Методы добычи алмазов. Алмазы: происхождение, добыча, классификация. Справка. Кимберлитовая трубка «Мир». Россия

20.09.2019

Среди известных на сегодняшний день природных минералов алмазы признаны самыми дорогими, а их добыча приносит колоссальные прибыли добывающим компаниям. Миллиарды лет необходимы для того, чтобы атомы мягкого углерода трансформировались в твердую алмазную структуру.

Образование уникальной кристаллической решетки этого минерала происходит на глубине 100-200 км под воздействием высокой температуры (до 1300°С) и давления. Добывают алмазы из кимберлитовых трубок, которые образовались в результате извержения подземных вулканов, их лампроитовых трубок, которые также являются коренными месторождениями, и из вторичных залежей - россыпей. Кроме того, современные ученым удалось получить искусственный алмаз - камень, который похож на настоящий, но не такой ценный.

История добычи алмазов

Первые алмазные россыпи, которые на сотни лет сделали страну лидером по добыче алмазов, были найдены в Индии еще за несколько тысячелетий назад. Чтобы добыть сверкающие кристаллы, древние люди использовали кайло и лопату, а обогащение осуществлялось с помощью лотков, которые также применяли для промывки золота. Долгое время месторождения алмазов человечеству были неизвестны.

Однако к началу 18 века запасы знаменитых индийских россыпей заметно истощились, а в 1714 г. в одном из бразильских штатов местный крестьянин нашел сверкающий камешек. Это событие положило начало так называемой "алмазной лихорадке", которая позже охватила весь мир. После того, как в 1725 г. в были открыты бразильские алмазные россыпи, мировая добыча алмазов надолго переместилась на южно-американский континент. Тысячи старателей, забыв об усталости, отправились туда на поиски драгоценных кристаллов.

Удачная находка бразильянина будоражила умы алмазоискателей и на других материках. В 1829 г. Павел Попов нашел первый алмаз на одном из уральских золотых приисков, а через некоторое время речные россыпи с незначительным количеством этого минерала были обнаружены под Нижним Тагилом. До крупных месторождений в России не могли добраться еще долго...

Зато 1867 г., когда рядом с р. Оранжевая, расположенной в южной части африканского континента, был найден камень массой в 21 карат, началась история добычи алмазов в Африке. Через пару лет местный мальчишка нашел камень, масса которого была оценена в 83,5 карата. "Звезда южной Африки" или "Дадли" - такое название получил этот невероятной красоты алмаз позже. Уже в конце XIXв. в русле одной из рек на территории южно-африканской провинции Кимберли было обнаружено целое месторождение твердых минералов. Оно представляло собой поднимающийся из глубин земли конус, воронка которого на поверхности имела диаметр в несколько сот метров.

По внешнему виду месторождение, содержащее в себе алмазные кристаллы, напоминало трубку. В честь места, где оно располагалось, место вулканического взрыва было названо кимберлитовой трубкой, а саму породу назвали кимберлитом. Разработка и обогащение этой массы буровато-желтого цвета не вызывает трудностей, а тысячи кимберлитовых трубок расположены по всему миру. К сожалению, лишь малая их часть подходит для промышленной добычи алмазов.

Но вернемся к истории. Открытие кимберлитовых трубок способствовало появлению и развитию новых способов добычи алмазов. Опасная и трудная работа, заставила старателей объединить свои усилия и создать в 1988 г. компанию по добыче алмазов "De Beers Consolidated Mines, Ltd.", которая впоследствии самой крупнейшей в мире. Спустя 20-30 лет на территории Африки были выявлены уже сотни месторождений драгоценных минералов - в Ботсване, Анголе, Намибии, Сьерра-Леоне и пр. , а из разработанных кимберлитов ежегодно добывались сотни тысяч каратов алмазов.

В середине прошлого века на страны Южной Африки и Бразилию приходилась основная доля добычи алмазов в мире, а алмазные копи в Индии считались уже отработанными. В нашей же стране крупные "трубки взрыва" пока не были найдены, хотя все предпосылки к этому имелись. Советские геологи упорно исследовали территорию Сибири, делая особую ставку на Якутию, и их старания оказались успешными. В 1949 г. в районе бассейна р.Вилюй обнаружили первый алмаз, а в 1954 г. ленинградским геологом Л. Попугаевой было открыто первое коренное месторождение СССР, получившее название "Зарница". Результативной оказалась и Амакинская экспедиция, проведенная через год - благодаря ей была открыта кимберлитовая трубка, получившая название "Мир". В это же время богатое месторождение, названное "Удачным", было найдено геологоразведовательной группой во главе с Щукиным В.Н.

На дикой сибирской территории появились новые города - Мирный и Удачный, а горные работы на одноименных месторождениях в зоне вечной мерзлоты не прекращалась даже на неделю. Сейчас лидирующей российской компанией по добыче алмазов является "АЛРОСА". Основными местами добычи алмазов в России являются Якутия (Республика Саха), Пермская и Архангельская области.

Технология добычи алмазов

Добыча алмазов в промышленных масштабах требует серьезных финансовых и временных инвестиций. Из одной тонны горной породы удается добыть лишь около 1 карата алмазов, чуть больше - 3-5 карат добывается из месторождений россыпного типа. Организация процесса добычи алмазов включает в себя следующие этапы:

Разведывание месторождений. Геолого-изыскательные работы могут занимать не один год, а после того, как первый экземпляр, подтверждающий наличие алмазных запасов в конкретном регионе найден, добывающие компании переходят к следующему этапу.

Подготовка инфраструктуры. В районе будущей добычи алмазов подготавливают рабочую площадку и организуют доставку всей необходимой техники и оборудования. Также строится временное жилье для людей, занятых добычей и обработкой драгоценного камня. Алмазные залежи, расположенные глубоко под землей, требуют строительства закрытых подземных рудников. Если же месторождение было обнаружено океанском дне, процесс добычи алмазов предполагает ведение работ с использованием высокотехнологичных роботов с электронным управлением.

Возведение обогатительной фабрики.

Непосредственно добыча алмазов. Это, пожалуй, самый важный этап, после которого полученные и отсортированные кристаллы попадают на рынок. Предлагаем более подробно рассмотреть этот процесс. Сначала добытая руда измельчается до фракций в 50 - 150 мм, затем она просеивается и калибруется, что позволяет отделить содержащий алмазы кимберлит от пустой породы. Благодаря повторному размельчению получаются частицы минимальных размеров - от 1 до 32 мм, которые отправляются на очередную сортировку. Чистый алмазный кимберлит делится на 4 категории (1-4 мм, 4-8 мм, 8-16 мм, 16-32 мм). В сортировочном цехе происходит окончательный осмотр полученных камней и осуществляется их отбор по весу, классу и диаметру.

Современные технологии сортировки алмазов позволяют выбрать наиболее подходящий вариант. К примеру, рентгеновские установки облучают алмазосодержащие руды, в результате чего камни начинают светиться голубым светом и их подбирает пневматический толкатель. Электромагнитные установки с помощью излучения притягивают непосредственно горную породу, позволяя легко отделить от неё алмазы. Для извлечения камней из месторождений россыпного типа используют суспензионные установки. Для этого руду помещают в жидкость, имеющую высокую плотность: легкие камни, оставшиеся на поверхности поступают далее на обогатительную фабрику, а более тяжелые оседают на дно. Производство алмазной пыли осуществляется с использованием установок с пенным флоратором.

В начале прошлого века в 1905 году в Африке был найден самый крупный алмаз в мире. Его вес составил 3106,75 карата или 621 грамм. Кристал назвали в честь владельца рудника Куллинан и подарили английскому королю Эдуарду VII на день рождения.

В алмазе имелись трещины и из него нельзя было сделать один гигантский бриллиант. Чтобы правильно расколоть камень призвали самого лучшего гранильщика в Европе, который мог отшлифовать крохотный участок на поверхности камня, заглянуть внутрь и определить место единственного удара.

Мастер изучал Куллинан несколько месяцев, а потом сделал едва заметную царапину. Затем в присутствии знаменитых ювелиров он приставил к царапине стамеску, нанес удар и... потерял сознание. Несмотря на волнение, удар оказался точным: камень "раскрылся" на десять частей, одна из которых впоследствии стала крупнейшим бриллиантом в мире. Лишь в 90-х годах был получен еще один драгоценный камень, превосходящий его на 15 карат.

Это красивая история о красивом камне. Но, как известно, за красотой стоят вещи куда более прозаичные. Сегодня предлагаю узнать, как добывают алмазы в наше время. Давайте спустимся в шахту трубки "Интернациональная", откуда ежедневно поднимают два ведра алмазов...

Прежде чем начать рассказ о добыче, предлагаю разобраться в том как алмазы образуются и причем здесь дыра в земле:

Алмазы рождаются в подземных каналах, образованных на месте бывших вулканов. Эти образования называются кимберлитовые трубки, они похожи на морковь в земле. В них находится специальные породы (кимберлиты) в которых и образуются алмазы. Вулканы, послужившие началом образования трубок настолько древние, что уровень земли в то время был намного выше:

"Елочки" над трубками, это не сибирская тайга, а модели маленьких шахт, с помощью которых определяют размеры трубок:

Алмазы добывают открытым и шахтным способами. В первом случае капают огромный карьер. На макете, если присмотреться есть желтые точки. Это огромные Белазы, которые вывозят породу на поверхность. Рано или поздно, когда карьер достигает определенных размеров, добывать открытым способом становится затратно и тогда переходят к шахтному. В этом случае вокруг рудного тела роют шахты по типу винтовой лестницы:

Рудные тела могут выглядеть по-разному. Где-то есть один ствол, а где-то несколько:

Трубку искали в 1955 году в обстановке строгой секретности. Обнаружив ее, геологи отправили в Москву знаменитую телеграмму, которая и дала название месторождению:

Так выглядел Мирный в первые годы - просто палаточный лагерь. Прослеживаются две улицы: Московская, которую строили москвичи, и Ленинградская, которую строили жители Северной столицы. В 1956 году началась промышленная эксплуатация трубки. Открытые горные работы на ней завершились в 2001-м, и громадная воронка стала яркой достопримечательностью города. Сегодня карьер глубиной 525 метров и шириной 1200 метров виден даже из космоса:

Ленинградская улица в первые годы:

10.

Жили геологи хоть и в палатках, но весьма обустроенных:

11.

Я спускался в шахту трубки "Интернациональная". Модель рудника. Желтым закрашены участки которые уже выработаны, зеленым - те которые выработать предстоит. Добывают так: на нужном уровне прорывают в рудном теле несколько тоннелей с равными промежутками, словно тыкают вилкой в сосиску. Потом в пустоты заливают бетоном, чтобы порода не обрушилась. Затем операцию повторяют снова:

12.

Перед тем как спуститься в шахту, надо прослушать технику безопасности. Показывают видео с инструкцией:

13.

Примеры экипировки шахтера. У всех на шее висит "спасатель", если вдруг случится обрушение или какое-то ЧП, "спасатель" способен подавать кислород на шесть часов дыхания. Запрещается снимать и удаляться от него далее чем на три метра:

14.

"Спасатели" выдают в ламповой. Тут же следят за тем сколько человек спустилось в шахту и сколько поднялось. Вместе со спасателем выдают фонарик и каску:

15.

Все по строгим спискам:

16.

Фонарик работает на одном заряде около суток:

17.

Пока они лежат на стойке, аккумуляторы заряжаются:

18.

"Зал ожидания" перед спуском. Лифт вверх-вниз ходит несколько раз в день по расписанию и вся смена собирается в зале, чтобы потом вместе спуститься:

19.

Проход в шахту лифта. Дверь герметична, как на подводной лодке:

20.

21.

Спускаемся на глубину около километра:

22.

Спуск занял минут пять - точно не засекал:

23.

Один из "горизонтов" который подводит к руднику. На стене написано -560 метров, имеется в виду ниже уровня моря. Так как Мирный сам стоит на высоте 400 метров, то получается что под землю мы спустились почти на километр (960 метров):

24.

Пульт управления лифтом:

25.

Затем смена выходит на уровень и идет по тоннелю:

26.

Проходим под ресничками как чемоданы в багажное отделение аэропорта:

27.

На глубине километра под землей ходит маршрутка:

28.

Похож на Хаммер:

29.

Водитель:

30.

За проезд передайте!

31.

За пять минут доезжаем до рудника. Под сводом тоннеля вентиляционная труба. Дышится легко и свободно:

32.

Возле рудника от остановки маршрутки вверх и вниз уходят ответвления к руднику:

33.

Поднимаемся немного выше, где в данный момент проходит разработка:

34.

Вот. Это кимберлит:

35.

Чуть позднее сфотографировал кимберлит в музее:

36.

Красные вкрапления - это пироп, верный спутник алмазов:

37.

Кимберлитовое тело "грызется" специальным комбайном:

38.

Шарошка и след от нее в породе:

39.

40.

41.

Затем поднимается наверх:

42.

За комбайном стоит бульдозер и подбирает руду:

43.

Мотор Мерседес:

44.

Руда сгружается в вагончики и доставляется на поверхность. Оттуда ее перевозят на горно-обогатительный комбинат:

45.

Место ремонта техники. Это все тоже под землей и на том же уровне:

46.

На выходе из шахты необходимо вымыть сапоги:

47.

48.

Мужики в ожидании "лифтера":

49.

Я спросил: а что если найдешь алмаз в шахте? Ребята сказали, увидеть алмаз в породе практически невозможно (никто не припомнил таких случаев). Кроме того, это уголовное преступление и никто не решится на него пойти:

50.

Поднявшись на поверхность, работники идут в ламповую, сдают фонарики, спасатели и переодеваются:

51.

52.

Столовая:

53.

54.

55.

56.

Что же происходит потом? Руду дробят, отделяя породу от алмазов (многоуровневая и сложная технология), после чего драгоценные камни сортируют по размерам и цвету:

57.

Ценный чемоданчик с сортированными алмазами:

58.

Ну и Алмазное Сердце России. По данным пробирной палаты при Минфине, в прошлом году в России было добыто около 38 миллионов карат, из которых на экспорт было отправлено 35,3 миллиона карат необработанных алмазов. Крупнейшими экспортерами российских алмазов являются Бельгия и Индия:

59.

Алмаз – самая твердая порода на Земле и во всей Вселенной. Но вот парадокс, состоит алмаз из углерода – самой мягкой породы, по шкале Мооса (есть такая таблица у геологов для измерения прочности, состоящая из 10 минералов, начиная с самого мягкого и заканчивая самым твердым – алмазом).

Если рассматривать алмаз на уровне атома, то увидим, что он состоит из атомов углерода, очень плотно упакованных. Резкий и не сильный удар способен кристалл алмаза превратить в кучу осколков. Он очень хрупкий. Ограненный алмаз – самый дорогой бриллиант.

Как добывают алмазы, как образуются

Алмазы образовались в глубине (десятки, а может и сотни километров) нашей Земли, в те времена, когда еще зарождалась наша Земля, около 2 млрд. лет назад.

Порода, в которой образовались алмазы – кимберлит. Впервые эту породу нашли возле городка Кимберли, что в ЮАР, и назвали в его честь.

С большой глубины, под давлением, порода извергалась наружу, пузыри газа в ультраосновной породе лопались, так образовывались большие трубки взрыва, диаметром в 1 км и больше, заполненные темной брекчированной породой с голубоватым оттенком – кимберлитом, в которой встречаются алмазы. Это коренной вид месторождения.

За долгие годы, под действием воздуха и воды, кимберлитовые трубки разрушаются, щебень и галька из породы, вместе с алмазами, сносится со склонов гор дождем и ручьями. Так образуется второй вид алмазных месторождений – россыпи.

Из крупных метеоритов, упавших на Землю при бешеной скорости, миллионы лет назад, в месте соприкосновения, также образуются алмазы. Пример тому месторождение в северной Сибири, диаметром близко 100 км.

Где добывают алмазы

В промышленных масштабах алмазы добывают:

Ботсвана.
Россия – Якутия, Архангельская область.
Западная Австралия.
Канада.
Южно-Африканская Республика.
Ангола.
Конго.

Какого цвета добывают алмазы

Алмазы, которые используют в бытовых целях молочного, серого и темно-серого цветов.

Самые распространенные цвета алмазов, используемые в ювелирной промышленности:

прозрачные желтоватые различных оттенков;
коричневато-дымчатые;
бурые оттенки.

Редкими оттенками для алмазов считаются: прозрачные голубоватые, розоватые и зеленоватые.

Весьма редкими считаются алмазы без какого-нибудь оттенка, абсолютно бесцветные.

Самые ценные алмазы, окрашенные в яркие насыщенные тона с ровными гранями:

розовые;
вишневые;
красно-рубиновые;
голубые;
фиолетовые;
зеленые;
золотистые;
желтые;
черные.

Как добывают алмазы

Кимберлитовые трубки залегают в основном до глубины близко 1,5 км. Это твердая порода. До 600 м месторождение разрабатывают с помощью взрывчатки открытым способом – карьером.
Глубже – подземным способом, с помощью рудников.
Построить рудник очень сложно, так как зачастую это места в условиях вечной мерзлоты, и на глубине приходится постоянно откачивать мощные потоки подземных вод. Всю породу из карьера, а затем из рудника, большими машинами везут на фабрику, где её сначала измельчают, а затем промывают водой.
Под воздействием воды тяжелые частицы породы оседают, а легкие уносятся водой.
Затем тяжелый остаток поступает на огромное, постоянно вибрирующее сито, где крупная часть просеивается, а пыль остается.
И последний этап – отделение алмазов от пустой руды. Это происходит с помощью рентгеновских лучей. И затем отобранные вручную алмазы поступают к огранщику.
Алмазы из россыпей добываются путем промывки породы на больших ситах, в основном, вручную.

Следует заметить, что все добытые алмазы используются: одни, прозрачные и большие – на огранку, из которых потом делают бриллианты, другие, мелкие и непрозрачные – для использования в бытовых целях.

Даже алмазная пыль используется для производства алмазных коронок, без которых при бурении скважин не пробурить твердые породы.

Вот небольшая экскурсия в мир, где добывают алмазы, это очень тяжелая, но и увлекательная работа.

Соберите необходимые предметы. Алмазы встречаются на уровне 5–16 (координата Y равна от 5 до 16), поэтому под землей создайте базу и копайте от нее два горизонтальных тоннеля (размером 2х2 блока) в противоположных направлениях. Чем больше земли вы выкопаете, тем скорее найдете алмазы. Чтобы подготовиться к добыче алмазов, положите в инвентарь следующие предметы:

Железная кирка - крафтится из трех железных слитков, которые получаются из трех железных блоков, и двух палок. Алмаз можно добыть только железной или алмазной киркой.
Кровать - крафтится из трех досок и трех блоков шерсти. Кровать станет точкой вашего возрождения, то есть если в процессе добычи ресурсов вы умрете, вы возродитесь около кровати.
Факелы - крафтятся из одной палки и одного угля/древесного угля. Поскольку вы уйдете под землю, факелы помогут вам видеть, что происходит вокруг.
Сундуки - крафтятся из восьми досок, которые получаются из двух деревянных блоков. В сундуках можно хранить руду, которую вы добудете во время поиска алмазов.
Печь - крафтится из восьми булыжников. В печи можно переплавить любую руду (например, железо, золото или алмаз), то есть теоретически получить неограниченное количество кирок.
Верстак - крафтится из четырех досок, которые получаются из одного деревянного блока. Верстак позволяет создавать разные предметы и инструменты.
Двери - крафтятся из шести досок. Дверь будет препятствовать проникновению на базу мобов, когда вы спите.
Деревянные блоки - дерева под землей нет, а оно необходимо, чтобы создавать инструменты и другие предметы. Рекомендуем запастись как минимум 64 деревянными блоками.
Карта (только на консоли и мобильном устройстве) - крафтится из восьми бумаг и компаса. На карте отображаются ваши координаты, которые будут обновляться по мере того, как вы будете двигаться вниз.
Сырое мясо - его тоже нет под землей. Мясо, которое можно приготовить, находясь в шахте, полностью утолит голод и восстановит здоровье.

Копайте вниз до 16 уровня. Алмазы встречаются на уровне 5–16 (координата Y равна от 5 до 16), но больше всего их между 5 и 12 уровнем. Чтобы узнать свою Y-координату, откройте карту (на консоли и мобильном устройстве) или нажмите F3 (Windows) или Alt + Fn + F3 (Mac).

Рекомендуем копать зигзагообразно, потому что копание по прямой может привести к падению в пещеру, комнату для мобов (это комната с 2 сундуками, факелом и точкой возрождения мобов) или даже в лаву.
Если у вас не получилось скрафтить карту или если она не работает, копайте до бедрока (это слой коренной породы, которую нельзя разбить никакими инструментами). Этот слой находится на 4 уровне, то есть вы будете стоять на 5 или 6 уровне.

