Как добывают и обрабатывают алмазы

Алмазы образовались более 300 млн. лет назад. Кимберлитовая магма сформировалась на глубине 20-25 км. Магма постепенно поднималась по разломам в земной коре, и когда верхние слои уже не могли сдерживать давление горных пород, происходил взрыв. Первую такую трубку обнаружили в ЮАР в г. Кимберли — оттуда и пошло название. В середине 50-х годов были открыты богатейшие коренные месторождения алмазов в Якутии, где было на сегодняшний день обнаружено около 1500 кимберлитовых трубок. Разработкой месторождений Якутии занимается российская компания «АЛРОСА», которая добывает 99% алмазов в Российской Федерации и более четверти в мире.

Город Мирный — алмазная «столица» России, расположенная в Якутии (Саха) в 1200 км. от Якутска.

Открытая геологами летом 1955 года алмазоносная трубка «Мир» дала название рабочему поселку, выросшему среди тайги и ставшему через 3,5 года городом

Население города составляет около 35 тысяч человек. Около 80% этого населения работает на предприятиях, связанных с группой компаний «АЛРОСА».

Площадь Ленина – центр города.

Аэропорт Мирного

Обеспечение Мирного продуктами и потребительскими товарами происходит следующими способами: авиацией, судоходными поставками (на тот период, пока на Лене открыта навигация) и по «зимнику»

Грузовой самолет Ил-76ТД авиакомпании «АЛРОСА»

В Мирном расположена штаб-квартира крупнейшей в России алмазодобывающей компании «АЛРОСА».

История компании началась с треста «Якуталмаз», образованного для освоения коренных алмазных месторождений Якутии в начале 1950-х годов.

Основным месторождением «Якуталмаза» стала кимберлитовая трубка «Мир», открытая 13 июня 1955 года.

Тогда геологи отправили в Москву зашифрованную телеграмму «Закурили трубку мира. Табак отличный».

Карьер расположен в непосредственной близости от Мирного.

С 1957 по 2001 год из месторождения было добыто алмазов на 17 млрд долл. США, вывезено около 350 млн м3 породы.

За эти годы карьер так расширился, что самосвалам приходилось проезжать по спиралевидной дороге 8 км. от дна до поверхности.

Карьер имеет глубину 525 м и диаметр 1,2 км, является одним из крупнейших в мире: по высоте в него могла бы войти Останкинская телебашня.

Карьер был законсервирован в июне 2001 года и с 2009 года добыча алмазной руды ведётся подземным способом на руднике «Мир».

В зоне расположения трубки Мир проходит водоносный горизонт. Сейчас вода поступает в карьер и, таким образом, представляет угрозу для находящегося под карьером рудника. Вода должна непрерывно выкачиваться и направляться в разломы, найденные геологами в земной коре.

Объем добычи алмазов на руднике в 2013 г. составил более 2 млн. карат.

Ресурсы (включая запасы) – более 40 млн. тонн руды.

На руднике трудятся около 760 человек.

Предприятие работает семь дней в неделю. Режим работы рудника – трехсменный, смены продолжается по 7 часов.

Маркшейдеры, определяющие направление проходки по рудному телу.

Для проходки в руднике задействовано 9 проходческих комбайнов (Sandvik MR 620 и MR360)

Комбайн представляет из себя машину с исполнительным органом в виде стрелы с фрезерной коронкой, которая снабжена режущими инструментами – зубцами.

У такого комбайна Sandvik MR360 72 зуба из закаленного металла.

Так как зубья подвержены износу, они осматриваются каждую смену и при необходимости заменяются на новые.

Для доставки руды от комбайна к рудоспуску работают 8 погрузочно-доставочных машин (ПДМ).

Магистральная конверторная лента длиною 1200 метров от кимберлитовой трубки к скипу рудоспуска.

Среднее содержание алмазов превышает 3 карата на тонну.

От этого места до дна карьера около 20 метров.

Для предотвращения затопления подземного рудника между дном карьера и выработками рудника оставлен целик толщиной 20 метров.

На дне карьера также проложен водоупорный слой, который препятствует проникновению воды в рудник.

На руднике также организована система сбора воды: сначала грунтовые воды собираются в специальные отстойники, затем подаются на отметку -310 метров, откуда насосами откачиваются на поверхность.

Всего на руднике работают 10 насосов мощностью от 180 до 400 кубометров в час.

Монтаж магистральной ленты

А это подземные работы на другой трубке – «Интернациональная» («Интер»).

Она расположена в 16 км от Мирного. Добыча алмазов открытым способом здесь началась в 1971 году, и когда к 1980 году карьер достиг отметки 284 м, он был законсервирован. Именно с «Интера» началась добыча алмазов в Якутии подземным способом.

«Интернациональная» – самая богатая кимберлитовая трубка компании по содержанию алмазов в руде – более 8 карат на тонну.

Кроме того, алмазы «Интера» отличаются высоким качеством и ценятся на мировом рынке.

Глубина шахты — 1065 метров. Трубка разведана до 1220 метров.

Протяженность всех выработок здесь более 40 км.

Комбайн отбивает руду рабочим органом (шарошкой), с установленной на него резцами.

Далее идет погрузка в погрузочно-доставочные машины, которые отвозят руду до рудоспусков (горных выработок, предназначенных для транспортировки руды из рабочей зоны на расположенный ниже транспортный горизонт), затем вагонетки транспортируют ее до капитального рудоспуска, через который она подается в скиповой ствол и выдается на поверхность.

За сутки на «Интере» добывается 1500 тонн руды. Объем добычи алмазов в 2013 году составил более 4,3 млн. карат.

В среднем в одной тонне породы содержится 8,53 карат алмазов.

Так по содержанию алмазов на тонну добытой руды «Интера» приходятся 2 тонны руды с «Мира», 4 тонны с «Айхала» или 8 тонн с «Удачнинского».

Работа на руднике ведется днями и ночами без выходных. Праздников всего два — Новый год и день Шахтера.

Кимберлитовая трубка «Нюрбинская»

Нюрбинский горно-обогатительный был создан в марте 2000 года для освоения месторождений Накынского рудного поля в Нюрбинском улусе Республики Саха (Якутия) — кимберлитовых трубок «Нюрбинская» и «Ботуобинская», а также прилегающих россыпей. Добыча ведется открытым и россыпным способом.

В Нюрбинском ГОКе впервые за всю историю объединения «Якуталмаз» и компании «Алроса» применяется вахтовый метод — с привлечением работников, проживающих в Мирном (320 км.), в Нюрбе (206 км.) и в поселке Верхневилюйск (235 км.)

По данным на 1 июля 2013 года, глубина карьера «Нюрбинский» составляет 255 метров.

Открытым способом карьер будет отрабатываться до 450 метров (до отметки -200 метров от уровня моря). Существует потенциал работы до отметки -320 метров.

Для транспортирования руды и вскрышных пород используются автосамосвалы большой и особо большой грузоподъемности — от 40 до 136 т.

В карьере эксплуатируются автосамосвалы CAT-777D фирмы «Катерпиллар» грузоподъемностью 88 т.

Нюрбинский ГОК имеет самые высокие темпы прироста добычи природных алмазов в АК «АЛРОСА».

Объем добычи алмазов в 2013 году составил 6,5 млн. карат.

Среднее содержание алмазов в руде – 4,25 карата на тонну.

В кузове такого самосвала порядка 300-400 карат.

С карьера или из шахты руду самосвалами отправляют на фабрику, где из нее извлекают сами полезные ископаемые.

Обогащение алмазов Мирнинского ГОКа ведется на фабрике №3, которая в 70-е годы прошлого века была флагманом алмазодобывающей промышленности страны.

Мощность обогатительного комплекса — 1415 тысяч руды в год.

Корпус крупного дробления и щековая дробилка.

В ней происходит измельчение путем трения подвижной «щеки» о неподвижную. За сутки через дробилку проходят 6 тысяч тонн сырья.

Корпус среднего дробления

Спиральные классификаторы

Предназначены для мокрого разделения твердого материала на пески (осадок, размером частиц до 50 мм), и слив, содержащий тонкие взвешенные частицы.

Мельница мокрого самоизмельчения

Диаметр мельницы — 7 метров

Грохота

Камни просеивают через сито, где они делятся на группы по размеру.

Мелкопереработанную породу отправляют на спиральные классификаторы (винтовые сепараторы), где все сырьё разделяется в зависимости от его плотности.

С внешнего борта поступает тяжелая фракция, а с внутреннего – легкая.

Пневмофлотационная машина

Мелкий материал вместе с добавлением водных реагентов поступает в пневмофлотационную машину, где кристаллы мелких классов прилипают к пузырькам пены и направляются на доводку. На пневмофлотационной машине извлекают самые мелкие алмазы – от 2-х и менее мм.

Это пленочная машина, где с помощью реагентов создается слой, к которому прилипают кристаллы мелких алмазов.

Рентгенолюминесцентный сепаратор

В этом сепараторе используется свойство алмазов светиться в рентгеновских лучах. Материал, двигаясь по лотку, облучается рентгеновскими лучами. Попав в зону облучения, алмаз начинает светиться. После вспышки специальное устройство фиксирует свечение и подает сигнал на отсекающее устройство.

Центральный пульт управления обогатительной фабрикой.

На фабрике есть еще цех окончательной доводки, где алмазы чистят, рассеивают, производят ручную выборку, сортируют и упаковывают.

Центр сортировки алмазов

Все добытые на месторождениях компании в Якутии алмазы направляются в Центр сортировки в г. Мирный. Здесь происходит разделение алмазов по классам крупности, ведутся первичная оценка сырья с разных месторождений и его мониторинг для планирования работы горно-обогатительных комбинатов.

В природе не бывает идеальных кристаллов или двух одинаковых алмазов, поэтому их классификация предполагает сортировку.

16 размеров х 10 форм х 5 качеств х 10 цветов = 8000 позиций.

Вибрационный ситовой грохот. Его задача — разделить мелкие алмазы на размерные классы. Для этого используются 4-8 сит.

За раз в устройство закладывается около 1500 камней.

Теми, что побольше, занимаются развесочные аппараты. Самые крупные алмазы сортируют люди.

Форму, качество и цвет кристаллов определяют оценщики при помощи луп и микроскопов.

Через специалиста в час проходят десятки алмазов, а если мелкие — то счет идет на сотни.

Каждый камень смотрят по три раза.

Ручное взвешивание алмаза

Вес алмаза определяется в каратах. Название «карат» идет от имени семени рожкового дерева карат.

В древности семя карата служило единицей измерения массы и объема драгоценных камней.

1 карат — 0,2 г (200 мг)

Камни весом больше 50 карат находят несколько раз в месяц.

Крупнейший на планете алмаз «Куллинан» весит 621 грамм и стоит около 200 млрд рублей.

Самый большой алмаз среди якутских — «XXII съезд КПСС», он весит 342 карата (более 68 граммов).

В 2013 году предприятия группы «АЛРОСА» добыли более 37 млн. карат алмазов.

Из них 40% идут на промышленные цели и 60% — на ювелирные.

После отбора камни попадают на гранильный завод. Там алмазы становятся бриллиантами.

Потери при огранке составляют от 30 до 70% от веса алмаза.

По состоянию на 2013 год запасы группы «АЛРОСА» составили 608 млн. карат, а прогнозные запасы составляют около одной трети общемировых.

Таким образом, компания обеспечена минерально-сырьевой базой на 30 лет вперед.