Добыча полезных ископаемых закрытым способом: Полезные ископаемые — урок. География, 5 класс.

основные способы и объемы добычи

Добыча полезных ископаемых – одна из важнейших сфер деятельности, призванная обеспечить сырьём многие отрасли промышленности, строительство, транспорт и энергетику. Начиная с древнейших времён, она позволяет извлекать газообразные, жидкие и твёрдые природные ресурсы с поверхности Земли, а также из её недр, а начиная с середины прошлого века – со дна морей и океанов.

Содержание

  • Месторождения полезных ископаемых в России
  • Основные способы добычи
  • Топливно-энергетические полезные ископаемые
    • Нефть
    • Природный газ
    • Уголь
    • Горючие сланцы
    • Уран
  • Металлические ископаемые
    • Руды чёрных металлов
    • Руды цветных металлов
    • Руды редких металлов
    • Руды благородных металлов
  • Неметаллические ископаемые
    • Горно-химическое сырьё
    • Горнотехническое сырьё
    • Оптические материалы
  • Соли и рассолы
  • Драгоценные и поделочные камни
  • Строительные материалы
  • Объёмы добычи

Месторождения полезных ископаемых в России

Самая большая страна в мире располагает более 20 тысячами месторождений полезных ископаемых, оцениваемых по запасам ресурсов в 30 трлн. долларов. Этого гигантского природного богатства, практически равномерно распределённого по территории России должно хватить на несколько веков непрерывного использования. Поэтому по запасам природных ресурсов наше государство занимает одно из лидирующих мест на планете.

Экономическая география полезных ископаемых Российской Федерации такова, что:

  • Наибольшие природные запасы золота сосредоточены на Дальнем Востоке и в Якутии.
  • Углеводородами больше всего богат Ямало-Ненецкий автономный округ. Частично они есть в Татарстане, Башкортостане, Удмуртии, Оренбургской области, на территории бассейна реки Волги и на острове Сахалин.
  • Серебро в значительных количествах присутствует на территории Восточной Сибири и в горах Урала.
  • Нерудные строительные материалы обнаружены в Восточной Сибири.
  • Большая часть каменного угля залегает за Уральским Хребтом.
  • Горючие сланцы находятся в районах, прилегающих к Балтийскому морю.
  • Железная руда обнаружена на Балтийском щите, в Курской области и на Кольском полуострове.
  • Запасы урана присутствуют в Забайкалье.
  • Алюминием богат Урал и Западная Сибирь.
  • Цветные металлы сконцентрированы на Таймыре и на востоке Сибири.
  • Драгоценные и полудрагоценные камни распространены в горных массивах Урала, Алтая и Саян.

Однако необходимо отметить, что большинство природных ресурсов расположено в труднодоступных районах и отличаются низким содержанием полезных компонентов.

Добыча полезных ископаемых

Основные способы добычи

В зависимости от глубины залегания минеральных ресурсов избирают тот или иной способ их добычи:

  • Карьерный или открытый способ. С его помощью добывают металлическую руду, нерудные строительные материалы, уголь. Это самый экономичный, но в то же время достаточно сильно воздействующий на почву способ. Что в дальнейшем снижает её плодородность и вредно влияет на окружающую среду.
  • Шахтный или подземный способ. Его также называют закрытым. Этот способ применяют при глубинном залегании минерального сырья, руд и полиметаллов. Его недостатком являются значительные затраты и высокий уровень производственного риска для шахтёров и горняков.
  • Открыто-подземный или комбинированный способ. Фактически он сочетает в себе первые два и используется в тех случаях, когда полезные ископаемые залегают как на поверхности, так и в глубине земной коры.
  • Скважинный или геотехнологический способ. Применяется для извлечения сырья, пребывающего в жидком или газообразном состоянии. Обычно с его помощью из пробуренных скважин добывают нефть и газ, серу и литий, уран и фосфор, прибегая к выщелачиванию, осаждению и плавлению. Для того чтобы затем по трубам извлекать столь нужные в народном хозяйстве минеральные ресурсы.
  • Дражный способ. Он сочетает в себе добычу и обогащение полезных ископаемых. Чаще всего к нему прибегают при освоении россыпей алмазов, золота, касситерита и платиноидов.

Топливно-энергетические полезные ископаемые

Нефть

Седьмое место в мире занимает наша страна по количеству разведанных нефтяных запасов. Месторождения, оцениваемые в 14,1 млрд. т располагаются в 9 нефтегазоносных провинциях:

  • Волго-Уральской,
  • Енисейско-Анабарской,
  • Западно-Сибирской,
  • Лено-Вилюйской,
  • Лено-Тунгусской,
  • Охотской,
  • Прикаспийской,
  • Северо-Кавказско-Мангышлакской,
  • Тимано-Печорской,

и в 3 нефтегазоносных областях:

  • Анадырской,
  • Восточно-Камчатской,
  • Балтийской.

Лидером среди отечественных нефтяных месторождений считается Самотлорское – 7,1 млрд. т. Продуктивный период использования запасов этого жидкого вида углеводородного топлива на территории нашего государства оценивается в 22 года.

нефть

Природный газ

Россия является безусловным общемировым лидером по запасам голубого топлива, общий объём которого оценивается в 40 млрд. т. с перспективой добычи, составляющей более 80 лет.

Наибольшая его часть (свыше 75%) приходится на месторождения Сибири. Самыми крупными среди них являются: Уренгойское – 10 трлн. м3 и Ямбургское – 8,9 трлн. м3.

Уголь

По запасам этого природного ископаемого, оцениваемого в 2,23 трлн. т, Россия находится на третьем месте. Причём значительную часть залежей – 69%, составляет бурый уголь. Большая часть запасов, составляющая 63% этого ценнейшего энергоресурса, расположена в восточной части страны:

  • Кузнецкий угольный бассейн – один из самых крупный в мире, располагающий гигантскими запасами каменного и коксующегося угля.
  • Канско-Ачинский (бурый уголь).
  • Печерский.
  • Южно-Якутский.

Большая часть отечественной угледобычи – 75% ведётся закрытым шахтным способом, что значительно повышает его себестоимость.

уголь

Горючие сланцы

Большая часть месторождений горючих сланцев располагается в Европейской части России, на территории Ленинградской и Самарской областей. Также имеются крупные месторождения на севере страны и в Сибири.

Однако активной разработке они не подвергаются, вследствие конкуренции со стороны более распространённых видов топлива, таких как нефть и газ. Возможно, к ней приступят после исчерпания основных углеводородных запасов.

Уран

По запасам этого природного ископаемого Россия уверенно входит в первую десятку. Согласно исследованиям пятилетней давности, его запасы составляют 507,8 тыс. т, что является десятой частью общемировых урановых ресурсов. Основные месторождения сосредоточены в Якутии и Бурятии и на территории Забайкальского края.

Металлические ископаемые

Металлы играют важнейшую роль в жизни общества. Без них невозможно представить себе ни промышленное производство, ни быт нынешнего человека.

Руды чёрных металлов

К чёрным металлам относятся железо и его сплавы: сталь, чугун и ферросплавы. Их руды подразделяются на группы, носящие название основного минерала:

  • Красные железняки или гематиты – это оксиды железа (Fe2O3), наиболее употребляемые в чёрной металлургии; а также применяемые в качестве красителя, известного под названием «сурик».
  • Магнитные железняки или магнетиты, представляющие собой закиси и окиси железа (FeOи Fe2O) отличаются своими магнитными свойствами.
  • Бурые железняки или гетиты, называемые также лимонитом или болотной рудой, являются водной окисью железа. Их ценность заключается в том, что они могут непосредственно использоваться в процессе выплавки чугуна в домнах. Наиболее ценится металлургами лимонит Керченского месторождения, имеющий в своём составе ванадий, марганец и фосфаты.
  • Шпатовые железняки или сидериты – минералы серого цвета, содержащие в своём составе углекислое железо (FeCO3). Россия является мировым лидером по месторождениям железняка: подтверждённые запасы оцениваются в 264 млрд. т.

черная руда

Руды цветных металлов

Значительная часть полезных ископаемых носит название цветных металлов – это все металлы кроме железа, получившее своё название за специфический цвет.

