Как в XXI веке добывают полезные ископаемые. Новые технологии

Много лет назад старатели и рудокопы добывали золото, уголь и руду с риском для жизни. Добыча полезных ископаемых всегда была нелёгким делом. Природа неохотно делилась с человеком своими сокровищами, но без них развитие цивилизации было бы невозможным. Поэтому люди шли на риск: опускались глубоко под землю, покоряли горные вершины и дремучие леса, терпели жару и холод, дышали ядовитыми газами. Современные технологии позволяют добывать полезные ископаемые более эффективно и безопасно, чем раньше. Давай о них поговорим.

Геологическая разведка

Помнишь старые фильмы о геологах? В них бородатые романтики бродят по тайге в поисках полезных ископаемых. Но геология — это не только походы и стоянки в палатках. Это серьезная наука, которая изучает структуру, состав и происхождение горных пород, а также процессы, происходящие в глубинах Земли. Изучая геологию, ты узнаешь много интересного об эволюции нашей планеты и её строении.

Важная часть работы геологов — поиск и добыча полезных ископаемых, таких как нефть, газ, уголь, руды и другие минералы. Геологи проводят исследования в горах, на дне морей и океанов, в арктических регионах планеты. Они используют различные методы и инструменты: изучают геомагнитные карты, бурят скважины, добывают и анализируют геологические образцы.

В России огромные запасы руды, нефти и газа. Они находятся в труднодоступных местах, например в арктических широтах. Сложные погодные условия не позволяют вести геологоразведку традиционными способами. На помощь приходят беспилотники. Используя их, геологи проводят аэромагнитную съемку территории. Известно, что железные руды обладают магнитными свойствами. Дрон находит эти «аномальные зоны», измеряет магнитное поле и передаёт информацию специальной компьютерной программе. На основе полученных данных программа создаёт цифровую 3D-модель исследуемого участка: его структуру, количество и глубину залегания руды.

Космическая геологоразведка — ещё один способ найти скрытые в недрах полезные ископаемые. С помощью спутника геологи проводят дистанционное зондирование земной поверхности. Спектральный анализ световых волн, излучаемых различными минералами, помогает увидеть залежи нефти, газа и других ископаемых на глубине до 12 километров.

Роботы-шахтеры

Что тебе известно о работе шахтёра? Думаешь, что они добывают уголь с помощью отбойных молотков и лопатами грузят его в вагонетки? Да, в прошлом всё было именно так. Горняки работали в сложных условиях: в тёмной и душной шахте, под угрозой затопления подземными водами или взрыва ядовитого газа — метана.

Современные шахты — сложные автоматизированные комплексы. Уголь и другие полезные ископаемые шахтёры добывают с помощью проходческих комбайнов. Эти агрегаты напоминают робота-трансформера: передвигаются на колёсах-гусеницах, имеют мощную «руку» с фрезерной коронкой для разрушения горных пород. Комбайн оснащён двигателем высокой мощности, что позволяет добывать уголь на больших глубинах под огромным давлением.

Проходческие комбайны имеют сложную систему управления. С её помощью инженеры оперативно контролируют процесс добычи угля, регулируют скорость и глубину проникновения комбайна в горные породы. Некоторые модели снабжены системой контроля за уровнем ядовитых газов. Это повышает безопасность: специалист видит, когда уровень начинает приближаться к критическому, и прекращает работы.

Современные комбайны способны добывать около 5 тонн угля в минуту. Они могут делать многое: дробить и разрушать горную породу, грузить её в вагонетки, укреплять тоннели, отводить подземные воды и проветривать забой. Однако людям всё равно приходится спускаться в шахту для управления этими чудо-машинами.

Сейчас учёные из многих стран работают над созданием роботов, способных полностью заменить человека под землей в опасных условиях.

Нефтегазовые нанотехнологии

Знаешь, как добывают нефть и газ? Залежи этих полезных ископаемых находятся  глубоко под землей, поэтому для их добычи применяют специальные буровые установки.

Сначала геологи находят месторождение нефти или газа. Затем на выбранной площадке устанавливают буровую вышку. Пробивается вертикальный шурф, затем установка продолжает бурение в горизонтальном направлении, чтобы увеличить площадь добычи. Когда буровая колонна проходит залежи нефти и газа, они начинают поступать в скважину, где специальные насосы поднимают их на поверхность.

Добыча нефти — очень трудоёмкий процесс. Нефтеносные слои напоминают губку, в порах которой находятся флюиды — смесь нефти, газа и воды. Извлекать нефть и газ из этих слоёв и направлять их к добывающим скважинам — сложная технология, которая требует применения специального оборудования.

Учёные научились разделять нефть и воду. В скважину закачивают жидкость с наночастицами, которые проникают вглубь пласта и вступают в реакцию с нефтяными флюидами.  Использование «умной» воды позволяет извлекать из пласта гораздо больше нефти.

Нанотехнологии применяют для изготовления высокопрочных комплектующих для буровых установок. Миниатюрные нанороботы используют в геологоразведке, беспилотных летательных аппаратах и дистанционных системах мониторинга и управления процессом добычи.

Кто добывает подземные богатства

Разработка земных недр требует научного подхода, знаний и компетенций в области высоких технологий. Поэтому профессии, связанные с добычей полезных ископаемых, престижны, востребованы и перспективны.

Одна из самых интересных и нужных профессий в этой сфере — геолог-исследователь. С помощью современного оборудования геологи проводят геофизические изыскания, находят залежи полезных ископаемых, выбирают наиболее эффективные методы их добычи.

Ещё одна важная специальность — горный инженер. Он проектирует роботизированные устройства для добычи полезных ископаемых. Также инженер отвечает за организацию подземных горных работ и обеспечивает их безопасность.

Не менее важная профессия — инженер-технолог. Его задача — создавать новейшие технологии, которые позволят значительно улучшить всю цепочку добычи — от оценки запасов до переработки сырья.

Сегодня всё больше внимания уделяют защите природы. Поэтому предприятиям, которые добывают и перерабатывают полезные ископаемые, требуются инженеры-экологи.

XXI век — это век быстрого развития технологий, в том числе и в отраслях, которые связаны с добычей полезных ископаемых. Перед людьми стоит важная задача: сделать этот процесс более эффективным и безопасным и сохранить окружающую среду для будущих поколений.

Где учат добытчиков

Каких только специалистов нет в горнодобывающей промышленности. Это не только инженеры и геологи! Поднимать из недр сокровища помогают геоинформатики, буровики, взрывотехники, механики, водители специального транспорта и многие другие специалисты. Самый быстрый способ получить профессию в этой отрасли — пройти обучение в профильном колледже или техникуме.

В этом случае тебе поможет федеральная программа «Профессионалитет». На портале ЯПРОФ.РФ у тебя есть возможность выбрать престижную и востребованную специальность, подобрать подходящее учебное заведение в своем регионе. Есть раздел работодателей, поэтому удобно сразу расставить ориентиры на будущее. В проекте упор сделан на практику: ты можешь сразу зарабатывать, получая не только стипендию, но и зарплату.

Для будущих горняков создано семь кластеров: объединение из 34 колледжей и 9 крупных компаний-работодателей. Расположены они в регионах, где активно идет добыча полезных ископаемых: Оренбургская, Кемеровская, Мурманская области, Камчатский край, Республика Саха (Якутия), Республика Башкортостан и Ханты-Мансийский автономный округ — Югра.
 

Тем, кто пока еще учится в школе

Что бывает, если энтузиасты своего дела объединяются? Коллектив Российского государственного геологоразведочного университета имени Серго Орджоникидзе и экологический фонд «КОМПАС» создали совместный проект «GeoSchool» для детей, увлеченных геологией, минералогией и другими науками. Проект организован во Всероссийском детском центре «Алые паруса» (город Евпатория).

Идея уникального коммуникационного проекта: помочь подросткам не только освоить азы геологии, минералогии, экологии, техники геологоразведки и природопользования, но и получить навыки работы в условиях экспедиции.

Скучать участникам проекта некогда! Они самостоятельно исследуют минералы, читают топографическую карту, работают с геологическими приборами, проводят эксперименты в оснащенных лабораториях, погружаются в профессию, участвуя в интересных квестах и конкурсах.

Путевки в «Алые паруса» предоставляются бесплатно победителям тематических конкурсов.  Если это твоя мечта – старайся и только вперёд!