Перспективы золотодобычи в ничейных зонах мирового океана

Владимир Тесленко — обозреватель журнала

Введение

Поверхность Земли в настоящее время покрыта водами мирового океана на 71% её площади. Ресурсы Мирового океана по важным стратегическим металлам превосходят ресурсы суши, например, никеля в 7 раз, кобальта в 60 раз, молибдена в 4 раза. Общие подводные запасы полезных ископаемых (сухих) оцениваются в 250 трлн т на сумму примерно 233 трлн долл.

Первая в международной практике заявка на разработку полезных ископаемых в открытом океане за пределами юрисдикции государства была подана в 1974 г. фирмой «Дипси Венчурс». Были представлены документы об открытии в Тихом океане на глубине от 3,5 до 5,5 тыс. м месторождения площадью 60 тыс. км2 с координатами: 15 градусов северной широты и 127 градусов западной долготы. Исследования показали, что перспективными для разработки могут считаться залежи конкреций и металлоносных илов в глубоководных впадинах. Для разработки выбирают месторождения конкреций, залегающих на поверхности дна в виде монослоя, и металлоносные илы, заполнившие донные трещины и впадины слоем в несколько десятков метров. Эти отличия в характере залегания месторождений двух типов влияют на выбор конструкции добычных установок. При этом учитывают, что конкреции и металлоносные илы залегают в грунтах, которые сравнительно легко подвергаются рыхлению и черпанию. Принципиальные технические решения по созданию установок для добычи конкреций начали предлагать ещё с шестидесятых годов XX в. Механическая система предусматривала опускание на тросе драги-волокуши, черпание со дна океана конкреций и подъём заполненного ковша на поверхность. Гидравлическая система требовала наличия придонного устройства, предназначенного для сбора конкреций с прилегающей площади дна и перекачивания их вместе с водой по трубопроводам на добычное судно. Добычу конкреций, по замыслу конструкторов, можно было также вести из автономных аппаратов (типа подводных лодок). Металлосодержащие илы предполагалось добывать установками эрлифтного и насосного типов.

Золотосодержащие сульфидные месторождения начали открывать в 1960-х гг. Обычно они носят полиметаллический характер и содержат медь, цинк, свинец, золото, серебро и некоторые другие металлы. С момента обнаружения «чёрных курильщиков» было выявлено более 350 мест расположения высокотемпературных гидротермальных источников и около двухсот мест значительного скопления сульфидов. Большинство этих отложений связано со срединно-океаническими хребтами, подводными вулканическими дугами и бассейнами вблизи вулканических дуг. Запасы морских сульфидов оцениваются примерно в 6х108 т. Исследования проб со дна показали значительную вариабельность содержания золота. Так, концентрация золота в сульфидных рудах поля «Коралловое» достаточно высока (среднее содержа- ние Au — 6,42 г/т; в интервале 0,5 – 22 г/т), а на рудном поле «Молодёжное» — не выше 2,6 г/т. Эти месторождения расположены на площади российского разведочного района глубоководных полиметаллических сульфидов в Атлантическом океане.

В последние 40 лет в борьбу за минеральные ресурсы Мирового океана включилось более 20 стран. Международный орган по морскому дну ООН (ISA — International Seabed Authority) заключил уже 31 контракт на разведку морских месторождений с 19 контракторами (на 23.06.2025 г.), в том числе 7 — на разведку глубоководных полиметаллических сульфидов.



Среди них — правительства и проправительственные организации Германии, Индии, Китая, Польши, России, Франции, Южной Кореи (табл. 1).

Отметим, что АО «Южморгеология» имеет лицензию на разработку железомарганцевой конкреции в рудной провинции Кларион-Клиппертон Тихого океана и кобальтоносных железо-марганцевых корок Магеллановых гор Тихого океана.

Принципиально важно указать, что данная морская структура ООН в плане разрешений или запретов не признаётся США. Более того, США хотят всем владеть и властвовать, выдавая разрешения всему миру: в конце апреля 2025 г. президент США Дональд Трамп подписал указ, открывающий путь к глубоководной добыче критически важных минералов и ресурсов на морских месторождениях, в обход ISA, поддерживаемого ООН. Указ касается урана, золота и других химических элементов.

«Указ отдает приоритет лидерству США в картировании морского дна и геологоразведке полезных ископаемых, обеспечивая надежный доступ к критически важным минералам, таким как марганец, никель, кобальт и редкоземельные элементы», — заявили по этому случаю в Национальном управлении океанических и атмосферных исследований США (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA). «Благодаря указу NOAA и другие партнеры федеральных агентств будут развивать этот сектор и работать над улучшением понимания глубоково- дья посредством достижений в области картирования, построения геологических моделей, сбора экологических данных и оценки содержания ресурсов», — говорится в пресс-релизе организации.

Сразу после подписания президентского указа канадская компания The Metals Company (TMC), ориентированная на глубоководную добычу, подала заявку на получение лицензии США для добычи полиметаллических конкреций в зоне Кларион-Клиппертон (Clarion-Clipperton) в Тихом океане. Действия компании ранее подвергались критике как со стороны ISA, так и со стороны экологов. Они заявляли, что подобный прецедент будет представлять собой нарушение международного права и «напрямую подорвет основополагающие принципы многосторонности».

Генеральный секретарь ISA Летисия Карвалью (Leticia Carvalho) в июне 2025 г. на конференции ООН по океану предупредила, что односторонние действия США «создают опасный прецедент, который может дестабилизировать всю систему глобального управления океаном», установленную Конвенцией ООН по морскому праву (Convention on the Law of the Sea). США не ратифицировали договор о морском праве и не являются членом ISA, но участвуют в заседаниях организации в качестве наблюдателя.

Правда, Генеральный секретарь ISA Летисия Карвалью обладает числом дивизий, равным нулю, ха-ха!

Мировой уровень отрасли

При этом существуют важные рыночные ограничения, а именно: высокие инвестиции в подводную добычу, включая разработку специализированного оборудования и соответствующей инфраструктуры; экологические проблемы; технические сложности обслуживания и ремонта техники в условиях экстремально высокого давления воды и агрессивной среды (из-за выхода глубинных газов с высоким коррозионным эффектом); кадровые вопросы; другие нюансы, такие как техника безопасности и страхование рисков для предприятий и работников.

На практике уже сложилась сегментация морской добычи ТПИ на 7 секторов:

1. Алмазы.
2. Железомарганцевые конкреции.
3. Кобальтовые «корки».
4. Полиметаллические сульфиды (включая золото).
5. Фосфаты.
6. Пески тяжёлых металлов (включая цирконий, уран).
7. Прочие.

Наибольшее развитие морская добыча твёрдых полезных ископаемых получила в Северной Америке в водах как Атлантического, так и Тихого океанов, а также в Африке на шельфах Намибии, Зимбабве, ЮАР и некоторых других стран. По морским ресурсам лидирует Азиатско-Тихоокеанский регион (выделяются Китай, Япония, Южная Корея и Индия). Потенциально интересные конкреции кобальта и марганца имеются в океанических районах Латинской Америки.

Ключевыми игроками в разработке технологий морской добычи являются:

• Xiamen University;
• Deep Sea Mining Finance;
• Mining Technology;
• China University of Geosciences;
• Humboldt Dredging;
• Norwegian University of Science and Technology;
• Tongji University;
• DEME Group;
• China Mining Technology;
• World Ocean Council;
• Nautilus Minerals;
• DeepGreen Metals;
• Orano.

Ситуация в России

Разработки малыми силами начались в 1970-х гг. Было получено несколько патентов на изобретения.

Отечественные исследования по проблеме глубоководных полиметаллических сульфидов в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта начались в 1985 г., при этом ведущая роль в этих исследованиях принадлежала и принадлежит в настоящее время АО «ПМГРЭ» и ФГБУ «ВНИИ Океангеология». Помимо этих организаций, эпизодические исследования проводятся рядом организаций Российской Академии Наук. В ходе региональных рекогносцировочных работ масштаба 1:1 000 000 (батиметрические, гидромагнитные, гидрофизические и гидрохимические исследования, а также геологическое опробование коренных пород и осадков), проводившихся в основном АО «ПМГРЭ», был изучен крупный отрезок осевой зоны САХ (10°40'–26°30' с.ш.). В ходе этих работ, проводившихся вдоль осевой зоны хребта, были определены 16 перспективных участков площадью от 200 до 1200 км2. С 1991 г. для поиска ГПС в океане ПМГРЭ использует специально оснащенное научно-исследовательское судно «Профессор Логачев».

В 1990-х гг. АО «Центральное Конструкторское Бюро «Лазурит» (Нижний Новгород) разрабатывало способы промысловой комплексной подводной разработки морских месторождений. В 2001 г. был сконструирован технологический комплекс подводной добычи полезных ископаемых, который содержит донную опорную плиту, на которой имеются посадочные места для установки подводного технологического модуля, выполненного в виде подводного судна, снабженного буровым и/или эксплуатационным (фонтанным) оборудованием.

В 1997 г. начался международный проект с российским участием. Компания «Наутилус Минералз» (Nautilus Minerals), зарегистрированная в Канаде, планировала в 2018 г. начать полномасштабную промышленную добычу глубоководных полиметаллических сульфидов в море Бисмарка Solwara-1 в Папуа-Новой Гвинее. В числе акционеров компании «Металлоинвест» Алишера Усманова (21 %), Anglo American (11,1 %), Teck Resources (6,8 %). Ресурсы Solwara-1 включают 870 тыс. т руды при среднем содержании 6,8–7,5 % меди, 7,2 г золота и 37 г серебра на 1 т. Ежегодно планировалось добывать 1,2–1,8 млн т руды. Концептуальный план разработки месторождения, представленный в 2018 г., включал использование трёх специально разработанных дистанционно управляемых подводных машин для добычи и извлечения руды. Все они уже были спроектированы, построены, протестированы и доставлены в «Наутилус» в 2016 г. Однако в 2019 г. компания столкнулась с банкротством и была исключена из списка из-за давних экологических проблем, связанных с проектом, и финансовых трудностей, в результате чего её активы перешли в собственность Deep Sea Mining Finance Limited.

В 2007 г. ВНИИОкеанология совместно с Южморгеологией, ВИМСом, ЦНИГРИ, «Севморгео» и ПМГРЭ разработали концепцию изучения и освоения минеральных ресурсов Мирового океана, реализация которой позволила бы к 2020 г. начать промышленную добычу твердых полезных ископаемых морского дна. Однако отсутствие достаточного финансирования и ведомственная разобщенность организаций и предприятий не позволили её реализовать.



В 2011 г. «Полярная морская геолого-разведочная экспедиция» и ВНИИ Океангеологии вынашивали планы промышленной добычи на САХ — железа, меди, цинка, золота и серебра. Предполагалось освоить примерно 11,8 млн т рудной массы. В российском МИДе тогда поясняли, что для нашей страны освоение дна Мирового океана — крупный геополитический проект по защите интересов РФ как ведущей сырьевой державы. Однако проект отложили.

В 2015 г. Комитет по природным ресурсам, природопользованию и экологии Государственной Думы утвердил итоговый документ круглого стола, организаторы которого рекомендовали Правительству РФ разработать государственную политику освоения месторождений твердых полезных ископаемых Мирового океана. Для координации действий по созданию и развитию морской горнодобывающей отрасли рекомендовано образовать рабочую группу при Правительственной комиссии по вопросам природопользования и охраны окружающей среды с участием Высшего горного совета России.

В 2016 г. АО «Московский машиностроительный экспериментальный завод — композиционные технологии» осуществлял разработку технологий получения композиционных материалов и создание производства гибких композитных труб с внешней и внутренней оболочкой (лайнером) из сверхвысокомолекулярного полиэтилена для систем транспортировки высокоабразивных минеральных суспензий при эксплуатации месторождений в зоне глубоководной и сверхглубоководной добычи. В ОКР участвовали Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева и ООО «Псковгеокабель». Методом экструзии с последующей грануляцией была изготовлена опытная партия гибких труб многослойной структуры без связующих слоев из термопластичного композиционного материала на базе сверхвысокомолекулярного полиэтилена СВМПЭ и монтмориллонита ММТ (ТПНК СВМПЭ) с внутренним диаметром 100 мм и общей длиной 2100 м со следующими техническими параметрами:

• рабочее давление — не менее 4 МПа;
• разрушающее внутреннее давление — не менее 10 МПа;
• разрушающее наружное давление — не менее 1 МПа;
  
• разрушающее усилие при растяжении — не менее 50 кН;
• минимальный радиус изгиба — не более 1150 мм.

Распоряжением Правительства РФ от 30 августа 2019 г. № 1930-р утвержден документ «О Стратегии развития морской деятельности РФ до 2030 г.». В п. 3 констатировано: «Интенсификация освоения Российской Федерацией шельфовых месторождений минеральных и топливно-энергетических ресурсов» содержит указание только на углеводороды: «увеличение объема добычи углеводородов на континентальном шельфе Российской Федерации, а также на российском участке дна Каспийского моря». Про ТПИ и золото — ни слова!

Правда, п. 4 Стратегии предполагает получение системных знаний о Мировом океане и его использовании, обо всех аспектах природных и техногенных процессов, происходящих на его дне и в недрах, в водной толще, на поверхности и в атмосфере над ним, на антропогенных объектах. Планируется строительство нескольких новых многоцелевых научно-исследовательских судов океанского класса для разведочных работ в целях исследования твердых полезных ископаемых дна Мирового океана.

Перечень результатов реализации Стратегии до 2030 г. формулирует в области освоения Мирового океана, а именно обеспечение освоения, сохранения и дальнейшего расширения сырьевой базы минеральных и энергетических ресурсов акваторий морей, находящихся под суверенитетом и юрисдикцией Российской Федерации, создание стратегического резерва разведанных запасов и определение возможностей использования твердых полезных ископаемых международного района морского дна в интересах расширения минерально-сырьевой базы Российской Федерации.

Об активности в нейтральных водах и международных районах морского дна речь в Стратегии не шла!

Зарубежный опыт

Между тем известны успешные примеры добычи алмазов и золота в национальных экономических зонах, например на атлантических шельфах Намибии (натуральные алмазы), Аляски (старательская добыча россыпного золота в прибрежных районах Тихого океана). Другие примеры, но на стадии пред-ТЭО или пилотных установок — железо-марганцевые конкреции, кобальтовые корки, фосфаты.

Значительный опыт морской добычи твёрдых полезных ископаемых приобретён у британских и китайских компаний — De Beers Group, Anglo American, Neptune Minerals, Marine Minerals, Lonrho Mining, Blackshell Resources, COSCO (China Ocean Shipping Group).

В зависимости от глубин принято выделять:

  а) добычу на мелководье (до 120 м);
  б) добычу на средних глубинах (до 1 км);
  в) глубоководную добычу (1–6 км).

Для примера: современная артельная алмазодобыча ведется в прибрежной зоне Юго-Западной Африки с помощью шагающей платформы в волноприбойной зоне до глубины 20–25 м. Материал (пески) извлекается с помощью 6- или 8-дюймовой помпы, закачивается на берег, где извлекается зернистая фракция 25+1,6 мм. Работа с платформы ведется без применения водолазов, с помощью всасывающего насоса. Платформа заходит в волноприбойную зону, как краб, переставляя опоры. На глубинах 25–100 м применяют добычные суда с аэрлифтами; обогащение осуществляют на борту судна. На глубинах 100–150 м используют добычное судно, ведущее алмазодобычу с применением кроулера, опускаемого с борта судна. Кроулер ведет отработку донного осадка и подает ее на борт судна по трубопроводу. Извлечение алмазов ведется на борту судна из поднятого донного материала (презентация Шмаков И.И., ГеоЕвразия 2025).

НИОКТР в РФ

В ГИС «Наука и инновации» числится 182 документа по запросу «глубоководная добыча». Большинство посвящены нефтегазу, в частности, кристаллогидратам, а также биоресурсам и научным исследованиям, но есть и по добыче ТПИ.

Так, в 2019 г. ФГУП «Крыловский государственный научный центр» (Хорошев В. Г., 4-е отделение) при смешанном финансировании 55 млн руб., в том числе от Минпромторга РФ, выполнена разработка технических требований и предварительного облика системы для разведки, добычи и переработки трудноизвлекаемых полезных ископаемых в акватории Мирового океана: железомарганцевых конкреций (ЖМК), кобальтмарганцевых корок (КМК) и глубоководных полиметаллических сульфидов (ГПС). Шифр «Добыча-ТПИ». Результаты работы использованы при формировании и осуществлении государственной политики в области развития судостроения: 

• для принятия мер по выработке обоснованных решений для обеспечения безусловного выполнения международных контрактных обязательств Российской Федерации по поиску и разведке твердых полезных ископаемых в Международном районе морского дна;
• для подготовки научно-технической базы и создания экономико-право- вых условий в обеспечение после- дующей промышленной разработки разведанных месторождений.

В 2020 г. за 13,4 млн руб. от Минприроды РФ выполнена работа «Научные исследования в области современных тенденций освоения месторождений стратегических видов минерального сырья дна Мирового океана и подготовка научно обоснованных предложений по организации государственного управления, регулирования и координации их разведки и добычи». Исполнитель — Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана имени академика И.С. Грамберга. Целью работы является проведение научных исследований в области современных тенденций освоения месторождений стратегических видов минерального сырья дна Мирового океана и подготовка научно обоснованных предложений по организации государственного управления, регулирования и координации их разведки и добычи, а также научно обоснованных предложений для разработки проекта освоения минеральных ресурсов дна Мирового океана. Работа направлена на выполнение основного мероприятия 1.10 «Научно-аналитическое и инновационное обеспечение государственной политики в сфере развития и использования минерально-сырьевой базы» подпрограммы 1 «Воспроизводство минерально-сырьевой базы, геологическое изучение недр» государственной программы Российской Федерации «Воспроизводство и использование природных ресурсов», утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации от 15.04.2014 г. № 322 (ред. от 31.03.2020 г.). Реализация результатов НИР будет способствовать достижению показателей (индикаторов) 1.86-1.88 по приросту ресурсов и запасов железомарганцевых конкреций, глубоководных полиметаллических сульфидов и кобальтоносных железомарганцевых корок.



В 2023 г. в МГТУ им. Баумана за грант 3,2 млн руб. от Минобрнауки РФ выполнена НИР «Комплекс подводной добычи твердых полезных ископаемых с применением группировки роботизированных подводных аппаратов», 2-й этап. Проведены исследования в области разработки методов и алгоритмов расчета распределения кабель-троса в толще воды для различного рода течений, как однородных, так и неоднородных. Разработан ряд нейросетевых моделей, позволяющих аппроксимировать вычислительно сложные численные модели и решать задачу локализации кабель-троса на основании только заданных граничных условий и физических характеристик кабель-троса. Предложен алгоритм глубоководной добычи твердых полезных ископаемых, реализованный для мультиагентной добычной системы, состоящей из группировки донных машин и всплывающих контейнеров складирования. Показано, что использование такой системы позволяет за счет перехода к секторной выработке осуществлять синхронизацию работы донных машин, а также достигать производительности, сравнимой с производительностью аналогичной машины с райзером.

Полученные результаты:

• предложен новый алгоритм глубоководной добычи с помощью группировки донных машин, позволяющий осуществлять добычу при наличии «мёртвых зон», а также минимизировать проход по отработанным участкам донной поверхности;
• реализовано построение диаграммы производительности системы, позволяющей определять необходимые характеристики донных машин;
• предложен метод расчета распределения кабель-троса в толще воды при воздействии случайных течений;
• произведена оценка возможности определения локализации кабель-троса в случае стохастического неоднородного течения;
• реализована численная модель расчета распределения кабель-троса в толще воды для различных случаев течений на основе метода конечных элементов в формулировке абсолютных узловых координат.

Полученные результаты позволяют перейти к выполнению третьего этапа НИР, на котором планируется доработка предложенной концепции глубоководной добычи твердых полезных ископаемых с помощью группировки донных машин с учетом ограничений, накладываемых наличием кабель-тросов, соединяющих донные машины с буферной станцией.

Построение математической модели шагающего добычного модуля, передвигающегося по дну, как объекта управления, осуществил в 2023–2024 гг. Волгоградский государственный технический университет за грант 1,5 млн руб. от Российского научного фонда. Проект направлен на создание глубоководных необитаемых донных шагающих робототехнических систем (самоходных технологических и добычных модулей), имеющих определенные возможности по самоадаптации к неорганизованной поверхности дна и по выполнению типовых технологических операций (выравнивание площадок на дне, гидромеханический размыв донных отложений, размельчение и подбор рудного материала и др.) в условиях отсутствия внешних управляющих воздействий. Научная новизна проекта заключается в адаптации известных методов проектирования шагающих роботов и их информационно-измерительных и управляющих систем к специфическим условиям морского дна и особенностям подводных добычных технологий. При выполнении первого этапа проекта (в 2023 г.) осуществлялось построение математической модели «тяжелого» (массой до 300 т) подводного шагающего аппарата (самоходного шагающего добычного модуля) как объекта управления. Разработана динамическая модель «тяжелого» подводного шагающего аппарата, передвигающегося по дну. Проведена формализация задачи управления роботом при его работе в подводных условиях. Разработана база нечетких правил, определяющих стратегию управления подводным шагающим модулем при проведении типовых технологических грунтовых и других операций в условиях недостаточной сенсорной информации. Разработаны методы локального позиционирования подводных роботов в условиях известной карты рабочего пространства. Проведен интерактивный анализ поведения системы управления «тяжелого» шагающего добычного модуля, передвигающегося по дну, в типовых технологических ситуациях при помощи программной модели объекта управления.

Патентный анализ

Поисковый портал Google Patents выдаёт на запрос о морской добыче золота (Gold Deepsea Mining) 4259 патентов на изобретения в мире. Однако ИИ Google даёт много информационного шума, например разведение золотистых карпов на глубоководных рыбных фермах, косметика на основе глубоководной морской воды и коллоидного золота.

Изобретения по нашей теме касаются разбуривания сульфидных придонных образований, различных устройств для добычи сульфидных материалов (drilling machines, mining vehicles, laser ROV system, etc.), способов транспортировки их на поверхность и т.д.

Ведущие патентообладатели по морской добыче золота представлены в таблице 2, пример приведен на рисунке 5.

В России Яндекс.Патент выдаёт 92 документа по запросу морская добыча золота за период 1972–2022 гг. с пиком 8 ед. в 2016 г. Релевантные патенты следующие.

420783 (1974) E21C
Устройство для подводной разработки с придонным обогащением россыпей полезных ископаемых
ВНИИ и проектный институт золотоплатиновой, алмазной и вольфрамо-молибденовой промышленности.

Устройство, включающее водяной трубопровод, эрлифт, наклонный сепарационный пульповод и бункер, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обогащения, на внутренней поверхности сепарационного пульповода выполнены поперечные перемежающиеся между собой нарифления и щели.

2 113 377 (1998) B63G
Подводное техническое средство для добычи полезных ископаемых
Кораблёв Юрий Дмитриевич

Изобретение относится к области подводного судостроения для работы на мелководье арктического шельфа, особенно в устьях рек, проходящих через золотоносные районы. Корпус подводного технического средства 1 выполнен в виде полусферической оболочки, установленной основанием на грунт. Вершина купола располагается ниже уровня воды на расстоянии 5–10 м. В зимнее время года возможно наползание льда на вершину купола. В связи с этим полусферическая оболочка рассчитана на давление льда и подкреплена меридиональными 2 и кольцевыми ребрами жесткости. По внутренней поверхности ребер установлена обшивка 4, рассчитанная на забортное давление, поскольку с нижней части оболочка открыта и давление воздуха в ней соответствует забортному давлению воды. Внутренняя полость 5 между обшивками служит для размещения балластных цистерн, обеспечивающих погружение подводного технического средства под воду и всплытие на поверхность. По основанию оболочки установлено кольцевое опорное ребро 6, ширина которого определена из условия прочности грунта при давлении на него оболочки. В нижней части купола установлена горизонтальная платформа 7, на которой размещена драга 12 для подъема и промывания грунта. На этом же уровне размещена платформа атомной энергетической установки, отсеки систем движения. В верхней части купола установлены платформы 8, которые служат для размещения жилья, систем управления, жизнеобеспечения. В центральной верхней части купола установлена выдвижная цилиндрическая шахта 9, служащая для выхода людей на лед или на поверхность воды в случае аварийной ситуации или для смены бригад. Смена экипажа может осуществляться с помощью подводной лодки 10 небольшого водоизмещения, установленной на комингс-площадке камеры присоса 11 снаружи корпуса (рис. 6).

2 390 627 (2010) E21B
Способ разработки россыпных месторождений
Белгородский государственный университет

Способ включает сооружение вертикальной скважины 1 со сквозной фильтровой колонной 2 с широкопроходными отверстиями, проходящей через продуктивные россыпные отложения 3 и входящей в подземные горные выработки 4. Рядом с вертикальной скважиной 1 через продуктивные россыпные отложения 3 и плотик 5 бурят нисходящие скважины 6 с образованием под ними приямков 7 в зоне устойчивых пород 8. Количество нисходящих скважин 6 и их расположение около вертикальной скважины 1 определяется конкретными геологическими и гидрогеологическими особенностями данного месторождения, т. е. выбор может определяться плотностью россыпи, ее обводненностью, наличием галечников, валунов, фрагментов вмещающих пород с самородками в данной россыпи и т. п. Нисходящие скважины 6 могут быть выполнены как вертикальными, так и наклонными и оборудованы временными обсадными колоннами 9.

Отличительными признаками является то, что:

• вертикальная скважина оборудована сквозной фильтровой колонной, позволяющей вести отбор размытых продуктивных отложений на всем их вертикальном расположении, что позволяет максимально отработать месторождение;
• Под нисходящими скважинами через плотик в зоне устойчивых пород образовывают приямки с помощью буровых снарядов-расширителей, в приямках осуществляют разрушение включений, переводя их в пульпу и направляя ее в сторону вертикальной скважины, а также разрушают включения в виде валунов, осколки которых вместе с галечником и фрагментами вмещающих пород с самородками посредством грейферных колонок извлекают на поверхность, т.е. максимально увеличивают добычу полезного ископаемого, а также позволяют извлечь из россыпи галечник, валунник и фрагменты вмещающих пород с самородками;
• производят очистку фильтровой части сквозной фильтровой колонны с помощью гидромониторных насадок и подобных приспособлений, что позволяет максимально пропустить пульпу через фильтро-вую часть, тем самым поддерживать более высокий уровень добычи полезных ископаемых.

Имеются следующие патенты РФ на полезные модели.

4958 (1997) B63G
Подводный аппарат
АОЗТ «РОСЭКО-Атом»

У необитаемого подводного аппарата, имеющего раму с прочным корпусом, энергетическую установку и системы управления, на раме смонтирован грунторазрабатывающий комплекс, пульпопровод которого связан с обогатительным оборудованием, смонтированным в прочном корпусе и снабженным отводным пульпопроводом. Рама в нижней части снабжена опорами. Грунторазрабатывающий комплекс выполнен в виде сменных фрезерных головок, закрепленных на поворотном рычаге, смонтированном в нижней части рамы с возможностью подъема-опускания и снабженного пульпопроводом.

Технологический аспект

Морская вода — очень агрессивная и коррозионная среда. Значит, для машин, механизмов, средств энергообеспечения, управляющих систем потребуются новые материалы. На океанском дне очень высокие давления окружающей среды. Потребуются новые виды стали, сплавов, композитных материалов, способных не только выдерживать такие давления, но и сохранять прочностные характеристики при разработке морских полезных ископаемых. Динамика движения механических средств в воде совсем иная, чем в воздухе. Это потребует новых технологических решений по обеспечению работы машин и механизмов.

Получили существенное развитие аппараты для подводной добычи твёрдых полезных ископаемых со дна океанов: как примитивные драги, аэрлифты, так и технологичные кроутеры (krouters) и тракторные сборщики (seafloor collectors), а также продвинутые робототехнические средства (ROV, remotely operated vehicles, AUV, autonomous underwater vehicles, hydraulic mining, bucket chain mining, continuous line bucket mining, subsea jet mining и другие). Технологические достижения, например, передовые системы визуализации, развитие подводной робототехники, системы пневматического подъёма (Riser Air Lift System, RALS), делают подводную добычу рентабельной или, по крайней мере, достойной бизнес-аналитики.

Золотосодержащие придонные сульфидные образования являются результатом гидротермально-биологической деятельности «чёрных курильщиков», которые располагаются на глубинах от 2 км в горячих водах с температурой до 420 °С и кислотностью рН = 2–3, причём рельеф дна часто весьма пересечённый. Установлено, что выходящие на поверхность океанического дна флюиды имеют непосредственно вулканическое происхождение, образуясь вследствие дегазации планетных недр. Было показано, что во флюиде концентрируются химические элементы, отсутствующие как в морской воде, так и в подвергающихся выщелачиванию горных породах. Поэтому наблюдается значительная неоднородность вещественного состава полиметаллических сульфидов в пределах не только геологических подводных провинций, но и отдельных рудных полей и даже отдельных рудных тел.

Справка: знаменитые модели глубоководных сборщиков конкреций и руд: COA Harvester, Kaituo 2, Kun Long 500, Mine Ro I & II, Patania II, Apollo II, Eurika II, NVC`s Harvester.

В 2020 г. Американское бюро судостроения (American Bureau of Shipping) выпустило 1-й в мире справочник по подводной добыче ТПИ — Guide for Subsea Mining.

Заключение

Журнал «ЗиТ» уже писал в 2015 г. об открытии российскими морскими геологами крупного полиметаллического сульфидного месторождения в Атлантическом океане с высоким содержанием меди и попутными цинком, золотом и серебром. В той публикации выражалась решительная озабоченность разрывом многолетних научно-методических и производственных связей между организациями, осуществляющими НИР («Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана им. И.С. Грамберга», «Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н.М. Фёдоровского», «Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов») и производственными организациями, проводящими экспедиционные («Южморгеология», «Полярная морская геологоразведочная экспедиция») и опытно-конструкторские работы (ОАО «Севморгео»).

Растущий спрос на золото в 2024–2025 гг. из-за общемировой финансовой тенденции ухода от доллара США вызывает растущий интерес российского бизнеса к разработке месторождений полезных ископаемых со дна мировых океанов, в том числе в нейтральных водах (международных районах морского дна).

Основная проблема российской промышленной добычи золота с морского дна заключается в неподготовленности технических средств и технологий.

Россия в лице «Росгео», точнее — дочки «ПМГРЭ», в 2015–2025 гг. провела качественную геологоразведку в Атлантическом океане на своём лицензионном участке в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта, который включает 100 блоков размером 10х10 км каждый. Общие запасы оценены в 12 млн т. В частности, ресурсы сульфидных руд поля «Петербургское» составили около 1,9 млн т влажной рудной массы, из которых меди — 144 тыс. т; цинка — 1,8 тыс. т; железа — 501 тыс. т; золота — 0,6 т; серебра — 19 т.

Для оценки перспектив добычи золота в нейтральных водах мирового океана принципиально важны три аспекта:

• надёжная геологическая разведка с утверждением достаточного количества запасов по категории С1 (А, В);
• технологическая готовность с наличием добычного комплекса и производственной инфраструктуры;
• экономическая состоятельность (благоприятная конъюнктура рынка и цены на золото и сопутствующие металлы, делающая разработку глубоководных полиметаллических руд экономически выгодной).

В этом году обострился правовой аспект: президент США Д. Трамп своим указом от 24.04.2025 г. создал принципиальный правовой прецедент относительно придонной добычи минеральных ресурсов в нейтральных районах мирового океана. Эти ресурсы по кобальту, марганцу, тяжёлым металлам (цирконий, молибден, вольфрам, уран) и, возможно, золоту превосходят сухопутные и оффшорные аналоги в прибрежных водах государств.

Кто первый встал — того и тапки! :)

Необходимо в 2025–2030 гг. создать «Морской золотой консорциум» из российских золотодобытчиков с участием инвесторов из дружественных стран (например, Китая, который мучается, куда бы впихнуть миллиарды долларов из резервов). На первом этапе целесообразно выполнить комплекс информационно-обзорных работ по мировой научно-технической литературе и патентный анализ изобретений, полезных моделей и промышленных образцов, делая упор на источники информации из США и Китая.

Морской правовой прецедент аналогичен косовскому и будет иметь серьёзные горнорудные последствия.

На втором этапе можно заняться арсеналом технических средств для морской добычи золота. В техническом плане разрабатывать мелководные морские россыпи не сильно отличается от речных: драга — она и в Африке драга; хорошо отработаны добычные суда с аэрлифтами и кроутерами. Примечательно, что на морских добычных предприятиях с иностранной юрисдикцией зачастую трудятся российские инженеры и техники, а конечными бенефициарами в ряде случаев выступают граждане России.

А вот добыча на средних глубинах и особенно глубоководная добыча технически сложна и затратна финансово. Однако и она имеет шансы в отдалённом периоде в 50–100 лет. Ведь 150 лет назад роман Жюля Верна «20 тысяч лье под водой» представлялся больной фантазией, а сейчас подводные лодки, автономные подводные аппараты и беспилотники — это самая актуальная реальность. Уже сегодня ГК «Росатом» осуществляет рутинное планирование новых АЭС на 100–120 лет вперед.

Полезно было бы устроить в 2026 г. творческий конкурс среди студентов и молодых специалистов до 50 лет на идеи конструкций рудоуборочных комбайнов на глубинах 1–7 тыс. м (с бюджетом, например, 1 млн руб.). Организатором могла бы выступить редакция «ЗиТ».

Редакция «ЗиТ» также могла бы выступить с инициативой издания к 2027 г. справочника-тезауруса по глубоководной добыче золотосодержащих руд.

Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 2/июнь 2025 г.