Kim cương được khai thác như thế nào?

Kim cương nổi bật trong số các chất tự nhiên khác về độ cứng đặc biệt của nó, đồng thời nó cũng khá hiếm. Những đặc tính này và những đặc tính đặc biệt khác đã làm cho một tảng đá như vậy trở nên rất phổ biến trên toàn thế giới. Vì vậy, điều quan trọng là phải biết chúng được chiết xuất như thế nào trong tự nhiên.

Điều nghịch lý của kim cương là chúng rất cứng, mặc dù chúng được cấu tạo từ carbon. Cùng một cacbon, chỉ với một mạng tinh thể khác nhau, tạo thành than chì (mềm nhất trong các loại đá). Tất cả những viên kim cương được khai thác đều được hình thành bởi các nguyên tử kết hợp vô cùng chặt chẽ. Sức mạnh vượt trội không ngăn được khoáng chất bị giòn: khi va chạm mạnh, pha lê bị vỡ. Người ta tin rằng nguồn gốc của kim cương diễn ra ở độ sâu hàng chục hoặc hàng trăm km, qua hàng trăm triệu năm.

Thông thường, để khai thác kim cương ở quy mô công nghiệp, họ tìm kiếm các đường ống kimberlite. Các thành tạo địa chất này được đặt theo tên của thành phố Kimberley, ở Nam Phi, nơi loại tiền gửi này lần đầu tiên được phát hiện. Sự hình thành khoáng chất trong lòng đất xảy ra ở nhiệt độ và áp suất rất cao. Khoa học vẫn chưa tìm ra phiên bản cuối cùng về nguồn gốc của kim cương.

Các cấu trúc địa chất chứa kim cương đang dần bị phá hủy bởi gió và nước. Đá dăm, đá cuội, sỏi và các loại đá xung quanh khác được di chuyển xung quanh. Chỉ có những giả định về mức độ tin cậy khác nhau. Kết quả là, các cặn lỏng được hình thành. Một dạng khác (nhưng hiếm hơn nhiều) là dạng cacbon đặc biệt cứng, xuất hiện ở những nơi thiên thạch rơi xuống.

Mỗi trường hợp này có một phạm vi sắc thái riêng, tuy nhiên, điều quan trọng là phải chú ý đến giá trị của các màu cụ thể. Màu xanh lam, xanh lục và hồng trong suốt hiếm (và do đó có giá trị). Giá thành của những viên đá 100% không màu thậm chí còn cao hơn.

Bất kể các chuyên gia nhất định tuân theo phiên bản nào, họ đều thống nhất một điều: các giai đoạn quan trọng của quá trình hình thành đá diễn ra ở độ sâu lớn. Từ đó, cùng với các dòng magma, chất đi vào đỉnh. Tại một thời điểm nhất định, ống nổ thực sự xuất hiện. Độ sâu của chúng không vượt quá 1500 m.

Hầu như mọi người đều biết về khai thác kim cương công nghiệp ở Yakutia và Nam Phi. Nhưng nó cũng đang được tiến hành:

• ở vùng Arkhangelsk;
• Miền tây nước Úc;
• Canada;
• Congo;
• Botswana.

Thực tế là không có hoạt động khai thác nào từ các bộ định vị. Họ chỉ đóng một vai trò nhỏ trong nguồn cung cấp kim cương thô trên toàn cầu. Và sự ổn định của nguồn cung cấp các sản phẩm được khai thác trên bề mặt là một vấn đề đáng nghi ngờ. Phương pháp khai thác mỏ lộ thiên (mỏ đá) thường được thực hiện khi khai thác kim cương từ độ sâu 600 m trở xuống. Trong các đường ống sâu hơn, kim cương thô có thể được chiết xuất chủ yếu với sự trợ giúp của mỏ.

Họ đang cố gắng hoãn việc xây dựng mỏ cho đến giây phút cuối cùng. Thông thường đây là những khu vực nằm trong vùng đóng băng vĩnh cửu hoặc ở những khu vực đặc biệt nóng. Thông thường, ở độ sâu lớn của công trình, cần phải liên tục bơm nước ngầm ra ngoài. Đá từ các mỏ và sau đó từ các mỏ được vận chuyển bằng xe tải lớn đến các nhà máy. Ở đó, nguyên liệu thô này được lọc sạch bằng nước.

Các mỏ đá hiện đại đã đạt đến độ sâu gần như tối đa mà chúng có thể đi tới. Kinh nghiệm cho thấy rằng chiều rộng làm việc nhỏ và độ dốc của các bên làm phức tạp thêm vấn đề. Ngay từ đầu, người ta đã lên kế hoạch khai thác kim cương theo phương pháp mở với sự phân chia theo từng giai đoạn. Kỹ thuật này giúp chúng ta có thể theo dõi thường xuyên hơn những thay đổi trong đặc tính của đá và sản xuất nói chung. Theo đó, nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc lựa chọn các phương pháp và kế hoạch làm việc tối ưu.

Để lựa chọn chính xác các thông số bên khi bắt đầu phát triển, cần phải sử dụng các giếng thăm dò. Các mẫu lấy từ đó được kiểm tra hóa lý theo một chương trình đặc biệt. Ngoài ra, kinh nghiệm được tính đến khi thực hiện các hố mở tương tự. Các đường nét của các cạnh được tối ưu hóa trong quá trình thiết kế. Chúng không thể được tiến hành một cách nhẹ nhàng, nếu không, công việc trở nên khó khăn hơn nhiều.

Đối với tất cả các đường viền trung gian, các đặc tính của đá liên tục được tinh chế có tính đến các mẫu lấy từ mỗi lô. Đôi khi các bài kiểm tra toàn diện được thực hành ngay trên bảng của mỏ đá. Đặc biệt chú ý đánh giá mức độ nứt nẻ của đá. Ngoài ra, họ nghiên cứu cách chúng ứng xử trên các sườn dốc. Góc nghiêng của mặt thực được đặt trong các dự án từ 50 đến 55 độ.

Thông thường quá trình này mất hàng tháng, nhưng đôi khi phải mất vài năm. Các phép tính đặc biệt nhất thiết phải được sử dụng. Chỉ chúng mới cho phép chúng tôi kết luận vị trí của các mỏ rắn và nơi phát hiện ngẫu nhiên.

Các mỏ đá cũng như hầm mỏ hoặc hầm mỏ thường được xây dựng ở những nơi khó tiếp cận. Do đó, một khu dân cư và cơ sở hạ tầng công nghiệp đang được tạo ra xung quanh. Một số ví dụ được biết đến khi một khoản tiền gửi trở thành một đối tượng hình thành thành phố cho một thành phố khá lớn. Do kinh doanh nguyên liệu thô không có lãi nên các nhà máy chế biến đang được xây dựng. Từ chúng, những viên kim cương, cuối cùng được tách ra khỏi đá thải, được vận chuyển đến các xí nghiệp cắt.

Họ cũng cố gắng tổ chức cắt gần đó một cách tự nhiên. Các khoản tiền gửi càng sâu, càng nhiều tiền sẽ phải được đầu tư vào việc phát triển và phát triển lĩnh vực của họ.

Trong một thời gian rất dài, người ta chỉ có thể lấy kim cương từ Ấn Độ. Nhưng bất kể khối lượng giàu có được tích tụ ở đó theo thời gian, các quá trình tự nhiên, vào cuối thế kỷ 17, những trữ lượng này đã cạn kiệt phần lớn. Năng suất sản xuất giảm mạnh. Tuy nhiên, sự phát triển của công nghệ đã khiến nó có thể lật ngược tình thế. Tình hình đã thay đổi đáng kể sau khi phát hiện ra ống kimberlite.

Để hiểu sâu hơn về cách thức khai thác diễn ra, chúng ta phải quay lại câu hỏi về sự xuất hiện của kim cương trong tự nhiên. Lý thuyết phổ biến là chúng hình thành ở độ sâu hơn 100 km, nơi nhiệt độ và áp suất rất cao phát triển. Đá nhô lên trong quá trình phun trào núi lửa.

Việc tìm kiếm các đối tượng phù hợp và thiết lập sản xuất trên đó chỉ có thể thực hiện được với chi phí đáng kể. Quá trình chuẩn bị vốn đã rất tốn kém, phức tạp và lâu dài. Người ta tin rằng cứ 2 carat kim cương thô được khai thác, hơn 1.000 kg đá phải được xử lý. Các mỏ khai thác được tạo ra đầu tiên bằng cách cho nổ mìn. Các lỗ khoan được khoan và đặt thuốc nổ ở đó, sau đó đá được nghiền nát từng lớp một.

Việc đào sâu các công việc được thực hiện cho đến khi quá trình sản xuất khoáng sản ngừng lại. Việc tách nguyên liệu thô có giá trị ra khỏi quặng là một vấn đề lớn. Các phương pháp sau được sử dụng:

• công việc của cây mỡ;
• tìm kiếm các tinh thể cần thiết trong tia X;
• ngâm đá trong huyền phù đặc biệt.

Phương pháp chất béo bao gồm trộn đá chiết xuất với nước, sau đó đổ nó lên bề mặt được bôi trơn bằng mỡ đặc biệt. Các tinh thể được giữ lại trên chất béo. Một kỹ thuật tiên tiến hơn là truyền tia X. Trong hầu hết các trường hợp, phương pháp đình chỉ được sử dụng. Trong một chất lỏng có tỷ trọng lớn, đá thải bị nhấn chìm, trong khi các mảnh carbon xuất hiện trên bề mặt.

Trong quá khứ gần đây, Brazil dẫn đầu về khai thác kim cương, tiếp theo là Australia. Nhưng các mỏ kim cương của Úc đang dần cạn kiệt. Angola cũng nằm trong số sáu quốc gia dẫn đầu. Tuy nhiên, ở Canada, Botswana, những viên đá quý giá trị hơn nhiều được khai thác.

Cả bộ định vị và mỏ đều đang nhanh chóng được phát triển. Chúng ta phải cập nhật một cách có hệ thống mạng lưới các mỏ và các mỏ lộ thiên. Các mỏ đá giống nhau càng sâu thì khả năng tìm được một lượng nguyên liệu thô càng ít. Do đó, ngày càng có nhiều mỏ đá sâu hơn một km bị đóng cửa do không sinh lời. Phương thức khai thác phức tạp và nguy hiểm hơn, tuy nhiên, nó mang lại lợi nhuận kinh tế.

Mỏ kim cương lớn nhất ở nước ta là Mir ở Yakutia. Sự phát triển của nó đã diễn ra từ cuối những năm 1950. Từ năm 1957 đến năm 2001 ở đó, một mỏ khoáng sản đã được khai thác với giá 17 tỷ đô la (theo giá hiện tại)... Để đảm bảo kết quả như vậy, cần phải nghiền, nâng và loại bỏ khoảng 350 triệu mét khối. m. đá thải. Vào cuối những năm 1990, số lượng sản xuất đạt đến mức các xe tải tự đổ phải chạy 8 km từ điểm sản xuất đến nhà kho. Năm 2001, do sự phức tạp quá mức của mỏ đá, nó đã phải được đóng băng.

Và vào năm 2009, việc sử dụng mỏ Mir bắt đầu được sử dụng. Nước tuần hoàn dưới lòng đất không chỉ được bơm ra ngoài - nó được chuyển hướng qua các đường ống thành các đứt gãy đặc biệt do các nhà địa chất gần đó phát hiện. Vào năm 2013, khoản tiền gửi này đã sản xuất thêm 2 triệu carat kim cương có chất lượng kỹ thuật tuyệt vời. Xí nghiệp hoạt động 7 ngày trong tuần, thời gian làm ca của thợ mỏ là 7 giờ.

Máy gặt được sử dụng trong mỏ được trang bị cần có các mũi dao cắt. Răng, mặc dù được làm bằng kim loại cứng, nhưng có thể bị mài mòn rất nặng. Vì vậy, mỗi ca bắt đầu làm việc phải kiểm tra bộ phận làm việc của các công cụ. Nếu cần thiết, nó được thay thế ngay lập tức. Đá dăm được vận chuyển đến lối ra của mỏ bằng băng tải.

Trong một số mỏ kim cương, các phần đáy riêng biệt được cố tình giữ nguyên vẹn trong quá trình phát triển. Độ dày của chúng có thể lên tới vài chục mét. Nếu những công trình này được phát triển, thì hầu như không thể tránh khỏi tình trạng ngập lụt của các cánh đồng. Ngoài ra, các lớp vật liệu chống thấm được sử dụng để bảo vệ. Việc di chuyển đá trong các mỏ và mỏ đá được thực hiện bằng những chiếc xe tải khổng lồ (đôi khi có tải trọng hơn 100 tấn).

Trong quá khứ, tình hình rất khác. Cho đến thế kỷ 19, không có thiết bị cơ khí nào được sử dụng. "Nữ hoàng" của nghề khai thác kim cương là một cái xẻng hay cái cuốc bình thường. Đôi khi họ chỉ cần chèo thuyền cát sông và đưa qua sàng một cách thủ công. Nhưng những phương pháp như vậy từ lâu đã mất đi tính khả thi.

Và trong số hai phương pháp - lộ thiên và mỏ - thì lựa chọn thứ hai lại hấp dẫn hơn. Các quy tắc an toàn trong công việc hàng ngày của thợ đào kim cương được chú ý nhiều. Không ai được phép đi dưới lòng đất mà không đội mũ bảo hiểm có đèn pin gắn sẵn và không có thiết bị thở khép kín. Nghiêm cấm để nó cách xa bạn quá 3 m. Thông gió phải được cung cấp, nhờ đó nó thường dễ thở dưới lòng đất.

Các doanh nghiệp khai thác kim cương của Nga (đặc biệt là các doanh nghiệp đặt tại Yakutia) có lẽ là những doanh nghiệp có công nghệ cao nhất trên thế giới. Họ sử dụng phương tiện vận chuyển được thiết kế cho những đợt sương giá rất nghiêm trọng. Các yêu cầu nhiệt độ rất nghiêm ngặt cũng được áp dụng đối với các thiết bị khác. Người ta tin rằng có thể khai thác một lĩnh vực mới từ đầu với giá 3 hoặc 4 tỷ đô la. Liệu số tiền này có bao gồm chi phí khảo sát địa chất sơ cấp hay không - không công ty nào báo cáo.

Nhưng sau này, khi một mỏ đá hoặc mỏ đã sẵn sàng, việc sử dụng chúng và phát triển công việc sẽ rẻ hơn nhiều. Thách thức lớn nhất với phương pháp ngầm là duy trì một môi trường làm việc tối ưu. Các trục chính để nâng đá có thể được sử dụng trong trường hợp tai nạn. Các hốc giải trí đang được chuẩn bị ở những nơi khác nhau của mỏ.

Để biết thêm thông tin về cách kim cương được khai thác ở Nga, hãy xem video sau: