Основанием для проведения последующих экспериментов с ядерной геотехнологией явилась необходимость создания новой высокоэффективной системы разработки, себестоимость добычи руды которой была бы значительно ниже существующей. Только в этом случае целесообразно вовлекать в отработку бедные по содержанию апатитовые месторождения, без чего невозможно было осуществить намеченное увеличение выпуска концентрата до 23 млн т в год. В качестве объекта выбрано Партомчорр-Лявойокское месторождение, расположенное в 30 км к северу от г.Кировска, в 25-30 км к востоку от железнодорожной станции Имандра Октябрьской железной дороги.
Месторождение находится в долине реки Кунийок, на отметках +250-300 м над уровнем моря. Протяженность рудной залежи по простиранию до 6000 м, по падению в плоскости залежи 1200-1300 м. Оруденение сверху покрыто четвертичными отложениями. Рудное тело находится между массивами уртита и трахитоидными ийолит-уртитами. Среднее содержание Р2О5 по скважинам в рудных ингервалах колеблется от 4-5 до 10-11%. Общая мощность залежи 50-60 м, падение выдержано под углом 35-45° на юго-восток. Запасы месторождения 475 млн т руды со средним содержанием 6.88-8.88% Р2О5. Разработка таких месторождений современными методами считалась нерентабельной.
Рудное тело отрабатывалось этажами высотой 110-120 м. Основанием этажа служили главные транспортные выработки концентрационного горизонта, принимающего руду с промежуточных конвейерных штреков. Последние нарезались на различных высотных отметках этажа и оснащались катучими ленточными конвейерами. Расстояние между промежуточными штреками в зависимости от угла падения рудного тела и необходимости оптимального извлечения руды принималось равным 20-25 м.
Вариант ядерно-взрывной геотехнологии для разработки Партомчорр-Лявоиокского месторождения: 1-5 - транспортный, вспомогательный, конвейерный, контрольный и подсечный штреки; 6,7 - наклонная и горизонтальная экранирующие щели; 8 - рудоспуск; 9 - зарядная камера
С помощью вибропитателей руда поступала на конвейеры и далее через рудоспуски на концентрационный горизонт. Расстояния между питателями на конвейерных штреках определялись размерами фигур выпуска и были приняты равными 20 м. Рудоспуски располагались вдоль простирания рудного тела через 200 м в соответствии с рациональной длиной конвейера.
Важными элементами новой системы являлись: контрольно-вентиляционный горизонт, сдвоенное расположение воронок выпуска и конструкция выпускных отверстий. Выработки контрольно-вентиляционного горизонта проходились над вибропитателями, откуда контролировались истечение и качество руды экспрессными геофизическими методами, дробление негабаритных кусков перед поступлением на питатель, удаление запыленного и загрязненного продуктами взрывов воздуха и другие вспомогательные операции. Превышение контрольно-вентиляционного горизонта над конвейерами составляло 4.5-5 м, горизонта подсечки над контрольно-вентиляционным - 12 м. Надежность истечения руды из очистного пространства достигалась в результате увеличения сечения выпускных выработок, при этом высота движущегося слоя в выпускном отверстии доходила до 3 м.
Увеличение зоны влияния вибромеханизма при выпуске происходило за счет бокового по отношению к вибропитателю расположения выпускных выработок. На каждый питатель руда поступала из двух выпускных отверстий, образуя две одновременно движущиеся фигуры (эллипсоиды) выпуска, благодаря чему уменьшалась вероятность с водообразован ия. При таком конструктивном исполнении рудоприемной части днища питатели не испытывали давления большой толщи обрушенной руды, что и обеспечивало более устойчивую их работу. Контрольновентиляционные горизонты освобождали транспортные выработки от взрывных работ, неизбежных при выпуске; это обусловливало высокий коэффициент использования работающих механизмов.
Оборудование выработок для выпуска руды: 1 - вибропитатель: 2 - перегрузочное устройство; 3 - конвейер; 4 - контрольный штрек; 5 - смотровой ходок
Дробление массива производилось ядерными зарядами, для чего в висячем боку месторождения за пределами рудного тела были пройдены зарядные камеры с выработками отвода радиоактивных отходов на расстояние 100-120 м, как сделано при взрывах "Днепр-1" и "Днепр-2".
Подготовительно-нарезные работы велись в две стадии. К моменту ядерного взрыва были пройдены выработки для заложения заряда и концентрационный транспортный штрек, оформлялись подсечка и отрезные выработки по границе взрываемой секции с массивом. Руда из подсечных и отрезных выработок выдавалась на транспортный горизонт через рудоспуски. На втором этапе после взрыва проходились выработки для выпуска руд, монтажа блоковых катучих ленточных конвейеров, вибропитателей и т.п.
Целесообразно применение сдвоенных ядерных зарядов, обеспечивающих, как показал эксперимент "Днепр-2", лучшую кусковатость руды. Расчеты с учетом механизации процессов выпуска и доставки отбитой руды показывают, что при таком способе разработки производительность рабочего на выпуске увеличится до 750 т в смену, производительность рабочего по руднику до 40 т в смену при участковой себестоимости на 20% ниже, чем в лучших вариантах на основе химических взрывчатых веществ.
Обобщенные показатели промышленных экспериментов - "Днепр-1” и "Днепр-2", заложенные в проект Партомчорр-Лявойокского месторождения, представлены в сводной таблице хибинского эксперимента
Оценка и анализ результатов экспериментов, их масштабов, проектных решений и сопутствующих исследований, а также контрольных измерений свидетельствует, что предусмотренная технической политикой развития производства на комбинате "Апатит" задача по изысканию принципиальной технологии разработки мощных месторождений была успешно решена.
Дальнейшие исследования и внедрение технологии добычи руды с использованием ядерных ВВ не получили развития в связи с подготовкой в 1980-е годы Договора о запрещении ядерных испытаний, а в 1996 г. - с принятием Договора о всеобщем запрещении испытаний (ДВЯЗИ) не только ядерного оружия, но и любых ядерных взрывов, включая взрывы для промышленных целей.
Уместно привести еще раз высказывания ведущих специалистов Минздрава и Минатома о современной радиоэкологической обстановке в местах проведения на территории Российской Федерации в 1965-1988 гг. ядерных взрывов для промышленных, народно-хозяйственных и научных целей: "Вполне естественен вопрос: насколько в действительности безопасны ядерные взрывы, осуществляемые в промышленных целях. На него можно ответить так: настолько, насколько может быть безопасна любая технология, созданная руками человека. Никто, например, не собирается запретить автомобиль, хотя известно, что в дорожно-транспортных происшествиях в России только за 2002 г. погибли 41577 человек. Следует отметить, что в период проведения промышленных ядерных взрывов не было ни одного случая гибели людей и заболевания лучевой болезнью".
"Участники проведения мирных ядерных взрывов полны надежд на то, что их знания, опыт и полученные результаты, как и сама оригинальная технология, будут востребованы в будущем"
По материалам монографии В.В. Гущина "Подземная разработка апатитовых месторождений:от минных до ядерных взрывов".