Что такое карьер? Технология добычи полезных ископаемых открытым способом

Песок считается дешевым и безвредным материалом, который используют для строительства. Да и запасов его очень много. Существуют карьеры Московской области, которые используются для добычи песка. Он скрывается под слоем почвы, поэтому, чтобы добраться до него, нужно вскрыть эту преграду. Стоимость песка может зависеть от техники, которая применялась для его добывания, от погрузки, от вида операции, которая выполнялась. Кроме этого, получают песок еще и под водой, для чего используются специальные насосы.

В основном песок, который предоставили карьеры Московской области, содержит в себе камни и глину. Даже в таком виде используют этот материал, но для строительства его просеивают или промывают.

Способы обработки песка

Песчаные карьеры Московской области обычно предоставляют материал, который следует обработать для дальнейшего производства. Разделяют такие его виды:

1. Промытый песок. После того, как материал нагрузили, привезли, его следует очистить от камней и глины. В этом случае применяется данный метод. Впоследствии полученный материал используют для стяжки полов, штукатурки, а также для изделий из железобетона. Его иногда могут фасовать в мешки.
2. Сеяный песок. Этим методом получают материал для кладки кирпича, асфальта или бетонных смесей. Его заготавливают большими объемами, которые называют отсевами. Затем их используют для того, чтобы наполнить бетон. Если имеется наличие более крупных частиц, то такой песок берут для кирпича или камня.

Самые известные месторасположения

Песчаные карьеры очень богаты разными видами добываемых материалов. Самыми интересными считаются известняковые и фосфористые карьеры. Они достаточно давние, так как находят здесь даже отложения каменноугольного и юрского периода (соответственно палеозойской и мезозойской эры). На протяжении нескольких веков происходит добыча песка, который предоставляют карьеры Московской области. В основном полученный известняк используют для дальнейшего производства цемента или для дорожной щебенки.

Такие месторождения есть на юго-востоке Московской области, а именно - в районе Егорьевска и Воскресенска.

Описание карьеров

Мы уже выяснили, что предоставляет карьер песок. Московская область насыщена точками, где можно добывать такой материал. В основном все они длиной до 5 км, напоминают собой ступенчатый желоб. Существует специальный экскаватор, который ездит по рельсам. Он убирает лентой породы, а длина среза при этом составляет около 50 м. Все они впадают в отвал. Затем процедура повторяется в противоположную сторону. Таким образом, в конечном итоге остаются огромные отвалы, которые расположились параллельно. В Воскресенске имеются фосфоритовые карьеры. Песок здесь черных оттенков. Такие места - рай для ценителей камней.

Несколько известных карьеров Московской области

Карьеры Московской области постоянно расширяются. Ведь песок нужен для людей, которые занимаются строительством. Существует несколько известных мест, которые насыщены песком:

1. Сычёвский песчаный карьер. Он расположился в Волокамском районе, от Москвы требуется проехать 90 км, чтобы добраться до этого места.
2. Малкинский песчаный карьер. Он расположился недалеко от Пятигорска, а именно - за 35 км от него.
3. Богаевский песчаный карьер. Это место считается очень известным. Материал, который был получен здесь, обеспечил не одну стройку в столице. Этот карьер расположился в небольшом поселке Орешки Рузского района.

Карта карьеров Московской области богата разными месторождениями. В Раменской области находится Чулковский карьер. Возле него имеется Егановское месторождение, которое предоставляет стекольные пески. Эти два места очень похожи, они будто дополняют друг друга. На этой местности находится группа карьеров, где есть разные отложения, а именно:

• каменноугольные;
• нижнемеловые;
• неогеновые;
• верхнеюрские.

Эти места богаты на оксфордские глины. Чтобы их вскрыть, приходится проникать на глубину 2,5 м. Кварцево-глауконитовые пески выделяются внешним видом среди остальных. Они имеют зеленоватый оттенок, представляют собой мелкие зерна, содержат глину.

Кроме этого, в карьерах Московской области добывают Например, в заокских районах. Известными считаются карьеры в Серебрянопрудском и Серпуховском районах, которые богаты на железные руды, а также титан.

Егановское месторождение представляет собой источник кварцевых песков. Они по всей местности перекрыты моренными глинами, аллювиальными суглинками, а также песчаниками с разными зернами. Этот слой доходит до 7 м. Кроме этого, существует еще один популярный карьер, который представляет желваковые фосфориты. Это Егорьевское месторождение. Оно очень большое.

Итак, Московская область насыщена карьерами, которые являются источниками песка, столь необходимого при строительстве.

В этой статье:

Песок – один из самых востребованных строительных материалов. Так как люди его используют в хозяйственной и строительной деятельности. Но, несмотря на то, что песок буквально лежит у нас под ногами, добыча этого полезного ископаемого в промышленных объемах – дело непростое, которое требует знаний технологии и огромных финансовых вложений. Поэтому далее мы рассмотрим, как организовать предприятие по добыче и производству песка?

Как оформить добычу песка?

Чтобы деятельность по добыче песка была легальной, необходимо оформить карьер и зарегистрировать предприятие.

Зарегистрировать предприятие лучше как ООО на упрощенной системе налогообложения. Далее нужно получить право на пользование карьером и оформить лицензию.

Такая лицензия действительна в течение 5 лет, но потом ее можно продлить.

В процессе легализации бизнеса могут понадобиться следующие коды ОКВЭД и нормативные документы:

• 14.21 – «Разработка песчаных и гравийных карьеров»;
• 14.22 – «Добыча каолина и глины».
• ГОСТ 8736-93 – «Песок строительный. ТУ»;
• ГОСТ 4417-75 – «Песок кварцевый для сварочных работ».

