איך כורים יהלומים?

יהלום בולט בין כל חומר טבעי אחר בשל קשיותו יוצאת הדופן, ויחד עם זאת הוא די נדיר. נכסים יוצאי דופן אלה ואחרים הופכים סלע כזה לפופולרי מאוד בכל רחבי העולם. לכן, חשוב לדעת כיצד הם מופקים בטבע.

הפרדוקס של יהלומים הוא שהם קשים מאוד, למרות שהם מורכבים מפחמן. אותו פחמן, רק עם סריג גביש שונה, יוצר גרפיט (הסלע הרך ביותר). כל היהלומים שנכרים נוצרים על ידי אטומים המשולבים בצורה הדוקה במיוחד. חוזק יוצא דופן אינו מונע מהמינרל להיות שביר: בפגיעה חדה, הגביש נשבר. מאמינים שמקורם של יהלומים התרחש בעומק של עשרות או מאות קילומטרים, במשך מאות מיליוני שנים.

לרוב, כדי לכרות יהלומים בקנה מידה תעשייתי, הם מחפשים צינורות קימברליט. תצורות גיאולוגיות אלו נקראות על שם העיר קימברלי שבדרום אפריקה, שבה התגלה לראשונה סוג זה של מרבצים. היווצרות המינרל במעמקי כדור הארץ מתרחשת בטמפרטורות ולחצים גבוהים מאוד. המדע עדיין לא פיתח את הגרסה הסופית של מקור היהלומים.

מבנים גיאולוגיים המכילים יהלומים נהרסים בהדרגה על ידי רוח ומים. אבן כתוש, חלוקי נחל, חצץ וסלעים אחרים מסביב מועברים. יש רק הנחות בדרגות שונות של מהימנות. כתוצאה מכך נוצרים משקעים רופפים. סוג אחר (אך נדיר בהרבה) הוא צורה קשה במיוחד של פחמן, המופיעה במקומות שבהם נופלים מטאוריטים.

לכל אחד מהמקרים הללו יש מגוון גוונים משלו, עם זאת, חשוב לשים לב לערך של צבעים ספציפיים. צבע נדיר (ולכן מוערך) כחול, ירוק וורוד שקוף. העלות של אבנים שהן 100% חסרות צבע גבוהה אף יותר.

לא משנה באיזו גרסה דבקים מומחים מסוימים, כולם מסכימים על דבר אחד: שלבים חשובים בהיווצרות אבן מתרחשים בעומק רב. משם, יחד עם הזרימות המגמטיות, החומר נכנס למעלה. ברגע מסוים, למעשה מופיעים צינורות נפץ. עומקם אינו עולה על 1500 מ'.

כמעט כולם יודעים על כריית יהלומים תעשייתית ביקוטיה ובדרום אפריקה. אבל זה גם מתנהל:

• באזור ארכנגלסק;
• מערב אוסטרליה;
• קנדה;
• קונגו;
• בוצואנה.

אין כמעט כרייה ממניחים. הם ממלאים רק תפקיד קטן באספקה ​​העולמית של יהלומי גלם. ויציבות אספקת המוצרים שנכרה על פני השטח מוטלת בספק. שיטת הבור הפתוח (מחצבה) נהוגה בדרך כלל כאשר מוציאים יהלומים מעומק של 600 מ' או פחות. בצינורות עמוקים יותר, ניתן להפיק יהלומי גלם בעיקר בעזרת מכרות.

הם מנסים לדחות את בניית המוקשים לרגע האחרון. בדרך כלל מדובר באזורים או באזור הפרמפרוסט, או באזורים חמים במיוחד. לעתים קרובות, בעומקים גדולים בעבודה, הוא נדרש לשאוב ללא הרף מים תת קרקעיים. הסלע מהמחצבות ולאחר מכן מהמכרות מועבר במשאיות גדולות למפעלים. שם מטהרים את חומר הגלם הזה במים.

מחצבות מודרניות כבר הגיעו כמעט לעומק המקסימלי שאליו הן יכולות להגיע. הניסיון הוכיח שרוחב העבודה הקטן ותלולות הדפנות מסבכים את העניין עוד יותר. כבר מההתחלה מתוכננת מיצוי יהלומים בשיטה הפתוחה בחלוקה לפי שלבים. טכניקה זו מאפשרת לנטר לעתים קרובות יותר שינויים בתכונות הסלע ובייצור בכלל. בהתאם, זה מקל על בחירת השיטות והסכימות האופטימליות לעבודה.

על מנת לבחור נכון את הפרמטרים הצדדיים ממש בתחילת הפיתוח, יש צורך להשתמש בבארות חיפוש. הדגימות הנלקחות משם עוברות בדיקות פיזיקוכימיות לפי תוכנית מיוחדת. בנוסף, הניסיון נלקח בחשבון בעת ​​עיבוד בורות פתוחים דומים. קווי המתאר של הצדדים עוברים אופטימיזציה במהלך התכנון. הם לא יכולים להתנהל בעדינות רבה, אחרת העבודה הופכת הרבה יותר קשה.

עבור כל קווי המתאר הביניים, המאפיינים של הסלעים מעודנים באופן רציף תוך התחשבות בדגימות שנלקחו מכל אצווה. לפעמים מבחנים בקנה מידה מלא מתורגלים ממש על לוח המחצבה. תשומת לב מיוחדת מוקדשת להערכת מידת פיצוח הסלע. בנוסף, הם לומדים כיצד הם מתנהגים במדרונות תלולים. זווית הנטייה של הצד האמיתי מונחת בפרויקטים של 50 עד 55 מעלות.

בדרך כלל התהליך אורך חודשים, אך לפעמים הוא לוקח כמה שנים. חישובים מיוחדים משמשים בהכרח. רק הם מאפשרים לנו להסיק היכן נמצאים המרבצים המוצקים, והיכן נמצאו ממצאים אקראיים.

מחצבות כמו גם מכרות או מכרות נבנים לרוב במקומות שקשה להגיע אליהם. לכן נוצרת מסביב תשתית מגורים ותעשייתית. ידועות מספר דוגמאות כאשר פיקדון הפך לחפץ יוצר עיר לעיר גדולה למדי. מכיוון שלא משתלם לסחור בחומרי גלם, נבנים מפעלי עיבוד. מהם מועברים היהלומים, המופרדים לבסוף מהפסולת, למפעלי החיתוך.

הם גם מנסים באופן טבעי לארגן חיתוך בקרבת מקום. ככל שהפיקדונות יהיו עמוקים יותר, כך יהיה צורך להשקיע יותר כסף בפיתוחם ובפיתוחם בשטח.

במשך זמן רב מאוד ניתן היה להשיג יהלומים רק מהודו. אבל לא משנה כמה עשירה הופקדה המסה שם בבוא העת, תהליכים טבעיים, בסוף המאה ה-17, הרזרבות הללו כבר אזלו במידה רבה. פריון הייצור ירד בחדות. עם זאת, התפתחות הטכנולוגיה אפשרה להפוך את הגאות. המצב השתנה באופן דרמטי לאחר גילוי צינורות קימברליט.

כדי להבין יותר לעומק כיצד מתבצעת הכרייה, עלינו לחזור לשאלת הופעת היהלומים בטבע. התיאוריה הרווחת היא שהם נוצרים בעומקים של מעל 100 ק"מ, שם מתפתחים טמפרטורות ולחצים גבוהים מאוד. הסלע עולה כלפי מעלה במהלך התפרצויות געשיות.

מציאת חפצים מתאימים והקמת ייצור עליהם אפשרית רק בעלויות משמעותיות. תהליך ההכנה כבר יקר, מסובך וארוך. מאמינים כי על כל 2 קראט של יהלומי גלם המופקים, יש לעבד יותר מ-1,000 ק"ג של סלעים. מחצבות נוצרות תחילה על ידי פיצוץ. קודחים קידוחים ומניחים שם חומרי נפץ, ואז הסלע נכתש שכבה אחר שכבה.

העמקת העבודות מתבצעת עד להפסקת ייצור המינרלים. הפרדת חומרי גלם יקרי ערך מעפרה היא בעיה גדולה. נעשה שימוש בגישות הבאות:

• עבודתו של צמח השומן;
• חפש את הגבישים הנדרשים בקרני רנטגן;
• טבילה של סלעים במתלים מיוחדים.

שיטת השומן כוללת ערבוב של הסלע המופק עם מים, ולאחר מכן שפיכתו על משטח משומן בשומן מיוחד. גבישים נשמרים על השומן. טכניקה מתקדמת יותר היא שידור רנטגן. ברוב המקרים משתמשים בשיטת ההשעיה. בנוזל בעל צפיפות גבוהה, פסולת טובעת, בעוד שפיסות פחמן מופיעות על פני השטח.

בעבר הקרוב, ברזיל הייתה המובילה בכריית יהלומים, ואחריה אוסטרליה. אבל מרבצי היהלומים האוסטרליים מתכלים בהדרגה. אנגולה היא גם בין שש המדינות המובילות. עם זאת, בקנדה, בוצואנה, מחלצים אבני חן יקרות בהרבה.

מפותחים במהירות גם מקומות וגם מכרות. עלינו לעדכן באופן שיטתי את רשת המכרות והבורות הפתוחים. ככל שאותן מחצבות עמוקות יותר, כך פוחת הסיכוי למצוא כמות משמעותית של חומרי גלם. לכן, מספר הולך וגדל של בורות פתוחים בעומק של יותר מקילומטר נסגר עקב חוסר רווחיות. שיטת הכרייה של הכרייה מורכבת ומסוכנת יותר, אולם היא משתלמת מבחינה כלכלית.

מרבץ היהלומים הגדול ביותר בארצנו הוא מיר שביאקוטיה. הפיתוח שלו נמשך מאז סוף שנות ה-50. מ-1957 עד 2001 שם הופצה מחצבה של מינרל תמורת 17 מיליארד דולר (במחירים שוטפים)... כדי להבטיח תוצאה כזו, היה צורך לכתוש, להרים ולהוציא כ-350 מיליון מ"ק. מ' פסולת אבן. עד סוף שנות ה-90 הגיעה כמות הייצור לממדים כאלה שמשאיות המזבלה נאלצו לנסוע 8 ק"מ מנקודת הייצור למחסן. בשנת 2001, בשל המורכבות המוגזמת של המחצבה, נאלץ לנפטל אותה.

ובשנת 2009 החל השימוש במכרה מיר. המים שמסתובבים מתחת לאדמה לא רק נשאבים החוצה - הם מנותבים דרך צינורות אל תקלות מיוחדות שהתגלו על ידי גיאולוגים בקרבת מקום. בשנת 2013 הפיק הפיקדון עוד 2 מיליון קראט של יהלומים מעולים באיכות טכנית. המיזם פועל 7 ימים בשבוע, משך משמרות הכורה הוא 7 שעות.

הקוצרים המשמשים במכרה מצוידים בבומים עם חתכים. השיניים, למרות שהן עשויות מתכת מוקשה, נתונות לבלאי כבד מאוד. לכן, כל משמרת שמתחילה עבודה בודקת את החלק העובד של הכלים. במידת הצורך, הוא מוחלף מיד. הסלע הכתוש מועבר ליציאה מהמכרה באמצעות מסועים.

במספר מכרות יהלומים, חלקים תחתונים נפרדים נותרים שלמים בכוונה במהלך הפיתוח. העובי שלהם יכול להגיע לכמה עשרות מטרים. אם מבנים אלה היו מפותחים, כמעט בלתי אפשרי היה להימנע מהצפת השדות. בנוסף, שכבות של חומרים אטומים למים משמשות להגנה. תנועת הסלעים במכרות ובמחצבות מתבצעת באמצעות משאיות ענקיות (לעיתים בעלות קיבולת של יותר מ-100 טון).

בעבר המצב היה שונה מאוד. עד המאה ה-19 לא נעשה שימוש במכשירים מכניים. ה"מלכה" של כריית היהלומים הייתה חפירה הרים רגילה או מכוש. לפעמים הם פשוט חתרו על חול נהר והעבירו אותו ידנית דרך מסננת. אבל שיטות כאלה איבדו מזמן את כדאיותן.

ובין שתי השיטות - בור פתוח ושלי - האפשרות השנייה מתגלה כאטרקטיבית יותר. תשומת לב רבה מוקדשת לכללי הבטיחות בעבודתם היומיומית של יהלומנים. אסור לאף אחד מתחת לאדמה ללא קסדה עם פנס מובנה וללא מכשיר נשימה עצמאי. אסור בתכלית האיסור להשאיר אותו במרחק של יותר מ-3 מ' ממך. יש לספק אוורור, שבזכותו קל בדרך כלל לנשום מתחת לאדמה.

מפעלי כריית יהלומים רוסים (במיוחד אלו הממוקמים ביקוטיה) הם אולי ההיי-טקיים ביותר בעולם. הם משתמשים בהובלה המיועדת לכפור חמור מאוד. דרישות טמפרטורה מחמירות מאוד מוטלות גם על ציוד אחר. מאמינים שאפשר להזמין תחום חדש מאפס תמורת 3 או 4 מיליארד דולר. האם סכום זה כולל את העלויות של חיפוש גיאולוגי ראשוני - אין דיווחים של החברה.

אבל מאוחר יותר, כאשר מחצבה או מכרה יהיו מוכנים, יהיה הרבה יותר זול להשתמש בהם ולפתח פעולות. האתגר הגדול ביותר בשיטת המחתרת הוא שמירה על סביבת עבודה מיטבית. ניתן להשתמש בפירים העיקריים להרמת סלע במקרה של תאונות. נישות פנאי מוכנות במקומות שונים של המכרות.

למידע נוסף על אופן כריית יהלומים ברוסיה, עיין בסרטון הבא: