Современные инновационные технологии добычи и переработки полезных ископаемых: Сборник докладов II международной научно-технической конференции

УДК 622.; 622.277; 621.039.7:504
ББК 33.1
 
С56

Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253–03, утвержденным Главным государственным санитарным 
врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124–94). Санитарно-эпидемиологическое 
заключение Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей 
и благополучия человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.14

© Издательство «Горная книга», 2015
© Дизайн книги.  
 
Издательство «Горная книга», 2015

ISBN 978-5-98672-422-5 
УДК 622.; 622.277; 621.039.7:504
ББК 33.1

 
 
Современные инновационные технологии добычи и 
С56 переработки полезных ископаемых: Сборник докладов 
II международной научно-технической конференции. — 
М.: Издательство «Горная книга», 2015. — 328 с.: ил. 

ISBN 978-5-98672-422-5

Сборник содержит доклады, прочитанные на II международной 
конференции АО «ВНИПИпромтехнологии» (апрель 2015 г.). Тематика 
конференции звучала как «Современные инновационные технологии 
добычи и переработки полезных ископаемых» и охватывала широкий 
круг вопросов от строительства поселений человека на Луне до новых 
систем подземной разработки урановых месторождений, а также технологий переработки руд.
Конференция собрала более 100 специалистов, представивших около 
30 научных и проектных организаций.
Для широкого круга специалистов горного дела.

Уважаемый читатель!

Ты держишь в руках уникальную книгу — 
сборник докладов II-й международной научнотехнической конференции АО «ВНИПИпромтехнологии», прошедшей в апреле 2015 года 
по тематике «Современные инновационные 
технологии добычи и переработки полезных 
ископаемых».
Горное дело переживает в настоящее время не лучшие времена. И в то же время, как метко замечает почетный вице-президент РАЕН В.Ж. Аренс, полезные ископаемые — это «живот» 
России, источник её существования и развития. Так было, так 
есть и так будет!
В этом смысле прошедшая в АО «ВНИПИпромтехнологии» 
конференция оказалась, как нельзя своевременной и полезной. 
Она собрала более 100 специалистов из 30 научных и производственных организаций. Было заслушано 33 доклада.
Идеей конференции был поиск наиболее рентабельных и 
высокоэкономичных технологий добычи и переработки твердых 
полезных ископаемых в условиях рыночного хозяйства. И в 
этом смысле конференция вполне удалась.
Участники разъезжались весьма удовлетворенные и организацией заседаний, и новыми профессиональными знакомствами, 
полнотой и обширностью докладов.
И ты, читатель, наверняка найдешь для себя много нового 
и востребованного в твоей области, ознакомившись с этой 
брошюрой.
Успехов и достижений всем нам в горном деле, которому 
мы служим!

Председательствующий на конференции,
Ученый секретарь АО «ВНИПИпромтехнологии»
Е.Н. Камнев

ВСТУПИТЕЛЬНОЕ СЛОВО ПОЧЕТНОГО 
ВИЦЕ-ПРЕЗИДЕНТА РАЕН 
Виктора Жановича АРЕНСА

От имени РАЕН сердечно поздравляю с открытием конференции её организаторов и участников. Хочется пожелать всем собравшимся здесь 
специалистам успехов в приобретении и передаче 
знаний.
Современное состояние минерально-сырьевого комплекса (МКС) России и его минеральносырьевой базой характеризуется:
обострением международной конкуренции на сырьевых 
рынках минерального сырья, что дополнительно усугубляется 
дискриминационными санкциями в отношении России;
практическим отсутствием готовых для разработки традиционными технологиями новых месторождений полезных 
ископаемых. В ближайшие годы у России не будет сырьевых 
возможностей (исключая газ и нефть) обеспечить свою промышленность многими полезными ископаемыми.
зависимостью большинства горных производств от поставок зарубежного оборудования.
Разведка и подготовка новых месторождений в силу их 
геолого-географических условий залегания требует для их 
экономической эксплуатации новых технологических решений, комплексных исследований и крупных затрат на НИР и 
опытные работы.
Ещё в 2004 году бывшие члены правительства СССР 
(Н.К. Байбаков, Е.А. Козловский, С.В. Колпаков, М.И. Щадов 
и М.С. Зотов) обратились к Президенту В.В. Путину с предложением разработки плана неотложных мероприятий по оживлению МСК страны. Но, к сожалению, не были услышаны.
Все выше сказанное требует неотложного решения насущных 
проблем России в сфере МСК.
Россия — в значительной степени сырьевая держава. Развитие 
добывающей и перерабатывающей промышленности еще долго 

−

−

−

будет определять экономический потенциал, оборонную мощь, жизненный уровень населения и являться основой для других отраслей 
промышленности, поскольку обеспечивает их исходным сырьем.
Сегодня продукты минерально-сырьевого комплекса составляют более 10% ВВП. И хотя известно, что «ресурсное проклятие» тормозит экономический рост страны, поскольку сопровождается «голландской болезнью» — стагнацией обрабатывающей 
промышленности, но страна выдержала кризис 2009 года и 
сейчас должна перестроиться по формуле Канта — «знать, чтобы 
предвидеть, предвидеть, чтобы управлять». То есть, управлять 
развитием МСК надо, исходя из потребностей будущего.
Российские недра — это «живот» России, а на старорусском 
языке живот — это жизнь, и наша задача сделать эту жизнь комфортной, безопасной и эффективной. Случилось так, что, сегодня 
именно горный инженер — настоящий хозяин земли Русской, и в 
XXI веке их успешная работа будет решать судьбу страны.
Идеологическая картина жизни государства, фактически, выключила науку из своего арсенала, а ещё П.Л. Капица в письме 
И.В. Сталину написал: «двигать вперёд нашу технику, экономику, 
государственный строй может только наука и ученые». Поэтому 
необходимо как флюгер через науку направлять движение хозяйственного механизма страны.
Современный масштаб добычи, переработки и использования 
полезных ископаемых служит мерой материального достатка 
страны.
В своё время ООН определила основные программы (продовольственная, энергетическая, охраны окружающей среды и сырьевая), от решения которых зависит удовлетворение глобальных 
нужд человечества. Можно утверждать, что успешная их реализация непосредственно связана с решением проблем МСК.
Наша конференция во многом посвящена физико-химической геотехнологии (ФХГ) — это будущее горного дела и АО 
«ВНИИПромтехнологии» один из лидеров этого направления.
Сейчас вопросы развития МСК во многом определяют сферу 
интересов всего населения страны, ибо её значение для развития 
народного хозяйства огромно. Вот уже более 30 лет рента от 
добытых полезных ископаемых определяет социально-эконо

мическое развитие страны. Полученные доходы позволяют всё 
покупать за границей, что сдерживает развитие своего производства. Нечто подобное происходило с Испанией, когда она 
жила за счёт золота и серебра из Южной Америки, что фактически затормозило её развитие на 50 лет. Россия, используя 
своё богатство недр, не имеет права упустить данный ей шанс 
для развития.
Сегодня мы живём во время кризисов и невероятных возможностей человечества. Горные инженеры найдут решения, 
на многие сложные проблемы поиска и разработки месторождений, полезных ископаемых и их переработки. Для выработки 
верных стратегических принципов развития МСК, а вернее его 
наук, — необходимо обозначить направления исследований, а, 
следовательно, распределения сил и средств, которые определят 
пути прогресса. Полезные ископаемые фактически являются 
главным источником благосостояния страны. Но на новых 
месторождениях природа повесила «замки», ключи к которым 
подобрать — наша задача.
Проблемы освоения недр Земли по сложности и трудности можно сравнить с проблемой проникновения в космос. 
Наши природные ресурсы должны обеспечить народу России определённый уровень комфорта жизни и безопасности. 
Естественно, что за благополучие страны отвечает не только 
государственное управление, но и граждане должны взять на 
себя ответственность, не говорить об уникальности страны и её 
особой роли в мировой цивилизации, а понять, что «от третьего 
Рима до третьего мира — всего один шаг», который не должен 
осуществиться.
И последнее. В этом году РАЕН исполняется 25 лет. В год 
юбилея коллектив геологов, горняков, металлургов академии 
выражает уверенность, что исследователи сумеют найти пути 
решения проблем будущего горного дела.

УДК 622.277

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ 
СКВАЖИННОЙ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ 
ГЕОТЕХНОЛОГИИ

С.Д. Сурин1, В.Ж. Аренс2

1ООО «Газпром геотехнологии»
2Горно-металлургическая секция РАЕН

Представлены перспективы развития физико-химической технологии с учетом существующих тенденций в добывающей горной промышленности и переход к использованию возобновляемых источников 
энергии. Приводятся общие закономерности поиска новых направлений 
развития методов ФХГ, являющихся экономически и экологически 
выгодными по отношению к существующим традиционным способам 
добычи полезных ископаемых.
Ключевые слова: перспективы развития, физико-химическая геотехнология, возобновляемые источники энергии.
The article describes prospects of physico-chemical technology development with due consideration of existing tendencies in mining industry development and transition to renewable energy resources. General tendencies 
of searching new lines in physico-chemical methods development that are 
economically and ecologically advantageous in comparison with the existing 
traditional natural resources recovery mechanism are described.
Key words: prospects of physico-chemical technology, to renewable energy 
resources.

Современное развитие общества и цивилизации невозможно 
без удовлетворения постоянно растущего спроса на полезные 
ископаемые. При этом уровень технического состояние науки 
и техники не позволяет проводить экологически чистую добычу любого типа сырья из-за больших площадей нарушаемых 
земель, отводимых, как под добывающий комплекс, так и под 
отвалы горной породы. При этом значительная часть добываемых полезных ископаемых либо остается в горном массиве, 
либо содержится в отработанной породе и не попадает в дальнейшую обработку. Это касается как горного дела, занимающегося разработкой рудных и нерудных месторождений, так и 
сектора добычи углеводородов, являющихся на сегодняшний 
день основным источником энергии. Данное положение дел 

справедливо для любых отраслей добычи полезных ископаемых, 
в любом регионе и в любой экономической системе.
Любые месторождения полезных ископаемых, в конце концов, исчерпываются. Новые — будут во много сложнее и труднее 
для эффективной разработки. Кроме того, трудящихся на горных предприятиях не удовлетворяют условия работы в шахтах и 
карьерах. Поэтому горной промышленности необходимы новые 
эффективные технологии добычи с учетом требований охраны 
окружающей среды.
Очевидно, что в современном мире Россия перестала занимать лидирующие позиции, как в экономической, так и 
политической сфере. Во многом это связано с разбазариванием 
природных полезных ископаемых и формированием ресурсной экономики, направленной на поддержание своей работоспособности за счет продажи добываемых энергоносителей, 
металлических руд и т.д. Однако, необходимо отметить, что 
финансирование, направленное на поиск и освоение новых 
месторождений, в настоящее время недостаточно для покрытия нужд не только внешних рынков, но и для обеспечения 
стабильного внутреннего потребления.
В сложившейся ситуации потребность в полезных ископаемых частично может решить использование методов физикохимической геотехнологии (ФХГ), науки, изучающей условия, 
средства и способы разработки твердых полезных ископаемых 
путем перевода их на месте залегания в подвижное состояние 
и добычу их через скважины. Подвижное состояние полезных 
ископаемых достигается посредством воздействия на определенный тип ископаемого тепловыми, массообменными, химическими, гидродинамическими или иными процессами. Методы 
ФХГ применимы к полезным ископаемым, находящимся как 
непосредственно в породном массиве, так и к уже извлеченным 
из недр, и находящихся в отвалах горных производств.
Методы ФХГ позволят с экономической выгодой отрабатывать забалансные месторождения, разработка которых традиционными способами является нерентабельной. В перспективе 
методы ФХГ должны дополнить традиционные способы извлечения полезных ископаемых из породного массива и продлить 
время эксплуатации месторождений с большим объемом из

влекаемого полезного ископаемого. Более того, ФХГ по сравнению с  методами разработки месторождений обладает рядом 
преимуществ, связанных с меньшими объемами горных работ, 
меньшим количеством вовлекаемого персонала, существенной 
экологической и экономической эффективностью [1].
Как пример перехода от традиционных методов добычи полезных ископаемых к методам ФХГ можно привести историю 
развития мировой золотодобычи. В конце XIX века золото 
добывалось из мощных жил и россыпей, находящихся вблизи 
поверхности. Истощение разведанных запасов с одновременным 
развитием науки и техники обусловило добычу золота карьерным и шахтным способом при активном использовании средств 
гидромеханизации. В 50-х годах XX века были обоснованы и 
внедрены средства скважинной гидродобычи и выщелачивания 
золота, что позволило вести экономически эффективную добычу в маломощных погребенных россыпях через скважины или 
производить доработку техногенных отвалов.
Согласно исследованиям Н.А. Шило в техногенных россыпях, образующихся в результате неполной отработки месторождений любых генетических типов, остается преимущественно тонкое и тонкодисперсное золото [5]. Такие «россыпи» 
могут успешно отрабатываться ФХГ методами выщелачивания. 
Н.А. Шило показал, что в погребенных россыпях при опробовании шлиховым методом тонкодисперсное золото не учитывается 
ввиду того, что оно не попадает в шлих, а при опробовании 
пробирным анализом содержание золота может быть в 2 и более раз больше. Причем, отработка данных россыпей методами ФХГ может позволить увеличить выход золота также в 2 и 
более раз ввиду того, что выщелачивание позволяет поднимать 
на поверхность тонкодисперсное золото, отработка которого 
традиционными методами практически невозможна.
Если рассматривать экологическую сторону вопроса, то 
изначально применяемое цианидное выщелачивание золота из 
породного массива наносило существенный ущерб экологии 
региона. В настоящее время цианидное выщелачивание золота 
замещается на хлорное, обладающее существенно меньшим 
негативным воздействием на экологию, и являющимся более 
эффективным с экономической точки зрения [4]. Дальнейшее 

развитие методов добычи золота позволит перейти на бромидное, сульфитное или йод-йодидное выщелачивание, обладающее 
низким воздействием на экологическую среду по сравнению с 
традиционными способами или цианидным выщелачиванием. 
То есть, происходит замещение традиционных способов добычи 
золота на методы ФХГ.
По мнению авторов, на ближайшую перспективу (15–20 лет) 
ФХГ должна сфокусироваться на следующих направлениях 
развития:
1. Совместно с буровым делом разработать и создать технику 
и технологию для эффективного вскрытия продуктивных пластов (в том числе и наклонными скважинами) месторождений 
полезных ископаемых для их дальнейшей разработки скважинным методом.
2. Разработать новые и снизить затраты на известные методы 
подготовки месторождений к отработке. Для чего необходимо 
разработать новые эффективные конструкции оборудования и 
теоретические основы его использования.
3. Исследовать и обосновать новые методы обеспечения оптимальных режимов работы оборудования и выдачи на земную 
поверхность рабочих и продуктовых флюидов.
4. Исследовать и обосновать возможность работы с новыми 
типами флюидов, избирательно реагирующих с полезными ископаемыми без воздействия с вмещающими породами.
5. Разработка и внедрение математических основ и программных средств для решения научно-исследовательских и 
производственных задач.
6. Комплексная экологическая защита недр и территории 
при добыче полезных ископаемых.
Решение данных задач позволит ФХГ эффективно разрабатывать забалансные месторождения, включая горные отвалы 
современных производств.
Горнодобывающая промышленность очень инерционна. Выполнение работ по внедрению новых технологий, оборудования 
и материалов, экономически приемлемых технических решений 
и создание под эти решения материальной базы ведется в течение десятилетий. Поэтому уже в настоящее время необходимо 
выделить определенные людские и материальные ресурсы для 

достижения поставленных задач. Пренебрежение данными 
направлениями развития ведет к еще большему разрыву между 
развитыми странами и Россией в длительной перспективе.
Цели развития ФХГ должны исходить из прогноза потребностей страны в редких или сложных в добыче полезных 
ископаемых и постоянно корректироваться в связи с конъектурой рынка. При постоянном снижении разведанных объемов 
полезных ископаемых и увеличивающейся трудности их разработке методы ФХГ позволят дольше «продержаться на плаву» 
компаниям, занимающимся добычей полезных ископаемых и, 
как следствие, обеспечить работоспособность зависящих от них 
предприятий.
Как видится авторам данной статьи, ФХГ в длительной 
перспективе должна изменить свой вектор развития не только обеспечивая добычутвердых полезных ископаемых, но и 
позволить удовлетворить потребности человека в тепловой и 
электрической энергии. Данное направление возможно развить 
при добыче геотермальной энергии методами ФХГ. В еще более 
длительной перспективе традиционные исчерпаемые ресурсы 
будут истощаться (прежде всего жидкие углеводороды). Это 
означает, что уже сейчас необходима комплексная оценка сложившейся ситуации и разработка концепта к переходу на новые 
источники получения энергии.
Извлечение минеральных ресурсов из недр может иметь разнообразные взаимосвязи с использованием природных ресурсов 
тепловой энергии. При неизбежном увеличении глубины горных 
работ и температуры массива развитие методов управления 
процессами тепломассопереноса и развитие геотермальной 
технологии будут иметь все возрастающее значение в освоении 
земных недр.
С 1970-х годов активно разрабатываются и вводятся в опытно-промышленную эксплуатацию комплексы по получению 
геотермальной энергии. В США С 1983 г. на Фентон Хилл 
была начата реализация проекта, обеспечивающим получение 
энергии в эквиваленте около 10 МВт. За период экспериментов 
на Фентон Хилл извлеченная геотермальная энергия в 8 раз 
превосходит энергозатраты на обеспечение работоспособности 
системы [2]. Японский институт электроэнергетики объявил в