Добыча полезных ископаемых

Добыча полезных ископаемых – процесс извлечения из недр Земли твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых с помощью технических средств.

↑Процесс добычи полезных ископаемых

Добыча полезных ископаемых ведется двумя основными разновидностями горнодобычных работ – открытыми и закрытыми.

Открытыми горными работами извлекают твёрдые полезные ископаемые.

При подземной разработке месторождений добычные работы либо ведутся из подземных горных выработок, либо извлечение полезных ископаемых осуществляется через скважины. Последний способ применяется для добычи всех жидких и газообразных полезных ископаемых, а также твёрдых полезных ископаемых при воздействии на залежь одним из физико-химических методов (например, подземное растворение, подземное выщелачивание, скважинная гидродобыча, подземная газификация углей).

Развивается направление, связанное с использованием микроорганизмов для добычи полезных ископаемых (бактериальное выщелачивание.

Особое место занимает разработка месторождений полезных ископаемых, расположенных на дне Мирового океана и извлечение полезных ископаемых из морской воды.

Процесс добычи полезных ископаемых состоит в извлечении ценных компонентов в относительно чистом виде (природные горючие газы, нефти, угли, каменная соль, драгоценные камни, строительные пески и камни, глины и прочие) или в виде горной массы (частным случаем которой являются руды металлов), которая подвергается дальнейшей переработке. Добыча полезных ископаемых сопровождается вскрытием геологического тела, вмещающее его. При этом происходит изъятие из недр безрудной горной массы – вскрышной породы.

↑Способы добычи полезных ископаемых

Добыча полезных ископаемых осуществляется пятью основными способами[1]: открытым (карьерным), подземным (шахтным), комбинированным, гидротехнологическим (скважинным) и дражным.

Подавляющее количество твердых полезных ископаемых добывается из недр открытым (карьерным) способом, который более производителен и дешев относительно шахтного. Преимущества карьерного способа заканчиваются, когда глубина залегания запасов превышает 300 м, а коэффициент вскрыши (отношение массы добываемых руд к массе пустых пород) более 8. Другой недостаток карьерного способа добычи – повышенные значения разубоживания руды (количество пустых пород, попадающих в руду при добыче) и ее потерь в недрах.

Средние значения потерь полезных компонентов в недрах при добыче карьерным способом в России составляет для угля – 11 %, хромита – 25 %, свинцово–цинковых и железных руд – по 10 %, вольфрамовых и молибденовых – по 14 %, оловянных – 7 %.

Разубоживание руд при добыче карьерным способом, как правило достаточно высокое – от 5–8 до 20 % и может достигать 60 % (т.е. содержание полезных компонентов в товарной руде снижается более чем в полтора раза). Повышенное разубоживание руд снижает качество руд оказывает вредное воздействие на процесс дальнейшего обогащения руд.

Карьерный способ применяется для добычи углей (95 % энергетических и 35 % коксующихся), нерудного (индустриального) сырья, молибденовых, медно–цинковых, медно–никелевых, железных и других типов руд (доля около 70 %).

Подземный, или шахтный способ добычи применяется для добычи руд золота, меди, полиметаллов, железа, вольфрама, каменных углей, т.е. для достаточно дорогих видов минерального сырья, залегающих в виде маломощных жил, пластов, минерализованных зон.

Комбинированный способ добычи применяется при добыче запасов минерального сырья с большим гипсометрическим размахом рудных тел. При этом способе сначала открытыми горными работами из недр изымаются запасы верхних горизонтов, после отработки которых, шахтным способом дорабатываются глубоко залегающие запасы руд. Характерным примером применения такого способа добычи являются алмазоносные кимберлитовые трубки.

Геотехнологический, или скважинный способ добычи применяется для добычи специфических видов полезных ископаемых, обладающих жидким и газообразным состоянием ( нефть, газы, минеральные и пресные водорассолы) или те, которые могут переходить в это состояние с помощью простейших манипуляций. Например, выщелачивание урановых и фосфорных руд серной кислотой под землей; доработка потерь полезных ископаемых и бедных руд в контурах отработанных карьеров (медь, уран и др.). Иногда применяется подземное плавление серы и тугоплавких парафинов паром.

Дражный способ добычи выделен в отдельный вид, поскольку в нем сочетаются процессы добычи и обогащения одновременно. Применяется дражный способ при разработке россыпных месторождений золота, платиноидов, алмазов, касситерита и пр.