Технология добычи песка

Выбор технологии добычи песка зависит от происхождения строительного материала – карьерный, морской или речной. Добыча песка может выполняться следующими методами:

• открытым ,
• закрытым .

Добыча песка открытым способом

Добыча песка открытым способом является более распространенной. При этой технологии применяются скреперы, самосвалы, экскаваторы, подвесные канатные дороги и иное оборудование. Месторождения нерудных полезных ископаемых обычно скрыты под слоями почвы и глинистыми породами. Их называют вскрышами.

Перед тем как начать добычу песка, скреперы и бульдозеры осуществляют вскрышные работы. Это позволяет предотвратить попадание различных примесей в песок. Соотношение объема слоя породы к общему объему полезных ископаемых называют коэффициентом вскрыши. Следующая операция – прокладывание траншей для рабочих уступов и транспортных путей. Высота уступа определяется техническими характеристиками экскаватора.

Обычно для добычи песка используют одноковшовый или многоковшовый экскаватор. Объем ковша этой спецтехники варьируется от 0,25 до 15 м 3 .

Песок, который добывается этим методом, обычно желто-оранжевого цвета и не самый лучший по своим свойствам. Поэтому в дальнейшем производят его очистку, после которой материал можно использовать в приготовлении штукатурных и кладочных растворов, в производстве кирпича.

Технология добычи песка закрытым (гидромеханизированным) способом

Добыча песка со дна водоемов осуществляется гидромеханизированным способом. Для освоения подводных месторождений используют земснаряды или плавучие установки. Они выглядят как понтон, который фиксируется и перемещается с помощью якорей, тросов и свайных устройств. На этом оборудовании располагается землесос – мощнейший насос . На дно водоема опускается механический рыхлитель и землесос. Эти устройства работают совместно, и разрыхленный песок всасывается в трубу и далее в виде гидросмеси перемещается по плавучему пульпопроводу, который состоит из звеньев труб и поплавков.

В завершение пульпа (смесь песка и воды) помещается в гидроотвалы, откуда вода стекает обратно в водоем. Одновременно с этой операцией выполняется отмывка полезного ископаемого от глинистых и пылевидных примесей.

Бизнес-план по разработке карьера и добыче песка

Цель проекта – добыча разнозернистого кварцевого песка с месторождения (карьера) и его реализация на территории Российской Федерации.

Планируется, что разработка месторождений на предприятии будет осуществляться открытым способом. Благоприятные горно-геологические условия позволяют осуществлять вскрышные работы одновременно с добычей полезных ископаемых. Средняя высота уступов для месторождения кварцевого песка составляет 5 метров – 1 уступ, а предельный угол откоса – 35-40°.

На месторождениях кварцевого песка вода может быть подсечена на глубине около 8 метров. Дебит воды не существенный, при котором все работы можно осуществлять без откачки. Капитальные затраты на добычу песка

Затраты на покупку оборудования

1. Экскаватор «Hyundai R220LC-9S» (производство-Корея).

Технические характеристики:

• мощность — 194 кВт/263 л.с.;
• объем ковша – 1,43 м 3 ;
• глубина копания – 6 440 мм.

Цена экскаватора составляет 5 744 681 рублей.

2. Погрузчик «SEM 639 B», 1,7 м 3 .

• Объем ковша – 3,0 м 3 ;
• Мощность двигателя — 162/220 кВт/л.с;

Цена погрузчика – 1 468 085 рублей.

3. Автомашина самосвал КрАЗ – 6510.

Технические характеристики:

• Грузоподъемность – 18 000 кг;
• Объем платформы – 12 м 3 .

Цена автомашины – 2 648 936 рублей.

4. Утепленный вагончик. Цена – 478 723 рублей.

5. Рации. Цена – 24 468 рублей.

6. Пожарный щит. Цена – 8 511 рублей.

7. Баки 200 литров под топливо. Цена – 28723 рублей;

8. Бак под масло 200 литров. Цена – 9 574 рублей;

9. Обогреватель на солярке. Цена – 4 255 рублей;

10. Газовая плита. Цена – 7 447 рублей;

11. Газовый баллон. Цена – 3 191 рублей;

12. Питьевые баки. Цена – 5 106 рублей;

13. Дизельный генератор для вагончика. Цена – 350 000 рублей;

14. Столы. Цена – 4 255 рублей;

15. Стулья. Цена – 2 128 рублей;

16. Холодильник. Цена – 5 318 рублей.

Итого капитальные затраты: – 10 799 401 рублей.

Затраты на аренду техники из Европы для перевозки грузов (в год):

• Тягач «Volvo» (7 шт.). Цена – 24 592 340 рублей;
• Самосвальный полуприцеп «Schwarzmuller» (7 шт.).

Технические характеристики:

• Полезный груз – 33 тонны;
• Собственный вес – 9,2 т.

Цена – 10 876 882 рублей;

Установка гидроузлов (7 шт.) – 1 000 851 рублей;

Таможенные операции – 2 861 150 рублей;

Затраты на доставку – 1 340 425 рублей.

Итого: 40 671 648 рублей.

Затраты на оплату заработной платы для производственного персонала на месторождении полезного ископаемого

Прораб (1 чел.) – заработная плата в месяц – 31 915 рублей; в год — 382 980 рублей.

Экскаваторщик (2 чел.) – заработная плата в месяц – 80 064 рублей; в год – 960 768 рублей;

Водитель погрузчика (1 чел.) – заработная плата в месяц – 30 532 рублей; в год – 366 384 рублей.

Водитель КрАЗа (1 чел.) – заработная плата в месяц – 42 553 рублей; в год – 510 636 рублей.

Учетчик (1 чел.) – заработная плата в месяц – 20 766 рублей; в год – 249 192 рублей.

Сторож (2 чел.) – заработная плата в месяц – 34 021 рублей; в год – 408 252 рублей.

Повар (1 чел.) – заработная плата в месяц – 20 766 рублей; в год – 249 192 рублей.

Итого фонд заработной платы за год составит – 3 127 404 рублей

Затраты на обустройство карьера

Огнетушитель (3 шт.) – 4 468 рублей;

Заправка газового баллона – 5 957 рублей;

Каски строительные (3 шт.) – 2 553 рублей;

Голицы (10 пар) – 1064 рублей;

Дождевики (3 шт.) – 2 872 рублей;

Лопаты строительные (5 шт.) – 1 277 рублей;

Фонарь на вагончик (1 шт.) – 2 128 рублей;

Спецодежда и обувь для 5 человек – 53 191 рублей;

Топор (2 шт.) – 1 702 рублей;

Молотки (3 шт.) – 702 рублей;

Кувалда (3 шт.) – 3 191 рублей;

Щипцы (3 шт.) – 638 рублей;

Отвертки (3 набора) – 2 128 рублей.

Ключи гаечные (3 набора) – 15 957 рублей;

Плоскогубцы (5 шт.) – 532 рублей;

Переноски (3 шт.) – 511 рублей;

Собака (2 шт.) – 6 383 рублей.

Итого: 105 254 рублей.

Расчет стоимости питания рабочих на карьере

Стоимость 1 обеда – 117 рублей;

Количество рабочих – 9 работников;

Стоимость обеда в месяц – 22 117 рублей;

Стоимость обеда в год – 265 404 рублей.

Прочие затраты

Затраты на кормление 2 собак за год составят 61 277 рублей.

Затраты на аренду (в год): дом в селе вблизи карьера – 76 595 рублей;

Ассенизаторская машина – 12 766 рублей;

Итого: 89 361 рублей.

Затраты на рекламу

• Аренда билбордов (3 шт.) – 38 298 рублей;
• Реклама в газете – 5 106 рублей;
• Реклама на радио – 10 638 рублей;

Итого затраты в месяц – 54 042 рублей;

Итого в год – 108 084 рублей.

Косвенные расходы

• Расход дизельного топлива на содержание парка спецтехники – 17 литров в год. Средняя стоимость дизельного топлива составляет 30 руб./литр;
• Расход смазочных материалов на эксплуатацию вспомогательного оборудования – 3 тыс. литров в год. Цена смазочных материалов – 22 руб./литр;
• Коэффициент использования техники – 0.2;

Итого расходы на ГСМ составят: (17 000 * 30 + 3000 * 22) * 0,2 = 115 200 рублей.

Затраты на отчисление налога на добычу песка

На период с 1.01 по 31.12.2013 года ставка на добычу песка составляет 5,5 %.

Итого затраты на оплату налога составят: 0, 055 * 77 750 000 = 4 276 250 рублей.

Итого расходы на добычу песка составляют: 48 819 882 рублей.

Выручка

Ежегодные объемы добычи кварцевого песка:

• Песок мелкозернистый – 60 000 м 3 ;
• Песок среднезернистый – 70 000 м 3 ;
• Песок крупнозернистый (отсев) – 80 000 м 3 ;
• Песок повышенной крупности – 45 000 м 3 .

Выручка за год составит:

• От реализации песка мелкозернистого (Цена – 150 руб./м 3): 60 000 * 150 = 9 000 000 рублей.
• От реализации среднезернистого песка (Цена – 300 руб./м 3): 70 000 * 300 = 21 000 000 рублей;
• От реализации крупнозернистого песка (Цена – 400 руб./м 3): 80 000 * 400 = 32 000 000 рублей;
• От реализации песка повышенной крупности (Цена – 350 руб./м 3): 45 000 * 350 = 15 750 000 рублей.

May 26th, 2016

Как то наверное пол года назад все всерьез бросились обсуждать проекты добычи полезных ископаемых на астероидах. Планировали как они их будут ковырять, а некоторые даже хотели собирать их в ловушки и транспортировать к Земле. Но не зря говорят о том, что мы еще до сих пор нашу планету то недостаточно знаем, а особенно Мировой Океан.

По мере истощения полезных ископаемых на суше добыча их из океана будет приобретать все большее и большее значение, так как океанское дно представляет собой колоссальную, еще почти не тронутую кладовую. Некоторые полезные ископаемые открыто лежат на поверхности морского дна, иногда почти у самого берега или на сравнительно небольшой глубине.

В ряде развитых стран запасы руды, минерального топлива и некоторых видов строительных материалов настолько истощились, что их приходится импортировать. По всем океанам курсируют огромные рудовозы, перевозящие с одного континента на другой закупленные руду и каменный уголь. В емкостях танкеров и супертанкеров транспортируют нефть. Между тем зачастую совсем рядом имеются свои источники минеральных ресурсов, но они скрыты под слоем океанской воды.

Давайте посмотрим, как это будет добываться в будущем...

Фото 2.

Ближе к внешнему краю шельфа во многих частях Мирового океана обнаружены конкреции, содержащие большое количество фосфора. Их запасы еще окончательно не разведаны и не подсчитаны, но, по некоторым данным, они достаточно велики. Так, у берегов Калифорнии имеется месторождение около 60 миллионов тонн. Хотя содержание фосфора в конкрециях всего 20-30 процентов, добыча его с морского дна экономически вполне выгодна. Обнаружены фосфаты и на вершинах некоторых подводных гор в Тихом океане. Главная цель добычи этого минерала из моря - производство удобрений; но, кроме того, он используется и в химической промышленности. В качестве примесей фосфаты несут в себе также ряд редких металлов, в частности цирконий.

На отдельных участках шельфа морское дно покрыто зеленым «песком» - водной окисью силикатов железа и калия, известной в минералогии под названием глауконита. Этот ценный материал находит применение в химической промышленности, где из него получают поташ и калийные удобрения. В небольших количествах глауконит содержит также рубидий, литий и бор.

Иногда океан преподносит исследователю совершенно удивительные сюрпризы. Так, неподалеку от Шри Ланки на глубине тысячи метров были обнаружены скопления баритовых конкреций, на три четверти состоящих из сульфита бария. Несмотря на большую глубину, разработка месторождения сулит значительные выгоды, так как в этом ценном сырье постоянно испытывают нужду химическая и пищевая промышленность. Сульфит бария добавляют в качестве утяжелителя к глинистым растворам при бурении нефтяных скважин.

В 1873 году во время кругосветной английской экспедиции на «Челленджере» впервые со дна океана были подняты странные темные «камешки». Химический анализ этих конкреций показал высокое содержание в них железа и марганца. В настоящее время известно, что ими покрыты значительные пространства океанского дна на глубине от 500 метров до 5-6 километров, но наибольшие их скопления сосредоточены все же глубже двух-трех километров. Железомарганцевые конкреции имеют округлую, лепешковидную или неправильную форму при средней величине 3-12 сантиметров. Во многих районах океана дно сплошь покрыто ими и напоминает по виду булыжную мостовую. Кроме двух указанных металлов, конкреции содержат никель, кобальт, медь, молибден, то есть представляют собой многокомпонентные руды.

По последним подсчетам, мировой запас железо-марганцевых конкреций составляет 1500 миллиардов тонн, что намного превосходит запасы всех ныне разрабатываемых рудников. Особенно велики залежи железомарганцевой руды в Тихом океане, где дно местами устлано конкрециями сплошным ковром и в несколько слоев. Таким образом, в смысле обеспечения железом и другими металлами человечество имеет весьма благоприятные перспективы; остается лишь наладить добычу.

Впервые начала это осуществлять в 1963 году одна американская фирма, ранее специализировавшаяся в области судостроения. Имея в своем распоряжении хорошую производственную базу, кораблестроители создали устройство, предназначенное для сбора конкреций на относительно малых глубинах, и испытали его у берегов Флориды. Техническая сторона предприятия вполне удовлетворила конструкторов - они добились получения конкреций в промышленном масштабе с глубины 500-800 метров, но экономически дело оказалось невыгодным. И вовсе не потому, что добыча руды обходилась слишком дорого. Беда заключалась в другом - оказалось, что мелководные атлантические конкреции содержат гораздо меньше железа, чем в аналогичных месторождениях на глубинах Тихого океана.

Остроумный способ, позволяющий поднимать с океанского дна конкреции без больших затрат, предложили японцы. В их конструкции нет ни коллекторов, ни труб, ни мощных насосов. Конкреции подбираются со дна моря проволочными корзинами, похожими на те, что используют в универсамах, но, конечно, более прочными. Серии таких корзин укреплены на длинном тросе, имеющем вид гигантской петли, верхняя часть которой находится на судне, а нижняя касается дна. С помощью барабана судовой лебедки трос непрерывно движется вверх в носовой части судна и сбегает в море за его кормой. Прикрепленные к нему корзины подцепляют со дна конкреции, выносят их на поверхность и вываливают в трюм, после чего опускаются за новой порцией руды. Система дала хорошие результаты на глубине до 1400 метров, но она вполне пригодна и для работы на глубине 6 километров.

В умах изобретателей родилась и еще одна на первый взгляд совершенно фантастическая конструкция, которая уже существует на чертежах, но пока еще не воплощена в жизнь. Обычно конкреции лежат на более или менее ровном и достаточно твердом грунте, позволяющем пустить по нему скрепер на гусеничном ходу. Наполнив балластные емкости забортной водой, скрепер погружается на дно и ползает по нему на гусеницах, сгребая конкреции широким ножом в объемистый бункер. Энергия для работы подается по кабелю с судна, оттуда же осуществляется управление, причем оператор руководствуется системой подводного телевидения. По заполнении бункеров из балластных цистерн удаляют воду, и скрепер поднимается к поверхности. При современных технических возможностях построить такую машину вполне реально. Здесь еще раз уместно подчеркнуть, что проектирование подводных промышленных предприятий будущего весьма далеко от создания пресловутых подводных городов.

К числу наиболее богатых морских месторождений, которые успешно разрабатывают в наши дни, относятся титаномагнетитовые пески у берегов Японии и оловоносные (касситеритовые) пески вблизи Малайзии и Индонезии. Подводные россыпи оловянной руды представляют собой шельфовое продолжение крупнейшего в мире наземного оловоносного пояса, протянувшегося от Индонезии до Таиланда. Большая часть разведанных запасов этого олова сосредоточена в береговых долинах и на их подводном продолжении. Более тяжелые продуктивные пески, содержащие от 200 до 600 граммов олова на кубометр породы, концентрируются в понижениях местности. Как показали результаты бурения в море, их толщина местами достигает 20 метров.

Далеко за Полярным кругом, на 72-м градусе северной широты, на Ванькиной губе моря Лаптевых, недавно введено в действие первое в нашей стране плавучее предприятие по добыче олова. Оловоносный грунт с глубины до 100 метров извлекается земснарядом, способным вести добычу не только на чистой воде, но и подо льдом. Первичная переработка породы производится плавающей обогатительной фабрикой, размещенной на одном из судов флотилии. Заполярный комбинат может работать круглогодично.

Разработка подводных россыпей дает значительное количество алмазов, янтаря и драгоценных металлов - золота и платины. Подобно оловянным рудам, эти россыпи служат продолжением наземных и потому не уходят далеко под воду.

Единственное месторождение платины в США находится на северо-западном побережье Аляски. Оно было обнаружено в 1926 году и уже на следующий год начало эксплуатироваться. Старатели, продвигаясь вдоль мелких речек, подошли вплотную к побережью, а с 1937 года работы начались уже непосредственно в заливе. Глубина, с которой извлекают породу, несущую крупицы платины, постоянно увеличивается.

Мировой известностью пользуются морские россыпи Австралии и Тасмании, протянувшиеся более чем на тысячу километров. Здесь добывают платину, золото и некоторые редкоземельные металлы.

В ряде случаев морские россыпи характеризуются гораздо более высоким содержанием ценных минералов, чем аналогичные месторождения на суше. Волны постоянно взмучивают и перемешивают породу, а течение уносит более легкие частицы, в результате чего море работает как природная обогатительная фабрика. У берегов Южной Индии и Шри Ланки протянулись мощные ильменитовые и моноцитовые пески, содержащие железотитановую руду и фосфаты редкозе- мельных элементов цезия и лантана. Многокилометровая полоса обогащенных песков прослеживается в море на расстоянии до полутора километров от берега. Мощность ее продуктивного слоя местами достигает 8 метров, причем содержание тяжелых минералов иногда доходит до 95 процентов.

Одно из крупнейших месторождений алмазов, как известно, находится в ЮАР. В 1866 году маленькая девочка из бедного голландского поселения, играя на берегу реки Оранжевой, нашла в песке сверкающий камешек. Игрушка понравилась заезжему господину, и мать девочки, мадам Джекобе, подарила гостю блестящую безделушку. Новый владелец показал курьезную находку одному из приятелей, и тот узнал в ней алмаз. Через некоторое время госпожа Джекобе была ошеломлена неожиданно свалившимся на нее богатством - она получила целых 250 фунтов стерлингов, ровно половину стоимости блестящего камушка, найденного ее дочкой.

Вскоре Южную Африку поразила «алмазная лихорадка». Теперь доходы от разработки алмазных копей составляют весьма заметную статью в бюджете ЮАР. Изыскания 1961 года показали, что алмазы встречаются в аллювиальных отложениях, состоящих из песка, гравия и валунов не только на суше, но и под водой на глубине до 50 метров. Первая же проба морского грунта весом 4,5 тонны содержала 5 алмазов общей стоимостью 450 долларов. В 1965 году из моря на этом участке, через сто лет после находки первого алмаза, было добыто почти 200 тысяч каратов алмазов.

50-60 миллионов лет назад север Европы был покрыт сплошными хвойными лесами. Здесь росли четыре вида сосны и один вид пихты, которые теперь уже не существуют. Из трещин в коре деревьев по мощным стволам стекала смола. Ее застывшие капли и комки во время половодья попадали в реки и выносились в море. В соленой воде на протяжении веков смола твердела, превращаясь в янтарь.

Самые мощные россыпи янтаря находятся на побережье Балтийского моря вблизи Калининграда. Красивые желтые «камни» скрыты от глаз в синеватых мелкозернистых глауконитовых песках морского происхождения, поверх которых образовались позднейшие напластования. Там, где янтароносный слой выходит к морю, прибой постоянно разрушает его, и тогда куски породы попадают в воду. Волны легко размывают песчано-глинистые комья и освобождают заключенный в них янтарь. Будучи лишь немного тяжелее воды, в спокойную погоду он падает на дно, но при самом слабом волнении приходит в движение.

Подобно любым другим легким предметам, янтарь рано или поздно выбрасывается волнами на пляж. Здесь его и находили древние жители Балтийского побережья. К янтарному берегу приплывали суда финикийцев и увозили отсюда огромное количество выменянного «электрона». Археологические находки позволяют проследить длинный путь, по которому янтарь и изделия из него, благодаря меновой торговле, доходили от Балтийского моря до Средиземного.

Ювелирная ценность янтаря сохранилась до наших дней. Для изделий отбирают самые лучшие, прозрачные и крупные куски, тогда как основная масса мелких янтарей используется в промышленности. Этот материал идет на изготовление высококачественных лаков и красок, используется как изолятор в радиопромышленности, из него готовят биостимуляторы и антисептические средства. Современный янтарный комбинат представляет собой механизированное предприятие, на котором породу промывают и обогащают, а извлеченный ценный материал сортируют и подвергают дальнейшей обработке. В 1980 году в Калининграде создан музей янтаря, в котором представлены изделия из этого материала и уникальные находки.

Часть месторождений полезных ископаемых скрыта в недрах морского дна. Их разработка по сравнению с россыпями технически более затруднена. В простейшем случае вскрытие рудного пласта производится с берега. С этой целью проходят вертикальный ствол нужной глубины, а затем в сторону моря прокладывают горизонтальные или наклоненные ходы, по которым и добираются до месторождения. Так можно поступать, когда место разработки находится недалеко от берега. Подобные шахты, забои которых расположены под морским дном, имеются в Австралии, Англии, Канаде, США, Франции и Японии. В них добываются главным образом каменный уголь и железная руда. Один из крупнейших рудников мира, разрабатывающий «морское железорудное месторождение», расположен на маленьком острове в проливе Белл-Айл. Отдельные его участки уходят далеко от берега, причем над забоями располагается 300-метровая толща породы и стометровый слой воды. Годовая продукция шахты - 3 миллиона тонн.

Подсчитано, что морское дно у берегов Японии хранит не менее 3 миллиардов тонн угля, ежегодно из этого запаса извлекают 400 тысяч тонн.

Если месторождение обнаруживают в удалении от берега, вскрывать его описанным способом экономически невыгодно. В этом случае насыпают искусственный остров и через его толщу проникают к полезным ископаемым. Такой остров был создан в Японии на расстоянии двух километров от берега. В 1954 году через него проложили вертикальный ствол шахты «Мики».

Опыт строительства подводных туннелей позволяет использовать их не только в качестве транспортных артерий, но и для того, чтобы подобраться по морскому дну поближе к запасам полезных ископаемых. Готовые железобетонные секции туннеля укладывают на дно и из последней секции начинают вести проходку шахты.

При значительном удалении от берега и на достаточной глубине придется обойтись без туннеля. В этом случае предполагается вертикально установить на дно железобетонную трубу большого диаметра и затем удалять грунт изнутри. По мере выработки труба под влиянием собственной тяжести несколько опустится. Извлеченный грунт никуда отвозить не нужно, его просто выбрасывают наружу, и он будет оседать вокруг трубы, создавая насыпь, препятствующую проникновению внутрь трубы морской воды. По окончании строительства по этой трубе в шахту будут опускаться горняки, а наверх подниматься руда или уголь.

Чтобы не поднимать добытую руду на поверхность океана, одна английская фирма разработала проект подводного атомного рудовоза. Хотя такое судно еще не построено, оно уже получило имя «Моби Дик» в честь легендарного белого кашалота, описанного в одноименном романе американского писателя Г. Мел-вилла. Подводный рудовоз сможет перевозить за рейс до 28 тысяч тонн руды со скоростью 25 узлов.

Разработка полезных ископаемых, скрытых в недрах морского дна, требует беспрерывного контроля за проникающей в шахту водой, которая легко может просочиться по трещинам. Опасность затопления усиливается в сейсмически активных районах. Так, на некоторых морских шахтах Японии замечено, что после каждого землетрясения приток воды увеличивается примерно в три раза. Больше внимания приходится обращать и на возможность обрушивания породы, поэтому в ряде морских шахт, особенно там, где забои отделены от воды небольшим слоем породы, приходится ограничивать выем, оставляя часть рудоносного слоя в качестве опор.

Большой практический опыт, накопленный в добыче нефти со дна моря, оказался полезным при разработках такого вполне твердого ископаемого, как сера, залежи которой также имеются в толще грунта на морском дне. Для извлечения серы бурят скважину, подобную нефтяной, и под большим давлением вводят в пласт перегретую смесь воды и пара. Под влиянием высокой температуры сера плавится, и тогда ее откачивают с помощью специальных насосов.

А вот какие планы уже активно реализуются.

Фото 3.

Весной 2018 года в море Бисмарка на глубине 1600 м компания Nautilus Minerals начнет промышленную разработку гидротермального меднорудного месторождения Solwara 1. Коммерческий успех этого проекта может запустить процесс массового «погружения» горнодобывающих компаний на океанское дно в погоне за колоссальными запасами полезных ископаемых.

Идея основательно порыться в «сундуке Дэйви Джонса», как британские моряки называют океанскую пучину, не нова. Первым, кому удалось запустить руку в закрома морского дьявола, был шотландский инженер Джордж Брюс, построивший в 1575 году посреди бухты Кулросс угольную шахту с водонепроницаемым копром и устьем кессонного типа. И хотя в 1625 году Дэйви Джонс вернул свое, наслав на Кулросс шторм невиданной силы, который за ночь разнес детище Брюса в щепки, технология быстро распространилась по Старому Свету. В XVII-XIX веках от Японии до Балтики по методу Брюса в море добывали уголь, олово, золото и янтарь.

Фото 4.

Алмазы из песчаной каши

В конце XIX века, когда в арсенале горняков появились мощные паровые машины, на Аляске была разработана простая и гибкая «горизонтальная» схема подводной добычи золота при помощи плавучих грунтовых насосов, землечерпалок и барж-плашкоутов, на которые выгружали породу. Со временем за счет использования тяжелой спецтехники для подводных работ возможности горизонтальной добычи значительно расширились. Сегодня на морском мелководье подобным образом добывают все что угодно - от строительного гравия и железной руды до редкоземельного монацита и драгоценных камней.

К примеру, в Намибии компания De Beers уже более полувека успешно извлекает алмазы из песчаных отложений, которые в течение миллионов лет на берега Атлантики выносили воды реки Оранжевой. Поначалу добыча велась на глубинах до 35 м, но в 2006 году, после истощения легкодоступных залежей, инженерам De Beers пришлось заменить обычные земснаряды плавучими буровыми.

Глубоководный карьер Solwara 1
Площадь участка Solwara 1, расположенного на вершине потухшего подводного вулкана, по земным меркам невелика - всего 0,112 км2, или 15 футбольных полей. Но на дне Мирового океана подобных месторождений обнаружено уже несколько тысяч.

В 2015 году специально для освоения концессии Atlantic 1 (глубина 100−140 м) компания Marine & Mineral Projects построила для De Beers новый гусеничный «пылесос» с дистанционным управлением - 320-тонный электрогидравлический гигант, способный за час очистить от песка площадку размером в два футбольных поля. Короткий технологический цикл завершается на вспомогательном судне Mafuta, где драгоценный шлам непрерывно поступает на сортировочный конвейер. Каждые сутки с борта Mafuta на большую землю частный спецназ De Beers доставляет около 700 крупных алмазов высшего качества.

Фото 5.

Впрочем, золото и алмазы - мелочи в сравнении с настоящими сокровищами, ждущими своего часа в глубоководных зонах океана. В 1970-1980-х в результате масштабных океанографических исследований выяснилось, что морское дно буквально усеяно гигантскими залежами полиметаллических руд. Причем из-за специфических условий рудообразования содержание металлов в них на порядок выше, чем в месторождениях на суше. Правда, поднять руду на сушу - задача не из легких.

Первой это попыталась сделать немецкая компания Preussag AG, которая в 1975-1982 годах по контракту с властями Саудовской Аравии производила разведку котловины Atlantis II Deep, обнаруженной в Красном море на глубине свыше 2 км десятью годами ранее. Разведочное бурение на площади около 60 км2 показало, что в плотном «ковре» минерализованного ила толщиной до 28 м содержится, в пересчете на чистый металл, около 1 830 000 т цинка, 402 000 т меди, 3432 т серебра и 26 т золота. В середине 1980-х в кооперации с французской компанией BRGM немцы разработали и успешно опробовали «вертикальную» схему глубоководной добычи, которая в общих чертах была скопирована с морских буровых платформ.

В ходе испытаний оборудования - всасывающего агрегата с гидромонитором, закрепленного на несущем трубопроводе высотой 2200 м, - на вспомогательное судно было поднято более 15 000 т сырья, качество которого превзошло ожидания металлургов. Но из-за резкого падения цен на металлы саудовцы отказались от проекта. В последующие годы идея многократно оживала и вновь ложилась под сукно. Наконец, в 2010 году было объявлено, что разработка Atlantis II Deep, одного из крупнейших в мире глубоководных медноцинковых месторождений, все-таки начнется. Когда это случится - неизвестно. В любом случае не раньше, чем в гости к Дэйви Джонсу отправятся нержавеющие роботы Nautilus Minerals.

Фото 4.

Мытьем и катаньем

Сделка удовлетворила обе стороны. Островитяне отныне могут рассчитывать на солидную ренту, а канадцы, получившие еще 17 лицензий на месторождения площадью 450 000 км2 в море Бисмарка, обеспечили себя работой на ближайшее десятилетие. Сегодня Nautilus, пожалуй, единственная компания в мире, обладающая детально проработанной технологией и уникальным оборудованием для глубоководных горных работ. Водно-шламовая схема добычи руды, адаптированная инженерами Nautilus под условия Solwara 1, состоит из трех базовых элементов: подводной карьерной техники с дистанционным управлением, вертикальной системы подъема шлама и вспомогательного судна. Ключевой элемент технологии - первое в мире специализированное судно для глубоководных горных работ, строительство которого началось в апреле 2015 года на китайской верфи Fujian Mawei. Ожидается, что 227-метровый флагман Nautilus, оснащенный высокоточной системой позиционирования с семью туннельными трастерами и шестью азимутальными рулевыми колонками Rolls Royce общей мощностью 42 000 л.с., сойдет со стапелей в апреле 2018 года. На «плечах» этой плавучей шахты будет держаться, в прямом и переносном смысле, весь технологический цикл месторождения: доставка оборудования в точку погружения; спуск, подъем и обслуживание машин; подъем, осушение и складирование шлама.

Фото 6.

Вся подводная техника для Nautilus была разработана британской компанией SMD. Планировалось создать сложный многооперационный комбайн, способный месяцами работать в агрессивной среде при нулевой температуре и колоссальном давлении. Но после консультаций с экспертами Sandvik и Caterpillar было решено сделать по одному специализированному гусеничному роботу для каждой из трех базовых операций - выравнивания рабочего уступа, вскрытия породы и подъема шлама на-гора. «Сухие» испытания стальных монстров общей стоимостью $100 млн прошли в ноябре 2015-го, а будущим летом им предстоит серия тестов на мелководье.

Партию первой скрипки в этом трио играет подготовительная врубовая машина Auxiliary Cutter, оснащенная сдвоенным фрезерным рыхлителем на длинной поворотной балке. Ее задача - сформировать ровную площадку для будущего карьера, срезав неровности рельефа. Для сохранения устойчивости на участках с сильным уклоном Auxiliary Cutter сможет использовать боковые гидроопоры. Следом будет двигаться главный «добытчик» Nautilus - тяжелая врубовая машина Bulk Cutter массой 310 т с огромным режущим барабаном. Функция Bulk Cutter - глубокое вскрытие, дробление и грейдерование породы в валы.

Фото 7.

Самая сложная операция цикла - сбор и подача водно-шламовой массы в райзер-шламоподъемник - будет выполняться «пылесосом» Collecting Machine, который оборудован мощной помпой с режуще-всасывающим соплом и соединен с райзером гибким рукавом. Геометрия и мощность резания врубовых машин рассчитаны инженерами SMD так, чтобы на выходе получались скругленные куски породы около 5 см в диаметре. Это позволит добиться оптимальной консистенции шлама и снизить абразивный износ и риск образования пробок. По оценкам экспертов SMD, Collecting Machine сможет собирать от 70 до 80% объема вскрытой породы.

На судне шлам будет складироваться в трюмы, а затем перегружаться на балкеры. При этом «донную» шламовую воду по настоянию экологов придется фильтровать и вновь закачивать на глубину. В целом схема добычи Nautilus угрожает природе океана не больше, чем траловое рыболовство. Локальные глубоководные биосистемы, по наблюдению ученых, восстанавливаются уже через несколько лет после прекращения внешнего воздействия. Иное дело - техногенные аварии и пресловутый человеческий фактор. Но и здесь у Nautilus есть эффективное решение. Всеми процессами на Solwara 1 будет управлять система, которую разрабатывает голландская компания Tree C Technology.

Если все пойдет по плану, острые клыки врубовой машины вырвут первую тонну породы с поверхности древнего вулканического плато Solwara весной 2018 года. Хочется надеяться, что этот «маленький шаг» в бездну, на который отважился Nautilus, станет огромным шагом для всего человечества.

Фото 8.

Фото 9.

Фото 10.

Фото 11.

Фото 12.

Фото 13.

Фото 14.

Фото 15.

Фото 16.

Фото 17.

Фото 18.

Фото 19.

источники
Статья «Сундук Дэйви Джонса» опубликована в журнале «Популярная механика» (№162, апрель 2016).

Карьер

Каменный карьер

Мраморный карьер

Угольный карьер

Песчаный карьер

Затопленный каменный карьер в Петрозаводске

Дно карьера

ДНО КАРЬЕРА - площадка нижнего уступа карьера (что называется также подошвой карьера). В условиях разработки крутых и наклонных тел полезных ископаемых минимальные размеры Д.к. определяются с учетом условий безопасного вынимания и нагрузки горных пород из последнего уступа: по ширине - не меньше 20 м, по длине - не меньше 50-100 м.

В условиях разработки морфологически сложных залежей значительного протягивания Д.к. может иметь ступенчатую форму.

Глубина карьера

К. - это система уступов (как правило, верхние - породные или вскрышные, нижние - добычные), подвигание которых обеспечивает выемку горной массы в контурах карьерного поля. Транспортные связи в К. обеспечиваются постоянными или скользящими съездами, а с поверхностью - траншеями. В процессе эксплуатации происходит перемещение рабочих уступов, в результате чего увеличивается выработанное пространство. Во время вскрышных работ покрывающие породы перемещают в отвалы, которые иногда размещают в выработанном пространстве. При глубине К. до 100 м с крепкими содержащими породами в себестоимости 1 м³ вскрыши до 25-30 % занимают буровзрывные работы , 12-16 % - экскавация , 35-40 % - транспорт и 10-15 % - строительство самого карьера. С увеличением глубины К. часть расходов на транспорт увеличивается до 60-70 %. Для бурения взрывных скважин в К. применяют тяжелые буровые станки массой до 100-130 т (типа СБШ-250) и легкие буровые станки. Основной тип ВВ - гранулированные аммиачно-селитренные гранулиты, грамониты (смесь селитры с тротилом) и водонаполненные (в обводненных скважинах). Основное выемочно-погрузочное оборудование при добыче угля и руды - электрические экскаваторы с канатным приводом и ковшом вместимостью 15-30 м³ при длине стрелы до 26 м. Одновременно очень распространены гидравлические прямые мехлопаты с ковшами вместимостью 10-38 м³. Используются одноковшовые погрузчики с ковшами вместимостью 4-20 м³. На вскрышных работах внедряются все более мощные мехлопаты и драглайны (напр., применяется вскрышная мехлопата массой 12 тыс.т с ковшом вместимостью 135 м³ при мощности привода 22 тыс. кВт и драглайн массой 12 тыс. кВт и драглайн массой 12 тыс.т с ковшом вместимостью 168 м³ при длине стрелы 92 м).

Поточная технология на К. достигается применением роторных экскаваторов (при диаметре ротора 22 м и ковшах вместимостью 6,6 м³ суточная производительность машины до 240 тыс. м³). На К. средней и малой мощности высокую эффективность показывают компактные роторные экскаваторы с уменьшенными рабочими параметрами. На К. с крепкими породами наибольший объем перевозок осуществляется тяжелыми автосамосвалами.

Подвигание фронта работ в карьере

ПОДВИГАНИЕ ФРОНТА РАБОТ В КАРЬЕРЕ - один из показателей интенсивности разработки месторождения; характеризуется скоростью П.ф.р.к., то есть расстоянием перемещения фронта горных работ, выраженным в метрах за единицу времени (по большей части - за год). Зависит г.ч. от масштаба работ, вида и конструкции нагружающего и транспортного оборудования, которое применяется, способа перемещения фронта горных работ и высоты уступов, которые отрабатываются. Различают веерное, равнобежное и смешанное П.ф.р.к.

Подвигание веерное - перемещение фронта горных работ при разработке карьерного поля (его части ли) округлой формы, что характеризуется большей скоростью подвигания отделенных от поворотного пункта участков фронта (перемещение фронта в плане «веером», «по вееру»). Подвигание фронта равнобежное - перемещение фронта горных работ параллельно одной из осей карьерного поля от одной его границы к другой или с промежуточного положения до контуров.

Подвигание фронта смешанное - комбинация разных схем подвигания фронта горных работ, например, равнобежного и веерного.

Глубина развития деформаций в карьере

Глубина развития деформаций в карьере - горизонтальное расстояние от начального положения верхней бровки откоса (верхней бровки контуру карьера) к последней трещине, которая визуально прослеживается в направлении, противоположному направлению движения смещенных масс укоса.

Примечания

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Карьер" в других словарях:

- (фран. carriere). 1) самый быстрый бег лошади. 2) камнеломня, ломка, выломка, прииск. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КАРЬЕР пустить лошадь в карьер значит скакать во весь опор. Словарь иностранных… … Словарь иностранных слов русского языка

Горнопромышленное предприятие по добыче открытым способом угля, руд и нерудных полезных ископаемых: песка, строительного камня и др. Карьер в угольной промышленности разрез. Карьер в горнорудной промышленности, иногда рудник. Карьер совокупность… … Финансовый словарь

Эксплуатационная открытая выработка значительных поперечных размеров, служащая для добычи руды, песка, строительного камня и др. Глубина его может быть незначительной (напр., при добыче песка, гравия и т. п.) или весьма значительной до 400 600 м… … Геологическая энциклопедия