Коелгинский мраморный карьер

Коелгинское месторождение белого мрамора находится в Еткульском районе Челябинской области в 25 км от железнодорожной станции Еманжелинская Южно-Уральской железной дороги. Месторождение расположено у юго-восточной окраины с. Коелга по речкам Коелга и Увелька, в полосе известняков нижнего карбона, подвергшихся метаморфизму со стороны Варламовского и Коелгинско-Кабанского гранитных массивов.

Известняковый массив, заключающий в себе мрамор, занимает площадь порядка свыше 1 тыс. км², простираясь на 40 км в меридиональном направлении и до 30 км по широте. Месторождение мрамора занимает южную, периферическую часть известнякового массива, площадью около 16 км².

 

Продуктивная толща образует линзообразную залежь северо-восточного простирания с юго-восточным падением под углом 65-70˚ протяженностью около 1,6 км, шириной 0,6 км. Она залегает согласно с известняками и сложена молочно-белым мрамором со светло-серым и синеватым оттенком. Изредка наблюдаются пятна желтовато-серого цвета, что придает мрамору грязноватый тон. Мрамор массивный, однородный, мелко- и среднезернистый, почти нацело состоящий из кальцита, как редкость с мелкими зернышками кварца и полевого шпата. Местами отмечается полосчатость мрамора, обусловленная чередованием светло- и темноокрашенных прослоев мощностью до 10–15 мм.

 

Мощность мрамора около 200 м. Монолитное, массивное строение мраморов месторождения нарушено неравномерной трещиноватостью. Угол падения горизонтальных трещин отдельности к горизонту составляет на юг и юго-запад от 0 до 15-20˚. В большинстве же не превышают 5-10°. Угол падения вертикальных трещин отдельности составляет на юго- запад и северо-запад, а иногда и на северо-восток 70-85°. Расстояние между трещинами – от 2,0 до 50,0 см.

Существующая сеть трещин отдельности обеспечивает возможность добычи блоков мрамора от 0,5 до 5 м³ и более. Выход кондиционных блоков составляет в среднем 34%. Выход готовой продукции не менее 18 м² с 1 м³ блоков.

 

Вскрыша представлена почвенно-растительным слоем, суглинками, глинами, выветрелыми мраморами, мощность вскрышных пород изменяется от 0,3 до 21,5 м (в среднем – 4,9 м). Коэффициент вскрыши – 0,09 м³/м³.
С поверхности мрамор разрушен до состояния щебня, мощность поверхностной зоны трещиноватости от 0,4 до 20,7 м (в среднем – 6,4 м). Закарстованность мраморов незначительна. Поверхностный и внутренний карст составляют 4% от всего объема мраморов.

 

 

Разработка Коелгинского месторождения началась в 1924 году, когда старательская артель Зайцева заложила 1-й мраморный карьер. Работы в карьере производились буроклиновым способом. Первоначально в массиве бурились ручным способом шпуры, в которые потом забивались металлические клинья. С помощью клиньев блок мрамора отделялся от массива. Отбитый мрамор из карьера вывозился конной тягой на станцию Еманжелинская. При таком примитивном способе на добычу 2-3 м³ породы затрачивалось до нескольких недель.
С 1925 года месторождение начало эксплуатироваться Коелгинским мраморным рудоуправлением ПО «Челябинскмрамор».
В 1928 году артель старателя Субботина начала разработку 2-го карьера. Здесь для выкалывания блоков использовалось механическое бурение.
В 1931 году в центральной части месторождения был заложен карьер №3 («Центральный»).

 

В 1933 году добыча горной массы составила 2,9 тыс. м³, выпиленных блоков — 0,8 тыс. м³. Коелгинский мрамор отправлялся в Москву в мастерскую артели «Мрамор» и в Санкт-Петербург артели «Мрамор-Гранит».

 

Осенью 1933 года Институтом прикладной минералогии были проведены работы по опытной эксплуатации в производственной обстановке агрегата канатной пилы фирмы «Скам». Этой машиной был произведен пропил в забойной траншее, но работы вскоре были прекращены вследствие наступивших морозов. Испытания машины дали возможность разрешить ряд практических вопросов о наиболее целесообразном и эффективном способе применения канатных пил при добыче мрамора в условиях наших уральских мраморных карьеров.
Но до 1951 года отбойка мраморных блоков производилась буроклиновым способом. В 1951-1955 годах в производство внедряются камнерезные машины СМ-177А и машины Столярова.

 

При этом высота уступов составляла 1 м. Ширина эксплуатационных площадок по условиям размещения на ней камнерезных машин и транспортно-погрузочных средств — не менее 10 м и в среднем составляла 12 м. Длина площадок 120-150 м. Средний размер блоков 1×1×1.5 м. Выход кондиционных блоков 27%.
Добываемые мраморные монолиты использовались для изготовления электротехнических щитов. Некоторые монолиты, обладающие однородным белым цветом, шли на статуарные работы и экспортировались.

В 1958 году предприятием были выпущены первые облицовочные плиты (8 тыс. м²).
К середине 1960-х годов глубина Коелгинского карьера достигла более 25 м. При этом среднее годовое понижение работ составляло 2 м. В карьере были оборудованы два групповых автомобильных съезда: западный, обслуживающий верхние горизонты до отметки 225 м, и юго-восточный, вскрывающий нижние уступы до горизонта 240 м.
Добытые мраморные блоки перевозились автомашинами ЗИЛ-585. Погрузка блоков в автомашины осуществлялась автокранами, а в восточной части карьера был установлен неподвижный кабель-кран.

 

Вскрышные работы производились в два этапа. Растительный слой и наносы удалялись сезонно бульдозерами, смонтированными на основе трактора С-80, с последующей погрузкой экскаваторами Э-153 в автосамосвалы ЗИЛ-585.
Буровзрывные работы применялись ограниченно при производстве горноподготовительных работ, для рыхления мерзлого грунта и заоткоски уступов на вскрышных горизонтах. Взрывание — шпуровым методом, огневым способом. Разработка верхнего слоя разрушенного мрамора производилась также камнерезными машинами.

 

 

Блочный кондиционный мрамор использовался в строительстве, некондиционный — частично распиливался на электротехнические плиты и частично складировался. До 1970-х годов ежегодно производилось около 45 тыс. м² мраморных плит.

 

В 1970-х годах предприятием начато производство товаров народного потребления, построена железная дорога до ст. Еманжелинская, вблизи карьера возведен камнераспилочный цех.

 

До 1990 года Коелгинское рудоуправление входило в ПО «Челябинскмрамор». В годы перестройки предприятие получило самостоятельность и работало на условиях аренды.

 

В 1993 году на основе существующих мощностей было образовано АОЗТ «Коелгамрамор», преобразованное в 1996 году в ЗАО «Коелгамрамор».
В 1997 году на Колегинском карьере были внедрены алмазно-канатные машины (АКМ) итальянского производства. Применение данных машин позволило перейти на двухстадийную высокоуступную технологию добычи мраморных блоков из массива и добиться повышения выхода товарной продукции в среднем на 65% с повышением ее блочности за счет увеличения средневзвешенного объема блока на 75%. При этом рост выхода товарных блоков был получен за счет снижения технологических потерь.
С 1998 года высота уступов увеличена до 6-12 м.

 

За период 1990-2000-х годов «Коелгамрамор» ежегодно добывало до 130 тыс. м³ горной массы, 45 тыс. м³ блоков, производило около 330 тыс. м2 облицовочной плиты и 60 т щебня.
С начала 2000-х годов до половины добываемого сырья перерабатывается в собственных цехах предприятия по безотходной технологии.

 

В настоящее время мраморный карьер имеет размеры 550×550 м и глубину 75 м.
Месторождение вскрыто траншеей внутреннего заложения, расположенной в юго-западной части карьера, разрабатывается сверху вниз уступами высотой: 1 м – до 1978 года; 2 м – до 1997 года; 6-12 м – с 1998 года. Вскрытие нижних горизонтов ведется петлевыми съездами в центральной части карьера.

 

Для добычи блоков из мрамора нижней зоны применяются комбинированная высокоуступная технологическая схема с использованием алмазно-канатных (АКМ) и баровых камнерезных машин (БКМ).

 

 

Учитывая потребности рынка, в последние годы предприятие одновременно с развитием традиционных направлений использования мрамора наращивает производство новой продукции: микроизмельченного мрамора, мраморного песка с узкими границами по гранулометрическому составу, а также мраморного щебня.
Рост объемов производства новых видов продукции требует увеличения объемов добычи мрамора и внедрения на карьерах предприятия нового высокопроизводительного оборудования. С учетом горно-геологических условий месторождения и требований к качеству добываемого сырья была рассмотрена целесообразность применения в условиях карьеров предприятия фрезерных машин.

В 2014-2015 годах в карьере проводились опытные испытания работы карьерного фрезерного комбайна Wirtgen 2500SM при различных режимах и условиях эксплуатации. Погрузка горной массы осуществлялась в автосамосвал Белорусского автозавода БелАЗ-7540 грузоподъемностью 30 т, а также автосамосвалы китайских производителей SHACMAN и САМС грузоподъемностью 25 т.

