Развитие транспортных сетей Республики Саха (Якутия)

Основное транспортное обеспечение производственной и социальной инфраструкту--‐ ры Арктики в настоящее время представлено в основном авиа--‐ и морским транспортом. Од--‐ нако в условиях расширения производства требуется системная организация связи арктиче--‐ ских и приполярных территорий с внутренними регионами страны, освоении арктических территорий за счёт развития Северного морского пути (СМП) и комплексного использования всех видов транспортных средств, создание эффективно работающих транспортных сетей.

На основе многолетних исследований Севера России автором предлагается освоение арктических и прилегающих к ним приполярных территории Республики Саха (Якутия) осу--‐ ществлять методом создания транспортных коридоров на основе крупнейших портов, таких как Тикси. Транспортные узлы (арктические хабы), комплексно объединяющие морской, ав--‐ томобильный, железнодорожный, речной и воздушный виды транспорта, будут эффективно работать для скорейшего освоения уже имеющихся и поиска новых месторождений полез--‐ ных ископаемых в Арктической зоне Российской Федерации (АЗРФ).

Предлагается использование инновационных технологий на транспорте, различных видов транспортных средств для эксплуатации в суровых условиях Арктики и Севера России: специальных автопоездов, «облегчённой» железной дороги, методов постройки автомо--‐ бильных полотен из материалов, попутно добываемых при работе на алмазоносных место--‐ рождениях и других.

Потребности Республики Саха (Якутия) в развитии транспортных узлов

Развитие комплексных транспортных узлов (хабов) в Российской Арктике рассматри--‐ вается на примере анализа потребностей Республики Саха (Якутия). Минерально--‐сырьевой потенциал республики по данным переоценки Министерства природных ресурсов РФ 2006 года составляет 78,4 триллиона рублей. Помимо месторождений углеводородного сырья, раз--‐ веданы месторождения угля с учтенными запасами 14,3 млрд. тонн, железных руд - 5,7 млрд. тонн, драгоценных, редкоземельных и других металлов, неметаллических полезных ископае--‐ мых, а также месторождения пресных, минеральных, теплоэнергетических и промышленных подземных вод [1].

За полувековую историю поисковых работ в Якутии было выявлено и апробировано более 1500 коренных и россыпных кимберлитовых месторождений, которые сосредоточены в Якутской алмазоносной провинции. Площадь её составляет около 900 тыс. км2 [1]. Но она является лишь частью огромной Арктической зоны Российской федерации (АЗРФ), включа--‐ ющей в себя сухопутные территории Мурманской области, Ненецкого автономного округа, Ямало--‐Ненецкого автономного округа, Чукотского автономного округа, городской округ «Воркута» Республики Коми, 5--‐ть улусов (районов) Республики Саха (Якутия), город Но--‐ рильск и два района Красноярского края, 7--‐мь муниципальных образований Архангельской области 1. В настоящее время в АЗРФ одним из наиболее промышленно развитых является территория Западной Якутии, в которой разведанные запасы кимберлитовых месторожде--‐ ний простираются вплоть до Северного Ледовитого Океана (рис. 1).

Рис. 1. Карта месторождений Западной Якутии

В плане создания транспортных узлов (арктических хабов) для освоения новых терри--‐ торий в Западной Якутии одним из наиболее интересных является морской порт Тикси, рас--‐ положенный на берегу одноимённой бухты близ дельты реки Лена, основанный в 1933 году. Он является основной базой снабжения и обеспечения плавания всего морского каботажа в восточной части Российской Арктики. Ввозят в порт, в основном, продовольствие, промыш--‐ ленные товары и оборудование. Единственная острая проблема порта — мелководность, он может принимать суда с осадкой не более пяти метров. Поэтому очень важно создание раз--‐ личных путей переправки грузов через него. В 1987 году грузооборот порта достигал 850 тыс. тонн, к 2011 году снизился до 55 тыс. тонн. По итогам 2012 года грузооборот тиксинского фи--‐ лиала — ФГУ «АМП Восточный» — составил 358,4 тыс. тонн [3]. На данный момент порт Тикси, по мнению автора, является наиболее подготовленным для освоения арктических и прилегаю--‐ щих к ним северных территорий Якутии со своей уже готовой инфраструктурой и достаточно большим грузооборотом. Именно с него рекомендуется начинать внедрение планов по строи--‐ тельству транспортных коридоров в северной зоне России как наиболее развитом горно--‐ промышленном и транспортном комплексе для добычи и транспортировании алмазоносных месторождений, особенно в Западной Якутии. Также хорошим вариантом является использова--‐ ние посёлка Юрюнг--‐Хая, обладающего на данный момент меньшим грузооборотом, но более удобным местоположением по сравнению с Тикси, так как нет необходимости строительства моста на реке Лена. Создание современных транспортных сетей отвечает потребностям разви--‐ тия экономики.

Использование новых технологий на транспорте в условиях Арктики

Необходимо чётко понимать, что для полноценного использования ресурсного по--‐ тенциала северных территорий необходимо комплексное внедрение в различных областях новых технологий. Специфика работ на территории Крайнего Севера предопределяет необ--‐ ходимость принятия нестандартных решений в области добычи полезных ископаемых. Но применительно к процессу транспортирования горной массы подход всегда был вполне тра--‐ диционный. Необходимыми условиями всегда являлись и являются высокая мобильность техники, относительно недорогая эксплуатация, возможность быстрого ввода в работу и надежная эксплуатация в условиях низких температур. Эти условия и определяют широкое использование автомобильного и, возможно, на перспективу особого вида железнодорож--‐ ного транспорта. Следует отметить, что основная проблема карьерной техники в условиях кимберлитовых карьеров Якутии заключается в том, что при транспортировании руды име--‐ ются совершенно разные условия эксплуатации транспортных средств (продольный уклон автодорог в южных карьерах до 10%, работа на слабонесущих грунтах на северных место--‐ рождениях в условиях арктической зоны при расстоянии транспортирования от 10 до 150 км с уклонами до 2–3%). После проведения ряда экономических расчетов было выявлено, что наибольший экономический эффект может быть достигнут при использовании многозвен--‐ ных поездов на автомобильном и железнодорожном ходу [1]. Работы по поиску и разработ--‐ ке специализированных карьерных транспортных средств для условий Севера совместно с Институтом горного дела УрО РАН осуществляют Национальная академия наук Беларуси, ОАО «Белорусский автомобильный завод», российская группа алмазодобывающих компа--‐ ний «АЛРОСА» и др.

На начальном этапе, в период разведки, когда ещё нет отстроенных дорог, можно ис--‐ пользовать транспорт на воздушной подушке. В настоящее время изготовлены опытно--‐про--‐ мышленные образцы, готовые к серийному производству: «Корсар» (3 пассажирских места, грузоподъёмность — 300 кг), АСВП «СК--‐10» (10 пассажирских мест, грузоподъёмность — 1000 кг). Эффективность использования предлагаемых АСВП в 7–10 раз дешевле вертолет--‐ ной техники. Также разработан проект постройки грузовых платформ на воздушной подушке грузоподъёмностью 30 (ГСПВП--‐30 с 6 местами для пассажиров) и 60 тонн (ГСПВП--‐60 — 12 пассажирских мест). Амфибийные вездеходы серии «СК--‐10» производятся ЗАО «Трансэколо--‐ гия» совместно с ООО «Стройкомпозит».

На грунтах с низкой несущей способностью (болото, снежная целина, бездорожье, пересечённая лесистая местность) нашли своё применение снегоболотоходы. Были проана--‐ лизированы конструкции как отечественных, так и зарубежных колёсных и гусеничных дви--‐ жителей наиболее распространённых предприятий по созданию снегоболотоходной техни--‐ ки, таких как: ОАО «Заволжский завод гусеничных тягачей» (ЗЗГТ), ОАО Машиностроитель--‐ ная компания «Витязь» (г. Ишимбай), Шведская фирма Hägglunds Vehicles, ООО «Ал--‐ тайтрансмаш--‐сервис», Екатеринбургский завод специализированных машин ЕЗСМ «Конти--‐ нент». Их продукция применима при проведении строительно--‐монтажных и подготовитель--‐ ных работ, а также в качестве вспомогательной техники для обеспечения функционирования предприятий. Возможны различные варианты исполнения машин: для перевозки людей; гру--‐ зовая платформа; аварийно--‐спасательная; пожарный модуль; буровая установка; телескопиче--‐ ская вышка--‐подъемник; крановое оборудование; медицинский модуль; пункт технической по--‐ мощи; транспортёр для перевозки длинномерных неделимых грузов; платформа для экскавато--‐ ра, цистерн и размещения другого технологического оборудования различного назначения [1].

Проблема беднотоварных удаленных кимберлитовых карьеров, расположенных в се--‐ верной части Западной Якутии, заключается в том, что экономически невыгодно строить обога--‐ тительные фабрики вблизи месторождений, и лучшим способом в этих условиях является орга--‐ низация доставки необогащенной руды на расстояние 10–200 км до места её обработки. В свя--‐ зи с этим предполагается создание технологических транспортных «артерий» из автомо--‐ бильных и железных дорог, которые будут пронизывать всю территорию Якутской алмазо--‐ носной провинции и одновременно могут стать основой Якутского транспортного коридора. Он позволит связать для региона Западной Якутии все алмазодобывающие и другие пред--‐ приятия, а для России объединить через Тикси, материковую часть с Северным морским пу--‐ тем; через Усть--‐Кут с западной частью России; через Якутск с восточной частью России вплоть до Тихого океана. При этом необходимо иметь в виду, что в настоящее время ведется строительство федеральной трассы Усть--‐Кут — Мирный и завершается строительство желез--‐ ной дороги Томмот — Якутск, а затем и Якутск — Магадан.

На автодорогах рекомендуется применять специальные многозвенные автопоезда большой длины и соответственно повышенной грузоподъёмности, разрабатываемые НАН Беларуси. На данный момент это одно из самых перспективных направлений развития гру--‐ зовой, в том числе карьерной, автомобильной техники. Разработчики и эксплуатирующие организации отмечают их высокую эффективность при перевозке грузов в условиях Арктиче--‐ ской зоны РФ. В работе «Обоснование путей развития транспортных средств для освоения северных территорий России» [1] приводится описание данного вида транспорта и отмечает следующие основные преимущества полноприводных многозвенных автопоездов, разраба--‐ тываемых НАН Беларуси совместно с Институтом горного дела УрО РАН, по сравнению с одиночными транспортными средствами аналогичной грузоподъемности:

• a)    автопоезд имеет производительность в 1,5--‐2 раза выше, а себестоимость перево--‐ зок при их применении снижается на 20--‐35 %;

• b)    увеличение грузоподъёмности автопоезда и его производительности по сравне--‐ нию с одиночными автомобилями не связано с превышением допустимых нагру--‐ зок на дорогу;

• c)    автопоезд в целом имеет более низкую стоимость;

• d)    на единицу грузоподъёмности для прицепов и полуприцепов требуются меньшие вложения на строительство и содержание ремонтно--‐обслуживающей базы и пло--‐ щадок хранения в межсменное время;

• e)    прицепной парк требует меньших затрат на ремонт и обслуживание и меньших амортизационных отчислений;

• f)    более высокая производительность автопоездов обуславливает меньший парк;

• g)    Область применения автопоездов:

• h)    технологические автодороги с низкой интенсивностью или вообще отсутствием движения автотранспорта общего пользования;

• i)    автодороги с удовлетворительным состоянием дорожного полотна;

• j)    при значительных расстояниях перевозок (20—200 км);

• k)    при значительном годовом объёме перевозок.

Следует особо отметить, что при работе на слабонесущих грунтах важное значение имеет давление оси транспорта на грунт. И в этом плане использование автопоездов пред--‐ почтительнее, чем тяжелых самосвалов с той же грузоподъёмностью. Так как при эксплуата--‐ ции разрабатываемого автопоезда не требуется разворот, то есть обеспечивается челночный принцип, его длина не является серьёзной проблемой. Следует отметить, что в условиях Арктики транспортные средства эксплуатируются в разных условиях: движение автомобиля в карьере под определённым уклоном меняется на горизонтальное после выезда из него. На разных участках требуется различная мощность двигателя.

