Печатная версия
Архив / Поиск

Archives
Archives
Archiv

Редакция
и контакты

К 50-летию СО РАН
Фотогалерея
Приложения
Научные СМИ
Портал СО РАН

© «Наука в Сибири», 2021

Сайт разработан
Институтом вычислительных
технологий СО РАН

При перепечатке материалов
или использованиии
опубликованной
в «НВС» информации
ссылка на газету обязательна

Наука в Сибири Выходит с 4 июля 1961 г.
On-line версия: www.sbras.info | Архив c 1961 по текущий год (в формате pdf), упорядоченный по годам см. здесь
 
в оглавлениеN 33 (2818) 18 августа 2011 г.

ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ КРАЙ —
ОБШИРНЫЙ ПОЛИГОН
ДЛЯ РАЗВИТИЯ ГОРНОЙ НАУКИ

Забайкальский край, наряду с Уралом, издавна сложился как горнодобывающий регион России, сохранивший этот статус и в настоящее время, являясь основным поставщиком многих видов минерального сырья.

А.Г. Секисов, директор Читинского филиала ИГД СО РАН, д.т.н.,
А.И. Трубачёв, заведующий лабораторией ЧФ ИГД СО РАН, д.г.-м.н., проф.,
А.Н. Дворникова, учёный секретарь ИГД СО РАН, к.т.н.

Недра Забайкалья содержат около 38 % общероссийских запасов плавикового шпата, более 25 % меди, 27 % молибдена, 16 % ниобия, 18 % тантала, 9 % свинца, 7 % золота, 18 % титана. Весьма значительны запасы редкоземельных элементов, потребность в которых в современных высокотехнологичных отраслях промышленности за последние годы ощутимо возросла. Помимо значительных запасов минерального сырья в недрах, в промышленных районах Забайкальского края на крупных горнодобывающих предприятиях за многие десятилетия эксплуатации сформировались техногенные месторождения, то есть скопления извлеченных из недр минерализованных горных пород и продуктов переработки, содержание полезных компонентов в которых таково, что с применением инновационных технологий и при прогнозном росте цен на металлы их рентабельная отработка не только возможна, но и необходима.

Иллюстрация
Ущелье в Удоканском хребте (из архива д.г.-м.н. А. И. Трубачёва, 60-е годы).

Одним из наиболее сложных для эксплуатации месторождений не только Забайкальского края, но и России в целом, является Удоканское месторождение медистых песчаников с сопутствующими меди серебром и золотом, которое было открыто в Каларском районе летом 1949 г. геологом Елизаветой Ивановной Буровой в очередном рабочем маршруте. Природная наблюдательность и профессиональный подход позволили ей увидеть в зеленоватом оттенке гор признаки наличия медьсодержащих минералов.

Иллюстрация
Главный геолог Удоканской экспедиции к.г.-м.н. Эдуард Францевич Гринталь (1963 г.).

В процессе более детального геологического изучения этой местности Е. И. Буровой и К. К. Денисовым были открыты выходы медистых песчаников. Несколько позже выходы медистых песчаников были обнаружены и другими геологами поисковой партии на ряде отдаленных от места первой находки участках района. Оценка масштабов Удоканского месторождения была дана геологами 1-го главного управления Министерства геологии СССР А. А. Семихатовым, А. Г. Ивашенцевым, Г. А. Русиновым. В 1952 г. была организована Удоканская геологоразведочная партия, преобразованная позже в экспедицию.

Иллюстрация
Долина реки Наминга, район штольни № 2.

В 1953–58 гг. был выполнен большой объём работ по бурению разведочных скважин и геолого-технологической оценке руд, позволивший определить, что запасы меди в них составляют свыше 1 млн т, т.е. месторождение может быть отнесено к уникальным. В 1960–75 гг. геологоразведочные работы на месторождении проводились уже для детального подсчёта запасов и выделения технологических типов и сортов руд, выявления условий их залегания. В тот период на Удокане начинали свою профессиональную деятельность нынешние сотрудники Читинского филиала ИГД СО РАН к.г-м.н. В. С. Чечёткин, д.г.-м.н. А. И. Трубачёв, д.г.-м.н. В. С. Салихов, которые внесли значительный вклад в решение этих научно-производственных задач.

Иллюстрация
Кадарские горы (снимок с вертолёта).

Удоканское месторождение представляет собой сложный структурно организованный участок недр с деформированными в складки пластами несущих рудную минерализацию горных пород, которые разрываются и смещаются поперечно ориентированными разломами и плитообразными геологическими телами, сложенными застывшими магматическими породами — так называемыми дайками. Площадь, которую охватывает месторождение, составляет свыше 30 квадратных километров, перепад высот поверхности пластов медистых песчаников в вертикальном разрезе месторождения составляет около 500 метров. При этом сам вертикальный разрез месторождения представляет «слоёный пирог», где участки с рудной минерализацией переслаиваются «пустыми» горными породами. Природная сложность месторождения, актуальность его отработки и отсутствие инфраструктурной составляющей прилегающего к нему района требует нетривиальных научных и хозяйственных решений.

Иллюстрация
Наледь, берег реки Чина.

Как в экономике появление новых видов продукции рождает новые потребности социума, так и необходимость решения трудных производственных задач инициирует рождение новых научных свершений. Коллектив, который способен был осуществить благородные замыслы по развитию края, существовал уже давно. Это Читинский государственный университет, возглавляемый признанным лидером, д.т.н., профессором Юрием Николаевичем Резником.

Иллюстрация
К.т.н. А. С. Танайно (ИГД СО РАН), ректор Читинского государственного университета д.т.н., профессор Ю. Н. Резник, директор ИГД СО РАН чл.-корр. РАН В. Н. Опарин.

Уроженец Забайкалья, Юрий Николаевич не понаслышке знаком с уникальными богатствами своей «малой родины» и, ратуя за процветание региона, вот уже более 30 лет посвящает свои знания и силы подготовке достойной смены, нацеливая студентов и аспирантов на создание новых технологий извлечения минеральных ресурсов и инновационных способов их рациональной переработки. Главными помощниками в образовательной и научной деятельности стали сотрудники Горного института ЧитГУ — горняки, геологи и обогатители.

Зная огромный научный потенциал своих коллег, ощущая необходимость в целях решения серьезных проблем горнодобывающего комплекса региона в интеграции с академической наукой, Юрий Николаевич в поисках приемлемой формы этого сотрудничества обратился за поддержкой одновременно к губернатору края и в Сибирское отделение РАН, предполагая участие в этом проекте прежде всего ученых и специалистов Института горного дела СО РАН. Так в июне 2007 года усилиями губернатора Забайкальского края (бывшей Читинской области) Р. Ф. Гениатулина, академика Н. Л. Добрецова, бывшего в то время председателем СО РАН, на базе Института горного дела СО РАН, возглавляемого чл.-корр. РАН В. Н. Опариным, был создан Читинский филиал ИГД.

Иллюстрация
Подписание соглашения о создании Читинского филиала ИГД СО РАН губернатором Забайкальского края Р. Ф. Гениатулиным, ректором ЧитГУ д.т.н., проф. Ю. Н. Резником, директором ИГД СО РАН чл.-корр. РАН В. Н. Опариным (фото Б. Н. Смоляницкого).

Принимая деятельное участие в создании филиала и придавая огромное значение подбору и расстановке кадров, Ю. Н. Резник, несмотря на занятость коллег-преподавателей, сформировал работоспособный коллектив из опытных и высококвалифицированных специалистов ЧитГУ. Директором филиала по его рекомендации и при поддержке В. Н. Опарина Президиум СО РАН утвердил Артура Геннадьевича Секисова, выпускника МГРИ, доктора технических наук.

Иллюстрация
Директор Читинского филиала ИГД СО РАН д.т.н. А. Г. Секисов (фото А. Н. Дворниковой).

Свою профессиональную компетентность А. Г. Секисов и сотрудники филиала д.г.-м.н., проф. А. И. Трубачев, к.т.н. А. Ю. Лавров, к.г.-м.н. Д. В. Манзырев в очередной раз подтвердили в 2009 году, получив грант ЧитГУ в размере 200 тыс.руб. по теме «Исследование фотоэлектрохимических и фотокаталитических процессов выщелачивания меди из руд Удоканского месторождения». Предложенная технология, в отличие от традиционной, предполагает специальную реактивацию растворов для выщелачивания (электролиз и облучение ультрафиолетовым светом в диапазоне длин волн 180–300 нанометров), была испытана с периодическим помещением обрабатываемой руды в морозильную камеру (моделирование суточных колебаний температур в весенний и осенний периоды), что позволило за 30 суток повысить извлечение меди до 73 %, а в настоящее время это возможно только за 2,5–4,0 месяца. И это уже не первое решение по освоению Удокана.

Так что же это за «крепкий орешек», с которым научные коллективы бьются не один десяток лет, а «воз и ныне там»? Почему же Удокан так неохотно раскрывает свои тайны? Ужели он и впрямь «не по зубам» современной науке? Или дело тут не только в науке? Попробуем разобраться.

Несмотря на уникальные масштабы Удоканского месторождения, его освоение по ряду причин объективного и, в большей мере, субъективного характера, сдерживалось на протяжении более трёх десятилетий. Причём детальная разведка месторождения, проведённая под руководством к.г.-м.н. В. С. Чечёткина, завершилась не только подтверждением, но и ещё большим приростом запасов (только по меди до 19,7 млн т) и их утверждением в ГКЗ СССР в 1981 г. В 1982 г. месторождение было передано на баланс Минцветмету, в котором приоритетным считалось решение текущих производственных проблем предприятий медной подотрасли. Поэтому деньги, выделенные на строительство Удоканского опытно-промышленного предприятия (эквивалентные 70 млн долл. США), отправились в Среднюю Азию и частично были вложены в развитие Норильского комбината.

После распада СССР по согласованию с Правительством РФ совместно с администрацией Читинской области был объявлен тендер на освоение Удоканского месторождения, в котором приняли участие весьма крупные металлургические компании США, Канады, Австралии, Великобритании. Тендер выиграла российская компания — «Удоканская горная компания». Разработанное ей технико-экономическое обоснование освоения месторождения к 1996 г. прошло все необходимые экспертизы. Однако по объективным и субъективным причинам началось «замораживание» проекта, и в 1998 г. лицензия у «Удоканской горной компании» была отозвана. В 2008 г. повторный тендер на разработку Удоканского месторождения выиграл холдинг известного бизнесмена Алишера Усманова «Металлоинвест» в лице ОАО «Михайловский ГОК». С 2010 г. начаты работы по доразведке месторождения и технологическим испытаниям руд дочерней фирмой холдинга — «Байкальской горной компанией». Одним из преимуществ подобного развития событий стало то, что эта компания ориентирована на использование инновационных технологий при переработке окисленных и смешанных (окисленно-сульфидных) удоканских руд.

Но трудной задачей является не только переработка удоканских руд. Район, где расположено месторождение, характеризуется значительным перепадом высот (более 1000 м) и повышенной сейсмической активностью (количество слабых (десятые доли балла) фиксируемых подземных толчков иногда достигает двадцати и более в сутки). В этом случае большие объёмы извлекаемой руды и вскрышных пород (миллиарды тонн) могут вызвать усиление сейсмической активности, что приведет к развитию опасных процессов в карьере: нарушению целостности бортов, потере устойчивости отвалов вскрышных пород, что повлечет сдвижение больших объёмов горной массы. А потому принятое ранее техническое решение по отработке Удоканского месторождения одним гигантским карьером с точки зрения обеспечения безопасности ведения горных работ представляется сегодня необоснованным и требует существенной доработки после завершения заверочных геологоразведочных работ, планируемых на 2012 г.

Как показала жизнь, поиск новых прорывных технологий более успешен, когда единой командой работают специалисты разных научных направлений. Подобная интеграция уже давно практикуется в Сибирском отделении. В частности, Институт горного дела является одним из лидеров по выполнению интеграционных проектов в Объединённом учёном совете наук о Земле. Этот опыт и решили использовать учёные Забайкалья, заново подходя к решению проблем Удокана.

Институтом горного дела СО РАН сделаны научные открытия ряда физических явлений в разрабатываемых массивах горных пород, в том числе и для сложных сейсмических условий, на основе которых созданы и успешно апробированы на практике новые научные подходы к оценке и прогнозированию динамических процессов в недрах. Эти разработки позволяют принимать обоснованные технические решения, обеспечивающие безопасность добычи руд, в том числе и для Удоканского месторождения.

Под научным руководством автора этих открытий, директора института чл.-корр. РАН В. Н. Опарина обоснована технология комбинированной разработки месторождения, в которой предусмотрено безопасное ведение открытых горных работ малыми карьерами с использованием для переработки руд верхней части месторождения технологии выщелачивания. По этой технологии металл извлекается раствором реагента непосредственно из крупнодробленой руды без дополнительного энергоёмкого измельчения и обогащения (концентрирования рудных минералов).

В глубинной зоне — зоне ведения подземных работ — по предлагаемой технологии не будет оставаться полостей: они заполняются «пустыми» вскрышными породами, извлеченными при отработке рудного массива. Пустые породы перепускаются в зону ведения подземных горных руд и цементируются твердеющей смесью, что обеспечивает поддержание массива в устойчивом состоянии. Кроме того, часть выработанного пространства в зоне подземных горных работ заполняется бедными рудами, из которых металл впоследствии извлекается методом выщелачивания. Обеспечение эффективного извлечения металлов из руд методом подземного выщелачивания осуществляется за счёт использования специальных активных растворов, приготовленных в фотоэлектрохимическом реакторе, разработанном в ИГД СО РАН.

Растворы, приготовленные по этой технологии, но с другой реагентной основой, могут обеспечивать высокое извлечение наиболее сложных форм золота и редкоземельных металлов из так называемых упорных руд и ранее накопленных отходов горного производства (хвостов обогащения и заскладированных в специальных отвалах бедных руд). Таким образом, уже разработана и апробирована в производственных условиях технология для эффективной переработки этих источников получения дефицитных металлов.

Большое значение для экономики Забайкалья имеет освоение месторождений природных сорбентов-цеолитов и камне-самоцветного сырья, ещё не нашедших широкого промышленного применения. Помимо традиционных направлений использования этих минеральных ресурсов, в ИГД СО РАН разработаны технологии приготовления на их основе фильтрующей среды (наполнителей) для обезжелезивания подземных вод, превосходящие по многим рабочим параметрам зарубежные аналоги, а также технология фотоэлектрохимической обработки поверхности халцедоновой крошки, существенно повышающей её сорбционную способность.

Нацеленность на результат, интеграция богатого опыта и существующего научного задела дает возможность учёным Новосибирска и Забайкалья добиваться значительных успехов в разработке решений, позволяющих проводить эффективное и безопасное (в социальном и экологическом смысле) вовлечениие в эксплуатацию как природных, так и техногенных объектов, создавать технологии доработки запасов крупных эксплуатируемых месторождений края, активно исследовать процессы, протекающие в нарушенных горными работами массивах, разрабатывать комплекс технологических мероприятий, обеспечивающих рациональную выемку полезного ископаемого и полноценную переработку минеральной массы сложного вещественного состава.

Накануне Дня шахтера хочется пожелать дружным коллективам Института горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН и его Читинского филиала стабильного развития, новых творческих успехов и скорейшей реализации смелых инновационных идей на благо процветания Забайкалья, повышения престижа горной науки и укрепления могущества России.

стр. 4-5

в оглавление

Версия для печати  
(постоянный адрес статьи) 

http://www.sbras.ru/HBC/hbc.phtml?8+602+1