Учёные Горного института УрО РАН совместно со специалистами ПАО «Уралкалий» завершили опытно-промышленные испытания технологии повторной выемки запасов сильвинитовой руды на Верхнекамском месторождении. Об окончании испытаний 11 августа сообщил Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН.
Технология предназначена для отработки природно-техногенного пласта, сформировавшегося на участках, где ранее применялась камерно-столбовая система с «податливыми» целиками. При первичной добыче часть руды оставляют в недрах: целики поддерживают вышележащую соляную толщу и защищают рудник от проникновения пресной воды. Нарушение водозащитной толщи может привести к затоплению выработок и растворению соли, поэтому увеличение объёма извлечения напрямую связано с требованиями горной и промышленной безопасности.
Со временем под воздействием давления массива часть целиков разрушается, кровля обрушается, а в выработанном пространстве на отдельных участках формируется новый пласт, содержащий сильвинитовую руду. Исследователи оценили возможность его повторной отработки при сохранении устойчивости приконтурного массива и водозащитной толщи.
На опытном участке мощность природно-техногенного пласта составила около 2,5 метра, а содержание хлорида калия оказалось близким к показателям природного пласта. При этом механические свойства пород существенно различаются: предел прочности на сжатие составляет от 0,4–3,8 МПа в обрушенных породах до 16,2–24 МПа в сохранившихся целиках. Скорость смещения контура выработок преимущественно находилась в диапазоне 22–28 мм в год, характерном для типовых горно-геологических условий месторождения. Устойчивость приконтурного массива исследователи оценили как удовлетворительную. Подробные результаты представлены в научной статье.
По оценке заместителя генерального директора — технического директора ПАО «Уралкалий» Эдуарда Смирнова, в условиях, сопоставимых с опытным участком, применение технологии может увеличить коэффициент извлечения руды с пласта КрII на 16%. Потенциальный дополнительный объём в масштабе рудника оценивается в 20–25 млн тонн. Эти показатели являются прогнозом для участков с аналогичными условиями, а не уже достигнутым объёмом дополнительной добычи.
Результаты испытаний прокомментировал Василий Ракитин, исполнительный директор Ассоциации «НП “Горнопромышленники России”», заместитель председателя Комитета по энергетической стратегии и развитию топливно-энергетического комплекса ТПП РФ, член Высшего горного совета, действительный член Академии горных наук, директор по развитию консалтинговой платформы «Горнопромышленная стратегия».
«Принципиальное значение этой работы заключается в возможности более полно использовать уже освоенную минерально-сырьевую базу и частично вовлекать в отработку запасы, которые ранее относились к потерям. Но дополнительное извлечение оправданно только в том случае, если безопасность подтверждена геомеханическими расчётами, натурными наблюдениями и постоянным контролем состояния массива. В условиях соляного рудника сохранность водозащитной толщи остаётся безусловным приоритетом. Потенциальный рост объёма добычи не может компенсировать риск затопления выработок», — отметил Василий Ракитин.
По его словам, проведённые испытания особенно важны для рудников, находящихся на зрелой или завершающей стадии эксплуатации. Возможность вернуться к части ранее оставленных запасов может способствовать продлению срока работы предприятия и повышению полноты извлечения полезного ископаемого.
Вместе с тем эксперт предостерёг от механического переноса полученных результатов на другие объекты.
«Результаты одного опытного участка нельзя автоматически распространять на всё месторождение или использовать как универсальное решение для других рудников. Природно-техногенный пласт отличается высокой неоднородностью, что подтверждают приведённые показатели прочности пород. Для каждого участка необходимы собственные геомеханические исследования, программа мониторинга, расчёт допустимых параметров отработки и оценка экономической целесообразности. Только при соблюдении этих условий повторная выемка может стать полноценным инструментом рационального недропользования», — подчеркнул Василий Ракитин.
Работа Горного института УрО РАН и «Уралкалия» показывает практический результат сотрудничества науки и промышленности: технология прошла опытно-промышленную проверку, а её параметры получили научное обоснование. При дальнейшем масштабировании ключевыми критериями должны оставаться безопасность, подтверждённая применимость технологии к конкретному участку и реальная экономическая эффективность.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках соглашения № 075-15-2024-535 от 23 апреля 2024 года.