Способы добычи полезных ископаемых в окружающей нас природной среде. Когда люди начали добывать полезные ископаемые? Классификация полезных ископаемых

Добывающая промышленность России – это добыча полезных ископаемых

Несмотря на то, что Российская Федерация очень богата полезными ископаемыми, еще сто лет назад о них мало что знали. Активные поиски месторождений были начаты в 30-х годах в СССР.

Обнаруженные большие объёмы залежей в недрах земли на территории Союза вывели страну в бесспорные лидеры. Основную часть выявленных месторождений унаследовала Россия, благодаря чему получила статус самой обеспеченной минеральными ресурсами страны в мире.

По самым скромным оценкам зарубежных и отечественных специалистов стоимость полезных ископаемых составляет 27 триллионов долларов. С ростом темпов технического прогресса совершенствуются технологии, увеличиваются объёмы добычи, снижается трудоемкость, увеличиваются прибыли горнодобывающих компаний.

Несмотря на такие внушительные данные и перспективы развития, добывающая отрасль нуждается в значительных капитальных вложениях, которые, прежде всего, должны направляться на обеспечение инфраструктуры месторождений, налаживание транспортировки, модернизацию обогатительных комбинатов. Большие проблемы в России с перерабатывающей сырье отраслью.

Получается парадоксальная ситуация, когда на экспорт за небольшую стоимость идут огромные объемы добываемых ресурсов, а импортирует страна продукты переработки за цену, превышающую несколько раз стоимость сырья. Когда гораздо рентабельнее и экономически выгоднее основывать заводы по переработке внутри страны, а на экспорт давать излишки добычи.

Основные сведения

В России добыча полезных ископаемых идет практически во всех направлениях, в значительной мере страна богата:

Карта полезных ископаемых России

• природным газом;
• нефтепродуктами;
• рудами черных и цветных металлов;
• рудами драгоценных металлов;
• алмазным сырьем;
• торфяными сланцами;
• месторождениями природной соли;
• рудами, содержащими драгоценные и полудрагоценные камни;
• рудами, содержащими радиоактивные металлы;
• минеральными водами.

Федеральное законодательство, предотвращая образование добывающих монополий, способствует развитию бизнеса, предоставляя лицензии на добычу полезных ископаемых, налоговыми льготами и вычетами. Основными требованиями, выдвигаемыми к предприятиям отрасли, является обеспечение экологической и трудовой безопасности, а также своевременное пополнение казны сборами и налогами.

Крупнейшими предприятиями добывающей отрасли в России являются следующие:

Прогноз спроса и предложения алмазов на мировом рынке до 2020 года

• Роснефть;
• Лукойл;
• Татнефть;
• Газпром;
• Кузбассразрезуголь;
• Евраз;
• Атомредметзолото;
• Далур;
• Алроса;
• Севералмаз.

Получить лицензию на индивидуальный промысел физическому лицу также возможно, однако, этот процесс достаточно затруднительный, частные предприниматели выходят из положения, заключая трудовые договоры с крупными предприятиями. Такое положение характерно для добычи золота и драгоценных камней, алмазов.

Месторождения полезных ископаемых в России

Добыча полезных ископаемых географически распределена практически по всей территории России. Однако выявлены некоторые закономерности и места наибольшей концентрации отдельных видов.

Угольные бассейны России

Каменным углем богаты бассейны Печеры, Урал, Башкирия.

Рудные полезные ископаемые сосредоточены в Сибирской платформе, здесь активно добывают медно-никелевые руды, платину, кобальт.

Калийная соль сосредоточена на Прикаспийской низменности, на территории озер Баскунчак и Эльтон. Предуралье также богато месторождениями поваренной соли.

Строительные материалы, такие как стекольные пески, гипс, песок, известняк добывают на территории Восточно-Европейской равнины.

Балтийский щит богат разнообразными рудами черных и цветных металлов.

Добыча полезных ископаемых, таких как нефть и газ осуществляется в низовье рек Волги и Урал, на территории северо-западной Сибирской плиты. Самое крупное месторождение газа расположено в Ямало-Ненецком автономном округе, а также на острове Сахалин.

Самый большой карьер по добыче алмазов в Якутии

Якутия богата алмазными рудами, золотыми приисками и каменным углем.

Полиметаллические руды залегают в недрах земли Алтайского края.

Золото, олово, полиметаллическое сырье добывают на Колыме, в горах Сихотэ-Алиня и отрогах Черского хребта.

В Читинской области сосредоточена основная добыча урана.

Медь и никель залегают в пластах, расположенных на Урале, Кольском полуострове. Эти руды богаты еще и сопутствующими ископаемыми – кобальтом, платиной и другими цветными металлами. Вблизи активных месторождений Восточной Сибири вырос крупнейший город – центр Заполярья – Норильск.

Породы горючих сланцев расположены в Европейской части Российской Федерации, самое крупное месторождение – Санкт-Петербургское, которое является частью прибалтийского сланцевого бассейна.

Торф добывают в 46 тысячах месторождений, основная масса которых сосредоточена на Северном Урале и в Западной Сибири. Общие запасы оцениваются в 160 миллиардов тонн. Некоторые месторождения имеют площадь около 100 км 2 .

Марганец в РФ добывается в 14 месторождениях, они небольшие по объемам залежей, а руда низкого качества, в ней большое содержание карбонатов, обогащение такой руды затруднительное. Крупнейшие залежи зафиксированы на Урале – Екатерининское, Юркинское, Березовское.

Добыча полезных ископаемых, таких как алюминиевые руды – бокситы, осуществляется на Северном Урале – Тихвинское и Онежское месторождения. В республике Коми зафиксирована группа бокситных залежей Среднетиманская. Руда здесь имеет высокое качество, а объем подтвержденных запасов оценивается в 200 миллион тонн.

Лекция “Месторождение полезных ископаемых”

По запасам серебра РФ занимает первое место в мире, основные месторождения наблюдаются в комплексных рудах, которые содержат цветные металлы и золото – 73%. Медно-колчеданные руды на Урале содержат до 30 грамм серебра на одну тонну. Свинцово-цинковые месторождения Восточной Сибири содержат 43 грамма серебра на тонну. Собственно серебряные руды добывают в Охотско-Чукотском вулканическом поясе.

Драгоценные и полудрагоценные камни, такие как:

• изумруд;
• берилл;
• яшма;
• нефрит;
• сердолик;
• малахит;
• горный хрусталь

добывают на Урале и на Алтае.

Лазурит в Забайкалье, сердолик и халцедон в Бурятии и в Приамурье, аметист в районе Белого моря.

Основные способы добычи

Способы добычи полезных ископаемых в России

В зависимости от вида ископаемого сырья, форм, в которых содержится, глубины его залегания, используются различные способы добычи.

В России в основном используют два способа – открытый и подземный. Открытый или карьерный метод добычи предусматривает разработку месторождений путем выемки полезной руды с помощью экскаваторов, тракторов и прочей техники.

Перед началом разработки проводятся взрывные работы, порода дробится, в таком виде ее легче добывать и транспортировать. Добыча открытым способом подходит для полезных ископаемых, которые залегают неглубоко под землей.

Карьеры, глубина которых достигает 600 м нельзя более разрабатывать. Таким способом добывается 90% бурого угля, 20% каменного угля, около 70% руд цветных и черных металлов. Многие строительные материалы и торф находятся на поверхности земли, добыча их происходит карьерным способом при полной механизации производственных процессов.

Добыча полезных ископаемых, таких как газ и нефть извлекаются из земных недр с помощью скважин, глубина которых порой достигает нескольких километров. Газ по скважине поднимается на поверхность под собственной энергией, в глубинах земли он скапливается и удерживается большим давлением, а на поверхность стремится, поскольку там оно в несколько раз ниже.

Нефть при первоначальной разработке скважины может некоторое время фонтанировать и таким способом подниматься на поверхность. Когда фонтан прекращается дальнейшая добыча осуществляется газлифтным или механическим способом. Газлифтный метод предусматривает скачивание сжатого газа, таким образом, создавая условия для поднятия нефти. Механизированный способ наиболее часто применяется, он предусматривает использование насосов:

Полезные ископаемые добываются из подземных и поверхностных вод, например, газ и нефть

• электроцентробежных;
• электровинтовых;
• электродиафрагменных;
• гидропоршневых.

Добыча полезных ископаемых шахтным или подземным способом применяется в случае глубокого залегания полезной породы. Шахта представляет собой тоннель, глубина которого иногда достигает нескольких километров. Этот способ трудоемкий, и довольно затратный.

Для обеспечения безопасных условий работы необходима развернутая инфраструктура и дорогостоящее оборудование. Эксплуатация шахт связана с большими рисками, обвалы породы встречаются в России довольно часто. Однако подземные способы добычи полезных ископаемых оказывают менее губительное воздействие на окружающую среду, по сравнению с карьерными.

Некоторые полезные ископаемые добываются из подземных и поверхностных вод, например, золото, литий, медь. Золотоносные пески можно найти на берегах горных рек, болотах, литий находят в составе подземных водах в виде несложных соединений. Медь также могут осаждать из некоторых подземных вод, растворяя серосодержащие соединения.

Объемы добычи

Несмотря на общий спад экономики в 2015 году в добывающей отрасли зафиксированы показатели роста. Общий объем добычи полезных ископаемых в России увеличился на 1,3% по сравнению с 2014 годом. На это в значительной мере повлияло открытие и разработка новых месторождений, за период с 2011 года их было освоено более пятидесяти.

По объемам добычи нефти Россия занимает второе место в мире, уступая лишь Саудовской Аравии. За год добывается порядка 530 миллион тонн. По этой отрасли неуклонно наблюдается прирост объемов добычи.

Новые месторождения увеличивают ресурсный потенциал, так за 2015 год прирост нефтяных запасов составил 600 миллионов тонн, это на 20% больше добычи. Всего же на территории Российской Федерации в уже открытых месторождениях нефти залегает более 80 000 миллион тонн, по этому показателю Россия находится на 8 месте в мировом рейтинге.

Добыча газа в 2015 году выросла на 6,2% в сравнении с предыдущим годом и составила 642 миллиардов кубометров. По оценкам специалистов доказанных объемов газа в стране 43,30 триллион тонн, этот показатель говорит о безусловном лидерстве России, на втором месте Иран, его запасы оцениваются в 29,61 триллион тонн.

Объемы добычи золота в первом полугодии 2015 года составили 183,4 тонны, и по этому полезному ископаемому Россия также среди мировых лидеров.

Видео: Добыча алмазов

Добыча полезных ископаемых - процесс извлечения из недр Земли твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых с помощью технических средств.

Процесс добычи полезных ископаемых

Добыча полезных ископаемых ведется двумя основными разновидностями горнодобычных работ - открытыми и закрытыми.

Открытыми горными работами извлекают твёрдые полезные ископаемые.

При подземной разработке месторождений добычные работы либо ведутся из подземных горных выработок , либо извлечение полезных ископаемых осуществляется через скважины. Последний способ применяется для добычи всех жидких и газообразных полезных ископаемых, а также твёрдых полезных ископаемых при воздействии на залежь одним из физико-химических методов (например, подземное растворение, подземное выщелачивание, скважинная гидродобыча, подземная газификация углей).

Развивается направление, связанное с использованием микроорганизмов для добычи полезных ископаемых (бактериальное выщелачивание.

Особое место занимает разработка месторождений полезных ископаемых, расположенных на дне Мирового океана и извлечение полезных ископаемых из морской воды.

Процесс добычи полезных ископаемых состоит в извлечении ценных компонентов в относительно чистом виде (природные горючие газы, нефти, угли, каменная соль, драгоценные камни, строительные пески и камни, глины и прочие) или в виде горной массы (частным случаем которой являются руды металлов), которая подвергается дальнейшей переработке. Добыча полезных ископаемых сопровождается вскрытием геологического тела, вмещающее его. При этом происходит изъятие из недр безрудной горной массы - вскрышной породы.

Способы добычи полезных ископаемых

Добыча полезных ископаемых осуществляется пятью основными способами : открытым (карьерным), подземным (шахтным), комбинированным, гидротехнологическим (скважинным) и дражным.

Подавляющее количество твердых полезных ископаемых добывается из недр открытым (карьерным) способом, который более производителен и дешев относительно шахтного. Преимущества карьерного способа заканчиваются, когда глубина залегания запасов превышает 300 м, а коэффициент вскрыши (отношение массы добываемых руд к массе пустых пород) более 8. Другой недостаток карьерного способа добычи - повышенные значения разубоживания руды (количество пустых пород, попадающих в руду при добыче) и ее потерь в недрах.

Средние значения потерь полезных компонентов в недрах при добыче карьерным способом в России составляет для угля - 11 %, хромита - 25 %, свинцово-цинковых и железных руд - по 10 %, вольфрамовых и молибденовых - по 14 %, оловянных - 7 %.

Разубоживание руд при добыче карьерным способом, как правило достаточно высокое - от 5-8 до 20 % и может достигать 60 % (т.е. содержание полезных компонентов в товарной руде снижается более чем в полтора раза). Повышенное разубоживание руд снижает качество руд оказывает вредное воздействие на процесс дальнейшего обогащения руд.

Карьерный способ применяется для добычи углей (95 % энергетических и 35 % коксующихся), нерудного (индустриального) сырья, молибденовых, медно-цинковых, медно-никелевых, железных и других типов руд (доля около 70 %).

Подземный, или шахтный способ добычи применяется для добычи руд золота, меди, полиметаллов, железа, вольфрама, каменных углей, т.е. для достаточно дорогих видов минерального сырья, залегающих в виде маломощных жил, пластов, минерализованных зон.

Комбинированный способ добычи применяется при добыче запасов минерального сырья с большим гипсометрическим размахом рудных тел. При этом способе сначала открытыми горными работами из недр изымаются запасы верхних горизонтов, после отработки которых, шахтным способом дорабатываются глубоко залегающие запасы руд. Характерным примером применения такого способа добычи являются алмазоносные кимберлитовые трубки.

Геотехнологический, или скважинный способ добычи применяется для добычи специфических видов полезных ископаемых, обладающих жидким и газообразным состоянием (нефть , газы, минеральные и пресные водорассолы) или те, которые могут переходить в это состояние с помощью простейших манипуляций. Например, выщелачивание урановых и фосфорных руд серной кислотой под землей; доработка потерь полезных ископаемых и бедных руд в контурах отработанных карьеров (медь, уран и др.). Иногда применяется подземное плавление серы и тугоплавких парафинов паром.

Дражный способ добычи выделен в отдельный вид, поскольку в нем сочетаются процессы добычи и обогащения одновременно. Применяется дражный способ при разработке россыпных месторождений золота, платиноидов, алмазов, касситерита и пр.

Экономика многих стран зависит от добычи полезных ископаемых. Это один из главных ресурсов для развития промышленности, строительства и экономики. Есть два основных варианта добычи: использование подземных рудников и разработка открытым способом. Выбор метода зависит от глубины залежей ценной породы, особенности местности и других факторов.

Работы по извлечению полезных ресурсов из недр Земли имеют тысячелетнюю историю. Оборудование и методы добычи прошли серьезный эволюционный путь. Тем не менее базовые принципы сохранились.

Практически в каждом уголке планеты ведется разработка карьеров. Добывается , металлы, минералы, строительное сырье. Такой вид добычи негативно влияет на окружающую среду и экологическую обстановку. Однако есть целый ряд преимуществ, которые предопределяют популярность открытого способа добычи:

• упрощенный вариант подготовительных и строительных работ;
• высокая степень безопасности участников процесса;
• относительно низкие затраты на организацию и проведение разработки;
• комфортные условия для рабочих;
• возможность более эффективного извлечения породы.

Положительные стороны разработки карьеров определены по отношению к другим вариантам добычи (подземный, комбинированный). Трудозатраты для открытого способа добычи довольно высоки. Экономическая выгода падает с углублением котлована. Доставка породы в пункт приема постоянно усложняется, увеличивая затратную часть процедуры.

Технология открытой разработки

Добыча природных ресурсов - процесс, который состоит из множества этапов. Подготовительные работы начинаются с геологоразведки. Специалисты осуществляют поиск залежей ископаемых и оценивают вероятные объемы разрабатываемой породы.

Подготовительные работы

После положительных результатов геологической разведки начинается этап первичной подготовки. Горнодобывающие предприятия проводят такие работы:

• выкорчевывание леса;
• осушение или обводнение местности;
• строительство необходимых коммуникаций (канализация, связь, подъездные дороги);
• воздвижение административных зданий и других помещений.

Продолжительность подготовительного этапа зависит от денежных вложений, масштаба работы, погодных условий, особенностей местности.

Полезные ископаемые (каменный уголь, металл и т. д.) скрываются под пустой породой. Этот слой грунта необходимо удалить. Для этого проводятся вскрышные работы. Слой за слоем убирается верхний грунт. Идет планомерное продвижение к ценным залежам. В результате образуется каскад уступов, а разработка карьера приближается к фазе непосредственной добычи.

Для вскрышных работ используется такая техника:

• бульдозер;
• экскаватор;
• драглайн (экскаватор с канатной связью);
• буровзрывная техника.

Эффективность разработки открытым способом определяется соотношением перемещенной пустой породы к результату добычи. Количество кубических метров снятого грунта делится на тоннаж изъятого ископаемого.

Процесс добычи полезных ископаемых

После вскрышных работ проводится непосредственная добыча разрабатываемой породы. Ее изымают из недр и транспортируют на склады или обогатительные комбинаты. Для удешевления этого этапа разработки применяют технику с большой тоннажностью, стараются автоматизировать некоторые процессы.

Транспортировку сырья зачастую возлагают на карьерные самосвалы завода БелАЗ. В 2013 году была выпущена модель, которая способна перевозить грузы весом до 450 тонн. На испытаниях самосвал осилил рекордные 503,5 тонны.

Регулярно разрабатываются новые технологии и оборудование, которое используется для разработки и добычи ценных пород. Уровень безопасности повышается, а некоторые процессы стараются полностью автоматизировать. Но работа в карьерах и рудниках остается сложной и опасной. Условия труда часто экстремальные и предполагают высокую физическую и психологическую устойчивость.

Устройство карьера

Открытый способ добычи подходит для многих ценных пород. Есть меловые карьеры, угольные, янтарные, мраморные, медные. Одна из самых больших открытых площадок для добычи полезных ископаемых находится в штате Юта, США. Разработка карьера Бингем-Каньон началась в 1863 году. Глубина котлована около 1 200 метров. В карьере продолжаются активные работы по добыче руды.

Особенности разработки карьеров зависит от многих факторов. Можно выделить основные элементы, которые характерны для всех таких сооружений:

• рабочий и нерабочий борт;
• нижний и верхний контуры;
• вскрышные и очистные уступы;
• площадки (ниже откоса, выше откоса);
• пункт приема породы;
• транспортные коммуникации.

Дно карьера также часто называют подошвой – это нижняя площадка уступа. Ее размеры учитывают необходимые условия безопасности изымания породы и осуществления погрузки на последнем уровне.

Влияние карьеров на экологическую обстановку

Каждая разработка карьера - это существенный удар по окружающей среде и экологическому фону местности. Уже на подготовительном этапе добычи породы осуществляются действия, которые разрушают ландшафт. Предприятия вырубают целые леса, осушают водоемы, проводят подрывные работы.

Разработка открытым способом пагубно влияет на почву. Кубометры грунта снимаются ради залежей ископаемых. Нередко это земли, которые могли бы эффективно использоваться в сельскохозяйственных целях. Разработка ценных пород влечет за собой снижение уровня грунтовых вод. Водообеспечение региона и продуктивность почвы падает.

Особую опасность представляют отвалы от вскрышных пород. Масштабы негативного воздействия зависят от глубины карьера и химического состава грунта. Отвалы загрязняют воду, воздух, почву. Различные соли могут проникать в растительность и приводить к повышению риска определенных заболеваний у местного населения.

Добыча в карьерах всегда сопровождается:

• загрязнением сточных вод;
• выбросами угарного газа;
• сильным шумом.

Все это также негативно влияет на окружающую среду.

