Бассейны добычи железной руды на урале. Архипова н.п., ястребов е.в как были открыты уральские горы

На Урале известно более 75 больших и малых месторождений железных руд, общие балансовые запасы которых на 01.01.89 г. составляли 14,8 млрд. т, из них около 9,4 млрд. т разведанных запасов (по категориям А+В+С1). Часть открытых месторождений Урала еще недостаточно изучена и на балансе не состоит.

Наибольшая часть разведанных запасов (7,1 млрд. т) представлена комплексными титаномагнетитовыми рудами, которые сосредоточены на 4-х месторождениях, крупнейшими из них являются месторождения Качканарской группы с балансовыми запасами более 11,5 млрд. т. магнетитовые, мартитовые и полумартитовые руды на Урале сосредоточены на 19 месторождениях. Их балансовые запасы составляют 1,4 млрд. т. Около 48 месторождений представлено бурыми железняками с общими балансовыми запасами 0,4 млрд. т. Семь из этих месторождений с запасами 0,32 млрд. т представлено комплексными железохромоникелевыми бурыми железняками. Два небольших месторождения представлено магнетитовыми железистыми кварцитами и два – сидеритами, из которых Бакальское месторождение является крупнейшим с запасами более 1 млрд. т сидеритовых руд.

Большинство железорудных месторождений Урала давно и интенсивно эксплуатируется и в значительной мере уже выработано. Их остаточные запасы весьма ограничены.

Рассмотрим более детально важнейшие железорудные районы и месторождения Урала.

На северном Урале расположен Северо-Ивдельский железорудный район, включающий месторождения Северной и Лангуро-Самской групп, а также Масловское месторождение. Эти месторождения служили рудной базой Серовского металлургического завода, часть из них разрабатывалась открытым способом Полуночным и Марсятским рудоуправлениями. Месторождения представлены магнетитами, мартитами и бурыми железняками. Содержание железа изменяется в широких пределах, составляя 45-50 % для магнетитовых и мартитовых руд и 32-40 % для бурых железняков. Магнитные железняки содержат значительное количество (до 1,40 %) серы. Содержание фосфора не превышает 0,2 %. Магнетитовые руды подвергались магнитной сепарации, а бурые железняки – промывке. Мелкие фракции концентрата направляли на агломерационную фабрику Серовского металлургического завода, а кусковый концентрат непосредственно в доменную плавку. В настоящее время разработка этих месторождений не ведется.

Там же (в Серовском и Североуральском районах Свердловской области) расположена Богословская группа мелких месторождений (в нее входят Ауэрбаховский, Воронцовский, Покровский, Баяновский, Северо-Песчанский и другие рудники). месторождения также представлены магнетитовыми рудами, красными и бурыми железняками. Общие запасы указанных групп месторождений Северного Урала не превышают 250 млн. т.

Содержание железа в рудах месторождений Богословской группы также изменяется в широких пределах от 40 до 58 % для магнитных железняков и гематитовых руд и 32-40 % для бурых железняков. В рудах отмечается повышенное содержание меди, а в руде Ауэрбаховского месторождения – хрома. Содержание фосфора обычно не превышает 0,1 %, но некоторые из руд имеют повышенное содержание серы (до 3,8 %). Руды Богословской группы месторождений добываются в основном подземным способом (95 %), на их базе действуют две шахты: Песчанская и Первомайская. Введен в строй Северо-Песчанский ГОК производительностью 3,0 млн. т концентрата в год с содержанием железа 49-52 %, который поступает на Нижнетагильский металлургический комбинат и на завод им.Серова.

В этом же регионе открыто крупное Серовское месторождение комплексных бурых железняков, содержащих хром (1,5-2,0 %) и никель (около 0,5 %), в небольших количествах присутствует кобальт. Запасы руд по категориям В+С1+С2 оцениваются в 1 млрд. т, в том числе 940 млн. т бобово-конгломератовых и 60 млн. т охристых руд. Генетически месторождение относится к месторождениям коры выветривания. Бортовое содержание железа в бобово-конгломератовых рудах составляет 24 %, в охристых 45-47 %, пустая порода глиноземистая (отношение SiO2: Al2O3 составляет около 1).

Месторождение еще слабо разведано и изучено, особенно в отношении технологии подготовки руд к плавке и самой плавки. Наиболее вероятным и эффективным способом их обогащения является пирометаллургический метод. Этот метод заключается в том, что в процессе восстановительного обжига руды значительная часть железа переходит в металлическое состояние. Последующая магнитная сепарация обоженного продукта позволяет получать концентрат, содержащий 81,2-81,5 % железа, в том числе 77,3-79,7 % железа металлического при высокой степени его извлечения. Около 75 % хрома переходит в хвосты, из которых его можно извлекать другими методами. Никель на 77-82,5 % переходит в концентрат. Однако это технология относительно дорогая. Окончательного решения по использованию руд этого месторождения пока нет.

В северо-восточной части Свердловской области находится Алапаевская группа небольших месторождений, представляющих рудную базу Алапаевского и Верхне-Синячихинского металлургических заводов. Руды представлены бурыми железняками со средним содержанием железа для различных месторождений в пределах 38-41 % , чистыми по сере (в среднем 0,02 %). Содержание фосфора не превышает 0,1 %. В пустой породе преобладают кремнезем и глинозем. Балансовые запасы руд этой группы составляли около 58,6 млн. т. В настоящее время добыча руд не ведется.

Тагило-Кушвинский железорудный район включает в себя 11 относительно небольших месторождений (Высокогорское, Лебяжинское, Гороблагодатское и др.). Общие балансовые запасы руд этого района составляют около 1,09 млрд. т. Месторождения этого района относятся к месторождениям скарнового типа, представлены преимущественно магнетитовыми и в меньшей степени полумартитовыми и мартитовыми рудами. Незначительное распространение имеют бурые железняки. Среднее содержание железа по типам руд и месторождениям колеблется в широких пределах (от 32 до 55 %).

Богатые окисленные руды используются после дробления, грохочения, а глинистые и валунчатые руды подвергаются еще и промывке. В результате обогащения окисленных руд получают кусковую мартеновскую и доменную руду, а также мелочь для агломерации. Бедные магнетитовые руды, отличающиеся высоким содержанием серы (0,4-1,8 %), обогащаются сухой и мокрой магнитной сепарацией. Полученные концентраты поступают на агломерацию. Химический состав руд и концентратов представлен в приложении 1.

Как для магнетитовых, так и для богатых мартитовых руд характерно повышенное содержание марганца (0,24-2,0 %) и глинозема (2,3-6,0 %). Соотношение содержания кремнезема и глинозема меньше двух. Для высокогорских руд характерно повышенное содержание меди (0,08-0,12 %). Разработка руд на месторождениях этого района ведется открытым и подземным способами.

В Тагило-Кушвинском районе находится также Волковское месторождение комплексных железованадиевомедных и фосфорных руд. В среднем они содержат (в %): Fe 18,0; Cu 0,8; P2O5 5,57; V 0,26; SiO2 35,4; CaO 12,8; Al2O3 12,4. Месторождение разрабатывается красноуральским медеплавильным комбинатом с начала 80-х годов. Объём добычи в 1990 г. составил 1428 тыс. т. Технологическая схема обогащения этих руд на обогатительной фабрике комбината представляет прямую селективную флотацию с выделением сначала медного, а затем апатитового концентратов. Из хвостов апатитовой флотации методом магнитной сепарации выделяется железованадиевый концентрат.

В зависимости от исходного содержания меди и режима обогащения выход концентрата медной флотации изменяется от 0,57 до 9,6 % при содержании в нём меди от 5,05 до 20,83 %. Извлечение меди составляет 52,3-96,2 %.

Содержание P2O5 в апатитовом концентрате изменяется в пределах 30,6-37,6 %, а извлечение его – 59,8-73,4 %. В результате магнитной сепарации хвостов апатитовой флотации получается концентрат, содержащий 59,0-61,6 % железа, при извлечении его 55,1-75,4 %. Содержание V2O5 в концентрате составляет 1,0-1,12 % при извлечении 65,3-79,2 %. Выход железо-ванадиевого концентрата составляет 15,30-27,10 %.

Качканарский железорудный район представлен двумя крупными месторождениями комплексных титаномагнетитовых руд: Гусевогорским и собственно Качканарским. Балансовые запасы руд этих месторождений составляют 11,54 млрд. т, из них 6,85 млрд. т – разведанных. По своему генетизу эти месторождения относятся к магматическому типу. Руды бедные, вкрапленные, содержание железа в них составляет 16-17 %. Основными железорудными минералами в них являются магнетит и ильменит. В малых количествах присутствует гематит. Ильменит образует тончайшие включения в магнетите. Содержание диоксида титана в руде составляет 1,0-1,3 %. Кроме железа и титана в рудах присутствует ванадий (около 0,14 % V2O5). Положительным является высокая основность (до 0,6-0,7) пустой породы. Руды чистые по сере и фосфору.

На базе Гусевогорского месторождения с 1963 года действует Качканарский горно-обогатительный комбинат производительностью по сырой руде 45 млн. т. Добыча руды ведется открытым способом. Руда легко обогащается методом магнитной сепарации с получением концентрата, содержащего 62-63 % железа и 0,60 % V2O5. Из полученного концентрата на комбинате производят агломерат и окатыши, которые отправляются на Нижнетагильский металлургический комбинат для выплавки ванадиевого чугуна. Шлак, образующийся при кислородно-конверторной переработке этого чугуна, используется для производства феррованадия. По такой схеме осуществляется комплексное использование железорудного сырья, добываемого на этом месторождении. Извлечение железа в концентрат при этом составляет около 66 %, ванадия 75,5 %. Однако, сквозное извлечение ванадия в конечные продукты – феррованадий и сталь – значительно ниже (30-32 %). Поэтому в настоящее время предлагается и разрабатывается другая технология комплексной переработки этих руд, включающая производство металлизованных окатышей и выплавку непосредственно из них стали. При этом потери ванадия снизятся до 15-20 %.

Ищете, где купить трубу стальную диаметром от 10 до 1420 мм? Компания «Верна-СК» представляет весь спектр продукции для Ваших нужд.

В Свердловской области находится также Первоуральское месторождение титаномагнетитов с балансовыми запасами 126 млн. т. Генетически оно также относится к магматическому типу. Содержание железа в исходной руде составляет 14-16 %. Руда содержит титан и ванадий, чистая по фосфору (0,22 %) и сере (0,21 %). Разработку месторождения ведет Первоуральское рудоуправление, добывающее 3,5 млн. т сырой руды в год. После обогащения сухой магнитной сепарацией получают кусковый концентрат, содержащий 35,7 % железа, 3,6 % TiO2 и 0,49 % V2O5. Концентрат поступает на Чусовской металлургический завод.

Группа месторождений (Кусинское, Копанское, Медведевское) титаномагнетитовых руд с общими балансовыми запасами около 170 млн. т расположено в Кусинском районе Челябинской области. Руды содержат 36-45 % железа, в них присутствуют титан и ванадий. Эти месторождения предназначались для выплавки ванадиевого чугуна на Чусовском металлургическом заводе. Кусинское месторождение до последнего времени разрабатывалось Златоустовским рудоуправлением. Руда обогащалась мокрой магнитной сепарацией. Из концентрата на Кусинской агломерационной фабрике получали агломерат с содержанием железа около 58 %, диоксида титана 5,0 % и пентаоксида ванадия 0,84 %.

В связи с развитием производства ванадийсодержащих окатышей и агломерата на Качканарском ГОКе, которыми снабжаются НТМК и Чусовской металлургический завод, эксплуатация Кусинского месторождения прекращена, и разработка других месторождений этой группы в обозримой перспективе не предусматривается.

Бакальский железорудный район расположен в 200 км от г. Челябинска на западном склоне южного Урала. На бакальском рудном поле разведано до 20 железорудных месторождений с суммарными балансовыми запасами около 1,06 млрд. т, из них разведанные запасы составляют 669 млн. т. Эти месторождения являются гидротермальными. Рудные тела бакальских месторождений находятся в виде пластообразных залежей линзовидных, гнездообразных и жильных образований. Длина пластообразных залежей до 3 км, ширина до 1 км, мощность до 80 м. Однако преобладают мелкие рудные тела, приуроченные к разрывным нарушениям. Глубина залегания рудных тел от 100 до 500 м. В зоне окисления, которая опускается на глубину 60-120 м от поверхности рудного тела, сидериты превращены в бурый железняк. Между этими горизонтами встречаются полуокисленные сидериты. Основным железосодержащим минералом сидеритовых руд бакальских месторождений является сидероплезит, представляющий собой изоморфную смесь углекислых солей железа, магния и марганца.

Бакальские сидериты характеризуются сравнительно невысоким содержанием железа (30-35 %), которое за счёт удаления диоксида углерода при диссоциации карбонатов в процессе их нагревания (при обжиге или плавке) возрастает до 44-48 %, с повышенным содержанием оксида магния, чистотой по фосфору. Содержание серы в них крайне непостоянно, изменяется без всякой закономерности (от 0,03 до 1,0 % и выше). В качестве полезной примеси сидериты Бакала содержат от 1,0 до 2,0 % оксида марганца. Бурые железняки содержат около 50 % железа, 0,1-0,2 % серы, 0,02-0,03 % фосфора. Запасы бурых железняков составляли около 50 млн. т и к настоящему времени практически исчерпаны.

Бакальские месторождения являются основной рудной базой Челябинского металлургического комбината, Сатнинского и Ашинского заводов. Месторождения разрабатываются открытым и подземным способами Бакальским рудоуправлением. Основная масса добываемой руды (около 4,5 млн.т) – сидериты. Добытую руду дробят, сортируют с выделением кусковой фракции (60-10 мм) и мелочи (10-0 мм). Кусковая фракция бурых железняков направляется в доменную плавку. Кусковый сидерит подвергают обжигу в шахтных печах. Обожженный сидерит, обладая магнитными свойствами, подвергается магнитной сепарации. Полученный концентрат поступает на указанные заводы Урала, Карагандинский металлургический комбинат и другие предприятия. Смесь мелких фракций сидерита и бурых железняков подвергается агломерации на местной аглофабрике. Агломерат идет в доменный цех АО “Мечел”. Химический состав руды месторождений Бакальского района и продуктов их подготовки представлен в приложении 1.

Ахтенское месторождение расположено в Кусинском районе Челябинской области и является дополнительной базой Челябинского металлургического комбината. Запасы его составляют около 50 млн. т. Руды представлены бурыми железняками и сидеритами. По качеству они сходны с бакальскими рудами. Добываются только бурые железняки с содержанием железа около 43 % при 0,07 % серы и 0,06 % фосфора.

Теченское месторождение магнетитовых руд с разведанными запасами около 60 млн. т расположено в 60 км от Челябинского металлургического комбината и является его дополнительной рудной базой. Относится оно к типу скарновых месторождений. Среднее содержание железа в руде составляет 35,4 %, серы – 1,17 %, фосфора – 0,07 %. Обогащение этих руд мокрой магнитной сепарацией при измельчении до 0,2-0 мм позволяет получать концентрат с содержанием железа до 55 %. В настоящее время месторождение не разрабатывается.

Магнитогорское месторождение относится к типу скарновых месторождений. Руды горы магнитной являются рудной базой Магнитогорского металлургического комбината. Они представлены двумя основными разновидностями: сульфидными (или первичными) и окисленными. Кроме этих двух типов коренных руд на месторождении выделялось небольшое количество россыпных руд и бурых железняков. В сульфидных рудах основными железорудными минералами являются магнетит и пирит (содержание серы в них до 4 %). Окисленные и россыпные руды представлены мартитом, а бурые железняки – лимонитом. Содержание железа в рудах изменяется в широких пределах: 38-60 % для магнетитовых (сульфидных) и 52-58 % для мартитовых руд. Содержание фосфора в магнитогорских рудах не превышает 0,1 %, составляя в среднем 0,04-0,05 %. Пустая порода этих руд характеризуются повышенной основностью, составляющей около 0,3 для окисленных руд и 0,5 для сульфидных.

Богатые окисленные руды (с содержанием железа выше 48 %) подвергают дроблению и сортировке. Бедные окисленные и россыпные руды обогащают гравитационным методом (промывка, отсадка) с применением магнитной сепарации. Для богатых сульфидных руд применяют сухую магнитную сепарацию; для бедных сульфидных руд – сухую и мокрую магнитную сепарацию. Химический состав исходных руд и концентратов представлен в приложении 1. Мелочь концентратов окисленных и россыпных руд и все концентраты сульфидных руд подвергают агломерации на 4-х аглофабриках ММк.

В настоящее время балансовые запасы руд горы Магнитной, интенсивно разрабатываемой с 1932 г., в значительной мере исчерпаны и на 01.01.89 г. составляли 85 млн. т, что приводит к постепенному сокращению объёма добычи. Для компенсации этого сокращения начата разработка небольшого месторождения Малый Куйбас, расположенного в непосредственной близости от г. Магнитогорска. руды магнетитовые и гематитовые с содержанием железа 40-60 % и фосфора 0,03-0,06 %. В магнетитовых рудах содержится 1,8-2,0 % серы, а в гематитовых – 0,07 %. При обогащении получают концентрат, содержащий 65 % железа. Разработку ведут открытым способом. Общие балансовые запасы месторождений Магнитогорского железорудного района составляли в начале разработки около 0,45 млрд. т.

Зигазино-Комаровский железорудный район расположен в Белорецком районе Башкортостана и представляет собой группу из 19 мелких месторождений бурых железняков (плотные бурые, охристо-бурые и охристо-глинистые) и, отчасти, сидеритовых руд осадочного происхождения. Общие балансовые запасы руд этих месторождений, которые являются железорудной базой Белорецкого металлургического комбината, составляют (на 01.01.89 г.) 80,2 млн. т. Часть месторождений (Туканское и Западно-Майгашлинское) разрабатывается открытым способом. Объём добычи составляет около 0,5 млн. т руды в год. Среднее содержание железа в добываемой руде составляет 41-43 %. Руды чистые по содержанию серы (0,03 %) и фосфора (0,06-0,07 %). В основном разрабатывают кусковые бурые железняки, для подготовки к плавке их подвергают дроблению, промывке и сортировке на Туканской и Западно-Майгашлинской дробильно-обогатительных фабриках. Содержание железа в мытой руде – 47,0-47,5 %.

Орско-Халиловский железорудный район включает в себя 6 месторождений бурых железняков осадочного происхождения, содержащих никель (0,4-0,7 %) и хром (1,60-2,5 %). Общие балансовые запасы руд месторождений района составляли на 01.01.89 г. 312,2 млн. т, наиболее крупными из них являются Аккермановское и Ново-Киевское месторождения. Среднее содержание железа по месторождениям изменяется в пределах 31,5-39,5 %. Руды содержат 0,03-0,06 % серы и 0,15-0,26 % фосфора.

Руды этого района являются сырьевой базой АО “Носта” (Орско-Халиловского металлургического комбината), которое проектировалось на производство природнолегированного металла. По первоначальному проекту ново-киевская руда с содержанием железа 38-39 %, добываемая открытым способом, должна подвергаться дроблению и сортировке с выделением кусковой доменной руды крупностью 120-6 мм и мелочи 6-0 мм для агломерации. Аккермановская руда, добываемая также открытым способом, содержание железа в которой – 31,5-32,5 %, должна проходить подготовку по более сложной схеме, включающей дробление её до крупности 75-0 мм и грохочение на классы 75-10 и 10-0 мм. Первый класс (с содержанием железа 38 %) является готовым продуктом для доменной плавки, а мелочь 10-0 мм предназначалась для обжигмагнитного обогащения с получением концентрата (45,5 % железа). Полученный концентрат совместно с мелочью ново-киевской руды должен подвергаться агломерации на аглофабрике комбината.

Однако эта схема не была реализована. В настоящее время эксплуатируется только Ново-Киевское месторождение, кусковая руда которого поступает для выплавки природнолегированного чугуна на одной из доменных печей ОХМК. Остальное производство чугуна на комбинате базируется на привозном сырье.

Рассмотрев характеристики основных месторождений Урала, отметим, что для развития черной металлургии этого региона кроме местных железных руд используют железорудные материалы, завозимые из других районов страны, в частности с ГОКов КМА, северо-запада страны и Казахстана.

Наряду с черными металлами огромную роль в разви­тии хозяйства Урала играют руды цветных, редких и бла­городных металлов.

Издавна известны медные месторождения Урала. Они образовались из горячих растворов, поднимавшихся по трещинам из глубин земли, и прослеживаются вдоль все­го восточного склона Уральских гор от Всеволодо-Благодатского на севере до Орска на юге. Руда большинства уральских медных месторождений представлена медисты­ми пиритами (колчеданные руды) и содержит большое количество серы, а также цинк, редкие и благородные металлы. Это способствует комбинированию медеплавиль­ного производства с химической промышленностью и дру­гими отраслями цветной металлургии. Среди медных ме­сторождений преобладают средние и мелкие. Руда зале­гает обычно в виде жил и мелких вкраплений. Есть и крупные месторождения. Содержание основного металла в руде непостоянно - от следов до нескольких процентов. Изредка встречаются руды, имеющие до 30% меди. На­личие в колчеданных рудах большого количества спутни­ков позволяет эксплуатировать и бедные месторождения.

Важнейшие меднорудные районы (с севера на юг) - Красноуральский, Кировоградский, Среднеуральский, Карабашский, Орско-Блявинский; за пределами райо­на- Учалинский и Сибай-Бурибаевский. Месторождения в этих районах интенсивно разрабатываются. Самое цен­ное из известных в настоящее время медных месторожде­ний Урала- Гайское открыто лишь в 1949 г. недалеко от Орска. До 1960 г. здесь было разведано пять зале­жей, вытянутых в цепочку в виде линз и пластов. Рудные тела находятся на различной глубине - от не­скольких десятков до сотен метров. Среднее содержание меди - от 3 до 11%, серы - 35-45%. Кроме того, гайские медноколчеданные руды содержат цинк, золото, свинец, кадмий. Часть руды может добываться открытым спо­собом.

Интересна история открытия этого месторождения. Издавна местному населению была известна своими це­лебными свойствами вода небольшого озера в окрестно­стях Орска. На его берегу выстроили лечебницу. Но ни­кто не подозревал, что в озерной воде содержится медь, пока в 1933 г. геолог И. Л. Рудницкий не заинтересовался костью, увиденной им у местного крестьянина, которую тот нашел на дне озера. Кость была покрыта зеленым на­летом окиси меди. Это натолкнуло геолога на мысль, что где-то в районе озера залегают медные руды. Однако поиски предвоенных лет не обнаружили меди. Только в 1949 г., когда возобновились в Гае буровые работы, пре­рванные Великой Отечественной войной, при углублении одной из старых скважин была найдена первая залежь руды. В ней содержалось меди в 4-5 раз больше, чем в других месторождениях Урала.
Вместе с медью в контактных месторождениях часто встречается молибден, а в зоне окисления образовались скопления плотного узорчатого малахита - прекрасного поделочного уральского камня. Малахит встречается здесь как в виде зерен, так и больших глыб. В 1836 г. на Меднорудянском месторождении была обнаружена глы­ба малахита весом более 300 т. Она была использована для отделки знаменитого Малахитового зала Зимнего дворца. Из контактных месторождений разрабатывают­ся Турьинское и Гумешевское. На последнем добыча возобновлена в конце 50-х годов после 80-летнего пере­рыва.
Кроме колчеданных, на Урале известны контактные месторождения меди: Турьинское, Меднорудянское и Гумешевское. Они образовались на контакте изверженных и осадочных пород. Залежи меди представлены отдель­ными гнездами, расположенными на различной глубине, и разрабатываются подземным способом. Руды контакт­ных месторождений содержат, как правило, значительное количество меди и рано были вовлечены в промышлен­ную эксплуатацию.

В районе Красноуральска открыты вкрапленные в габбро медные руды (Волковское месторождение). Это бедные руды с содержанием меди до 1 % Но они имеют, кроме меди, железо, ванадий и фосфор. В небольшом количестве медь содержится в медистых магнетитах Се­верного и Среднего Урала.

На Западном Урале широко распространены меди­стые песчаники верхнепермского возраста. В полосе от Соликамска до Оренбурга разбросаны тысячи месторож­дений этих руд. Медь в них представлена в виде окисных соединений. Они содержат в среднем 2-3%, реже до 6% металла, залегают неглубоко от поверхности, дают чи­стую медь, пригодную к использованию без специальной очистки, и широко разрабатывались в ранний период раз­вития уральской металлургии. Все месторождения меди­стых песчаников мелкие, руды залегают маломощными пластами, промышленного значения пока не имеют.

Цинк, на Урале встречается главным образом в мед­ных рудах. Вместе с этим здесь открыты цинковые руды в виде типичных полиметаллических руд, содержащих, кроме цинка, свинец.

Урал богат никелем. Основные запасы его приурочены к зеленокаменной полосе и зоне интрузий восточного склона Уральских гор. Наибольшее значение имеют юж­ноуральские месторождения никеля, образовавшиеся в зоне выветривания змеевиков. Крупные запасы, близкое к поверхности залегание под покровом рыхлых пород, не­смотря на низкое содержание металла, делают эксплуа­тацию их рентабельной. Второй тип месторождений никелевых руд Урала встречается в зоне контакта змеевиковых пород с извест­няками. Процент никеля в них больше, чем в первых, но концентрация ископаемого невысокая. Такие руды рас­пространены на Среднем Урале: Уфалейское, Режевское, Айдырлииское и др. Первые два из них разрабатываются.

В настоящее время на юго-востоке Оренбургской об­ласти в зоне ультраосновных интрузий найдено богатое никелем месторождение, названное по имени речки Бу- руктальским. Рудное тело содержит, кроме никеля, желе­зо и кобальт, залегает неглубоко и доступно для откры­той разработки.

Урал - главный поставщик сырья для алюминиевой и магниевой промышленности Советского Союза. На Се­верном Урале расположены самые лучшие в нашей стра­не бокситы среднедевонского возраста. Они давно были известны местному населению, которое считало их бед­ными железными рудами. Действительно, бокситы содер­жат до 20% железа в виде окислов, придающих руде красный цвет. Крупнейший геолог и кристаллограф И. С. Федоров, работавший здесь в 90-х годах прошлого столетня, также не подозревал наличия в них алюминия, называя эти руды «убогим железняком». Вновь они были открыты в 30-х годах геологом Н. А. Каржавиным. Пер­вое из севсроуральских месторождений получило поэтич­ное название «Красная Шапочка».

Сснероуральские бокситы имеют мало вредных при­месей кремнезема, а содержание окиси алюминия доходит до 10%. Мощность пласта в отдельных местах достигает 15 м. Месторождение вытянуто от берегов реки Вагран на север вдоль шестидесятого меридиана, называемого часто «серебряным» из-за наличия вдоль пего больших скоплений алюминия. Западное крыло бок­ситовой толщи выходит па поверхность и до глубины 20-30 м разрабатывается открытым способом. По мере выработки пласта открытая добыча сменяется подземной. Рудный пласт включен в сильно закарстованные и обвод­ненные известняки. По месту углубления шахт приток во­ды увеличивается. Ежегодно из североуральских боксито­вых шахт на поверхность откачиваются десятки миллио­нов кубометров воды. За период с 1941 по 1958 г. из шахт было выкачано более 700 млн. куб. м воды - целое озеро. Главный источник обводнения шахт - реки. Поэтому в районе рудников их приходится заключать в бетонные русла.

К северу и югу от североуральских бокситовых место­рождений найдены запасы верхнедевонских бокситов - Ивдельское. Боюсловское, Усть-Уткинское и др. Однако они не образуют таких больших скоплений руды и не все из них имеют промышленное значение.

Месторождения бокситов каменноугольного возраста находятся в окрестностях Каменска-Уральского. Руда за­легает в виде линз неглубоко от поверхности. Наиболее ценные залежи выработаны, и с середины 50-х годов до­быча здесь прекращена.

Металлические полезные ископаемые Урала (руды черных металлов)

Средний Урал - целая кладовая разнообразных ископаемых. Удивительное сочетание полезных ископаемых объясняется сложной геологической историей, которую пережил Урал.
При внедрении магматических пород осадочные толщи изменялись под воздействием высоких температур и давлений.

Так возникли разные минералы и многие руды, которые под действием размыва, выветривания гор оказались близко расположенными к поверхности или обнажились.

Основу уральской металлургии составляют руды черных металлов.
Самые ценные из них - магнитные железняки (магнетиты). На Среднем Урале месторождения магнитных железняков имеются в районе Кушвы, Нижнего Тагила, Первоуральска, Качканара.

Металлические полезные ископаемые Урала (руды цветных металлов)

Богат Средний Урал рудами цветных, благородных и редких металлов. Месторождения медноколчеданной руды расположены в Красноуральске, Кировограде, Дегтярске.

Медные руды, образовавшиеся при внедрении гранитов, разрабатывают в Нижнем Тагиле (Медноруднянское месторождение), около Полевского (Гумешевское месторождение).

В Верхней Пышме добываются комплексные медные руды. Есть на Среднем Урале много месторождений редких металлов: золота (Березовское месторождение, долины рек Тура, Салда, Тагил), платины (долины рек Лобва, Косья, Тагил).

На Урале найдены самородки платины весом более 10 кг. В советское время открыты на Урале алюминиевые руды - бокситы.

Неметаллические полезные ископаемые Урала

Нерудные полезные ископаемые Урала также разнообразны. Особенно велики месторождения огнеупорных минералов - асбеста и талька. Баженовское месторождение асбеста - одно из крупнейших в мире. Кислотоупорный асбест, ценный для химической промышленности, разрабатывается около Сысерти. Южнее Свердловска размещается крупнейшее в стране Шабровское месторождение талька. Важную для промышленности группу полезных ископаемых Урала составляют огнеупорные материалы: тальк, магнезит, доломит, слюды, по запасам которых Урал занимает первое место в мире. Особенно интересен асбест, или, как его называют, «горный лен», «каменная куделька». Из этого камня можно изготовлять огнеупорную пряжу, несгораемые канаты и ткани, картон, прокладки для подшипников, изоляционные несгораемые плитки, облицовочные изделия. Крупнейшее в мире месторождение этого минерала находится в городе Асбесте Свердловской области.
Особую группу полезных ископаемых на Урале составляют драгоценные и цветные камни Урала. Ярко-зеленые изумруды, нежно-сиреневые аметисты, сверкающий алмаз, золотистые топазы и изменчивые красно-зеленые александриты с давних пор составляют гордость Урала. Славятся и ценные художественные камни - пестрая яшма, различные мраморы, зеленый малахит, розовый орлец, зеленовато-голубой амазонит.
Мировой известностью пользуются изделия из камней, сделанные руками искусных уральских гранильщиков. Знамениты копи самоцветов около деревни Мурзинка, у деревень Липовка, Адуй, в районе Новоасбеста. На отвалах можно собрать образцы горного хрусталя, аметиста, мориона. Встречаются и александрит - прозрачный камень темно-зеленой окраски, хризолит золотисто-зеленоватого цвета. Можно найти и топазы голубоватого или розового цветов, турмалины с разнообразной расцветкой.

Полезные ископаемые Урала (Неметаллические полезные ископаемые)

Горючие полезные ископаемые Урала

Месторождения нефти и газа Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции и Волго-Уральской нефтегазоносной провинции, в т.ч. газоконденсатное Оренбургское месторождение, расположены на западном склоне и в Приуралье, концентрируясь в основном в Печорском, Пермско-Башкирском и Татарском сводах. Нефтегазоносность установлена в широком стратиграфическом диапазоне — от рифея до триаса включительно, промышленные скопления сосредоточены в эйфельско-триасовом структурном этаже и приурочены к нескольким региональным газонефтеносным, главным образом карбонатным, реже терригенным толщам девонского, каменноугольного и пермского возраста.
Широко распространены каменные и бурые угли. Промышленная угленосность связана с турнейско-ранневизейскими (Кизеловский угольный бассейн, Егоршино-Каменский, Полтаво-Брединский угленосные районы), пермскими (Печорский угольный бассейн), верхнетриасово-нижнеюрскими (Челябинский буроугольный бассейн, Серовский, Буланаш-Елкинский угленосные районы), верхнеюрскими и нижнемеловыми (Сосьвинско-Салехардский буроугольный бассейны) и с палеоген — неогеновыми (Южно-Уральский угольный бассейн) отложениями.

Ю.В.Волков, И.В.Соколов, А.А.Смирнов, Институт горного дела УрО РАН

Несмотря на 300-летнюю историю добычи минерального сырья, Урал остается наиболее богатым регионом, стоимость разведанных запасов которого, приходящихся на единицу площади, на порядок выше, чем в среднем по России . Однако с нарушением традиционных экономических связей после распада СССР в горнопромышленном и металлургическом комплексах Урала отчетливо проявляются негативные экономические и социальные тенденции, требующие изменения стратегии геологоразведочных работ, добычи и переработки минерального сырья с целью обеспечения минерально-сырьевой безопасности региона.

Горнодобывающая и металлургическая промышленность являются одними из важнейших отраслей экономики Уральского региона. Горно-металлургическим комплексом Урала производится 40% российского чугуна и добывается до 20% железных руд . Основной объем продукции черной металлургии (до 85%) приходится на предприятия Свердловской и Челябинской областей - это Ниж-не-Тагильский (НТМК), Магнитогорский (ММК), Челябинский («Мечел») металлургические комбинаты.

Балансовые запасы 75 месторождений железных руд Урала составляют 14.8 млрд. т, в т.ч. 9.3 млрд. т промышленных категорий А+В+С. Общая обеспеченность разведанными запасами при достигнутом уровне добычи, например, в Свердловской области составляет около 150 лет. Уральский регион является вторым в стране по обеспеченности запасами железных руд после Центрального и в нем сосредоточено 15% балансовых запасов железных руд России. Запасы железных руд региона представлены в основном титано-ма-гнетитовыми рудами качканарского типа. Наиболее крупное месторождение этого типа - Гусевогорское, в рудах которого среднее содержание железа составляет 16.5%, вания - 0.15%, титана - 1.25%. Разработку этого месторождения ведет ОАО Качканарский ГОК «Ванадий», обеспеченность балансовыми запасами которого весьма высокая.

К этому же типу относится и Суроямское месторождение (Челябинская обл.) с запасами 6 млрд. т. Содержание железа в исходной руде - 14.5%. Руды этого месторождения являются легкообогатимыми и легкоплавкими. Учитывая, что месторождение расположено неглубоко от поверхности (величина наносов в среднем 8 м), затраты на его вскрытие будут небольшими. Предварительная технико-экономическая оценка освоения Суроямского месторождения показала возможность его рентабельной отработки при производственной мощности предприятия 30-40 млн. т. Годовая чистая прибыль может составить 60 млн. долл. США. Срок окупаемости капитальных затрат - 5-7 лет.

Однако металлургический комплекс Урала испытывает острый дефицит в скарновых (контактово-метасоматичес-ких) магнетитовых и титано-магнетитовых рудах. Для покрытия этого дефицита металлургические комбинаты Урала в настоящее время ориентируются на использование железорудного сырья горнодобывающих предприятий Центра России (КМА) и Казахстана. Так, в настоящее время до 30% сырья для НТМК поставляется из Михайловского ГОКа. ММК 90% потребности в сырье покрывает поставками из Соколовско-Сарбайского ГОКа. В таком же положении находятся ОАО «Мечел» и ОАО «Носта» (Оренбургская обл.). Уже в 2004 г. на Урал из других регионов было завезено 24.8 млн. т железной руды (около 60% от потребности).

Кроме того, черная металлургия Урала испытывает острый дефицит в марганцевых и хроми-товых рудах. Марганцевые руды в послевоенные годы на Урале не разрабатывались, хотя запасы их на шести месторождениях Северопесчанского марганцевого бассейна по категориям А+В1+С2 составляют около 40 млн. т. Потребность Урала в марганцевой руде - 500-600 тыс. т в год.

Единственным предприятием по добыче хромитов на Урале является ОАО «Сарановская шахта «Рудная» проектной мощностью 240 тыс. т в год. Из-за низкого содержания хрома и относительно высокого содержания железа и кремния руда используется для производства огнеупоров. Потребность Урала в хромитах для металлургического производства составляет 1 млн. т и для огнеупоров до 500 тыс. т в год. Промышленные запасы хромитовых руд, пригодных для металлургического производства, в настоящее время на Урале отсутствуют. Однако прогнозные ресурсы хромитов оценены в 170 млн. т.

Таким образом, дефицит в железорудном сырье в Уральском регионе и относительно высокая стоимость привозного сырья предопределяет необходимость развития местной сырьевой базы. Только ее развитие на основе соответствующих инвестиций в геолого-разведочные работы, вовлечения в эксплуатацию уже разведанных месторождений, строительство новых горнодобывающих предприятий позволит отказаться от привозного сырья (стоимость перевозок которого иногда превышает затраты на добычу 1 т товарной руды), повысить устойчивость горно-металлургических предприятий Урала и, следовательно, обеспечить минерально-сырьевую безопасность региона. При этом необходимо осознавать, что решение данной проблемы выходит за пределы отдельного горнодобывающего или металлургического предприятия, а результаты могут сказаться лишь через 20-25 лет на развитии горно-металлургического комплекса Урала в целом.

Учитывая высокий уровень обеспеченности Уральского региона титаномагнетитовыми рудами, основное внимание следует уделять перспективам развития железорудной базы скарново-магнетитовых руд и сидеритов, марганцевых руд и хромитов.

Многочисленные месторождения скарново-магнетитовых руд расположены в Ивдель-Серовском, Тагило-Кушвинском, Магнитогорском, Челябинском и др. районах с балансовыми запасами 1.4 млрд. т и прогнозными - 1.6 млрд. т. Значительны (свыше 1 млрд. т) балансоедний Урал) запасы бурых железняков и сидеритов Бакальских и др. месторождений Южного и Среднего Урала .

Таким образом, районы Среднего и Северного Урала имеют большие перспективы для увеличения добычи железных руд. Обеспеченность запасами современного уровня добычи превышает 100 лет. Хуже положение на Южном Урале, но и там имеются большие прогнозные запасы скарново-магнетитовых руд - это Круглогорское и Глубоченское месторождения с запасами 600 и 270 млн. т, соответственно.

Невелики на Урале разведанные запасы марганцевых и хромитовых руд, но имеются перспективные районы их нахождения. В Свердловской области это Алапаевский район, прогнозные ресурсы которого оцениваются в 170 млн. т хромитов. Кроме Свердловской области, сырьевой базой хромитовых руд являются месторождения Рай-Из на Приполярном Урале.

Другим существенным резервом роста запасов является вовлечение в освоение глубокозалегающих участков эксплуатируемых месторождений. В связи с этим характерной особенностью большинства горнодобывающих предприятий Урала является необходимость перехода с открытого способа разработки на подземный.

Так, перспектива развития сырьевой базы Высокогорского комбината (ВГОК) связана со строительством новых железорудных шахт. Согласно стратегии развития ВГОКа уже в 2006 г. объем добычи подземным способом будет составлять до 90% от общей по комбинату. Перспективы развития сырьевой базы комбината «Магнезит» также связаны с переходом на отработку Саткинского месторождения магнезитов подземным способом. Отработка Бакальских сидеритов производится шахтой Сидеритовая, где рост объемов добычи связан с выходом шахты на проектную мощность.

В связи с этим существенно растет значимость подземной геотехнологии в развитии местной сырьевой базы.

В настоящее время на Урале действуют 8 шахт по разработке месторождений руд черных металлов подземным способом (табл. 1).

Основная доля в подземной разработке железорудных месторождений принадлежит ВГОКу, где отрабатываются месторождения:

Лебяжинское - шахта Эксплуатационная (завершение работ к 2013 г.);

Высокогорское - шахта Магнетитовая (завершение работ к 2016 г.);

Естюнинское и Ново-Естюнинское - шахта Естюнинская (новое строительство с выходом на 4.0 млн. т /год, доработка за пределами 2025 г.);

Гороблагодатское - шахта Южная (снижение производственной мощности к 2025 г.).

Для поддержания производственной мощности ВГОКа актуальным является увеличение производственной мощности шахты Естюнинская, поскольку шахты Магнетито-вая и Эксплуатационная дорабатываются.

К настоящему времени запасы верхней части Естюнинского месторождения до гор.+ 130 м отработаны карьером. С вводом в эксплуатацию шахты Естюнинская дальнейшая отработка месторождения ведется подземным способом. Производственная мощность до 2015 г. по добыче сырой руды составляет 1200 тыс. т. Запасы месторождения до гор. -240 м вскрыты тремя вертикальными стволами. Применяется этажно-камерная система разработки с податливыми целиками. В настоящее время дорабатываются запасы I очереди, вскрытие запасов II очереди задерживается из-за недостаточного финансирования.

В Богословском РУ основным объектом подземной разработки является Песчанское месторождение магнетитовых железных руд, отрабатываемых шахтой Северопесчанская. Поле шахты Северопесчанская вскрыто шестью

вертикальными стволами, расположенными в лежачем боку месторождения. Центральная группа стволов пройдена до горизонтов -400 м и -480 м. Высота этажа 80 м. Основным добычным горизонтом является гор. -320 м. Очистные работы на Северопесчанском участке практически закончены и развиваются на Верхней залежи Южнопесчанского участка. На шахте применяют две системы разработки: этажного принудительного обрушения с отбойкой на зажатую среду глубокими скважинами и вибровыпуском руды (по этой системе добывается порядка 80% рудной массы) и подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды и доставкой самоходными ПДМ.

Отработка Саткинского месторождения магнезитов (шахта Магнезитовая) предусмотрена с применением системы разработки с закладкой выработанного пространства. ИГД УрО РАН были рассмотрены и рассчитаны различные варианты систем разработки, соответствующие горно-геологическим и горнотехническим условиям месторождения. В результате установлено, что наибольшую эффективность обеспечивают два варианта: подэтажно-камерная система разработки с твердеющей закладкой и камерно-столбовая система с сухой закладкой выработанного пространства. Проектной производительности шахтой Магнезитовая предполагается достичь к 2015 г. (2.4 млн. т в год) и полностью восполнить выбывающие мощности карьеров.

Шахта Сидеритовая отрабатывает глубинные части Ново-Бакальской и Северо-Шиханской залежей. Месторождение вскрыто вертикальными стволами - двумя вспомогательными и двумя вентиляционными, и одним наклонным стволом, пройденным под углом 3°. Система разработки - подэтажное обрушение с торцовым выпуском. Доставка руды - самоходными машинами, электровозами. Выдача на поверхность -наклонным конвейером длиной 1000 м. С 1979 г. также применяется камерная система разработки с переносным оборудованием. Высота камер 20-30 м. При проектной производительности шахты Сидеритовая 2.5 млн. т/ год, в 2004 г. было добыто 180 тыс. т по причине отсутствия спроса.

Урал располагает значительными ресурсами медных руд, составляющими 40% запасов РФ. В пределах Уральского кономического региона на балансе числится 45 меднорудных месторождений. Общие разведанные запасы медно-колчеданных руд на Урале составляют около 1.3 млрд. т . В республике Башкортостан находится 31.1% запасов меди, в Оренбургской области - 37.8%, в Свердловской - 21.1%, в Челябинской - 10.0%. Уральская медно-цинковая промышленность производит около 10 млн. т медных и цинковых руд в год.

По стадии освоения можно выделить три группы медно-колчеданных месторождений (табл. 2):

Разрабатываемые подземным или открытым способом,

на которые приходится 45% запасов меди;

Подготавливаемые к освоению - 15%;

Месторождения, стоящие на балансе в ГКЗ РФ - 40%.

По объему запасов медноколчеданные месторождения можно разделить на три типа:

Малые - запасы до 50 млн. т руды;

Средние - запасы от 50 до 100 млн. т руды;

Крупные - запасы свыше 100 млн. т руды.

В настоящее время объем добычи руды подземным способом составляет 77%. Подземной геотехнологией разрабатывается три крупных месторождения: Гайское, Учалинское и Узельгинское, где применяются камерные системы разработки с твердеющей закладкой и используется самоходное оборудование. Октябрьское и Вадимо-Александровское месторождения отрабатывают камерными системами разработки с открытым очистным пространством.

В Уральском регионе разведан целый ряд новых медно-колчеданных месторождений: Ново-Учалинское, Комсомольское, Подольское, Северо-Сибайское, Озерное и др. Некоторые из них проектируются к освоению.

Медеплавильные заводы Урала (СУМЗ, Кировградский и Карабашский МПК, «Святогор», Медногорский МСК) обеспечены собственным сырьем лишь на 40%, в основном перерабатывают привозные медные концентраты и медный лом. Турьинская обогатительная фабрика загружена местными рудами на 60% мощности, Красноуральская - на 10%, Сред-неуральская полностью работает на привозном сырье. Развитие меднорудной базы связано, прежде всего, с расширением производства на Гайском (нижние горизонты подземного рудника, вовлечение в отработку открытым способом месторождений Летнее, Осеннее) и Учалинском (подземные рудники Молодежный, Юбилейный, Сибайский) ГОКах.

Урал является основной сырьевой базой алюминиевой промышленности России. Алюминиевые заводы Урала снабжаются, главным образом, высококачественными рудами Североуральских бокситовых рудников. В Североуральском бассейне выделено пять месторождений: Красная шапочка, Кальинское, Ново-Кальинское, Черемуховское и Сосьвинское. Для всех шахт СУБРа характерна высокая обводненность. Более 80% участков месторождений отрабатывается в тяжелых удароопасных условиях. Глубина горных работ достигла 1000-1200 м. На месторождениях очень сложная геомеханическая обстановка. Разведанные запасы бокситов до глубины 2000 м составляют 460 млн. т.

Наиболее перспективная сырьевая база глиноземного производства - республика Коми. Ее основу составляет Во-рыквинская группа Среднетиманских месторождений бокситов с запасами 265 млн. т. Производительность Среднети-манского открытого рудника определена в 6.3 млн. т, в т. ч. первая очередь - 3 млн. т (введена в эксплуатацию в 2003 г.). Основными потребителями определены: Уральский (1600 тыс. т), Богословский (620 тыс. т) алюминиевые заводы и Бокситогорский глиноземный завод (400 тыс. т).

Уральский регион обладает значительным природным потенциалом для развития добычи благородных металлов. Прогнозные запасы рудного золота лишь на Северном и среднем Урале (в пределах Свердловской области) превышают разведанные запасы более чем в 5 раз. Необходимо отметить, что добытые, разведанные и подтвержденные запасы золота только в золотосодержащих колчеданных месторождениях составляют не менее 1000 т. В структуре минерально-сырьевой базы благородных металлов Уральского региона по запасам доминируют собственно золоторудные, а по добыче - россыпные месторождения золота. Таким образом, потребности золотодобывающих предприятий Урала удовлетворяются в настоящее время в основном за счет разработки россыпных месторождений.

Минерально-сырьевая база золотодобывающей промышленности Урала, несмотря на более чем 250-летнюю историю, далеко не исчерпана. Основу разведанных запасов коренных месторождений золота составляют новые месторождения: Воронцовское, Светлинское, Гагарское, Ма-минское. На эксплуатируемых месторождениях Березовском, Качкарском, Чесноковском промышленные оруденения прослеживаются до глубин 1.0-1.2 км. Мелкие месторождения жильного типа выработаны в верхней части в основном старательским способом.

В будущем минерально-сырьевая база золотодобывающей промышленности Урала будет восполняться за счет запасов золота новых перспективных типов минерализованных зон, корвыветривания, золотоаргилизитовой и золотоджаспероидной формаций (как пример Светлинское и Воронцовское месторождения).

В настоящее время построен Воронцовский ГОК на основе открытой разработки месторождения. Выход на проектную мощность в 5 т позволяет увеличить годовую добычу золота на территории Свердловской области более чем в 2 раза. В то же время, деятельность старых горнодобывающих предприятий, ведущих разработку коренных месторождений золота подземным способом (Березовский, Качкарский рудники), характеризуется низкими технико-экономическими показателями. Задача состоит в повышении эффективности их отработки. Таким образом, металлургические комбинаты как черной, так и цветной металлургии Урала ощущают острый дефицит в сырье, что предопределяет необходимость развития местной сырьевой базы. Это позволит обеспечить устойчивое развитие как самих горно-металлургических предприятий, так и минерально-сырьевую безопасность региона в целом. Если в цветной металлургии реконструируются старые и строятся новые горнодобывающие производства, то в черной металлургии за последние 25 лет ни одного предприятия не введено в эксплуатацию (исключение - шахта Магнезитовая). Резервами черной металлургии, восполняющими погашаемые запасы скарново-магнетитовых руд, в первую очередь, следует считать балансовые запасы глубоких горизонтов Естюнинского и Ново-Естюнинского месторождений, а также вовлечение в освоение подземным способом Северо-Гороблаго-датского, Круглогорского и Глубоченского месторождений.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Геологическая служба и развитие минерально-сырьевой базы / Под ред. А.Н. Кривцова, Н.Д. Мигачева, Г.В. Пучкина. - М. - 1993. - 618 с.

2. Сухорученков А.И. Железорудная база черной металлургии России // Горный журнал, 2003. - № 1(0.

3. Фадеичев А.Д. Железорудная база Урала, состояние и перспективы развития // Изв. вузов. Горный журнал. - 1993. - № 6.

4. Рапопорт М.С. Состояние и перспективы развития минерально-сырьевой базы Урала // Изв. вузов. Горный журнал. Уральское горное обозрение. - 2000. - № 3.