Карьеры на месторождениях нерудных полезных ископаемых в России из космоса. Горные работы и экология нарушенных земель

Карьеры на месторождениях

нерудных полезных ископаемых 
в России из космоса. 

Горные работы и экология 
нарушенных земель

Представлены новые результаты исследования карьеров на месторождениях металлургических флюсов, цементного сырья, 
асбеста, магнезита, янтаря, кварцевых песков и пьезокварца на 
территории РФ – от Ленинградской области до Приморского 
края, находящихся в открытой разработке, в стадии доработки запасов, а также отработанных в ближайшие годы. Раскрыта сущность технологий, систем разработки месторождений, 
являющихся минерально-сырьевой базой для производящего 
сектора экономики России, открытым способом с использованием спутниковых снимков высокого разрешения в свободном 
доступе. Представлена информация о парке горнотранспортного оборудования, в частности об экскаваторах, установленных в карьерах, на расходных складах полезного ископаемого, 
породных отвалах. Отражены результаты экологического мониторинга нарушенных земель под горными работами и восстановления экосистем на горнопромышленных ландшафтах, 
сформированных в ходе разработки месторождений нерудных 
полезных ископаемых. Информация, изложенная в монографии, может быть использована в разработке стратегической 
программы развития горнодобывающей отрасли российской 
экономики.

Оглавление 
 
 

1 

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
 
Сибирский государственный университет науки и технологий 
имени М. Ф. Решетнёва 
 
Сибирский федеральный университет 
 
Федеральный исследовательский центр  
информационных и вычислительных технологий 
 
 
 
 
 
 
 
КАРЬЕРЫ  НА  МЕСТОРОЖДЕНИЯХ  
НЕРУДНЫХ  ПОЛЕЗНЫХ  ИСКОПАЕМЫХ  
В  РОССИИ  ИЗ  КОСМОСА. 
ГОРНЫЕ  РАБОТЫ  И  ЭКОЛОГИЯ  
НАРУШЕННЫХ  ЗЕМЕЛЬ 
 
Монография 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Красноярск 
СФУ 
2020 

Оглавление 
 

2 

УДК 622.36.012.3:504.61:528.7 
ББК 33.22-4+28.081 
         К278 

К о л л е к т и в  а в т о р о в: 
И. В. Зеньков (руководитель проекта), А. А. Лукьянова, Ю. П. Юронен, 
Ю. А. Анищенко, А. С. Морин, Е. В. Логинова, М. В. Сафронов, Г. А. Карачёва,  
Б. Н. Нефедов 

Р е ц е н з е н т ы:  
Л. Д. Павлова, доктор технических наук, директор Института информационных 
технологий и автоматизированных систем, заведующий кафедрой прикладной математики и информатики Сибирского государственного индустриального университета (г. Новокузнецк); 
А. А. Батоева, доктор технических наук, заведующий лабораторией инженерной 
экологии Байкальского института природопользования Сибирского отделения Российской 
академии наук (г. Улан-Удэ) 

К278                 Карьеры на месторождениях нерудных полезных ископаемых в России 
из космоса. Горные работы и экология нарушенных земель : монография /    
И. В. Зеньков (руководитель проекта), А. А. Лукьянова, Ю. П. Юронен [и др.]. – 
Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2020. – 652 с. 
ISBN 978-5-7638-4351-4 
Представлены новые результаты исследования карьеров на месторождениях металлургических флюсов, цементного сырья, асбеста, магнезита, янтаря, 
кварцевых песков и пьезокварца на территории РФ – от Ленинградской области 
до Приморского края, находящихся в открытой разработке, в стадии доработки 
запасов, а также отработанных в ближайшие годы. Раскрыта сущность технологий, систем разработки месторождений, являющихся минерально-сырьевой базой 
для производящего сектора экономики России, открытым способом с использованием спутниковых снимков высокого разрешения в свободном доступе. Представлена информация о парке горнотранспортного оборудования, в частности об 
экскаваторах, установленных в карьерах, на расходных складах полезного ископаемого, породных отвалах. Отражены результаты экологического мониторинга 
нарушенных земель под горными работами и восстановления экосистем на горнопромышленных ландшафтах, сформированных в ходе разработки месторождений нерудных полезных ископаемых. Информация, изложенная в монографии, 
может быть использована в разработке стратегической программы развития горнодобывающей отрасли российской экономики. 
Предназначена для специалистов, изучающих научно-практическое направление «Дистанционное зондирование Земли», работников сектора государственного управления в области экологии и природопользования, собственников 
и менеджмента горнодобывающих предприятий, руководителей и специалистов 
крупных предприятий горного машиностроения, преподавателей и учащихся вузов по направлениям подготовки «Горное дело», «Техносферная безопасность», 
«Геоэкология», «Экология и природопользование», «Экономика и управление народным хозяйством». 

Электронный вариант издания см.: 
http://catalog.sfu-kras.ru 
УДК 622.36.012.3:504.61:528.7 
ББК 33.22-4+28.081 

ISBN 978-5-7638-4351-4 
© Сибирский государственный университет науки  
и технологий имени М. Ф. Решетнёва, 2020 
© Сибирский федеральный университет, 2020 
© Федеральный исследовательский центр информационных  
и  вычислительных технологий, 2020 

Оглавление 
 
 

3 

 
ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
 
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................................... 8 
 
Г л а в а  1.  ОБ  ИСПОЛЬЗОВАНИИ  НЕРУДНОГО 
                     МИНЕРАЛЬНОГО  СЫРЬЯ  В  ПРОМЫШЛЕННОСТИ ................................... 10 
1.1. Характеристика горных пород при использовании  
       в металлургической промышленности в виде флюсовых добавок ............. 10 
1.2. Характеристика горных пород при использовании  
       в цементной промышленности ....................................................................... 14 
1.3. Характеристика и использование хризотил-асбеста в промышленности ... 17 
1.4. Характеристика и использование горных пород 
       в производстве огнеупорных изделий и материалов .................................... 20 
1.5. Характеристика и использование янтаря ...................................................... 21 
1.6. Характеристика и применение кварцевых песков в промышленности 
       и народном хозяйстве ...................................................................................... 23 
1.7. Характеристика горных пород при использовании  
       в промышленном производстве пьезокристаллов ........................................ 26 
 
Г л а в а  2.  ИДЕНТИФИКАЦИЯ  ИЗОБРАЖЕНИЙ   
                     НАЗЕМНОЙ  ФОТОСЪЕМКИ  ОБЪЕКТОВ  
                     НА  ОТКРЫТЫХ  ГОРНЫХ  РАБОТАХ  
                     С  ИЗОБРАЖЕНИЯМИ  НА  СНИМКАХ  ИЗ  КОСМОСА ............................... 29 
2.1. Идентификация изображений наземной фотосъемки горных 
       и транспортных машин, объектов карьерной логистики 
       с изображениями на снимках из космоса ...................................................... 29 
2.2. Идентификация изображений наземной фотосъемки объектов 
       горнопромышленных ландшафтов 
       с изображениями на снимках из космоса ...................................................... 46 
 
Г л а в а  3.  ОТКРЫТЫЕ  ГОРНЫЕ  РАБОТЫ   
И  ЭКОЛОГИЯ  НАРУШЕННЫХ  ЗЕМЕЛЬ   
НА  МЕСТОРОЖДЕНИЯХ  ФЛЮСОВОГО  СЫРЬЯ   
ДЛЯ  МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО  ПРОИЗВОДСТВА   
НА  ТЕРРИТОРИИ  ЕВРОПЕЙСКОЙ  ЧАСТИ  РОССИИ  И  УРАЛА ............ 56  
3.1. Открытые горные работы на Данковском месторождении 
       доломитов и экология нарушенных земель .................................................. 56 
3.2. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на участке «Ситовский» Сокольско-Ситовского месторождения  
       флюсовых известняков на территории Липецкой области .......................... 74 
3.3. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождениях флюсовых известняков «Петропавловское»  
       и «Тургоякское» на территории Свердловской  
       и Челябинской областей ................................................................................. 83 

Оглавление 
 

4 

3.4. Открытые горные работы на Агаповском месторождении 
       флюсовых известняков и экология нарушенных земель .............................. 97 
3.5. Открытые горные работы на Лисьегорском месторождении 
       доломитов и экология нарушенных земель ................................................. 122 
3.6. Современное состояние открытых горных работ 
       на месторождениях флюсового сырья для металлургического 
       производства и экология нарушенных земель на территории 
       регионов европейской части России и Урала .............................................. 143 
 
Г л а в а  4.  ОТКРЫТЫЕ  ГОРНЫЕ  РАБОТЫ   
И  ЭКОЛОГИЯ  НАРУШЕННЫХ  ЗЕМЕЛЬ   
НА  МЕСТОРОЖДЕНИЯХ  ФЛЮСОВОГО  СЫРЬЯ 
ДЛЯ  МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО  ПРОИЗВОДСТВА   
НА  ТЕРРИТОРИИ  СИБИРИ  И  ДАЛЬНЕГО  ВОСТОКА ............................. 146 
4.1. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении кварцитов «Сопка-248»  
       на территории Кемеровской области ........................................................... 146 
4.2. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на Гурьевском, Малосалаирском и Карачкинском месторождениях  
       флюсовых известняков в Кемеровской области .......................................... 171 
4.3. Открытые горные работы на Мазульском месторождении  
       флюсовых известняков в Красноярском крае .............................................. 193 
4.4. Информационное обеспечение мониторинга экологии  
       нарушенных земель при разработке Мазульского месторождения 
       флюсовых известняков .................................................................................. 198 
4.5. Открытые горные работы на Кайерканском  
       комплексном месторождении каменного угля и флюсовых песчаников  
       в Красноярском крае ...................................................................................... 210 
4.6. Информационное обеспечение мониторинга экологии 
       нарушенных земель при разработке Кайерканского комплексного 
       месторождения каменного угля и флюсовых песчаников .......................... 217 
4.7. Характеристика горнопромышленного ландшафта и экология 
       нарушенных земель на Вознесенском и Пограничном месторождениях 
       флюоритов в Приморском крае .................................................................... 229 
4.8. Современное состояние открытых горных работ на месторождениях 
       флюсового сырья для металлургического производства 
       и экология нарушенных земель в Сибири и на Дальнем Востоке ............. 247 
 
Г л а в а  5.  ОТКРЫТЫЕ  ГОРНЫЕ  РАБОТЫ  НА  МЕСТОРОЖДЕНИЯХ 
МИНЕРАЛЬНОГО  СЫРЬЯ  ДЛЯ  ПРОИЗВОДСТВА  ЦЕМЕНТА 
И  ЭКОЛОГИЯ  НАРУШЕННЫХ  ЗЕМЕЛЬ  В  РЕГИОНАХ  
ЕВРОПЕЙСКОЙ  ЧАСТИ  РОССИИ .................................................................. 250 
5.1. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на Пикалевском месторождении известняка 
       в Ленинградской области .............................................................................. 250 
5.2. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на Фокинском месторождении цементного сырья 
       в Брянской области ........................................................................................ 267 
5.3. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождениях цементного сырья «Серебрянское I»  
       и «Кумовогорское» в Рязанской области ..................................................... 276 
 

Оглавление 
 
 

5 

5.4. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении цементного сырья «Алексеевское»  
       в Республике Мордовия ................................................................................ 289 
5.5. Открытые горные работы и экология нарушенных земель на участке 
       «Сокольский» Сокольско-Ситовского месторождения флюсовых 
       и цементных известняков на территории Липецкой области .................... 298 
5.6. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождениях цементного сырья «Широковское» 
       и «Широковское II» в Ульяновской области ............................................... 307 
5.7. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на участке «Полигон» месторождения цементного  
       сырья «Белгородское» в Белгородской области ......................................... 318 
5.8. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении цементного сырья «Большевик» 
       в Саратовской области .................................................................................. 329 
5.9. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на Себряковском месторождении цементного сырья  
       в Волгоградской области .............................................................................. 339 
5.10. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
         на Джегутинском месторождении цементного сырья  
        в Карачаево-Черкесской Республике .......................................................... 356 
5.11. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
         на месторождениях цементного сырья  
         Новороссийской группы в Краснодарском крае ....................................... 364 
5.12. Современное состояние открытых горных работ 
         на месторождениях цементного сырья и экология 
         нарушенных земель в регионах европейской части России .................... 390 
 
Г л а в а  6.  ОТКРЫТЫЕ  ГОРНЫЕ  РАБОТЫ  НА  МЕСТОРОЖДЕНИЯХ  
                     МИНЕРАЛЬНОГО  СЫРЬЯ  ДЛЯ  ПРОИЗВОДСТВА  ЦЕМЕНТА 
                     И  ЭКОЛОГИЯ  НАРУШЕННЫХ  ЗЕМЕЛЬ  В  РЕГИОНАХ  УРАЛА 
                     И  В  ОРЕНБУРГСКОЙ  ОБЛАСТИ ................................................................... 394 

6.1. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении известняка и глинистых сланцев  
       «Ново-Пашийское» в Пермском крае .......................................................... 394 
6.2. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении известняка «Невьянское I» в Свердловской области ......... 407 
6.3. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении известняка «Кунарское» в Свердловской области ..... 418 
6.4. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении мергеля «Гора Груздовник» в Челябинской области......... 428 
6.5. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении известняка и глин «Шеинское»  
       в Челябинской области ................................................................................. 443 
6.6. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на Аккермановском месторождении флюсовых известняков 
       в Оренбургской области ............................................................................... 454 
6.7. Современное состояние открытых горных работ 
       на месторождениях цементного сырья  
       и экология нарушенных земель в регионах Урала 
       и в Оренбургской области ............................................................................ 469 
 

Оглавление 
 

6 

Г л а в а  7.  ОТКРЫТЫЕ  ГОРНЫЕ  РАБОТЫ  НА  МЕСТОРОЖДЕНИЯХ 
                     МИНЕРАЛЬНОГО  СЫРЬЯ  ДЛЯ  ПРОИЗВОДСТВА  ЦЕМЕНТА 
                     И  ЭКОЛОГИЯ  НАРУШЕННЫХ  ЗЕМЕЛЬ  В  РЕГИОНАХ  СИБИРИ 
                     И  ДАЛЬНЕГО  ВОСТОКА .................................................................................. 473 

7.1. Открытые горные работы и экология нарушенных земель  
       на месторождении известняка и глинистых сланцев  
       «Чернореченское» в Новосибирской области .............................................. 473 
7.2. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении известняка и глин «Соломинское» 
       в Кемеровской области .................................................................................. 486 
7.3. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении известняка «Торгашинское» в Красноярском крае ..... 500 
7.4. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении мраморизованного известняка «Перевал» 
       в Иркутской области ...................................................................................... 513 
7.5. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении известняка «Таракановское» в Республике Бурятия ... 524 
7.6. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении известняка «Сасаабытское»  
       в Республике Саха (Якутия) .......................................................................... 535 
7.7. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении известняка «Теплоозерское»  
       в Еврейской автономной области ................................................................. 546 
7.8. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении известняка «Длинногорское» в Приморском крае ...... 553 
7.9. Современное состояние открытых горных работ 
        на месторождениях цементного сырья и экология 
        нарушенных земель в Сибири и на Дальнем Востоке ................................ 566 
 
Г л а в а  8.  ОТКРЫТЫЕ  ГОРНЫЕ  РАБОТЫ  НА  МЕСТОРОЖДЕНИЯХ  
ХРИЗОТИЛ-АСБЕСТА,  МАГНЕЗИТА,  ЯНТАРЯ,   
КВАРЦЕВЫХ  ПЕСКОВ  В  РЕГИОНАХ  
ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ, УРАЛА  
И ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ .......................................................................... 569 
8.1. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении хризотил-асбеста «Баженовское»  
       на территории Свердловской области .......................................................... 569 
8.2. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении хризотил-асбеста «Киембайское»  
       на территории Оренбургской области .......................................................... 582 
8.3. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождениях магнезита Саткинской группы  
       на территории Челябинской области ........................................................... 592 
8.4. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении янтаря «Приморское» 
       на территории Калининградской области .................................................... 602 
8.5. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
        на месторождении кварцевых песков «Ташлинское»  
        на территории Ульяновской области........................................................... 613 
8.6. Открытые горные работы и экология нарушенных земель 
       на месторождении пьезокварца «Астафьевское»  
       на территории Челябинской области ........................................................... 621 

Оглавление 
 
 

7 

8.7. Современное состояние открытых горных работ на месторождениях  
        хризотил-асбеста, магнезита, янтаря, кварцевых песков и пьезокварца  
        в регионах европейской части России, Урала  
        и Оренбургской области .............................................................................. 631 
 
Г л а в а  9.  РЕЗУЛЬТАТЫ  ИССЛЕДОВАНИЯ  ПАРКА  ГОРНЫХ  
И  ТРАНСПОРТНЫХ  МАШИН  И  ЭКОЛОГИЧЕСКОГО  СОСТОЯНИЯ  
НАРУШЕННЫХ  ЗЕМЕЛЬ  В  КАРЬЕРАХ  НА  МЕСТОРОЖДЕНИЯХ 
НЕРУДНЫХ  ПОЛЕЗНЫХ  ИСКОПАЕМЫХ  В  РОССИИ  
С  ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ  КОСМИЧЕСКИХ  СНИМКОВ  
ВЫСОКОГО  РАЗРЕШЕНИЯ, НАХОДЯЩИХСЯ   
В  СВОБОДНОМ  ДОСТУПЕ ............................................................................. 635 
9.1. Количественные показатели парка горнотранспортного  
       оборудования, задействованного при разработке и переработке  
       нерудных полезных ископаемых на территории России ........................... 635 
9.2. Структура земель под горными работами и сформированными  
       экосистемами на горнопромышленных ландшафтах,  
       образованных при разработке месторождений  
       нерудных полезных ископаемых  
       открытым способом на территории России ................................................ 639 
 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................................... 644 
 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ......................................................................................................... 646 
 

Введение 
 

8 

 
ВВЕДЕНИЕ 
 
 
Россия по площади является первой державой в мире. В стране за 
последние 100 лет добыча и потребление минерального сырья, используемого в металлургической, цементной, стекольной и других производящих 
отраслях экономики, увеличились в тысячи раз по сравнению с началом 
ХХ в. Всем известно о значимости использования металлургических флюсов 
в выплавке черных и цветных металлов, цемента в строительной отрасли, 
магнезита, янтаря, стекольных кварцевых песков. 
Месторождения минерального сырья с разным горно-геологическим 
строением и геологическим возрастом расположены на всей территории 
России – от Ленинградской области до Краснодарского и Приморского 
краев. Поэтому при такой географической дисперсии изучить открытые 
горные работы, объекты горнопромышленных ландшафтов, образованных 
в ходе открытой разработки месторождений нерудных полезных ископаемых, путем проведения наземных экспедиций за короткий период просто 
невозможно. 
В исследованиях по направлению «Науки о земле» в последние годы 
все чаще применяют результаты дистанционного зондирования. Информационными ресурсами, полученными из космоса, пользуются биологи, 
почвоведы, геологи, ботаники и другие ученые, т. е. все те, кто непосредственно изучает минеральную и биосферную оболочки Земли. В стадии 
стабильного развития нашей научно-практической школы у нас возникло 
желание исследовать карьеры на месторождениях нерудных полезных ископаемых в России по космоснимкам, находящимся в свободном доступе. 
Зачем мы это сделали?  
Во-первых, мы решили получить полную картину состояния         
открытого способа добычи минерального сырья на многочисленных месторождениях нерудных полезных ископаемых и донести широкому кругу читателей ее сущность и особенности в зависимости от горно-геологических  
условий разрабатываемых месторождений. Во-вторых, полученная информация о парке горнотранспортного оборудования должна использоваться при разработке долгосрочной стратегии развития отечественного 
горного машиностроения как на уровне Правительства РФ, так и на отдельно 
взятых предприятиях этой отрасли (УЗТМ, «ИЗ-КАРТЭКС», «Рудгормаш», 
«БелАЗ» и др.). В-третьих, необходимо было изучить экологические по

Введение 
 
 

9 

следствия открытой разработки на месторождениях нерудных полезных 
ископаемых, связанные с изъятием природных ландшафтов и восстановлением экосистем на трансформированных горнопромышленных ландшафтах во всем диапазоне природно-климатических условий территории 
России. 
Экологическое состояние горнопромышленных ландшафтов оценено 
с применением разновременных ресурсов дистанционного зондирования 
Земли (ДЗЗ), находящихся в свободном доступе, в комплексе с изучением 
таких факторов, влияющих на экологию, как климат района разработки 
месторождений, почвы, естественный растительный покров. На всех космоснимках для определения типов растительного покрова использованы 
спектральные данные, полученные в ближнем инфракрасном, красном 
и зеленом диапазонах длин волн. 
В монографии представлены результаты коллективного труда 
единственной в России совместной научно-практическая школы, созданной 
И. В. Зеньковым (Федеральный исследовательский центр информационных 
и вычислительных технологий, Сибирский федеральный университет,  
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнёва), по исследованию открытых горных работ с использованием ресурсов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Школа 
развивается по двум направлениям: исследование технологических параметров систем разработки открытым способом рудных (нерудных) 
и угольных месторождений и долговременный мониторинг формирования 
и развития растительных экосистем на территории действующих (отработанных) карьеров и породных отвалов, хранилищ переработанной руды. 
Формируемое научное направление основано на принципах проведения 
исследований в долговременном периоде и на движении от простого 
к сложному. 
На страницах монографии читатель найдет информацию по всем 
карьерам на месторождениях нерудных полезных ископаемых – с интенсивным производством открытых горных работ на них и недавно отработанным. Эта информация собрана в регионах РФ, где производится добыча 
минерального сырья для использования в производственном секторе экономики России. Тотальную экологическую оценку состояния горнопромышленных 
ландшафтов мы провели с привлечением результатов космического мониторинга. 

Г л а в а  1.  Об использовании нерудного минерального сырья в промышленности 
 

10 

 
Г л а в а  1 

 
ОБ  ИСПОЛЬЗОВАНИИ  
НЕРУДНОГО  МИНЕРАЛЬНОГО  СЫРЬЯ  
В  ПРОМЫШЛЕННОСТИ 
 
 
1.1. Характеристика горных пород  
при использовании 
в металлургической промышленности 
в виде флюсовых добавок 
 
Флюсовое сырье – природные соединения, добавляемые при металлургическом переделе руд черных и цветных металлов с целью образования легкоплавких шлаков для более легкого удаления посторонних примесей. В качестве флюса обычно выбирают материал с химическими 
свойствами, противоположными химическим свойствам пустых пород 
в рудах. Различают флюсы кислые, основные и нейтральные.  
В металлургических процессах получения черного металла (чугуна, 
стали) используют кислые и основные флюсы. Кислые флюсы – природные 
соединения, содержащие кремнезем (кварц, кварцевый песок, кварцит и др.), 
применяются сравнительно редко, так как большинство железных руд 
и почти все сорта минерального топлива (кокс, антрацит) имеют кремнистую или кремнисто-глиноземную (кислую) пустую породу. Для их флюсовки требуются обычно основные флюсы. К ним относятся соединения, 
содержащие оксиды кальция, магния, железа и других металлов (известняк, доломит, сода и др.). Широкое применение их в черной металлургии 
обусловлено тем, что для флюсовки пустой породы руд и золы кокса требуется значительное количество основных оксидов. Кроме того, большинство производственных процессов направлено на удаление вредных примесей, которые можно вывести из расплава полностью или частично при 
работе на основных шлаках. Для образования последних необходимы значительные добавки основного флюса. Важнейшее требование, предъявляемое к ним, – низкое содержание кремнезема, глинозема и вредных 
примесей (серы и фосфора).  
Известняки, применяемые в качестве флюса, стандартизированы. 
Отраслевой стандарт OCT 1463–80 распространяется на известняки, используемые в доменной шихте в составе агломерата и окатышей, а также 

1.1. Характеристика горных пород при использовании в металлургической промышленности  
в виде флюсовых добавок 
 

11 

в кусковом виде. В зависимости от назначения изготавливают флюсовые 
(марки 4-1, 4-2, Ч) и доломитизированные (ЧДУ-1, ЧДУ-2, ЧД-1, ЧД-2) 
известняки. Стандарт OCT 1464-80 распространяется на известняки, применяемые для получения извести, используемой в качестве флюса в сталеплавильном и ферросплавном производствах, а также в кусковом виде 
в шихте мартеновских печей.  
Флюсовые известняки применяют в мартеновском (М-1 и М-2), 
конвертерном и электросталеплавильном (С-1 и С-2) и в ферросплавном 
(Ф-1 и Ф-2) производстве, а доломитизированные известняки (КДУ-1 
и КДУ-2) – для конвертерного производства. При выплавке стали в мартеновских печах частично, а в конвертерах и электропечах всегда используется обожженная известь. Доломиты применяют в аглодоменном производстве. При коксовой доменной плавке часть известкового флюса может 
быть заменена доломитом.  
В качестве нейтрального флюса используют материалы, содержащие 
глинозем и фториды кальция (глины, бокситы, плавиковый шпат и др.). 
Плавиковый шпат является наиболее эффективным флюсом в металлургии, так как значительно увеличивает жидкоплавкость шлака, что повышает активность реакции взаимодействия между шлаком и металлом.      
Ограниченное применение его в металлургии по сравнению с флюсовым 
известняком объясняется относительной дороговизной, незначительными 
запасами и неблагоприятной географией размещения.  
Требования к качеству плавиково-шпатовых концентратов, используемых в цветной и черной металлургии, регламентирует ГОСТ 7618–83. 
Применяют как флюс концентраты марок ФК-95А и ФК-95Б при выплавке 
высоколегированных сталей и сплавов специального назначения; ФК-92 
и ФГ-92 – при выплавке стали в электродуговых печах и конвертерах; ФК-85, 
ФГ-95, ФК-75 и ФГ-75 – при выплавке средне- и низколегированной стали; 
ФГМ-75, ФК-65, ФГ-65 и ФГ-55 – при выплавке обычной стали.  
Основные разрабатываемые месторождения флюсового сырья (основные флюсы): Сокольско-Ситовское, Аккермановское, Гальянское 
и Агаповское (флюсовые известняки). Флюсовый доломит выпускает Данковский доломитный комбинат в соответствии с техническими условиями 
ТУ 14-16-08-84.  
Обязательным компонентом доменной шихты или шихты для производства агломерата и окатышей являются флюсы. Основное назначение 
их заключается в снижении температур плавления оксидов пустой породы 
и золы кокса. Кроме того, добавкой флюсов корректируют химический 
состав доменного шлака, придавая ему необходимые физико-химические 
свойства, обеспечивающие увеличение или, наоборот, уменьшение степени 
перехода в чугун того или иного элемента (кремния, марганца, серы и др.), 
т. е. получение чугуна заданного химического состава и высокого качества. 

Г л а в а  1.  Об использовании нерудного минерального сырья в промышленности 
 

12 

В зависимости от состава вносимой в печь пустой породы флюсы 
бывают основные, кислые и глиноземистые. Для выбора флюса используют 
закономерность, согласно которой при добавке к данному оксиду оксида 
с противоположными химическими свойствами температура плавления 
системы (смеси) существенно снижается.  
Так как в подавляющем большинстве случаев пустая порода руд 
представлена кислыми оксидами, главным образом кремнеземом, то наиболее распространенными являются основные флюсы, в качестве которых 
используют известняк (минерал кальцит – CaCO3) и реже – доломитизированный известняк, представляющий изоморфную смесь кальцита и доломита (CaCO3 и MgCO3). Чистый кальцит содержит 56 % CaO и 44 % CO2.  
Вредные примеси в известняке – сера и фосфор. Содержание серы 
в известняках обычно низкое, и она удаляется в процессах окускования и 
доменной плавки. Фосфор полностью переходит в чугун и поэтому более 
нежелателен. Техническими условиями предельное содержание фосфора 
определяется в 0,01 % для обычного и 0,005 % для малофосфористого       
известняка. Применение доломитизированного известняка вызывается  
необходимостью повысить в шлаке содержание MgO до 6–8 %, что увеличивает его подвижность и устойчивость физико-химических свойств при 
изменении температуры и состава. 
Флюсы, плавни, минеральные вещества добавляют в шихту металлургических печей для получения шлаков определенного химического  
состава и требуемых физических свойств. Добавка флюсов имеет своей 
целью как понижение, так и повышение температуры плавления шлака.  
Глиноземистые флюсы применяются еще реже, чем флюсы кислые. Это происходит не только потому, что чистые глиноземистые флюсы, 
например бокситы, довольно редки и достаточно дороги, но и потому, что 
в большинстве случаев на практике естественное содержание глинозема 
в шлаках вполне достаточно с точки зрения их физических качеств. С химической же точки зрения содержанию глинозема в шлаках обычно не 
придается большого значения.  
Основные флюсы играют в черной металлургии значительно более 
важную роль. В числе последних отметим известняк, известь и доломит. 
На современных металлургических заводах расходуется большой объем 
основного флюса (известняка и извести): на 1 т чугуна, выплавляемого 
в коксовых доменных печах, расходуется от 0,4 до 0,8 т известняка; на 1 т 
основной мартеновской стали – около 0,10–0,12 т (т. е. около 10–12 %) 
известняка, а на 1 т томасовской стали – 0,12–0,15 т (12–15 %) обожженной извести.  
Такое широкое применение основного флюса в черной металлургии 
объясняется не только тем, что кремнисто-глиноземистая пустая порода 
руды и зола кокса требуют значительного количества основных окислов 

1.1. Характеристика горных пород при использовании в металлургической промышленности  
в виде флюсовых добавок 
 

13 

для своей флюсовки, но и тем, что большинство производственных процессов черной металлургии имеет своей главной задачей борьбу с вредными примесями – серой и фосфором. Успешное выполнение этой задачи 
возможно только при условии работы на основных шлаках, для образования 
которых необходима добавка значительных количеств основного (известкового) флюса.  
В качестве основного флюса коксовой (а иногда и древесноугольной) доменной плавки обычно применяется известняк. Он должен быть 
достаточно дешев и чист в отношении содержания кремнекислоты, серы, 
фосфора, мышьяка и других примесей (содержание SiО2 в пределах 1–3 %), 
свободен от примазки земли и глины, достаточно прочен. Известняк применяется в дробленом виде (куски размером до 150 мм в поперечнике) 
с обязательным отсевом от мелочи и мусора.  
При коксовой доменной плавке часть известкового флюса может 
быть с успехом заменена доломитом, который применяется в таком же 
виде, как и известняк. Замена известкового флюса доломитом допускается 
на 1/4–1/5 (до содержания около 10 % MgO в доменном шлаке) и дает 
улучшение физических качеств шлака (увеличение жидкоплавкости при 
той же температуре плавления). Это значительно облегчает работу доменной печи, особенно при достаточно вязких глиноземистых шлаках. Однако 
применение доломита в некоторых районах затрудняется более высокими 
ценами (транспорт) на доломит по сравнению с известняком.  
В отличие от флюса доменной плавки известняк, идущий в мартеновские печи, не должен содержать заметных количеств магнезии (не выше 
2–3 % MgO), а доломит совершенно не допускается в качестве флюса мартеновского процесса, так как содержание магнезии в основных мартеновских 
шлаках достаточно высоко вследствие разъедания основной (магнезитовой 
или доломитовой) наварки подины и откосов печи. Вместо известняка 
в основной мартеновской печи частично, а в электропечах и томасовском 
конвертере всегда применяется обожженная известь.  
Наиболее эффективным флюсом основного мартеновского процесса является плавиковый шпат, или фтористый кальций (CaF2). Применение 
CaF2 основано на его способности увеличивать жидкоплавкость основного 
мартеновского шлака, а следовательно, значительно повышать его активность и ускорять реакции взаимодействия между шлаком и металлом,         
например, при удалении серы в основной мартеновской печи. 
Благотворное влияние плавикового шпата на удаление серы проявляется еще и в том, что фтор окончательно выводит часть серы из баланса 
мартеновской плавки. Расход плавикового шпата в зависимости от качества получаемой стали обычно колеблется в пределах 0,1–0,4 % от веса металлической садки. В особо трудных случаях работы с густыми шлаками 
(высокое содержание окислов хрома и т. д.) расход CaF2 повышается до 2 %

Г л а в а  1.  Об использовании нерудного минерального сырья в промышленности 
 

14 

и более (халиловские плавки). Плавиковый шпат представляет собой реагент, достаточно удобный для хранения и обращения с ним. Плавиковый 
шпат должен быть чист в отношении SiO2 и не иметь включений пирита, 
ясно видимых невооруженным глазом.  
В качестве флюса в металлургии цветных металлов применяют 
почти те же материалы, что и в металлургии черных металлов. Наиболее 
распространенными флюсами являются известняк, доломит, железные руды, марганцовые руды, кварц и алюмосиликаты; кроме того в качестве 
флюса употребляют плавиковый шпат, сульфиды (например, пирит), гипс 
и барит. Сульфиды используют с целью сульфуризации, т.е. для образования штейна, во избежание перехода в шлак ценных металлов в случае руд, 
содержащих мало серы. Известь в металлургии цветных металлов может 
оказаться полезной только в специальных условиях при высоких фрахтах 
на флюсы. В свинцовой плавке известь (известняк) вводится, заменяя железо в шлаках. 
 
 
1.2. Характеристика горных пород  
при использовании в цементной промышленности 
 
Цемент считают одним из самых востребованных строительных 
материалов. Область применения цемента практически не ограничена. Его 
используют при возведении фундаментов и устройстве кровель, укладке 
напольных покрытий и установке сантехприборов. Основная функция  
цемента – скрепление конструктивных элементов возводимых зданий. Он 
входит в состав бетонных растворов, применяемых для изготовления 
строительных конструкций, с его помощью выравнивают различные поверхности. Любой, даже самый незначительный домашний ремонт не обходится без этого универсального материала. 
С латинского caementum переводится как щебень или битый камень. Этот порошкообразный материал является искусственно созданным 
вяжущим, состоящим из клинкера, определенного количества гипса, минеральных добавок и различных наполнителей. При добавлении в цемент 
воды или других жидкостей образуется пластичная масса, способная при 
затвердевании превращаться в камневидное тело. 
Цемент служит основой бетонного и цементно-песчаного раствора. 
Он обладает уникальной способностью набирать свою прочность при воздействии влаги в отличие от гипса или воздушной извести, твердеющих 
в сухих условиях. Интересен тот факт, что еще древние римляне к извести 
подмешивали вулканический пепел или дробленый камень. Это можно 
считать началом истории появления цемента.