كيف يتم استخراج الماس؟

يبرز الماس بين أي مواد طبيعية أخرى بسبب صلابته غير العادية ، وفي الوقت نفسه نادر جدًا. هذه الخصائص وغيرها من الخصائص غير العادية تجعل مثل هذه الصخرة تحظى بشعبية كبيرة في جميع أنحاء العالم. لذلك ، من المهم معرفة كيفية استخلاصها في الطبيعة.

التناقض بين الماس هو أنه شديد الصلابة ، على الرغم من أنه يتكون من الكربون. نفس الكربون ، فقط مع شبكة بلورية مختلفة ، يشكل الجرافيت (أنعم الصخور). يتكون كل الماس الذي يتم استخراجه من ذرات مترابطة بإحكام شديد. لا تمنع القوة الاستثنائية المعدن من التكسر: عند حدوث تأثير حاد ، تنكسر البلورة. يُعتقد أن أصل الماس حدث على عمق عشرات أو مئات الكيلومترات ، على مدى مئات الملايين من السنين.

في أغلب الأحيان ، من أجل استخراج الماس على نطاق صناعي ، يبحثون عن أنابيب الكمبرلايت. تمت تسمية هذه التكوينات الجيولوجية على اسم مدينة كيمبرلي في جنوب إفريقيا ، حيث تم اكتشاف هذا النوع من الرواسب لأول مرة. يحدث تكوين المعدن في أعماق الأرض عند درجات حرارة وضغوط عالية جدًا. لم يضع العلم بعد النسخة النهائية من أصل الماس.

يتم تدمير الهياكل الجيولوجية التي تحتوي على الماس تدريجيًا بفعل الرياح والمياه. يتم تحريك الأحجار المكسرة والحصى والحصى والصخور الأخرى المحيطة. لا يوجد سوى افتراضات بدرجات متفاوتة من الموثوقية. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل رواسب فضفاضة. هناك نوع آخر (ولكنه نادر جدًا) وهو شكل صلب بشكل خاص من الكربون ، والذي يظهر في الأماكن التي تسقط فيها النيازك.

كل حالة من هذه الحالات لها نطاقها الخاص من الظلال ، ومع ذلك ، من المهم الانتباه إلى قيمة ألوان معينة. نادر (وبالتالي ذو قيمة) تلوين شفاف باللون الأزرق والأخضر والوردي. تكلفة الأحجار عديمة اللون بنسبة 100٪ أعلى.

بغض النظر عن الإصدار الذي يلتزم به بعض المتخصصين ، فإنهم جميعًا يتفقون على شيء واحد: المراحل المهمة في تكوين الحجر تحدث على أعماق كبيرة. من هناك ، جنبًا إلى جنب مع التدفقات الصخرية ، تدخل المادة إلى القمة. في لحظة معينة ، تظهر الأنابيب المتفجرة بالفعل. لا يتجاوز عمقها 1500 م.

يعرف الجميع تقريبًا عن تعدين الماس الصناعي في ياقوتيا وجنوب إفريقيا. ولكن يتم إجراؤها أيضًا:

• في منطقة أرخانجيلسك ؛
• القسم الغربي من استراليا؛
• كندا؛
• الكونغو ؛
• بوتسوانا.

لا يوجد عمليا أي تعدين من الغرينيات. إنهم يلعبون دورًا صغيرًا فقط في الإمداد العالمي بالماس الخام. كما أن استقرار المعروض من المنتجات الملغومة على السطح أمر مشكوك فيه. عادة ما يتم تطبيق طريقة الحفرة المفتوحة (المحجر) عند استخراج الماس من عمق 600 متر أو أقل. في الأنابيب العميقة ، يمكن استخراج الماس الخام بشكل أساسي بمساعدة المناجم.

إنهم يحاولون تأجيل بناء المناجم حتى اللحظة الأخيرة. عادة ما تكون هذه المناطق إما في منطقة التربة الصقيعية ، أو في المناطق الساخنة بشكل خاص. في كثير من الأحيان ، في أعماق كبيرة في العمل ، من الضروري ضخ المياه الجوفية باستمرار. يتم نقل الصخور من المحاجر ثم من المناجم بواسطة شاحنات كبيرة إلى المصانع. هناك ، يتم تنقية هذه المادة الخام بالماء.

لقد وصلت المحاجر الحديثة بالفعل إلى أقصى عمق يمكن أن تصل إليه. أظهرت التجربة أن عرض العمل الصغير وانحدار الجانبين يزيدان الأمر تعقيدًا. منذ البداية ، تم التخطيط لاستخراج الماس بالطريقة المفتوحة مع التقسيم على مراحل. تجعل هذه التقنية من الممكن في كثير من الأحيان مراقبة التغيرات في خصائص الصخور والإنتاج بشكل عام. وفقًا لذلك ، فإنه يسهل اختيار الأساليب وخطط العمل المثلى.

من أجل تحديد المعلمات الجانبية بشكل صحيح في بداية التطوير ، من الضروري استخدام آبار الاستكشاف. العينات المأخوذة من هناك تخضع لاختبارات فيزيائية كيميائية وفق برنامج خاص. بالإضافة إلى ذلك ، تؤخذ الخبرة في الاعتبار عند عمل حفر مفتوحة مماثلة. تم تحسين ملامح الجوانب أثناء التصميم. لا يمكن إجراؤها بلطف شديد ، وإلا يصبح العمل أكثر صعوبة.

بالنسبة لجميع الكفافات الوسيطة ، يتم تنقيح خصائص الصخور باستمرار مع مراعاة العينات المأخوذة من كل دفعة. في بعض الأحيان يتم إجراء الاختبارات الشاملة على لوحة المحجر. يتم إيلاء اهتمام خاص لتقييم درجة تكسير الصخور. بالإضافة إلى ذلك ، يدرسون كيف يتصرفون على المنحدرات الشديدة. يتم وضع زاوية ميل الجانب الحقيقي في المشاريع من 50 إلى 55 درجة.

عادةً ما تستغرق العملية شهورًا ، ولكنها تستغرق أحيانًا عدة سنوات. تستخدم الحسابات الخاصة بالضرورة. هم فقط يسمحون لنا باستنتاج مكان وجود الرواسب الصلبة ، وأين تم إجراء الاكتشافات العشوائية.

غالبًا ما تُبنى المحاجر وكذلك المناجم أو المناجم في أماكن يصعب الوصول إليها. لذلك ، يتم إنشاء البنية التحتية السكنية والصناعية حولها. يُعرف عدد من الأمثلة عندما أصبحت الوديعة عنصرًا لتشكيل مدينة لمدينة كبيرة إلى حد ما. نظرًا لأنه من غير المربح التجارة في المواد الخام ، يتم بناء مصانع المعالجة. منهم ، الماس ، الذي تم فصله أخيرًا عن النفايات الصخرية ، يتم نقله إلى شركات القطع.

هم أيضًا يحاولون بشكل طبيعي تنظيم القطع في مكان قريب. كلما كانت الودائع أعمق ، سيتعين استثمار المزيد من الأموال في تطويرها وتطويرها.

لفترة طويلة جدًا ، كان من الممكن الحصول على الماس فقط من الهند. ولكن بغض النظر عن مدى ثراء الكتلة التي تم ترسيبها هناك في الوقت المناسب ، فإن العمليات الطبيعية ، بحلول نهاية القرن السابع عشر ، كانت هذه الاحتياطيات قد استنفدت بالفعل إلى حد كبير. انخفضت إنتاجية الإنتاج بشكل حاد. ومع ذلك ، فإن تطور التكنولوجيا جعل من الممكن قلب المد. تغير الوضع بشكل كبير بعد اكتشاف أنابيب الكمبرلايت.

لفهم كيفية حدوث التعدين بشكل أعمق ، يجب أن نعود إلى مسألة مظهر الماس في الطبيعة. النظرية السائدة هي أنها تتشكل على أعماق تزيد عن 100 كم ، حيث تتطور درجات حرارة وضغوط عالية جدًا. ترتفع الصخور أثناء الانفجارات البركانية.

لا يمكن العثور على الأشياء المناسبة وإعداد الإنتاج عليها إلا بتكاليف كبيرة. العملية التحضيرية مكلفة بالفعل ومعقدة وطويلة. يُعتقد أنه مقابل كل 2 قيراط من الماس الخام المستخرج ، يجب معالجة أكثر من 1000 كجم من الصخور. يتم إنشاء المحاجر أولاً عن طريق التفجير. يتم حفر الآبار ووضع المتفجرات هناك ، ثم يتم تكسير الصخور طبقة تلو الأخرى.

يتم تعميق العمل حتى يتوقف إنتاج المعادن. يعتبر فصل المواد الخام القيمة عن الركاز مشكلة كبيرة. يتم استخدام الأساليب التالية:

• عمل نبات الدهون.
• البحث عن البلورات المطلوبة في الأشعة السينية ؛
• غمر الصخور في معلقات خاصة.

تتضمن طريقة الدهن خلط الصخور المستخرجة بالماء ، ثم سكبها على سطح مشحم بشحم خاص. يتم الاحتفاظ بالبلورات على الدهون. تقنية أكثر تقدمًا هي نقل الأشعة السينية. في معظم الحالات ، يتم استخدام طريقة التعليق. في سائل ذي كثافة عالية ، تغرق الصخور المتبقية ، بينما تظهر قطع من الكربون على السطح.

في الماضي القريب ، كانت البرازيل رائدة في تعدين الماس ، تليها أستراليا. لكن رواسب الماس الأسترالية تستنفد نفسها تدريجياً. أنغولا هي أيضا من بين الدول الست الرائدة. ومع ذلك ، في كندا ، بوتسوانا ، يتم استخراج المزيد من الأحجار الكريمة.

يتم تطوير كل من الغرينيات والألغام بسرعة. يتعين علينا تحديث شبكة المناجم والحفر المفتوحة بشكل منهجي. كلما كانت نفس المحاجر أعمق ، قل احتمال العثور على كمية كبيرة من المواد الخام. لذلك ، يتم إغلاق عدد متزايد من الحفر المفتوحة التي يزيد عمقها عن كيلومتر واحد بسبب عدم الربحية. تعد طريقة التعدين أكثر تعقيدًا وخطورة ، لكنها مربحة اقتصاديًا.

أكبر إيداع للماس في بلدنا هو Mir في ياقوتيا. استمر تطويرها منذ أواخر الخمسينيات من القرن الماضي. من 1957 إلى 2001 هناك تم استخراج مقلع معدن مقابل 17 مليار دولار (بالأسعار الجارية).... لضمان هذه النتيجة ، كان من الضروري سحق ورفع وإزالة حوالي 350 مليون متر مكعب. م النفايات الصخرية. وبحلول نهاية التسعينيات ، وصل حجم الإنتاج إلى مثل هذه الأبعاد التي اضطرت الشاحنات القلابة إلى قطع مسافة 8 كيلومترات من نقطة الإنتاج إلى المستودع. في عام 2001 ، بسبب التعقيد المفرط للمحجر ، كان لا بد من إيقاف تشغيله.

وفي عام 2009 ، بدأ استخدام منجم مير. لا يتم ضخ المياه المتدفقة تحت الأرض إلى الخارج فحسب - بل يتم إعادة توجيهها عبر الأنابيب إلى أعطال خاصة اكتشفها علماء الجيولوجيا في مكان قريب. في عام 2013 ، أنتج الوديعة 2 مليون قيراط أخرى من الماس الممتاز بجودة تقنية. تعمل المؤسسة 7 أيام في الأسبوع ، ومدة نوبات عمل المنجم 7 ساعات.

تم تجهيز الحصادات المستخدمة في المنجم بأذرع مع قطع قاطعة. على الرغم من أن الأسنان مصنوعة من معدن صلب ، إلا أنها عرضة للتآكل الشديد. لذلك ، فإن كل نوبة عمل تبدأ بفحص جزء العمل من الأدوات. إذا لزم الأمر ، يتم استبداله على الفور. يتم نقل الصخور المكسرة إلى مخرج المنجم باستخدام سيور ناقلة.

في عدد من مناجم الماس ، تُترك الأجزاء السفلية المنفصلة سليمة أثناء التطوير. يمكن أن يصل سمكها إلى عدة عشرات من الأمتار. إذا تم تطوير هذه الهياكل ، فسيكون من المستحيل تقريبًا تجنب فيضان الحقول. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام طبقات من المواد المقاومة للماء للحماية. تتم حركة الصخور في المناجم والمحاجر باستخدام شاحنات ضخمة (أحيانًا بسعة تزيد عن 100 طن).

في الماضي ، كان الوضع مختلفًا تمامًا. حتى القرن التاسع عشر ، لم يتم استخدام أي أجهزة ميكانيكية. كانت "ملكة" تعدين الماس عبارة عن مجرفة جبلية عادية أو معول. في بعض الأحيان كانوا يجذفون رمال النهر ويمررونها يدويًا عبر منخل. لكن مثل هذه الأساليب فقدت جدواها لفترة طويلة.

ومن بين الطريقتين - حفرة مفتوحة وطريقتان - تبين أن الخيار الثاني أكثر جاذبية. يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لقواعد السلامة في العمل اليومي لعمال مناجم الماس. لا يُسمح لأي شخص بالبقاء تحت الأرض بدون خوذة مع مصباح يدوي داخلي وبدون جهاز تنفس مستقل. يمنع منعا باتا تركها على بعد أكثر من 3 أمتار منك. يجب توفير التهوية ، مما يسهل عادة التنفس تحت الأرض.

ربما تكون شركات تعدين الماس الروسية (خاصة تلك الموجودة في ياقوتيا) هي الأكثر تطورًا في العالم. يستخدمون وسائل النقل المخصصة للصقيع الشديد. يتم أيضًا فرض متطلبات درجات حرارة صارمة للغاية على المعدات الأخرى. يُعتقد أنه من الممكن تكليف حقل جديد من الصفر مقابل 3 أو 4 مليارات دولار. ما إذا كان هذا المبلغ يشمل تكاليف التنقيب الجيولوجي الأولي - لا توجد تقارير من الشركة.

ولكن في وقت لاحق ، عندما يكون المحجر أو المنجم جاهزًا ، سيكون استخدامهما وتطوير أساليب العمل أرخص بكثير. التحدي الأكبر مع طريقة العمل تحت الأرض هو الحفاظ على بيئة عمل مثالية. يمكن استخدام الأعمدة الرئيسية لرفع الصخور في حالة وقوع حوادث. يتم إعداد منافذ ترفيهية في أماكن مختلفة من المناجم.

لمزيد من المعلومات حول كيفية استخراج الماس في روسيا ، راجع المقطع التالي: