Jak wydobywa się diamenty?

Diament wyróżnia się spośród innych naturalnych substancji niezwykłą twardością, a jednocześnie jest dość rzadki. Te i inne niezwykłe właściwości sprawiają, że taka skała jest bardzo popularna na całym świecie. Dlatego ważne jest, aby wiedzieć, w jaki sposób są pozyskiwane w naturze.

Paradoks diamentów polega na tym, że są bardzo twarde, chociaż składają się z węgla. Ten sam węgiel, tylko o innej sieci krystalicznej, tworzy grafit (najmiększa ze skał). Wszystkie wydobywane diamenty składają się z niezwykle ciasno połączonych atomów. Wyjątkowa wytrzymałość nie zapobiega kruchości minerału: przy silnym uderzeniu kryształ pęka. Uważa się, że powstanie diamentów miało miejsce na głębokości dziesiątek lub setek kilometrów, na przestrzeni setek milionów lat.

Najczęściej w celu wydobycia diamentów na skalę przemysłową wyszukują fajki kimberlitowe. Te formacje geologiczne noszą nazwę miasta Kimberley w Afryce Południowej, gdzie po raz pierwszy odkryto ten rodzaj osadów. Powstawanie minerału w głębi ziemi następuje w bardzo wysokich temperaturach i ciśnieniach. Nauka nie wypracowała jeszcze ostatecznej wersji pochodzenia diamentów.

Struktury geologiczne zawierające diamenty są stopniowo niszczone przez wiatr i wodę. Kruszony kamień, kamyki, żwir i inne otaczające skały są przemieszczane. Istnieją tylko założenia o różnym stopniu niezawodności. W rezultacie tworzą się luźne osady. Innym rodzajem (ale znacznie rzadszym) jest szczególnie twarda forma węgla, która pojawia się w miejscach, gdzie spadają meteoryty.

Każdy z tych przypadków ma swoją gamę odcieni, jednak należy zwrócić uwagę na walory poszczególnych kolorów. Rzadkie (i dlatego cenione) przeźroczyste niebiesko-zielone i różowe zabarwienie. Koszt kamieni w 100% bezbarwnych jest jeszcze wyższy.

Niezależnie od tego, której wersji wyznają niektórzy specjaliści, wszyscy są zgodni co do jednego: ważne etapy formowania kamienia mają miejsce na dużych głębokościach. Stamtąd, wraz z przepływami magmy, substancja wchodzi na górę. W pewnym momencie faktycznie pojawiają się wybuchowe tuby. Ich głębokość nie przekracza 1500 m.

Prawie wszyscy wiedzą o wydobyciu diamentów przemysłowych w Jakucji i RPA. Ale jest również prowadzone:

• w regionie Archangielska;
• Zachodnia australia;
• Kanada;
• Kongo;
• Botswany.

Praktycznie nie ma wydobywania z placerów. Odgrywają tylko niewielką rolę w globalnej podaży surowca diamentowego. A stabilność dostaw produktów wydobywanych na powierzchni jest wątpliwa. Metoda odkrywkowa (kamieniołom) jest zwykle praktykowana przy wydobywaniu diamentów z głębokości 600 m lub mniejszej. W głębszych rurach surowiec diamentowy można wydobywać głównie za pomocą kopalń.

Próbują odłożyć budowę kopalń na ostatnią chwilę. Zwykle są to obszary w strefie wiecznej zmarzliny lub w obszarach szczególnie gorących. Często na dużych głębokościach w wyrobiskach konieczne jest ciągłe wypompowywanie wód gruntowych. Skała z kamieniołomów, a następnie z kopalni jest transportowana dużymi ciężarówkami do fabryk. Tam ten surowiec jest oczyszczany wodą.

Współczesne kamieniołomy osiągnęły już prawie maksymalną głębokość, na jaką mogą zejść. Doświadczenie pokazuje, że mała szerokość robocza i stromizna boków jeszcze bardziej komplikują sprawę. Od samego początku planowane jest wydobycie diamentów metodą otwartą z podziałem na etapy. Ta technika umożliwia częstsze monitorowanie zmian właściwości skał i ogólnej produkcji. W związku z tym ułatwia wybór optymalnych metod i schematów pracy.

