МАСТЕРА ПОДЗЕМНЫХ КЛАДОВЫХ

После прекращения добычи угля в Кизеловском угольном бассейне шахтерским центром Прикамья стали калийные шахты, разрабатывающие уникальное Верхнекамское месторождение калийных и магниевых солей

Пермский прецедент

В геологической науке существует прецедент, когда целая эпоха истории земли — Пермская — получила название от населенного пункта.

Свыше 250 млн лет тому назад в Пермский период Палеозойской эры от Северного Ледовитого океана до современного Каспия плескались волны огромного Пермского моря. На востоке оно омывало горные цепи Урала, а на западе воды доходили до нынешних Московской и Харьковской областей. Но климат менялся, становился сухим — море мелело и умирало. Поднятие обширных платформенных областей разделило гигантское море на полузаметные бассейны — лагуны. Под воздействием солнца концентрация солей в лагунах резко возрастала, а затем натриевые, калиевые, магниевые соли стали выпадать в осадок.

На протяжении многих тысячелетий формировались мощные солевые пласты. С течением веков они покрывались другими осадочными породами, все глубже прячась в недрах Земли. Так рождалось уникальное месторождение хлористых солей натрия, калия и магния, которое было открыто в 1925 году профессором Пермского университета П. И. Преображенским. После Саскичеванского месторождения (Канада) Верхнекамское является крупнейшим в мире.

В 1934 году в Соликамске на этом месторождении был основан старейший в России производитель калийных солей — «Сильвинит». Позднее, в середине 1950–х годов, недалеко от Соликамска, но на основе все того же Верхнекамского месторождения было основано второе предприятие по производству калия — «Уралкалий».

От руды до удобрения — один шаг

Содержание калия в сильвинитовых пластах на Верхнекамском месторождении достигает 36% K2O. По словам заместителя главного инженера по технологии рудника СКРУ–3 ОАО «Сильвинит» Александра Пащинского, на Третьем соликамском рудоуправлении ежегодно из недр земли извлекается порядка 5,5 млн тонн руды. Только пятая часть этого объема имеет дальнейшее промышленное применение — используется в производстве калийных удобрений и соли. Остальное — главным образом галлиты — является отходами производства, которые по специальным транспортерам складируются в терриконах.

На сегодняшний день в отечественной калийной промышленности, и в частности на «Сильвините», используется самая современная технология добычи и переработки калийных удобрений, автоматическая доставка руды на поверхность полностью компьютеризирована.

Сильвинитовые пласты (сильвинит — минерал, который является сырьем для производства калийных удобрений) на Верхнекамском месторождении напоминают слоеный пирог, который «пропитан» еще и карналлитовыми прослойками и пластами каменной соли.

Шахтное поле после выработки напоминает шахматную доску, где вокруг массивного поддерживающего столба вырабатываются близлежащие свободные «клеточки». При такой технологии извлекается около 60% полезного вещества месторождения. Но пока что человечество не придумало более безопасный способ. Внутри шахтная выработка напоминает просторные галереи метро (специальный комбайн за одну проходку срывает слой мощностью чуть более трех метров и примерно столько же в ширину). Вот только сильвинитовое зорочье стен и сводов по красоте даст фору любому мрамору.

Знающие люди рассказывают, что работать в калийной шахте не то чтобы проще, но, по крайней мере, чище и раздольней, чем, к примеру, в угольной. В шахтах Кизеловского угольного бассейна стены и свод поддерживают частокол опорных устройств, а черная угольная пыль въедается в спецовку и кожу, мешает дыханию. В калийной шахте своды крепятся лишь полутораметровыми кернами, воздух целебен, а калийная пыль не опасна для организма человека.

Непосредственно в калийном забое работают всего два шахтера, обслуживающих комплекс спецтехники — горный комбайн («Урал–20» или «Урал–10» производства Копейского машиностроительного завода), разгрузочную тележку и самоходный вагон, на котором руда отвозится в центральный штрек, в котором вмонтирован автоматизированный конвейер. За один день бригада из двух человек может выдать на-гора до 2 тыс. тонн руды. Копейские машиностроители являются единственным производителем спецтехники для калийщиков. Горно–добывающий комплекс окупает себя при переработке 500 тыс. тонн руды.

После подъема на поверхность руда попадает на обогатительную фабрику. Затем путем флотации (при обработке различными химическими реагентами калий отделяют от примесей) получаются калийные удобрения, которые сушатся, складируются или фасуются, а затем направляются главным образом на экспорт.

Опасная вода

На соликамском предприятии еще с 2000 года отказались от технологии добычи руды взрывным способом.

Основной проблемой сегодня является обеспечение безопасности работы в калийных шахтах, находящихся в сложнейших условиях эксплуатации, когда над соляными пластами расположен мощный высоконапорный водоносный горизонт.

В течение последнего столетия в мире было затоплено более 50 калийных и каменно–соляных рудников. Одна из таких трагических ситуаций имела, к сожалению, место и на Верхнекамском месторождении. В 1986 году в результате разрыва водозащитной толщи и проникновения надсолевых вод в горные выработки был затоплен крупнейший в мире рудник Третьего березниковского рудоуправления. Практически навсегда утрачена значительная часть минерально–сырьевой базы, погибло современное оборудование, оцениваемое в $100 млн.

Как показали проведенные исследования, трагедия в Верхнекамье произошла из–за несоответствия порядка отработки калийных солей конкретным геологическим условиям района аварии, которые не были известны и изучены заранее. Горные работы вошли в природную неотектонически ослабленную зону, которую было сложно заметить с поверхности земли буровой разведкой.

Вот почему после трагедии 1986 года на калийных предприятиях коренным образом изменились подходы к обеспечению защиты рудников от затопления. Стало правилом, прежде чем начать работы по добыче солей на новом участке шахтного поля, проводить целый комплекс исследовательских работ. После их завершения уточняются горно–геологические условия, выявляются и оконтуриваются аномальные зоны. Выявляется генезис аномалий, степень их опасности для ведения горных работ, определяются прочностные и деформационные свойства слоев.

Сейсмические явления на месторождении начали фиксироваться с 1993 года, когда случилось первое землетрясение силой в 4 балла с эпицентром на глубине в 4,2 км и в 2–5 км юго–западнее шахтного поля затопленного рудника Третьего рудоуправления «Уралкалия». А в 1995 году в районе Соликамска произошло землетрясение силой в 5 баллов. Как отмечали позже специалисты, только геологическая «случайность» — наличие пластичной глинисто–ангидритовой «шляпы» мощностью 15–20 м в кровле водозащитной толщи — спасла от затопления этот рудник и соединенный с ним выработкой соседний — Первого рудоуправления.

Одно из объяснений таких негативных моментов на Верхнекамском месторождении — возросшая техногенная нагрузка на недра. Она привела к существенному изменению геодинамической обстановки в регионе, перераспределения и концентрации напряжений в недрах, что непосредственно приводит к землетрясениям. Кстати, аналогичные явления наблюдаются на Саскичеванском месторождении (Канада) и бассейне Верра (Германия).

* * *

Менеджмент соликамского калийного предприятия понимает, что основную роль в развитии и процветании предприятия играют именно шахтеры, чьим трудом уже подняты на поверхность сотни миллионов тонн руды, только пятая часть которых была использована для производства калийных удобрений. На «Сильвините» в числе немногих сохранившихся горно–рудных предприятий страны сохранена система широких социальных льгот для рабочих предприятия (кстати, непосредственно в шахте заняты более 60% персонала), начиная от бесплатного молока и заканчивая беспроцентными ссудами. Поскольку очевидно, что именно от профессионализма шахтеров в первую очередь зависит судьба всего предприятия.