Более полноценное освоение северных территорий возможно на втором этапе при строительстве и эксплуатации железных дорог. Но предпочтительнее использование пред--‐ лагаемых « облегчённых» железных дорог . Это обусловлено тем, что при эксплуатации обычной железной дороги в условиях Арктики не всегда возможно обеспечить грузооборот, позволяющий эффективно ее использовать, и очень проблематична перегрузка с одного ви--‐ да транспорта на другой. В предлагаемом варианте «облегчённой» железной дороги пред--‐ полагается использование контейнерного типа перевозок. «Облегчённый» вид предполагает строительство железной дороги на основе автомобильной, которая возводится с учетом рас--‐ стояния транспортирования и объема перевозок. Ее исполнение возможно в зависимости от расстояния транспортирования в одно--‐ и двухпутном варианте со всеми технологическими сооружениями, но в облегченном виде. Строительство различных сооружений и транспорт--‐ ных средств для обычной железной дороги при необходимости может быть перенесено на более поздние сроки либо вообще не потребуется при эксплуатации на временных участках до отдельных месторождений, где возможно использовать автопоезда.

Наличие железнодорожных путей к отдельным карьерам необходимо только на пе--‐ риод их эксплуатации. А затем, ввиду малых запасов руды и отсутствия других месторожде--‐ ний в этом направлении, пути могут быть разобраны и перенесены на другие участки, т.е. на любые другие объекты. Стоимость строительства путей для специальной «облегченной» же--‐ лезной дороги будет значительно ниже, ввиду уменьшения материалоемкости и объема ра--‐ бот (рельсы, шпалы, высота полотна и т.д.). Предлагаемый вид позволяет использовать ос--‐ новные преимущества ранее используемых узкоколейных железных дорог (скорость строи--‐ тельства, эффективность) и ликвидировать их основной недостаток — необходимость пере--‐ грузки при переходе с одной узкой колеи на обычную шириной 1520 мм.

«Облегчённая» железная дорога предусматривает применение облегчённого по--‐ движного состава (вагонов и локомотивов). В части применения вагонов, решением может быть использование классических или облегченных полувагонов, которые уже повседневно используются на путях общего и не общего пользования различными производственными предприятиями. В качестве лёгкой локомотивной тяги может быть использован локомотив ТГМ4БЛ (тепловоз на гидромеханическом приводе мощностью 610 кВт) массой 68 т или сверхлёгкий ТЭМ31М (тепловоз на электрическом приводе мощностью 420 кВт) массой всего 46 тонн. Выше рассмотренные локомотивы предназначены для манёвровой и вывозной ра--‐ боты и используются, как правило, промышленными предприятиями. Для перемещения со--‐ ставов по «артериям» целесообразно применение тепловоза ТЭМ31М на электрической тя--‐ ге, КПД которой по сравнению с гидроприводом на скоростях более 10 км/ч существенно выше. Для перемещения составов на малые расстояния (формирование составов, вывозная работа вблизи карьеров) наиболее подходит ТГМ4БЛ.

Использование контейнерного принципа транспортных сосудов позволит обеспечить их эксплуатацию на всех транспортных средствах — автомобильном, железнодорожном, воздушном, речном и морском. Контейнеры бывают различной тоннажности, что позволяет заказчику выбрать наиболее подходящий ему вариант. В нашем варианте это 20–25 тонн. К основным преимуществам контейнерных перевозок относится:

• I.    Универсальность контейнеров. Стандартизированные размеры контейнеров поз--‐ воляют перевозить груз независимо от габаритов, размера и веса практическим любым видом транспорта – железнодорожным, морским или воздушным.

• II.    Безопасность груза. Контейнер является своего рода сейфом, гарантирующим со--‐ хранность находящегося внутри груза. Риск порчи или хищения при таких пере--‐ возках минимален.

• III.    Скорость и удобство. Перевозка грузов контейнерами — это быстрый и удобный способ транспортировки грузов на дальние расстояния.

• IV.    Экономичность. За счёт того, что в контейнеры можно загружать большое количе--‐ ство груза, заполнив всё пространство, средства на перевозку значительно эконо--‐ мятся. В свою очередь сокращение транспортных и логистических издержек уве--‐ личит рентабельность товара, а это приведёт к росту прибыли.

На рис. 2 представлена предлагаемая сеть «облегчённых» железных дорог, соединяю--‐ щая одни из самых крупных населенных пунктов Западной Якутии: Якутск — Мирный — Усть--‐Кут — Удачный — Тикси (или Юрюнг--‐Хая) и в первую очередь Мирный — Удачный.

При техногенном изменении рельефа местности нарушается гидрологический режим почв и происходит сильное заболачивание прилегающих к отвалам территорий. Кроме забо--‐ лачивания, наблюдается механическое перемещение илистой фракции субстрата, образо--‐ вавшегося на поверхности отвала, водными и воздушными потоками.

Рис. 2. Предлагаемая сеть «облегчённых» железных дорог

Имея в своем составе широкий спектр макро--‐ и микроэлементов, высокие концен--‐ трации токсичных солей, субстраты отвалов негативно влияют на состояние природного поч--‐ венно--‐растительного покрова прилегающих к отвалам территорий, образуя широкие полосы «мёртвого леса», окаймляющие отвалы пустых пород (Рис. 3) [4].

Рис. 3. «Мёртвый лес», сформированный вблизи Западного отвала Удачнинского ГОКа (линией показана граница «мёртвого леса»)

В результате исследований состава пород карьеров было выявлено, что материалы, попутно добываемые при разработке алмазоносных месторождений в Западной Якутии, со--‐ средоточенных в отвалах и достигающих в объеме сотни миллионов м3, пригодны для исполь--‐ зования при строительстве дорог. Кимберлитовым породам свойствен широкий вариацион--‐ ный состав, который в конечном итоге оказывает сильное влияние как на стадии проектиро--‐ вания, так и на стадии эксплуатации объекта [5] (рис. 4). В отвале нет жёсткой границы между различными слоями, но общий состав кимберлитов позволяет использовать их для возведе--‐ ния фундаментов автомобильных дорог и других объектов, так как не противоречит требова--‐ ниям СНиП 2.05.07--‐91 «Промышленный транспорт» и ВСН 84--‐89 «Изыскания, проектирование и строительство автомобильных дорог в районах распространения вечной мерзлоты». Этот метод несёт не только положительный экономический эффект, но и ведёт к снижению нега--‐ тивного влияния работ на окружающую среду. А в будущем этот метод позволит полностью исключить создание отвалов. При этом материал, вывозимый с карьера, будет доставляться специализированными автопоездами НАН Беларуси непосредственно к строящемуся участку дороги. Но при этом необходимо машиностроителям дополнительно разработать и внедрить комплексы для разборки отвалов, дробления негабаритов, а также специальные транспорт--‐ ные и погрузочные средства.

Доломиты известняки, гипс-ангидриты

Дадерщы

Гагюгенио-карбонатная толща

Битуминозные доломиты

Галоген но-карбонатовые отложения

Нефтеносные отложения

Мергели, доломиты, глинистые известняки _________________

Алеврит истые мергели, известковистые алевролиты. глинистые доломиты

Чередование доломитов и ангидритов

Рис. 4. Схематичный геологический разрез месторождения тр. Мир

Автором предлагается на базе имеющихся поселений в северных территориях созда--‐

Отдел	Свита	н
Верхний	Илгинсхая	€э«
Средний^ верхний	Верхоленская	€2-3vl
Средний	Метегерская	C2mt
Нижний-средний	И мере кая	£ 1-2*0
	____Силл	Dj
Z S ■X X X	Чарская	C,cr
	Олекминская	€,ol
	Толбача некая	€,№
	Юрегинекая	€t№
		€,jr2
		€ijrj_
	Иктехская	Ciik
		Pr

-1500

1-210м

-310 м

Переслаивание солей с гипс-ангидритами

	Доломиты трещиноватые нефтенасьщенные
	Аргиллиты. доломиты
	Доломиты с прослоями аргиллитов
а ь l v	Аргиллиты с прослоями доломитов
♦  ♦ 4- >	Граниты крупнозернистые

ние транспортных узлов, которые обеспечат прирост сырьевой базы региона, дополнитель--‐ ные рабочие места. Потенциальными партнёрами этой программы являются следующие ор--‐ ганизации: российская группа алмазодобывающих компаний «АЛРОСА», ОАО «Российские железные дороги», ОАО «Корпорация развития Среднего Урала», ОАО Корпорация «Урал Промышленный — Урал Полярный», ОАО «Белорусский автомобильный завод», Институт горного дела УрО РАН, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Инсти--‐ тут проблем комплексного освоения недр РАН (ИПКОН РАН), Национальная академия наук Беларуси, Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), ОАО «За--‐ волжский завод гусеничных тягачей» (ЗЗГТ), ОАО Машиностроительная компания «Витязь» (г. Ишимбай), ООО «Алтайтрансмаш--‐сервис», Екатеринбургский завод специализированных машин ЕЗСМ «Континент» и др.

