Карьеры по добыче алмазов в России из космоса. Горные работы и экология нарушенных земель

КАРЬЕРЫ  ПО  ДОБЫЧЕ  АЛМАЗОВ

В  РОССИИ  ИЗ  КОСМОСА.

ГОРНЫЕ  РАБОТЫ  И  ЭКОЛОГИЯ  

НАРУШЕННЫХ  ЗЕМЕЛЬ

Представлены новые результаты исследования карьеров по добыче алмазов из кимберлитовых трубок на территории РФ – в 
Архангельской области и Республике Якутия (Саха), находящихся в открытой разработке, в стадии доработки запасов, а также 
отработанных в ближайшие годы. Раскрыта сущность технологий, систем разработки кимберлитовых трубок открытым способом с использованием спутниковых снимков высокого разрешения, имеющихся в свободном доступе. Изложена информация о 
парке горного оборудования, в частности о карьерных экскаваторах, установленных на вскрышных, добычных работах, рудных 
складах. Отражены результаты экологического мониторинга нарушенных земель под горными работами и восстановления экосистем на горнопромышленных ландшафтах, сформированных 
в ходе разработки месторождений алмазов открытым способом. 
Информация, изложенная в монографии, может быть использована в разработке стратегической программы развития горнодобывающей отрасли российской экономики.

Оглавление 

1 

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
 
Сибирский государственный университет науки и технологий 
имени М. Ф. Решетнёва 
 
Сибирский федеральный университет 
 
Институт вычислительных технологий СО РАН 
 
 
 
КАРЬЕРЫ  ПО  ДОБЫЧЕ  АЛМАЗОВ 
В  РОССИИ  ИЗ  КОСМОСА. 
ГОРНЫЕ  РАБОТЫ  И  ЭКОЛОГИЯ   
НАРУШЕННЫХ  ЗЕМЕЛЬ 
 
 
Монография 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Красноярск 
СФУ 
2019 

Оглавление 
 

2 

УДК 622.371:504.61 
ББК 33.347+28.081 
        К278 
К о л л е к т и в  а в т о р о в: 
И. В. Зеньков, В. В. Жукова, А. А. Лукьянова,  
Ю. А. Анищенко, М. А. Рагозина 
Р е ц е н з е н т ы:  
Л. Д. Павлова, доктор технических наук, директор института информационных 
технологий и автоматизированных систем, заведующий кафедрой прикладной математики и информатики Сибирского государственного индустриального университета (г. Новокузнецк); 
А. А. Батоева, доктор технических наук, заведующий лабораторией инженерной 
экологии Байкальского института природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (г. Улан-Удэ) 
К278                Карьеры по добыче алмазов в России из космоса. Горные работы и экология нарушенных земель : монография / И. В. Зеньков (руководитель проекта), В. В. Жукова, А. А. Лукьянова, Ю. А. Анищенко, М. А. Рагозина. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2019. – 232 с. 
ISBN 978-5-7638-4087-2 

Представлены новые результаты исследования карьеров по добыче алмазов из кимберлитовых трубок на территории РФ – в Архангельской области 
и Республике Якутия (Саха), находящихся в открытой разработке, в стадии доработки запасов, а также отработанных в ближайшие годы. Раскрыта сущность технологий, систем разработки кимберлитовых трубок открытым способом с использованием спутниковых снимков высокого разрешения, имеющихся в свободном 
доступе. Изложена информация о парке горного оборудования, в частности 
о карьерных экскаваторах, установленных на вскрышных, добычных работах, рудных 
складах. Отражены результаты экологического мониторинга нарушенных земель 
под горными работами и восстановления экосистем на горнопромышленных 
ландшафтах, сформированных в ходе разработки месторождений алмазов открытым способом. Информация, изложенная в монографии, может быть использована 
в разработке стратегической программы развития горнодобывающей отрасли российской экономики. 
Предназначена для специалистов, изучающих научно-практическое направление «Дистанционное зондирование Земли», работников сектора государственного управления в области экологии и природопользования, собственников 
и менеджмента карьеров по добыче алмазов, руководителей и специалистов крупных предприятий горного машиностроения, преподавателей и учащихся вузов         
по направлениям подготовки «Техносферная безопасность», «Экология», «Природопользование», «Горное дело», «Экономика и управление народным хозяйством». 
 
