An Introduction To Surface Mining

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Mining とは単に「何かを見つけるために地を掘ること」と定義されているにすぎない。 このプロセスは古代から生活の一部であり、今でも世界の商業と生産の基幹となっています。 鉱業には、地表で行う採掘（表面採掘）と地下で行う採掘（地下採掘）がある。 ここでは前者を取り上げる。

地表採掘は、主に砂、砂利、砕石、リン酸塩、石炭、銅、鉄、アルミニウムなどを得るために行われる。 このプロセスで得られる材料は、世界の固体鉱物の3分の2を占めている。 地表採掘の大部分は米国で行われていますが、世界中に現場があり、特にカナダとオーストラリアも深く関わっています。

地表採掘には、さまざまな程度と異なる資源に対して使用される、ストリップマイニング、露天掘り、山頂除去、浚渫、高壁鉱物を含む 5 種類の主要タイプがあります。 種類に関係なく、すべての地表採掘の手順では、目的の資源の上にある廃棄物や重荷を取り除きます。

地表採掘は、コストが低く、電気や水の複雑さが少なく、安全なので、業界の企業では地下採掘よりも好まれることがよくあります。

Types of Surface Mining

Open-Pit Mining

Open-Pit Mining は「オープンキャスト採掘」としても知られ、地表採掘の最も一般的なタイプです。 露天掘り鉱山は、岩石を爆破し、掘削することによって作られる巨大な穴であり、その数は増える。 鉱山は断面が円錐形で、上から下へ螺旋状にベンチ（または階段）があり、トラックが側面を走り、爆破された破片を集めることができるようになっている。 現在、世界最大の露天掘り鉱山は、ユタ州のビンガム・キャニオン鉱山である。 幅約2.5マイル、深さ約0.75マイル。 ピーク時には1日あたり40万トンの岩石が採掘される。 ビンガムキャニオン鉱山は、1700万トン以上の銅と、大量の金、銀、モリブデンを生産しています。 他の有名な露天掘り鉱山には、ザンビアのンチャンガ銅鉱山（世界で 2 番目に大きい坑道）、カルグーリー スーパーピット（オーストラリア最大の露天掘り金鉱）などがあります。

露天掘り採鉱は通常、砂利や砂などの地表近くの鉱床に利用されます。 採石場」という用語はしばしば露天掘り鉱山を指し、そこで産出されるのは岩石（通常は建築用石材）-通常は砂利、砂、または寸法石のいずれか-です。 露天掘りは比較的安全で安価であり、より多くの最終製品が得られます。

米国ユタ州ソルトレイクシティの近くにあるビンガムキャニオン銅山。 Image Credits: kennecott.com

ストリップマイニング

ストリップマイニングは、鉱床の上の表土の薄い帯を取り除き、その後ろに廃棄物を投棄するプロセスで、堆積物の長さに沿って継続的に行われるものです。 この帯の下の資源が開発されると、別の平行な帯が開始され、最初の帯の上に廃棄物が投棄される。 このプロセスは、資源が完全に掘り尽くされるか、少なくとも経済的に成り立たなくなるまで続けられる。

主に石炭抽出に使用されるが、ストリップマイニングはリン酸塩、粘土、タールの抽出にも使用されることがある。 採掘する必要がある資源が地表に近い平らで水平な層にある場合、ストリップマイニングは理想的な技術です。 ペンシルベニア州立大学

浚渫

浚渫は、水域から未固化物質を採掘するプロセスである。 このプロセスの最大の用途は、東南アジアのスズ畑や、アフリカのダイヤモンド採掘作業で採用されています。 従来は、水上バイクの航行が可能な水路を確保するために行われていた。

浚渫は、広範囲に渡って細かい残土を分散させることで野生生物に影響を与えるが、水への化学的影響は見つかっていない。 このプロセスの長期的影響はまだ不明だが、この技術が水流や沈殿パターンを混乱させる可能性を示唆する証拠がある。

浚渫のプロセスには、バケットラダー浚渫船、ドラッグライン浚渫船、吸引浚渫船など幅広い機器が利用できる。

Mountaintop Removal Mining

このプロセスは、米国のアパラチア地方での石炭採掘に限定された、比較的新しい形態のストリップマイニングである。 その名が示すように、採掘可能な石炭を得るために急峻な山頂を除去し、残土は近くの低地や谷の盛り土に投棄される。

米国エネルギー情報局は、世界の石炭可採埋蔵量は1兆1360億トンであり、米国はその22パーセントを所有していると強調している。

High Wall Mining

Open Cut Miningの新しいバリエーションであるHigh Wall Miningは、厳密には表面プロセスではなく、表面と地下の採掘を組み合わせたものである。 アメリカのケンタッキー州やウェストバージニア州、オーストラリアのクイーンズランド州などで採用され、成功を収めている。 この技術では、岩盤の掘削が地面の下で行われるため、特に高壁が削られて地盤が不安定になると、作業環境として危険な状態になります。

高壁採掘のための機器は、連続採掘機システムとオーガーシステムに大別されます。 連続採掘機ベースのシステムは、より良い岩石貫入と負荷生産を提供しますが、特定の環境におけるオーガーシステムの機動性は、時に有益です

Sources and Further Read

この記事は、2019年3月25日に更新されました。