Именно с первым транспортным узлом в Тикси, который станет объединять в буду--‐ щем морской, железнодорожный, автомобильный, речной и воздушный виды транспорта, обладающий в настоящее время наиболее благоприятными условиями, с учётом, что будут разработаны и применены специальные автопоезда, «облегчённая» железная дорога, мето--‐ ды постройки автомобильных полотен из материалов, попутно добываемых при работе на алмазоносных месторождениях, будет получены опыт и горно--‐промышленное оборудова--‐ ние, позволяющие продолжить изучение и использование арктических территорий Россий--‐ ской Федерации. В дальнейшей работе необходимо выполнить экономическое обоснование предлагаемых проектов, определить объём нужных инвестиций и сроки окупаемости.

Заключение

Таким образом, идея применения на слабонесущих грунтах многозвенных транспорт--‐ ных средств на удалённых кимберлитовых месторождениях коррелируется с необходимо--‐ стью создания в РФ транспортных коридоров, позволяющих соединить Северный морской путь с материковой транспортной сетью вплоть до Транссибирской магистрали и основыва--‐ ется на ряде факторов применительно к Республике Саха (Якутия) .

• I.    Необходимости отработки удалённых беднотоварных кимберлитовых и других месторождений, находящихся в Западной Якутии вплоть до Северного Ледовитого океана.

• II.    Необходимости транспортирования горной массы из карьеров, расположенных в Арктике, до действующих обогатительных фабрик.

• III.    Потребности в технологических дорогах для карьеров при определённой после--‐ довательности их строительства в направлении Арктики, которые могут представ--‐ лять собой основу для создания Якутского транспортного коридора, связывающе--‐ го Северный морской путь и Транссибирскую магистраль (аналогичной относи--‐ тельно доступной возможности на территории РФ нет).

• IV.    Наличии породных отвалов со значительными объемами горной массы, находя--‐ щихся вблизи обогатительных фабрик и которые можно использовать для строи--‐ тельства дорожного полотна автомобильных и железнодорожных путей.

• V.    Возможности транспортирования горной массы из отвалов с загрузкой автопоез--‐ дов в обратном направлении от обогатительных фабрик до карьеров, то есть до любой точки строительства полотна дороги.

• VI.    Разработке буровзрывных и дробильно--‐сортировочных комплексов для разборки отвалов и получения из них щебня различной фракции.

• VII.    Использовании многозвенных автопоездов Республики Беларусь, имеющих воз--‐ можность следовать колесо--‐в--‐колесо и устройство, предотвращающее возмож--‐ ность «складывания» автопоезда.

• VIII.    Наличии в Западной Якутии горнопромышленного комплекса АК «АЛРОСА», рас--‐ положенного наиболее близко в России к Арктической зоне, и наличии вплоть до

Северного ледовитого океана необходимых месторождений, пригодных для освоения в интересах АК «АЛРОСА» и России.

• IX.    Возможности использования государственных и частных инвестиций, государ--‐ ственно--‐частное партнерство.

• X.    Обосновании, разработке и возможном изготовлении специальных вагонов ОАО «БелАЗ». а также наличии в эксплуатации составляющих для строительства и экс--‐ плуатации в условиях Арктики и прилегающих к ней северных территорий РФ «об--‐ легченной» железной дороги с организацией контейнерных перевозок.

Северные регионы нашей страны на данный момент являются слабо изученными по сравнению с другими территориями РФ. Специфика работ требует изменений в традицион--‐ ных подходах к различным вопросам. И лишь комплексное использование достижений учё--‐ ных всего мира, а также положительный опыт других стран по внедрению новых методов и технологий могут стать отличными союзниками в вопросах освоения Крайнего Севера.