ПОДВОДНАЯ ДОБЫЧА

ПОДВОДНАЯ ДОБЫЧА полезных ископаемых, разработка месторождений полезных ископаемых под водами Мирового океана.

Разработка поверхностных месторождений шельфа и ложа океана производится открытым способом через водную толщу. На поверхности шельфа (19% площади суши) и ложа океана (50% площади Земли) сосредоточены огромные минеральные ресурсы. Только в же-лезомарганцевых конкрециях донных отложений Тихого ок. запасы марганца прогнозируются в 2,4-10¹¹ т, кобальта-2,8-10⁹ т, никеля - 9,4-10⁹ т, меди -5,3-10⁹ т. На шельфе располагаются россыпные месторождения тяжёлых минералов и металлов.

Первые попытки освоения шельфа сделаны в 11 в. до н. э., когда финикийцы из отложений мор. ракушек добывали сырьё для производства пурпурной краски. Позднее (6 в. до н. э.) на островах Полинезии велась разработка коралловых рифов для получения строит, материалов. В 3 в. до н.э. с глубины 4 м у о. Халка, в прол. Босфор, ныряльщики добывали медную руду. В кон. 19 в. началось освоение россыпей золота, затем ильменита, рутила, циркона, монацита на побережье Австралии (1870), Бразилии (1884), Индии (1909). В 20-х гг. 20 в. была начата добыча олова из мор. россыпей Индонезии, в 1963 - алмазов на шельфе Юго-Зап. Африки. В нач. 60-х гг. добывалась железная руда из россыпей зал. Ариаке (Япония). В СССР работы по освоению мор. россыпей были начаты в 1966 на шельфе вост. части Балтики, где добывались титано-цирконовые концентраты.

В 1973 св. 70 дражных предприятий добывали из россыпей шельфа ок. 120-130 млн. м³ горной массы, при этом добыча оловянных концентратов из мор. россыпей достигала 10% от мирового объёма добычи олова (без СССР), а стоимость добытых алмазов в отдельные годы составляла св. 3% от общей стоимости добываемых алмазов.

В зависимости от горно-геологич. и гид-рометеорологич. условий, глубины разработки и вида полезного ископаемого применяются различные технич. средства (рис. 1), а также способы П. д. Разрабатываются россыпи преим. многочерпаковыми, гидравлич. и грейферными драгами. Для разработки железомарганцевых конкреций испытаны и строятся (1974) драги с гидравлич. подъёмом (эрлифт) и ковшами, закрепляемыми на бесконечном тросе.

Перспективы открытой П. д. на шельфе определяются её преимуществами по сравнению с разработкой месторождений суши: строительство дражных и др. технических судов на крупных судостроительных заводах исключает период строительно-монтажных работ на месторождении; значительно уменьшаются объёмы по вскрытию месторождений полезных ископаемых; исключается строительство подъездных путей, линий электропередач и жилых посёлков, а также отпадает необходимость отчуждения с.-х. земель и последующей их рекультивации.

Горные работы на шельфе затрудняются наличием волнений на водной поверхности, заносимостью выработок на дне моря, размывом отвалов, выемкой пород и их сбросом в среду жизнедеятельности мор. фауны и флоры, а также необходимостью поддержания устойчивости береговых линий.

Осн. направления н.-и. работ по освоению шельфа в СССР: разработка методов геол. поисков и опробования мор. россыпей шельфа с установлением их геолого-экономич. оценки; разработка науч. основ технологии подводной добычи полезных ископаемых в районах континентального шельфа и океанич. ложа без ущерба для водных организмов; создание машин, производящих добычу и обогащение полезных ископаемых на всех глубинах шельфа.

Разработка месторождений недр Мирового океана осуществляется подземными горными выработками и буровыми скважинами.

П. д. из коренных месторождений по методам выемки руд полезного ископаемого мало чем отличается от добычи на суше (см. Подземная разработка полезных ископаемых). На большинстве подводных шахт стволы закладываются на суше, вследствие этого откаточные выработки имеют протяжённость в неск. км. Применяют вскрытие шахтных полей стволами с искусств, островов (напр., шахта "Майке", Япония). Глубина заложения горных выработок под дном, гарантирующая их от затопления, зависит от свойств вышележащих пород и обычно равна 65-80 м. Разработка месторождений ведётся с закладкой выработанного пространства; проветривание мор. шахт осуществляется через один ствол по трубам.

В 1974 эксплуатировалось 57 угольных шахт в Японии, Великобритании, Турции, на о. Тайвань, две железорудные шахты в Финляндии и Канаде, два оловянных рудника в Великобритании н СССР.

Наибольший объём П. д. приходится на добычу нефти и газа из недр Мирового океана. Перспективной является также добыча твёрдых полезных ископаемых геотехнологич. методами (см. Подземное выщелачивание, Подземное растворение). Напр., годовая добыча серы с помощью расплавления на месторождениях Мексиканского залива превышает 600 тыс. т (1973).

К П. д. относят также извлечение полезных ископаемых из морской воды, основанное на физико-хпм. процессах выделения растворённых в ней солей, различных хим. элементов, общий объём которых достигает 48 млн. км³ (в т. ч. ок. 2-10¹⁶т натрия, ок. 2*10¹⁵ m магния, ок. 1,3-10¹⁴т брома).

С сер. 19 в. из маточных рассолов поваренной соли во Франции начали получать бром. С 30-х гг. 20 в. начато пром. извлечение из мор. воды магния. В 1970 в СССР, США, Великобритании и др. странах работало св. 100 предприятий по добыче хлористого натрия из мор. воды с объёмом производства св. 10 млн. т, магния 300 тыс. т и брома 75 тыс. т.

Технология извлечения хим. элементов из мор. воды предусматривает, как правило, их концентрацию, а затем, при взаимодействии насыщенного раствора с др. элементами, их получение в виде соединений (рис. 2).

Концентрация хим. элементов в мор. воде низкая (за исключением натрия, магния, брома), и потому их извлечение нерентабельно (1974). Перспективы в этом направлении связаны с увеличением объёмов опреснения мор. воды. Из получаемых при этом попутных рассолов хим. элементы можно эффективно извлекать на установках по адсорбционному обмену и экстракции. О правовых вопросах П. д. см. в ст. Шельф. См. также статьи Океан и Морская геофизическая разведка.

Рис. 1. Технические средства подводной добычи .полезных ископаемых.

Рис. 2. Схема получения магния из морской воды: 1 - трубопровод для подачи морской воды; 2 - распределительный резервуар; 3 - устройство для гидрообработки; 4 - вторичный реактор; 5 -третичный реактор; 6 - первичный загуститель; 7 - ёмкость для хранения пресной воды; 8 - промывная установка; 9 - вакуум-фильтр; 10 - винтовой транспортёр; 11 - ёмкость для хранения загустелого Mg(OH)₂; 12 - устройство для гидрообработки пресной воды; 13 - роторные сушильные печи.

Лит.: Меро Д., Минеральные богатства океана, пер. с англ., М., 1969, Добыча полезных ископаемых со дна морей и океанов, М., 1970. Г. А. Нурок, Ю. В. Бубис.