Создайте базу. Для этого выкопайте помещение размером 3х5х5 блоков (как минимум), создайте дверной проем и поставьте на созданной площадке свои предметы (например, факелы, кровать, печь и сундуки).

Выкопайте главный тоннель. Его размеры должны составлять не менее двух блоков в ширину, двух в высоту и двадцати в длину. Тоннель может начинаться прямо за дверью или можно сделать поворот, чтобы тоннель был перпендикулярен базе.

Вторичные тоннели будут отходить от главного под прямым углом, поэтому убедитесь, что ни один из таких вторичных тоннелей не упрется в вашу базу.
Ставьте факелы через каждые несколько блоков, чтобы не заблудиться.

Выкопайте вторичный тоннель справа или слева главного тоннеля. Длина вторичного тоннеля должна быть не меньше двадцати блоков, а ширина - 1–2 блока.

Копайте вторичный тоннель в нескольких блоках от конца главного тоннеля.

Выкопайте еще один вторичный тоннель на той же стороне главного тоннеля, что и первый вторичный тоннель. Помните, что вторичные тоннели нужно копать в нескольких блоках от конца главного тоннеля.

Алмазы – одна из ценнейших горных пород планеты. Находимых в нескольких регионах, добывается разными способами. Люди многих профессий, от геолога до ювелира, трудятся, чтобы алмаз стал бриллиантом.

Для возникновения алмазных кристаллов необходимы условия:

Глубина от 100 км.
Температура не ниже 1100°С.
Давление не менее 35 килобар.

Природные процессы создают виды месторождений:

Коренное. Наверх алмазы выносил поток магмы при извержении вулканов. Пузырьки газа в породе лопались, образуя трубки с темно-голубоватой породой внутри. Её назвали кимберлитом, а алмазоносные трубки кимберлитовыми – по месту первого обнаружения – южноафриканской провинции Кимберли.
Рассыпное. Тысячелетиями воздух разрушал трубки. Осадки и ручьи смывали с гор щебень, гальку, алмазы, создавая поля-россыпи.
Импактное. Появились на местах падения метеоритов.

По миру разбросаны тысячи трубок, но для промышленной разработки пригодны немногие. Редчайшие метеоритные алмазы оставляют для исследования учёным.

Технологический цикл

Добыча алмазов – проект, требующий финансовых инвестиций. Средства нужны на геологоразведку, технику, строительство обогатительного предприятия, оплату труда работников, подготовку залежей.

Технология работы предусматривает следующие этапы:

Геологоразведка. На неё уходят месяцы или годы. Когда драгоценные кристаллы обнаружены, проводятся расчёты, подтверждающие, что это солидное месторождение, а не единичные находки.
Покупка оборудования. не добывают вручную, нужна техника для обустройства шахты, транспорт для перемещения породы.
Создание инфраструктуры. На месторождении задействованы люди, которым нужно где-то жить, питаться, лечиться. Часто рудник становится градообразующим предприятием.
Строительство фабрики. Реализация сырья невыгодна, поэтому сооружают обогатительное предприятие, на котором драгоценные камушки отделяют от породы, сортируют и отправляют на гранильное предприятие. Здесь материал обработают, огранят и отшлифуют.

Чем глубже залегает порода, тем солиднее капиталовложения. Для получения одного карата перерабатывают тонну шахтной породы. Россыпи щедрее – тонна породы даёт от трёх до пяти карат.

Способы добычи

До XIX века алмазы добывали лопатой, разгребая речной песок и промывая породу на лотках. Сегодня процесс механизирован, способы добычи – шахтный и карьерный (открытый). На то, как добывают алмазы, влияет глубина залегания породы.

Карьер

Алмазы, сосредоточенные не глубже 600 м, добываются в карьерах. Бурят скважины, в которые закладывают взрывчатку. Взрывают, выброшенной породой загружают самосвалы, идущие на обогатительную фабрику.

Сегодня в мире несколько главных регионов с промышленными масштабами добычи. Мировой топ рейтинга (%):

Россия – 22;
Австралия – 20;
Ботсвана – 19;
Конго – 17;
Канада – 10.