Развитие горнодобывающей промышленности Казахстана (на примере месторождения хризотил-асбеста)

Крупная сетка жил отмечается в массивном серпентините в случаях, когда отдельные жилы находятся близко друг от друга. Тогда в межжильном пространстве, как правило, возникают мелкие, хаотично расположенные жилы поперечно-волокнистого асбеста. В совокупности жилы образуют крупную сетку, в ячейках которой находятся Небольшие участки (ядра) неизмененных ультрамафитов. Размеры отдельных ячеек сетки по длинной оси достигают 0,5-1,0 м. Этот тип асбестоносности связан постепенными переходами с простыми отороченными жилами. Обычно в нем содержится от 3 до 10% асбестового волокна длиной до 10-20 мм. Он является наиболее удобным для промышленной отработки.

Мелкая сетка жил наблюдается обычно в нацело серпентинизиро-ванных участках ультрамафитов. Размеры ячеек сетки по длинной оси 10-50 см. Из этого типа извлекается волокно средней длины (4-10 мм) при содержании волокна в горной массе 8-10%, а иногда 20-25%.

Мелкопрожил представляет собой серию параллельных мелких прожилков асбеста небольшой мощности (1-5 мм). Мелкопрожил связан постепенными переходами с мелкой сеткой. Из него извлекается самое короткое промышленное волокно длиной 1-3 мм. Содержание волокна в породе от 2 до 30%. [23]

В Казахстане среди месторождений хризотил-асбеста в зависимости от морфологии залежей, типов асбестоносности, расположения волокон асбеста по отношению к стенкам жил можно выделить четыре геолого-промышленных типа: баженовский, лабинский, карачаевский и аспагашский. [21]

Геолого-промышленный тип месторождений устанавливается на основании минерального состава руд и их особенностей, определяющих промышленную ценность объекта и морфологию основных рудоносных тел. Следует обратить внимание на то, что не каждому геолого-промышленному типу в Казахстане соответствует объект класса месторождений. В основу систематики положены сведения, полученные геологами в пределах СНГ. [22]

Как было сказано выше в природе существует несколько геологических типов асбеста: Лабинский, Баженовский, Карачаевский, Аспагашский типы. В этой работе Мы остановимся на более распространенном Баженовском типе.

Баженовский геолого-промышленный тип является наиболее широко распространенным типом среди хризотил-асбестовых месторождений. К нему принадлежат такие месторождения-гиганты, как Баженовское, Киембаевское, Актовракское (Россия), Манро, Тетфорд (Канада), Шабани, Машаба (Зимбабве), Джетыгара (Казахстан), а также менее крупные объекты - Алапаевское, Лесное, Режевское, Красноуральское, Кривское, Ильчирское, Молодежное (Россия), Батмановское, Хантау (Казахстан) и мн. др. Месторождения этого типа дают подавляющее количество товарного хризотил-асбеста на мировом рынке.

Объекты баженовского типа приурочены к альпинотипным массивам тектонизированных ультрамафитов, принадлежащих к дунит-гарц-бургитовой ассоциации габбро-перидотитовой формации. В районах месторождений гарцбургиты и дуниты серпентинизированы в различной степени и образуют полную гамму переходов от неизмененных пород или пород слабо серпентинизированных до пород нацело сер-пентинизированных. Тектонизированные ультрамафиты образуют ядра, размеры которых колеблются от первых сантиметров до нескольких километров по длинной оси. Кроме указанных пород встречаются лерцопиты и вебстериты, амфиболиты. Массивы имеют линейную ориентировку вдоль сутурных линий или надвиговых фронтов и представляют собой лротрузии. Большинство рудных тел окаймляют ультрамафиговые ядра и имеют форму линз, лент и пластов. Каждое тело имеет внутри зональность асбестоносности в соответствии с первыми шестью ее типами, рассмотренными выше. Все залежи объединяются в рудные поля, количество которых часто зависит от такового крупных ядер ультрамафитов. Массивы ультрамафитов и рудные тела рассечены системами более поздних разрывных нарушений, полости которых часто выполнены дайками кислого состава. В контакте с последними руды испытывают антигоритизацию и оталькование. Запасы асбеста на этих месторождениях достигают десятков миллионов тонн. Качество хризотил-асбеста зависит от типа асбестоносности, развитого в рудных телах. Подавляющее большинство жил поперечно-волокнистое. Оптимальным является широкое развитие крупной и мелкой сетки жил, которые, с одной стороны, дают максимальный выход волокна, а с другой - характеризуются максимальной интенсивностью асбестонос-ныхжил.

В Казахстане объекты баженовского типа широко распространены. В Уральском щите это два месторождения - Джетыгаринское и Батмановское - и многочисленные проявления, залегающие во фрагментах океанских литосферных плит, которые расположены как вблизи структурных линий, так и в зонах обдукции. В Восточно-Казахстанском щите объекты, которые можно отнести к баженовскому типу, также многочисленны и занимают сходную геологическую позицию. Они известны во фрагментах океанских литосферных плит вблизи Тектурмасской, Шидертинской, Кентерлауской, Жа-лаир-Найманской, Акшатауской, Тарбагатайской, Чарско-Горностаевской и других сутурных линий, а также среди ультрамафитов Боровской, Шидертинской, Кендыктасской, Прибалхашской, Акбастау-Косму-рынской обдукционных зон. [24]

Среди геологических объектов баженовского геолого-промышленного типа в Восточно-Казахстанском щите выделяется Хантауское месторождение. Остальные проявления изучены слабо.

Джетыгаринское месторождение занимает ведущее место среди асбестовых месторождений Казахстана. Особенность геологического строения, методика изучения и результаты эксплуатации этого уникального по количеству запасов месторождения будут рассмотрены в следующем разделе.

Батмановское месторождение хризотил-асбеста расположено на Южном Урале, в пределах Карабалыкского района Костанайской области, в 28 км к юго-юго-востоку ст районного центра Карабалык (бывший Комсомолец). В 1962 г. при оценке коры выветривания Батмановского ультраосновного массива на никель и кобальт и в 1962-1964 гг. во время комплексной геологической съемки масштаба 1:50 000 в керне скважин были отмечены прожилки поперечно-волокнистого асбеста. Целенаправленные поиски хризотил-асбеста здесь были осуществлены в 1980-1982 гг., а в 1982-1985 гг. были проведены поисково-оценочные работы с подсчетом запасов месторождения (А.Н. Ле-пилов, Е.В. Зоренко и др.).

Месторождение приурочено к Батмановскому ультраосновному массиву, который относится к притобольско-аккаргинскому ультрамафито-вому силур-девонскому магматическому комплексу Уральского щита. В плане массив имеет сложную форму: вытянут в северо-восточном направлении на 5,5 км при ширине до 2 км и серией даек диоритовых порфиритов расчленен на Западный и Восточный блоки, с которыми связаны одноименные залежи хризотил-асбеста. Для крутопадающих асбестовых залежей массива свойственна зональность баженовского типа, имеющая кольцевое расположение вокруг перидотитовых ядер как в плане, так и в разрезе.

Западная залежь протяженностью 1,8 км при ширине до 0,7-0,8 км окаймляет сгруппированные многочисленные ядрышки серпентинизи-рованных ультрамафитов. Промышленная асбестоносность представлена сложными, простыми и отороченными жилами и жилками сетчатого типа в хризотиловых и хризотил-лизардитовых серпентинитах. Восточная залежь гораздо больше Западной и в виде эллипсоида с крутым субвертикальным падением вытянута на 5 км при ширине блока 1,6 км. Центральная часть блока представлена раздробленным крупным ядром серпентинизированных ультрамафитов, вокруг которого серпентиниты смешанного состава содержат промышленную асбестоносность. Установлено, что с глубиной насыщенность пород асбестом заметно не уменьшается, так что возможность обнаружения новых залежей на более глубоких горизонтах не исключается.

Предварительно оцененные запасы до глубины 200-300 м классифицированы по категории С2 в количестве 2638 тыс. т, а по категории Р1 - 406 тыс. т. Среднее содержание волокна в целом в пределах промышленных типов асбестоносности по сумме) I-VI сортов (класс круп-поста +0,5 мм) равно 1,36% при бортовом содержании волокна 1% условного VI сорта. В дальнейшем целесообразно провести на Батмановском месторождении хризотил-асбеста предварительную разведку до глубины 500 м с подсчетом запасов по категории В+Сг Ожидаемый прирост запасов ориентировочно составляет 3 млн. т волокна.

Хантауское месторождение хризотил-асбеста расположено в Жамбылской области, в 22 км от железнодорожной станции Хантау. Хризотил-асбест в горах Хантау выявлен в 1959 г. И.Л. Клименко и др., а последующими работами к 1966 г. установлено наличие месторождения. Оно приурочено к массиву ультрамафитов габбро-перидотитовой формации. Хантауский массив прослежен на 9 км с северо-запада на юго-восток при небольшой ширине (200-220 м). Местами он прерывается и делится на части - Северо-Западую, Центральную, Юго-Восточную.

Асбестоносной является Центральная часть, где поисково-разведочными работами установлены две асбестоносные зоны: Западная и Восточная. Они отличаются друг от друга формой асбестовых залежей, типами жилкования, содержанием и длиной волокна хризотил-асбеста и др.

Западная асбестоносная зона более богатая. Она протягивается на 1800 м при мощности от 20 до 90 м. Рудное тело имеет форму крутопадающей пластины и прослежено на глубину до 280 м. [25]

Разведанные запасы асбеста в мире оцениваются около 250 млн. т. Почти три четверти этих запасов сосредоточены в России (около 150 млн. т.) и Канаде (37 млн. т.). Казахстан обладает 26,702 млн. т. Разведанных запасов асбеста, стоящих на балансе, и занимает третье место после России и Канады. Значительные запасы Асбеста сосредоточены также ЮАР (15 млн. т.), США (4 млн. т), Бразилии (3,5 млн. т), Австралии (1,9 млн. т), Италии (1 млн. т). Собственное потребление асбеста странами - производителями, за исключением России, как правило, незначительное. Основная масса сырья экспортируется. Главными импортерами асбестовой продукции являются США, Япония, Великобритания и другие высокоразвитые страны. В последние годы потребность в асбесте резко возросла в Китае, Иране и странах Юго-Восточной Азии.

Техника и технология добычи асбестовых руд за рубежом и в Казахстане практически одинаковые. Во всем мире добыча асбеста в основном производится открытым способом, а в ЮАР, Зимбабве и Канаде - в небольших объемах подземным. Среднее содержание асбеста в руде на месторождениях России и Казахстана 3,5-4 5, Зимбабве - 5-7 5. данных по месторождениям других стран нет. В Канаде, по- видимому, оно ниже, чем 3,5-4 5, поскольку асбестовая промышленность этой страны в последнее десятилетие переживает большие трудности, связанные не только с ухудшающейся конъектурой асбеста в мире, но и с качеством сырья. [26]

В освоении мирового рынка хризотил-асбеста конкуренция требует от производителей асбеста выпускать более качественную продукцию. Это касается не только соответствия выпускаемой продукции мировым стандартам, но и выпуска асбеста более высоких марок. Если первое в основном связано с технологическими процессами производства, то второе - больше с природными факторами, вернее, с содержанием длинноволокнистого асбеста на месторождении.

Номенклатура выпускаемой товарной продукции меняется в зависимости от требований потребителя, области применения асбеста и природных возможностей эксплуатируемого месторождения. Межгосударственным стандартом ГОСТ 12871-93 "Асбест хризотиловый" утверждено, что марки асбеста зависят от фракционного состава волокна, определяемого методом сухого рассева на контрольном аппарате, состоящем из набора четырех сит с разными размерами ячеек сеток (см. таблицу 1).

Таблица 1.

Размеры стороны ячейки в свету на ситах контрольного аппарата

В зависимости от содержания того или другого сита товарный асбест делится на группы и марки. Кроме того, товарному асбесту в обязательном порядке присваивается сертификат радиационного качества, который составляется на основании исследования лабораторных проб, отобранных на складе готовой продукции. [27]

Вся асбестовая промышленность Казахстана сосредоточена в г. Житикара Костанайской области и развивается на базе Джетыгаринского месторождения. В настоящее время глубина карьера на месторождении составляет 260 м при достаточно высоком среднем коэффициенте вскрыши. На месторождении достаточно низкое содержание высоких сортов волокна (6-8%). Для сравнения отметим, что на месторождениях Зимбабве этот показатель 20%. Запасы других хризотил - асбестовых месторождений Казахстана, таких, как Ешкиольмес, Шайтантас, Джангабул, Южный Аиртау и Акжал, сняты с баланса запасов в связи с их не качественностью. [28]

1.3 Джетыгаринское месторождение хризотил-асбеста

Рассматриваемое месторождение - крупнейшее в Казахстане и одно из крупнейших в мире - расположено в 5 км на юго-восток от районного центра - г. Житикары.

Название месторождение получило от города житикара (раньше в русской транскрипции - Джетыгара). Слово "Житикара" в переводе с казахского означает "смотри зорче, пристальней". И действительно, причины смотреть зорче здесь были. Земля Житикаринская богата полезными ископаемыми. Наличие золота послужило для основания здесь поселения человека, которое называлось "Веселый аул". С 1915 г. оно было переименовано в Житикару. Статус города поселок получил в 1939 г. и развивался в основном за счет добычи золота.

Второе свое рождение Житикара получила после решения правительства бывшего СССР по освоению месторождения хризотил - асбеста.

Наличие асбеста в Джетыгаринском ультрамафитовом массиве было обнаружено в начале XX в. Предварительные исследования дали возможность сделать вывод о том, что асбестопро-явление заслуживает дальнейшего изучения. Впервые поисково-разведочные работы здесь проводились в 1939-1942 гг. под руководством Н.Д. Меркурьева. В результате этих работ асбестопро-явление было переведено в разряд месторождения. [37]

Систематические геологоразведочные работы на месторождении начались в 1950 г. В 1950-1967 гг. всесторонними исследованиями, включавшими разведку месторождения, занимались В.Р. Артемов, Н.С. Черемных, В.Н. Кузнецова, И.И. Волчек, А.А. Скрипни, А.И. Наумов, Л.Я. Шишкова и мн. др.

В 1967 г. вышла в свет монография "Месторождения хризотил-асбеста СССР", где в разделе о Джетыгаринском месторождении В.Р. Артемовым, Н.С. Черемных, А.И. Наумовым, Л.Я. Шишковой был обобщен фактический материал по геологическому строению ультрамафитового массива и месторождения хризотил-асбеста.

С 1976 г. началось изучение глубоких горизонтов Основной залежи, выполнялись поисково-разведочные работы на асбест в массиве. В эти же годы продолжалось исследование вещественного состава рудовмещающих серпентинитов месторождения. А.С. Варлаков выделил в составе серпентинитов месторождения (лизардиты, хризотил и антигорит, уточнил физико-химические условия их возникновения).

В 1988 г. были начаты и с перерывами продолжаются геологоразведочные работы по доразведке месторождения с целью пересчета запасов с геологических сортов на классы крупности волокна в соответствии с требованиями единой методики.

В настоящее время продолжается эксплуатационная разведка месторождения, и выполняются работы по подготовке новых эксплуатационных кондиций на ближайшие 10 лет. [38]

Джетыгаринское месторождение хризотил-асбеста расположено в одноименном массиве ультрамафитов притобольско-аккаргинского комплекса и относится к баженовскому геолого-промышленному типу. [35]

Массив (протрузия) ультрамафитов залегает среди толщ серицитовых, серицит-хлоритовых, кремнистых, кремнисто-углистых сланцев, известняков. Протрузия вытянута в близмеридиональном направлении на 18 км и разделяется на три части апофизами гранитоидов Милютинско-Джетыгаринского массива милютинского комплекса. В разрезе протрузия имеет форму расширяющейся на глубину линзы, падающей на восток под углами 40-70° (висячий бок залегает положе лежачего). Северная часть массива вытянута в меридиональном направлении на 8 км узкой полосой шириной до 1,5 км. [33]

Центральная часть массива представлена линзой северо-западного направления. Размеры ее по длинной оси составляют 3,3 км, а по короткой - 1,2 км. Установлены два направления разломов северо-западное и северо-восточное. В этой части массива размещается Гейслеровская залежь.

Южная часть массива самая крупная. Протяженность ее около 8 км при максимальной ширине до 3 км. На востоке, в висячем боку Малого ультрамафитового ядра, серпентинитовая кайма достигает максимальной ширины (до 1,5 км). В южной части массива В.Р. Артемов выделил 11 основных разломов преимущественно меридионального направления и восточного падения. Особо выделяются две зоны разломов, протягивающиеся на 4-5 км с севера на юг. Первая, Восточная, зона разломов включает два разлома и протягивается вдоль восточного контакта ультрамафитового массива, ограничивая с востока серпентинитовую кайму. Вторая, Центральная, зона разломов, образованная одним главным разломом с многочисленными оперяющими, проходит в центре южной части массива. Некоторые разломы разбивают Большое ультрамафитовое ядро на более мелкие блоки. Полости разломов выполнены дайками авгитовых порфиритов и спессартитов. В южной части массива локализовано восемь асбестовых залежей, в том числе самая крупная - Основная.

Джетыгаринский массив сложен в различной степени серпенти-низированными ультраосновными породами.

По структурно-тектоническому положению асбестовых залежей в Джетыгаринском ультрамафитовом массиве выделяются три асбестоносных поля: Главное, Северное, Западное.

Главное асбестоносное поле охватывает залежи, расположенные вокруг Малого ультрамафитового ядра южной части протрузии, -Основную, Восточную и Западную. С запада и востока оно ограничено зонами разломов, а внутри него наблюдаются два параллельных диагональных разлома северо-западного направления . Одним из этих разломов Восточная залежь отделена от Основной.

Основная залежь самая крупная на месторождении. Она приурочена к восточному контакту Малого ультрамафитового ядра и протягивается в виде широкой дуги на 3900 м. Залежь имеет пластообразную форму и падает согласно с контактом ультрамафитового ядра на восток. С глубиной мощность залежи уменьшается. В пределах Основной залежи выделено шесть типов асбестоносностности, которые характерны для всего месторождения. При их выделении учитывались не только геологические факторы (форма жилкования, длина волокна и т.п.), но и промышленное содержание асбеста класса крупности +0,5 мм.

Одиночные жилы хризотил-асбеста имеют мощность 5-20 мм, редко 25-30 мм они залегают в серпентинизированных ультрамафитах и окаймлены оторочками массивного плотного темно-зеленого серпентинита. Мощность оторочек в зависимости от мощности асбестовых жил колеблется от 2-3 до нескольких десятков сантиметров. Существует прямая линейная зависимость между мощностями серпентинитовых оторочек и асбестовых жил, подтверждающая привнос вещества для асбестовых жил из вмещающих серпентинитов.

Сложные жилы представлены сериями ориентированных параллельно друг другу жил хризотил-асбеста, которые залегают среди серпентинитов и серпентинизированных ультрамафитов. Мощность серий колеблется от 10-20 до 50 см, количество жил в серии 20-50, мощность в сериях варьирует в пределах 2-15 мм. Краевые жилы серий имеют наибольшую мощность. Расстояние между сериями жил 10-20 см и более. Количество просечек магнетита и серпентинита в жилах незначительное, длина волокна часто соответствует мощности жил.

Мелкопрожил сходен с типом сложных жил и отличается от него меньшей мощностью жил хризотил-асбеста. В типичном мелко-прожиле отдельные жилы имеют мощность 1-3 мм, причем мощность жил в серии почти одинакова.

Крупная cетка состоит из разноориентированных крупных простых жил хризотил-асбеста, залегающих в серпентинитах с ядрами серпентинизированных ультрамафитов. Мощность жил и длина волокна в них колеблются от 2 до 20-25 мм. Размеры ячеек пород между жилами хризотил-асбеста изменяются от 10 х 10 до 50 х 90 см. Просечки магнетита встречаются редко.

Мелкая сетка по морфологии жилкования аналогична крупной и отличается от нее лишь меньшей мощностью жил хризотил-асбеста (до 7 мм) и меньшим размером ячеек безрудных вмещающих пород (менее 12x12 см), заключенных между жилами асбеста. Магнетитовые просечки редки.

Просечки - непромышленный тип асбестоносности, образованный мелкими одиночными маломощными жилами асбеста.

Залежь Восточная находится на северном окончании Главного асбестоносного поля и отделяется от Основной залежи одним из диагональных разломов. Она протягивается в северозападном направлении на расстояние около 700 м параллельно залежи Основной. Форма ее пластообразная, мощность колеблется от 20 до 70 м, падение в восточных румбах под углами 75-80°. Залежь на поверхность не выходит.

Залежь Западная расположена к востоку от Центральной зоны разломов и приурочена к южному окончанию Малого ультрамафитового ядра. Мощность залежи меняется от 3 до 90 м, длина составляет всего 250 м. Асбестоносность в висячем боку, ближе к Малому ультрамафитовому ядру, представлена сложными жилами (20% запасов руд) с высоким содержанием волокна класса крупности +0,5 мм - 7,3%.

Северное асбестоносное поле размещается в центральной части протрузии. Оно включает единственную, но вторую по величине на месторождении залежь Гейслеровскую, которая имеет форму пласта. Залежь погружается на северо-запад. Длина залежи более 3 км, мощность от 40 до 154 м. Промышленные руды характеризуются бедными (среднее содержание асбеста по классу крупности + 0,5 мм в залежи 2,94%) и неустойчивыми содержаниями асбеста. С внешней стороны залежи располагаются полностью серпенти-низированные ультрамафиты.

Среди асбестоносных жил преобладает тип мелкой сетки (77% общего объема руды), наблюдающийся на всем протяжении залежи. Мелкосетчатая асбестоносность развита в серпентинитах хризотил-лизардитового состава и от ультрамафитового ядра отделяется полосой просечек и сложных жил. Мощность зоны мелкой сетки изменяется от первых до 154 м. Содержание асбеста класса + 0,5 мм составляет 3,0%. Асбестоносность типа сложных жил развита подчиненно (23% общего объема руды), прослеживается на четырех разобщенных участках залежи в связи с серпентинитами лизардитового состава. Содержание асбеста по классу + 0,5 мм 2,69%.

Залежь Лидинская приурочена к северному контакту Большого ультрамафитового ядра. В плане она имеет линзовидную форму и ориентирована в северо-западном направлении. Длина залежи составляет 820 м, ширина не превышает 75 м. В промышленных рудах асбестоносность представлена мелкой сеткой и мелкопрожилом. Они отличаются невысоким содержанием асбеста по классу +0,5 мм -2,03%. В распространении типов асбестоносности не наблюдается четкой закономерности.

Залежь Промежуточная расположена на восточном контакте Большого ультрамафитового ядра в полосе с профиров, диоритовых порфиритов, зонами дробления и расслан-цевания, имеющих согласное с залежью простирание и падение. Залежь имеет протяженность 830 м при мощности 60-100 м и падает на восток под углами 70-85°. Асбестоносность в залежи представлена мелкой сеткой, за исключением небольшого участка, где распространены сложные жилы. Содержание асбеста по классу +0,5 мм низкое - 1,77%. Хотя асбестовые жилы поперечно-волокнистые, по трещинам встречены примазки продольно-волокнистого хризотил-асбеста, что свидетельствует о пострудных тектонических подвижках, которые привели к деформациям ранее образованного хризотил-асбеста.

Залежь Отдельная приурочена к юго-восточной части небольшого ультрамафитового ядра, отделенного от Большого ядра разломом субмеридионального направления. Асбестоносность представлена исключительно мелкосетчатым типом с низким содержанием асбеста по классу +0,5 мм - 2,4%.

Залежь Малая примыкает к восточному контакту небольшого ультрамафитового ядра, отколотого от Большого ядра разломом. Залежь имеет пластообразную форму с восточным падением и прослеживается в северо-восточном направлении на 415 м при ширине от 15 до 90 м. Вмещающие породы представлены хризотил-антигоритовыми серпентинитами. В целом насыщенность асбестом низкая и составляет 2,27% по классу +0,5 мм.

Залежь Новая локализована на юго-восточном контакте Большого ультрамафитового ядра (см. рис. 21). С востока она ограничена Центральной зоной разломов. Простирается залежь в меридиональном направлении, имеет пластообразную форму. Асбестоносность представлена главным образом мелкосетчатым типом (88% общего объема руды). Содержание асбеста по классу крупности +0,5 мм составляет 1,83%. На контакте с ультрамафитовым ядром в лежачем боку залежи развиты одиночные жилы (9% общего объема руды), встречается мелкопрожил. Переход от промышленных руд к пустым породам постепенный и проходит через зоны просечек (см. Приложение 1). [28]

Асбестоносность отдельных участков зависит не только от благоприятного вещественного состава вмещающих пород. Определенную роль в количественном распределении асбеста играют также структурно-тектонические особенности участка, где эти породы встречаются. Об этом свидетельствует различное содержание асбеста в одинаковых по составу вмещающих породах в одних и тех же типах асбестоносности на разных участках Основной залежи, характеризующихся различной напряженностью тектоники.

Эксплуатация месторождения.

Джетыгаринское месторождение хризотил-асбеста эксплуатируется с 1965 г. открытым способом. К эксплуатации привлечена Основная залежь (за последние годы в контурах балансовых запасов Западной залежи добыты незначительные объемы руды). Длина карьера с учетом выездной траншеи составляет 4,3 км, ширина в центре - 1,4 км, глубина в максимуме - 255 м. [39]

За более чем 40 лет из карьера вывезено около 1140 млн. т горной массы, из них на фабрику подан 221 млн. т руды. Средний коэффициент вскрыши составил 4,16 т/т. Содержание асбеста в руде, поданной на фабрику, составило 3,95%. За это время произведено около 13,3 млн. т товарного асбеста. [40]

Если в начале 1980-х гг., когда асбестовая промышленность достигла своего апогея, Казахстан по объему производства занимал третье место в мире, то в настоящее время он занимает шестое место после России, Канады, ЮАР, Зимбабве и Китая.

Кроме политических и экономических причин снижение производства асбеста было связано с повсеместной антиасбестовой кампанией в мире. Суть этой кампании заключается в пропаганде якобы вредного воздействия асбеста на человеческий организм. Во многих странах мира проводились и продолжаются исследования влияния асбеста на организм человека, и медики считают, что паники по поводу губительного влияния асбеста на здоровье людей не должно быть. Скорее всего, компания вокруг вреда асбеста связана с борьбой за рынок сбыта продукции многих предприятий химической промышленности, выпускающей искусственные волокна - заменители асбеста. В настоящее время идет много споров вокруг заменителей асбеста, безопасность которых для здоровья человека пока не доказана. На изучение безопасности искусственных заменителей асбеста необходимы десятилетия, но уже полученные первые данные свидетельствуют не в их пользу. [41]

На комбинате "Костанайские минералы" выпускается асбест 3-й, 4-й, 5-й и 6-й групп. Из продуктов, улавливаемых пылеочистительными установками, вырабатывается асбест 7-й группы. Каждая группа делится на марки. Длинноволокнистый асбест II сита (в Джетыгаринском асбесте присутствует только в товарном асбесте 3-й и 4-й групп, и марка определяется по его количеству (А-3-60 и т.п.). При содержании II сита 50% и более товарный асбест маркируется как 3-я группа, менее - как 4-я.

В 5-й и 6-й группах марка определяется по количеству III сита (А-5-65 и т.п.). Содержание III сита 50% и более характерно для 5-й группы, ниже - для 6-й.

С учетом того, что руды Джетыгаринского месторождения обладают относительно низким содержанием III сита (45-49%), но более богаты асбестом II сита (2% и более), традиционно здесь выпускается товарный асбест 3-4-й групп более высоких марок. Для производства 1 т товарного асбеста 3-4-й групп на комбинате "Костанайские минералы" расходуется 0,3-0,4 т волокна II сита, в 2000 г. этот показатель был 0,37 т. Поэтому доля производства товарного асбеста 3-4-й групп на комбинате "Костанайские минералы" обычно составляет 12-13%, а это меньше, чем на комбинате "Оренбурские минералы". Выработанный товарный асбест дозируется по 50 кг, прессуется на специальных машинах в брикеты размером 200x400x800 мм, упаковывается в пропиленовые мешки. Упаковочная линия фирмы "СИГНОДЕ" позволяет вести упаковку готовой продукции согласно мировым стандартам и повышает конкурентоспособность джетыгаринского асбеста на мировом рынке.

Результаты анализов показывают, что товарный асбест 3-6-й групп Джетыгаринского месторождения, не содержащий амфиболовые минералы, по суммарной удельной активности естественных радионуклидов (ЕРН), равной 28-33 Бк/кг, относится к первому классу применения. Граничное значение первого класса материалов установлено на уровне 370 Бк/кг по суммарной удельной активности. [13]

Житикаринский асбест в основном экспортируется в страны СНГ и дальнего зарубежья. Всего около 7% асбеста покупают казахстанские потребители. Основными потребителями Житикаринского асбеста из стран СНГ являются Россия, Узбекистан, Украина, Азербайджан и др., из стран дальнего зарубежья - Иран, Индия, Таиланд и др. [15]

1.3.1 Состояние сырьевой базы АО "Костанайские минералы"

Оставшиеся балансовые запасы месторождения на 01.01.2008 г., составляют 26,5 млн. т асбеста, в том числе по Основной залежи (в проектном карьере до глубины 690 м) - 20,8 млн. т при среднем содержании асбеста класса крупности + 0,5 мм 4,47%; по Гейслеровской - 4,7 млн т при среднем содержании асбеста класса крупности +0,5 мм 3,06%; по Малой - 394,8 тыс. т при среднем содержании асбеста 1,87%; по Новой - 514,4 тыс. т при среднем содержании асбеста 1,41%; по Западной - 46,2 тыс. т при среднем содержании асбеста 2,15%. Запасы по залежам Лидинской, Восточной, Отдельной и Промежуточной отнесены к забалансовым. [19]

Основная залежь, как видно из ее названия, - основная на Джетыгаринском месторождении хризотил-асбеста. По качеству и количеству минерализации она является лучшей. Здесь сосредоточено 80% запасов месторождения. Небольшие залежи месторождения (Малая, Новая, Отдельная, Восточная, Лидинская, Промежуточная) на сегодняшний день с учетом горногеологических условий и экономических соображений, не могут быть привлечены к эксплуатации. Содержание асбеста класса крупности +0,5 мм в этих залежах находится в пределах 1,5-2,5% с низким содержанием III сита (II сито в рудах практически отсутствует). Включение запасов залежей Малой, Новой, Западной в балансовые было связано с тем, что они должны были отрабатываться одновременно с Основной залежью, как это происходит на Западной залежи. Залежь Гейслеровская находится на территории старого города, видимо, в ближайшие годы вряд ли будет вовлечена в эксплуатацию. Поэтому перспективы развития сырьевой базы комбината "Костанайские минералы" связаны с отработкой глубоких горизонтов Основной залежи и выявлением новых, более богатых и экономически выгодных для эксплуатации залежей асбеста. [19].

Горизонты Основной залежи, где предстоит добыча хризотил-асбеста в перспективе, имеют некоторые особенности геологического строения.

Глубина карьера в настоящее время составляет 255 м (горизонт +35 м), что соответствует глубине запасов, изученных по категории В. Ниже находятся запасы категории С, где достоверность изученности составляет не более 50-70%. Выполнение эксплуатационной разведки до горизонта - 40 м (глубина 335 м) позволяет уточнить данные по геологическому строению и в итоге увеличить достоверность запасов.

Анализ распространения типов асбесто-носности на разных глубинах Основной залежи по данным эксплуатационной разведки показывает, что с глубиной наблюдается рост количества прожилковой асбестоносности (сложные жилы и мелкопрожил) от 34,1% (в слое до горизонта +110 м) до 52,8% в слое (+35) - (-10) м (табл. 2). При этом доля мелкопрожилковой асбестоносности в слое (+35) - (-10) м составляет почти треть всех руд. Распространение сетчатой асбестоносности снижается от 50 до 35,5%.

В интервале глубин 180-310 м (горизонты (+110) - (-10) м), где ведутся добычные работы сейчас и будут продолжены в ближайшие 10 лет количество руд с коротким волокном (мелкопрожил и мелкая сетка) составляет почти половину залежи. Содержание III сита, класс крупности +1,35 мм, в рудах залежи находится на уровне 43-45%. Вместе с тем содержание II сита, класс крупности + 4,8 мм более 2%, что связано с распространением здесь длинноволокнистых одиночных жил в серпентинизированных перидотитах, в которых меньше прожилков магнетита. Увеличение количества магнетитовых прожилков, секущих асбест, наблюдается в сложных жилах, что снижает длину волокна. [39]

Для нормальной работы обогатительной фабрики первостепенное значение имеет качество подаваемой руды (под словом "качество" здесь подразумеваются содержание и длина волокна). За последние 10 лет комбинатом "Костанайаские минералы" отработано руды в количестве 37,0 млн. т. с содержанием асбеста класса крупности +0,5 мм 3,83%, II и III сита 2,02, и 49,9% соответственно.

Таблица 2.

Распространение типов асбестоносности на разных глубинах Основной залежи

1.3.2 Технология производства

Отличительной особенностью добычи и обогащения руд хризотил-асбеста и производства товарного асбеста является его высокая материалоемкость. В целом материальные затраты в себестоимости производства товарного асбеста составляют около 60%. К основным технологическим материалам, прямо влияющим на непрерывность технологического процесса добычи и обогащения руд хризотил-асбеста являются: буровые долотья, взрывчатые материалы и средства взрывания, экскаваторные канаты, автоматика технологических автосамосвалов БелАЗ, контактный провод, шпалы, полипропиленовые мешки для упаковки асбеста. Ведение технологического процесса невозможно без стабильного обеспечения производства электроэнергией (доля в себестоимости 1 тонны асбеста составит - 11% и топлива (природный газ, дизельное топливо, бензин, доля которого в себестоимость производства составляет - 12%.[38]

Джетыгаринское месторождение хризотил-асбеста разрабатывается открытым способом, система разработки - транспортная с внешним отвалообразованием. [39]

Чаша Джетыгаринского карьера представляет собой изогнутый овал протяженностью 4,5 км в длину и 1,6 км в ширину. Глубина отработки карьера превысила 270 метров. [42]

В связи с высокой крепостью разрабатываемых пород эксавация горной массы без предварительного разрыхления невозможна. Разрыхление пород осуществляется буро-взрывным способом. Бурение пород осуществляется буровыми станками СБШ-250, диаметр скважин составляет 250 мм, глубина скважин - 15 метров, что соответствует проектной высоте разрабатываемого уступа. На планируемом к взрыву блоке обуревается сетка скважин с расстоянием 4 метра. В скважине заряжается взрывчатка. Для взрыва используется два вида взрывчатых веществ: это гранулотол (водоустойчивая взрывчатка), закупается в России по цене 820, 840 долл. США за 1 тн, и гранулит-С, простейшее водоэмульсионное взрывчатое вещество, изготавливается на месте с помощью специальной установки. Вскрышные и добычные работы ведутся погоризонтально с применением буровзрывных работ.

Карьер оснащен современными высокоэффективными горнотранспортным оборудованием. Процесс экскавации пород состоит из двух этапов: первоначально руда от забоев грузится экскаваторами в технологический транспорт и доставляется на перегрузочные склады, откуда уже переправляется на Обогатительную фабрику или отвалы железнодорожным транспортом. Экскавация осуществляется экскаваторами ЭКГ-8 и ЭКГ-8Н с емкостью ковша 8 и 10 куб.метров. Удельный вес горной массы по Джетыгаринскому карьеру составляет 2,5 тн на 1 куб. м. Вывозка породы и руды от экскаваторов на перегрузочные склады осуществляется автосамосвалами БелАЗ грузоподьемностью 75, 80 и 120 тонн.

С перегрузочных складов вывозка породы и руды осуществляется тяговыми агрегатами ПЭ-2М по железнодорожным путям. Порода отправляется на отвал (25-30 тыс. в сушки), руда поставляется на дробильно-сортировочный комплекс асбестообогатительной фабрики (10-12 тыс. в сушки). Плановые содержания асбеста в руде на 2008 год составляет 3,5%, расход руды на 1 тн. товарного асбеста составляет 15-18 тонн. [36]

Данная технологическая схема является вынужденной ввиду отсутствия технической и эксплуатационной возможностей прокладки железнодорожных путей во всю глубину карьера. На вспомогательных работах задействованы опоропереносчики, агрегаты для осушения скважин, канатовозы, путеукладчики, консольные краны и другая техника для механизации тяжелых ручных работ. Данный способ ведение горных работ вызывает двойную перегрузку горной массы, что экономически невыгодно, однако технологически неизбежно. [6] Суточный объём вывоза руды через технологический автотранспорт и далее железнодорожным транспортом составляет 12-16 тыс. тонн, аналогичные объемы перерабатываются цехом ДСК. После предварительного дробления и сушки вся руда поступает на склад сухой руды для усреднения. Емкость склада сухой руды составляет 70 тыс. тонн. Таким образом полученные руды усредняется в течении 5-6 дней и ступает на обогащение.