Мероприятия по восстановлению экологии

Открытый способ добычи полезных ископаемых не отличается щадящим подходом к разрабатываемой местности, но негативные последствия можно несколько нивелировать. Во многих странах компании, которые занимаются разработкой карьеров, обязаны после окончания добычи провести рекультивацию и засадить площадку растительностью. Это позволяет запустить процесс регенерации почвы и экологического фона.

Работу с производственными отходами также можно оптимизировать. Из отвальных пород добывают:

• минеральные удобрения;
• глинозем;
• строительные материалы.

Это позволяет расширить спектр экономической выгоды для добывающей промышленности и снизить масштабы негативного воздействия отвалов на окружающую среду.

Заключение

Добыча полезных ископаемых открытым способом распространена во всем мире. Этот метод позволяет изымать самые разнообразные породы: , мел, уголь и т. д. Приходится мириться с тем, что разработка карьеров негативно влияет на окружающую среду.

Однако сознательные государства стараются контролировать этот процесс, выставляя определенные требования горнодобывающим предприятиям. Добыча и разработка ценных пород - подспорье для стабильной экономики. Управляющим органам сложно отказаться от внушительного финансового потока, который заложен в недрах страны.

Все обо всем. Том 5 Ликум Аркадий

Когда люди начали добывать полезные ископаемые?

Полезные ископаемые - это химические вещества или соединения, которые залегают в недрах земли в естественном виде. Руда - это залежи, богатые каким-нибудь минералом, ради которого ее добывают. Никто точно не знает, когда началась горнодобыча. Одним из первых горнодобывающих предприятий, отмеченных в истории, была египетская экспедиция на Синайский полуостров примерно в 2600 году до н. э. Они отправились для добычи слюды, а открыли и добыли более полезный минерал - медь.

Древние греки добывали серебро в шахтах к югу от Афин в 1400 году до н. э. Греки строили шахты примерно в 600–350 годах до н. э. Некоторые из скважин достигали 120 м глубины. Позже из этих же самых копий добывались и другие металлы, такие как свинец, цинк и железо. Чтобы снабжать огромную империю, римляне производили добычу полезных ископаемых в больших размерах. Их шахты были повсюду - от Африки до Британии.

Среди наиболее ценных римских шахт была шахта Рио Тинто в Испании, где добывалось большое количество золота, серебра, меди, олова, свинца и железа. Горнодобыча достигла большого размаха в XVIII веке, когда началась промышленная революция. Требовалось большое количество угля для металлургии и фабричных печей.

Поэтому добыча угля развивалась быстрыми темпами. Современная горнодобывающая технология зародилась именно в те времена. В XIX веке в Соединенных Штатах вспыхнула так называемая «золотая лихорадка». Она началась в Калифорнии в 1848 году. В течении лет там было добыто золота на сумму более чем 500 миллионов долларов.

В 1896 году «золотая лихорадка» охватила Аляску. В Южной Африке в 1870 году были открыты самые крупные залежи алмазов, а в 1886 году - богатые золотоносные месторождения.

автора Ликум Аркадий

Где впервые начали добывать золото? Золото - такой редкий и драгоценный металл, что вы можете подумать, что добывать его начали лишь недавно. Ничего подобного! Золото - один из древнейших металлов, известных человеку.Мы никогда не узнаем, когда человек впервые нашел его и

Из книги Все обо всем. Том 1 автора Ликум Аркадий

Когда люди начали стричь волосы? Волосы появились в результате развития рогового слоя кожи. Нам не больно, когда мы стрижем волосы, так как они не содержат нервных окончаний. Поскольку волосы - важная часть нашей внешности и их очень просто стричь и укладывать люди стали

Из книги Все обо всем. Том 1 автора Ликум Аркадий

Когда люди начали носить парики? Знаете ли вы, что некоторые обнаруженные египетские мумии более чем 4000-летней давности были украшены париками? Очевидно, для египтян парики были привычны. В Древней Греции их носили и мужчины, и женщины. Считается, что парики вошли в

автора Ситников Виталий Павлович

Где впервые начали добывать золото? Следы первых выработок золота обнаружены в Египте. Египтяне начали добывать золото более 5000 лет назад. У нас также есть сведения, что около 4500 лет назад ассирийцы воевали с соседями, чтобы заполучить золото.Правители Греции и Рима тоже

Из книги Кто есть кто в мире открытий и изобретений автора Ситников Виталий Павлович

Когда люди начали строить дома? Дом – это прежде всего то место, где человек живет, и поначалу, как и другие живые существа, он искал себе укрытие где придется. Люди находили хорошее защищенное место и считали его «домом».Затем они стали улучшать свои жилища разнообразными

Из книги Новейшая книга фактов. Том 1 [Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина] автора

Из книги Странности нашего тела – 2 автора Джуан Стивен

Как эволюционировали первые люди, чем они начали заниматься раньше – собирательством или охотой? (Спрашивает Т. Джордан, Гейнсвилл, Флорида, США)Вероятно, охотой и собирательством они начали заниматься одновременно. Но до этого, возможно, первые люди питались падалью.

Из книги Новейшая книга фактов. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина автора Кондрашов Анатолий Павлович

автора Ликум Аркадий

Когда люди начали пользоваться банями? Сегодня мы гордимся достигнутым уровнем чистоты. Почти в каждом доме есть ванна или душ. Но было время, когда в США в домах можно было встретить больше радиоприемников, чем ванн. И хотя мы гордимся своей чистотой, мы никогда не

Из книги Все обо всем. Том 2 автора Ликум Аркадий

Когда люди начали есть яйца? Когда люди на длительный срок случайно попадают в джунгли или на необитаемый остров, они вынуждены есть что попадется, когда голод становится нестерпимым. Примерно так же в поисках пищи древний человек, вероятно, попробовал птичьи яйца. Точно

Из книги Все обо всем. Том 3 автора Ликум Аркадий

Когда люди начали строить дома? Дом - это просто то место, где человек живет, и поначалу, как и другие живые существа, он искал себе укрытие где придется. Люди находили хорошее защищенное место и считали его «домом». Затем он стали улучшать свое жилище разнообразными

Из книги Все обо всем. Том 4 автора Ликум Аркадий

Когда люди начали исследовать подводное пространство? Первым подводным исследователем был, наверное, человек, который искал под водой что-нибудь съестное. Сотни тысяч лет назад люди умели ловить рыбу. Эти древние рыбаки жили на берегах озер в Африке. Они набрасывались на

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ПО) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (НЕ) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ЛИ) автора БСЭ

Из книги 3333 каверзных вопроса и ответа автора Кондрашов Анатолий Павлович

Зачем люди начали выращивать тыкву? Тыкву разводили и в Старом, и в Новом Свете еще за тысячи лет до нашей эры, причем делали это исключительно ради ее твердой корки, которую использовали для изготовления сосудов. Первые образцы керамической посуды в некоторых районах

составляет важную часть экономики многих государств, включая Россию. Кроме подземной добычи ее важную часть составляет разработка открытым способом - в том случае, если залежи располагаются сравнительно неглубоко. Для этого используются современные технологии, применяется множество видов карьерной спецтехники.

Трудно сказать, когда человечество начало разработку первого в своей истории карьера. Но наверняка это произошло раньше, чем был вырыт первый рудник: добывать ископаемые, находящиеся непосредственно под поверхностью, а то и на ней, - много проще. Так или иначе, будет верным сказать, что человечество эволюционировало вместе с технологией добычи полезных минералов и строительных материалов. В ходе разработки карьера вынимаются и подвергаются сортировке миллионы тонн породы, что не может не влиять на состояние окружающей среды, как минимум - в местном масштабе. Тем не менее потребность цивилизации в полезных ископаемых, начиная с угля и заканчивая драгоценными металлами, век от века растет - а соответственно, растут и масштабы добычи.

К положительным сторонам добычи полезных ископаемых открытым способом нужно отнести такие факторы, как простота подготовительных (вскрышных и других) работ, относительная безопасность участников производственного процесса, сравнительно невысокие затраты на изыскательские работы и собственно добычу, большая производительность при извлечении породы.

Однако, помимо достоинств, у открытой разработки есть и свои недостатки. К ним относятся большое число работающей в карьере техники и оборудования, а значит, и немалые затраты на его приобретение и обслуживание. С углублением котлована растут и расходы на разработку залежей: доставка породы на обогатительный комбинат или пункт предварительной сортировки требует все больших усилий и все более длинных маршрутов для техники, следовательно, растут и затраты компании-разработчика.

Технологический цикл добычи полезных ископаемых открытым способом начинается с геологоразведки.

Необходимо не только найти залежи, но и оценить их объем, состав породы и глубину залегания на предмет целесообразности добычи. Далее проводятся предварительные работы на месте будущих разработок, которые включают в себя осушение (иногда обводнение) территории, прокладку коммуникаций (подъездные пути, электричество, связь, Интернет), выкорчевывание леса и возведение административных и вспомогательных построек. Сколько времени проходит с момента завершения геологоразведки до окончания предварительных работ, однозначно сказать нельзя: это зависит от инвестиций в будущий карьер, характера местности, климатических и погодных факторов.

При добыче полезных ископаемых открытым способом - будь то залежи угля, марганца, руд, содержащих металлы, - широко используют карьерные экскаваторы - машины циклического действия, малосвязные или черпающие разрушенные породы и перемещающие их последовательно, прерывая копание на время перемещения породы. Вскрытие месторождений, выемка минералов и их последующая погрузка в транспортные средства - основные функции этих машин. Наряду с гигантскими многоковшовыми шагающими экскаваторами, роторными и канатными электрическими машинами наибольшее распространение при разработках открытым способом получили гидравлические карьерные экскаваторы на гусеничном ходу.

Характерный образец машин этого типа - R9250. Оснащенный ковшом объемом 15 кубометров, он отлично подходит для работы с самосвалами 100-тонного класса. В зависимости от условий работы модель оснащается дизельной либо электрической силовой установкой мощностью 287 л.с.. Скорость вращения поворотного мотора - 8 оборотов в минуту. Машина может оснащаться как прямой, так и обратной лопатой и способна работать даже при экстремально низких температурах: до минус 40-50 градусов Цельсия. У модели R9250, как и у других машин семейства экскаваторов Liebherr, низкий центр тяжести и большая глубина копания: 8,7 метра. Полная масса машины - 253,5 тонны.

Собственно разработка карьера начинается со вскрышных работ.

Необходимо удалить поверхностный, пустой слой породы, под которой находятся залежи полезных ископаемых. Для этого слоями удаляется грунт, в результате чего по периметру будущего карьера образуется каскад уступов. Если раньше для этих целей широко применялись буровзрывные работы, то сегодня для вскрышных работ чаще используется специальная техника, прежде всего - экскаваторы и погрузчики, а для вывоза пустой породы - карьерные самосвалы. Чем тоньше поверхностный слой - тем более эффективны горные работы: эффективность разработки открытым способом определяется соотношением перемещенной пустой породы к результату добычи. Количество кубических метров снятого грунта делится на тоннаж изъятого ископаемого.

Карьерный погрузчик

Обладающие куда более внушительными размерами, чем их строительные собратья, эти землеройно-транспортные машины на колесном или гусеничном ходу имеют в качестве главного рабочего органа ковш вместимостью до 10 кубометров и более, шарнирно закрепленный на конце стрелы и разгружающийся вперед. К функциям карьерных погрузчиков относятся рыхлительные и бульдозерные работы, резка и транспортировка породы, а также ее загрузка в кузов самосвала.

Современные машины этого типа имеют эксплуатационную массу до 62 тонн. Кроме фронтального ковша в качестве сменного оборудования для карьерных погрузчиков используются бульдозерный нож, рыхлитель, грузоподъемная платформа и другие агрегаты.

Яркий представитель семейства карьерных погрузчиков - модель именитого японского производителя спецтехники . Этот карьерный погрузчик имеет эксплуатационную массу 55 тонн и оснащен ковшом объема 7,03 кубометра. Оригинальный силовой агрегат погрузчика SAS6D170E-7 мощностью 529 лошадиных сил соответствует стандартам экологичности Tier 4 Final. По словам компании-разработчика, модель имеет целый ряд улучшений сравнительно с техникой Komatsu предыдущих поколений - в частности, у WA600-8 существенно улучшена обзорность кабины, а кресло оператора снабжено функцией подогрева.

Та же самая техника используется для непосредственной добычи полезных ископаемых.

В настоящее время из соображений экономической целесообразности многие процессы автоматизируются - например, все более широкое распространение получают беспилотные самосвалы, не требующие наличия водителя и часто вообще не имеющие кабины; встречаются и объекты, где управление процессом добычи осуществляется полностью дистанционно («умный карьер»). При более высоких первоначальных затратах такой подход гарантирует значительную экономию на оплате труда персонала, а кроме того, обеспечивает безопасность жизни и здоровья сотрудников добывающего предприятия. Тем не менее даже работа в технически оснащенном карьере по-прежнему считается довольно тяжелой, а порой и экстремальной для человеческого организма и поэтому требует высокой физической и психологической стабильности. В то же время вред от работы в карьере для человеческого организма намного меньше, чем в шахте, а уровень травматизма - существенно ниже.

Полезные ископаемые, добываемые в карьере, подвергаются дроблению и сортировке на месте либо транспортируются самосвалами в перевалочные пункты и далее - на обогатительные комбинаты. Вывоз породы из карьера осуществляется карьерными самосвалами; наиболее вместительные образцы этой техники способны транспортировать около пятисот тонн груза - однако по дорогам общего пользования эта техника в силу своих габаритов передвигаться не может, поэтому к месту работ ее обычно доставляют в разобранном виде, по железной дороге, автотрассе или морским транспортом.

На смену буро-взрывным методам при разработке полезных ископаемых открытым способом все чаще приходят карьерные комбайны, позволяющие не только добывать материал, но и погружать его напрямую в грузовики либо укладывать в отвалы. Если самосвал занят другой работой, срезанная комбайном порода подается по конвейеру и отсыпается в отвал. Именно так работают комбайны компании . В зависимости от угла поворота их конвейера материал может складироваться в один отвал с 3-5 заходов срезания породы. В дальнейшем материал загружается в кузов самосвала с помощью карьерного погрузчика. В зависимости от высоты полученного отвала при помощи фронтального погрузчика возможно выполнять погрузку материала.

Наиболее производительные карьерные комбайны Wirtgen для разработки мягких и крепких горных пород 4200SM рассчитаны на глубину фрезерования до 830 и 650 миллиметров при ширине фрезерования 4,2 метра. Кроме своей основной задачи - добычи угля, известняка, боксита, железной руды, фосфатов, горючего сланца, кимберлита, соли - эти карьерные комбайны способны эффективно работать в строительстве, включая дорожное. В частности, этим машинам по силам выполнение таких функций, как прокладка трассы для строительства дорог и сооружения рельсового пути, точное фрезерование траншей, плоскостей и откосов, фрезерование каналов, формирование подошвы тоннеля и восстановление дорог.

Открытым способом добывают множество ценных ископаемых: уголь, янтарь, мрамор, алмазы - список можно продолжать очень долго. А разработка карьера может продолжаться от нескольких лет до многих десятилетий. Например, разработка карьера Бингем-Каньон в США, штат Юта, глубина котлована которого в настоящее время составляет 1200 метров, продолжается с 1863 года.

На особенности добычи влияет множество факторов; горняки говорят, что двух идентичных карьеров в принципе не существует. Тем не менее большинство этих сооружений имеет ряд общих элементов; среди них - рабочий и нерабочий борт; дно или подошва - нижняя площадка уступа; нижний и верхний контуры; вскрышные и очистные уступы; площадки (ниже откоса, выше откоса); пункт приема породы; транспортные коммуникации. Периметр подошвы карьера определяется удобством добычи породы и ее погрузки в карьерные самосвалы.

Карьерные самосвалы - разновидность внедорожных машин этого типа, используемых при разработке месторождений открытым способом. Из-за внушительных размеров их эксплуатация на дорогах общего пользования невозможна - и к месту работ их доставляют в разобранном виде. Наиболее целесообразной для тяжелых самосвалов признана схема с двумя осями, с разгрузкой назад, с задним или полным приводом Отдельный подкласс карьерных самосвалов составляют машины шарнирно-сочлененной конструкции, для которых используется трехосная схема. Например, такие, как выпускает южноафриканская компания Bell - каждый пятый шарнирно-сочлененный самосвал в мире сходит с ее конвейера. Главная особенность этой техники - наименьшая масса во всех классах грузоподъемности, что достигается благодаря применению высокопрочного сварного шасси из легированной стали и долговечных, оптимизированных для уменьшения веса, компонентов. Среди других особенностей - мощные двигатели Mercedes Benz и трансмиссии со встроенным замедлителем ZF и Allison. Одна из популярных моделей - B50D с колесной формулой 6×6 при собственной массе 34,5 тонны способна перевозить 45,4 тонны груза. Она оснащена дизельным двигателем мощностью 523 л.с. и 640-литровым топливным баком. Из систем безопасности самосвала нужно отметить автоматический горный тормоз, функцию быстрой заливки топлива с сухим затвором и мониторинг давления в шинах и защиту кабины от опрокидывания и падающих предметов.

Как уже было сказано выше, добыча полезных ископаемых не проходит даром для экологии.

Устройство карьера разрушает ландшафт, складывавшийся веками, а порой и тысячелетиями. Выкорчевываются многие гектары лесов, осушаются озера, производятся взрывные работы, изменяется уровень грунтовых вод. Тысячи кубометров почвы, которые могли бы быть использованы в сельскохозяйственных целях, в ходе вскрышных работ превращаются в отвалы. В зависимости от химического состава грунта отвалы могут содержать элементы, опасные не только для растительного и животного мира, но и для здоровья людей, живущих в близлежащих населенных пунктах. Их жители также страдают от высокого уровня шума, загрязнения сточных вод и выбросов угарного газа от двигателей спецтехники и оборудования.

Несмотря на то, что добыча полезных ископаемых открытым способом наносит ощутимый вред окружающей среде, вредные последствия от нее можно минимизировать. Для этого выработанные карьеры часто заполняют водой, создавая искусственные водоемы, а на прилегающих территориях проводят рекультивацию, засаживая их деревьями и кустарниками. Что касается отвальных пород, из них нередко получают минеральные удобрения, глинозем, а также некоторые виды строительных материалов. Все эти меры позволяют не только частично компенсировать ущерб, нанесенный природе открытыми разработками, но зачастую и получить экономическую выгоду. В мире год от года растет число предприятий, специализирующихся, занятых окультуриванием территории выработанных карьеров и переработкой отходов добычи.

Карьеры, разрезы, в которых добывают уголь, каменоломни позволяют людям ежегодно получать миллионы тонн ценных природных материалов. Только в России открытым способом получают более 4/5 от общего объема железной руды и горно-химического сырья, до 2/3 руд цветных металлов, почти весь объем неметаллических полезных ископаемых и строительных горных пород, более трети угля, причем в ближайшей перспективе намечено довести удельный вес его добычи до 56-60%. Из-за своей высокой экономической эффективности добыча открытым способом превалирует и в ряде других стран, располагающих значительными залежами полезных ископаемых, - США, Канаде, Австралии и Китае.

Нередко первичная переработка полезных ископаемых выполняется непосредственно на месте добычи. Для этого используется различное . Например, для обработки известняка и других материалов с невысокой абразивностью хорошо подходят роторные дробилки с горизонтальным валом Telsmith первичного и вторичного дробления. Они сконструированы с большим запасом прочности и имеют цельный массивный ротор, что является их основным преимуществом сравнительно с представленными на рынке аналогами, а также большую камеру дробления, которая обеспечивает высокую производительность и кубовидную форму материала на выходе. Наиболее производительная из дробилок для первичного дробления - Telsmith 6071 с приводом мощностью 800-1500 л.с., которая имеет производительность 1000-2100 тонн в час. Дробилка эксплуатационной массой 89 тонн рассчитана на максимальный размер входящего куска 1422 мм. Из дробилок для вторичного дробления наиболее производительная - Telsmith 5263 с приводом мощностью 300 л.с,; ее производительность достигает 320 тонн в час. Эта модель рассчитана на максимальный размер входящего куска 406 мм; вес дробилки - 22 тонны.