 

Анализ опыта работы комбайна Wirtgen 2500 SM на Коелгинском месторождении позволил установить принципиальную возможность выемки мрамора фрезерным комбайном и определить рациональные режимы фрезерования, обеспечивающие наибольшую эффективность безвзрывной разработки этого месторождения.

 

По минералогическому и химическому составу коелгинский мрамор является типичным кальцитовым мрамором без заметной доломитизации: CaCO3 – 98,96-99,46%; SiO2 – 0,19-0,56%; Al2O3 – 0,12-0,13%; Fe2O3 – 0,07-0,11%; MgO – 0,20-0,27%. Чистота химического состава обеспечивает ему высокие электроизоляционные свойства, поэтому мраморы относятся к первосортным для электротехнических целей.

 

Мрамор Коелгинского месторождения хорошо поддаются обработке – пилится во всех направлениях и прекрасно полируется, приобретая зеркальную полировку. Мрамор имеет следующие физико-механические показатели: плотность от 2,63 до 2,73 г/см³ (средняя 2,65 г/см³), водопоглощение — 0,12-0,59%; пористость — 1,41%; предел прочности при сжатии — 583-642 кгс/см² (от 24,30 до 111,60 МПа, в среднем 73,10 МПа); истираемость — 0,66-1,89 г/см²; коэффициент морозоустойчивости — 0,99; По радиационной оценке мраморы месторождения относятся к I классу пород.

 

Просвечиваемость изменяется от 3 до 20 мм, наибольшая глубина просвечиваемости у серовато-белого и наименьшая у светло-серого с желтоватым оттенком.
По показателю декоративности, равному 25-28 баллам, Коелгинский мрамор по методике «ВНИПИстромсырье» относится ко II классу – декоративным породам. Качество мрамора, как декоративного материала, снижается наличием желтовато-сероватой пятнистости, придающей полированной поверхности грязноватый оттенок.

 

Гидрогеологические условия отработки месторождения несложные. Полезная толща обводнена за счет безнапорных трещинно-карстовых вод, питаемых атмосферными осадками. Прогнозные средне-годовые водопритоки за счет подземных, атмосферных и паводковых вод составляют на Коелгинском месторождении (включая Северно-Коелгинский участок) до горизонта 180 м — 120 м³/ч, на Южно-Коелгинском до горизонта 190 м — 89,6 м³/ч.
Сброс карьерных вод производится по трубопроводу в р. Увельку.

 

 

 

В 1,5 км юго-юго-западнее разведано аналогичное по геологическому строению Южно-Коелгинское месторождение, являющееся продолжением Коелгинского месторождения.
Мрамор белый и светло-серый, среднезернистый, полнокристаллический.
Физико-механические показатели: плотность — 2,7 г/см³, водопоглощение — 0,3%, предел прочности при сжатии — 70 МПа, истираемость — от 1,93 до 2,2 г/см². По вещественному составу мрамор чисто кальциевый (99-100%), кварц и рудные минералы — в ничтожном количестве. Закарстованность — 0,5-1,4%. Минимальный выход блоков из горной массы — 23%.

 

Мощность вскрышных пород изменяется от 0,2 до 4,2 м (в среднем 2,4 м); мощность поверхностной зоны трещиноватости от 0,6 до 14 м (средняя 5,5 м).
По сложности геологического строения месторождение отнесено ко 2-й группе. Мраморы Южно-Коелгинского месторождения обладают теми же качествами, что и мраморы Коелгинского, дополнительно используются в качестве сырья при произвосдтве кускового известняка (в стекольной промышленности), а также как минеральная подкормка в пищевом рационе сельскохозяйственных животных и птиц, для получения строительного крупнозернистого (2,5-5 мм) песка.
Запасы Южно-Коелгинского месторождения утверждены в ГКЗ в 1982 году, по данным последней (2002 г.) переоценки составляли 13252 тыс. м³ (В+С1) и 125181 тыс. м³ (С2). Месторождение первоначально являлось резервной базой объединения «Челябинскмрамор». С 1996 года месторождение отрабатывается ООО «Коелга-Южное».
В настоящее время эксплуатацию месторождения осуществляют сразу несколько организаций: ООО «Коелга-Микромрамор», ООО «Коелга Западная» и ООО «Коелга Южная». На 01.01.2013 г. балансом учитывались запасы мрамора в количестве 12585 тыс. м³ (В+С1) и 125181 тыс. м³ (С2).

 

Геологоразведочные работы на месторождении проводились многократно. Геологическое изучение месторождение велось с 1927 года, с 1931 года систематическое изучение и картирование. Запасы мрамора утверждены Государственной комиссией по запасам (ГКЗ) СССР вначале в 1954 года; затем, после нескольких этапов доразведки, — в 1968 году в количестве: категорий В+С1 — 19210 тыс. м³; категории С2 — 18418 тыс. м³ (при среднем выходе блоков 31%, закарстованности 5%).

 

В 1988-1989 годах проведена эксплуатационная разведка с целью переоценки запасов мраморов по действующим ГОСТам; в результате уточнены границы полезной толщи месторождения, выполнена оценка качества сырья для производства блоков, плит, декоративных щебня и песка, электротехнической мраморной крошки, известняковой муки, минерального порошка для асфальтобетонных смесей, сварочных работ и др. Центральной комиссией по запасам (ЦКЗ) Минстройматериалов РСФСР переутверждены запасы (по сравнению с ранее утвержденными, они уменьшились на 5,7%) категорий В+С1 в количестве 16224 тыс. м³, категории С2 — 8996 тыс. м³.

 

В 1990-1991 годах выполнены работы по переводу в промышленную категорию С2 запасов Северо-Коелгинского участка, примыкающего к Коелгинскому месторождению. Общие запасы категорий В+С1 Коелгинского месторождения, включая Северо-Коелгинский участок, составили 18902 тыс. м³. Вследствие сильной трещиноватости пород и невозможности определения границ участков кондиционного мрамора месторождение отнесено ко 2-й группе сложности.
В 1999-2001 годах ЗАО «Уралгеолстром» выполнены переоценка и пересчет запасов месторождения в связи с отсутствием спроса на мелкие блоки 4-й группы и мрамор пониженной декоративности (с пятнами гидроокислов железа).
Последняя переоценка была выполнена в 2002 году, по результатам которой запасы месторождения (А+В+С1) были утверждены ТКЗ (протокол №105) в количестве 21221 тыс. м³ и С2 – 5830 тыс. м³.
На 01.01.2013 г. балансом учитывались запасы мрамора (А+В+С1) в количестве 20173 тыс. м³, С2 – 5830 тыс. м³.

 

В настоящее время разработку Коелгинского месторождения мрамора осуществляет ЗАО «Коелгамрамор», являющееся крупнейшим в России предприятием по добыче и переработке белого мрамора с годовым объемом добычи блоков до 55 тыс. м³ и эксплуатационными запасами свыше 18 млн. м³.

 

По совокупному объему горной массы, подлежащей переработке для добычи мраморных блоков, Коелгинское месторождение мрамора является крупнейшим в мире. Возможность круглогодичной добычи мрамора без снижения производственной мощности зимой делает его поистине уникальным.

 

Мрамором, добытым на месторождении, облицованы широко известные в стране и мире здания и сооружения.

В их числе Дом правительства Российской Федерации, здания Российской Академии Наук, Министерства Обороны, Академии общественных наук, Большой Кремлевский дворец, сооружения мемориального комплекса на Поклонной Горе (Москва), театр музкомедии в Ростове-на-Дону, 215 станций Московского, Санкт-Петербургского, Екатеринбургского и других метрополитенов.
Предприятием ЗАО «Коелгамрамор» был выигран тендер на поставку мрамора для строительства храма Христа Спасителя в Москве (1994-1996); за короткий срок была отработана новая технология изготовления мраморных изделий сложной конфигурации. За 1,5 года в Москву было поставлено 700 железнодорожных вагонов сложнейших архитектурных изделий.

 

Продукция предприятия использовалась при строительстве Челябинского драмтеатра, Мемориального комплекса в городе Оренбурге, театра драмы в Уфе (Республика Башкортостан), Храм-памятника в Самаре, Дома официальных приемов Президента Республики Казахстан в Астане и крупнейшего торгового дома в Алматы, здания прокуратуры, Верховного суда республики Казахстан и самой крупной в Европе мусульманской мечети «Кул-Шариф» в Казани.
Коелгинский мрамор экспортируется в 12 стран – Азербайджан, Белоруссию, Грузию, Казахстан, а также в Болгарию, Германию, Китай, Польшу, США и другие.
Мраморообрабатывающий завод «Коелгамрамор» производит около 45% общего объема мраморной продукции всего Уральского региона.

 

На предприятии ЗАО «Коелгамрамор» используются современные технологии и новейшее оборудование итальянских фирм Pellegrini и Miceletti. Использование новых технологий добычи и обработки мрамора позволяет предприятию выпускать и предлагать на рынок широкий ассортимент изделий самой различной формы и размеров. Ассортимент включает более 500 видов мраморной продукции: блоки, плиты для наружной и внутренней облицовки зданий, архитектурно-строительные изделия любой конфигурации, камины и офисные столики, лестничные марши с перилами, вазоны, декоративный щебень, надгробные памятники и др.

 

 

Наличие собственной сырьевой базы, горнодобывающего производства, а также перерабатывающих цехов, оборудованных современным импортным оборудованием, позволяет поставлять на рынок не только полуфабрикаты в виде мраморных блоков, но и продукцию высокой степени переработки: облицовочные материалы, архитектурно-строительные, монументально – художественные и другие высокотехнологичные изделия, декоративные щебень, песок и микромрамор фракционированный. Благодаря значительным объемам выработки, эстетической привлекательности, простоте обработки, долговечности и сравнительно невысокой стоимости Коелгинский мрамор превратился в общедоступный облицовочный материал и обеспечил себе широкую географию применения, содействуя таким образом улучшению архитектурного образа как столицы России, так и регионов.
Специалисты считают, что Коелгинский мрамор практически не отличается от знаменитого итальянского. Результаты тестирования Коелгинского белого мрамора по стандартам Американской ассоциации тестирования материалов АСТМ 503-89 от 20 апреля 1994 г. установили, что показатели Коелгинского мрамора по абсорбции, плотности, силы компрессии, абразивной устойчивости и прочности выше или на уровне показателей по мрамору Бианко Каррара (Bianco Carrara).

 

Использованная литература и источники:

Абакумовский С.М. Развитие мраморной промышленности Урала. // «Минеральное сырье».
Абакумовский С.М. Состояние мраморообрабатываюшей промышленности СССР. // «Минеральное сырье». 1930, №1.
Ависов Б.П. Роль канатной пилы в современном карьере по добыче мрамора. // «Минеральное сырье». 1935, №9.
Богородицкий Н. Исследование свойств мраморов Союза. // «Минеральное сырье». 1931, №7.
Бычков Г.В., Кокунин Р.В. Состояние и перспектива развития сырьевой базы природного камня Урала. Международный научно-промышленный симпозиум «Уральская горная школа – регионам». Маркшейдерия, геомеханика и геотехнологии. 2010.
Васильева Н.Н. Белый мрамор России. В сборнике: Проблемы географии Урала и сопредельных территорий. Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. 2016.
Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200000. Издание второе. Серия Южно-Уральская. Лист N-41-XIII (Пласт). 2018.
Гумеров Л.Г. Мраморы. // «Известия вузов. Горный журнал». 1994, №11-12.
Гумеров Л.Г., Шенгелия А.Д., Соколов Е.Ф., Голдобин А.В. Природные облицовочные камни Урала. 1981.
Гущин А.Я., Кожевников К.Е. Работы «Уралгеомина» за период 1926-136 гг. / Труды Уральского научно-исследовательского института геологии, разведок и исследования минерального сырья. Вып. 1, 1938.
Минеральные ресурсы Урала. / Под ред. Медникова Н.И., Мирмельштейна А.Н., Ушакова Н.А. и др. 1934.
Першин Г.Д., Голяк С.А., Уляков М.С., Караулов Н.Г., Сорокин И.С., Домнин В.Ю., Иштакбаев Р.Ф. современные способы вскрытия рабочих горизонтов при разработке месторождений мрамора.
Першин Г.Д., Караулов Г.А., Караулов Н.Г. Особенности повышения выхода товарных блоков на Коелгинском карьере. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2003.
Першин Г.Д., Караулов Н.Г., Каримов Т.Р. Обеспечение комплексного использования мраморного сырья при применении алмазно-канатных пил на карьере. Добыча, обработка и применение природного камня. Сборник научных трудов. / Под редакцией Г.Д. Першина. 2016.
Першин Г.Д., Пшеничная Е.Г., Уляков М.С. Повышение выхода блоков гранита на месторождениях со сложным залеганием природных трещин в массиве. В сборнике: Добыча, обработка и применение природного камня. Сборник научных трудов. Под редакцией Першина Г.Д. 2013.
Разработка месторождений полезных ископаемых Урала. 1967.
Сандригайло И.Н., Арефьев С.А., Чеботарев С.И. Определение параметров и показателей работы карьерных комбайнов при добыче мрамора. // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2016. Т.15, №21.
Чеботарев С. И. Опыт работы фрезерного комбайна на Коелгинском месторождении мрамора // Известия Уральского государственного горного университета. 2015, №3.
Челябинская область: Энциклопедия / [Редкол. : К.Н. Бочкарев (пред.) и др.] Т. 3: К — Л. 2004.

 

Коелгинский мраморный карьер на карте: