Очень многое. Кадровый состав рабочих стал менее квалифицированным. Прежнее поколение уходит на пенсию, а молодежь нигде не обучалась. Потому что система профтехобразования разрушена, не проводится плановая учеба для работников, как раньше. Навыки приобретаются только путем обучения учеников опытными рабочими.  Но не это главное. Меня больше всего беспокоит, что у новых хозяев нет потребности в новой технике, передовых технологиях, потому что это требует затрат. И пусть даже затраты окупятся во сто крат, это никого не интересует. Ведь окупятся они завтра, а нынешним владельцам рудников важен только сегодняшний день – снять сливки и бросить месторождение, приобрести новое и сделать с ним то же самое.

Во времена СССР в горной промышленности применялись самые новейшие достижения, работать там было очень интересно. Например, наш Дегтярский рудник был показательным на всю страну. Туда везли всю передовую технику, применяли самые последние технологии, приезжали учиться, перенимать опыт. И ученых встречали с распростертыми объятиями.        

Сейчас у нас тоже ни одна разработка не залеживается на полке. Без науки все равно горнякам не обойтись. Но масштабы и условия совсем другие.

— «Сливки» — это когда большое содержание меди в руде?

— Не только. Много факторов определяют рентабельность отработки месторождения, но этот один из основных. Например, когда начали работать на Гайском ГОКе, от 170-го горизонта и ниже содержание меди в руде было около 8–10 процентов. Это очень много. Такую руду можно прямо пускать в плавку, минуя обогатительную фабрику. А сегодня добывается руда с содержанием меди где-то 1,5 процента. Ее отправляют на фабрику, где содержание меди в концентрате доводят до 17 процентов.

— А каково должно быть минимальное содержание меди, чтобы месторождение считалось рентабельным?

— Мы занимались этим вопросом. В каждом конкретном случае по-разному. Когда цены на медь упали, ситуация резко изменилась. В зависимости от цен и других условий, рентабельность каждый раз определяется заново. Поэтому все нужно просчитывать на берегу, до начала отработки месторождения.  Сейчас мы занимаемся разработкой стратегии освоения медно-колчеданных месторождений и месторождений цветных металлов Урала на первую четверть 21 века.

— Вы не только были почти на всех отрабатывающихся месторождениях, но и изучали их досконально. Скажите, они все уникальны, нет двух похожих? Нельзя однажды найденное решение применять на всех ГОКах, как под копирку?               

— Применять можно, но «не под копирку». У каждого месторождения свои особенности, своя изюминка, свой подход к вскрытию, одно залегает близко к поверхности, другое глубоко. Одно лучше разрабатывать открытым, другое — подземным способом, третье — комбинированным. Недавно у меня вышла книга «Системы разработки подземной геотехнологии медноколчеданных месторождений Урала», где я попытался классифицировать все известные способы и системы.

— Ваше рабочее место в основном за письменным столом или в шахте? День шахтера вы считаете своим праздником?

— Сейчас больше за письменным столом. Но бывало по-разному. Не увидев своими глазами месторождения, не спустившись в забой, невозможно придумать технологию его отработки. Так что день шахтера празднуют не только шахтеры, но и ученые.

Т. Плотникова
На снимке: Ю.В. Волков.
Фото С. Новикова.
 

Адрес Новости История Структура События Результаты Разработки Конкурсы Мероприятия Газета
 Web-сайты