Kuidas teemante kaevandatakse?

Teemant paistab kõigi teiste looduslike ainete seas silma erakordse kõvadusega ja samas on see üsna haruldane. Need ja muud ebatavalised omadused muudavad selle kivi väga populaarseks kogu maailmas. Seetõttu on oluline teada, kuidas neid looduses kaevandatakse.

Teemantide paradoksaalne eripära seisneb selles, et need on väga kõvad, kuigi koosnevad süsinikust. Sama süsinik, ainult erineva kristallvõrega, moodustab grafiidi (kivimitest pehmeim). Kõik kaevandatud teemandid on moodustatud äärmiselt tihedalt joondatud aatomitest. Erakordne tugevus ei takista mineraali hapraks muutumast: terava löögi korral kristall puruneb. Arvatakse, et teemandid tekkisid kümnete või sadade kilomeetrite sügavusel sadade miljonite aastate jooksul.

Kõige sagedamini otsivad nad teemantide tööstuslikuks kaevandamiseks kimberliittorusid. Need geoloogilised moodustised on nime saanud Lõuna-Aafrikas asuva Kimberley linna järgi, kus seda tüüpi maardlad esmakordselt avastati. Mineraali teke maa sügavuses toimub väga kõrgel temperatuuril ja rõhul. Lõplikku versiooni teemantide päritolu kohta pole teadus veel välja töötanud.

Geoloogilisi struktuure, milles teemandid asuvad, hävitab järk-järgult tuul ja vesi. Teisaldatakse killustikku, veerisid, kruusa ja muid ümbritsevaid kive. On vaid erineva kindlusastmega oletusi. Selle tulemusena moodustuvad lahtised ladestused. Teine tüüp (kuid palju haruldasem) on eriti kõva süsiniku vorm, mis ilmneb meteoriitide langemise kohtades.

Igal neist juhtumitest on oma varjundivalik, kuid oluline on pöörata tähelepanu konkreetsete värvide väärtusele. Haruldane (ja seetõttu hinnatud) läbipaistev sinine, roheline ja roosa värv. 100% värvitute kivide maksumus on veelgi suurem.

Sõltumata sellest, millist versiooni need või need eksperdid järgivad, on nad kõik ühel meelel: kivi moodustumise olulised etapid toimuvad suurel sügavusel. Sealt läheb aine koos magmavooludega ülespoole. Teatud hetkel ilmuvad tegelikult plahvatusohtlikud torud. Nende esinemise sügavus ei ületa 1500 m.

Peaaegu kõik teavad tööstuslikust teemantide kaevandamisest Jakuutias ja Lõuna-Aafrikas. Kuid see töötab ka:

• Arhangelski piirkonnas;
• Austraalia lääneosa;
• Kanada;
• Kongo;
• Botswana.

Paigaldajatest kaevandamist praktiliselt ei teostata. Need mängivad töötlemata teemantide ülemaailmses pakkumises vaid väikest rolli. Ja maapinnal kaevandatud toodete tarne stabiilsus on küsimärgi all. Avatud meetodit (karjäärid) kasutatakse tavaliselt teemantide kaevandamisel 600 m või vähema sügavusega. Sügavamates torudes saab töötlemata teemante kaevandada peamiselt kaevanduste abil.

Kaevanduste ehitamist püütakse lükata viimasele hetkele. Tavaliselt on need alad kas igikeltsa vööndis või eriti kuumades piirkondades. Sageli on töötamise ajal suurtel sügavustel vaja pidevalt maa-alust vett välja pumbata. Kivi karjääridest ja seejärel kaevandustest veetakse suurtel veoautodel tehastesse. Seal puhastatakse see tooraine veega.

Kaasaegne karjäär on juba saavutanud peaaegu maksimaalse sügavuse, milleni nad võivad minna. Töökogemus on näidanud, et töö väike laius ja külgede järsus muudavad asja veelgi keerulisemaks. Algusest peale on neil kavas teemante kaevandada avatud viisil, etappide kaupa jaotatuna. See tehnika võimaldab sagedamini jälgida muutusi kivimite omadustes ja toimimises üldiselt. Sellest lähtuvalt hõlbustatakse optimaalsete meetodite ja tööskeemide valikut.

Seina parameetrite õigeks valimiseks juba arenduse alguses on vaja kasutada uurimiskaeve. Sealt võetud proovidele tehakse spetsiaalse programmi järgi füüsikalised ja keemilised testid. Lisaks võetakse sarnaste karjääride kaevandamisel arvesse kogemusi. Külgede kontuurid on projekteerimisel optimeeritud. Neid ei saa teha väga õrnalt, vastasel juhul muutub töö palju keerulisemaks.

Kõigi vahekontuuride puhul täpsustatakse kivimite omadusi pidevalt, võttes arvesse igast partiist võetud proove. Mõnikord tehakse täiemahulisi katseid otse karjääri servas. Erilist tähelepanu pööratakse kivimite pragunemise astme hindamisele. Lisaks uurivad nad, kuidas nad järskudel nõlvadel käituvad. Pärisplaadi kaldenurk on projektides 50–55 kraadi.

Tavaliselt kestab protsess kuid, kuid mõnikord kestab see mitu aastat. Kasutage kindlasti spetsiaalseid arvutusi. Ainult need võimaldavad meil järeldada, kus asuvad tahked maardlad ja kus tehti juhuslikud leiud.

Nii karjäärid kui ka kaevandused või kaevandused rajatakse kõige sagedamini raskesti ligipääsetavatesse kohtadesse. Seetõttu luuakse ümber elamu- ja tööstustaristu. On teada mitmeid näiteid, kui maardlast sai üsna suure linna jaoks linnamoodustav objekt. Kuna toormega kaubelda puhtal kujul on kahjumlik, ehitatakse rikastustehaseid. Neist viimaks aherainest eraldatud teemandid viiakse lõikamisettevõtetesse.

Lõikamist üritatakse ka loomulikult läheduses korraldada. Mida sügavamal asuvad maardlad, seda rohkem tuleb nende arendamisse ja valdkonna arendamisse raha investeerida.

Väga pikka aega sai teemante hankida vaid Indiast. Kuid ükskõik kui rikkalikud looduslikud protsessid seal omal ajal ka poleks olnud, olid 17. sajandi lõpuks need varud juba suures osas ammendatud. Kaevandamise tootlikkus langes järsult. Tehnoloogia areng on aga pöördeid pööranud. Olukord muutus dramaatiliselt pärast kimberliittorude avastamist.

Selleks, et mõista, kuidas kaevandamine toimub, tuleb tagasi pöörduda teemantide loodusesse ilmumise juurde.Valdav teooria on, et need tekivad sügavamal kui 100 km, kus tekivad väga kõrged temperatuurid ja rõhud. Kivi tõuseb ülespoole vulkaanipursete käigus.

Sobivate ruumide leidmine ja nendes tootmise seadistamine on võimalik ainult märkimisväärsete kuludega. Juba praegu on ettevalmistusprotsess kallis, keeruline ja pikk. Arvatakse, et iga 2 karaadi töötlemata teemantide kaevandamiseks tuleb töödelda rohkem kui 1000 kg kivimeid. Karjäärid luuakse esmalt lõhkamise teel. Puuritakse augud ja asetatakse sinna lõhkekehad, seejärel purustatakse kivi kihiti.

Tööde süvendamine toimub kuni mineraalide kaevandamise lõpetamiseni. Suureks probleemiks on väärtusliku tooraine eraldamine maagist. Rakendatakse järgmisi lähenemisviise:

• rasvataime toimimine;
• otsige röntgenikiirguses soovitud kristalle;
• kivide sukeldamine spetsiaalsetes suspensioonides.

Rasvameetod hõlmab ekstraheeritud kivimi segamist veega ja seejärel selle valamist spetsiaalse rasvaga määritud pinnale. Kristallid ladestuvad rasvale. Täiustatud tehnika on röntgenikiirgus. Enamasti kasutatakse peatamise meetodit. Suurenenud tihedusega vedelikus uputatakse jääkkivi, samal ajal kui süsiniku tükid on pinnal.

Lähiminevikus olid teemandikaevandamise liidrid Brasiilia ja seejärel Austraalia. Kuid Austraalia teemandimaardlad hakkavad järk-järgult ammenduma. Ka Angola on kuue parema riigi hulgas. Kanadas Botswanas kaevandatakse aga palju väärtuslikumaid kalliskive.

Nii asetajad kui ka miinid arenevad kiiresti. Peame süstemaatiliselt uuendama kaevanduste ja karjääride võrku. Mida sügavam on sama karjäär, seda väiksem on tõenäosus, et leitakse märkimisväärne kogus toorainet. Seetõttu suletakse kahjumlikkuse tõttu üha rohkem karjäärisid, mille sügavus on üle kilomeetri. Kaevandamise meetod on keerulisem ja ohtlikum, kuid see on majanduslikult tasuv.

Meie riigi suurim teemandimaardla on Mir Jakuutias. Seda on arendatud alates 1950. aastate lõpust. Aastatel 1957–2001 seal kaevandati kaevandusmeetodil maavara 17 miljardi dollari eest (jooksevhindades). Sellise tulemuse tagamiseks oli vaja purustada, tõsta ja välja viia ligikaudu 350 miljonit kuupmeetrit. m jääkkivi. 1990. aastate lõpuks saavutas toodangu hulk sellised mõõtmed, et kallurautod pidid tootmiskohast lattu sõitma 8 km. 2001. aastal tuli karjääri ülemäärase keerukuse tõttu sellele koitõrje teha.

Ja 2009. aastal alustati Miri kaevanduse kasutamist. Maa all ringlevat vett ei pumbata lihtsalt välja, vaid see suunatakse torude kaudu ümber spetsiaalsetesse riketesse, mille geoloogid on lähedal avastanud. 2013. aastal toodeti maardlast veel 2 miljonit karaati suurepärase tehnilise kvaliteediga teemante. Ettevõte töötab 7 päeva nädalas, kaevurite vahetuste kestus on 7 tundi.

Kaevanduses kasutatavad kombainid on varustatud freeskroonidega nooltega. Kuigi hambad on valmistatud karastatud metallist, kuluvad need väga tugevalt. Seetõttu kontrollib iga tööle asuv vahetus tööriistade tööosa. Vajadusel vahetatakse see kohe välja.Purustatud kivi viiakse konveierilintide abil kaevandusest väljapääsuni.

Paljudes teemandikaevandustes jäetakse üksikud põhjaosad arenduse käigus spetsiaalselt puutumata. Nende paksus võib ulatuda mitmekümne meetrini. Kui need struktuurid välja töötataks, oleks maardlate üleujutamist peaaegu võimatu vältida. Lisaks kasutatakse kaitseks veekindlate materjalide kihte. Kivimite teisaldamine kaevandustes ja karjäärides toimub kolossaalsete veoautode abil (mõnikord ka üle 100 tonnise kandevõimega).

Varem oli olukord hoopis teine. Kuni 19. sajandini mehaanilisi seadmeid ei kasutatud. Teemantide kaevandamise "kuninganna" oli tavaline kaevanduslabidas või kirkas. Mõnikord sõudsid nad lihtsalt jõeliiva ja lasid selle käsitsi läbi sõela. Kuid sellised meetodid on juba ammu oma kasulikkuse kaotanud.

Ja kahe meetodi – karjäär ja kaevandus – hulgas on teine ​​võimalus atraktiivsem. Teemantikaevandajate igapäevatöös pööratakse suurt tähelepanu ohutusreeglitele. Kedagi ei lasta maa alla ilma sisseehitatud taskulambiga kiivrita ja ilma autonoomse hingamisaparaadita. Seda on rangelt keelatud jätta endast kaugemale kui 3 m. Varustage kindlasti ventilatsioon, tänu millele on normaalne maa all kergesti hingata.

Venemaa teemandikaevandusettevõtted (eriti Jakuutias asuvad) on võib-olla kõige kõrgtehnoloogilisemad maailmas. See kasutab transporti, mis on mõeldud väga tugevate külmade jaoks. Muude seadmete suhtes kehtivad väga ranged temperatuurinõuded. Arvatakse, et 3 või 4 miljardi dollari eest on võimalik nullist uus põld tööle panna.Seda, kas see summa sisaldab esmase geoloogilise uuringu maksumust, ei avalda ükski ettevõte.

Kuid hiljem, kui karjäär või kaevandus on valmis, on nende kasutamine ja toimimise arendamine palju odavam. Maa-aluse meetodi suurimaks raskuseks on optimaalse töökeskkonna säilitamine. Kivi tõstmiseks mõeldud peašahtisid saab kasutada õnnetuste korral. Kaevanduste erinevates kohtades valmistatakse ette puhkenišše.

Teavet selle kohta, kuidas Venemaal teemante kaevandatakse, leiate järgmisest videost: