Криворізькі вчені та виробничники розробили і впровадили комплекс науково-технічних рішень із забезпечення сталого розвитку гірничодобувних підприємств Криворізького залізорудного басейну. Економічний ефект від впровадження становив близько 1,2 мільярда гривень. Регіон одержав механізм стабільного розвитку та виконання соціально-економічних програм, підприємства — можливість провадити конкурентну й затребувану на вітчизняному і світовому ринках продукцію, а сама наукова праця висунута на здобуття Державної премії в галузі науки і техніки.

Лабіринт здавався безвихідним

Основною сировинною базою залізорудної галузі України є Криворізький залізорудний басейн. Тут знаходиться 80% потужностей гірничорудних підприємств України. У 1975 році в Кривбасі вироблялося 106,9 мільйона тонн товарної залізної руди, у тому числі — 45,3 мільйона тонн багатих руд. У 1996-му було вироблено всього 37,9 мільйона тонн продукції. І лише з 2000 року почалося зростання виробництва. Торік обсяги досягли 65,6 мільйона тонн.

За всю історію промислового освоєння залізних руд на Криворіжжі нагромадилася така кількість проблем, що без розробки і впровадження новітніх науково-технічних рішень подальший розвиток галузі ставився під великий сумнів. Дедалі складніше було конкурувати із зарубіжними виробниками — у тих і якість продукції була вища, і собівартість нижча.

Спад видобутку руди спричинив деконцентрацію виробництва, що призвело до різкого погіршення техніко-економічних показників роботи підприємств і переходу більшості з них у розряд збиткових. Рівень освоєння проектних потужностей становив близько 30% — при збереженні проектної інфраструктури. І тоді до розв’язання проблем долучився науково-технічний потенціал галузі, одну із провідних ролей виконував Державний інститут з проектування підприємств гірничорудної промисловості «Кривбаспроект».

Аналіз стану гірничорудних підприємств Кривбасу та їх виробничих процесів дозволив виокремити найважливіші проблеми, своєчасне розв’язання яких дає змогу забезпечити стабільну роботу на сьогодні та в перспективі.

— До головних проблем належать: висока конкуренція на внутрішньому і світовому ринках залізорудної сировини, недостатня конкурентоспроможність товарної залізної руди, постійне збільшення глибини ведення гірничих робіт: глибина кар’єрів досягла 400 метрів, шахт — 1400 метрів, — розповів кореспондентові «Голосу України» заступник директора інституту з економічних питань Олексій Грицина. — До проблемних питань також належать погіршення гірничо-геологічних умов при збільшенні глибини відпрацювання родовищ, зменшення запасів руди в кар’єрах і шахтах, дефіцит вільних площ для складування відходів, що утворюються під час видобутку та збагачення руди.

Олексій Єгорович зазначає недостатній рівень технологій збагачення, що застосовуються сьогодні на підприємствах, невідповідність схем розкриття і транспортних схем умовам розробки глибоких горизонтів, постійне зростання витрат на видобуток руди і складування відходів. Не можна упускати також високий ступінь зношення активної частини основних фондів, високу енергоємність видобутку руди із глибинних горизонтів, а також істотний негативний вплив виробничої діяльності на довкілля.

На розв’язання цих проблем і нейтралізацію їх впливу на ефективність роботи гірничорудних підприємств і були спрямовані запропоновані науково-технічні розробки.

Науковий підхід — як світло в кінці тунелю

Вміст заліза в концентратах на 5%, а в багатих рудах на 2% нижчий, ніж у продукції провідних зарубіжних виробників. Це утрудняє вихід вітчизняних виробників на світовий ринок.

— Для підвищення вмісту заліза було запропоновано цілу низку заходів, — коментує заступник головного інженера інституту Віктор Протасов. — Серед них: розробка і впровадження довідних флотаційних операцій для збагачення концентратів, отриманих із важкозбагачувальних магнетитових кварцитів, включення до технологічних схем збагачення додаткових операцій з одночасно більш тонким здрібнюванням руди до повного розкриття мінералів, залучення до відпрацьовування та переробки легкозбагачуваних магнетитових кварцитів, що залягають у полях діючих шахт — з одержанням високоякісних концентратів з умістом заліза до 70%.

Найбільш витратним процесом гірничих робіт у глибоких кар’єрах є транспортування гірничої маси на поверхню до місць переробки і складування. Застосовуються як циклічно-потокові технології, так і автомобільний і залізничний транспорт. При глибині кар’єру в 350 метрів автомобілям доводиться підніматися серпантином кілька кілометрів.

— Доведено, що найефективнішими є циклічно-потокові технології при мінімальному використанні автотранспорту, — каже головний інженер інституту Олександр Романенко. — Однак сфера використання таких технологій обмежена термінами їх експлуатації та обсягами вантажів. Застосування оптимізованих комбінованих транспортних схем у глибоких кар’єрах дозволило скоротити витрати на 30%.

Комплексність забезпечила синергію

Як відомо, видобуток руди пов’язаний з утворенням значного обсягу відходів у вигляді розкривних порід. Залежно від умов залягання родовища під час їх видобутку необхідно витягати від 0,3 до 1,2 кубометра таких порід на тонну добутої руди, що спричиняє збільшення витрат. Витрати на витягання, транспортування та складування розкривних порід у собівартості видобутку руди становлять від 30 до 60 відсотків. Для зниження обсягів розкривних порід і відведення земель для їх складування вчені провели дослідження й науково обґрунтували можливість збільшення кутів нахилу бортів кар’єрів. Це дозволило на 10% знизити обсяги розкривних порід і площ гірничих відводів і відведення додаткових земель для їх складування.

Розроблені рекомендації з визначення напрямку розвитку гірничих робіт у кар’єрах надали змогу ширше використовувати внутрішньокар’єрне відвалоутворення. Були запропоновані методи і способи складування розкривних порід у зонах воронок і обвалів поверхні землі, що утворювалися внаслідок підземних робіт у шахтах. Ці заходи дозволили скоротити відстань транспортування розкривних порід і на 15% знизити площі земель під зовнішні відвали.

Для скорочення витрат на збагачення руди науковці інституту обґрунтували сфери застосування технології сухої магнітної сепарації залежно від текстури й мінерального складу магнетитових кварцитів. Це забезпечило витягання до 10% немагнітної фракції. У результаті витрати на здрібнювання руди скоротилися на 10%.

Актуальною на сьогодні є проблема підтримання сировинної бази гірничорудних підприємств — як для кар’єрів, так і для шахт. Учені запропонували залучити до відпрацювання запаси руди, що залягають на малих глибинах поза контурами кар’єрів і шахт, магнетитові кварцити в полях діючих рудників, а також повторне збагачення хвостів із виробництвом якісних концентратів, що дає додаткове джерело поповнення сировинної бази і забезпечує стабільну роботу підприємств на довгострокову перспективу.

Щоб і правнукам вистачило

Саме від учених-проектувальників багато в чому залежить, наскільки довгим та успішним буде життя унікального Криворізького залізорудного басейну. У світі достатньо прикладів, які підтверджують: гірничий бізнес досить короткий у часі. Є безліч міст, що виникли поруч із родовищами і вже померли. Криворізьке родовище величезне, але все-таки кінцеве. Тому завдання вчених і проектувальників у тому, щоб зробити тренд його розвитку якомога стабільнішим і тривалішим. Без цієї бази розвиватися металургії — базовій галузі економіки України — буде неможливо. На імпортній залізорудній сировині українські металурги довго не протягнуть.

— Постійний стабільний розвиток гірничодобувної бази не може бути досягнутий шляхом одного, навіть геніального, рішення, — вважає в. о. ректора Криворізького національного університету, доктор технічних наук, професор, голова постійної комісії Криворізької міськради з питань освіти, науки, культури і духовності Микола Ступник. — У запропонованій праці комплексно погоджено питання розкриття родовища, складування відвалів, збагачення руди — починаючи з геологічної оцінки. І коли всі завдання викладені в логічний ланцюжок і вирішуються комплексно — тоді можна одержати сталий тренд. І його вже отримано: на тлі спаду в металургії гірничорудний Кривбас розвивається.

Кривий Ріг унікальний і своєю монополярністю. Тут найвища в Україні питома вага промислового виробництва у валовому доході. Тому й Криворізький національний університет гармонійно інтегрований у структуру виробництва. Він тісно пов’язаний з підприємствами: їх керівники нерідко викладають у КНУ, науковці КНУ ведуть наукові розробки, що впливають на життя і розвиток регіону, готують найбільш затребуваних тут фахівців. Сталий розвиток гірничодобувної галузі, забезпечений впровадженням розробок науковців «Кривбаспроекту» разом із КНУ, дає, у свою чергу, і стабільний попит на випускників університету, збереження наукових кадрів.

— Це колективний результат виробничих лідерів галузі, які в цей складний час допомогли вижити й експортно орієнтованій залізорудній галузі, регіону та всій Україні, — характеризує розробки вчених директор «Кривбаспроекту», доктор технічних наук, професор, депутат Криворізької міськради Володимир Перегудов. — Ця праця є комбінацією наукової складової, проектувальників, котрі втілили наукові ідеї в проектні рішення, виробничих підприємств і влади, без якого досягнутий результат був би неможливий.

Приклад співпраці науковців, влади з підприємствами гірничодобувної галузі в ході підготовки та реалізації комплексу науково-технічних рішень доводить, що є розуміння того, що не можна просто вилучати з надр максимум прибутку, не займаючись модернізацією виробництва, поліпшенням екологічних умов, вирішенням усіх соціальних завдань. За рахунок такого розуміння й досягнуто подібного результату. Цей підхід дає змогу сподіватися, що резервів Кривбасу вистачить нашим онукам і правнукам.

 

Дніпропетровська область.

Фото надано інститутом «Кривбаспроект».

Довідково

Україна посідає сьоме місце у світі щодо запасів залізної руди. Унікальність вітчизняних родовищ свого часу забезпечила високі темпи розвитку не тільки залізорудної галузі, а й суміжних — насамперед, чорної металургії. Розвиток галузі характеризується як етапами високих темпів зростання виробництва, так і його зниженням. До 1975 року обсяг виробництва товарної залізної руди досяг 126,4 мільйона тонн на рік. З 1970-го почалося поступове зниження видобутку багатих залізних руд при одночасному зростанні виробництва концентрату. До 1997 року спостерігалося значне зниження виробництва товарної руди. Після цього почався етап нового зростання.

Думка 

— Покупця можна зацікавити лише високою якістю й конкурентною ціною продукції. На вирішення саме цих питань і спрямована робота криворізьких науковців, — уважає академік, віце-президент Академії гірничих наук України Олександр Станков, який багато літ пропрацював генеральним директором Інгулецького ГЗК. — Її безумовна перевага закладена також у комплексному підході до розвитку підприємств, регіону та в цілому України. У реалізації цього комплексу науково-технічних рішень зацікавлені й самі підприємства, які значно підвищують свої доходи за рахунок зниження собівартості, і місцева влада, що отримує великі доходи до місцевого бюджету. І уряд у цій справі зацікавлений. Адже не даремно в підготовці цієї наукової праці взяли участь як учені, так і виробничники, нинішні представники влади. І такий командний підхід до вирішення питань можна вважати важливим прикладом практичної взаємодії всіх зацікавлених сторін. Подібний підхід необхідно використовувати і в інших галузях економіки. І найважливішу роль тут має відіграти держава.

 Дослівно

— Запропонована методологія дозволила досягти синергетичного ефекту за рахунок об’єднання в послідовний ланцюжок високотехнологічних рішень, які суттєво впливають на головні параметри кожного рівня розробки родовища і підготовки сировини до товарної продукції, — розповів директор гірничодобувного дивізіону компанії «Метінвест» Микола Іщенко. — Практичне значення роботи полягає в забезпеченні ефективності гірничорудних підприємств і створенні умов для їх перспективного розвитку. Унікальність результатів роботи дозволила гірничодобувним підприємствам Криворізького басейну в умовах світової економічної кризи збільшити виробництво залізорудної продукції з 51,5 мільйона тонн у 2003 році до 63,6 у 2012-му. Експорт залізорудної продукції зріс із 11,3 до 23,3 мільйона тонн на рік. Впровадження наукових розробок на гірничорудних підприємствах Кривбасу дозволило одержати річний економічний ефект понад 1,2 мільярда гривень. Комплекс рішень дозволив забезпечити сталий розвиток гірничодобувних підприємств, задовольнити потреби в залізорудній сировині вітчизняних металургійних заводів і підтримати експортний потенціал України.

До речі

За оцінками фахівців «Кривбаспроекту», від реалізації запропонованих у праці науково-технічних рішень багато чого одержує безпосередньо сам Кривий Ріг. Щорічний економічний ефект у мільярд гривень дає можливість забезпечити щонайменше 10 тисяч нових робочих місць. Міська казна отримує додаткові відрахування, які дозволять реалізовувати соціальні програми. Підвищення ефективності й конкурентоспроможності продукції дало змогу підприємствам регіону виділяти десятки мільйонів гривень на вирішення соціальних питань. З’являються й додаткові можливості для подолання екологічних проблем.

Зона воронок шахти «Гвардійська» ПАТ «Криворізький ЗРК».

Цех дозбагачення хвостів ЦГЗК.

Глеєватський кар’єр ЦГЗК.

Первомайський кар’єр Північного ГЗК.