Электронный вариант издания см.: 
http://catalog.sfu-kras.ru 
УДК 622.371:504.61 
ББК 33.347+28.081 
 
ISBN 978-5-7638-4087-2                       © Сибирский государственный университет науки  
                                                                    и технологий имени М. Ф. Решетнёва, 2019 
                                                 © Сибирский федеральный университет, 2019 
                                                 © Институт вычислительных технологий СО РАН, 2019 
 

Оглавление 

3 

 
ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................................... 5 
 
Г л а в а  1.  ОБЩИЕ  СВЕДЕНИЯ  ОБ  АЛМАЗАХ .................................................................. 7 
1.1. Качественные характеристики алмазов  
       и использование в экономике ........................................................................... 7 
1.2. География и геология месторождений алмазов ............................................ 23 
 
Г л а в а  2.  ИДЕНТИФИКАЦИЯ  ИЗОБРАЖЕНИЙ  НАЗЕМНОЙ   
                       ФОТОСЪЕМКИ  ОБЪЕКТОВ  
                     НА  ОТКРЫТЫХ  ГОРНЫХ  РАБОТАХ   
                     С  ИЗОБРАЖЕНИЯМИ  НА  СНИМКАХ  ИЗ  КОСМОСА ............................... 38 
2.1. Идентификация изображений наземной  
        фотосъемки горных и транспортных машин, 
       объектов карьерной логистики  
       с изображениями на снимках из космоса ...................................................... 38 
2.2. Идентификация изображений наземной  
        фотосъемки объектов  
       горнопромышленных ландшафтов  
       с изображениями на снимках из космоса ...................................................... 54 
 
Г л а в а  3.  ОБЪЕКТЫ  ЛОМОНОСОВСКОГО   
                     ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО  КОМБИНАТА 
                     НА  КИМБЕРЛИТОВЫХ  ТРУБКАХ   
                     «АРХАНГЕЛЬСКАЯ»  И  ИМ. КАРПИНСКОГО  ИЗ  КОСМОСА .................. 67 
3.1. Горные и транспортные машины на открытых горных работах ................. 67 
3.2. Результаты дистанционного мониторинга  
       восстановления растительной экосистемы  
       на объектах горнопромышленного ландшафта ............................................. 73 
 
Г л а в а  4.  ОБЪЕКТЫ  ВЕРХОТИНСКОГО  ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО   
                       КОМБИНАТА  НА  КИМБЕРЛИТОВОЙ  ТРУБКЕ  
                       ИМ. В. ГРИБА  ИЗ  КОСМОСА ............................................................................ 81 
4.1. Горные и транспортные машины на открытых горных работах ................. 81 
4.2. Результаты дистанционного мониторинга  
       восстановления растительной экосистемы  
       на объектах горнопромышленного ландшафта ............................................ 86 
 
Г л а в а  5.  ОБЪЕКТЫ  УДАЧНИНСКОГО  ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО   
                     КОМБИНАТА  НА  КИМБЕРЛИТОВЫХ  ТРУБКАХ  «УДАЧНАЯ»   
                     И  «ЗАРНИЦА»  ИЗ  КОСМОСА .......................................................................... 91 
5.1. Горные и транспортные машины на открытых горных работах ................. 91 
5.2. Результаты дистанционного мониторинга  
       восстановления растительной экосистемы  
       на объектах горнопромышленного ландшафта ............................................. 98 

Оглавление 
 

4 

Г л а в а  6.  ОБЪЕКТЫ  АЙХАЛЬСКОГО  ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО   
                     КОМБИНАТА  НА  КИМБЕРЛИТОВЫХ  ТРУБКАХ   
                     «ЮБИЛЕЙНАЯ»,  «СЫТЫКАНСКАЯ»,  «АЙХАЛ»   
                     И  «КОМСОМОЛЬСКАЯ»  ИЗ  КОСМОСА ...................................................... 115 
6.1. Горные и транспортные машины на открытых горных работах................ 115 
6.2. Результаты дистанционного мониторинга  
       восстановления растительной экосистемы  
       на объектах горнопромышленного ландшафта ........................................... 133 
 
Г л а в а  7. ОБЪЕКТЫ  НЮРБИНСКОГО  ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО   
                     КОМБИНАТА  НА  КИМБЕРЛИТОВЫХ  ТРУБКАХ   
                     «НЮРБИНСКАЯ»  И  «БОТУОБИНСКАЯ»  ИЗ  КОСМОСА ......................... 165  
7.1. Горные и транспортные машины на открытых горных работах ................ 165 
7.2. Результаты дистанционного мониторинга  
       восстановления растительной экосистемы  
       на объектах горнопромышленного ландшафта ........................................... 175 
 
Г л а в а  8.  ОБЪЕКТЫ  МИРНИНСКОГО  ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО   
                     КОМБИНАТА  НА  КИМБЕРЛИТОВЫХ  ТРУБКАХ  «МИР»   
                     И  «ИНТЕРНАЦИОНАЛЬНАЯ»  ИЗ  КОСМОСА ............................................. 183 
8.1. Горные и транспортные машины на открытых горных работах ................ 183 
8.2. Результаты дистанционного мониторинга  
       восстановления растительной экосистемы  
       на объектах горнопромышленного ландшафта ........................................... 188 
 
Г л а в а  9.  СОВРЕМЕННОЕ  СОСТОЯНИЕ  ОТКРЫТОЙ   РАЗРАБОТКИ   
                       МЕСТОРОЖДЕНИЙ  АЛМАЗОВ  НА ТЕРРИТОРИИ  РОССИИ ................... 209 
9.1. Современное состояние открытых горных работ  
       на месторождениях по добыче алмазов  
       на территории Архангельской области ........................................................ 209 
9.2. Современное состояние открытых горных работ  
       на месторождениях по добыче алмазов  
       на территории Республики Якутия (Саха) ................................................... 210 
9.3. Результаты оценки экологии нарушенных земель  
       на разрабатываемых открытым способом  
       месторождениях алмазов на территории Архангельской области ............ 211 
9.4. Результаты оценки экологии нарушенных земель  
       на разрабатываемых и отработанных открытым способом  
       месторождениях алмазов  
       на территории Республики Якутия (Саха) ................................................... 212 
9.5. Результаты сравнительного анализа покрытия растительностью 
       территорий объектов горнопромышленных и природных 
ландшафтов по данным дистанционного зондирования ............................ 214 
 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .......................................................................................................................... 227 
 
СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................................ 229

Введение 

5 

 
ВВЕДЕНИЕ 
 
Территория России по площади является первой державой в мире. 
В стране за последние 100 лет добыча и потребление алмазов выросли 
в тысячи раз по сравнению с началом ХХ в. Всем известно, что алмазы  
используют как в ювелирном деле, так и в промышленных изделиях. Месторождения алмазов с примерно одинаковым горно-геологическим 
строением и геологическим возрастом расположены на территории Архангельской области и западных районов Республики Якутии (Саха). Поэтому 
при такой географической дисперсии изучить открытые горные работы, 
объекты горнопромышленных ландшафтов, образованных в ходе открытой разработки месторождений алмазов, путем проведения наземных экспедиций за короткий период просто невозможно. 
В исследованиях по направлению «Науки о земле» в последние годы 
все чаще применяют результаты дистанционного зондирования. Информационными ресурсами, полученными из космоса, пользуются биологи, 
почвоведы, геологи, ботаники и другие ученые, т. е. все те, кто непосредственно изучает минеральную и биосферную оболочку Земли. В начальной 
стадии формирования нашей научно-практической школы у нас возникло 
желание изучить все карьеры по добыче алмазов на территории России по 
космоснимкам, находящимся в свободном доступе. Зачем мы это сделали?  
Во-первых, мы решили получить полную картину состояния открытого способа добычи алмазов и донести широкому кругу читателей ее 
сущность и особенности в зависимости от горно-геологических условий разрабатываемых месторождений. Во-вторых, полученная информация о парке горного оборудования должна использоваться при разработке долгосрочной стратегии развития отечественного горного машиностроения как 
на уровне Правительства РФ, так и на отдельно взятых предприятиях этой 
отрасли («УЗТМ», «ИЗ-КАРТЭКС», «Рудгормаш» и др.). В-третьих, необходимо было изучить экологические последствия разработки месторождений 
алмазов открытым способом, связанные с изъятием природных ландшафтов и восстановлением экосистем на трансформированных горнопромышленных ландшафтах во всем диапазоне природно-климатических условий 
северных территорий России. 
Экологическое состояние горнопромышленных ландшафтов оценено с использованием разновременных ресурсов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), находящихся в свободном доступе в комплексе 
с изучением таких факторов, влияющих на экологию, как климат района 

Введение 
 

6 

разработки месторождений, почвы, естественный растительный покров. 
На всех космоснимках для определения типов растительного покрова 
применены спектральные данные, полученные в ближнем инфракрасном, 
красном и зеленом диапазонах длин волн. 
Научно-методологические основы и новые экологические принципы, использованные в настоящей монографии, разрабатывались заслуженным экологом РФ, горным инженером, доктором технических наук Игорем Владимировичем Зеньковым на протяжении 30 лет.  
В монографии представлены результаты коллективного труда 
единственной в России совместной научно-практической школы, созданной И. В. Зеньковым (Сибирский государственный университет науки 
и технологий имени академика М. Ф. Решетнёва и Специальное конструкторско-технологическое бюро «Наука» ИВТ СО РАН), по исследованию 
открытых горных работ с использованием ресурсов дистанционного зондирования Земли. Школа развивается по двум направлениям: исследование технологических параметров систем разработки открытым способом 
рудных (нерудных) и угольных месторождений и долговременный мониторинг формирования и развития растительных экосистем на территории 
отработанных (действующих) карьеров и породных отвалов. Формируемое 
научное направление основано на принципах проведения исследований 
в долговременном периоде и на движении от простого к сложному. 
На страницах монографии читатель найдет информацию по всем 
месторождениям алмазов – с интенсивным производством открытых горных 
работ на них и недавно отработанным. Эта информация собрана в регионах 
России, где производится добыча алмазов открытым способом. Тотальную 
экологическую оценку состояния горнопромышленных ландшафтов мы 
провели с привлечением результатов космического мониторинга. 

1.1. Качественные характеристики алмазов и использование в экономике  

7 

 
Г л а в а  1 

 
ОБЩИЕ  СВЕДЕНИЯ  ОБ  АЛМАЗАХ 
 
 
1.1. Качественные характеристики алмазов 
и использование в экономике 
 
Название «алмаз» известно каждому человеку на Земле. Прежде 
всего с ним ассоциируются представления о несравненном блеске и непревзойденной твердости. Со вторым свойством связано название минерала, 
которое происходит от арабского «ал-мас» (твердейший) или греческого 
«адамас» (непреодолимый, несокрушимый). 
Алмаз считался царем самоцветов, «камнем царей» и ценился превыше всех сокровищ. Ничто не может сравниться с ним по твердости, 
и потому он поистине вечен. Американский астроном Марвин Росс из Калифорнийского университета утверждает, что блестящие поверхности 
планет Урана и Нептуна – это не замерзшая вода, состоящая из аммиака 
и метана, а сплошной слой алмазов, в гелиево-водородной атмосфере которого кружатся переливающиеся всеми цветами радуги алмазные снежинки. 
Первые алмазы были найдены на территории Индии. По данным 
старинных книг, это произошло свыше 3 тыс. лет до н. э., а наиболее древним археологическим памятником является бронзовая греческая статуэтка 
с глазами из индийских алмазов, хранящаяся ныне в Британском музее. 
Считают, что она относится к 480 г. до н. э. В 1983 г. при сооружении оросительного канала на севере Индии близ города Анантнага рабочие нашли 
статуэтку бога Рамы, украшенную алмазами и самоцветами, стоимостью 
свыше миллиона рупий. Археологи датировали находку XIV в. 
Алмазу с незапамятных времен отводилось особое место среди 
представителей минерального разнообразия. Исключительность свойств 
алмаза порождала множество легенд, в которых наряду с чистейшим вымыслом встречались и описания некоторых реальных свойств камня. 
Давняя тема вызывает большой интерес потому, что всем нам хотелось бы хоть раз окунуться в «большие проблемы», касающиеся не лично нас, а России в целом. Алмазная отрасль является делом государственной важности, от которого при разумно построенной экономике можно 
получать гарантированный и стабильный доход в государственную казну. 
Алмаз – минерал, кристаллическая кубическая полиморфная модификация самородного углерода, по блеску, красоте и твердости превосходящий все минералы. 

Г л а в а  1.  Общие сведения об алмазах 
 

8 

Природные алмазы в «сыром» виде довольно невзрачны. В большинстве случаев они представляют собой довольно мелкие зерна диаметром 
1–5 мм с тусклой матовой или шероховатой поверхностью, нередко покрытые пленками, корочками и примазками посторонних веществ. И даже 
хорошо образованные прозрачные кристаллы алмаза с гладкими поверхностями граней не обладают блеском и «игрой», столь типичными для драгоценных камней, и поэтому обычно не привлекают внимания неспециалистов. 
Алмаз состоит из чистого самородного углерода, но обычно содержит небольшие примеси различных химических элементов, входящих 
в кристаллическую структуру или в состав включений других минералов. 
Бесцветные разности представляют собой чистый углерод, для бесцветных 
прозрачных разновидностей характерна структурная примесь азота (0,3 %), 
хотя встречаются и «безазотные» алмазы. Окрашенные и непрозрачные 
алмазы содержат примеси двуокиси кремния (SiO2), окиси магния (MgO), 
окиси кальция (СаО), закиси железа (FeO), окиси железа (Fe2O3), окиси 
алюминия (Аl2О3), окиси титана (ТiO2); в виде включений встречаются 
графит и другие минералы. Содержание примесей достигает 5 %. 
В чистом виде алмаз бесцветный, водяно-прозрачный, с сильной игрой цветов. Цвет алмазов изменяется в широких пределах и имеет большое 
значение при оценке ювелирных, а иногда и технических камней. Наиболее 
обычны алмазы бесцветные, бурые, серые, желтые и черные, а также окрашенные в различные оттенки желтого, коричневого цветов. Реже встречаются 
разновидности с зеленоватыми, голубоватыми и розоватыми оттенками. 
Камни чистых ярких тонов синего, зеленого и красного цвета весьма редки. 
Алмаз лучшего качества бесцветен, с сильным блеском и прекрасной 
игрой цвета, про такой камень говорят, что он «чистейшей воды». Однако 
большей частью алмазы бывают с «надцветом», т. е. со слабым оттенком 
других цветов: винно-желтого, соломенного, бурого, грязно-зеленого, синеватого, красноватого и черного. Среди них высоко ценятся прозрачные 
алмазы, окрашенные в красный, синий, желтый, розовый и черный цвета. 
Окраска у многих кристаллов распределена не равномерно, а концентрируется на отдельных участках. При нагревании некоторые бурые 
алмазы приобретают золотистый оттенок, а бледно-розовые становятся 
густо-розовыми. Правда, через непродолжительное время первоначальная 
окраска восстанавливается. 
Поверхность камней самых древних (более 1–1,5 млрд лет) месторождений имеет зеленую окраску, которая исчезает при механической  
обработке кристалла. Возникновение зеленой «рубашечки» на алмазах 
связано с продолжительным воздействием на них радиоактивного облучения. Образование темно-зеленой оболочки на бесцветном ядре кристалла 
алмаза под воздействием радиации наблюдалось и в лабораторных условиях. 

1.1. Качественные характеристики алмазов и использование в экономике  

9 

Алмаз кристаллизуется в кубической системе (сингонии). Гранецентрированная решетка куба; каждый атом окружен четырьмя другими, 
расположенными по тетраэдру. Атомы углерода находятся в нем по узлам 
двух кубических решеток с центрированными гранями, очень плотно 
вставленных одна в другую. 
Кристаллы алмаза представляют собой гигантские полимерные          
молекулы и обычно имеют форму октаэдров, ромбододекаэдров, реже – 
кубов или тетраэдров. Часты двойники и сростки нескольких кристаллов, 
характерны выпуклые грани и криволинейные ребра. Грани кристаллов 
обычно покрыты фигурами роста или растворения в виде выступов или 
углублений различной формы, штриховкой, искривлением граней, наблюдаются неправильные, искаженные кристаллы. Существуют также радиальнолучистые, волокнистые, скорлуповатые или тонкозернистые агрегаты (баллас, 
борт, карбонадо). 
Перечисленные формы ограничены плоскими или плоскоступенчатыми гранями. Наряду с плоскогранниками во всех месторождениях присутствуют, а иногда и преобладают кристаллы с выпуклыми искривленными гранями – кривогранные. Поверхность как плоскогранных, так 
и кривогранных алмазов редко бывает гладкой и блестящей. Почти всегда 
она покрыта многочисленными бугорками, углублениями, штриховкой, 
кольцевыми и ступенчатыми выступами, которые рассеивают свет, обусловливая тусклый, жирный или стеклянный блеск большинства природных алмазов в их естественном виде. 
Предполагается, что алмаз кристаллизуется одним из первых минералов при остывании мантийного силикатного расплава на глубине 150–200 км 
при давлении 5 000 МПа, а затем выносится к поверхности Земли в результате 
взрывных процессов, сопровождающих формирование кимберлитовых 
трубок, 15–20 % которых содержит алмаз. Имеется и другая точка зрения, 
согласно которой алмаз кристаллизуется на относительно небольшой глубине 
за счет диссоциации или частичного окисления метана в газовой системе 
C–H–O–S при температуре свыше 1 000 °C и давлении 100–500 МПа. 
Алмазы встречаются также в глубинных породах-эклогитах и некоторых глубокометаморфизованных гранатовых гнейсах. Мелкие алмазы 
в значительных количествах обнаружены в метеоритах (уреилиты), а также 
в гигантских метеоритных кратерах, где переплавленные породы содержат 
значительные количества мелкокристаллического алмаза или гексагональной 
высокобарической модификации (лонсдейлита). 
Алмазы образовались глубоко под землей, когда раскаленная магма 
прорывала земную кору, образуя в ней своеобразные трубы, похожие на 
жерла вулканов. Эти жерла бывают заполнены глиной голубоватого цвета. 
По имени Кимберли – места в Южной Африке, где ее впервые обнаружили, 
голубоватую глину назвали кимберлитом. Кимберлиты состоят в основ