Качканарский ГОК: запасов руды хватит более чем на 100 лет. Репортаж с месторождения

Теперь уже никто не вспомнит, откуда у горы Качканар такое странное имя. В разных трактовках упоминается то верблюд, то совсем уж непонятный беглец, то хребет. И ни слова о железной руде. На самом деле, изучение расположенного здесь месторождения действительно началось довольно поздно — планомерное уже в XX веке. Качканарский ГОК же запустили в 1963 году, и с тех пор здесь идёт добыча и переработка руды, то есть предприятие уже перешагнуло 60-летний рубеж. Но это ещё что: запасов руды тут хватит ещё на век, и это как минимум.

Город Качканар появился одновременно с ГОКом и благодаря ему. Впрочем, горные выработки предприятия и сами похожи на город — по площади и инфраструктуре. Стоя на смотровой площадке, мы, к сожалению, не можем оценить масштаб, поскольку видим только один карьер из нынешних пяти — для полноты картины нужно смотреть с высоты. Впрочем, глубина выработки в 300 метров вызывает уважение.

Ресурсная база на столетие: Гусевогорское и Собственно-Качканарское месторождения

На самом деле, Качканар — это группа железорудных месторождений, и тогда, в 1960-х годах комбинат начал отрабатывать первое из них — Гусевогорское (ГГМ). Сегодня здесь четыре действующих карьера: три названы по сторонам света (Северный, Южная залежь и Западный), а четвёртый — это Главный карьер. Последний будет находиться в эксплуатации до самого конца. Случится это не раньше чем через 100 лет. И именно с запуска Главного карьера началась история КГОКа.

А вот второе месторождение — Собственно-Качканарское (СКМ) — отрабатывать начали уже в 2020 году. Оно находится в пяти километрах от ГГМ. Добыча на обоих объектах идёт одновременно. Их суммарные запасы составляют более 10 млрд тонн руды, что и позволяет комбинату строить планы на десятилетия вперёд.

Дело ещё и в том, что качканарская руда необычная, её даже можно назвать уникальной. В строгом смысле слова она бедная: содержание железа общего — 16%, а магнитного — всего 10%, так что сама идея переработки этого сырья выглядела довольно смелой. Для сравнения, в руде Тагило-Кушвинских месторождений, которые расположены совсем недалеко, среднее содержание — не менее 25%, то же можно сказать и о залежах Курской магнитной аномалии.

Но зато в Качканаре есть то, чего нет практически больше ни у кого: в здешней руде содержатся также титан и ванадий. Долгое время предприятие так и называлось — КГОК «Ванадий». И концентрат, который выпускает комбинат, является железованадиевым, а продукцию из него очень ценят металлурги. Плюс ко всему извлекают из него товарный продукт — ванадиевый шлак.

В числе потребителей агломерата и окатышей даже есть производства, которые приобретают их в небольших объёмах специально для очистки домны, поскольку материалы являются тугоплавкими. Таким образом удаётся отсрочить капремонт печи.

А вот титан КГОК не извлекает. Как рассказал наш сопровождающий, главный инженер ЕВРАЗ КГОК Захар Павлов, редкого металла в породе немного, а эффективной считается переработка материала с содержанием не менее 6%. Правда, у одного из предприятий в мире есть такой опыт, и титан оно извлекает как раз из пустой переработанной породы.

Впрочем, рентабельной отработку качканарской руды делают не только попутные компоненты, объясняет Захар Сергеевич. Здесь нужно оценивать все факторы в комплексе.

Первый — это наличие мощного рудного тела. Правда, по условиям лицензии ГОК должен отработать не только его, но и соседние мелкие — они дают засорение, но и объём прибавляется.

Залегает руда таким образом, что извлекать запасы можно открытым способом, а он всегда дешевле «подземки». На объектах КМА, например, строят и рудники, но дополнительные капзатраты удаётся компенсировать за счёт высоких содержаний нижних горизонтов. А вот перспектив подземной добычи для Качканара главный инженер предприятия пока не видит. Это не окончательный вердикт, совместно с Инжиниринговым центром горняки ещё много раз проанализируют ситуацию, но такое будущее маловероятно.

Второй фактор — это очень низкий коэффициент вскрыши, всего 0,19. Приехав в карьер, мы сразу обращаем внимание на то, что не видим огромных отвалов, а такие должны были накопиться за 60 лет отработки. Они, конечно, есть, причём именно внешние. Пока горняки не видят возможности создания внутренних: геология не позволяет. И пустой породы действительно немного: на одну тонну руды приходится только 600 кг вскрыши, и отчасти этот показатель компенсирует низкие содержания.

И третий фактор — это наличие Нижнетагильского металлургического комбината в 150 км от ГОКа, то есть очень небольшое транспортное плечо.

«Плюс к тому мы постоянно повышаем эффективность процессов, добавляем технологические «примочки», работаем над снижением энергозатрат и в целом оптимизируем все процессы, которые возможно», — отметил Захар Павлов.

Буровзрывные работы: российская техника и аутсорсинг

Цикл добычи на КГОКе начинается традиционно — с буровзрывных работ. Хотя здесь имеется и ещё один этап, предварительный, который обычно остаётся в тени. Если говорить о новом месторождении — Собственно-Качканарском, то его особенностью является необходимость работы на гористой местности. Буровой станок не умеет ездить по такой площадке, огибая деревья. Поэтому перед ним на объект заходят горные инженеры, работают тракторы и небольшие экскаваторы, которые подготавливают территорию для будущих БВР.

А вот дальше идут классические действия — бурение, заряжание и взрыв. Первое из них выполняют станки СБШ. Кстати, в день нашего визита в карьере запустили в работу новую единицу — СБШ 250/270. Как нам рассказали, эта машина сможет создавать и вертикальные, и наклонные скважины — до 90 погонных метров за смену. Захар Павлов уточнил, что у компании есть опыт работы и с дизельными импортными станками, однако предпочтение она отдаёт российскому оборудованию, поскольку то показывает лучшую стоимость погонного метра.

Вообще весь цикл БВР на Качканаре выполняют подрядные организации, основную работу берёт на себя ООО «АВТ-Урал» — совместное предприятие ООО «АВ-групп» и КГОКа. По аутсорсингу привлечена ещё одна компания. Наш провожатый говорит, что в данном случае такой вариант выгоден и удобен для добытчика, поскольку делает его гибким: позволяет оперативно наращивать или сокращать парк оборудования.

Взрывники стараются сделать процесс БВР максимально эффективным и безопасным, а потому в карьере активно используют современные решения.

Экскаваторный парк: ЭКГ, P&H и выбор в пользу отечественного

Теперь, когда горную массу взорвали, начинается следующий этап — экскавация. Здесь мы опять же видим в работе отечественные машины — ЭКГ. Основной парк составляют именно они. «Ижорцы» работают и на руде, и на вскрыше — небольшой коэффициент позволяет обходиться относительно маленькими ковшами.

Удивительно, но сейчас на карьере нет импортной гидравлики с «обратной лопатой» — до недавнего времени в таких машинах просто не было необходимости.

«На СКМ скоро приедет ещё один экскаватор, он будет заниматься подготовкой площадки под бурение: без взрыва отгружать торф, глину, корни и так далее. Потом самосвал увезёт всё это в отвал.

Вообще же ещё с советских времён открытая горная добыча строилась именно на применении ковша типа «прямая лопата». Это известная понятная технология, для неё формируется и дополнительная инфраструктура, в частности электроснабжение.

К тому же здесь, как и в случае с СБШ, есть экономический аргумент: механическая «прямая лопата» всегда будет дешевле гидравлики в пересчете на кубический метр отгруженной горной массы», — пояснил Захар Павлов.

Один из ЭКГ-10 мы видим на Западном карьере — он как раз занят экскавацией после взрыва. Точнее, на площадке у машины сразу две задачи: грузить руду в самосвал и готовить участок к следующему циклу и процессу бурения, потому что в перспективе место экскаватора займёт станок.

Кроме того, есть нюанс, связанный с требованиями промышленной безопасности: ЭКГ обязательно должен выдерживать горизонт отметки, на которой стоит. Правда, здесь машинист работает не один, а в команде с маркшейдерами, которые обеспечивают контроль и передают информацию на экскаватор для корректировки действий.

Вообще на КГОКе обосновалась большая семья колпинских машин — 29 единиц. Связано это с объёмами добычи и масштабами горных выработок: ЭКГ крайне неохотно перемещается с места на место, двигаясь со скоростью 400 м/ч. К тому же перегон здесь – целое дело: нужна диагностика со стороны механиков, в случае чего — замена траков или других узлов и агрегатов. А ещё это ведь машина, которая работает от «шнурка», то есть его движение сопряжено с переподключением кабеля — без 6000 вольт экскаватор ехать отказывается.

Плюс к тому у экскаваторов в карьере есть вторая задача, помимо погрузки горной массы в самосвалы в забоях. Те же машины задействованы на отгрузке руды в думпкары, поскольку на КГОК налажена железнодорожная транспортировка: до пункта отгрузки сырьё едет в кузове БЕЛАЗа, а оттуда на фабрику уже проложены рельсы.

Помимо ЭКГ, на предприятии работают ещё два «американца» P&H-2300: один в Северном карьере, а второй — на СКМ. За раз такой гигант черпает 20 «кубов», а за 3,5 минуты наполняет кузов 240-тонного БЕЛАЗа. Необычно видеть такую машину на рудном объекте — чаще они задействованы в добыче угля, где большие объёмы — дело обычное. Работники КГОКа говорят, что они, собственно, и стали, пионерами этого направления: раньше P&H на железорудных объектах в России не работали.

