Медный век: репортаж с подземного рудника Гайского ГОКа

По всему выходит, что где-то здесь, в районе нынешнего поселка Калиновка, миллионы лет назад существовал действующий вулкан. Он давным-давно потух, и вспоминают о нём разве что геологи. Но хорошо поработал древний бог в своей подземной кладовой, оставил богатое наследство. Прежде всего металлы: цинк, свинец, золото, серебро.

И, конечно же, медь, огромные запасы медной руды. Маленький уральский городок Гай, где живут меньше 35 тысяч человек, знают во всей России, а то и в мире благодаря Гайскому месторождению медно-колчеданных руд и Гайскому ГОКу.

Вообще-то у всего Южного Урала была бурная — с геологической точки зрения — молодость. В этих тихих ныне местах изливались потоки раскалённой докрасна лавы, из глубин поднимались расплавленные горные породы, падали вулканические бомбы. Работники Гайского ГОКа очень живо рассказывают об этом, на пальцах объясняя, почему в этих краях так много месторождений медной руды.

Одни оказались на территории Казахстана, другие — Башкортостана, не обделила природа и русский Урал. И Гайское месторождение, расположенное в Оренбургской области, — одно из самых богатых в регионе, да и на континенте в целом. Почти век назад его обнаружили геологи, зафиксировав большое содержание меди в воде.

Кто помнит, что словом «гай» наши прадедушки называли берёзовую рощу? Ушло слово из языка, а вот город Гай остался. Именно в берёзовой роще геологи подняли на поверхность первый рудный керн, дав старт Гайскому месторождению. Разведка шла в 1950-х, ГОК отсчитывает свою историю с 1959-го, так что предприятие уже отметило свой 60-летний юбилей.

На Гайский ГОК мы приехали незадолго до нового года. Горняки хоть и говорят, что итоги подводить ещё рановато, но с трудом скрывают блеск в глазах: предприятие идёт на рекорд по объёму добычи медной руды — 9200 тыс. тонн.

На момент нашего приезда добыто 8660 тыс. тонн — план, который ставили в начале года (8700 тыс. тонн) почти выполнен. «В сутки мы выдаём 31 тыс. тонн, до конца года ещё больше двух недель, успеем выполнить и амбициозный план!»  —говорят работники. И событие это войдёт в историю.

О технологиях обогащения гайской руды читайте по ссылке

Открытые и подземные

Тут дело не только в том, сколько предприятие добывает руды, но и в том, как оно это делает. В 1960-х, когда эта история только начиналась, медную руду с невероятно высоким содержанием полезного компонента добывали открытым способом.

Добыча на подземном руднике началась в 1961-м, и с тех пор гайские горняки всё глубже уходят под землю. Наш провожатый, начальник участка конвейерного транспорта подземного рудника Алексей Скороход вспоминает, как начинал работать на предприятии, это было 27 лет назад.

«Тогда нижний горизонт у нас был 685-й, казалось, глубоко! Объём добычи оставлял 3600 тыс. тонн. А сейчас мы с вами опустимся на -1230 м, это сегодня нижняя отметка, где ведётся добыча», — рассказывает Алексей Владимирович.

Забегая вперёд, скажем, что спустились мы и ещё ниже, на отметку -1340, где работает дробильно-конвейерный комплекс. Как таковой добычи тут ещё нет, это территория шахто-строительного управления (ШСУ), которое также входит в состав предприятия.

Но и сюда спустятся горняки: месторождение разведано на глубину 1600 м, запасы ещё не оконтурены. Таким образом, Гайский рудник попадает в список самых глубоких подземных выработок в России.

«В настоящее время мы ведём геологоразведочные работы для уточнения контура запасов руды и пересчёта запасов, который запланирован на 2023 год. После этого будет понимание, какие перспективы у нас по флангам. Но в целом месторождение у нас крутопадающее, рудного типа, так что главным образом движемся на глубину», — объясняет главный инженер подземного рудника Михаил Лаптев.

Идёт геологоразведка и на поверхности, да и открытые горные работы сегодня продолжаются. В посёлке Домбаровский, что в 150 км от Гая, были три месторождения: «Летнее», «Левобережное» и «Осеннее». Первые два уже отработаны, да и «Осеннее», как все думали, вот-вот спишут со счетов, но нет — не вся руда ещё выбрана, добыча продолжается.

Работают и геологи: может быть, древний вулкан оставил и новые сюрпризы, и есть в регионе неизвестные объекты? Однако главные ставки предприятие всё же делает на рудник.

«Разведанных и утверждённых запасов у нас на сегодня 300 млн тонн. Если мы будем забирать по 10 млн тонн ежегодно (по всей вероятности, именно такими будут наши ежегодные объёмы в ближайшее время), то сами можете легко посчитать. На 30 лет мы обеспечены работой — это как минимум. А ведь геологи продолжают разведку», — улыбается Михаил Лаптев.

Подземный город

В рудник мы опускаемся традиционным способом — в шахтной клети, дорога занимает несколько минут. Наш провожатый всё спрашивает, не страшно ли нам отправляться в рудник. Признаться, нет, не страшно: в клети вместе с нами едут горняки и маркшейдеры, они весело переговариваются, обсуждая работу шахтной техники и последние мировые новости одновременно. В такой компании спуск на глубину перестаёт казаться чем-то пугающим.

«Ну и правильно. Чего бояться? У нас, считай, метро — очень похоже», — говорит Алексей Скороход.

Правда, в московском метро максимальная глубина — это 70 «с хвостиком» метров. А тут — больше 1000. Наши попутчики покидают клеть, оказавшись на нужных горизонтах — добыча идёт с 990-го, а мы движемся до самого конца, наша станция -1230.

А в остальном рудник и правда очень напоминает метро, а то и настоящий подземный город: горные выработки кажутся огромными и очень просторными, особенно в сравнении с урановым или изумрудным рудниками. А чему удивляться, всё-таки мы находимся в самой мощной действующей шахте в России.

Ежедневно под землю здесь спускаются около двух тысяч человек: это и машинисты, и проходчики, и операторы, и взрывники, и маркшейдеры, и механики, ведь большая часть ремонтных работ идёт непосредственно в руднике. В объективе нашей камеры часто оказываются угольные предприятия, так что работающий в шахте сварочный аппарат мы рассматриваем с интересом.

А для Гайского рудника это картина привычная: шахта не является опасной по газу и пыли. Из-за того, что добыча идёт на большой глубине, объект относится к опасным по горным ударам, однако старожилы говорят, что на деле таких здесь не фиксировали уже много лет.

Так что наше путешествие и впрямь выглядит безопасным, тем более что собирали нас, как настоящих горняков: в ламповой мы получили налобный фонарик с меткой позиционирования (здесь её устанавливают в батарею), а также самоспасатель — классический, типа ШСС.

«Система отработки у нас этажно-камерная с последующим заполнением образующихся пустот твердеющими смесями. Сначала ШСУ нарезает горизонты, проходит капитальные горные выработки: квершлаги и основные орты.

Уже от них проходчики отрезают буровые орты, готовят камеры. Высота этажа у нас составляет 80 м, она разделяется на два подэтажа, а длина камеры зависит от рудного тела — мы её можем разделить и на несколько подкамер», — объясняет технологию отработки Алесей Владимирович, когда мы оказываемся в руднике.

Также наш провожатый уточняет, что Гайское месторождение сегодня вскрывают девятью вертикальными стволами. Среди них есть стволы для транспортировки людей, грузов, руды, породы, отдельно выделен ствол для подачи закладочной смеси в шахту. А четыре из девяти — это стволы для вентиляции.

Нас проводили на средний ствол, по которому в рудник подают воздух, и мы немедленно ощутили, что находимся на свежей струе. Главные вентиляторные установки находятся на поверхности, их здесь три. А на рабочих горизонтах в работу вступают вентиляторы местного проветривания.

В деле поставки последних Гайский ГОК плотно сотрудничает с соседями-уральцами — екатеринбургской компанией УрГТК. Мы уже говорили, что рудник здесь просто огромный, и с 2017 года производитель поставил на предприятие 57 единиц оборудования разных типоразмеров: от ВМЭ-6 до ВШМП-12 с рабочими колесами диаметром от 630 до 1200 мм.

Первые устанавливают в месте ведения БВР, чтобы обеспечить проветривание от продуктов взрыва, вторые обеспечивают воздухом забой, выработку или рабочее месте. В ближайшем будущем комбинат ожидает ещё партию оборудования того же производителя.

Как рассказали работники ГОКа, сегодня вентиляторы УрГТК работают практически на всех объектах подземной добычи УГМК — сложились между предприятиями крепкие партнёрские отношения.

Дело в том, что екатеринбургский завод — это именно производитель оборудования, закупает он только электродвигатели, прочие элементы конструкции проектирует и производит самостоятельно. В результате заказчик получает, во-первых, более привлекательную цену. А во-вторых, есть у Гайского ГОКа ряд принципиальных требований, соответствовать которым не так-то просто.

Современным рудникам нужно энергоэффективное оборудование — прошли те времена, когда электроэнергию не считали, сегодня этот фактор является одним из ключевых. И КПД 0,7, который обеспечивает оборудование УрГТК, — это очень хороший показатель.

А ещё современному предприятию нужно оборудование, которое работает — не пребывает на ремонте или на проверке, а работает. Продолжительность службы вентиляторов УрГТК — не менее 10 лет, это срок, установленный заводом-производителем. Это значит, что 10 лет ГОК не контактирует с Ростехнадзором по вопросу экспертизы промышленной безопасности оборудования.

К тому же специалисты УрГТК сумели сделать рабочее колесо коррозионно-стойким и лёгким. С первым всё очевидно: любой рудник — это не санаторий для оборудования, условия тяжёлые, среды агрессивные, и коррозия — давний враг шахтных систем.

С небольшим весом интереснее. Легче колесо — значит, меньше нагрузки на подшипниковые узлы вала, меньше пусковые токи, отсюда больше межремонтные интервалы.

Так что рабочие колеса у УрГТК Гайский ГОК закупает и отдельно, как запасные части для оборудования других производителей — эти комплектующие унифицированы. За четыре года 95 рабочих колёс производителя отправились на службу в Гайский рудник.

Иностранцы и «земляки»

Добыча гайской медной руды организована по классической технологии. Бурят веера скважин, закладывают ВВ и взрывают. Далее ковшевые ПДМ грузят руду в самосвалы, а те доставляют её к бункеру или рудоспуску.

Уже несколько десятилетий назад Гайский ГОК перешёл на самоходную технику, и сегодня на предприятии работают машины передовых мировых брендов. С борта карьера до самой нижней отметки пройден наклонный съезд, по которому техника и попадает в шахту. Бурение шпуров идёт с помощью буровых кареток Sandvik и Boomer, проходка восстающих ведётся установкой Robbins.

Для бурения скважин в камерах задействованы буровые Solo и Simba, на закладке ВВ работают смесительно-зарядные машины Normet. Гайским горнякам служат шахтные самосвалы AtlasCopco и Caterpillar, 10- и 14-тонные ПДМ того же бренда.

Кстати, 45-тонные шахтные самосвалы Caterpillar — это недавняя обновка предприятия, с начала 2021 года в ШСУ поступили 10 единиц. Эта техника работает на нижних горизонтах — там, где мы сегодня ведём съёмки, и там, где идут активные горно-проходческие работы и стоит задача перемещать большие объёмы породы и руды.

Алексей Скороход говорит, что с техникой этой марки в компании знакомы давно, поэтому выбор в пользу Caterpillar сделали быстро. Механики хвалят прочные несущие элементы, а операторы — хорошую звукоизоляцию в кабине, в которой они работают свою 7-часовую смену.

«Почти все машины на нашем производстве импортные», — говорят специалисты предприятия.

Это действительно так, но образцы отечественных машин на предприятии тоже можно встретить, и они здорово обращают на себя внимание. Например, мы были рады увидеть шахтный миксер «Хенкон Сибирь» (земляки, красноярцы!) — выработки в руднике крепятся торкретбетоном. И, конечно, приятно было узнать, что на предприятии работают российские ПДМ. Это машины «УГМК Феррит», результат совместной работы разработчиков из России и Чехии.

Проект этот довольно громкий, мы не раз освещали его на страницах нашего журнала: компания Ferrit, чьи машины хорошо известны угольным предприятиям, при участии УГМК зашла в новый для себя рынок — рудничный.

Производство ПДМ запустили на мощностях Шадринского автоагрегатного завода. Закономерно, что первыми владельцами новой техники стали предприятия УГМК (в холдинг входит и Гайский ГОК), и всё же очень приятно видеть на службе российские погрузочно-доставочные машины, ведь даже по гайскому парку техники понятно, что на рынке представлены преимущественно иностранные решения.

Дробильный комплекс

Итак, забурились, взорвали, отгрузили — на этом этапе технологическая цепочка выглядит довольно традиционно. А вот дальше начинается необычное. Непосредственно в руднике, на отметке -1230 м, работает бутобой. В бункер недробленую руду доставляют самосвалы, на помощь им приходят ПДМ — они перекидывают руду с рудоспуска, куда она попадает с верхних горизонтов, у которых нет выхода на данный бункер.

Алексей Скороход объясняет: самосвалы работают на участках, где длина откатки составляет 250 м и более, а на меньших расстояниях время, затраченное на загрузку самосвала, «убьёт» производительность.

Из кузова самосвала в бункер попадают куски породы разного размера — такие, какие получились при взрыве. Попадаются среди них и огромные, размером с хороший чемодан, — это негабарит, в таком виде на дробление породу подавать нельзя. И здесь в дело вступает бутобой.

На наших глазах самосвал Caterpillar подвозит очередную «порцию» руды, и гидромолот раскалывает огромный кусок.

Это очень эффектное и страшноватое зрелище: в стороны летят золотистые искры, поэтому мы не подходим близко. А наши спутники объясняют: руда на месторождении содержит кремний, оттуда и «фейерверк».

«Нам необходимо обеспечить бесперебойную работу дробильно-конвейерного комплекса, и внедрение в цепочку бутобоя — самый эффективный вариант. Машина это интересная. Собрала её для нас московская компания «Традиция».

Они закупают гидромолоты (на нашей машине установлен Hammer), кабины, сами изготавливают стрелу, всё это комплектуют и предлагают заказчику готовое решение. Обратите внимание, что управление гидромолотом джойстиковое», — комментирует Алексей Владимирович, показывая на оператора, который стоит на площадке выше бутобоя и направляет молот точно на негабаритные куски.

Бутобой и бункер недроблёной руды являются частью дробильно-конвейерного комплекса Гайского рудника. Также в него входят щековая дробилка Metso и собственно система конвейеров. Сейчас наш путь лежит к дробилке, которая находится аккурат под бункером, но на нижнем горизонте, на отметке -1340.

Дробилка производительностью 720 тонн в час выглядит просто гигантской. Здесь, объясняет Алексей Скороход, руда измельчается до фракции 300 мм — это оптимальный размер для конвейерной транспортировки и погрузки в скипы.

Дробильный комплекс, работу которого мы сейчас видим, включён в единую технологическую цепочку с другими объектами «Рудного тракта — 2». Всего же на разных горизонтах подземного рудника работают больше десятка дробильных комплексов.

Дальше — интереснее. Не так часто удаётся увидеть, как руду в шахте транспортируют с помощью конвейера. А на Гайском ГОКе в ходу именно такое решение.

«В прошлом мы транспортировали руду вагонетками, а в 2001 году запустили конвейерный транспорт. Это оборудование более производительное, оно относится к циклично-поточной технологии, а ведь перед нами стоит задача увеличения объёмов добычи.

И этот конвейерный комплекс способен транспортировать 1000 тонн руды в час. Комплекс включает в себя две конвейерные ленты протяжённостью 500 м каждая. С горизонта -1340, где мы сейчас находимся, руда поднимается на отметку -1230, там разгружается в бункер дроблёной руды, из которого с помощью ещё одного небольшого конвейера загружается в скип и отправляется на-гора.

Весь дробильный комплекс у нас работает в полуавтоматическом режиме», — рассказывает Алексей Скороход, по пути демонстрируя руду, которая движется по конвейеру — огромные куски, которые мы видели возле бутобоя, превратились в небольшие камешки.

Задачи и решения

Дробильно-конвейерный комплекс — это, безусловно, способ поднять производительность. Но нужно понимать, что его эксплуатация сопряжена с рядом сложностей. Во-первых, рудник создаёт тяжёлые условия для конвейерных лент, которая подвержена и абразивному износу, и ударным нагрузкам. К тому же, напоминает наш спутник, в шахте допускается к использованию только лента трудновоспламеняемая, не поддерживающая горение — это обязательное условие, иначе едкий дым в случае ЧС наделает бед.

«Поэтому лента у нас в ходу только импортная, отечественных решений здесь нет. Мы бы рады, но не могут наши производители создать ленту для наших условий, с необходимым усилием на разрыв. По крайней мере, мне такие производители неизвестны», — говорит Алексей Скороход, уточняя, что и импортные решения ходят 18–20 млн тонн, дальше лента идёт под замену.

Ну а во-вторых, каждый узел пересыпа — это пыление. И решить эту проблему специалистам предприятия удалось не сразу.

«Пыление действительно стало для нас проблемой: выбросы через вентствол попадали на главную понизительную подстанцию класса напряжения 110/6кВ ГПП-4 (питающую потребителей электроэнергии подземного рудника), а пыль токоведущая,  через новообразования  и отложения загрязнений на оборудовании происходил пробой изоляции, что приводило к массовым отключениям технологических комплексов и как следствие длительным простоям рудника.

Стали искать решение, обратились к рынку, дали техническое задание различным производителям. И в 2016 году поставили на квершлагах 830-го и 910-го метров установку дисперсионной системы пылеподавления (УДС), изначально, конечно, в режиме ОПИ. Разработала систему наша российская «ЕИМ инжениринг» из Санкт-Петербурга», — рассказывает Алексей Скороход.

УДС показала отличные результаты — выбросы прекратились. На руднике решили развить успех, установив систему и в точках пересыпа на конвейерах. Здесь уже работали аспирационные установки барботажного типа, но эффектом специалисты были недовольны: полной очистки система не давала, да и загрязнённый воздух с пунктов перегрузки полностью не забирала.

«Мы решили попробовать УДС и здесь: поставили систему на конвейере №8 и на разгрузочных бункерах. Причём ребята из «ЕИМ инжениринг» нам сразу предложили внедрить автоматику, чтобы при запуске привода конвейера запускалась и УДС. Результат нас впечатлил: проблема пыления исчезла», — продолжает наш собеседник.

«Рудный тракт-2», который сегодня оказался в объективе нашей камеры, в то время только проектировали. И в проект сразу же заложили установки УДС, так что сегодня подобные решения стоят на магистральных и перебрасывающих конвейерах и двух дробильных комплексах. УДС оснастили и породный тракт: два магистральных конвейера и дробильный комплекс. На рудном тракте, где гайские горняки поставили самую первую УДС, оборудование всё ещё в строю.

«Отличное решение! Воздух чище, а система, между прочим, дешевле в эксплуатации, по сравнению с нашей предыдущей аспирационной установкой. К тому же замеры воздуха делать не нужно, то есть мы отказались от установки замерных станций», — говорят работники ГОКа.

В руднике наш провожатый показывает несколько точек, где установлена УДС, а заодно объясняет принцип работы системы. На первый взгляд, несложно: через ультрадисперсионную форсунку вода распыляется под действием сжатого воздуха. Мы подставляем руку и ощущаем капельки — такие мелкие, что они даже не виды глазу и похожи на туман. Систему, собственно, так и называют — сухой туман.

Что же касается простоты системы, то она, улыбается Алексей Скороход, мнимая. Форсунка — сложное изделие, в основе которого лежат точные расчёты. Отверстия калиброванные, находятся под разными углами, да и видов форсунок несколько.

В систему входят и шкафы управления, потому как подачу воздуха и воды нужно регулировать, а система делает это автоматически. Гайский рудник задаёт и дополнительные условия: подача воды и воздуха здесь нестабильные, это нужно учитывать.

Так что каждая УДС — это проект: нужно просчитать, сколько форсунок поставить, какие варианты выбрать, на каких участках их установить, да ещё и увязать с работой дробильно-конвейерного комплекса. Для нас специально организовали демонстрацию: запускается дробилка или конвейер — включаются форсунки, а в остальное время они «отдыхают».

«Я вам больше скажу. Воду на руднике мы используем техническую — забор из реки Урал. Чтобы калиброванные отверстия не забились, нужна система фильтрации. В УДС два этапа очистки — грубая и тонкая. Водно-шламовый цикл, кстати, у нас замкнутый: руда вместе с водой попадает на фабрику, проходит несколько переделов, очищается и снова идёт в оборот.

Но у УДС расход воды такой крошечный, что об этом и говорить нечего. Расход электроэнергии такой же. Мы ещё на этапе ОПИ этот момент просчитывали, там просто смешные цифры получаются», — говорит Алексей Скороход.

Довольные горняки сегодня ставят УДС на все строящиеся конвейеры — систему по умолчанию закладывают в проект. Кроме того, в рамках программы модернизации такие решения в следующем году должны появиться на уже работающих конвейерах и дробильных комплексах.

По крупицам

Слова «модернизация» и «повышение производительности» мы слышим от работников Гайского ГОКа довольно часто. Мы начали с того, что рудник идёт на рекорд по объёмам добычи, а в следующем году здесь намерены добыть 10 млн тонн руды — это добыча рудника и карьера, плюс имеющийся на предприятии запас.

«Да, это реалистичный план, на наших мощностях мы сможем его выполнить», — уверен главный специалист отдела главного энергетика по технической части ОАО «Гайский ГОК» Юрий Аксёнов.

Как все помнят, медный век в определении археологов закончился задолго до нашей эры. Но, по сути, к нашему с вами веку тоже просится эпитет «медный»: никакая электроника, никакие IT-системы не будут работать без металлов, особенно без меди. Добавим к этому применение данного элемента в машиностроении, в медицине и увидим, что без меди современная цивилизация невозможна.

«Советский Союз задыхался без меди. Промышленность развивалась, стройка шла, а металла не хватало катастрофически. Поэтому-то в послевоенные годы и появляются металлургические комбинаты, поэтому создавались они очень быстро», — объясняет Юрий Николаевич.

Может быть, когда-нибудь и появится альтернатива, но пока мы продолжаем жить в «медном веке». Потребность в металле растёт, растут и цены. По поводу последних в Гае не обольщаются, специалисты уверенно говорят, что рынок цикличен, и за взлётом цены непременно будет падение, но сложившуюся ситуацию называют «приятным бонусом».

Взглянув на гайскую руду, трудно догадаться, что в ней есть что-то ценное — обычные серые камни. Но она содержит не только медь, но ещё и цинк, серу, свинец, серебро и золото — последнее Гайский ГОК, кстати, добывает во внушительных для рынка объёмах.

Но глазом эти богатства не увидеть — концентрации очень малы. Меди в руде, например, чуть больше 1% — и гайская руда при этом является одной из самых богатых в регионе.

Юрий Николаевич вспоминает, что, когда около 30 лет назад он начинал работать на ГОКе, содержание полезного компонента в руде было выше. А в 1960-х, когда добыча только начиналась, превышало 10% — сегодня это даже звучит невероятно.

«Да, содержание меди в руде падает, это общемировая тенденция. Но трагедии из этого делать не нужно. Вы посмотрите, как изменились технологии, оборудование! В 1960-х горнякам даже не снились те возможности, которые у нас есть сейчас», — уверен Юрий Аксёнов.

Специалист показывает нам ретроспективные данные, где видно, что в советский период Гайский ГОК уже приближался к 9 млн тонн переработки, но ещё на той, богатой руде. А потом была Перестройка и значительный спад. Стабильный прирост начинается с 1999-го, когда ГОК входит в УГМК, став, кстати, одним из первых предприятий в структуре холдинга.

«Сегодня в УГМК входят больше 50 предприятий. Мы добываем руду, значит, находимся в самом начале цепочки. С рудника руда отправляется на фабрику, готовый концентрат — на Медногорский медно-серный комбинат и Средне-Уральский медеплавильный завод, где получают черновую медь.

Следующее звено в цепочке — это «Уралэлектромедь», где выпускают уже рафинированную медь. Работа предприятий внутри холдинга должна идти согласованно, так же как и цехов внутри предприятия. И раз перед нами стоит задача достичь объёма переработки в 10 млн тонн, значит, мы это сделаем», — говорит наш собеседник.

В середине прошлого века советские геологи предрекали Гайскому месторождению большое промышленное будущее, хотя эта история тогда только начиналась. Сегодня Гайскому ГОКу 62 года, запасов хватит минимум на 30 лет, и разведка продолжается. То есть ГОК у березовой рощи ещё отметит свою сотню, свой медный век.

---

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