Добыча алмазов карьерным способом

Как происходит добыча алмазов: виды и основные этапы

Алмаз — один из самых известных драгоценных камней, по своей сути являющийся кристаллической модификацией чистого углерода. Он отличается необычайной твердостью, отменной теплопроводностью и многими другими уникальными характеристиками. Этот драгоценный камень применяется не только в ювелирном деле, но и во многих других сферах человеческой деятельности. Именно поэтому люди заинтересованы в том, чтобы иметь в распоряжении как можно большее количество кристаллов. Добыча алмазов сегодня — прибыльное дело. Ее осуществляют практически на всех континентах, исключение составляет только Антарктида. Однако стоит учитывать, что природные запасы постепенно истощаются, поэтому приходится постоянно искать новые месторождения, а также совершенствовать методы, используемые в данном промысле.

Виды алмазов

Процесс рождения алмазов происходит глубоко в недрах земли. Необходимым условием для этого является наличие высоких температур (больше 1000 градусов) и повышенного давления (35–50 килобар). Под действием указанных факторов углерод меняет свою модификацию и превращается в сверхтвердое вещество кубической формы. Каждый природный алмаз уникален по своему внешнему виду, но ученые все же разделили их по определенным характеристикам. В первую очередь по их весу, который измеряется в каратах (соответствует 0,2 г). Согласно этому параметру выделяют три группы алмазов:

• маленькие с весом до 0,29 карат;
• средние, вес которых колеблется в пределах 0,3–0,99 карата;
• большие, вес которых превышает 1 карат.

Большинство камней довольно маленькие. Однако попадаются и настоящие гиганты. Именно таким был известный бриллиант под названием Куллинан, который обнаружили на африканском континенте. Его вес составлял более чем 3000 карат. Однако свой первозданный вид Куллинану сохранить не удалось — его раскололи почти на сотню мелких камней.

Алмазы разделяют также на ювелирные и технические. Первые обладают более ровной текстурой, не имеют повреждений или сторонних вкраплений. Их используют для создания украшений. Технические алмазы имеют различные дефекты, но подходят для применения в промышленности.

Еще одна характеристика, по которой алмазы делят на отдельные группы, — это вид огранки. Самый популярный вариант — брильянтовая огранка, однако она тоже может быть представлена в разных формах: круглая, каплевидная, «сердце» и др.

Цвет и ценность алмаза

Цвет алмаза — одна из самых важных его характеристик. Ведь именно от него во многом зависит фирменное сияние бриллиантов. Большинство камней бесцветные, с небольшой примесью желтого цвета. Чем более прозрачный камень, тем больше он ценится. Если же говорить о технических алмазах, то здесь палитра более разнообразная: зеленые, серые и многие другие варианты

• категорию составляют ювелирные цветные алмазы. Их также часто называют фантазийными. Такие камни встречаются крайне редко, поэтому, как и прозрачные алмазы, они ценятся очень высоко. Самыми дорогими считаются черные, зеленые и фиолетовые алмазы.

Виды добычи алмазов

Наиболее богатые месторождения алмазов сосредоточены на нашей планете в нескольких местах:

• африканская Сахара (в частности, Ботсвана);
• Россия (Якутия);
• Австралия;
• Канада;
• Индия;
• некоторые страны Латинской Америки.

Процесс добычи камней происходит по-разному. Все зависит от самой местности и особенностей расположения ценных ископаемых в земных недрах. Однако практически во всех случаях пользуются двумя основными видами добычи: открытым и закрытым. Кроме того, не стоит забывать и о Кимберлитовых трубках — уникальном явлении, которое сыграло очень важную роль в алмазном промысле.

Открытый вид добычи

Этот вариант добычи называют также карьерным. Его применяют и при промысле других полезных ископаемых. Данный метод предусматривает использование буровой установки. Она делает скважину определенных размеров, в которую потом закладывают взрывчатку. Очень важно, чтобы технологии были максимально щадящими, иначе добытчики рискуют получить испорченные (расколотые) камни. Описанный вариант открытого вида добычи широко используется в Якутии, хотя и другие страны, где идет активный алмазный промысел, тоже активно его применяют.

Закрытый вид добычи

В некоторых случаях залежи алмазов располагаются слишком глубоко. Тогда применяют закрытый вид добычи. Он подразумевает постройку специальных подземных шахт. Подобный вариант очень затратный как по времени, так и по финансам, поэтому применяется только в том случае, когда месторождение действительно богатое. Ситуация усложняется, если необходимо работать в сложных климатических условиях. Кроме того, работа в шахтах связана с опасностью в виде обвалов, затоплений, взрывов газа. Именно поэтому в мире сегодня все чаще применяют комбинированный способ добычи, где работу на открытых участках сочетают с деятельностью подземных шахт.

Кимберлитовая трубка и ее применение

Кимберлитовой трубкой называют природное явление, когда магма прорывает земную кору, образовывая при этом вертикальное длинное отверстие характерной формы. Ее поверхность покрыта особым веществом — кимберлитом, которое являет собой комбинацию из многих пород, в том числе и из алмазов. Таким образом, подобные трубки являют собой по-настоящему природные, можно даже сказать «коренные» алмазные месторождения.

Первую кимберлитовую трубку обнаружили в конце XIX века в Африке, в провинции Кимберли. Именно благодаря этой местности описанный феномен получил свое название. Африканская кимберлитовая трубка впечатляла своим размерами: 240 м глубина и периметр в 1,6 км. Сегодня ее запасы истощены, однако добыча ведется из новых аналогичных образований в земной коре. Так, на данный момент самая крупная кимберлитовая трубка находится в Якутии и носит название «Зарница». Ее освоение началось в 1954 году и, по прогнозам ученых, будет продолжаться еще примерно 30 лет. По подсчетам за 2001 год, общая цена всех алмазов, добытых в «Зарнице», составила 17 млрд долларов.

Этапы добычи

Добыча алмазов включает в себя несколько важных и последовательных этапов:

1. Разведка. Этот пункт крайне важный, поскольку именно он позволяет найти месторождение и оценить его перспективность. На поиск новых мест иногда уходят годы.
2. Обустройство инфраструктуры. Добыча — масштабное событие, требующее много ресурсов. С этой целью в зоне обнаруженного нового месторождения иногда сооружаются целые поселения. В них обустраивают комфортный быт для рабочих и других участников поисков.
3. Постройка фабрики. Во время алмазного промысла добывают руду, содержащую алмазы. Их дальнейшее извлечение происходит на фабрике. Именно с этой целью на месторождении строятся помещения, оснащенные всеми необходимыми приборами и инструментами. С фабрик алмазы отправляют на гранильные заводы, где они подвергаются огранке и шлифовке.
4. Непосредственно сама добыча.
5. Завершение работы. Если запасы алмазов исчерпаны, работы в конкретном месте прекращаются. На этом этапе необходимо очистить территорию от оборудования, а также «закрыть» все рабочие отверстия, созданные искусственным путем во время проведения работ.

Важный момент алмазного промысла — это способ извлечения драгоценных камней из руды. Чаще всего для этой цели используют суспензию — специальную жидкость с высокой плотностью. В нее помещают руду, которая из-за большого веса тонет, а легкие алмазы всплывают на поверхность.

Синтетические алмазы

Поскольку алмазный промысел связан с большими трудностями, в 50-е годы прошлого века был разработан способ их создания в лабораторных условиях. Процесс образования синтетических камней, как и в природных условиях, проходит под воздействием высокой температуры и давления. Кроме того, в последнее время используются и другие методы, например, детонация взрывчатки и ультразвуковая кавитация. Создание алмазов искусственным путем активно развивается, однако синтетические камни имеют как преимущества, так и недостатки.

Преимущества

1. Производство искусственных алмазов гораздо дешевле, чем добыча камней в природных месторождениях.
2. Некоторые синтетические кристаллы отличаются большей твердостью в сравнении с их природными прототипами.
3. Благодаря невысокой стоимости искусственные камни могут широко применяться во многих отраслях промышленности.

Недостатки

Несмотря на то, что синтетические кристаллы в своих свойствах практически не уступают настоящим алмазам, их внешний вид существенно отличается. Камни, созданные в искусственных условиях, не отражают свет так, как натуральные алмазы. Как результат — отсутствует специфический блеск, благодаря которому бриллианты высоко ценятся в ювелирном деле. Невзирая на это, искусственные камни тоже активно используются для создания украшений. Их стоимость примерно на 15–20 % ниже, чем цена настоящих бриллиантов.

Особенности оценки

Обработанные алмазы, более известные как бриллинты, перед поступлением на рынок проходят обязательную экспертную оценку. Это общемировая практика, благодаря которой цены камней удалось унифицировать. Результат оценки зависит от нескольких факторов, так называемых четырех «С»:

1. Вес камня (carat weight). Этот параметр определяется на специальных высокоточных весах и обозначается в каратах.
2. Цвет (color). Поскольку абсолютно бесцветные натуральные алмазы встречаются крайне редко, бриллиант будет иметь тот или иной оттенок. Задача специалиста — определить, какой именно, и указать его интенсивность.
3. Прозрачность и чистота (clarity). На данном этапе определяется, если ли у камня какие-нибудь недостатки в виде посторонних вкраплений.
4. Огранка (cut). Этот этап позволяет специалисту оценить качество огранки изделия и его финишной обработки.

Согласно данным за 2015 год, общая мировая добыча алмазов составила 127,4 млрд каратов. При этом средняя стоимость одного карата была примерно 109 долларов.

Источник

Где и как добывают алмазы в россии и мире?

Алмазы – одна из ценнейших горных пород планеты. Находимых в нескольких регионах, добывается разными способами. Люди многих профессий, от геолога до ювелира, трудятся, чтобы алмаз стал бриллиантом.

Откуда берутся алмазы

Для возникновения алмазных кристаллов необходимы условия:

1. Глубина от 100 км.
2. Температура не ниже 1100°С.
3. Давление не менее 35 килобар.

Природные процессы создают виды месторождений:

• Коренное. Наверх алмазы выносил поток магмы при извержении вулканов. Пузырьки газа в породе лопались, образуя трубки с темно-голубоватой породой внутри. Её назвали кимберлитом, а алмазоносные трубки кимберлитовыми – по месту первого обнаружения – южноафриканской провинции Кимберли.
• Рассыпное. Тысячелетиями воздух разрушал трубки. Осадки и ручьи смывали с гор щебень, гальку, алмазы, создавая поля-россыпи.
• Импактное. Появились на местах падения метеоритов.

По миру разбросаны тысячи трубок, но для промышленной разработки пригодны немногие. Редчайшие метеоритные алмазы оставляют для исследования учёным.

Технологический цикл

Добыча алмазов – проект, требующий финансовых инвестиций. Средства нужны на геологоразведку, технику, строительство обогатительного предприятия, оплату труда работников, подготовку залежей.

Технология работы предусматривает следующие этапы:

• Геологоразведка. На неё уходят месяцы или годы. Когда драгоценные кристаллы обнаружены, проводятся расчёты, подтверждающие, что это солидное месторождение, а не единичные находки.
• Покупка оборудования. Алмазы не добывают вручную, нужна техника для обустройства шахты, транспорт для перемещения породы.
• Создание инфраструктуры. На месторождении задействованы люди, которым нужно где-то жить, питаться, лечиться. Часто рудник становится градообразующим предприятием.
• Строительство фабрики. Реализация сырья невыгодна, поэтому сооружают обогатительное предприятие, на котором драгоценные камушки отделяют от породы, сортируют и отправляют на гранильное предприятие. Здесь материал обработают, огранят и отшлифуют.

Чем глубже залегает порода, тем солиднее капиталовложения. Для получения одного карата перерабатывают тонну шахтной породы. Россыпи щедрее – тонна породы даёт от трёх до пяти карат.

Способы добычи

До XIX века алмазы добывали лопатой, разгребая речной песок и промывая породу на лотках. Сегодня процесс механизирован, способы добычи – шахтный и карьерный (открытый). На то, как добывают алмазы, влияет глубина залегания породы.

Карьер

Алмазы, сосредоточенные не глубже 600 м, добываются в карьерах. Бурят скважины, в которые закладывают взрывчатку. Взрывают, выброшенной породой загружают самосвалы, идущие на обогатительную фабрику.

Обычно карьер истощается на 550–600 метрах, но бывают уникумы, откуда породу выбирают с глубины до полутора километров. Среднезатратный вариант добычи.

Шахта

Обустройство рудника сложно и дорого, поскольку там, где добывают алмазы, условия часто проблемны. На глубине нужно постоянно откачивать воду подземных источников, следить за воздухом. Как пример, организация работы на российском руднике «Интернациональный».

Профессия шахтёра трудна и опасна, поэтому внимание уделяется технике безопасности. Перед спуском в шахту работники прослушивают правила, смотрят видеоинструкцию. Каждый экипирован фонариком, каской и «спасателем» – при обрушении или другом ЧП он подаёт кислород для дыхания шесть часов.

Его нельзя снимать с шеи или оставлять от себя далее трёх метров. Работает вентиляция, поэтому дышится легко. Шахта на уровне почти километр под землёй, туда людей доставляет лифт. Под землёй ходит маршрутка до рудника.

Кимберлитовая порода дробится комбайном, подбирается бульдозером, идёт на транспортёр. Ею загружают вагонетки, идущие наверх, затем на обогатительный комбинат или фабрику. Специальная служба контролирует, сколько человек спустилось в шахту и сколько поднялось.

Россыпи

Алмазное богатство из россыпей веками добывалось вручную. Сегодня породу так же промывают большими ситами.

Методы извлечения алмазов из руды

Добытая порода далека от бриллиантов, это даже не алмазы. Драгоценные камушки выделяют разными способами.

• Суспензия. Породу погружают в высокоплотную жидкость. Камни тонут, алмазы всплывают.
• Жир. Поверхность, на которую заливают породу с водой, смазывают жиром. Алмазы прилипают, руда уносится водой.
• Рентген. Совершённый, но небезопасный вариант. Кристаллы, заключённые в породе, под лучами отсвечивают.
• Магнит. Отделяет не способные намагничиваться алмазы от руды.
• Электросепарация. Руду пропускают сквозь поток электричества. В соответствии с коэффициентом электропроводности, она распределяется по фракциям – каждый минерал попадает на «свою» дорожку.

Способ определяется составом породы, уровнем оснащённости и масштабности предприятия.

Мировые поставщики алмазов

Алмазоносная руда есть во всем мире. Пионером и многовековым монополистом была Индия. Здесь камни нашли задолго до нашей эры, запасов рудников хватало на века. Отсюда родом почти все легендарные бриллианты.

Сегодня в мире несколько главных регионов с промышленными масштабами добычи. Мировой топ рейтинга (%):

• Россия – 22;
• Австралия – 20;
• Ботсвана – 19;
• Конго – 17;
• Канада – 10.

Ареалы залегания камня – Полярный круг, пустыня Сахара, Латинская Америка, Дальний Восток.

Региональной алмазной столицей может стать Кавказ – камушки ювелирного качества найдены на территории Хосровского леса (Армения).

Россия

Богатейшие залежи сосредоточены в Якутии (Республике Саха), Архангельской области и Пермском крае. По ценности камней страна уступает лишь Ботсване. Но сырье в России лучше – 95% добываемых минералов классифицируются как ювелирные.

Африка

Более половины камней мира добывается в Африке, на юге континента – Ботсвана, Конго, ЮАР. Климатические и геологические условия сделали местное сырье самым дешёвым на планете.

• Ботсвана – источник наиболее ценных африканских кристаллов, где месторождения эксплуатируются с 1970-х годов. Добывается до 24,6 млн. карат ежегодно – пятая часть континентального продукта.
• Крупнейшие бриллианты мира родом из ЮАР. Страна не покидает топ-шестёрку поставщиков алмазов – до 7,4 млн. карат ежегодно.
• Полным ходом подключается Намибия.
• Алмазоносные регионы юга теснят новые потенциальные лидеры из центра континента.

Добывающие страны Африки плотно опекаются транснациональными корпорациями. Только в Анголе (четвёртая строка мирового рейтинга добычи) их почти два десятка.

Австралия

Страна-континент славится высочайшей концентрацией алмазов в кимберлитовых трубках. Из тонны руды извлекают до семи карат (средний мировой уровень – один карат), поэтому стоимость местных алмазов невысока.

Источник камней в Австралии – область Кимберли. Знаменательным на шахте Аргиль стал 1998 год – извлечённые 44 млн. карат вывели рудник в мировые лидеры по объёмам добычи. Только здесь и в Бразилии находят красные камни, которые, став бриллиантами, попадают на элитные аукционы.

Канада

Самый молодой поставщик. Минералы-спутники кимберлитовых трубок обнаружены на севере страны в 1980-х годах. Через полтора десятка лет начата добыча (рудник Лак де Грас).

Качественные крупные – не менее 0,31 карата камни дают месторождения Диавик и Экати, занимающие шестую и седьмую строчки мировой табели алмазной добычи. Страна поставляет 12 млн. карат ежегодно.

Интенсивность добычи такова, что месторождения страны исчерпаются до 2023 года.

Добыча алмазов в России

Почти все алмазные месторождения страны находятся на широте вечной мерзлоты, поэтому добыча дорогая, сложная. Но количество и качество извлекаемого материала оправдывают издержки.

История

Первые алмазы в Российской империи обнаружили в XVIII веке, но добывать начали позже. Планы промышленной разработки богатств Сибири сформировались на заре Советской власти, к 1930-м годам. Владимир Соболев доказал, что они похожи с алмазоносными рудниками Африки.

Исследовательские работы прервала война, поиски продолжились после победы. В 1949 году одна из экспедиций нашла в Якутии камушек-алмаз, спустя шесть лет открыли первую в Союзе кимберлитовую трубку. Её назвали «Мир», а построенный неподалёку таёжный город – Мирным.

К началу третьего тысячелетия Россия заняла вторую строку мирового рейтинга поставщиков алмазов. На пограничье Якутии и Красноярского края выявлены крупнейшие на планете залежи алмазов метеоритного происхождения.

«Мирное» царство

Алмазная столица России – город Мирный (запад Якутии). Начинался как палаточное поселение для рабочих, став через несколько лет крупным промышленным центром страны. Сегодня здесь живёт 35 тысяч человек, почти 30 тысяч заняты в алмазодобывающей отрасли. Место работы – карьер «Мир» – находится под городом.

Его 1,5-километровая глубина вмещает Останкинскую башню, протяжённость шахтной дороги – восемь километров. Открытая разработка завершена, сегодня добываемые алмазы – из подземного рудника. Оставшаяся гигантская воронка стала «визиткой» города, видной из космоса.

Алмазная территория

Якутия – главный алмазоносный регион страны (более 90% добычи). Богатейшие коренные залежи сосредоточены на юге. Север региона беден, зато имеет крупные рассыпные источники. Тонна руды даёт до 8,51 карат алмазов, что больше, чем у Австралии.

Выдающиеся российские трубки-карьеры:

• «Мир» – легендарный первенец, крупнейший в мире;
• «Юбилейный» – самый габаритный, 1280х740 м;
• «Удачный» – потенциально богатейший, ресурс до 120 млн. карат;
• «Ботоубинская» – ресурс до 70 млн. карат;
• Месторождение им. В.Гриба в Архангельской области – ресурс до 100 млн. карат.

Алмазодобывающие шахты работают бесперебойно, только День шахтёра и Новый год выходные.

По данным Пробирной палаты России, в 2014 году добыто около 38 млн. карат сырья, из которых более 35 млн. экспортировано. Почти все закупили Бельгия и Индия.

Алмазные залежи – гордость, национальное достояние и источник пополнения государственной казны примерно двух десятков стран мира. Россия уверенно лидирует в этом списке, снабжая сырьём высокого качества мировые ювелирные центры. Возможно, когда-нибудь экспортироваться будут только обработанные камни. У страны для этого есть все условия.

Источник