Способы и средства добычи полезных ископаемых

Способы и средства добычи полезных ископаемых thumbnail

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]

  1. ↑ Добыча полезных ископаемых. Статья в БСЭ
  2. 1 2 3 Добыча полезных ископаемых // Горная энциклопедия / Гл. редактор Е.А. Козловский. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — Т. 2. — С. 234-235.
  3. 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

Друзья, всем привет. Сегодня я расскажу вам о том, какие существуют способы добычи полезных ископаемых, и их влияние на окружающую среду, но прежде всего эти способы зависят от самих ископаемых, их физико-химических свойств, мест размещения и развития технического прогресса.

Еще совсем недавно добыча природных ресурсов производилась вручную, что требовало больших физических усилий и немалых трудозатрат, а сама она имела достаточно низкую производительность труда.

В современных же условиях все изменилось коренным образом: с развитием мощных технических средств и применением специальных машин трудозатраты снизились, а производительность и объемы добычи ископаемых значительно возросли.

Основные способы и технология добычи природных ресурсов

Все минеральные ресурсы, как твердые, так и жидкие, и газообразные на нашей планете располагаются неравномерно и находятся либо на поверхности, либо глубоко под землей, и в зависимости от их мест размещения и залегания для их добычи используют тот или иной способ.Минеральные ресурсыСамими распространенными способами добычи природных ресурсов можно считать:

  1. открытый способ либо карьерный способ,
  2. закрытый способ либо подземный или шахтный способ,
  3. комбинированный способ либо открыто-подземный способ,
  4. геотехнологический способ либо скважинный способ,
  5. дражный способ.

Все эти способы имеют как свои преимущества, так и недостатки, поэтому технология добычи полезных ископаемых открытым способом предполагает создание на местах разработки и добычи природных ресурсов глубоких котлованов в виде больших карьеров или разрезов, размеры которых зависят от относительно небольшой глубины и протяженности, а также мощности пластов залегания ископаемых.Открытый способПреимуществом такого способа добычи является его относительная дешевизна, наибольшая производительность и трудоемкость, безопасные условия труда, а недостатками — большое снижение качества сырья из-за содержания в нем большого количества пустых пород, негативные последствия по отношению к окружающей среде.

Таким способом обычно добывают природное строительное и индустриальное сырье такое как –

  • известняк и мел,
  • песок и глина,
  • торф и уголь,
  • медь и свинец,
  • молибден и никель,
  • олово и вольфрам,
  • хром и марганец,
  • цинк и железо.

Твердые ископаемые, находящиеся на достаточной большой глубине залегания добывают подземным, т.е. закрытым способом, при котором сооружают подземные шахты. Подземная шахтаНедостатком такого способа является его огромный риск для горняков, связанный с обрушением и загазованностью, а значит и взрывоопасностью.

Таким способом обычно добывают руды, полиметаллы и минеральное сырье

такие как:

  • медь и золото,
  • вольфрам и железо,
  • каменный уголь и минеральные соли.

Если открытый и закрытый способ добычи полезных ископаемых не подходит для данного месторождения промышленного сырья, то применяют комбинированный открыто-подземный способ, где сначала добываются открытым способом сырье из верхних слоев, а затем уже шахтным методом дорабатывают оставшиеся запасы металлических руд, залегающие на достаточно большой глубине.

Достоинствами такого способа являются большие объемы добычи природного сырья, а таким способом обычно добываются многие цветные металлы и алмазы.

Геотехнологический или скважинный способ используют при добыче специальных видов сырья, имеющих газообразное или жидкое состояние с помощью такой процедуры как бурение глубоких скважин, где при помощи физико-химического метода осаждения, выщелачивания и плавления извлекают из недр земли на поверхность выходящие по трубам полезные ископаемые.

Таким способом обычно добываются:

  • газ и нефть,
  • сера и литий,
  • фосфор и уран.

Горное предприятиеИ наконец, отдельный дражный способ, где горное предприятие одновременно осуществляет как добычу сырья, так и его обогащение, т. е. с помощью специального оборудования первично происходит отделение ценной породы от сопутствующей пустой.

Таким способом обычно разрабатываются месторождения россыпей:

  • золота и алмазов,
  • платиноидов и касситерита.

Влияние на окружающую среду добычи полезного сырья

Добыча полезных ископаемых любым способом не может не оказывать на окружающую среду своего негативного воздействия, так как занимает огромные площади хозяйственных земель, доходящие порой до десятков тысяч квадратных километров. Техногенная нагрузкаТакая техногенная нагрузка на природную среду нарушает естественный ход саморегуляции жизненных процессов окружающей среды и порой приводит к ее быстрой деградации.

Как правило, под их разработками находятся самые продуктивные почвенные черноземы:

  1. полей и пашен,
  2. лесов и водоемов,
  3. дорог и населенных пунктов.

Производство добычи начинается с подготовительных очистных работ, где на местности удаляются все искусственные преграды, так:

  • вырубаются многолетние леса с ценными породами деревьев,
  • осушаются вековые водоемы в виде болот, рек и озер,
  • прокладываются инженерные коммуникации в виде водоотводящих канав и подъездных путей.

Вскрышные работыЗатем производят вскрышные работы, целью которых служит послойное удаление и перемещение в отвалы пустой породы открывающей доступ к самим природным ресурсам:

  • мягкую и легкую породу разрабатывают при помощи бульдозеров и землеройных машин,
  • скальную и твердую породу сначала взрывают при помощи буровзрывной техники, а потом разрабатывают при помощи экскаваторов и скреперов,

уже обнаженные полезные ископаемые добывают и грузят на специальные транспортные средства — карьерные самосвалы,

которые везут добытое сырье на обогатительные предприятия и металлургические комбинаты.

Добыча природного сырья имеет еще и такие негативные последствия для окружающей среды как загрязнение почвы, воды и воздуха химическими элементами отвалов, что пагубно влияет как на растительный, так и животный мир данной местности.

Это негативное воздействие на окружающую среду отрицательно влияет и на здоровье людей, живущих в близлежащих местностях – повышением заболеваемости местного населения.

Поэтому в период разработки месторождений полезных ископаемых необходимы такие регулярные мероприятия как — проведение наблюдений и экологический мониторинг.Экологический мониторингУменьшить негативное влияние на окружающую среду в дальнейшем можно усовершенствованием методов разработки, а также с помощью рекультивации этих земель, возвратом и приведением их в первоначальное состояние, однако на это нужны огромные финансовые средства и немалый временной интервал.

Поэтому добывающие предприятия согласно закону охраны недр и окружающей среды обязаны после всех проведенных работ по добыче сырья обеспечить восстановление естественного ландшафта местности, где за свой счет они сажают леса и разбивают лесопарки с созданием в последствие зон отдыха, а также восстанавливают плодородный слой почвы, вовлекая его в сельскохозяйственный оборот.

Надеюсь, вам понравилась моя статья о способах добычи полезных ископаемых, и вы узнали из нее много полезного для себя. Может быть, и вы знаете какие–то новые способы добычи природного сырья. Расскажите мне об этом в комментарии к статье, мне будет любопытно их узнать. Разрешите на этом с вами попрощаться и до новых встреч дорогие друзья.

Предлагаю Вам подписаться на обновления блога, чтобы получать мои статьи на свою почту. А также вы можете поставить свою оценку статье по 10 системе, отметив ее определенным количеством звездочек.

Приходите ко мне в гости и приводите друзей, ведь этот сайт создан специально для вас. Я всегда рада видеть вас и уверена, что вы обязательно найдете здесь много полезной и интересной информации.

Источник

Анонимный вопрос  ·  10 июля 2018

9,0 K

Физик и лирик. Высшее образование — физико-математикое. Интересуюсь всем, что…

Полезные ископаемые бывают разные, если сильно не вдаваться в подробности, то их можно разделить на твердые, жидкие и газовые.
Твердые полезные ископаемые добывают открытым способом через карьеры, подземным способом через шахты или комбинированным открыто-подземным способом.
Жидкие и газообразные полезные ископаемые добывают путём бурения скважин, через которые производится их откачка в специальные хранилища.
Можно еще рассмотреть дражный способ добычи полезных ископаемых, когда горное предприятие осуществляет как добычу сырья, так и его обогащение, т. е. с помощью специального оборудования первично происходит отделение ценной породы от сопутствующей пустой.

Полезные ископаемые добываются различными способами, изобилие которых обусловленно наличием технического прогресса в современном мире.
Ископаемые жидкого и газообразного типа, находящиеся в земле, добывают с помощью бурения скважин и плит.
Так полезные ископаемые поступают на поверхность.
Для добычи полезных ископаемых альтернативных видов также используют дополнительн… Читать далее

Почему рудные полезные ископаемые чаще всего встречаются в горах?

подумываю стать крутым программистом, но пока что просто пеку хлебушек

Рудные полезные ископаемые, или по-другому, магматические, поэтому так и называются, что, образовываясь преимущественно из магмы и ее горячих растворов, они поднимаются из недр земли и застывают на различной глубине. Такие ископаемые могут образовываться в том числе из магмы-лавы, которая быстро остывает после изливания.

А так как магма внедряется в основном в период активных движений тектонических плит, рудные полезные ископаемые и встречаются в горах наиболее часто.

Как добывают уголь?

Способы добычи угля зависят от глубины его залегания. Разработка ведется открытым способом в угольных разрезах, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 метров. Нередки и такие случаи, когда выгодно вести разработку угольного месторождения подземным способом. В современном обществе готовый уголь легко раздобыть на https://inertpro.ru/ И почитать про него там можно.

Прочитать ещё 2 ответа

Добывают ли золото на приисках в России? Выгодно ли это?

Правдоруб. Продажи, мотивация, масштабирование без прикрас

Добывают.  Выгодно. Если бы было не выгодно, не добывали бы. Естественно, никакой гарантии остаться в плюсе нет. Всё зависит от точности геолого-разведочных данных, от того на сколько богато месторождение.

Понятное дело, что всё что можно было легко взять — давно взяли. 

Добыча в удалённых местах, сопряжена с необходимостью строить дороги, доставлять технику, людей и провизию. Вообще золотодобыча — дорогое удовольствие.

В общем есть не мало случаев, когда прииски (старательские артели, как их называют в Сибири ) разоряются.

Как образуется нефть?

Детский популяризатор науки отвечает на вопросы I Мои видеолекции о природе для детей и…  ·  detlektor.ru

Учёные считают, что нефть образовалась из остатков древних растений и животных, которые жили на берегах тёплых и мелких морей, а также в самих этих морях, которые покрывали большую часть земной поверхности.

Старейшие месторождения нефти, друзья мои, образовались более 600 миллионов лет назад. Так вот, когда эти древние животные и растения погибали, они накапливались на морском дне. Со временем миллионы тонн песка и грязи покрывали их сверху. Всё это создало огромное давление, которое способствовало тому, что эти остатки стали превращаться в густую тёмную жидкость, которая, в свою очередь, пропитала землю.

Некоторые участки земной поверхности стали подниматься вверх — части морского дна становились сушей. Так вот, некоторый объём этой чёрной жидкости постепенно просочился на поверхность земли, и, таким образом, люди впервые обнаружили нефть. Это была сырая нефть, и люди всё равно использовали её тысячелетиями. Например, древние египтяне и китайцы использовали нефть в лечебных целях. А вот в Индии её использовали как топливо, и, кстати говоря, ещё задолго до нашей эры.

Неочищенная нефть, которая добывается из скважины, используется крайне редко. Для того чтобы её применять, её нужно очистить. В процессе очистки из нефти удаляются разные вещества, которые попали в неё естественным путём. В результате этого процесса мы получаем бензин, керосин, дизельное топливо, а также асфальт.

Возможна ли добыча полезных ископаемых прямо из магмы?

Поскольку вы сами понимаете, что при современном уровне развития человеческой цивилизации добыча полезных ископаемых из магмы не осуществима технически, остаётся рассуждать о самой целесообразности такого предприятия. Достоверно состав магмы не известен. Под магмой вы, наверное, имеете в виду земную мантию. Учёные не могут определиться детально даже о строении земной коры, до сих пор не известно, какие породы составляют нижние этажи литосферы. А мантия — полная загадка.
Принято считать что основа материков граниты, а океанской коры базальты. Но что представляют на самом деле эти граниты и базальты — вопрос. Было посчитано, что за время существования Земли, мощность осадочных пород должна составлять не менее 70 км. А что наблюдается сегодня? Толщина осадочного чехла на материках редко где достигает 5 км, значит под ним находятся не коренные граниты, а метаморфизированные породы. С океанической корой ещё сложнее и запутаннее. В каком состоянии, какого химического состава находятся вещества ещё глубже, тем более нет ответа.
Не зная досконально строения каменных оболочек планеты, не возможно предсказать, что, где и как искать. Бурить наугад при такой неопределённости; на такое рискованное предприятие не решится ни одно правительство. Задача сверхглубокого бурения по-сложней полёта человека на Марс. Технические трудности, с которыми столкнутся буровики могут быть не преодолимы в принципе.
Почему образуются полезные ископаемые? В земной коре существуют условия дифференциации элементов. Оргомную роль в концентрации месторождений играет вода. А существуют ли такие условия в магме, может быть там элементы перемешаны между собой в единую массу? Тогда добыча оттуда элементов теряет смысл.
Очень хорошо, что вы вспомнили роман А. Толстого «Гиперболоид инженера Гарина». Это моя любимая книга вместе с «Аэлитой». Задумка автора была несколько в другом: показать не саму возможность добраться до глубинных полезных ископаемых, а убедить читателя, что достижения науки и техники по-разному служат людям, смотря в чьих руках находятся. Это не не просто научная фантастика, это революционный роман.

Источник