Шахта Крейтон — это подземная шахта по добыче никеля , меди и элементов платиновой группы (PGE). В настоящее время она принадлежит и управляется компанией Vale Limited (ранее известной как INCO ) в городе Большой Садбери , Онтарио , Канада . Открытая добыча началась в 1901 году, а подземная — в 1906 году. [1] Шахта расположена в магматическом комплексе Садбери (SIC) в геологической единице South Range. [2] Шахта является источником многих сейсмических событий, связанных с раскопками, таких как землетрясения и горные удары. [3] Здесь находится SNOLAB , и в настоящее время это самая глубокая никелевая шахта в Канаде. [4] [5] В настоящее время ведутся проекты по расширению с целью углубления шахты Крейтон. [6]
.jpg/1280px-Hommes_qui_forent_dans_les_murs_de_la_mine,_mine_de_Creighton,_International_Nickel_Co.,_Creighton_(Ontario).jpg)
Месторождения на руднике Крейтон были первыми минерализованными месторождениями, обнаруженными в горнодобывающем лагере Садбери-Игнеус-Комплекс (SIC). Они были обнаружены Альбертом Солтером в 1856 году из-за отклонений в показаниях его компаса. [7] Добыча на руднике Крейтон началась в 1901 году под управлением Канадской медной компании, а позднее Международной никелевой компании (INCO) . [ требуется ссылка ] [8] [9] С 1901 по 1908 год рудник был открытым, а в 1906 году был переведен в подземный рудник. [10] В 1969 году было завершено строительство шахты № 9 длиной 7138 футов, что сделало ее самой глубокой непрерывной шахтой в Западном полушарии. [8] Бразильская компания Vale объявила о поглощении INCO за 19,4 млрд долларов , что было одобрено в 2007 году. С 2009 года компания была известна как Vale SA (Vale). [8]
В 1902 году на шахте Крейтон работало 94 человека, и она построила жилье для мужчин и их семей. [9] В 1903 году школьные занятия и религиозные службы проводились в одном из домов компании для семей шахтеров. [9] По мере увеличения рабочей силы на шахте компания построила больше односемейных домов с водопроводом и электричеством. [9] По мере продолжения разработки компания начала включать вычеты за аренду, гидроэнергию и клуб сотрудников в чеки компании по заработной плате. [9]
В 1986 году INCO объявила, что компания «выходит из бизнеса землевладельца» [11] из-за расходов на поддержание поселения в соответствии с современными стандартами. [11] Сообщество Крейтон было закрыто 30 июня 1988 года. [11]
Рудник Крейтон находится в пределах магматического комплекса Садбери. [2]
Магматический комплекс Садбери (SIC) представляет собой ударную расплавленную структуру, образованную столкновением метеорита 1,85 миллиарда лет назад. [12] Удар болида создал кратер диаметром 200–250 км и расплавил ранее существовавшую породу, которая частично заполнила кратер. [12] Сегодня SIC имеет толщину около 3 км и эллиптический след размером около 60 км на 27 км. [12]
Важной геологической единицей в пределах SIC является брекчия Садбери, которая представляет собой импактит, который, как интерпретируется, образовался во время модификации ударного кратера или выемки грунта. [2] Сульфиды , богатые медью, никелем и платиноидов, оседали на основании расплавленной брекчии Садбери и образовывали жилы и штокверки минерализации в лежачем боку (немагматические породы , подстилающие SIC). [2] [12] Существовавшие ранее слабые места в лежачем боку играют решающую роль в распределении этих богатых сульфидами структур. [2] Это приводит к пространственной ассоциации между местами залежей руды, богатой сульфидами, и литологическим контактом между лежачим боком и брекчией Садбери. [2] Контакт между SIC и лежачим боком отмечен «широкими ореолами металлоносных водных силикатных минералов», [2], как полагают, созданными ранним процессом изменения магматического-гидротермального флюида и поздним процессом изменения метаморфического флюида. [2]
На территории шахты Крейтон находится геологическая единица South Range , которая содержит основное рудное тело шахты. [2] Основная минерализация происходит в виде интрузий, богатых минералами платиновой группы (PGM) , в лежачем боку. [13] Интрузии цветных металлов, богатые сульфидами, также вносят вклад в минерализацию шахты. [13] Амфибол в рудном теле смещается от ферророговой обманки к феррочермакитовому амфиболу. [2] Это, наряду с изменениями кальция и тантала и возрастом титанита в 1,616 миллиарда лет, было интерпретировано как отражение «возрастающего градиента температуры и давления в направлении зон сдвига, которые были активны во время мазатзальской орогении ». [2] Также считается, что сульфиды этого месторождения были повторно мобилизованы во время этого события. [2]
Исследование формирования рудного тела на руднике Крейтон показывает, что промышленные минералы кристаллизовались из расплава сульфида на ранней стадии процесса охлаждения. [13] Эти минералы собирались в заливах и впадинах у основания SIC вдоль скального основания, образуя «небольшие подвески руды» [13] в скальном основании. [13] Этот тип минерализации называется минерализацией контактного типа, так как он происходит между контактом SIC и лежащим ниже лежачим боком. [14] Сульфидная минерализация на участке встречается в виде массивных или рассеянных сульфидов, встречающихся в виде массивных сульфидов вблизи лежачего бока и переходящих в рассеянные сульфиды по направлению к висячему боку. [14]
Считается, что сульфоарсениды PGE, которые демонстрируют зональность, и сперрилит, сначала кристаллизовались из сульфатного расплава при температуре 900°-1200°C. [13] Затем эти минералы были окружены рассеянными сульфидами и кумулатами моносульфидного твердого раствора (MSS), которые кристаллизовались из нынешнего сульфоарсенида PGE и бедной сперрилитом сульфидной жидкости. [13] Впоследствии, либо на гидротермальной, либо на поздней магматической стадии, которые происходят при температурах менее 540°C, произошла перекристаллизация основного металла с вторичными гидросиликатами. [13] Именно в этот момент кристаллизовался современный миченерит. [13] Зональность сульфоарсенидов сохранилась на более поздней стадии деформации, вызванной зонами сдвига. [13] Однако PGM были «корродированы, треснули и наложились на силикат» [13]
Этот процесс и присутствие MSS также помогают объяснить большую часть палладия, присутствующего в пентландите, поскольку существующие концентрации пентландита не могут быть созданы исключительно путем сульфидного фракционирования. [15] Считается, что палладий попал в пентландит во время его выделения из MSS, и что палладий поступил из двух источников: небольшого количества палладия, которое изначально перешло в MSS, и «большего количества Pd в близлежащей части, богатой Cu (промежуточный твердый раствор и/или Pd-содержащие PGM)» [15] Этот процесс привел к истощению источников палладия, в результате чего более молодой пентландит, который образовался позже, содержал меньшее количество палладия, чем более старый пентландит. [15]
86% минералогии драгоценных металлов на руднике состоит из сульфарсенидов платиновой группы , 9% - сперрилит , 5% - миченерит и 0,1% - электрум . [13] Эти минералы обычно находятся в пентландите и пирротине. [13] Однако миченерит находится рядом с силикатными минералами или в них. [13] Эвгедральная зональность с «ядровым ирарситом (IrAsS), внешним слоем холлингвортита (RhAsS) и богатым платиновой группой ободом Ni-кобальтита (CoAsS)» [13] является обычной для сульфарсенидов платиновой группы, обнаруженных на руднике. [13] Осмийсодержащие сульфиды рения также имеют задокументированные проявления на руднике Крейтон. [13]
Распространенные рудные минералы, обнаруженные на руднике Крейтон, включают халькопирит , кубанит , галенит , ильменит , магнетит , пентландит , пирит и пирротин . [16] [15] Менее распространенные и нерудные минералы, которые встречаются на руднике, включают алтаит , аргентопентландит, арсенопирит , биотит , борнит , касситерит , кобальтит , эпидот , фрудит, герсдорфит , золото , хизлевудит , гессит , холлингвортит, инсизвайт, ирарсит, котульскит, марказит , масловит, мелонит , меренскиит , миченерит, миллерит , мончеит, мусковит , никелин , паркарит, кварц , рутил , серебро , сперрилит , сфалерит , штютцит , олово и цумоит. [17]
На руднике Крейтон в основном добывают никель, медь и платиноиды, но также добывают золото, серебро, кобальт, селен и теллур . [16]
С момента первой добычи на руднике Крейтон в 1901 году [16] было добыто более 155 миллионов тонн руды. [ требуется ссылка ] С 1901 по 1908 год рудник был открытым, а в 1906 году был переведен в подземный режим. [ требуется ссылка ] В настоящее время используются следующие методы добычи: добыча вскрышным способом методом вертикального отступления (95% добычи) и выборочная выемка механизированным методом выемки и закладки (5% добычи руды). [ требуется ссылка ]
В 2005 году рудник Крейтон добывал в среднем 3755 тонн руды в день при графике работы 6 дней в неделю. 2007 год стал прорывом в добыче полезных ископаемых и разведке, с конформацией минерализации на глубине, [18] что дало 793 000 тонн руды с содержанием 1,62% меди и 2,8% никеля. [ необходима ссылка ] . В 2018 году производительность достигла 608 000 тонн руды с содержанием 2,77% меди и 2,5% никеля. [19] В то время как в 2019 году было добыто 6 130 000 тонн руды с содержанием меди 2,67% и никеля 2,68%. [20] Руда перерабатывается за пределами завода на фабрике Vale's Clarabelle Mill для получения никеля и меди, а промежуточные продукты платиновой группы (PGE) отправляются на перерабатывающий завод Vale в Порт-Колборне, Онтарио. [20] [21] [ необходима цитата ]
Шахта Крейтон содержит четыре семейства и в общей сложности двенадцать зон сдвига. [22] [3] Глубокий характер добычи и разведки полезных ископаемых на шахте Крейтон означает, что некоторые из этих локальных зон сдвига повторно мобилизуются во время обычных горных работ. [23] [3] Эта повторная мобилизация привела к нескольким землетрясениям и событиям со сколами горных пород, которые ощущались в близлежащем Садбери и близлежащих районах, с общим количеством 123 ощущаемых и неощущаемых сейсмических событий в период с января 2000 года по сентябрь 2013 года. [24] [25] [3] Эти сейсмические события, как правило, находятся в диапазоне от 0,0 до 4,0 Mn и приводят к временной остановке работы на шахте. [26] [25] [27] [3]
Исследование сейсмичности, вызванной работой на руднике Крейгтон, показало, что именно второстепенные, а не главные зоны сдвига внутри рудника ответственны за большую часть сейсмичности, связанной со смещением и сбросом. [22] Однако главные зоны сдвига «влияют на поток напряжения» [22] в коренной породе, окружающей выработку. [22]
Уровень сейсмичности на руднике напрямую коррелирует с объемом выемки грунта на руднике. [3] Сейсмически спокойные периоды на руднике были выявлены во время перерывов в работе в 2003, 2009–2010 и 2012 годах. [3] Уровень сейсмичности на руднике также зависит от геологических структур, которые активно разрабатываются. [3] Одна из самых сейсмически активных структур рудника, расширение лежачего бока около зоны сдвига Plum рудного тела 400, активно разрабатывалась в период с 2001 по 2003 год. [3] В это время также наблюдалось заметное и коррелированное увеличение сейсмической активности. [3]
Из-за уровня сейсмичности, шахта Крейтон использует программу наземного контроля для мониторинга сейсмичности. Программа наземного контроля на шахте Крейтон стоит 20 миллионов долларов в год и состоит из команды из более чем 20 человек вместе с большой сетью интеллектуальных кабелей и сейсмометров. [6]
Уровень шахты Крейтон на глубине 6800 футов (2100 м) является домом для самой глубокой в мире подземной физической лаборатории. [5] Первоначально вырытый для нейтринной обсерватории Садбери (SNO), он был расширен до объекта общего назначения под названием SNOLAB . Первоначальная лаборатория, SNO, была тяжеловодным нейтринным « черенковским детектором ». [28] В 2004 году для SNO была построена трехэтажная лаборатория стоимостью 7,5 млн долларов на территории шахты Крейтон, создав основу для лабораторий, известных сегодня как SNOLAB. [28] [5] SNOLAB изначально был построен с капитальными фондами в размере 70 млн долларов, а в 2020 году получил дополнительное финансирование в размере 40,9 млн долларов от министра инноваций Канады. [29] [5]
В 2005 году велась реализация двух проектов, направленных на более глубокую добычу на руднике Крейтон. Первый проект был программой разведки алмазным бурением стоимостью 8 миллионов долларов, рассчитанной на четыре года и позволяющей определить тоннаж руды до уровня 10 000 футов (3 000 м). [30] Второй проект был проектом расширения стоимостью 48 миллионов долларов, который установил добычу руды на уровне 7 810 футов (2 380 м) и, по оценкам, должен был обеспечить добычу 1,8 миллиона тонн высококачественной руды с 2006 по 2011 год. [31] Это расширение было реализовано компанией SCR Mining and Tunneling. [32]
В 2007 году компания Vale объявила, что разведочное бурение увеличило доказанные и вероятные запасы на руднике Крейтон до 32 миллионов тонн с содержанием никеля 2,2% и меди от 2 до 2,3%, по сравнению с ранее определенными 17 миллионами тонн с содержанием никеля 3,2% и меди 2,5%. [33] Эта разведка также привела к обнаружению высокосортной руды платиноидов на глубинах 2150 и 3200 метров. [33]
В 2013 году началась реализация третьей фазы проекта Creighton Mine Deep. [6] Этот проект расширения обойдется в 247 миллионов долларов, увеличит глубину шахты до 8020 футов (2444 метра) и, по оценкам, увеличит срок службы шахты как минимум до 2027 года. [6]
В 2018 году компания Vale объявила о переводе своего парка транспортных средств для глубоких зон с дизельного топлива на электроэнергию. [34] Это продолжающийся проект, поскольку старое оборудование заменяется электрическим, как только оно достигает конца своего срока службы. [34] Этот переход к электромобилям не только снижает воздействие шахты на окружающую среду, но и позволяет снизить выработку тепла и загрязнение дизельным топливом этими транспортными средствами на глубине. [34]
Подземные воды естественным образом протекают через хвостохранилище рудника Крейтон, представляя риск загрязнения окружающей среды. [ требуется ссылка ] Для защиты от загрязнения подземные воды из хвостохранилища перекачиваются и очищаются на водоочистных сооружениях. [ требуется ссылка ] После очистки вода сбрасывается в местный водораздел. [ требуется ссылка ]
Уровень шахты Крейтон на высоте 4800 футов представляет собой полностью автоматизированную теплицу. [6] В этой теплице выращивается около 100 000 деревьев сосны Джека и красной сосны, которые будут использоваться для озеленения и рекультивации бассейна Садбери. [6]
Проект углубления рудника Creighton: в настоящее время реализуются два проекта, которые позволят вести более глубокую добычу на руднике Creighton. Первый — это четырехлетняя программа разведки алмазным бурением стоимостью 8 миллионов долларов, которая позволит определить тоннаж руды до уровня 10 000 футов. Второй — проект расширения стоимостью 48 миллионов долларов, который позволит установить добычу руды на уровне 7 810 футов и ввести в производство 1,8 миллиона тонн высококачественной руды с 2006 по 2011 год.