Добыча и переработка нерудных полезных ископаемых
Схематическая карта мест наиболее активных разработок полезных ископаемых
Добы́ча поле́зных ископа́емых — процесс извлечения твёрдых, жидких и газообразных полезных ископаемых из недр Земли с помощью технических средств[1][2]. Добыча полезных ископаемых относится к первичному сектору экономики.
Процесс добычи полезных ископаемых заключается в разработке месторождений полезных ископаемых. При разработке месторождений производится выемка полезного ископаемого и транспортировка его к местам дальнейшей переработки или полезного использования.
Термин «Добыча полезных ископаемых» используется также как экономическая категория. Как экономическая категория выражается в объёмных или весовых единицах измерения[2]:
- в кубических метрах (м³) применительно к природному газу, нерудным строительным материалам;
- в тоннах (т) применительно к углю, нефти, рудам, нерудному сырью;
- в м³/сутки применительно к промышленным водам;
- в каратах применительно к драгоценным камням;
- в килограммах (кг) применительно к полудрагоценным камням, камнесамоцветному сырью, пьезооптическому сырью;
- в квадратных метрах (м²) применительно к облицовочному декоративному камню.
Способы добычи полезных ископаемых[править | править код]
Добыча полезных ископаемых насчитывает многотысячелетнюю историю.
За всю историю человечество выработало различные способы добычи полезных ископаемых.
Добыча твёрдых полезных ископаемых ведётся открытым способом, подземным способом или комбинированным открыто-подземным способом. Открытым способом добывается около 90 % бурых углей, 20 % каменных углей, 70 % руд чёрных и цветных металлов.
Добыча жидких и газообразных полезных ископаемых осуществляется путём бурения с поверхности земли скважин, через которые производится их откачка в специальные хранилища.
Добыча полезных ископаемых, которые залегают непосредственно на поверхности земли (торф, нерудные строительные материалы и некоторые другие) осуществляется с поверхности при полной механизации основных производственных процессов.
Начиная с 1960-х годов, стала развиваться добыча со дна моря твёрдых полезных ископаемых (золото, олово, алмазы, циркон, монацит, ильменит и др.), а также нефти и газа.
Выбор способа добычи полезного ископаемого определяется горно-геологическими условиями залегания полезных ископаемых и обосновывается технико-экономическими расчётами.
Динамика мировой добычи важнейших видов полезных ископаемых[править | править код]
По мере развития научно-технического прогресса объёмы добычи полезных ископаемых и число их видов непрерывно увеличивались. По подсчётам академика В. И. Вернадского, выполненным в 1915 году, человечеством в античную эпоху добывалось и использовалось всего 19 элементов, в XVIII веке — 28, в XIX веке — 50, в начале XX века — 60. В настоящее время используются все 89 химических элементов, содержащихся в земной коре[3].
Постоянно увеличивались темпы роста добычи полезных ископаемых. Из всего объёма полезных ископаемых, извлечённых из недр земли за всю историю человечества, преобладающий их объём добыт в XX веке: нефти — 99,5 %, угля — 90 %, железной руды — 87 %, медной руды — 80 %, золота — 70 %. Поиск и освоение новых месторождений охватили практически всю приповерхностную часть земной коры, включая прибрежный шельф и дно Мирового океана[2][3].
При этом структура объёмов добычи различных ископаемых меняется по мере развития научно-технического прогресса. Так, например, в период с 1850-х по 1930-е годы, в общем объёме добычи доминировал каменный уголь, в период с 1940-х по 2000-е — нефть, а начиная с 2010-х — природный газ (в том числе и сланцевый). Изменяется и динамика добычи металлических руд: так, доля железной руды в общем объёме добычи непрерывно снижается с начала 1920-х годов (хотя в валовом исчислении — сохраняется и в отдельные периоды растёт), в то время как добыча руд цветных металлов увеличивается. Добыча некоторых полезных ископаемых, например торфа, сокращается в валовом исчислении начиная с 1940-х годов.
На динамику добычи некоторых полезных ископаемых влияет и возможность вторичной переработки. Например объём чёрного металлолома, накопленный в мире уже к началу 1900-х годов составил заметную часть в сырьевой составляющей металлургии, а в 2010-х годах доля металлолома в сырьевой базе превышает 40 %. По некоторым цветным металлам, например свинцу, доля лома в сырьевой составляющей ещё выше. Непрерывно растёт и доля вторичного сырья в производстве пластмасс и изделий из стекла.
Значение некоторых полезных ископаемых по мере развития технологий окончательно утрачивается. Например, в период с 1830-х по 1970-е годы в значительных объёмах добывался природный монокристаллический кварц как пьезооптическое сырьё. По мере развития технологий производства сложных оптических стёкол, пьезокерамики и выращивания искусственных кристаллов значение природного кварца для оптики и электронику утратилось: в оптике его заменили лучшие по характеристикам тяжёлые стёкла и синтетические кристаллы, а в электронике — пьезокерамики, пьезоэлектрические характеристики которых на несколько порядков лучше, чем у кварца. Поэтому в настоящее время природный кварц применяется только ювелирами. Аналогичная ситуация произошла с разновидностями корунда: с сапфиром и рубином, а также с алмазами — природные камни используются только в ювелирном деле, тогда как в технике используются синтетические. Следует отметить и тот факт, что перечисленные природные камни редкие и дорогие, тогда как их искусственное производство сравнительно дешёвый процесс, не требующий дефицитного сырья.
Примечания[править | править код]
- ↑ Добыча полезных ископаемых. Статья в БСЭ
- ↑ 1 2 3 Добыча полезных ископаемых // Горная энциклопедия / Гл. редактор Е.А. Козловский. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — Т. 2. — С. 234-235.
- ↑ 1 2 [dic.academic.ru/dic.nsf/enc_tech/384/%D0%B4%D0%BE%D0%B1%D1%8B%D1%87%D0%B0 Добыча полезных ископаемых человеком]
См. также[править | править код]
- Горное дело
- Горная промышленность
- Добыча рудного золота — обучающее видео
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист. Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым). Список проблемных доменов |
Источник
Нерудные полезные ископаемые представлены изверженными, осадочными и метаморфическими горными породами, которые являются источником получения строительных материалов: бутового камня, щебня, гравия, песка, облицовочных изделий, пильного камня, компонентов цементного, керамического и стекольного производства.
Получаемые при переработке товарные продукты по своим качественным показателям должны соответствовать требованиям государственных стандартов.
Бутовый камень — это куски размером 150-300 мм с регламентируемыми содержанием глины в комах (2 %), маркой прочности 1400-2000, морозостойкостью и петрографическим составом.
Щебень — продукт механического дробления природных каменных материалов. Гравий — обломки горных пород разной степени окатанности. Щебень и гравий характеризуются зерновым составом, содержанием зерен пластинчатой формы, прочностью, содержанием глинистых частиц, морозостойкостью и петрографическим составом. Регламентируются четыре основные фракции щебня и гравия по крупности: -70+40; -40+20; -20+10; -10+5 мм.
Строительные пески в соответствии с ГОСТом подразделяют на следующие виды: природный, природный обогащенный и фракционированный; дробленый из отсевов и обогащенный дробленый из отсевов.
Основным показателем качества строительных песков является зерновой состав (-5+0,14 мм), характеризуемый модулем крупности (от 2,5 до 1,0) и содержанием глинистых частиц (от 0,5 до 3 %).
Облицовочные материалы и пильный камень являются продуктами механической обработки (распиливания) природного камня.
В зависимости от исходного сырья и основного вида получаемой продукции предприятия по переработке нерудного сырья подразделяют на щебеночные, гравийно-песчаные и песчаные заводы.
Технологическая схема типового дробильно-сортировочного завода по производству щебня из гранита представлена на рис. 13.4. Горную массу крупностью — 1200+0 мм пластинчатым питателем равномерно подают на I стадию дробления в щековую дробилку СМД-60А, где дробят до крупности -350+0 мм. Продукт крупного дробления транспортируют в промежуточные бункеры, вмещающие 17 000 т. Из бункеров материал крупностью -350+0 мм идет в конусные дробилки среднего дробления КСД-220Гр II стадии, где его дробят до крупности -100+0 мм. Продукт II стадии дробления направляют в корпус мелкого дробления, и он поступает в промежуточные бункеры, откуда вибропитателями распределяется в конусные дробилки мелкого дробления КМД-2200Гр III стадии. Продукт III стадии дробления системой конвейеров транспортируют в распределительные бункеры, из которых вибропитателями он направляется на восемь секций грохотов ГИС-52 I стадии грохочения. На 1 стадии грохочения получают фракции +40, -40+20 и -20+0 мм. Щебень крупнее -40 мм возвращается на додрабливание в короткоконусные дробилки III стадии дробления. Щебень -40+20 мм направляют на склад готовой продукции. Щебень фракции —20+0 мм самотеком поступает на грохоты ГИС-52 II стадии грохочения, где рассеивается на щебень фракции -20+5 мм и отсевы -5+0 мм. Оба продукта системой конвейеров направляют на склады. Промежуточные бункеры перед II и III стадиями дробления обеспечивают работу дробильно-сортировочного завода в течение четыре часов.
Технологические схемы переработки нерудных строительных материалов являются надежными и гибкими. Выбор отдельных процессов и их сочетание в схеме определяются гранулометрическим составом исходного сырья, его механическими свойствами и требованиями к качеству товарной продукции.
Источник
Нерудные полезные ископаемые, неметаллические полезные ископаемые — неметаллические полезные ископаемые, используемые в промышленности и строительстве в естественном виде или как сырьё. Нерудные полезные ископаемые могут относиться к минералам или горным породам. Нефть, уголь, другие виды ископаемого топлива (горючие полезные ископаемые), а также подземные воды (гидроминеральные подземные ископаемые) исключаются из этого определения.[1] Такие материалы, как песок, галька, щебень, гравий, песчаник, глина, мел и т. п. могут рассматриваться и как нерудные полезные ископаемые, и как особая категория — общераспространённые полезные ископаемые[2].
За последние десятилетия нерудные полезные ископаемые намного обогнали руды металлов по объёмам добычи и стоимости используемого сырья.
В плане технологического и экономического освоения, у неметаллических полезных ископаемых есть своя специфика, отличающая эту группу от металлических полезных ископаемых. Одним из таких отличий является сильное влияние состава и свойств сырья как на технологии его переработки, так и на конечное изделие, что требует при оценке месторождений оценки применимости данной конкретной разновидности полезного ископаемого с учетом его специфических свойств (например — термолитосодержащего талька в отличие от стеатитовых тальков). Вторым отличием многих неметаллических полезных ископаемых является, с одной стороны, применение одного и того же вида сырья во многих отраслях хозяйства, с другой стороны — взаимозаменяемость многих видов сырья (в качестве наполнителя тот же тальк может быть заменен баритом или каолином).
Применение[править | править код]
Нерудные полезные ископаемые находят в хозяйстве самые разные применения: как строительные материалы (гранит, известняк, доломит, мрамор, песчаники и др.), как сырье для производства минеральных удобрений (фосфорит, калийные соли, апатит), сырье для общехимического производства (самородная сера, пирит, апатит), сырье для металлургии (флюсы: известняки, кварциты, флюорит), как огнеупорные материалы для металлургии (доломит, магнезит, огнеупорные глины), как сырье для производства минеральных красок (охра, киноварь), как технические кристаллы (алмаз, пьезокварц, исландский шпат), как драгоценные и поделочные камни (изумруд, агат, малахит, бирюза и др.), как абразивные материалы (корунд).
Разнообразие свойств этих ископаемых отражается в комплексном их применении, так графит используется в металлургии, в ядерной энергетике, в электротехнике и как сырье в нескольких разных отраслях химии.
Номенклатура нерудных полезных ископаемых постоянно увеличивается с развитием новых технологий, позволяющих промышленное освоение ранее не используемых горных пород и минералов, таких как перлит или волластонит.
Классификация[править | править код]
Нерудные полезные ископаемые, как группа, чрезвычайно разнородны. Вследствие этого не существует единой общепринятой их классификации.
Классификация этих ископаемых может производиться по нескольким параметрам. Два основных типа классификации:
- по области использования[3]: горно-химическое сырьё, горно-металлургическое сырьё, строительные материалы, технические кристаллы;
- по области использования в более детальной классификации Н. И. Ерёмина[4]: химическое и агрохимическое сырье, техническое сырье, металлургическое и теплоизоляционное сырье, строительные материалы, стекольно-керамическое сырье, цементное сырье, пьезооптическое сырье, цветные драгоценные и поделочные камни, сырье для новых отраслей промышленности;
- по геологическому происхождению[5]: горные породы (как правило, массовое сырьё с крупными месторождениями относительно простого строения и с небольшой стоимостью) и минералы (как правило, относительно редкое сырье с мелкими месторождениями сложного строения и с высокой стоимостью);
- по геологическому происхождению в более детальной классификации В. И. Смирнова[5]: горные породы, аморфные вещества, минералы и кристаллы.
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
- Нерудные полезные ископаемые // Моршин — Никиш. — М. : Советская энциклопедия, 1974. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 17).
- Под редакцией Е. А. Козловского. Неметаллические полезные ископаемые // Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия (рус.). — 1984—1991. — статья из Горной энциклопедии. — М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984—1991.
- Под ред. И. Л. Кнунянца. Неметаллические полезные ископаемые // Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия (рус.). — 1988. — статья из Химической энциклопедии. — М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца. 1988.
- Н. И. Ерёмин. Неметаллические полезные ископаемые. — 2-е. — М.: МГУ, Академкнига, 2007. — 459 с. — ISBN 978-5-211-05370-0.
- Р. Л. Бейтс. Геология неметаллических полезных ископаемых. — 548 с. — ISBN 978-5-458-48180-9.
Источник
Россия – одна из самых богатых полезными ископаемыми стран и поэтому добыча и переработка полезных ископаемых имеет большую значимость для нашей экономики. В ближайшие десятилетия спрос на полезные ископаемые будет оставаться достаточно высоким. Поэтому в этих отраслях сохранится потребность в высококвалифицированном персонале. На нынешнем этапе развития ключевую роль играют несколько факторов.
Во-первых, традиционные месторождения нефти, газа и других ресурсов истощаются, и добывающие компании вынуждены переходить к все более сложным месторождениям, а также новым типам ресурсов — например, нефтеносным пескам, сланцевому газу, шельфовым и глубоководным месторождениям. Глубоководная океаническая добыча будет актуальна не только для нефти и газа, но и для промышленной добычи железомарганцевых руд и других металлов.
Во-вторых, возрастают требования к экологичности добычи, охране окружающей среды при транспортировке полезных ископаемых и закрытии месторождений. Пример перспективной экологичной технологии, используемой уже сейчас, – сбор выделяемого при добыче полезных ископаемых метана в трубопровод, чтобы газ больше не выбрасывался в атмосферу. В отрасль приходят и биотехнологические решения – например, очистка горных пород с помощью бактерий.
Еще один важный тренд – стремление к снижению энергетических затрат на производство и экономное использование ресурсов. Например, шахтный метан, содержащийся в угольных пластах и окружающих породах, можно сжижать и использовать как топливо. В первую очередь эта технология пригодится для внутренних нужд на производстве – например, для заправки самосвалов и освещения конструкций, и она особенно актуальна в климатически сложных местах разработки, где используется вахтовый или безлюдный метод работы. В-третьих, мобильность персонала в этой отрасли будет расти – уже сейчас все меньше специалистов готовы переезжать вслед за производством. Поэтому все чаще будут внедряться безлюдные технологии, а сотрудники начнут работать дистанционно в виртуальных командах и телеметрических системах. В ряде случаев будет развиваться производство с минимальным количеством людей и большим количеством технологий, восполняющих их отсутствие (например, удаленная медицина). На таких объектах будут работать только специалисты-вахтовики. Добыча и переработка полезных ископаемых является одной из высокорисковых отраслей, поэтому активно развиваются технологии, обеспечивающие безопасность производства для людей.
Профессии
Координатор распределенных проходческих команд
Профессия появится до 2020 г.
Специалист, задача которого – обеспечить слаженное взаимодействие людей, часть из которых находится непосредственно на объекте, а часть задействована в проекте удаленно. Его основной задачей является постановка тактических задач, организация коммуникации в коллективе, снятие противоречий и конфликтных ситуаций.
Надпрофессиональные навыки и умения
Системное мышление (умение определять сложные системы и работать с ними. В том числе системная инженерия).
Умение управлять проектами и процессами.
Бережливое производство, управление производственным процессом, основанное на постоянном стремлении к устранению всех видов потерь, что предполагает вовлечение в процесс оптимизации бизнеса каждого сотрудника и максимальную ориентацию на потребителя.
Умение работать с коллективами, группами и отдельными людьми.
Оператор БПЛА для разведки месторождений
Профессия появится до 2020 г.
Специалист, контролирующий ход разработки месторождения и поиск новых месторождений с помощью беспилотных летательных аппаратов, оснащенных магнитометрами и другими геофизическими датчиками. В частности, такие дроны уже используются на плато Юкон в Канаде для поиска новых месторождений золота.
Надпрофессиональные навыки и умения
Системное мышление (умение определять сложные системы и работать с ними. В том числе системная инженерия).
Навыки межотраслевой коммуникации (понимание технологий, процессов и рыночной ситуации в разных смежных и несмежных отраслях).
Программирование ИТ‑решений / Управление сложными автоматизированными комплексами / Работа с искусственным интеллектом.
Инженер роботизированных систем
Профессия появится до 2020 г.
Обслуживает автоматизированные системы по мониторингу, разработке, добыче и переработке месторождений полезных ископаемых (в том числе удаленных) и управляет ими. В России эта специальность уже пользуется спросом: по данным портала HeadHunter, в июле 2014 года было опубликовано 98 вакансий.
Надпрофессиональные навыки и умения
Системное мышление (умение определять сложные системы и работать с ними. В том числе системная инженерия).
Навыки межотраслевой коммуникации (понимание технологий, процессов и рыночной ситуации в разных смежных и несмежных отраслях).
Программирование ИТ‑решений / Управление сложными автоматизированными комплексами / Работа с искусственным интеллектом.
Инженер-интерпретатор данных телеметрии
Профессия появится до 2020 г.
Специалист, анализирующий массив данных, поступающих с месторождения для контролирования хода процесса добычи, предупреждения возможных чрезвычайных ситуаций и принятия оперативных решений. Весьма вероятно, что после 2020 года эта профессия будет заменена искусственным интеллектом.
Надпрофессиональные навыки и умения
Системное мышление (умение определять сложные системы и работать с ними. В том числе системная инженерия).
Работа в режиме высокой неопределенности и быстрой смены условий задач (умение быстро принимать решения, реагировать на изменение условий работы, умение распределять ресурсы и управлять своим временем).
Экоаналитик в добывающих отраслях
Профессия появится до 2020 г.
Специалист по анализу экологических угроз, защите окружающей среды в процессе природопользования и восстановлению территории на завершающих этапах природопользования.
Надпрофессиональные навыки и умения
Системное мышление (умение определять сложные системы и работать с ними. В том числе системная инженерия).
Навыки межотраслевой коммуникации (понимание технологий, процессов и рыночной ситуации в разных смежных и несмежных отраслях).
Умение управлять проектами и процессами.
Программирование ИТ‑решений / Управление сложными автоматизированными комплексами / Работа с искусственным интеллектом.
Работа в режиме высокой неопределенности и быстрой смены условий задач (умение быстро принимать решения, реагировать на изменение условий работы, умение распределять ресурсы и управлять своим временем).
Экологическое мышление
Системный горный инженер
Профессия появится до 2020 г.
Специалист, работающий с объектами природопользования на полном жизненном цикле (от поисково-разведочных работ до закрытия и рекультивации месторождений) с учетом комплексности этих объектов. Например, на одной и той же
территории могут находиться месторождения и нефти, и газа, и нужно гармонично совмещать принципиально разные технологии добычи этих полезных ископаемых.
Надпрофессиональные навыки и умения
Системное мышление (умение определять сложные системы и работать с ними. В том числе системная инженерия).
Навыки межотраслевой коммуникации (понимание технологий, процессов и рыночной ситуации в разных смежных и несмежных отраслях).
Умение управлять проектами и процессами.
Бережливое производство, управление производственным процессом, основанное на постоянном стремлении к устранению всех видов потерь, что предполагает вовлечение в процесс оптимизации бизнеса каждого сотрудника и максимальную ориентацию на потребителя.
Экологическое мышление
Где можно получить базовое образование,
чтобы стать таким специалистом?
Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина (РГУ нефти и газа)
Российский Государственный Геологоразведочный Университет имени С. Орджоникидзе
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Сибирский федеральный университет
Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)
Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова (ЯГУ)
Дальневосточный федеральный университет
Новосибирский национальный исследовательский государственный университет (НГУ)
Некоторые работодатели на территории РФ
Газпром
РУСАЛ
ГМК «Норильский никель»
Северсталь
Мечел
Новолипецкий металлургический комбинат
ЕВРАЗ
Атомредметзолото
Группа «АЛРОСА»
СИБУР Холдинг
Сибирская угольная энергетическая компания (СУЭК)
НОВАТЭК
Сургутнефтегаз
ТНК-ВР Холдинг
Нефтяная компания «РОСНЕФТЬ»
Нефтяная компания «ЛУКойл»
Газпром-нефть
Уральская горно-металлургическая компания
Источник