Aby prawidłowo dobrać parametry poboczne już na samym początku rozwoju, konieczne jest wykorzystanie odwiertów poszukiwawczych. Pobrane stamtąd próbki poddawane są badaniom fizykochemicznym według specjalnego programu. Dodatkowo przy opracowywaniu podobnych odkrywek brane jest pod uwagę doświadczenie. Kontury boków zostały zoptymalizowane podczas projektowania. Nie można ich prowadzić bardzo delikatnie, inaczej praca staje się znacznie trudniejsza.

W przypadku wszystkich konturów pośrednich właściwości skał są stale udoskonalane, biorąc pod uwagę próbki pobierane z każdej partii. Czasami testy w pełnej skali są praktykowane bezpośrednio na pokładzie kamieniołomu. Szczególną uwagę przywiązuje się do oceny stopnia spękania skał. Dodatkowo badają, jak zachowują się na stromych zboczach. Kąt nachylenia strony rzeczywistej układany jest w projektach od 50 do 55 stopni.

Zwykle proces trwa miesiące, ale czasami trwa kilka lat. Konieczne są specjalne obliczenia. Tylko one pozwalają nam stwierdzić, gdzie znajdują się stałe złoża i gdzie dokonano losowych znalezisk.

Kamieniołomy, a także kopalnie czy kopalnie są najczęściej budowane w trudno dostępnych miejscach. Dlatego wokół powstaje infrastruktura mieszkaniowa i przemysłowa. Znanych jest wiele przykładów, kiedy złoże stało się obiektem miastotwórczym dla dość dużego miasta. Ponieważ handel surowcami jest nieopłacalny, buduje się zakłady przetwórcze. Z nich diamenty, ostatecznie oddzielone od skały płonnej, są transportowane do zakładów cięcia.

W naturalny sposób starają się też organizować cięcie w pobliżu. Im głębsze złoża, tym więcej pieniędzy trzeba będzie zainwestować w ich zagospodarowanie i zagospodarowanie pól.

Przez bardzo długi czas diamenty można było pozyskać tylko z Indii. Ale bez względu na to, jak bogata masa została tam zdeponowana w odpowiednim czasie, procesy naturalne, pod koniec XVII wieku rezerwy te były już w dużej mierze wyczerpane. Wydajność produkcji gwałtownie spadła. Jednak rozwój technologii pozwolił odwrócić bieg wydarzeń. Sytuacja zmieniła się diametralnie po odkryciu rur kimberlitowych.

Aby głębiej zrozumieć, jak przebiega wydobycie, musimy powrócić do kwestii pojawiania się diamentów w przyrodzie. Dominuje teoria, że ​​tworzą się one na głębokościach powyżej 100 km, gdzie rozwijają się bardzo wysokie temperatury i ciśnienia. Skała unosi się w górę podczas erupcji wulkanów.

Znalezienie odpowiednich obiektów i uruchomienie na nich produkcji jest możliwe tylko przy znacznych kosztach. Proces przygotowawczy jest już drogi, skomplikowany i długi. Uważa się, że na każde 2 karaty wydobytego surowca diamentowego trzeba przerobić ponad 1000 kg skał. Kamieniołomy powstają najpierw przez wysadzanie. Wierci się odwierty i umieszcza w nich materiały wybuchowe, następnie skała jest kruszona warstwa po warstwie.

Pogłębianie wyrobisk prowadzone jest do czasu zaprzestania wydobycia kopalin. Dużym problemem jest oddzielenie cennych surowców od rudy. Stosowane są następujące podejścia:

• praca tłustej rośliny;
• szukaj wymaganych kryształów w promieniach rentgenowskich;
• zanurzenie skał w specjalnych zawiesinach.

Metoda tłuszczowa polega na zmieszaniu wydobytej skały z wodą, a następnie wylaniu jej na powierzchnię posmarowaną specjalnym smarem. Kryształy są zatrzymywane na tłuszczu. Bardziej zaawansowaną techniką jest transmisja promieni rentgenowskich. W większości przypadków stosowana jest metoda zawieszenia. W cieczy o dużej gęstości topi się skała płonna, a na jej powierzchni pojawiają się kawałki węgla.

W niedalekiej przeszłości liderem w wydobyciu diamentów była Brazylia, a za nią Australia. Ale australijskie złoża diamentów stopniowo się wyczerpują. Angola jest również jednym z sześciu wiodących państw. Jednak w Kanadzie, Botswanie, wydobywa się znacznie cenniejsze klejnoty.

Szybko rozwijają się zarówno lokatory, jak i kopalnie. Musimy na bieżąco aktualizować sieć kopalń i odkrywek. Im głębiej te same kamieniołomy, tym mniejsze prawdopodobieństwo znalezienia znacznej ilości surowców. Dlatego coraz więcej odkrywek o głębokości ponad kilometra jest zamykanych z powodu nierentowności. Górnicza metoda wydobycia jest bardziej złożona i niebezpieczna, jednak jest opłacalna ekonomicznie.

Największym złożem diamentów w naszym kraju jest Mir w Jakucji. Jego rozwój trwa od końca lat pięćdziesiątych. Od 1957 do 2001 tam wydobyto kamieniołom minerału za 17 miliardów dolarów (w cenach bieżących)... Aby zapewnić taki wynik, konieczne było zmiażdżenie, podniesienie i wywiezienie około 350 milionów metrów sześciennych. m. skała płonna. Pod koniec lat 90. wielkość produkcji osiągnęła takie rozmiary, że wywrotki musiały przejechać 8 km od miejsca produkcji do magazynu. W 2001 roku, ze względu na nadmierną złożoność kamieniołomu, musiał zostać zamknięty.

A w 2009 roku rozpoczęto użytkowanie kopalni Mir. Krążąca pod ziemią woda jest nie tylko wypompowywana, ale kierowana rurami do specjalnych uskoków odkrytych przez geologów w pobliżu. W 2013 roku ze złoża wyprodukowano kolejne 2 miliony karatów doskonałych diamentów o technicznej jakości. Przedsiębiorstwo działa 7 dni w tygodniu, czas zmian górniczych wynosi 7 godzin.

Używane w kopalni kombajny wyposażone są w wysięgniki z nożami tnącymi. Zęby, choć wykonane z utwardzonego metalu, ulegają bardzo dużemu zużyciu. Dlatego każda zmiana rozpoczynająca pracę sprawdza część roboczą narzędzi. W razie potrzeby jest natychmiast wymieniany. Kruszona skała jest transportowana do wyjścia z kopalni za pomocą przenośników taśmowych.

W wielu kopalniach diamentów poszczególne dolne części są celowo pozostawiane nienaruszone podczas prac rozwojowych. Ich grubość może sięgać kilkudziesięciu metrów. Gdyby te struktury zostały opracowane, prawie niemożliwe byłoby uniknięcie zalania pól. Dodatkowo do ochrony zastosowano warstwy wodoodpornych materiałów. Ruch skał w kopalniach i kamieniołomach odbywa się za pomocą kolosalnych ciężarówek (czasami o ładowności ponad 100 ton).

W przeszłości sytuacja była zupełnie inna. Do XIX wieku nie stosowano żadnych urządzeń mechanicznych. „Królową” wydobycia diamentów była zwykła górska łopata lub kilof. Czasami po prostu wiosłowali piasek rzeczny i ręcznie przepuszczali go przez sito. Ale takie metody już dawno straciły swoją wykonalność.

A wśród dwóch metod – odkrywkowej i kopalni – atrakcyjniejsza okazuje się druga opcja. Wiele uwagi poświęca się zasadom bezpieczeństwa w codziennej pracy górników diamentów. Nikt nie może przebywać pod ziemią bez kasku z wbudowaną latarką i bez niezależnego aparatu oddechowego. Zabrania się pozostawiania go dalej niż 3 m od siebie. Należy zapewnić wentylację, dzięki której normalnie można swobodnie oddychać pod ziemią.

Rosyjskie przedsiębiorstwa wydobywcze diamentów (zwłaszcza te zlokalizowane w Jakucji) są prawdopodobnie najbardziej zaawansowanymi technologicznie na świecie. Korzystają z transportu przeznaczonego na bardzo silne mrozy. Bardzo surowe wymagania temperaturowe są również nałożone na inne urządzenia. Uważa się, że nowe złoże można zlecić od podstaw za 3 lub 4 miliardy dolarów. Czy kwota ta obejmuje koszty pierwotnych poszukiwań geologicznych - brak raportów firmowych.

Ale później, gdy kamieniołom lub kopalnia będą gotowe, znacznie taniej będzie je wykorzystać i zagospodarować wyrobiska. Największym wyzwaniem przy metodzie podziemnej jest utrzymanie optymalnego środowiska pracy. Główne wały do ​​podnoszenia skał mogą być używane w razie wypadku. W różnych miejscach kopalń przygotowywane są nisze rekreacyjne.

Więcej informacji na temat wydobywania diamentów w Rosji można znaleźć w następującym fideo: