VIP Studio ИНФО Перспективы освоения сырьевой базы калийных удобрений на востоке России
levitra bitcoin

+7(495) 725-8986  г. Москва

Журналы

  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал
  • Серия


    Серия "Гуманитарные
    науки"

  • Серия


    Серия
    "Экономика
    и Право"

  • Серия


    Серия
    "Естественные и
    Технические науки"

  • Серия


    Серия
    "Познание"

  • Журнал


    Журнал
    "Минеральные
    ресурсы России"

  • Журнал


    Журнал
    "Геология
    Нефти и Газа"

  • Журнал


    Журнал
    "Маркшейдерия и
    Недропользование"

  • Журнал


    Журнал
    "Земля Сибирь"

Е.М. Аксенов, Ю.В. Баталин, А.К. Вишняков, Р.Р. Туманов, Р.З. Фахрутдинов,  (ФГУП "ЦНИИгеолнеруд")

Журнал «Минеральные ресурсы России. Экономика и управление» # 2008-1

 

Мировое производство и потребление калийных удобрений неуклонно увеличиваются, достигнув в 2005г. соответственно 28,0 и 26,0 млн т (в пересчете на К2О).

Наиболее высокий прирост этих показателей (более чем в 3 раза) приходился на 1960-1985 гг. (табл. 1). К 1995 г. их значения сократились до 24,3 и 21,0 млн т К2О. Это было обусловлено, с одной стороны, насыщением в развитых странах рынка минеральных удобрений, включая калийные, а с другой – падением их производства и использования в странах СНГ, особенно в России. Российская доля в мировом производстве понизилась с 18 % в 1985 г. до 11,6 % в 1995 г., потребление соответственно с 10,7 до 0,8 %.

Таблица 1.

Состояние и прогноз производства и сельскохозяйственного использования калийных удобрений в мире и России.


Годы


Показатели производства и использования, млн т К2О

В мире

В России

производство

использование

производство

использование

доля России, %

в производстве

в использовании

Фактические

1960

8,7

8,0

0,94

0,27

10,8

3,4

1985

30,0

28,0

5,4

3,0

18,0

10,7

1990

27,9

25,5

3,85

2,38

13,8

9,3

1995

24,3

21,0

2,83

0,16

11,6

0,8

2000

25,8

23,0

3,75

0,21

14,5

0,9

2005

28,0

26,0

6,25

0,23

22,0

0,9

Прогнозные*

2010-2015

30,0-35,0

28,0-33,0

8,0-8,5

1,0-2,5

25,0

6,0

2020-2030

37,0-39,0

35,0-37,0

10,0-15,0

2,5-4,0

33,0

9,0

* Авторская оценка.

В 2005 г. производство калийных удобрений в России превысило уровень 1990 г. в 1,6 раза, а их использование за это время сократилось в 10 раз – с 2,38 до 0,23 млн т К2О.

В РСФСР (т.е. до 1991 г.) доля использования калийных удобрений в сельском хозяйстве достигала 86 % в 1970 г. и 62 % в 1990 г., а в 2000 г. она сократилась до 5,6 % и в 2005 г. до 3,7 %. Это произошло в России – стране, занимающей сегодня второе место в мире (после Канады) как по запасам, так и по добыче калийных солей.

Состояние и прогноз развития сырьевой базы, производства и потребления калийных удобрений в России

Региональная структура минерально-сырьевой базы (МСБ) калийных солей России и основные показатели ее освоения по состоянию на 2006 г. и прогноз на 2015-2030 гг. по федеральным округам (ФО) представлена в табл. 2. (Для сравнения в верхней строке табл. 2 приводятся данные по состоянию на 1991 г.).

Таблица 2-1.

Региональная структура МСБ калийных солей Российской Федерации, ее освоения и ожидаемых изменений в ближайшей перспективе (состояние на 2006 г. и прогноз до 2030 г.); К2О, млн т


Федеральный
округ


Минерально-сырьевая база

Всего запасы
в том числе распределенного фонда недр

Всего прогнозные ресурсы
в том числе распределенного фонда недр

Добыча
производство
удобрений
2О)

Погашение запасов
категорий А+В+С1
обеспеченность,
лет

А+В+С1

С2

Р1

Р2

Всего по РСФСР,
1991 г.

3348

15590

7100

3800

5,80
4,07

15,6
215

Всего по РФ,
2006 г.

3266
1569

15783
298

3625
760

9025
1745

6,97
5,72

17,5
187

В том числе:

Центральный

Северо-Западный

400
400

500
500

Приволжский

2806
1569

15064
58

560
360

1645
1245

6,97
5,72

17,5
160

Южный

76

598
240

865

1580

Уральский

Сибирский

384

121

1800

5300

Дальневосточный

Прогнозная оценка

Всего по РФ,
2015 г.

3500

14500

3000

6500

10,0
8,5

25,0
140

Всего по РФ,
2030 г.

3000

14000

2000

5500

17,5
15,0

45
66

* На площадь сельхозугодий, определенную по состоянию на 2003 г.
** Поставки, планируемые по ФЦП.
*** Поставки по утвержденному варианту ФЦП.
**** По федеральным округам – авторская оценка.

Таблица 2-2.

Региональная структура МСБ калийных солей Российской Федерации, ее освоения и ожидаемых изменений в ближайшей перспективе (состояние на 2006 г. и прогноз до 2030 г.); К2О, млн т

Федеральный
округ


Рыночные показатели

биохимическая потребность
поставки

до 1991 г.

плановые поставки по ФЦП**
утвержденный вариант

Всего
поставок


В том числе поставки

для с/
потребления

для промышленного
потребления

экспорт

Всего по РСФСР,
1991 г.

6,91
2,07

4,07

2,07

0,39

1,61

Всего по РФ,
2006 г.

4,60*
2,07

2,52**
0,86***

5,72**

0,21****

0,89

4,60

В том числе:

Центральный

1,58
0,90

1,10
0,37

009**

Северо-Западный

0,31
0,18

0,22
0,08

0,01**

Приволжский

1,08
0,51

0,62
0,21

5,72

0,09

0,91

4,6

Южный

0,64
0,14

0,17
0,06

0,003

Уральский

0,25
0,13

0,16
0,05

0,002

Сибирский

0,65
0,16

0,20
0,07

0,004

Дальневосточный

0,09
0,05

0,06
0,02

0,005

Прогнозная оценка

Всего по РФ, 2015 г.

4,60
2,5

8,5

2,5

1,0

5,0

Всего по РФ, 2030 г.

4,60
4,60

15,0

4,0

2,0

9,0

* На площадь сельхозугодий, определенную по состоянию на 2003 г.
** Поставки, планируемые по ФЦП.
*** Поставки по утвержденному варианту ФЦП.
**** По федеральным округам – авторская оценка.

Как следует из табл. 2, основной объем (94 %) разрабатываемых запасов калийных солей (в пересчете на К2О) сосредоточен в Приволжском ФО – на Верхнекамском месторождении в Пермском крае. Эксплуатация этого месторождения (добыча и производство в пересчете на К2О) осуществляется предприятиями ОАО "Уралкалий" и ОАО "Сильвинит", суммарные показатели работы которых приведены в табл. 3. При достигнутых в 2006 г. уровнях добычи и производства К2О (соответственно 6,97 и 5,72 млн т) потенциальные (биохимические) потребности внутреннего рынка России в калийных удобрениях (4,60 млн т) могут быть полностью удовлетворены. При этом следует отметить высокое качество товарных удобрений (95 % по KCl).

Таблица 3.

Основные показатели эксплуатации Верхнекамского месторождения за 1991-2005 гг.


Показатели


Значение показателей по годам

1991*

2000

2003

2005

Разведанные запасы А+В+С1, млн т К2О

3348

3231

3157

3084

В том числе эксплуатируемые
(распределенный фонд), млн т К2О

1730

1614

1540

1839

Погашение запасов (в том числе добыча), млн т К2О

15,6 (5,8)

12,2 (4,85)

15,5 (5,98)

19,5 (7,6)

Производство удобрений: К2О/KCl, млн т

4,07 (6,4)

3,91 (5,19)

4,75 (7,52)

6,25 (10,41)

Экспорт: К2О/KCl, млн т

1,61 (2,55)*

3,01 (4,76)

3,91 (6,19)

5,27 (8,34)

Себестоимость добычи солей**, р/т

4,24-14,21

42,8-98,4

59,3-151,8

87,4-138,9

Себестоимость производства 95 % KCl** р/т

43,05-92,92

965-2154

1614-2471

1463-2399

Выручка, млн р.***

Нет данных

Нет данных

22017

37268

Чистая прибыль, млн р.***

"

"

4960

12957

Рентабельность, %***

"

"

20-25

32-37

Среднемесячная численность работников***

"

"

Нет данных

22997

Производительность труда, тыс. р/т***

"

"

"

1542-1689

* В целом по б.СССР (только на экспорт).
** Только по ОАО "Сильвинит".
*** По данным журнала "Эксперт Урала". – № 20 (237). – 29.05.2006.

Однако концентрация добычи калийных солей и выпуска калийных удобрений только на одном месторождении, высокие транспортные тарифы и рыночные цены в ноябре 2005 г. в Пермском крае – 1562 р/т и Красноярском крае – 6955 р/т (в пересчете на 100 % К2О*) минимизируют платежеспособный спрос на калийные удобрения внутреннего рынка. Вследствие этого подавляющая их доля (в 2005 г. 5,27 млн т К2О или 85 %) экспортировалась в Индию, КНР, Республику Корея, США, Бразилию и другие страны.

* БИКИ. – № 34 (8980). – 28.03.2006.

Сложилась парадоксальная ситуация – при производстве калийных удобрений, близком к биохимической потребности почв, и при ее повсеместной необеспеченности российское сельское хозяйство их практически не использует (например, в 2003 г. – 2,5 кг К2О/га при потенциальной норме 55-60 кг/га). Особенно это касается Сибирского и Дальневосточного федеральных округов, суммарная потенциальная потребность которых оценивается в 0,74 млн т К2О (для каждого округа соответственно 41 и 69 кг/га), при поставках в 2003 г. в Сибирский ФО – 0,025 млн т К2О (1,6 кг/га), в Дальневосточный ФО – 0,01 млн т К2О (7,4 кг/га). Для сравнения: в 1991 г. они составляли соответственно 0,16 (6,8 кг/га) и 0,05 млн т К2О (17,2 кг/га).

В итоге довольно мощное производство минеральных удобрений практически полностью ориентировано на экспорт. Поставки минеральных удобрений за рубеж снижают перспективы развития собственных сельхозпроизводителей. Не устранят этой диспропорции и агрохимические мероприятия, предусмотренные ФЦП "Сохранение и восстановление плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и агроландшафтов как национального достояния России на 2006-2010 годы" (утверждена постановлением Правительства РФ № 99 от 20.02.2006 г.). По экспертным оценкам ожидаемые на внутреннем рынке закупки калийных удобрений в этот период не превысят 0,9-1,0 млн т К2О, т.е. будут ниже уровня 1970 г.

Таким образом, прогнозируемые сегодня показатели российского рынка калийных удобрений, а в конечном итоге и освоения их МСБ отражают монополизированный и экспортно-ориентированный характер их производства. Без действенной господдержки сельхозпроизводителей эту ситуацию изменить к лучшему будет невозможно. По имеющимся к настоящему времени данным [1] госинвестиции в сельское хозяйство в России (13 дол/га) многократно уступают инвестициям в странах ЕС (в среднем – 800 дол/га, в Швеции – 3200 дол/га).

Мероприятия по сохранению и восстановлению плодородия почв страны (наряду с государственным стимулированием платежеспособного спроса сельхозпроизводителей на минеральные удобрения), планируемые до 2010 г., должны осуществляться в двух вариантах: во-первых, в доведении возможных внутренних закупок калийных удобрений до проектных показателей, установленных в вышеназванной ФЦП, и практически соответствующих поставкам их сельхозпотребителям до 1991 г., а во-вторых, в создании альтернативных МСБ калийных удобрений внутри или вблизи агропромышленных регионов России [3, 5].

В первом варианте уровень возможных закупок к 2015 г. должен составлять не менее 2,5 млн т К2О, а годовое производство калийных удобрений (при уровне экспортных поставок – 5,0 млн т К2О) достигать 8,5 млн т К2О при добыче – 10 млн т К2О (см. табл. 2).

Во втором варианте необходима ускоренная реализация планируемых геолого-разведочных работ по совершенствованию МСБ калийных солей в соответствии с "Долгосрочной государственной программой изучения и воспроизводства минерально-сырьевой базы России на основе баланса потребления и воспроизводства минерального сырья (2005-2010 годы и до 2020 года)". При этом прирост запасов (по категории С2) высококачественных сильвинитов Гремячинского месторождения (инвестиции МХК "Еврохим") в Волгоградской области (Южный ФО) должен составить не менее 250 млн т К2О, сульфатных (полигалитовых) солей Шарлыкской площади (федеральный бюджет) в Оренбургской области (Приволжский ФО) – 150-200 млн т К2О. Кроме этого, необходимо завершение поисковых работ на перспективных калиепроявлениях сульфатных и сульфатно-хлоридных (хартзальцевых) пород Восточно-Полесской и Нивенской площадей (федеральный бюджет) в Калининградской области (Северо-Западный ФО). Общий прирост запасов категории С2 на этих объектах должен составить не менее 300-500 млн т К2О.

Непское месторождение сильвинитов – перспективная основа производства бесхлорных калийных удобрений на востоке России

    Геологические предпосылки освоения Лено-Непской калиеносной области. В связи с начавшимся развитием транспортной и производственной инфраструктур востока России на базе освоения нефтегазовых месторождений и строительства трубопровода "Восточная Сибирь – Тихий океан" весьма актуальными становятся проблема освоения Непского месторождения сильвинитов и прогнозно-поисковая оценка калийных солей Лено-Киренгского перспективного района (Иркутская область), приуроченных к Восточно-Сибирскому калиеносному бассейну (рис. 1).

 

С современных позиций в пределах бассейна, занимающего значительную часть Восточно-Сибирской платформы, выделяются две калиеносные области: западная – Енисейская, в которой галогенная формация и калийные проявления залегают на значительных глубинах, и восточная – Лено-Непская, включающая высокоперспективный Непский и перспективный Лено-Киренгский калиеносные районы. К первому приурочено разведанное Непское месторождение, выявленное при нефтегазопоисковом бурении в 1977 г.

Непское месторождение сильвинитов является единственным в восточных районах страны перспективным объектом для добычи калийных солей и производства калийных удобрений [2]. Месторождение разведано предприятием "Иркутскгеология" в 1983-1992 гг. и оценено в 1991 г. специалистами ВНИИГ.

Промышленная калиеносность галогенных отложений Непского района установлена по 110 поисковым скважинам и подтверждена по каротажу в 53 нефтепоисковых скважинах. По имеющимся оценкам (Другов Г.М., Галкин Г.А., Машович Я.Г., 1997) суммарный сырьевой потенциал калийных (сильвиниты) и калийно-магниевых (карналлитовые породы) солей Непского района (табл. 4) составляет 1025 млрд т сырых солей, из которых на долю сильвинитов приходится около 50 млрд т (11,2 млрд т К2О). По общим ресурсам (категории Р12) сильвинитов Непский район превосходит Верхнекамский. Однако степень его изученности и геолого-промышленной оценки в целом недостаточна. Доля разведанных и оцененных запасов (категории В+С12) сильвинитов Непского месторождения составляет всего 505 млн т К2О, прогнозных ресурсов категории Р1 – 1,82 млрд т и Р2 – 8,9 млрд т К2О, суммарный объем апробированных ресурсов – 7,1 млрд т К2О.

Таблица 4.

Характеристика МСБ сильвинитов Непского и Лено-Киренгского районов (по состоянию на 2007 г.)


Объект, блок


Категория запасов
и ресурсов


Площадь,
км2


Мощность,
м


Содержание
К2О, %


Объемная
масса, т/м3


Запасы и ресурсы, млн т

сырых
солей

К2О
апробированные

Непский район

Непское месторождение

В+С1

118,2

7,3

21,99

2,02

1744

384

С2

322

8,7

21,4

2,02

567

121

Непская площадь

Блок I

Р1

1200

21,4

8525

1824
1800

Блоки II-IV

Р2

5862

21,4

41644

8912
5300

Всего
по блокам I-IV

Р12

7062

50169

10736
7100

Лено-Киренгский район

Блоки I-II

Р2

16000

1,5

14

2,0

5760

807
800

Примечание. Жирный шрифт – апробированные показатели (фактические); простой шрифт – прогнозируемые (по Г.М.Другову, Г.А.Галкину, Я.Г.Машовичу, 1997).

Значительные ресурсы карналлитовых пород Восточно-Сибирского бассейна оценены по категориям Р2 и Р3.

Исходными данными для оценки запасов и прогнозных ресурсов Непского района являлись материалы калиепоискового и нефтепоискового бурения, геологической съемки масштаба 1:200 000, а также региональных геофизических и гидрохимических исследований. Перспективные площади выделялись с учетом закономерностей пространственного размещения сильвинитов и карналлитовых пород, характеризующихся высокими качественными показателями (среднее содержание К2О в сильвинитах – 21,4 %).

Непосредственно на Непском месторождении, находящемся в центральной части Суриндо-Гаженского прогиба, калийные пласты приурочены к гаженской пачке ангарской свиты. Мощность пачки – 250-300 м, соленасыщенность – более 90 %. Калиеносная толща залегает между нижней и верхней толщами каменной соли и соответственно нижних и верхних ангидритов. Она варьирует по мощности от 30 до 150 м и представлена тремя типами разреза: сильвинитовым, сильвин-карналлитовым и карналлитовым. Продуктивным является сильвинитовый тип, в котором выделяется собственно сильвинитовая (3-45 м) зона с тремя промышленными пластами – S1, S2 и S3, залегающими субгоризонтально внутри сильвин-галитовых пород (переслаивание небольших прослоев сильвинитов с каменной солью). По строению и составу сильвинитовая зона достаточно изменчива. Содержание хлористого калия в продуктивных пластах высокое – 22-49 %, а глубина залегания – от 0 до 1200 м.

Максимальный объем разведанных запасов сильвинитов приурочен к пласту S2 мощностью 2,8-26,6 м, залегающему на глубинах 815-940 м. Содержание хлористого калия в нем составляет 15-45 %, хлористого магния – 0,05-0,3 %, нерастворимого остатка – 0,05-1,5 %. В пласте спорадически развиты прослои (мощность – 0,1-1,5 м) каменной соли. Промышленные пласты сильвинитов  осложнены тектоническими нарушениями, трубками взрыва и зонами замещения сильвинитов каменной солью, а вблизи трубок взрыва – ангидрит-галитовыми и кальцит-ангидрит-галитовыми породами. Сильвиниты отличаются повышенной газонасыщенностью. Перекрывающие отложения обводнены, мощность водозащитной толщи – до 258 м.

    Технология добычи и переработки. Освоение калийных месторождений (добыча и производство калийных удобрений – 95%-й KCl и 100%-й K2O) может осуществляться двумя основными способами: шахтным с флотационным и галургическим (растворение и перекристаллизация) переделом (обогащением) сильвинита и скважинным в 3 модификациях – вертикальными камерами с галургическим либо электрохимическим переделом либо горизонтальными камерами с электролизным переделом. В первом варианте конечным продуктом является 95%-й хлористый калий, во втором – карбонаты калия и натрия, а также другие продукты.

Шахтным способом разрабатывается Верхнекамское месторождение – единственный в России объект, где в настоящее время добываются и производятся калийные удобрения.

Сравнительные технико-экономические показатели добычи и переработки сильвинитов Непского месторождения указанными способами приведены в табл. 5.

Таблица 5.

Укрупненные технико-экономические показатели добычи и переработки сильвинитов Непского месторождения
(в ценах 2005 г. на 1 т сильвинитов)


Источники информации
(шахтный способ);
модификации
(скважинный способ)


Значения показателей, р/т

Эксплуатационные затраты

Выручка от реализации
товарных продуктов

Прибыль

Капвложения

Шахтный способ и флотационный передел (факт)

ТЭО ВНИИГ, 1991 г.

300

390

90

2070

Данные ОАО "Сильвинит",

1991 г.

260

310

50

1850

Данные ОАО "Сильвинит",

2005 г.

450

700

250

2980

Скважинный способ (оценка)

Вертикальными камерами
с галургическим переделом

1380

700

-680

9750

Вертикальными камерами при сплошном растворении и электрохимическом переделе

2300

2700

400

7200

Горизонтальными камерами
с электролизным переделом

2935

4800

1865

1150

 

Как видно из табл. 5, освоение Непского месторождения шахтным способом малорентабельно (чистая прибыль в среднем по разным оценкам не превышает 100 р/т), а скважинным (вертикальными камерами с галургическим переделом) – убыточно из-за высокой стоимости переработки продуктивных рассолов по традиционной технологии.

Шахтный способ. В 1987 г. ВНИИгеолнерудом была проведена укрупненная геолого-экономическая оценка Непского месторождения с учетом шахтного и скважинного вариантов его освоения, а в 1997 г. технико-экономическая переоценка этого месторождения выполнена на предприятии "Иркутскгеология" по методике ВИЭМС (применение дефляторов) и ВостСибНИИГГиМС на основе ТЭО ВНИИГ.

Сравнительные технико-экономические показатели этих оценок для шахтного способа разработки Непского и Верхнекамского месторождений приведены в табл. 6.

Таблица 6.

Технико-экономические показатели освоения шахтным способом Непского месторождения
в сравнении с фактическими на солерудниках Верхнекамского месторождения.


Показатели


Непское месторождение (предварительная оценка)


Верхнекамское месторождение
(фактическая оценка по данным ОАО "Сильвинит")

1991 г.

1997 г.

1991 г.

1996 г.

2005 г.

Добыча сильвинитов, млн т

8,9

9,5

11,2

8,2

19,4

Себестоимость добычи, р/т

112,4

100,1

115,7

136,6

95,6

Производство удобрений, млн т:

95%-й KCl
100%-й К2О

2,83
1,70

2,83
1,70

2,37
1,43

1,64
1,0

4,98
2,98

Себестоимость

производства 95%-го KCl, р/т

1041

1071

1250

1614

1746

Стоимость 95%-го KCl, р/т

1223

2820

1472

3112

3323

Эксплуатационные затраты на добычу и переработку сильвинитов, р/т

294

302

262

325

450

Капвложения на добычу
и переработку сильвинитов, р/т

2070

2006

1850

2160

2976

Чистая прибыль от реализации 95%-го KCl, р/т

182,2

1749

222

1498

995

Рентабельность
(относительно капвложений), %

8,8

87,0

12,0

69,0

33,0

Среднемесячная численность работников, чел.

3169

3169

Нет данных

8900*

10730*

Выработка на одного работника:

по выручке, р/т
по добыче сильвинита, т/чел

1092
2808

2518
2998

Нет данных

573
921

1542
1808

Примечание. Экономические показатели в денежном выражении рассчитаны в ценах 2005 г.
* На трех солерудниках.

Как видно из табл. 6, основным товарным продуктом добычи сильвинитов и их переработки как на Верхнекамском, так и на Непском месторождениях является хлористый калий. По технологической схеме шахтного способа ("подземная добыча ® флотационная переработка сильвинитов") на 1 т К2О в среднем приходится 1,66 т обеспыленного 95%-го хлористого калия и 3,6 т отходов, в том числе 3,36 т мелкозернистой загрязненной аминами поваренной соли и 0,24 т маточника, насыщенного NaCl, KCl и MgCl2. При этом мощность Непского калийного предприятия определяется только потребностями в К2О и ограничивается значениями 2,5-2,8 млн т хлористого калия (1,6-1,8 млн т К2О). Сопутствующая поваренная соль может быть возвращена на закладку выработанного пространства, а отходы маточника подлежат сбросу в шламохранилище.

Следует отметить, что для Непского месторождения при шахтном способе в зависимости от ширины горизонтальной камеры, состава и физико-механических свойств пород продуктивной толщи, глубины разработки и расположения камер относительно границ шахтного поля ширина межкамерных целиков устанавливается больше ширины самой добычной камеры. Это обусловливает потери запасов калийных солей в недрах месторождения до 60 %. С увеличением глубины добычи извлечение их уменьшается еще на 20 % и более.

Непское месторождение характеризуется более сложным геологическим строением и гидрогеологическими условиями по сравнению с Верхнекамским* (глубина залегания, тектоническая нарушенность, развитие зон замещения сильвинитов каменной солью, повышенная газонасыщенность сильвинитов, наличие 4 горизонтов напорных вод в перекрывающих отложениях и др.). По этим показателям в ТЭО постоянных кондиций Непского месторождения предусматривается вскрывать калийсодержащие пласты 4 шахтными стволами глубиной до 850 м (так как продуктивные пласты Непского месторождения залегают именно на этих глубинах, т.е. вблизи предельных значений глубин для активного проявления горного давления) и нарезкой двух изолированных шахтных полей. Проходка стволов подготовительных и добычных выработок будет сопряжена со значительными трудностями (глубина замораживания, использование специальных сортов цемента и т.д.).

* В пределах Верхнекамского месторождения произошло полное затопление солерудников БКРУ-3 в 1986 г. на Балахонцевском и БКРУ-1 в 2006 г. на Березниковском участках.

На более глубоких горизонтах горное давление проявляется в большей степени, и борьба с его последствиями сопряжена с большими трудностями и значительными дополнительными затратами. На глубинах 1000 м и более соляные породы, и особенно калийные, начинают сильно деформироваться, делая горные выработки непригодными для эксплуатации.

Скважинный способ. Как уже было указано выше, скважинный способ освоения калийных месторождений может быть реализован в 3 модификациях:

  1. вертикальными камерами с галургическим переделом;
  2. вертикальными камерами со сплошным скважинным растворением и электрохимическим переделом;
  3. горизонтальными камерами с электрохимическим (электролизным) переделом.

По технологической схеме первой модификации – "скважинное растворение сильвинитов ® галургическая переработка рассолов" – на 1 т К2О приходится 1,68 т товарного хлористого калия и 3,27 т поваренной выварочной соли сорта "высший". В этой модификации мощность Непского солепредприятия будет аналогична шахтному способу и, как уже сказано выше, работа предприятия будет убыточной (-680 р/т). Из сопутствующей поваренной соли, в пределах сферы влияния Непского солерудника, могут быть реализованы только около 520 тыс. т галита в качестве технической соли, а остальной объем должен направляться в отвал. Кроме того, потребуется создание хранилища слабых рассолов вместимостью 14 млн м3.

Более приемлема вторая модификация (чистая прибыль – 400 р/т), но ее реализация требует больших эксплуатационных затрат (2300 против 1380 р/т в первой модификации).

Наиболее перспективной для реализации с точки зрения экономической эффективности является третья модификация. По разработанной для нее в ГИГХСе (Б.С.Реморов) безотходной технологической схеме "скважинное растворение сильвинитов ® мембранный электролиз ® карбонизация" на 1 т К2О может быть получено товарной продукции: поташа – 1,5 т (или 2,2 т бикарбоната калия), кальцинированной соды – 4,0 т и газообразного хлора – 3,6 т. Образующиеся маточные щелока возвращаются в скважины на донасыщение, а 0,12 т газообразного водорода могут быть использованы на нагрев возвратных щелоков и сушку готового продукта.

При реализации этой технологии наиболее ценный продукт – поташ, потребителями которого являются многие отрасли промышленности. Поташ с высоким эффектом мог бы использоваться как бесхлорное калийное удобрение с повышенным содержанием К2О (68 против 54 % в сульфате калия). Однако поташ отличается повышенной гигроскопичностью и сильно слеживается при открытой транспортировке. Такого недостатка лишен бикарбонат калия, в который может быть переработан поташ. Использование бикарбоната калия в качестве удобрения позволит покрывать потребность растений не только в калии, но и в двуокиси углерода, необходимой для корневой системы, особенно в парниковых хозяйствах. Наиболее целесообразно использовать бикарбонат калия на кислых почвах, так как при этом отпадает необходимость в их известковании. С другой стороны, отсутствие простых и дешевых способов производства карбоната и бикарбоната калия является основной причиной, ограничивающей их применение в сельском хозяйстве и промышленности.

Кальцинированная сода также весьма дефицитна и находит широкое применение в стекольной, химической промышленности, цветной металлургии и других отраслях.

Газообразный хлор широко используется в химической промышленности при производстве полимеров (перхлоруглеродных и полихлорвиниловых смол, хлористого алюминия, хлорной извести, соляной кислоты), в лесотехнической и других отраслях промышленности.

Скважинный способ добычи (особенно горизонтальными камерами) позволяет осваивать соляные месторождения на больших глубинах, со сложными горно-геологическими и гидрогеологическими условиями залегания продуктивных залежей и с более низкими и менее выдержанными параметрами их качества и мощности, дает возможность организации единого замкнутого цикла добычи и переработки солей на основе механизации и автоматизации всего комплекса работ. Это предопределяет бóльшую горно-техническую и социально-экологическую безопасность эксплуатации месторождения благодаря полному освобождению человека от работы в подземных условиях и резкому снижению количества соляных и других отходов, а также обеспечивает рост производительности добывающего предприятия. Например, при использовании вместо шахтного скважинного способа добычи производительность предприятия по добыче каменной соли повышается в 4 раза, а удельные капитальные затраты уменьшаются почти в 7 раз.

Сущность скважинного способа добычи горизонтальными камерами (рис. 2) заключается в подземном растворении и гидродобыче калийных солей с подачей растворителя и откачкой рассола и пульпы через скважины. Ископаемые соли в естественном состоянии монолитны, поэтому для начала процесса растворения требуется создание полости (камеры), обеспечивающей эффективную площадь соприкосновения растворителя с продуктивной соляной толщей, а для гидродобычи необходимо создать определенный объем раздробленной и трещиноватой породы путем ее активизации взрывом.

 

Использование для интенсификации процесса гидродобычи взрывчатых веществ (ВВ) дает возможность перевода соляных пород в подвижное состояние не только путем их активного растворения, но и за счет гидромеханического воздействия на них гидромониторных струй равновесных рассолов с получением рассольно-соляных пульп, соответствующих исходному составу продуктивной залежи.

Подъем пульп калийных солей на дневную поверхность способствует более эффективной переработке, в том числе и галургической, добываемых рассолов за счет растворения твердых частиц пульпы при повышенных температурах, и соответственно увеличения их минерализации. Создание же искусственной трещиноватости под воздействием ВВ предопределяет возможность образования большой поверхности растворения и получения в горизонтальных камерах достаточно насыщенных рассолов за счет растворения активизированных соляных пород.

При относительной маломощности продуктивных калийных пластов эффективность скважинной добычи вертикальными камерами резко снижается за счет растворения межпластовой каменной соли и необходимости бурения большого числа добычных скважин. В таких условиях более перспективной становится отработка продуктивной толщи горизонтальными камерами, расположенными по простиранию пласта. Современная буровая техника позволяет "вписывать" горизонтальный ствол вертикально-горизонтальной скважины в пласт мощностью 3-5 м. Проходка таких скважин осуществляется на основе стандартного бурового оборудования для добычи нефти или газа, в том числе и отечественного.

При размещении горизонтальных добычных камер по продуктивному пласту возможны такие варианты их расположения, которые в той или иной степени подобны существующим системам горных выработок при шахтном освоении месторождений с учетом длины очистных камер в 150-200 м в обе стороны от панельного штрека. Это позволяет реализовать при бурении из одной вертикальной скважины нескольких параллельных или радиальных горизонтальных, добычных стволов протяженностью до 300-400 м.

Переработка сильвинитов. Технологические переделы добытых сильвинитов основаны на физико-химических свойствах солей: различной растворимости галита и сильвина в диапазоне температур до +110 оС, а также электрических свойствах ионов рассола, позволяющих разделять их электрохимическим способом.

Галургическая переработка скважинных рассолов (первая модификация) отличается от переработки рассолов, полученных в результате растворения соляных пород, добытых в шахте, тем, что первые необходимо дополнительно довести до концентрации осаждения из них сначала NaCl, а затем KCl. Это обусловливает дополнительные энергетические, а значит, и финансовые затраты. При переработке же сильвинитовых рассолов и пульп скважинной гидродобычи концентрация рассола, поступающего на передел, возрастает за счет растворения твердых частиц, повышая тем самым эффективность галургического способа переработки.

Электрохимический (электролизный) способ переработки скважинных рассолов сильвинитов (скважинная гидродобыча) отличается простотой аппаратурного оформления, легко поддается автоматизации и является практически безотходным. При этом для его реализации необходима только определенная суммарная концентрация хлористых солей, без необходимости предварительного разделения их на NaCl и KCl (например, электросепарацией), ибо образуемая в электролизере сумма гидрооксидов щелочей Na и K в процессе дальнейшего передела легко разделяется на отдельные электролизные потоки. Такая особенность технологии переработки сильвинитовых рассолов позволяет увеличить извлекаемость запасов сильвинитов при этом способе добычи, так как становится возможным перерабатывать рассолы с содержанием хлористого калия около 90 г/л (при достаточном выходе калийсодержащего полезного продукта – К2О), но при условии сохранения оптимальной суммарной концентрации хлоридов за счет хлористого натрия. Допустима и более низкая концентрация хлористого калия (например, до 60 г/л), что влияет только на соотношение получаемых конечных продуктов (в этом случае увеличивается выход натрийсодержащих соединений). Поэтому электрохимическая технология переработки рассолов позволяет вовлекать в скважинную добычу сильвиниты со средним содержанием хлористого калия в пласте до 22 %, а при нижнем пределе выхода калийсодержащего продукта с еще более низким содержанием – 15 %. Это может значительно повысить комплексность и эффективность освоения Непского месторождения.

В целом электрохимический способ мобилен и дает возможность перехода от выпуска одного вида конечного продукта к другому или изменения доли одних соединений за счет доли других. Однако по сравнению с галургическим способом он требует больших энергозатрат и первичных капиталовложений, которые, впрочем, полностью окупаются товарной стоимостью получаемых дефицитных продуктов.

Таким образом, освоение Непского месторождения сильвинитов способом скважинного растворения и гидродобычи через горизонтальные камеры и электрохимической переработкой рассолов позволит получать бесхлорные калийные удобрения, остродефицитные на внутреннем и мировом рынках, при бурении значительно меньшего числа добычных скважин. Кроме того, выбранная схема переработки хлоридных рассолов является практически безотходной и в сочетании со скважинной отработкой калийсодержащих пластов горизонтальными камерами будет оказывать минимальное экологическое воздействие на окружающую среду. При реализации этой модификации Непское месторождение может стать весомой альтернативой Верхнекамскому, на котором ведется шахтная добыча сильвинитов и выпускаются только хлористые калийные удобрения.

    Экономические аспекты освоения Непского месторождения. Если исходить из потенциальной (биохимической) потребности почв Сибирского и Дальневосточного ФО в калийных удобрениях, равной 740 тыс. т К2О (см. табл. 2), а также возможных экспортных поставок, то годовая мощность по их выпуску будущего солепредприятия на Непском месторождении должна составлять не менее 1000 тыс. т К2О (1670 тыс. т 95%-го KCl). При среднем содержании К2О в непских сильвинитах 21,4 % годовая мощность солерудника по сильвинитам составит 4,54 млн т, а с учетом 15 % потерь при их технологическом переделе – 5,35 млн т. По аналогии с планируемым к строительству рассолопромыслом на Непском месторождении по ТЭО ВНИИГ минимальная концентрация добываемых рассолов должна составлять 345 кг/м3 (KCl – 105 кг/м3). Тогда годовая мощность будущего рассолопромысла должна быть 15,5 млн м3, а с учетом 10 % потерь – 17,0 млн м3, что в 2,4 раза больше, чем на возможном рассолопромысле Гремячинского месторождения (Волгоградская область). Укрупненные расчеты для последнего, выполненные в ЦНИИгеолнеруде (2005 г.), показывают, что при средней глубине залегания сильвинитов 1100 м (средняя мощность – 12,5 м) инвестиции на обустройство солерудника и эксплуатацию рассолопромысла в зависимости от параметров и конфигурации добычных горизонтальных камер (длина 200-400 м), а также объема добываемых сильвинитов (55-205 тыс. т) должны составить в среднем соответственно 305 р/т и 75 р/м3 (в ценах 2005 г.). Для условий Непского месторождения они удваиваются.

Себестоимость конечных продуктов электрохимического передела составит 2325 р. на 1 т добываемых сильвинитов и 725 р. на 1 м3 рассолов. Тогда затраты на добычу и переработку 1 т сильвинитов будут равны 2935 р., 1 м3 рассолов – 875 р., а выручка от реализации 1 т товарной продукции на российском рынке – соответственно 4800 и 1500 р. Следовательно, чистая прибыль на 1 т перерабатываемых сильвинитов – 1865 р. (см. табл. 5), на 1 м3 рассолов – 625 р.

Эти данные подтверждают сделанный еще в 1987 г. вывод, что при освоении Непского месторождения шахтным способом для производства преимущественно хлористого калия месторождение в целом выглядит как рядовой объект, во многом уступающий практически по всем показателям уже освоенным Верхнекамскому и Старобинскому (Белоруссия) месторождениям. При этом сфера его влияния будет ограничена в основном Восточной Сибирью и Дальним Востоком. При комплексном же освоении месторождения на основе скважинного способа (главным образом его третьей модификации) оно приобретает федеральное (и межгосударственное) значение, поскольку карбонатные соли калия и натрия являются остродефицитными не только в Российской Федерации, но и во всем мире, в том числе в Японии, КНР, Индии и других странах. В этом случае на базе месторождения может быть создано одно из ведущих предприятий Верхне-Ленского ТПК. К его освоению могут быть привлечены инвестиции как стран СНГ (например, Казахстана), так и дальнего зарубежья (Японии, КНР и др.), испытывающих острый дефицит в бесхлорных калийных удобрениях из-за производства в больших объемах сельскохозяйственной продукции (фруктов, чая, овощей и картофеля).

Укрупненные расчеты показывают, что при экспорте только 1/3 готовой продукции углекислого калия (поташа) и кальцинированной соды (суммарно 1,5-1,8 млн т в год) и мировых ценах на них около 200 дол/т годовая выручка составит 300-360 млн дол. За 25-летний срок отработки месторождения общий доход от экспорта продуктов составит 7,5-9,0 млрд дол., что значительно выше общей суммы капитальных вложений, предусмотренных любыми способами освоения Непского месторождения (считается, что на создание калийного солепредприятия требуется более 1 млрд дол. [4]).

Нетрудно рассчитать, что доход от экспорта одних калийных удобрений при годовом производстве 600-800 тыс. т хлористого калия (400-500 тыс. т К2О, как это предусмотрено ТЭО ВНИИГ) и средней цене 160-180 дол/т (порт Вентспилс, 2007 г.) составит 100-130 млн дол. в год, т.е. будет намного ниже. При этом следует подчеркнуть, что общие перспективы экспорта хлористого калия в азиатские страны со временем будут наталкиваться на возможную конкуренцию в связи с подготовкой к освоению калийных месторождений Таиланда.

* * *

Таким образом, рассмотренные способы освоения калийных месторождений позволяют сформулировать основные направления будущего освоения Непского месторождения, которое находится в нераспределенном фонде недр из-за удаленности от крупных населенных пунктов, однако размещается почти в центре Ангаро-Ленской нефтегазоносной провинции. Его разработка может осуществляться в комплексе с освоением углеводородного сырья вахтовым способом и подачей продуктивных рассолов и рассольно-солевых пульп на перерабатывающее предприятие по рассолопульпопроводу, например, в район Усть-Кута. Поэтому передача месторождения в недропользование должна проводиться на конкурсной основе, с учетом технико-экономических разработок на весь производственно-технологический цикл добычи сильвинитов и получения товарных продуктов.

Однако, несмотря на столь оптимистические перспективы, для реального внедрения скважинного способа и переработки рассолов электролитическим разложением солей необходимо выполнение геолого-разведочных и научно-исследовательских работ по опытно-методической и опытно-промышленной апробации их в естественных условиях, что подчеркивалось еще в Протоколе рабочего совещания представителей Управления неметаллов Мингео СССР, ГКЗ СССР и ПГО "Иркутскгеология" от 16.07.1987 г. в Усть-Куте. Все это означает, что, несмотря на утверждение в ГКЗ РФ в 1992 г. (Протокол № 85 от 28.09.92 г.) запасов сильвинитов Непского месторождения на основе ТЭО постоянных кондиций (Протокол ГКЗ СССР № 2490-К от 04.10.1991 г.), разработанного ВНИИГ по традиционной схеме, геолого-разведочные работы на месторождении и в целом в Непском районе нельзя считать завершенными, так как перспективы реального освоения первого в Сибири месторождения калийных солей во многом остаются проблематичными как в горно-техническом, так и в социально-экономическом отношении.

Более того, по электрохимическому методу могут перерабатываться рассолы с более низкими концентрациями оксида и хлорида калия при условии достаточной концентрации последнего, необходимого для увеличения выхода кальцинированной соды. Поэтому в перспективе можно будет отрабатывать месторождения калийных солей даже со средними и низкими значениями содержания хлористого калия в сильвинитах (около 15 %). В этом плане с учетом фактической нерешенности проблемы создания сырьевой базы калийных солей в восточных районах Российской Федерации необходимо продолжение поисков новых месторождений, находящихся в более благоприятных горно-геологических и географо-экономических условиях.

С этих позиций несомненный интерес представляют прогнозные ресурсы Лено-Киренгского калиеносного района, подсчитанные предприятием "Иркутскгеология" в объеме 800 млн т К2О и апробированные МПР России по категории Р2 (см. табл. 4).

Оценка прогнозных ресурсов базируется на прямых признаках калиеносности по керну и каротажу нефтепоисковых скважин. Наличие калийных солей с кондиционными содержаниями основных компонентов (К2О > 14 %, KCl > 22 %) выявлено на Балаганкинской (сильвиниты) и Ковыктинской (сильвиниты, карналлиты) нефтепоисковых площадях. Калиеносные горизонты, в которых устанавливается развитие сильвинитов, залегают на глубинах 500-800 м (литвинцевская свита) и 600-1200 м (ангарская свита).

Все это предопределяет возможность выявления в пределах Лено-Киренгского района месторождения сильвинитов с запасами 100-150 млн т К2О, расположенного в значительно лучших географо-экономических и транспортных условиях по сравнению с Непским – Лено-Киренгский район находится в 75 км от ж.д. станции Усть-Кут и связан с Иркутском автомагистралью. На юго-восточной периферии района ведется (в соответствии с государственной программой "Стратегия развития Сибири"*) подготовка к освоению крупного Ковыктинского газового месторождения. Освоение последнего окажет существенное влияние на социально-экономическую ситуацию региона и развитие его инфраструктуры, а следовательно, и геолого-экономическую значимость прогнозных ресурсов калийных солей Лено-Киренгского района.

* Российская газета. – № 43 (2911). – 12.03.2002.

Исходя из рекомендаций предприятия "Иркутскгеология" (1997 г.) и учитывая необходимость расширения сибирской сырьевой базы калийных солей, целесообразно выполнить в пределах Лено-Киренгского калиеносного района прогнозно-поисковые работы в целях установления продуктивных залежей сильвинитов.

Приведенные выше данные однозначно свидетельствуют о том, что в восточных районах России имеются реальные предпосылки для коренных изменений в освоении минерально-сырьевой базы калийных солей и географии размещения месторождений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Аксенов Е.М. Состояние и направления развития минерально-сырьевой базы неметаллических полезных ископаемых / Е.М.Аксенов, Г.Г.Ахманов, Ю.В.Баталин и др. // Разведка и охрана недр. – 2006. – № 7. – С. 16-24.
2. Баталин Ю.В. Развитие минерально-сырьевой базы калийных солей / Ю.В.Баталин, А.К.Вишняков, В.Г.Чайкин // Разведка и охрана недр. – 2003. – № 3. – С. 19-24.
3. Баталин Ю.В. Проблемы и перспективы развития минерально-сырьевой базы агрохимического сырья Российской Федерации / Ю.В.Баталин, Р.З.Фахрутдинов, М.И.Карпова, И.С.Садыков // Разведка и охрана недр. – 2005. – № 9. – С. 7-10.
4. Головков Б.Ю. Калийные предприятия: разовый платеж или научный опыт? // Большой бизнес. – 2007. – № 6(42). – С. 112-116.
5. Ведерников Н.Н. Минерально-сырьевая база калийных удобрений России / Н.Н.Ведерников, Ю.В.Баталин, А.К.Вишняков и др. // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. – 1999. – № 4. – С. 12-19.


©  Е.М. Аксенов, Ю.В. Баталин, А.К. Вишняков, Р.Р. Туманов, Р.З. Фахрутдинов, Журнал "Минеральные ресурсы России. Экономика и управление" - 2008-01.
 

 

 

SCROLL TO TOP
viagra bitcoin buy

������ ����������� �������@Mail.ru