Карьерный транспорт: БЕЛАЗы, автоматизированная система диспетчеризации (АСД) и логистика

Большим экскаваторам — большие самосвалы: горную массу в карьере перевозят 130- и 240-тонные машины, их общее число — 38 единиц (12 и 26 соответственно). И всё это — БЕЛАЗы, хотя и в разной комплектации.

«Эти машины хорошо себя зарекомендовали в условиях КГОКа. Мы просчитывали эффективность использования китайских машин: «белорусы» либо на уровне, либо чуть дешевле. «Американцев» и «японцев» считать уже нет смысла.

Конечно, стараемся их совершенствовать. Например, пробуем на новых самосвалах системы прямого выхлопа — не через кузов. Геология нам позволяет это делать: руда не склонна к налипанию», — рассказал Захар Павлов.

Одновременно с СБШ 250/270 на КГОКе запустили ещё и два новых самосвала — 130-тонных БЕЛАЗа, которые будут работать в Северном карьере. До конца февраля руководство комбината пообещало вывести на маршрут и третью машину, а до конца года — ещё три 240-тонных самосвала.

Вообще-то, в масштабах здешних горных выработок 130-тонные БЕЛАЗы выглядят малышами. Но тут всё так же решает геология. Как и для большинства железорудных месторождений, для Качканарской группы характерно крутопадающее залегание рудного тела. Поэтому для его отработки горняки строят глубокие карьеры.

Руду здесь добывают уже больше 60 лет, и участки ГГМ стареют. Этот процесс затухания сопряжён с сужением воронки и всей транспортной инфраструктуры. С этим уже столкнулись Западный, Южный и Главный участки. На глубине невозможно построить широкие дороги и площадки, где могли бы работать 240-тонные самосвалы, поэтому их место занимают «маленькие братья».

Эту картину мы видим на Западном карьере, где завершается отработка первой очереди. На нижней отметке находятся ЭКГ-10 и 130-тонный самосвал. Как рассказал наш собеседник, на балансе ещё числятся порядка 200–250 млн тонн руды, а нарезать осталось всего один горизонт — карьер станет глубже ещё на 15 м. В перспективе здесь должен начать работать ещё один экскаватор, а пару ему составят уже 90-тонные БЕЛАЗы.

Закономерно, что объём добычи при таких переменах сокращается: сегодня на участке добывают порядка 6 млн тонн руды в год, а дальше показатель снизится до 3 млн тонн.

Наблюдая за тем, как идёт погрузка, мы интересуемся у нашего провожатого, как в карьере организовано взаимодействие различных единиц техники. Здесь КГОК велосипеда не изобретал: друг с другом операторы могут общаться напрямую: с помощью радиосвязи или через диспетчера посредством автоматической системы (АСД). Она позволяет передать актуальную информацию о состоянии техники и оптимально распределить машины.

«Как только самосвал заезжает в геозону, определяемой GPS (глобальной позиционирующей системой), ему автоматически присваивается тот или иной статус. Начинается манёвр под экскаватор: система автоматически определяет, что он встал под погрузку. Вес в кузове изменился — значит, процесс начался. АСД также ведёт подсчёт количества рейсов, загруженных ковшей и так далее — всё это без участия машиниста и оператора», — говорит Захар Павлов.

Оптимизация загруженности техники в карьере — это как раз задача нашего собеседника как главного инженера. По его словам, целевой показатель — это распределение времени простоя 50 на 50: условно, три самосвала в сумме должны набрать минут простоя столько же, сколько один экскаватор, с которым они работают. В этом случае можно считать, что процесс настроен эффективно.

«Проблема вообще может быть на третьей стороне, скажем, причиной простоя стал некачественный взрыв. Регулирование — динамичный процесс, но мы стараемся его автоматизировать. И АСД нам в этом очень помогает. Это она первой сообщает, что что-то пошло не так: если бы не система, мы бы не увидели многих возможностей для оптимизации», — рассуждает г-н Павлов.

В помощь гигантам

Таким образом, основные машины, которые работают в карьерах Качканарского ГОКа, — это техника, созданная в России или в Союзном государстве. Причины такого выбора, как мы говорили, в первую очередь носят экономический характер. Хотя в то же время на ГОКе говорят и том, что добытчики должны поддерживать своих соотечественников-машиностроителей и таким образом способствовать развитию последних — получается, что это цикличный процесс. Долю российской техники на открытых горных работах КГОКа Захар Павлов оценил примерно в 80%.

Импортными здесь являются вспомогательные машины. Точнее, и их парк на предприятии является смешанным. В частности, работают бульдозеры Komatsu D475 — они преимущественно задействованы для решения сложных задач: готовят трассу для заезда буровых станков на вскрышных работах, участвуют в перекладке железнодорожных путей и так далее. Кроме того, у ГОКа имеются погрузчики Caterpillar 993 и 994 — одни из самых больших в линейке производителя.

Но в то же время в карьере работают и бульдозеры ЧЕТРА, причём живут они тут по 10 лет. Захар Павлов объясняет этот факт бережным отношением работников к машинам — «как к своим собственным».

Железная дорога в карьере: эффективность и перспективы конвейерной транспортировки

Ну и вишенка на торте — техника, которую не так часто встретишь на карьерах: электровозы и думпкары. Но масштабы КГОКа оправдывают наличие железнодорожной инфраструктуры.

Находясь в забое, мы обращаем внимание на то, что построена железная дорога примерно на середине карьера, если считать по глубине. Наш собеседник объясняет, что обычно добывающие предприятия именно так и поступают: воронка сужается, угол поворота становится недостаточным для поезда, так что слишком сильно колею не изгибают. До перегрузочного склада горную массу везут самосвалы, плечо получается около 3,5 км. Естественным образом оно постоянно растёт, почему комбинат и пополняет парк 240-тонных машин.

А вот до фабрики — уже 10 км, и здесь действуют ж/д пути. Электровоз тянет 11 думпкаров грузоподъёмностью до 115 т, движение идёт круглосуточно и без перерыва. Точнее, правильнее называть его не электровозом, а тяговым агрегатом, поскольку состоит он из трёх секций: головной и двух так называемых обмоторенных думпкаров, которые тоже могут добавлять тяги.

Захар Павлов подтверждает: железнодорожная транспортировка остаётся самой дешёвой из существующих. Однако в то же время она формирует сложный комплекс и требует много ресурсов. Простая иллюстрация: из примерно 3 тыс. специалистов, работающих в карьере, половина задействована на железной дороге.

Кроме того, железнодорожная инфраструктура на предприятии представлена двумя типами: постоянной и временной. Последняя, как понятно из названия, требует перестройки по мере развития карьера. Чаще всего это происходит на отвалах, куда едет вскрышная порода, — примерно раз в год.

Кроме того, ГОК периодически ликвидирует перегрузочные пункты и строит новые. Например, совсем недавно такой был открыт на 265 отметке Главного карьера, а сейчас строится перегрузка в Северном. Здесь обновления происходят куда реже, хотя сейчас, когда карьеры стареют, такие мероприятия уже становятся рядовыми.

«Но всё равно это самый выгодный способ перевозки. При одном условии: если постоянная инфраструктура уже построена. Это станции, разъезды, маневровые участки, пути следования до фабрики — всё это находится на верхних горизонтах. При таких вводных внедрять новый способ транспортировки, скорее всего, будет нерентабельно», — объясняет главный инженер.

Поэтому на ГГМ конвейерная инфраструктура уже вряд ли появится. Хотя это, конечно, не финальный вердикт: всё-таки впереди у него десятилетия отработки. Сейчас горный отдел ГОКа работает в тандеме с ООО «ЕВРАЗ Инжиниринг»: вместе специалисты стремятся заглянуть в будущее месторождения, чтобы предсказать, какими будут воронки карьеров, и выбрать оптимальный вид транспорта.

А вот на СКМ в следующие годы может появиться циклично-поточная технология с дробильным комплексом и конвейером до перегрузочного пункта. О таких планах ЕВРАЗ заявлял, когда запускал месторождения, и сейчас Захар Павлов подтвердил: компания просчитывает и этот вариант.

Денис Новоженов, вице-президент ЕВРАЗа, руководитель дивизиона «Урал»

«Качканарский ГОК — это стратегический актив ЕВРАЗа. Комбинат стоит у истоков производственной цепочки на Урале, поставляет продукцию предприятиям компании в других регионах.

Проект обладает устойчивым запасом прочности: ресурсной базы месторождения при текущих темпах добычи хватит более чем на 100 лет работы. Поэтому мы не просто поддерживаем мощности, а системно развиваем ГОК. Только за последнее время инвестиции в обновление оборудования и техники составили несколько ​ миллиардов рублей.

Комбинат активно помогает развитию города. Совершенствуя производство, мы параллельно инвестируем в социальную инфраструктуру, создавая комфортную среду и для наших сотрудников, и для всех его жителей. При поддержке ЕВРАЗа ​ в Качканаре построены три дворца спорта, в том числе Ледовый дворец, лыжероллерная трасса, оснащена новым оборудованием больница, построен жилой дом для врачей и педагогов».

На комбинате побывали: Анна Кучумова (текст),
Евгений Ошкин (фото)