С чего начинается топливо

Как работает флагман российской горнодобывающей отрасли

Уран находится в самом начале технологической цепочки по производству ядерного топлива, являясь основой для работы атомной промышленности. А как добывают этот столь важный для отрасли металл? Расскажем об этом на примере работы крупнейшего уранодобывающего предприятия в России ПАО «ППГХО».

 

Посреди бескрайних степей, на юго-востоке Забайкальского края, у самой границы с Китаем и Монголией, в городе Краснокаменске, расположено Приаргунское производственное горно-химическое объединение имени Е. П. Славского (ППГХО). Предприятие было создано в 1968 году на базе месторождения Стрельцовского рудного поля. За более чем 50 лет работы объединением добыто почти 130 тыс. тонн урана. Сегодня на ППГХО работают два действующих рудника — № 1 и 8, где ежегодно добывается до 2 тыс. тонн урана. Попасть на территорию рудника можно, только пройдя тест на алкоголь. Проходная оборудована специальной системой контроля. Для входа необходимо приложить пропуск к считывателю и затем подуть в отверстие датчика. Турникеты откроются, только если содержание алкоголя не превышает норму. Так, бутылка пива, выпитая позже, чем за 10 часов до начала смены, уже не позволит пройти на территорию. Шахта не прощает.

 

Предупрежден — значит вооружен

Перед спуском в шахту проводится обязательный инструктаж по безопасности, которой на ППГХО, как и на всех предприятиях Росатома, уделяется исключительное внимание. Рудники оснащены системами горно-подземной связи и позиционирования персонала и техники, позволяющими обеспечивать общую безопасность проведения горных работ и предотвращать аварийные ситуации, а в случае чрезвычайного происшествия оперативно определять местонахождение людей. Под землей используют две системы оповещения об аварии. Первый способ — мигание светильников. Семикратное мигание означает аварию. Второй — ароматический (по-горному — «адорант»). В случае аварии через систему подачи воздуха в шахту поступает небольшое количество специального газа. Он безвреден, но из-за специфического запаха его невозможно не почувствовать.

Кстати, о воздухе. Главная вентиляционная установка постоянно подает в шахту 150 кубометров воздуха в минуту. Реверсная система дает возможность в случае возгорания поменять (при необходимости) направление подачи воздуха на противоположное, что позволит локализировать задымление. Вообще, шахта — объект повышенной опасности. По словам директора рудника № 8 Сергея Гурова, каждые полгода разрабатывается план по ликвидации и локализации возможных аварий, таких как обрушение, затопление, возгорание, застревание лифта, обрыв головного каната лифта, возгорание в шахте лифта. В случае возникновения экстренных ситуаций сразу начинается эвакуация персонала, которой руководит главный инженер рудника. На предприятии всегда наготове военизированный горноспасательный отряд, состоящий из специально подготовленных профессионалов, готовых в любой момент приступить к спасательным операциям.

Также на месторождении реализуется проект «Геодинамический полигон» — многоуровневая система мониторинга поведения подземных пород, предназначенная для прогнозирования и предупреждения горных ударов. По Стрельцовскому рудному полю установлены датчики наземной GPS-навигации, акустики, сейсмики. Поступающая с них информация позволяет определять опасные для производства участки, осуществлять прогнозирование поведения этих участков и принимать меры, направленные на предупреждение несчастных случаев.

 

«Умные каски»

В стандартную горняцкую экипировку входят комбинезон, снабженный светоотражающими вставками, специальные плотные резиновые сапоги, каска и «самоспасатель», позволяющий дышать в случае возникновения задымления. Для защиты органов дыхания от пыли и аэрозольной смеси применяют респиратор-повязку «лепесток», сделанную из очень тонких полимерных волокон, равномерно распределенных по поверхности марли. Повязка одноразовая, после подъема на поверхность она выбрасывается. «Лепесток» при добыче урана начали использовать с 1960-х годов, а в других странах долгое время не могли создать аналогичное средство защиты, так как его главный секрет заключался в специальной пропитке.

В экипировку шахтера также входит фонарь, оборудованный специальным чипом, а в шахте расставлены стационарные датчики-считыватели, фиксирующие местонахождение каждого чипа. Вся информация передается на мониторы, установленные у главного инженера и других специалистов. Датчики позиционирования позволяют в режиме реального времени узнать, сколько человек находится в шахте, и определить их местоположение, что в случае аварии поможет быстро найти каждого конкретного человека и оказать ему помощь.

В будущем планируется оснастить персонал предприятия «умными касками» (подобный пилотный проект реализуется на другом уранодобывающем предприятии Росатома — АО «Хиагда»). Такая каска оборудована специальным модулем, осуществляющим коммуникацию с оператором. Датчики не только отслеживают местонахождение сотрудника, но и позволяют запросить помощь. Для этого нужно трижды постучать по каске, и оператор отреагирует в считанные секунды. В единый центр мониторинга также поступает сигнал в случае падения или удара — в режиме онлайн система определит в подвижном или неподвижном состоянии находится работник.

 

Внутри горы

Спуск на нижний горизонт (горизонтальный тоннель под землей) на глубину 700 метров занимает порядка четырех минут. Все приемные площадки постоянно поливаются водой, чтобы не выносить грязь из шахты на поверхность. Поэтому при входе и выходе необходимо быть внимательным, чтобы не поскользнуться. Состояние головного каната лифта (по-горному — «клети») регулярно тестируется, а на случай его обрыва предусмотрена конструкция, обеспечивающая зависание кабины на тормозных канатах и не позволяющая ей упасть. Каждый ствол оборудован лестницами, по которым можно подняться на поверхность. Сами стволы бетонированные, что предотвращает возникновение в них возгорания. Тем не менее существует отдельный план действий даже для таких минимально вероятных ситуаций.

Ширина подземных тоннелей составляет 3–4 метра, высота 2–4. Через каждые 10–12 метров расположены лампы, достаточно ярко освещающие пространство. Внутри ряда тоннелей горизонта проложены рельсы для передвижения электровозов. При приближении поезда необходимо повернуться лицом к выработке, прижаться спиной к стене и пропустить состав.

Добыча урана на ППГХО ведется подземным способом. Более эффективный и экономичный способ добычи методом скважинного выщелачивания из-за геологических особенностей использовать на рудниках предприятия нецелесообразно. Поэтому приходится применять буровзрывной способ проходки горных выработок. В граните буровой штангой (она похожа на огромную дрель) сверлятся специальные отверстия — шпуры, в которые закладывается взрывчатка и производится взрыв с отбивкой горных пород на выработанном пространстве. Затем осыпавшаяся порода убирается, освободившееся пространство бетонируется и укрепляется металлическими каркасными конструкциями по принципу «прошел — закрепил». Такая последовательность действий повторяется раз за разом. По словам Сергея Гурова, буровые работы позволяют двигаться со скоростью до 6 метров в день.

Горизонт проходит рядом с рудным телом (так называются залежи урановой руды), к которому пробивают вертикальные скважины. Добытая руда загружается на вагонетки, поднимается на поверхность, загружается в многотонный самосвал и отвозится на переработку на гидрометаллургический завод, где из нее производят урановый концентрат — закись-окись урана. Это конечный продукт ППГХО. Он отправляется на обогатительные комбинаты, затем фабрикуется в топливные сборки и поступает в качестве топлива на АЭС.

 

Рудник будущего

Помимо рудников № 1 и 8 предприятие ведет строительство нового рудника № 6. История этого объекта началась в далеком 1973 году, когда были открыты Аргунское и Жерловое месторождения. В 1981 году провели детальную разведку, в 1984 году приняли решение о строительстве объекта и освоении месторождений. Однако с распадом Советского Союза все работы прекратились, а стройка была законсервирована. В 2006 году ППГХО инициировало повторную разработку проекта, и в результате предпринятых усилий рудник получил вторую жизнь. В 2016 году проект надземной инфраструктуры прошел Главгосэкспертизу, а в 2017 его включили в состав Территории опережающего социально-экономического развития и выделили первые средства — 2,8 млрд руб.

По словам генерального директора ППГХО Ивана Киселева, на сегодняшний день в строительство инвестировано 6,8 млрд руб., а проектная стоимость всех работ составляет 18 млрд руб. Планируется, что в 2026 году рудник будет добывать 350 тыс. тонн руды в год, а в 2028 году выйдет на полную проектную мощность в 850 тыс. тонн руды в год. Эксплуатационные запасы Аргунского и Жерлового месторождений Стрельцовского рудного поля составляют около 40 тыс. тонн урана (35 % от общего количества запасов ППГХО). Среднее содержание стратегического металла в них выше, чем на действующих рудниках, что позволяет гарантировать конкурентоспособную себестоимость производства. В руднике будет 3 ствола. «Каждый ствол глубиной 950 метров, с учетом новых технологий — будет достаточно до 10 горизонтов, — уточняет Иван Киселев. — Первые тонны руды мы планируем получить в 2026 году, а дальше постепенно будем выходить на проектную мощность». На сегодня построены основные объекты инфраструктуры рудника, включая сложнейший комплекс очистных сооружений шахтных вод. В 2022 году планируется пройти Главгосэкспертизу проекта подземной части рудника, приступить к заходу в основные стволы и начать подземные горные работы.

По словам Ивана Киселева, на действующих рудниках также ведутся разведка и поиск новых рудных тел. «На первом и восьмом рудниках у нас параллельно идет разведка. Наметили два перспективных прогнозных участка. Параллельно есть желание сделать дальнюю, глубокую разведку по продолжению рудных тел и выявлению новых рудных тел между восьмым и первым рудниками. Надо проверить данные геологов, оставшиеся еще с советских времен», — рассказывает генеральный директор. Планируется, что новый рудник будет работать до 2056 года, что позволит сохранить ППГХО в качестве градообразующего предприятия города Краснокаменска еще на долгие десятилетия.

 

 

ППГХО ведет разработку месторождений Стрельцовского уранового рудного поля с 1968 года и является одним из крупнейших в мире предприятий, ведущих добычу урана подземным способом.

В 2020 году ППГХО добыто 1,24 тыс. тонн урана. За более чем 50 лет работы объединением добыто почти 130 тыс. тонн урана.

Выручка от продаж ППГХО в 2020 году выросла на 12 % и составила 13,259 млрд руб., в том числе выручка от реализации закиси-окиси урана выросла на 22 % — до 9,18 млрд руб.

Первая очередь рудника № 6 мощностью 350 тыс. тонн руды будет введена в 2026 году, выход на проектную мощность 850 тыс. тонн руды запланирован на 2028 год.