Сырые руды этих металлов отличаются крайне низким содержанием металла и весьма разнообразным составом. Неудивительно, что они получили название полиметаллических руд. В связи с этим в цветной металлургии часто имеет место комплексное использование природного сырья.

В зависимости от плотности, они подразделяются на руды лёгких металлов: алюминия, титана, калия, кальция, лития, магния.И руды тяжёлых металлов: меди, олова, свинца, цинка.

Руды редких металлов

Обширная группа из 36 химических элементов получила своё название чисто по историческим причинам. На самом деле, они встречаются в природе нисколько не реже, а подчас значительно чаще чёрных, цветных и благородных металлов.

Руды редких металлов или залегают самостоятельно, или присутствуют попутно при разработке других полезных ископаемых. Значительную часть редких металлов извлекают из руд цветных металлов, а также из других минералов: германий – из бурых углей, ванадий – из руд железа и титана, гафний и рубидий – из руд других редких металлов.

На территории России значительные скопления руд редких металлов обнаружены на Кавказе, Урале, в Сибири, на Дальнем Востоке, а также в Якутии (Томторское месторождение).

Руды редких металлов

Руды благородных металлов

К этой группе относят драгоценные металлы: золото и серебро, а также платину и металлы платиновой группы: иридий, осмий, палладий, родий и рутений, отличающиеся устойчивостью против окисления и коррозии.

Наше государство обладает значительными запасами месторождений благородных металлов:

  • Золото – 25 тыс. т. Из них 4/5 составляют рудные месторождения, 1/5 – россыпные. Наиболее значимыми являются Бодайбинское месторождение золота в Восточной Сибири и Бамское золоторудное месторождение на Дальнем Востоке.
  • Серебро. По его запасам Россия держит первое место в мире, располагая 16-ью непосредственными месторождениями серебра (27% общероссийских запасов) и целым рядом комплексных месторождений. Первые из них расположены на территории Чукотки и Якутии.
  • Платиноиды – 6-10 тыс. т, что является третьим показателем в общемировом списке. Лидирующие позиции в отрасли занимают Нижнетагильское месторождение на Урале и Федорово-Панское месторождение в Мурманской области.

Неметаллические ископаемые

Неметаллические или нерудные природные ресурсы, используемые в своём непосредственном виде для строительства и промышленности или в качестве сырья, встречаются в природе в виде минералов или горных пород.

Горно-химическое сырьё

Горным сырьём для химического производства выступают:

  • Апатиты. На территории нашего государства находится крупнейшее месторождение апатитов на Кольском полуострове (Хибинское).
  • Бариты. Используется для получения бариевой соли, глазури и эмали.
  • Бораты. Выступают в качестве смягчителей воды при производстве стиральных порошков.
  • Фосфатные руды. Россия обладает более чем двумя сотнями крупных месторождений фосфоритов.
  • Сера, в значительной степени используемая для производства серной кислоты. Большими запасами этого природного сырья располагают Самарская область, Урал (серный колчедан), Камчатка, Курильские острова.

Горно-химическое сырьё

Горнотехническое сырьё

К этому виду полезных ископаемых относятся материалы, используемые в металлургии, а также при производстве абразивов, диэлектриков, керамики, стекла и теплоизоляционных материалов. Основными минералами в качестве горнотехнического сырья являются:

  • разнообразные глины, доломиты, известняки, кварцевые пески, фарфоровые камни;
  • ангидрид, гипс, перлит, доломиты, известняки, тальк, графит и многое другое.

Оптические материалы

Материалы природного или искусственного происхождения, обладающие прозрачностью и предназначенные для изготовления оптических устройств. В основном это стёкла, фотоситаллы (синтезированные материалы) и монокристаллы.

Соли и рассолы

Группа минералов, имеющих солёный привкус и легко растворяющихся в воде. По своему химическому составу они подразделяются на бораты, галогениды, йодиты, карбонаты, сульфаты калия, магния, натрия и хлориды.

Соли и рассолы находят применение в строительстве, при выпуске минеральных удобрений и в качестве пищевой добавки:

  • Калийные соли. Крупнейшее Верхнекамское месторождение калийно-магниевых солей (ВМКМС) располагается в Пермском крае.
  • Каменная или поваренная соль. Крупнейшими поставщиками на российский рынок являются:
  • ОАО «Бассосль», г. Астрахань – 1,3 млн. т в год;
  • ОАО «Уралкалий», г. Березники – 1,0 млн. т в год;
  • ОАО «Илецксоль», г. Оренбург – 0,5 млн. т в год.
  • Гипс или водный сульфат кальция находит широкое применение в строительстве, медицине, декоративно-прикладном искусстве.

Соли и рассолы

Драгоценные и поделочные камни

Минералы, используемые в производстве ювелирных изделий и камнерезном производстве. Отличительными особенностями драгоценных камней являются красивый цвет, яркий блеск, прозрачность, разнообразные оптические эффекты. Кроме того, они обладают высокой прочностью и долговечностью.

Поделочные камни не отличаются прозрачностью, хотя и имеют красивую фактуру, а также хорошо подвергаются механической обработке. Обычно они находят применение при отделке зданий и некоторых изделий.

Залежи этих полезных ископаемых присутствуют на Урале (самоцветы), в Якутии (алмазы) и в Восточной Сибири.

Строительные материалы

К естественным природным минералам, используемым в строительстве, относятся:

  • Гравий – мелкий камень округлой формы.
  • Щебень – остроугольные камни, диаметром не более 70 мм, используемые в качестве наполнителя.
  • Песок – мелкозернистая каменная фракция размером до 5 мм.

А также полезные ископаемые, применяемые при изготовлении бетона, цемента и других вяжущих веществ.

На территории России имеется 8500 месторождений более 100 наименований нерудных строительных материалов. Самые крупные из них расположены в Вяземской, Кировской, Московской и Смоленской областях.

Объёмы добычи

Россия обладает гигантскими запасами полезных ископаемых и последовательно их использует. О чём говорит рост добывающей отрасли в 2019 году на 1,1%.

Показатели 2019 года:

  • Нефть и газовый конденсат – 561 млн. т.
  • Газ – 738 млрд. м3; попутный нефтяной газ – 94,7 млрд. м3.
  • Каменный уголь – 357 млн. т.
  • Бурый уголь – 82,2 млн. т.
  • Золото (11 месяцев) – 337,26 т.
  • Добыча металлических руд (июль 2019 года) выросла по сравнению с аналогичным показателем на 1,9 %.
  • Добыча цветных металлов выросла на 3,1 % (соотношение: июль 2019 – к июлю 2018 года).
  • Добыча нерудных ископаемых выросла на 15,7 % (соотношение: июль 2019 – к июлю 2018 года).

Приведённые данные говорят о том, что доля России в общемировом масштабе, оцениваемом в 20 млрд. т ежегодной добычи полезных ископаемых, весьма значительна, а перспективы их дальнейшего использования даже пока в должной степени не оценены, вследствие своей огромности.

Полезные ссылки

Автор:
Юрий Флоринских
Все статьи этого автора

Последние статьи автора:
Крупнейшие производители молока и молочной продукции в мире Алмазы: свойства, способы добычи и применение

Способы добычи полезных ископаемых в природной среде

Друзья, всем привет, сегодня я расскажу вам о том, какие существуют способы добычи полезных ископаемых и их влияние на окружающую среду, но прежде всего эти способы зависят от самих ископаемых, их физико-химических свойств, мест размещения и развития технического прогресса.

Еще совсем недавно добыча природных ресурсов производилась вручную, что требовало больших физических усилий и немалых трудозатрат, а сама она имела достаточно низкую производительность труда.

В современных же условиях все изменилось коренным образом: с развитием мощных технических средств и применением специальных машин трудозатраты снизились, а производительность и объемы добычи ископаемых значительно возросли.

Основные способы и технология добычи природных ресурсов

Все минеральные ресурсы, как твердые, так и жидкие, и газообразные на нашей планете располагаются неравномерно и находятся либо на поверхности, либо глубоко под землей, и в зависимости от их мест размещения и залегания для их добычи используют тот или иной способ.Самими распространенными способами добычи природных ресурсов можно считать:

  1. открытый способ либо карьерный способ,
  2. закрытый способ либо подземный или шахтный способ,
  3. комбинированный способ либо открыто-подземный способ,
  4. геотехнологический способ либо скважинный способ,
  5. дражный способ.

Все эти способы имеют как свои преимущества, так и недостатки, поэтому технология добычи полезных ископаемых открытым способом предполагает создание на местах разработки и добычи природных ресурсов глубоких котлованов в виде больших карьеров или разрезов, размеры которых зависят от относительно небольшой глубины и протяженности, а также мощности пластов залегания ископаемых.Преимуществом такого способа добычи является его относительная дешевизна, наибольшая производительность и трудоемкость, безопасные условия труда, а недостатками — большое снижение качества сырья из-за содержания в нем большого количества пустых пород, негативные последствия по отношению к окружающей среде.

Таким способом обычно добывают природное строительное и индустриальное сырье такое как –

  • известняк и мел,
  • песок и глина,
  • торф и уголь,
  • медь и свинец,
  • молибден и никель,
  • олово и вольфрам,
  • хром и марганец,
  • цинк и железо.

Твердые ископаемые, находящиеся на достаточной большой глубине залегания добывают подземным, т. е. закрытым способом, при котором сооружают подземные шахты. Недостатком такого способа является его огромный риск для горняков, связанный с обрушением и загазованностью, а значит и взрывоопасностью.

Таким способом обычно добывают руды, полиметаллы и минеральное сырье такие как:

  • медь и золото,
  • вольфрам и железо,
  • каменный уголь и минеральные соли.

Если открытый и закрытый способ добычи полезных ископаемых не подходит для данного месторождения промышленного сырья, то применяют комбинированный открыто-подземный способ, где сначала добываются открытым способом сырье из верхних слоев, а затем уже шахтным методом дорабатывают оставшиеся запасы металлических руд, залегающие на достаточно большой глубине.

Достоинствами такого способа являются большие объемы добычи природного сырья, а таким способом обычно добываются многие цветные металлы и алмазы.

Геотехнологический или скважинный способ используют при добыче специальных видов сырья, имеющих газообразное или жидкое состояние с помощью такой процедуры как бурение глубоких скважин, где при помощи физико-химического метода осаждения, выщелачивания и плавления извлекают из недр земли на поверхность выходящие по трубам полезные ископаемые.

Таким способом обычно добываются:

  • газ и нефть,
  • сера и литий,
  • фосфор и уран.

И наконец, отдельный дражный способ, где горное предприятие одновременно осуществляет как добычу сырья, так и его обогащение, т. е. с помощью специального оборудования первично происходит отделение ценной породы от сопутствующей пустой.

Таким способом обычно разрабатываются месторождения россыпей:

  • золота и алмазов,
  • платиноидов и касситерита.

Влияние на окружающую среду добычи полезного сырья

Добыча полезных ископаемых любым способом не может не оказывать на окружающую среду своего негативного воздействия, так как занимает огромные площади хозяйственных земель, доходящие порой до десятков тысяч квадратных километров. Такая техногенная нагрузка на природную среду нарушает естественный ход саморегуляции жизненных процессов окружающей среды и порой приводит к ее быстрой деградации.

Как правило, под их разработками находятся самые продуктивные почвенные черноземы:

  1. полей и пашен,
  2. лесов и водоемов,
  3. дорог и населенных пунктов.

Производство добычи начинается с подготовительных очистных работ, где на местности удаляются все искусственные преграды, так:

  • вырубаются многолетние леса с ценными породами деревьев,
  • осушаются вековые водоемы в виде болот, рек и озер,
  • прокладываются инженерные коммуникации в виде водоотводящих канав и подъездных путей.

Затем производят вскрышные работы, целью которых служит послойное удаление и перемещение в отвалы пустой породы открывающей доступ к самим природным ресурсам:

  • мягкую и легкую породу разрабатывают при помощи бульдозеров и землеройных машин,
  • скальную и твердую породу сначала взрывают при помощи буровзрывной техники, а потом разрабатывают при помощи экскаваторов и скреперов,

уже обнаженные полезные ископаемые добывают и грузят на специальные транспортные средства — карьерные самосвалы, которые везут добытое сырье на обогатительные предприятия и металлургические комбинаты.

Добыча природного сырья имеет еще и такие негативные последствия для окружающей среды как загрязнение почвы, воды и воздуха химическими элементами отвалов, что пагубно влияет как на растительный, так и животный мир данной местности.

Это негативное воздействие на окружающую среду отрицательно влияет и на здоровье людей, живущих в близлежащих местностях – повышением заболеваемости местного населения.

Поэтому в период разработки месторождений полезных ископаемых необходимы такие регулярные мероприятия как — проведение наблюдений и экологический мониторинг.Уменьшить негативное влияние на окружающую среду в дальнейшем можно усовершенствованием методов разработки, а также с помощью рекультивации этих земель, возвратом и приведением их в первоначальное состояние, однако на это нужны огромные финансовые средства и немалый временной интервал.

Поэтому добывающие предприятия согласно закону охраны недр и окружающей среды обязаны после всех проведенных работ по добыче сырья обеспечить восстановление естественного ландшафта местности, где за свой счет они сажают леса и разбивают лесопарки с созданием в последствие зон отдыха, а также восстанавливают плодородный слой почвы, вовлекая его в сельскохозяйственный оборот.

Надеюсь, вам понравилась моя статья о том, какие способы добычи полезных ископаемых существуют на добывающих предприятиях. Может быть, и вы знаете какие–то новые способы добычи природного сырья. Расскажите мне об этом в комментарии к статье, мне будет любопытно их узнать. Разрешите на этом с вами попрощаться и до новых встреч дорогие друзья.

Предлагаю Вам подписаться на обновления блога, чтобы получать мои статьи на свою почту. А также вы можете поставить свою оценку статье по 10 системе, отметив ее определенным количеством звездочек. Приходите ко мне в гости и приводите друзей, ведь этот сайт создан специально для вас. Я всегда рада видеть вас и уверена, что вы обязательно найдете здесь много полезной и интересной информации.

Горное дело | Определение, история, примеры, типы, эффекты и факты

подготовительные выработки подземного рудника

Смотреть все СМИ

Ключевые лица:
Сесил Родс
Михаил Прохоров
Патрис Тлхопане Моцепе
Клайв Палмер
Джорджина Хоуп Райнхарт
Похожие темы:
добыча угля
шахтный газ
гидродобыча
штольня
остановка

Посмотреть весь связанный контент →

добыча полезных ископаемых , процесс добычи полезных ископаемых с поверхности Земли, в том числе из морей. Минерал, за немногими исключениями, представляет собой встречающееся в природе неорганическое вещество, имеющее определенный химический состав и характерные физические свойства или молекулярную структуру. (Одно органическое вещество, уголь, также часто рассматривается как минерал.) Руда — это металлоносный минерал или совокупность металлоносных минералов и пустой породы (сопутствующей горной породы, не имеющей экономической ценности), которую можно добывать с прибылью. Месторождение полезных ископаемых обозначает естественное месторождение полезных ископаемых, в то время как месторождение руды обозначает месторождение полезных ископаемых достаточной протяженности и концентрации, чтобы можно было их разрабатывать.

При оценке месторождений полезных ископаемых крайне важно помнить о прибыли. Общее количество полезных ископаемых в данном месторождении называется запасами полезных ископаемых, но только то количество, которое может быть добыто с прибылью, называется запасами руды . По мере роста продажной цены минерала или снижения затрат на его добычу доля запасов полезных ископаемых, классифицируемых как руда, увеличивается. Очевидно, верно и обратное, и рудник может прекратить добычу, потому что (1) полезные ископаемые исчерпаны или (2) цены упали или затраты выросли настолько, что то, что когда-то было рудой, теперь является только полезными ископаемыми.

Уильям Эндрю Хуструлид

Археологические открытия показывают, что добыча полезных ископаемых велась в доисторические времена. По-видимому, первым использованным минералом был кремень, который из-за раковистого излома можно было разбить на осколки с острыми краями, которые можно было использовать в качестве скребков, ножей и наконечников стрел. В период неолита, или нового каменного века (около 8000–2000 гг. до н. э.), в отложениях мягкого мела во Франции и Великобритании были прорыты шахты глубиной до 100 метров (330 футов) для извлечения найденной там кремневой гальки. Другие минералы, такие как красная охра и медный минерал малахит, использовались в качестве пигментов. Самая старая известная подземная шахта в мире была зарыта более 40 000 лет назад в Бомву-Ридж в горах Нгвенья, Свазиленд, для добычи охры, используемой в погребальных церемониях и для окрашивания тела.

Золото было одним из первых использованных металлов, его добывали из русла рек, состоящих из песка и гравия, где оно находилось в виде чистого металла из-за его химической стабильности. Хотя медь химически менее стабильна, она встречается в самородной форме и, вероятно, была вторым металлом, обнаруженным и использованным. Серебро также было найдено в чистом виде и одно время ценилось выше золота.

По мнению историков, египтяне добывали медь на Синайском полуострове еще в 3000 г. до н.э., хотя некоторое количество бронзы (медь в сплаве с оловом) датируется 3700 г. до н.э. Железо датируется 2800 г. до н.э.; Египетские записи о выплавке железной руды датируются 1300 годом до нашей эры. Свинец, найденный в древних руинах Трои, производился еще в 2500 году до нашей эры.

Одним из самых ранних свидетельств строительства из добытого камня было строительство (2600 г. до н.э.) великих пирамид в Египте, самая большая из которых (Хуфу) имеет длину 236 метров (775 футов) по сторонам основания и содержит приблизительно 2,3 миллиона блоков. из двух видов известняка и красного гранита. Считается, что известняк был добыт из-за Нила. Блоки весом до 15 000 кг (33 000 фунтов) перевозились на большие расстояния и поднимались на место, и они демонстрируют точную резку, которая привела к точной подгонке кладки.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Одно из наиболее полных ранних исследований методов добычи полезных ископаемых в Европе принадлежит немецкому ученому Георгиусу Агриколе в его книге De re metallica (1556). Он подробно описывает методы проходки шахт и тоннелей. Мягкая руда и горная порода кропотливо добывались киркой, а более твердая руда — киркой и молотком, клиньями или нагреванием (обжиг). Для разведения огня у скалы сложили кучу бревен и сожгли их. Тепло ослабило или раскололо породу из-за теплового расширения или других процессов, в зависимости от типа породы и руды. Там, где это было необходимо, использовались грубые вентиляционные и насосные системы. Подъем валов и наклонов производился с помощью брашпиля; перевозки осуществлялись на «грузовиках» и тачках. В туннелях использовались деревянные опорные системы.

Большой прогресс в добыче полезных ископаемых был достигнут, когда секрет черного пороха достиг Запада, вероятно, из Китая в позднем средневековье. В середине 19 века его заменили динамитом в качестве взрывчатого вещества, а с 1956 года широкое распространение получили как взрывчатые вещества на основе нитрата аммония, так и суспензии (смеси воды, топлива и окислителей). Стальная дрель с клиновидным острием и молоток сначала использовались для бурения отверстий для размещения взрывчатых веществ, которые затем загружались в отверстия и взорвались, чтобы разрушить породу. Опыт показал, что правильное размещение шпуров и порядок стрельбы важны для достижения максимального разрушения горных пород в шахтах.

Изобретение механических буров, приводимых в действие сжатым воздухом (пневматические молоты), заметно увеличило возможности добычи твердых пород, в несколько раз уменьшив стоимость и время земляных работ. Сообщается, что англичанин Ричард Тревитик изобрел роторную паровую дрель в 1813 году. Механические поршневые дрели, использующие прикрепленные долота к бурильным штангам и движущиеся вверх и вниз, как поршень в цилиндре, датируются 1843 годом. были изобретены современные пневматические буры. Поршневые дрели были заменены перфораторами, работающими на сжатом воздухе, а их производительность улучшилась благодаря лучшей конструкции и доступности качественной стали.

Развитие бурения сопровождалось усовершенствованием методов погрузки, от ручной погрузки лопатами до различных типов механических погрузчиков. Транспортные перевозки также эволюционировали от перевозки людей и животных к шахтным вагонам, запряженным электровозами и конвейерами, и к транспортным средствам с резиновыми шинами большой грузоподъемности. Аналогичные изменения произошли в открытой добыче полезных ископаемых, что привело к увеличению объемов производства и резкому снижению стоимости металлических и неметаллических продуктов. Крупные вскрышные машины с экскаваторными колесами, применяемые при открытой добыче угля, применяются и в других типах карьеров.

Приток воды был очень важной проблемой при подземных горных работах, пока Джеймс Уатт не изобрел паровой двигатель в 18 веке. После этого паровые насосы можно было использовать для удаления воды из глубоких дневных шахт. Ранние системы освещения были открытого типа, состоящие из свечей или ламп с масляным фитилем. В последнем типе сжигали каменноугольный жир, китовый жир или керосин. Начиная с 1890-х годов горючий газ ацетилен производился путем добавления воды к карбиду кальция в основании лампы, а затем выпускался через струю в центре яркого металлического отражателя. Кремневая искра позволяла легко зажечь эти так называемые карбидные лампы. В 19В 30-х годах в шахты начали поступать кепочные лампы с батарейным питанием, и с тех пор были внесены различные улучшения в интенсивность света, срок службы батареи и вес.

Несмотря на то, что вокруг горняков и добычи полезных ископаемых накопилось много мифов и романов, в современной горной промышленности именно машины обеспечивают силу, а обученные шахтеры обеспечивают мозги, необходимые для победы в этой высококонкурентной отрасли. Технологии развились до такой степени, что сейчас золото добывают под землей на глубине 4000 метров (около 13 100 футов), а самые глубокие открытые шахты вырыты на глубине более 700 метров (около 2300 футов).

Джордж Б. Кларк Уильям Эндрю Хуструлид

Подземная добыча угля

Подземная добыча включает в себя открытие одного или нескольких порталов или шахт в земле, которые следуют или перехватывают угольные пласты, которые слишком глубоки для открытых методов добычи. В Пенсильвании практикуются два основных метода подземной добычи:

Комнатно-столбовая : обычно используется для относительно плоских или пологопадающих пластов. По мере того, как «комната» добывается, остаются большие «столбы» угля, чтобы выдержать вес вскрышных пород и слоев горных пород выше. Этот тип добычи является традиционным методом подземной разработки, используемым в Пенсильвании, и может привести к извлечению до 75% целевого угольного пласта.

Добыча длинными забоями : Между конвейерной системой и серией самодвижущихся гидравлических крепей монтируется механизированный угольный комбайн. Эта машина перемещается вдоль угольного пласта на длину 820 футов и почти полностью автоматизирована. По мере того, как уголь удаляется и транспортируется по конвейеру, опоры крыши удаляются, что позволяет крыше обрушиться в пустоту. Этот метод добычи может привести к извлечению пласта более чем на 90%, но может вызвать проседание поверхности.

Регламент

Следующие главы Пенсильванского кодекса (Раздел 25) обеспечивают нормативную базу для открытой добычи и регенерации угля в Пенсильвании:

86: Открытая и подземная добыча угля: Общие положения

88: Антрацитовый уголь

3 8 90 : Подземная добыча угля и углеобогатительные предприятия

Разрешение

Для ведения подземной добычи требуется разрешение. Подземная добыча полезных ископаемых включает в себя наземные работы, связанные с подземным участком добычи. Разрешенная территория включает в себя вспомогательные территории, сооружения и дороги. Разрешения также требуются для подземных разведочных работ и перерабатывающих заводов. Разрешение на добычу угля необходимо продлевать каждые пять лет. Оператор разрешения на добычу угля должен иметь лицензию. Территория, на которую распространяется разрешение на добычу угля, должна быть оклеена, чтобы обеспечить завершение рекультивации. Документы заявки на получение разрешения, дополнительные формы, информационные публикации и документы технического руководства можно найти в электронной библиотеке Департамента.

Подземная добыча битуминозного угля (включая всю добычу длинными забоями) разрешена Калифорнийским окружным горнодобывающим управлением, расположенным в Угольном центре, штат Пенсильвания. Подземные рудники с антрацитом (за исключением шахт с длинными забоями) разрешены горным управлением округа Поттсвилл.