Руда, добытая в карьере, является сырьем для асбестообогатительной фабрики.

Процесс переработки представлен очень сложной схемой обогащения, включающей:

§ подготовку руды к обогащению;

§ непосредственно технологию обогащения;

§ упаковку готовой продукции.

Поставляемая руда проходит четыре стадии дробления и измельчения сушится в сушильных печах и поступает в цех обогащения. При прохождении технологических операций обогащения волокна хризотил-асбеста отсасываются вакуумом и по системе пневмотранспорта направляются в накопительные бункера. Из накопительных бункеров с помощью прессупаковочных машин волокна прессуются и упаковываются в полипропиленовые мешки весом от 40 до 50 кг и по системе конвейеров направляются в цех готовой продукции на штабелеформирующие машины.

Цех обогащения работает в непрерывном режиме по графику шестидневной рабочей недели. Суточное потребление руды цехом обогащения колеблется в зависимости от содержания асбеста в исходной руде, и структуры заказа отдела сбыта на выработку марок асбеста и находится в пределах 14-18 тыс. тонн. Среднесуточное производство товарного асбеста 3-6 групп составляет 720 - 760 тонн, при этом расход волокна на 1 тонну асбеста составляет 700 кг. Асбест пакуется в полипропиленовые мешки и отправляется в цех готовой продукции, а высвобожденная порода направляется в отвал в виде асбоотходов, часть ее используется для производства щебня, палеторубероидной посыпки, песчано-щебеночной смеси для дорожных работ. Таким образом в течении текущих суток вся руда поступившая из склада сухой руды проходит цеха обогащения и отпаковывается в мешки. Емкость бункеров сортового асбеста перед прессупаковочными машинами составляет 120 тонн.

В зависимости от условий контракта асбест определенных марок, способов упаковки в цене готовой продукции до вагонной норме или объема оговоренной партии и после поступления предоплаты отгружается по заданным направлениям. Расчетная емкость склада готовой продукции составляет 5 тыс. тонн сортового асбеста.

Таким образом, технологический цикл от начала буровзрывных работ (7 дней), двойной экскавации и вывозки, руды на ДСК (3 суток), дробления, сушки и усреднения руд (5 суток), обогащения руды (1 сутки), упаковка и накопление партий асбеста для отгрузки асбеста (5-6 сериях) составляет 22 дня.

При этом подразумевается, что предприятие полностью обеспеченно необходимыми материальными и топливно-энергетическими ресурсами для ведения технологического процесса. [11]

В результате переработки руд хризотил-асбеста получают в зависимости от длины волокна асбест хризотиловый 3-6 групп. Из продуктов, уловленных пылеочистными установками, вырабатывается асбест 7-й группы.

Номенклатура выпускаемой комбинатом продукции представлена в основном 10 марками: А-3-60, А-3-50, А-4-30, А-4-20, А-4-10, А-5-65, А-5-50, А-6-45, А-6-40, А-6-30. При классификации асбеста по качеству комбинат руководствуется Межгосударственным стандартом, официально принятым Советом по стандартизации, метрологии и сертификации.

Гибкость технологического процесса и резервные возможности, заложенные в технологии, позволяют варьировать качество асбеста в зависимости от области применения и требований потребителя. [25]

Наиболее важными свойствами асбеста хризотилового, определяющими его промышленную ценность, являются: способность расщепляться на тончайшие эластичные волокна высокой механической прочности, несгораемость и теплостойкость, низкий коэффициент трения, низкая проводимость тепла, электрического тока и звука, атмосферостойкость, щелочеустойчивость и стойкость по отношению к морской воде, высокая адсорбционная активность и способность к образованию устойчивых композиций с различными вяжущими материалами. [35]

Асбест находит применение в различных отраслях техники и в строительстве. Количество видов изделий, вырабатываемых из асбеста в чистом виде или в композиции с другими материалами, составляет более 3000.

Важнейшими отраслями применения асбеста являются производство асбоцементных материалов для строительства, производство асботехнических изделий для автомобильной, авиационных, тракторной, химической, электрохимической отраслей промышленности, для судостроения и машиностроения. Уникальность асбеста заключается не только в многообразии его применения, но и в отсутствии полноценных аналогов природного и искусственного происхождения. [8]

1.3.3 Стратегические партнеры. Рынок сбыта

Продукция комбината пользуется устойчивым спросом, как на мировом рынке асбеста, так и на рынках стран-членов СНГ и в Казахстане. За счет активной маркетинговой политики, повышения качества асбеста, улучшения его упаковки и товарного вида казахстанскому асбесту удалось занять свою нишу на мировом рынке.

Особенностью производства товарного асбеста является его ярко выраженная сезонность спроса, которая напрямую связана с деловой активность строительного сектора стран-потребителей асбеста.

Начиная с ноября и по март месяц включительно деятельность строительного сектора значительно замедляется, объемы работ снижаются и спрос на асбест значительно падает. В частности, если в январе 2007 года комбинатом реализовано 10.5 тыс. тонн асбеста, в январе 2008 года - 12 тыс. тонн, то за период с июня по сентябрь включительно ежемесячно реализовывалось от 17 до 20 тыс. тонн асбеста. При этом, поскольку емкости складских помещений достаточно ограничены и они не позволяют оставлять в остатке более 10 тыс. тонн асбеста, то производство вынуждено подстраиваться под потребности рынка. В осенне-зимний период проводятся подготовительные горные работы по вскрытию запасов руды с целью вовлечения их в переработку без дополнительных затрат в весенне-летний период. Кроме того, работы в зимний период требуют дополнительного расхода топливно-энергетических ресурсов в связи с низкими температурами и соответствующим увеличением норм расхода этих ресурсов. В частности, в зимний период на 12-15% возрастает расход электроэнергии, на 15% расход дизельного топлива, начинается отопительный сезон с большим потреблением природного газа как на отопление, так и на сушку руды. [38]

По отдельным выдам материальных ресурсов предприятие вынуждено создавать 2-3 месячные запасы в связи с различными ограничениями в их поставке (ГСМ - в связи с большой трудоемкостью слива при низких температурах, взрывчатых веществ - в связи с необходимостью ежегодного оформления разрешительной документации и т.п.). Таким образом в связи со снижением объема продаж и увеличения затратности производства в зимний период у предприятия возникает острый дефицит оборотных средств, который вынужденно покрывается за счет привлечения кредитных ресурсов. Кроме того, в связи достаточно острой конкуренцией на рынках сбыта асбеста, а также необходимостью отгрузки асбеста в зимние месяца предприятие порой вынуждено предоставлять отсрочки по оплате получаемого асбеста, что также накладывает свой отпечаток на финансовое положение предприятия в этот период. В весенне-летний период спрос на асбест возрастает, растут объемы продаж и поступающая выручка полностью обеспечивает потребности предприятия в оборотных средствах и предоставляет возможность возвращать заемные средства. [39]

За 10 месяцев 2007 года реализовано свыше 190 тыс. тонн асбеста 3-6 групп, что составляет 110.4% к соответствующему периоду прошлого года. На экспорт отправлено 177.5 тыс. тонн асбеста или 93.4% всего объема отгрузки, в том числе потребителям "дальнего" зарубежья 41.6 тыс. тонн (22%). Средняя цена реализации составила 130.45 долл.

Объем отгрузки в денежном выражении составил 3 291.8 млн. тнг., или 24 806.8 тыс. долл. США. За отчетный период весь объем отгруженной продукции был произведен по контрактам, предусматривающим денежные взаиморасчеты. Реализация казахстанского асбеста потребителям "дальнего" зарубежья, сохранилась на уровне прошлого года, вместе с тем произошло некоторое увеличение поставок на внутреннем рынке республики. Наиболее перспективным рынком сбыта для казахстанского асбеста продолжает оставаться рынок стран среднеазиатского региона, Украины и стран "дальнего" зарубежья. Основными нашими партнерами здесь являются: Узбекистан, Киргизия, Украина, Индия, Китай, Таиланд, Индонезия.

В связи с качественной организацией маркетинговой политики по сбыту продукции хризотил-асбеста в (таблице 3) показана динамика отгрузки за 2005-2007 год, где показано, факт отгрузки превысил план в страны Дальнего зарубежья, Кыргызстан, Украина. В результате изучения рынка сбыта и активной маркетинговой работы произошло значительное увеличение поставок асбеста на рынок Украины. Сегодня Украина стала самым крупным потребителем казахстанского асбеста в мире (см. Приложение 2) [31].

Средняя цена реализации возросла на 1.5% и составила 17254 тенге или 115.3 долл. США. Большая работа проведена по переориентации потребителей казахстанского асбеста на денежные расчеты и предварительную оплату поставляемой продукции. За отчетный период из общего объема отгруженной продукции 94.5% отгружено по контрактам предусматривающим денежные расчеты. Вместе с тем следует отметить снижение доли реализуемого асбеста потребителям дальнего зарубежья, тенденцию увеличения спроса на асбест 5 группы и снижения спроса на асбест 6 группы. Наиболее перспективным рынком сбыта для казахстанского асбеста является рынок среднеазиатских стран, рынок стран "дальнего" зарубежья. Основными партнерами здесь являются: Узбекистан, Киргизиия, Индия, Турция, Китай, Тайланд, Индонезия. В целом реальный спрос потребителей на асбеста на мировом рынке оценивается в 1.5млн. тонн, из них около 13% общего объема закрывается АО "Костанайские минералы". [29]

Таблица 3.

Динамика отгрузки асбеста с 2005 по 2007 год

Предприятие является экспортно-ориентированным и работает в жестких условиях рынка при достаточно сильной конкуренции. Поэтому администрация постоянно работает над вопросами обеспечения конкурентоспособности казахстанского асбеста, оптимизации расходов, совершенствования технологии. За счет выполнения организационно-технических мероприятий по совершенствованию технологического процесса, изменения режима работы и оптимизации затрат значительно улучшены качественные показатели работы оборудования по отношению к прошлому году.

2. Материалы и методы исследования

2.1 Акционерное общество "Костанайские минералы"

Джетыгаринский асбестовый горно-обогатительный комбинат "Костанайские минералы" является единственным в Республике Казахстан предприятием по добыче и переработке руд хризотил-асбеста. Комбинат "Костанайские минералы" находится в городе Житикаре в 200км на юг от города Костаная.

Сырьевой базой комбината является Джетыгаринское месторождение хризотил-асбеста, по масштабам запасов занимающее 5-е место в мире.

Джетыгаринский асбестовый горно-обогатительный комбинат "Костанайские минералы" запущен в эксплуатацию в октябре месяце 1964 года. Первая очередь комбината введена в эксплуатацию 13 октября 1965 года в составе карьера мощностью 3,5 млн. т и обогатительной фабрики мощностью - 200 тыс. т сортового асбеста.

Промышленное хозяйство комбината расположено на площади 7 820 гектар, на левом берегу реки Шортанды. [29]

Комбинат является высокомеханизированным предприятием, оснащен мощным горно-транспортным оборудованием (тяговыми агрегатами, буровыми станками, экскаваторами, автосамосвалами БелАЗ грузоподъемностью 80 и 110 тонн и др.). Глубина обработки карьера превысила отметку в 250 метров. Предприятие имеет в своем составе современные ремонтные цеха, железнодорожное депо, ремонтно-механический завод и ремонтно-строительный цех, энергетическое хозяйство, полностью удовлетворяющее потребности комбината в тепловой энергии и паре. Обогатительная фабрика выпускает асбест 3-6 групп, 12 марок, качество которых соответствует установленному ГОСТу и удовлетворяет требованиям потребителя. Не случайно круг постоянных потребителей не сужается вот уже много лет.

Главная цель предприятия - производить продукцию, конкурентоспособную на мировом рынке. Политика предприятия - удовлетворение ожиданий и требований заказчиков к качеству продукции и срокам поставки, обеспечение доверия партнеров к системе обеспечения качества, функционирующей в полном соответствии с ISO 9001:2000, ISO 14000, соблюдение санитарных правил при работе с асбестом по защите окружающей среды и здоровья работающих. Благодаря эффективной организации производства и пополнению оборотных средств удалось увеличить выпуск продукции. В результате применения передовых методов маркетинга значительно расширился круг потребителей казахстанского асбеста. Асбест "Костанайских минералов" пользуется устойчивым спросом в странах СНГ и дальнего зарубежья. Высокое качество продукции и надежность в деловых отношениях комбината "АО "Костанайские минералы" завоевали устойчивую репутацию в среде бизнеса, результатом заслуг предприятия является ряд международных наград в области корпоративного менеджмента и качества.