Город с огромным карьером. Алмазный карьер “Мир” в Якутии

В Якутии, вблизи города Мирный, находится самый большой по общему объёму алмазный карьер в мире - кимберлитовая трубка "Мир" (город Мирный появился уже после открытия трубки и был назван в её честь). Карьер имеет глубину 525 метра и диаметр 1,2 километра.
Образование кимберлитовой трубки происходит во время извержения вулкана, когда сквозь земную кору газы из недр земли вырываются наружу. Форма такой трубки напоминает воронку или бокал. Вулканический взрыв выносит из недр Земли кимберлит - породу, иногда содержащую алмазы. Порода названа так в честь города Кимберли в Южной Африке, где в 1871 году был найден алмаз весом 85 карат (16,7 грамм), что вызвало Алмазную лихорадку.
13 июня 1955 года геологи, искавшие в Якутии кимберлитовую трубку, увидели высокую лиственницу, корни у которой обнажил оползень. Лиса прорыла под ним глубокую нору. По характерному синеватому цвету разбросанной лисой земли геологи поняли, что это кимберлит. В Москву была тут же послана кодированная радиограмма: "Закурили трубку мира, табак отличный". Вскоре через 2800 км. бездорожья к месту открытия кимберлитовой трубки потянулись автоколонны. Вокруг месторождения алмазов вырос рабочий посёлок Мирный, сейчас это город с населением 36 тысяч человек.

В период с 1957 по 2001 годы в карьере "Мир" было добыто алмазов на 17 миллиардов долларов. За эти годы карьер так расширился, что грузовикам приходилось проезжать по спиралевидной дороге 8 км. от дна до поверхности. Владеющая карьером "Мир" российская компания АЛРОСА в 2001 году прекратила добычу руды открытым способом, т.к. этот способ стал опасным и неэффективным. Учёные выяснили, что алмазы залегают на глубине более 1 км., а на такой глубине для добычи подходит не карьер, а подземный рудник, который по плану выйдет на проектную мощность один миллион тонн руды в год уже в 2012 году. Всего разработка месторождения планируется еще в течение 34 лет.

Вертолётам категорически запрещено летать над карьером, т.к. огромная воронка засасывает в себя летательные аппараты. Высокие стены карьера таят в себе опасность не только для вертолётов: существует угроза оползней, и однажды карьер может поглотить прилегающие, в том числе застроенные, территории. Учёные думают над проектом экогорода в ныне пустующей огромной яме.

Руководитель московского архитектурного бюро Николай Лютомский рассказывает о своих планах: "Главная часть проекта - огромная бетонная конструкция, которая станет своего рода "пробкой" для бывшего карьера и будет распирать его изнутри. Сверху котлован перекроют светопрозрачным куполом, на котором будут установлены солнечные батареи. Климат в Якутии суровый, но там много ясных дней и батареи смогут вырабатывать около 200 МВт электроэнергии, которая должна обеспечить с лихвой нужды будущего города. Кроме того, можно использовать тепло Земли. Зимой в Мирном воздух охлаждается до -60°C, но на глубине ниже 150 метров (то есть ниже вечной мерзлоты) температура грунта плюсовая, что добавляет проекту энергоэффективности. Пространство города предлагается разделить на три яруса: нижний - для выращивания сельхозпродукции (так называемая вертикальная ферма), средний - лесопарковая зона, очищающая воздух, и верхний для постоянного пребывания людей, имеющий жилую функцию и служащий для размещения административных и социокультурных зданий и сооружений. Общая площадь города составит 3 млн. квадратных метров, и здесь смогут жить до 10000 человек - туристов, обслуживающего персонала и работников ферм".

В 1960-х карьер добывал 10 миллионов карат (2000 кг ) алмазов в год, из которых 20 процентов были ювелирного качества. Верхние слои шахты (до 340 метров) имели очень высокое содержание алмазов — 4 карата (0,80 г) на тонну руды, с относительно высоким соотношением камней, пригодных для ювелирного дела. Добыча снизилась примерно до 2-х карат (0,40 г) на тонну руды, когда карьер приблизился к сегодняшним размерам.

Засыпанный снегом Мир выглядит особенно необычно.

Самый крупный алмаз в этом карьере нашли 23 декабря 1980, он весил 342,5 карата (68 г) и был назван «XXVI съезд КПСС». Добычу на руднике прекратили в 1990-е годы на глубине 525 м, после чего дно было затоплено.

Самый большой алмаз, найденный в карьере. Его вес 68 грамм.

Мир стал самым первым и крупнейшим алмазным рудником открытого типа в Советском Союзе. Его разработка длилась больше 44 лет до 2001 года. После распада СССР в 1990х, карьером управляло предприятие Саха, годовая прибыль от добычи алмазов которой становила свыше 600 млн долларов. В настоящее время шахтой заведует АЛРОСА, крупнейший алмазо-производитель в России.

Величественен в своем одиночестве.

Еще в 1970-х началось строительство сети подземных туннелей для извлечения алмазов, так как добыча открытым способом рано или поздно исчерпала себя. Но добычу алмазов таким способом начали лишь в 1999 году, она продлится еще 27 лет, такие оценки основаны на глубинных исследованиях, которые проводили на глубинах до 1200 метров. Чтобы обезопасить и стабилизировать заброшенный карьер, его поверхность покрыли 45 метровым слоем щебня.

Экогород-2020

Этому заброшенному карьеру решили дать вторую жизнь в виде нового архитектурного творения «Экогород 2020». Идея состоит в том, чтобы создать новый город-сад, который будет защищен от суровых сибирских длинных зим и короткого, но жаркого лета.

Так должен выглядеть купол над Эко-городом.

Новый город планируют поделить на 3 основных уровня : самый нижний - фермы для выращивания сельхоз продукции; средний - зона лесов и парков, которые будут насыщать кислородом воздух; верхний ярус - жилая часть площадью около 300 тыс. кв. метров.

План уровней Эко-города.

В центре планируют установить огромную шахту, которая будет служить источником солнечного света для нижних уровней. Основным источником энергии для города будут солнечные батареи, вмонтированные в гигантский прозрачный купол, который станет одновременно и защитой от суровой внешней среды.

К сожалению, это только планы. Надеюсь, чиновникам удастся довести все это до ума.

Алмазы образовались более 300 млн. лет назад. Кимберлитовая магма постепенно поднималась по разломам в земной коре с глубины 20-25 км, 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.

Посмотрим, как добывают алмазы.

Фотографии и текст Славы Степанова - http://gelio.livejournal.com/

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».

Аэропорт Мирного

Площадь Ленина — центр города:

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

Карьер имеет глубину 525 метров 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.

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.

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:

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 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 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».

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.

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 тонн.

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

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 находится порядка 300-400 карат:

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

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:

Грохот (вибрационное сито, предназначенное для просеивания материалов):

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.

. В нее поступают мелкий материал вместе с добавлением водных реагентов, и кристаллы мелких классов прилипают к пузырькам пены, направляясь на доводку. На этой 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:

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 = 8 000 позиций.

Вибрационный ситовой грохот . Его задача — разделить мелкие алмазы на размерные классы. Для этого используются 4-8 сит. За раз в устройство закладывается около 1 500 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» весил 621 грамм. Алмаз был найден случайно 25 января 1905 года в Южной Африке в шахте Premier Mine и, по-видимому, являлся осколком очень крупного кристалла, который найден так и не был. На сегодняшний день этот алмаз стоил бы 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 60% идут на промышленные цели и 40% — 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.

Орлиный камень

Абу-Рейхан Бируни, исследовавший мир тысячу лет назад и прославленный в веках, рассуждая о самоцветах, писал: «Орлиным камнем зовется алмаз, но носить алмазы орла приучает человек. Отыскав в горах гнездо, собиратели камней накрывают его стеклом. Орел, не умея отодвинуть преграды, вынужден приносить алмазы и бросать их с высоты в гнездо – по-другому стекла ему не одолеть. Собрав принесенные птицей камни, люди убирают стекло, и орел успокаивается. Через некоторое время гнездо снова накрывают стеклом, и орел уже без промедления принимается таскать алмазы, чтобы удалить барьер между ним и птенцами...»

В легенде этой нет даже намека на правду. Алмазы из породных осыпей редко имеют острые грани, способные резать стекло. Несмотря на твердость, алмаз недостаточно прочен, чтобы без вреда для себя перенести падение с большой высоты. И главное: легенда никак не отвечает на вопрос, где орел берет алмазы? Ведь далеко не всякие горы таят россыпи драгоценных камней...

Откуда берутся алмазы?

Первые алмазы добывались из речных наслоений. Размывая коренные месторождения самоцветного камня, реки способны уносить вымываемые обломки за тысячи километров от их родины. Кристаллы алмазов, перенеся столь далекий путь, окатываются: ребра сглаживаются, грани выщербляются. Однако ювелирное качество подобных камней всегда высокое: дефектные кристаллы попросту разрушаются под воздействием внешних сил.

Стремясь добраться до природных залежей светоносного минерала, человек не раз и не два предпринимал настоящие раскопки в поисках алмазных жил. Однако перелопачивание грунта алмазоносных речных наносов давало скромные караты на кубометр пустой породы, и никак не помогало ответить на вопрос: откуда берутся алмазы?

Желтые алмазы Оранжевой реки

В 1866-м году крупные алмазы были найдены на берегах реки Оранжевая, текущей на юге Африки. Находки так обнадежили собственников земли, что они предприняли недюжинные геологоразведочные усилия. Исследования дали результат: место компактного залегания алмазов обнаружилось!

Вскоре месторождение кипело жизнью. Десятки тысяч самодеятельных старателей рыли карьер, пересевали грунт, сдавали найденные кристаллы скупщикам. Оживление деловой активности привлекло внимание властей: в 1873-м году граф Кимберли объявил алмазоносные земли собственностью британской короны, а старательскому поселку даровал свое имя.

Горные породы, содержавшие в себе алмазы, стали называться кимберлитом, а геологические образования, дающие миру месторождения сверкающего натурального камня, получили название кимберлитовых трубок.

В форме бокала

Кимберлитовая трубка являет собой уходящий вглубь колодец, верхняя часть которого напоминает расширяющийся раструб, а нижняя представляет собой узкую трубу. По форме это образование удивительно похоже на обычный винный бокал – однако, с непропорционально длинной ножкой.

Кимберлит – порода, наполняющая этот гигантский колодец – состоит из разномасштабных обломков залегающих в округе минералов, неравномерно распределенных в высокощелочной среде, поднятой их глубоких недр планеты.

Оливин, прозрачная разновидность которого называется хризотилом и является драгоценным камнем, входит в кимберлит его наиболее объемной составной частью. Огненно-красные гранаты и слоистые флогопиты – кристаллы, обязательно присутствующие в кимберлитовых массивах.

Сам по себе кимберлит темен, практически черен, выражено отливает синевой или зеленью. Содержащиеся в нем кристаллы прозрачного углерода имеют правильную ромбовидную форму и выглядят свежо и ново – что резко противоречит устоявшимся еще в прошлом веке теориям генезиса алмазов...

Куда ведет кимберлитовая трубка?

Современная наука не обладает точными сведениями о природе кимберлитовых трубок. Незнание, однако, не мешает разыскивать их (на данный момент известно более 1500 геологических образований вертикально-трубчатого типа), и разрабатывать. Не более 10% уходящих в недра «колодцев» содержат в своих породах кристаллизованный углерод. Тем не менее, от 20-ти до 25-ти тонн алмазов человечеством добывается ежегодно!

До последнего времени царили гипотезы об образовании драгоценного минерала на глубинах от 150-ти до 600-т километров. Теоретически именно там температура и давление соответствуют параметрам кристаллизации углерода. Однако подтверждений у этих теорий мало, а опровержения весомы.

Загадки кимберлитов

В отличие от ныне действующих вулканов, кимберлитовые трубки располагаются там, где раскаленным, разжиженным и газообразным веществам мантии сложнее всего прорваться наружу. Кимберлиты пронизывают огромную толщу платформ земной коры и уходят еще ниже, на глубины до полуторасот километров!

Вулканы же «выпускают пар» там, где расплавленным породам проще всего пробиться наверх из глубины: в переходных зонах вокруг континентальных плит океаническая кора и тонка (около десяти километров), и растрескана. Как же удается жидкому веществу мантии пробиться сквозь самые прочные наслоения земной коры и образовать кимберлитовую трубку?

На всех континентах Земли кимберлитовые трубки «прошивают» – словно гвоздь доску – прочнейшие кристаллические щиты – и часто застывают, не дойдя до поверхности несколько сот или даже десятков метров рыхлых осадочных пород. Почему? Четкого ответа нет.

Говоря о кимберлитовых трубках, геологи применяют понятие объемного следа взрывного процесса. Между тем, взрыв – то есть лавинообразно быстрое высвобождение энергии – дает совершенно иные последствия. Взрывная камера, образующаяся в скальных породах, тяготеет к сферической форме – но ни одна кимберлитовая трубка не имеет даже относительного подобия сфероидам. Значит, прободение земной коры в период образования кимберлитовой трубки не имело взрывного характера? Как же оно шло?

С формой породных осколков, слагающих кимберлит, связана еще одна проблема понимания природы образования этих исполинских колодцев. Кристаллы апатита, пиропа, циркона, ильменита, часто встречающиеся в кимберлитах, всегда округлы – окатаны словно морская галька. При этом следов плавления кристаллических веществ (кроме как в тонком поверхностном слое камня) не обнаруживается. Значит, стесывание острых углов и стачивание граней произошло в процессе движения кимберлитовой массы.
Почему же тогда кристаллы алмазов, поднимаемые, по теории, из многосоткилометровой глубины, не имеют следов действия разрушительных сил? Твердость минерала препятствует появлению признаков абразивного износа, однако твердость не есть прочность. Силы, задействованные при образовании кимберлитовой трубки, должны разрушать алмазы – хотя бы частично, хотя бы некоторый процент от общего количества добываемых кристаллов! Но этого не происходит. Алмазы – единственные кристаллы, находимые в каменном «фарше» кимберлита в состоянии новехонько блестящих свежеотчеканенных монет!

Получается, кимберлитовая трубка – и есть «завод» по производству алмазов?

Газовые иглы и горячие точки

Разогнанные до огромной скорости, обладающие невероятной кинетической энергией твердосплавные болванки не в состоянии пробить броню современной военной техники. Толстые листы сверхпрочной стали, прошивает, тем не менее, разогретый и сжатый газ: так действует кумулятивный снаряд. Прошивает, а не прожигает: высочайшее давление, приложенное к ограниченной площади, сообщает металлу текучесть, и уже сквозь разжиженный материал газ продавливается струёй.

Примерно так же, по мнению доктора геолого-минералогических наук, профессора Александра Портнова, происходит образование кимберлитовой трубки. Газовые (в основном водородно-метановые) пузыри, собирающиеся в верхних слоях мантии, как раз и играют главную роль в генезисе кимберлитовых трубок.

Условия, создающиеся в месте подпора кристаллического континентального щита скоплением газа, вполне достаточны для образования игольно тонкого (в масштабах планеты) прокола, обеспечивающего возможность подъема мантийных газов к поверхности земной тверди.

Давление во многие десятки тысяч атмосфер, присущее подобным скоплениям газа, способно разрушить и раздвинуть каменные монолиты – по крайней мере, на отдельных участках. Прободение не происходит одномоментно: взаимодействие сжатого перегретого газа и пород континентальной платформы длительно, а для успешного прорыва водородно-метановой смеси требуется соединение нескольких обстоятельств – иначе пузырь, растратив энергию, может зависнуть в глубине недр медленно остывающей газовой линзой.

В литосфере Земли имеются так называемые «горячие точки» - области конвекционного выноса тепловой энергии из многосоткилометровых планетных глубин к приповерхностным слоям. Те же самые процессы текут и в разогретой жидкости – так что наличие конвективного теплового «фонтана» в полужидкой массе тела нашей планеты вполне можно уподобить струям горячей воды в закипающем чайнике.

Разница, однако, состоит в том, что поверхность воды в чайнике свободна, а разжиженное вещество мантии сверху укрыто толстым слоем каменного «льда». Но интенсивность тепловыделения в точках конвекции такова, что сообщаемой твердой коре энергии достает для ее размягчения.

Бьют такие «родники» внутрипланетного жара по нескольку десятков миллионов лет. И если сравнительно тонкая океаническая кора проплавляется им насквозь, то в несколько раз более толстая континентальная кора лишь частично утрачивает прочность под воздействием тепла – но целостности не теряет. До тех пор, пока в месте ее разогрева не появится газовый пузырь...

Газовая игла пронзает камень

Диаметр «ножки» бокала кимберлитовой трубки на больших глубинах исчисляется метрами – при протяженности канала в 100-150 км. Лишь по выходу раскаленного (и сжатого до плотности больше чем у воды) газа в относительно рыхлые осадочные породы происходит расширение потока. Образуется конус, придающий кимберлитовой трубке сходство с бокалом.

Однако ближе к поверхности, на глубине нескольких десятков или сотен метров, уже значительно ослабший по силе, но все еще объемный и горячий газовый поток встречается с зоной, напоминающей (применительно к кристаллическому монолиту континентального щита) пористую губку. Не встречая сопротивления, мантийный газ расширяется, «продувает» раскрошенные породы на обширной площади вокруг верхнего края кимберлитового бокала – и растворяется в атмосфере планеты.

Следы подобного взаимодействия видны отчетливо. На расстоянии до полукилометра от кимберлитовой трубки кристаллические минералы претерпевают изменения химического состава. В результате у них появляется (или многократно усиливается) природная люминесценция.

Апатит, обычно светящийся в ультрафиолете желтым, обретает голубой цвет свечения – и свойство это характерно лишь для апатитов, найденных близ кимберлитовой трубки. Циркон, редко когда проявляющий способность к люминесценции, после контакта с мантийными газами начинает светиться отчетливо и ярко.

И хотя цвета драгоценных камней при усилении люминесценции остаются неизменными, увеличение их яркости при дневном и искусственном освещении не остается незамеченным. Выполненные из таких минералов ювелирные вставки оцениваются дороже.

Усиливается способность к переизлучению света и у других кристаллических минералов, залегающих близ верхнего оголовка кимберлитовой трубки. Объясняется подобный феномен химической активностью мантийного газа и наличием в его составе таких металлов как европий, цирконий, церий. Именно они, внедряясь в структуру кристаллических образований, заставляют тусклые природные камни светиться под лучами солнца.

Но откуда в кимберлите алмазы?

Если бы алмазы образовывались до просачивания мантийного газа на поверхность, то вид у самого драгоценного самоцвета был бы примерно таким же, как и у других кристаллов, находимых в кимберлитах.

Более того: на поверхности камней, перенесших чудовищный трансфер из адской глубины на уровень залегания осадочных пород, наблюдаются характерные следы. Разогретые газовые потоки подплавляют и деформируют поверхностные слои кристаллов, и они покрываются специфическими складками. Такого рода «шагрень» типична для метеоритов и лопастей турбин.

Алмазы же никаких следов внешнего воздействия не несут – хотя перемещаясь, к примеру, вместе с речной галькой, окатываются, теряя природную форму ромбоида. Значит, совершенство формы алмазных кристаллов подтверждает гипотезу об их образовании непосредственно в теле кимберлитовой трубки!

Но как все происходит? По представлениям геологов . Между тем в мантии планеты графиту взяться неоткуда и находиться «запрещено»: при таких температурах и давлениях углерод нестабилен, и не может принимать вид графита.

Ученые просто забыли, что более полувека назад в Советском Союзе были произведены успешные опыты по низкотемпературному синтезу алмаза из метана. Что попросту подтверждает возможность образования алмазов в среде газового флюида, поднимающегося из мантии к поверхности планеты.

В процессе снижения давления газа по мере его подъема к поверхности, в формирующейся кимберлитовой трубке возникают условия для «примыкания» свободных валентных связей атома углерода к другим таким же атомам. Так образуются гигантские молекулы углерода, состоящие из бесчисленного количества атомов и идентифицируемые нами как алмазы.

Однако благоприятные для синтеза алмазов условия возникают далеко не всегда. Вот почему лишь 5-10% кимберлитовых трубок содержат кристаллический углерод.

Дополнительным подтверждением данной теории служат исследования возраста минералов, находимых в кимберлите. Возраст той самой знаменитой трубки возле города Кимберли составляет 85 млн. лет. А гранаты (пиропы), найденные в ней, образованы более трех миллиардов лет назад! Трубка «Удачная» (Якутия) насчитывает 425 млн. лет возраста. Клинопироксену, входящему в состав удачненского кимберлита, один миллиард сто сорок девять миллионов лет. Однако возраст якутских алмазов точно соответствует возрастам «родительских» трубок...

Существует немало иных доказательств, свидетельствующих об одновременном образовании алмазов и кимберлитов, наполняющих бездонные «колодцы». Так что надежды на наличие у нашей планеты мифического алмазоносного слоя на большой глубине – по меньшей мере

Кимберлитовые трубки, из которых добывают алмазы, – результат извержений подземных вулканов, произошедших миллионы лет назад. Под воздействием высоких температур и огромного давления углерод получил прочную кристаллическую решетку и превратился в драгоценный камень. Впоследствии открытие этого свойства позволило наладить производство искусственных алмазов. Но натуральные камни, разумеется, гораздо ценнее.

На фото – вид основного карьера Удачнинского горнообогатительного комбината – «Удачный». Горные работы на одноименном месторождении были начаты в 1971 г. и в течение последних 25 лет комбинат является ведущим предприятием алмазодобывающей отрасли России и одним из крупнейших открытых карьеров в мире. В 2010 г. на долю Удачнинского ГОКа пришлось 33,8% алмазодобычи в стоимостном выражении и 12,5% горных работ из общего объема по группе «Алроса».

Первая масштабная промышленная добыча алмазов началась на юге Африки порядка ста лет назад. В России кимберлитовые трубки были открыты только в середине прошлого века – в Якутии. Это открытие положило начало «Алросе» – сегодня мировому лидеру по добыче алмазов. Так, прогнозные запасы компании составляют около трети от общемировых, а разведанных хватит для поддержания текущего уровня добычи в течение 25 лет без снижения качества сырья. Если в цифрах, то запасы алмазов на принадлежащих «Алросе» месторождениях составляют (по данным, опубликованным в мае 2011 года) 1,23 млрд карат по российской классификации (1,014 млрд – доказанных и 0,211 млрд – вероятных).

Последние пять лет компания ежегодно направляла на геологоразведочные работы от 2,5 до 3,5 млрд руб. В 2011 г. затраты на геологоразведку составили около 4 млрд руб., а в 2012 г. на эти цели планируется направить свыше 5,36 млрд руб.

На своих месторождениях «Алроса» добывает около 35 млн карат алмазов в год, являясь крупнейшим в мире производителем этого сырья в физическом выражении: на ее долю приходится около 97% российской добычи и 25% мировой. При этом содержание алмазов в руде кимберлитовых трубок традиционно невелико – обычно несколько карат на тонну. Якутские месторождения в этом плане выигрышны, и считаются одними из наиболее богатых по содержанию.

В 2010 г. объем реализации алмазов и бриллиантового сырья «Алросы» составил $3,48 млрд, а в 2011-м, по предварительным данным, компания продала продукции на $5 млрд – рекордный показатель за всю ее историю. Выручка компании в первой половине 2011 г. по МСФО составила 66,15 млрд руб. (+3% к предыдущему году), а чистая прибыль увеличилась в пять раз до 26,27 млрд.

Кимберлитовые трубки имеют форму конуса, расширяющегося кверху, поэтому их отработку обычно начинают с карьерной добычи. Проектная глубина карьера «Удачный», изображенного на этих фотографиях, – 600 м. Чтобы подняться со дна карьера на поверхность, самосвал по «серпантину» преодолевает путь длиной около 10 км.

А вот так ведется добыча в карьерах. Буровая установка делает скважину, в которую закладывается взрывчатое вещество (на фото – процесс закладки). Кстати, хотя алмаз и является самым твердым минералом, он достаточно хрупок. Поэтому при взрывных работах используются щадящие технологии, позволяющие максимально сохранить целостность кристаллов. После взрыва фрагменты породы грузятся в самосвалы и вывозятся на обогатительную фабрику.

Основные предприятия компании расположены в Западной Якутии, на территории четырех районов Республики Саха (Якутия) – Мирнинского, Ленского, Анабарского, Нюрбинского – в одном из наиболее суровых регионов планеты, с резко континентальным климатом, большим перепадом температур, в зоне вечной мерзлоты. В Удачном зима длится до 8 месяцев, температура зимой порой опускается до -60 С. Поэтому большая часть техники сделана под заказ – это машины, адаптированные к работе в условиях низких температур. В итоге работы на месторождениях ведутся круглый год в любых погодных условиях. В карьерных работах одновременно задействовано большое количество техники – колесные погрузчики, самосвалы, экскаваторы. Большегрузных самосвалов в парке «Алросы» всего около 300, грузоподъемностью от 40 до 136 т. – в основном, «БелАЗы», есть также Cat и Komatsu.

После достижения определенной глубины запасы в пределах карьера исчерпываются, разработка открытым способом становится нерентабельной. В среднем карьеры разрабатываются до глубины около 600 м. Однако кимберлитовые трубки залегают под землей на глубину до 1,5 км. Для дальнейшей отработки строится рудник. Подземная добыча более затратна по сравнению с карьером, однако это единственный экономически выгодный способ добраться до глубоко залегающих запасов. В перспективе «Алроса» собирается существенно увеличить долю подземной добычи алмазов. Сейчас компания завершает открытую разработку карьера «Удачный» и параллельно ведет строительство подземного рудника. Ожидается, что он будет запущен в 2014 г.

Стоимость перехода к подземной добыче алмазов оценивается в $3–4 млрд, но в дальнейшем это должно привести к сокращению издержек. Во многом из-за строительства подземных рудников долг «Алросы» к острой фазе кризиса 2008 г. вырос на 64% до 134,4 млрд руб. Но государство компанию в беде не оставило: она попала в список системообразующих предприятий, непрофильные газовые активы купил ВТБ за $620 млн, а когда спрос на алмазы упал, продукцию «Алросы» стал покупать Гохран.

При слове «алмазные копи» невольно представляешь себе красивую картинку: пещера, в стенах которой драгоценные камни переливаются всеми цветами радуги. На самом деле алмазный рудник – не самое романтичное место на земле. Стены отнюдь не искрятся алмазным блеском, а глядя на руду, вообще сложно предположить, что в ней сокрыты будущие «лучшие друзья девушек». На фото – рабочие в одной из вентиляционных горизонтальных выработок будущего подземного рудника, глубина – 380 метров.

Строительство рудников проходит в уникальных горно-геологических условиях. Помимо вечной мерзлоты, оно осложняется агрессивными подземными водами, которые за счет высокой минерализации способны не только размывать стены горных выработок, но и разъедать (!) колесные шины самосвалов. Кроме того, на месторождениях «Алросы» присутствуют битумо- и нефтепроявления, которые также осложняют добычу алмазов.

Параллельно ведется строительство наземных объектов будущего рудника – например, вентиляционных и калориферных установок. Подземный рудник «Удачный» станет одним из крупнейших в мире – его производительность ожидается на уровне 4 млн т руды в год. Это не первый подземный рудник компании: с 1999 г. «Алроса» работает на руднике «Интернациональный». Кроме того, в августе 2009 г. компания ввела в эксплуатацию подземный рудник «Мир». Ожидается, что когда все рудники выйдут на полную мощность, доля подземной добычи в общем объеме операций «Алросы» вырастет до 40%. Всего в России компания ведет добычу алмазов на 9 коренных и 10 россыпных месторождениях, расположенных в Якутии и Архангельской области. Кроме того, компания владеет алмазодобывающим предприятием «Катока» в Анголе – вместе с местной госкомпанией «Эндиама».

Как будет выглядеть подземная добыча на «Удачном» через 2–3 года? Для примера – фотография уже работающего рудника «Мир». Добыча алмазной руды под землей ведется в основном комбайновой проходкой (на фото). Также специалисты компании изучают и возможность применения традиционной для горнодобычи шпуровой отбойки – когда породу разрушают взрывчаткой, заложенной в пробуренные скважины. Далее схема та же: погрузочные машины забирают руду и вывозят на поверхность, откуда она попадет на обогатительную фабрику. Теперь на нее отправимся и мы.

Начальная стадия обогащения алмазной руды выглядит так же, как и для любого другого минерала. Изначально на фабрику попадают большие куски породы размером до нескольких метров. После крупного дробления в щековых или конусных дробилках руда подается на мельницы мокрого самоизмельчения (на фото), где с использованием воды фрагменты породы размером до 1,5 м дробятся до размера 0,5 м и менее.

Контрольный пакет акций «Алросы» (51%) находится в федеральной собственности (с 2006 по 2008 г. 10% этого пакета принадлежали ВТБ), 32% акций принадлежат правительству Якутии, 8% контролируют улусы этого субъекта федерации. В апреле 2011 г. компания была преобразована из ЗАО в ОАО, чтобы иметь возможность привлекать средства на рынке. С середины прошлого года акции «Алросы» торгуются на российских биржах, но объем сделок по ним невелик из-за низкой ликвидности (на биржу попали лишь акции миноритариев). Осенью 2011 г. в число акционеров «Алросы» вошла «Нафта-Москва» Сулеймана Керимова, скупившая на рынке около 1% акций компании.

На следующем этапе спиральные классификаторы разделяют сырье в зависимости от его плотности и размера. Принцип работы очень прост. Вода подхватывает мелкие частицы и уносит в слив. Крупные частицы (размером до нескольких сантиметров) вода унести уже не в может – они оседают в нижней части резервуара, после чего спираль поднимает их наверх.

Теперь нужно как-то вычленить алмазы из мелких кусков руды, полученных после дробления. Куски руды среднего размера направляются в отсадочные машины и на тяжелосреднее обогащение: под воздействием пульсации воды кристаллы алмазов вычленяются и оседают тяжелой фракцией. Мелкий «порошок» проходит через пневмофлотацию, в ходе которой, взаимодействуя с реагентами, мелкие кристаллы алмазов прилипают к пузырькам пены.

На следующем этапе все сырье пройдет основную процедуру – рентгенолюминесцентную сепарацию (РЛС).

Вот только показать, что происходит внутри сепаратора в процессе его работы, не получится: принцип РЛС основан на постоянном рентгеновском излучении. Заглядывать внутрь во время работы сепаратора, мягко говоря, небезопасно. Если описывать на словах, то в основе метода лежит уникальное свойство алмаза – это единственный минерал, который люминесцирует в рентгеновских лучах. По ленте транспортера внутри сепаратора постоянно движется измельченная руда, облучаемая рентгеном. Как только в зону облучения попадает алмаз, фотоэлементы фиксируют люминесцентную вспышку и поток воздуха «выбивает» сверкнувший фрагмент в отдельный резервуар.

Разумеется, поток воздуха внутри сепаратора не может отделить только один маленький кристалл – вместе с ним отсеивается и какое-то количество пустой породы. По сути, весь процесс обогащения руды направлен только на то, чтобы минимизировать количество этого «пустого» материала и потом облегчить ручную обработку. Причем «ручную» в буквальном смысле слова: специалисты выбирают кристаллы, чистят их и проводят так называемую «конечную доводку». Как бы ни популярно сейчас было желание автоматизировать вообще все производственные процессы, но вот в алмазодобыче обойтись без человеческого фактора совершенно невозможно. Численность сотрудников компании (на декабрь 2010 г.) – более 31 000 человек.

А вот чьи это были руки.

Так или иначе, но именно при Федоре Андрееве «Алроса» стала готовиться к IPO, и компания была включена в программу приватизации на 2012–2013 гг. В настоящее время она ждет правительственного решения о параметрах и сроках приватизации. Представители Якутии заявляли, что республика не видит препятствий для приватизации части пакета, но настаивает, что контроль должен остаться за государством. Недавно акционеры договорились, что на рынке будет продано только 14% акций (по 7% от Росимущества и Минимущества Якутии), за которые планируется выручить около $1 млрд. Предположительно размещение пройдет осенью 2012 г. или весной 2013 г. на ММВБ-РТС.

Из цеха конечной доводки все алмазное сырье направляется в Центр сортировки в Мирный. Здесь сырье разбивают по основным группам и дают ему первичную оценку, после чего оно может направляться на продажу через Единую сбытовую организацию «Алросы».

Кстати, около половины продукции «Алросы» реализуется за пределами России. До недавнего времени компания продавала свои алмазы на мировой рынок, пользуясь услугами монополиста De Beers. Однако в начале 2009 г. они прекратили сотрудничество и «Алроса» начала реорганизацию своей сбытовой системы, предусматривающую продажи по прямым контрактам и равный подход к зарубежным и российским покупателям, проработала клиентскую базу и ввела практику «длинных» контрактов.

В целом сырье с каждого из месторождений имеет свои отличительные признаки. Опытные эксперты при взгляде на алмаз могут определить, с какого именно рудника он прибыл. Но это касается только общих признаков. Двух одинаковых алмазов не существует. Потому не существует и организованных биржевых торгов алмазами, например, как золотом или медью – это не стандартизированный товар, каждый камень имеет уникальные характеристики.

Такая уникальность заметно осложняет и сортировку, и оценку. При оценке эксперты берут за основу три характеристики: размер, цвет и чистоту (отсутствие внутри включений, прозрачность). Самые дорогие камни – «чистой воды», абсолютно прозрачные и не имеющие выраженного цвета. Каждая из характеристик имеет разные градации. В результате, в зависимости от размера, цвета и других параметров получается около 8000 возможных позиций алмазного сырья.

Разработка месторождения проходила в крайне тяжелых климатических условиях. Чтобы пробиться через вечную мерзлоту, её приходилось взрывать динамитом. В 1960-е годы здесь производили уже 2 кг. алмазов в год, из которых 20% были ювелирного качества и после огранки и превращения в бриллианты могли поступать в ювелирный салон. Остальные 80% алмазов использовались для промышленных целей. Бурным развитием "Мира" была обеспокоена южноафриканская компания "De Beers", которая была вынуждена скупать советские алмазы, чтобы контролировать цены на мировом рынке. Руководство "De Beers" договорилось о прибытиии в Мирный своей делегации. Руководство СССР согласилось на это с условием, что советские специалисты посетят алмазные карьеры в Южной Африке. Делегация "De Beers" прибыла в 1976 году в Москву, чтобы потом лететь в Мирный, однако южноафриканские гости были намеренно задержаны бесконечными встречами и банкетами в Москве, поэтому, когда делегация наконец добралась до Мирного, на осмотр карьера у них оставалось всего 20 минут. Однако южноафриканские специалисты всё равно были поражены увиденным, например, тем, что русские не использовали воду при обработке руды. Хотя это и понятно: ведь 7 месяцев в году в Мирном стоит минусовая температура и поэтому использование воды попросту невозможно.
В период с 1957 по 2001 годы в карьере "Мир" было добыто алмазов на 17 миллиардов долларов. За эти годы карьер так расширился, что грузовикам приходилось проезжать по спиралевидной дороге 8 км. от дна до поверхности. Владеющая карьером "Мир" российская компания АЛРОСА в 2001 году прекратила добычу руды открытым способом, т.к. этот способ стал опасным и неэффективным. Учёные выяснили, что алмазы залегают на глубине более 1 км., а на такой глубине для добычи подходит не карьер, а подземный рудник, который по плану выйдет на проектную мощность один миллион тонн руды в год уже в 2012 году. Всего разработка месторождения планируется еще в течение 34 лет.
Вертолётам категорически запрещено летать над карьером, т.к. огромная воронка засасывает в себя летательные аппараты. Высокие стены карьера таят в себе опасность не только для вертолётов: существует угроза оползней, и однажды карьер может поглотить прилегающие, в том числе застроенные, территории. Учёные думают над проектом экогорода в ныне пустующей огромной яме. Руководитель московского архитектурного бюро Николай Лютомский рассказывает о своих планах: "Главная часть проекта - огромная бетонная конструкция, которая станет своего рода "пробкой" для бывшего карьера и будет распирать его изнутри. Сверху котлован перекроют светопрозрачным куполом, на котором будут установлены солнечные батареи. Климат в Якутии суровый, но там много ясных дней и батареи смогут вырабатывать около 200 МВт электроэнергии, которая должна обеспечить с лихвой нужды будущего города. Кроме того, можно использовать тепло Земли. Зимой в Мирном воздух охлаждается до –60°C, но на глубине ниже 150 метров (то есть ниже вечной мерзлоты) температура грунта плюсовая, что добавляет проекту энергоэффективности. Пространство города предлагается разделить на три яруса: нижний – для выращивания сельхозпродукции (так называемая вертикальная ферма), средний – лесопарковая зона, очищающая воздух, и верхний для постоянного пребывания людей, имеющий жилую функцию и служащий для размещения административных и социокультурных зданий и сооружений. Общая площадь города составит 3 млн. квадратных метров, и здесь смогут жить до 10000 человек – туристов, обслуживающего персонала и работников ферм".