Быстрая навигация по статье:
Добыча полезных ископаемых (майнинг) — это извлечение природных ресурсов из земной коры для использования в промышленности и энергетике. Полезные ископаемые бывают твердые (уголь, руда), жидкие (нефть, минеральные воды) и газообразные (природный газ). В зависимости от их вида и залегания применяют разные методы добычи.
Для определения объема запасов полезных ископаемых в недрах проводят геологическую разведку местности.
Майнинг твердых полезных ископаемых
Твердые ископаемые (металлы, уголь, соли) добывают открытым, то есть карьерным, и подземным (шахтным) способами. Открытую добычу применяют при залегании руды на глубину до 500 м. При этом можно извлекать большие объемы породы. Такой способ в России чаще всего используют при добыче строительных материалов: песка, щебня, гранита. Значительную часть руд черных и цветных металлов, угля также добывают открытым способом.
Во многих других странах карьерная добыча тоже широко развита. В самых глубоких карьерах добывают золото, алмазы и медную руду. Глубочайший в мире карьер находится в США, его глубина составляет около 1200 м. В России самый глубокий карьер Удачный расположен в Сибири. Там с глубины около 630 м добывают алмазы.
Подземная добыча сложнее и дороже, но необходима для глубоких месторождений. При таком способе разработки доступ к ресурсам осуществляется через систему шахт и тоннелей.
Открытый (карьерный) способ
Используется при неглубоком залегании полезных ископаемых. Включает в себя удаление верхних слоев породы (вскрышу) и извлечение ископаемого экскаваторами.
Такой способ майнинга рудных ресурсов значительно дешевле, чем подземный. При открытой разработке не нужно строить шахты и прокладывать туннели. При этом производительность труда выше в 2-3 раза по сравнению с подземными рудниками, а потери полезного сырья, наоборот, значительно ниже.
Разработка карьеров открытым способом производится разными методами:
- Применение буровзрывных технологий позволяет разрушать большие объемы породы за короткий срок, но имеет ряд недостатков. Этот метод запрещено использовать вблизи населенных пунктов, линий электропередач, охраняемых объектов природы. С точки зрения технологий этот метод также является довольно сложным.
- Использование безвзрывных методов является более безопасным и дешевым. Применение мега-рипперов, гидравлических молотов, виброрыхлителей становится нормой во многих странах, в том числе в России.
Мембранные гидромолоты применяют как для добывания породы, так для дробления негабаритных кусков. Они работают постоянно на полной мощности, обеспечивают высокую производительность при минимальной стоимости владения на тонну переработанного сырья.
Виброрыхлители применяют как для непосредственной разработки породы, так и при вскрышных работах. При додрабливании негабаритных кусков они также показывают высокую эффективность.
Однако у этого способа есть недостатки. Открытая разработка полезных ископаемых наносит серьезный ущерб экологии. Разрушается почвенный покров, уничтожаются естественные ландшафты. Из-за пыли и химических веществ, используемых в карьерах, загрязняются воздух и водоемы. Выемки, отвалы пустой породы могут стать источником эрозии, оползней и загрязнения грунтовых вод.
Поэтому постоянно должен вестись мониторинг состояния месторождения. Важно уделять особое внимание мерам по предупреждению экологического вреда. Необходимо проводить рекультивацию нарушенных территорий. Правильно проведенная рекультивация позволяет свести к минимуму последствия для окружающей среды.
Подземный (шахтный) способ
Этот метод применяют, когда залежи расположены на большой глубине и их добывание открытым способом нерентабельно или невозможно. Шахты могут быть вертикальными, горизонтальными или наклонными.
Подземный майнинг требует сложного оборудования, систем вентиляции и безопасности из-за высокого риска обвалов и скопления газов. Таким способом добывают, в основном, уголь, руды металлов, соли и драгоценные камни.
Одно из решений вопроса безопасности — применение стационарных манипуляторных установок с гидромолотом — бутобоев. Такие установки применяются для устранения заторов в приемных бункерах, дробления негабарита, для гирационных дробилок. В последнем случае применяются манипуляторы с вылетом стрелы до 30 м.
В России производством бутобоев занимается Технопарк «Импульс», входящий в группу компаний «Традиция».
Управление бутобоем возможно без специальных удостоверений с помощью пульта радиоуправления. Система управления Impulse R-Control позволяет оператору работать манипулятором с расстояния до 100 м, выбирая наиболее удобное и безопасное место.
Бутобои оснащены автоматизированной системой управления, которая может автоматически распознавать и устранять заторы и дробить негабарит без участия человека. Двухуровневая система безопасности защищает от появления людей и механизмов в зоне риска.
Хотя подземный метод довольно затратный, но он позволяет разработать глубокие богатые месторождения. Он постоянно совершенствуется, поэтому применение современных технологий повышает безопасность и эффективность подземных работ.
Способы добычи жидкого сырья
Жидкие ископаемые (нефть, подземные воды) добывают путем бурения скважин. Нефть поднимается на поверхность под действием пластового давления либо ее извлекают насосами. Метод фонтанной добычи применяют, если пластовое давление высокое. Тогда нефть вытекает из скважины без дополнительной техники и оборудования. Минеральные воды могут добываться как естественными источниками, так и через пробуренные скважины.
- Газлифтный метод предполагает закачку газа в скважину для снижения плотности жидкости и облегчения подъема нефти.
- Гидроразрыв пласта применяют для увеличения притока нефти или газа, создавая в породе трещины водой под высоким давлением.
- Подземное выщелачивание применяют для добычи растворенных полезных ископаемых, например, солей или урана, путем закачки воды и последующего извлечения обогащенного раствора.
Технологии извлечения газообразных ресурсов
Газообразные ископаемые (природный газ, гелий) также добывают бурением. Газ выходит на поверхность под собственным давлением, а после этого его транспортируют по трубопроводам. На поздних стадиях разработки месторождения применяют компрессоры для откачки газа.
В случае попутного нефтяного газа его отделяют от нефти в специальных установках, чтобы избежать потерь и снизить экологический вред.
Для извлечения метана угольных пластов используют дегазационные скважины, которые снижают давление в угольных слоях и собирают выделяющийся газ.
Сланцевый газ добывают с помощью гидроразрыва пласта, который позволяет высвобождать газ из плотных горных пород.
После извлечения газ очищают от примесей, транспортируют по трубопроводам или в сжиженном виде для дальнейшего использования. Для транспортировки газа в жидком состоянии используются как трубопроводы, так и морские, речные танкеры, автомобильные или железнодорожные цистерны.
Заключение
Современные технологии разработки полезных ископаемых постоянно развиваются, повышая эффективность, снижая экологический ущерб. Выбор метода зависит от типа ресурсов, глубины залегания, экономической целесообразности.
Рациональное использование ресурсов — ключ к устойчивому развитию промышленности.
Статья была полезной?
Если после данного обзора у вас все же остались вопросы, недостающую информацию вы всегда можете получить у менеджеров Группы компаний «Традиция».
Задать вопрос специалисту
Если у вас все же остались вопросы, недостающую информацию вы всегда можете получить у менеджеров Группы компаний «Традиция»
