正文 第四章 向海洋要建築材料和海洋中的礦山(2 / 2)

早在上世紀,人類就得知海底蘊藏著豐富的煤。人們最先在陸上挖煤,之後,從陸上出發,向濱海乃至海底進發。英國在北海和愛爾蘭海開采海底煤一般在100米深,英國是從16世紀就開始的;日本則是從1880年開始,他們在九州島海底已開始了大規模的采煤作業。

加拿大在新蘇格蘭附近距岸邊450米甚至5000米的海域開采煤。在智利海岸也同樣進行了開采。土耳其在科茲盧附近的黑海中開了煤礦。英國和日本陸地煤炭資源不足,向海洋要煤炭的步伐邁得最快。現在,這兩個國家所需的煤有10%—30%是從海底煤礦中獲得的。

海底煤礦一般是從岸上開井口,由此向海底延伸。也有利用天然島嶼和人工島開井口的,采掘方法有峒室法、礦柱法、長壁采礦法、階梯長壁采礦法等。這些采礦法與陸地煤礦差不多,所用機械設備也完全一樣。目前各國正在研究用氣化法開采海底煤。

目前世界上已開采的海底鐵礦有兩個,一個是芬蘭灣的賈亞薩羅·克魯瓦礦。這個礦的發現是用地磁的方法發現的,開采方法從芬蘭灣陸地開井口。1954年,人們在芬蘭灣的尼哈門島上挖了一個礦井,深300米,從這裏向海底延伸,直達海底鐵礦,約16公裏,不久這條道中斷了。目前采取的方法是從鄰近島上打豎井和水平坑道。另一處是在通過朱薩羅島開豎井和25公裏長的隧道進行。另外一個海底鐵礦是紐芬蘭大西洋海底礦,儲量估計有幾十億噸,從貝爾島的入口開采,已開采了十幾年了。

英國的康沃爾附近的萊文特錫礦是世界上唯一的海底基岩錫礦。該礦的錫礦脈離岸16公裏,係直立錫礦脈,入口處也是設在岸邊,開鑿了岸邊豎井,采取回采法,這個錫礦是個老礦,60年代末期進行改造,現在已完成了與舊礦區隔離的工程。

海底重晶石礦目前還不多,美國阿拉斯加重晶石公司在阿拉斯加附近的卡斯爾海域開采了海底重晶石,該礦場離海岸16公裏,礦脈在海底下15.2米,由於覆蓋層較薄,所以采用了水下暴露開采法,使用爆炸和采掘采礦工藝。

硫也是從海底開采的一種原料,早在1960年,英國的路易斯安那海濱,距岸邊10公裏左右的海中,首先進行了工業化生產。因為在北美開采流砂層下存在的硫困難很大,價格也昂貴,便采用了弗拉師發明的在陸地上開采硫的方法,這種方法在開采海底礦藏上也有應用。這種方法是事先鑽一個鑽孔,鑽到儲硫層,然後用一根25厘米粗的鋼管插進,在這個鋼管裏插入一根直徑15厘米的鋼管,在這裏麵再插一個直徑75厘米的鋼管。通過較外層的管道壓入170攝氏度的熱水,熱水通到管底足的上部進入硫礦層,這樣便使硫熔化。熔化的硫就會流到最底部位,通過管底足的下部開口流進管道,內管通入壓縮熱空氣,用這種壓縮熱氣的力量通過中間管連同水一起從下麵壓上來。因為這種上升管以及在陸地上輸送的管道都是用熱水管包著的,所以輸送過程中硫一直處於液體狀態。按這種方法製得的硫純度一般都能達到995%。

世界開采海底硫磺礦場,主要在墨西哥灣。開采的國家有美國和墨西哥。墨西哥的海底硫磺年產量達2000萬噸,約占墨西哥硫磺總產量的20%,海底硫磺開采一般采用鑽孔,加熱熔融吸取法。

亨波爾石油公司在墨西哥灣格蘭德島附近鑽探石油時,在距格蘭德島11.67公裏處發現600米沉積層中有一個鹽丘,在鹽丘頂蓋下含有大量硫磺,礦床麵積約為數百英畝,最厚處約70—80米。不久,弗裏波特硫磺公司采用改進的弗拉氏法對格蘭德硫磺礦床進行了開采,井口設備高出海麵約20米,整個海麵平台建築長達0.8公裏,每天耗費36.8萬立方米以上的天然氣,以運轉熱水設備和渦輪式發電機。由於平台麵積小,人員住所少,靠直升飛機運送人員和物資。

海底硫礦也很豐富,俄羅斯科學家在千島群島的島架上也發現了有工業開采價值的海底硫礦。

波蘭波羅的海沿岸,地質學家於1963年從陸地上發現了一個大的海底鉀礦,就其成分來說,不用作太大的加工就可以直接作肥料。波蘭人在海底挖了5公裏長的坑道通到陸地上,爾後進行自動化開采。在一個中心操縱室內由專家控製,人們隻要檢查這些自動儀器的操縱情況和進行維修就可以了。英國紐克郡鉀鹽礦是海底基岩礦,該礦離海岸8公裏,礦脈深度在海底1067米處,英國人利用岸口豎井開采,采礦作業采用峒室和礦柱法。加拿大戈德裏奇岩鹽礦是海底基岩中礦床,該礦離海岸760米,礦脈深度在海底下3567米處,礦層厚度為22.87米,入口為岸口豎井,挖掘方法采用峒室和礦柱作業法。

海底礦的開采受海洋環境的影響較大,人們在這一領域的技術,還有待於進一步提高。深海處的礦物開發進展不是很大。令人振奮的是,大洋底下錳結核的開發已進入了卓有成效的階段。