An Introduction To Surface Mining

Image Credits: bibiphoto/.com

Mijnbouw wordt eenvoudigweg gedefinieerd als het graven in de grond om iets van nut te vinden. Het proces maakt sinds de oudheid deel uit van het leven, en is nog steeds de ruggengraat van de handel en produktie in de wereld. Mijnbouw kan in twee vormen worden ingedeeld: mijnbouw aan het aardoppervlak (oppervlaktemijnbouw) en mijnbouw onder de grond (ondergrondse mijnbouw). Dit artikel zal zich concentreren op de eerste vorm.

Mijnbouw aan de oppervlakte wordt voornamelijk gebruikt voor het winnen van zand, grind, steenslag, fosfaten, steenkool, koper, ijzer en aluminium. Het materiaal dat bij dit proces wordt gewonnen, vertegenwoordigt tweederde van de vaste mineralen in de wereld. Het grootste deel van de oppervlaktemijnbouw vindt plaats in de Verenigde Staten, maar er zijn locaties over de hele wereld; met name Canada en Australië zijn er ook sterk bij betrokken.

Er zijn vijf hoofdtypen van oppervlaktemijnbouw die in verschillende mate en voor verschillende hulpbronnen worden gebruikt, waaronder strip mining, open-pit mining, mountaintaintop removal, dredging, en high wall mining. Ongeacht het type zullen alle oppervlakte-ontginningsprocedures afvalmateriaal of overburden verwijderen, boven de gewenste hulpbron.

Oppervlakte-ontginning wordt door bedrijven in de industrie vaak verkozen boven ondergrondse ontginning omdat het minder duur is, er minder complicaties zijn met elektriciteit en water, en het veiliger is. Oppervlaktemijnbouw kan echter schadelijker voor het milieu zijn dan ondergrondse mijnbouw.

Soorten Oppervlaktemijnbouw

Open-kuil-mijnbouw

Open-kuil-mijnbouw, ook bekend als “open-cast-mijnbouw”, is de meest voorkomende vorm van oppervlaktemijnbouw. Open groeves zijn enorme gaten in de grond, die ontstaan en groter worden door rotsen op te blazen en uit elkaar te boren. De mijn ontwikkelt zich tot een kegelvorm met banken (of treden) in een dwarsdoorsnede, die van de top naar de bodem van de mijn spiraalsgewijs lopen, zodat vrachtwagens langs de zijkanten naar beneden kunnen rijden en het opgeblazen puin kunnen verzamelen.

De breedte en diepte van een mijn nemen tijdens de levensduur toe, en sommige van de grootste kunnen een diameter van meer dan twee kilometer en een diepte van honderden meters hebben. De grootste dagbouwmijn ter wereld is momenteel de Bingham Canyon Mine in Utah. Hij is ongeveer 2,5 mijl breed en 0,75 mijl diep. Op zijn hoogtepunt wordt er 400.000 ton rots per dag uitgehaald. De Bingham Canyon Mine heeft meer dan 17 miljoen ton koper geproduceerd, samen met aanzienlijke hoeveelheden goud, zilver en molybdeen. Andere opmerkelijke dagbouwmijnen zijn de Nchanga Copper Mine in Zambia (de op één na grootste mijn ter wereld) en de Kalgoolie Super Pit (de grootste dagbouwgoudmijn in Australië).

Image Credits: Environment Canada

Open mijnbouw wordt meestal gebruikt voor afzettingen dicht onder de oppervlakte, zoals grind en zand. De term “steengroeve” verwijst vaak naar een open groeve, waar het product gesteente is (meestal bouwsteen) – meestal grind, zand of maatsteen. Mijnbouw in dagbouw is relatief veilig en goedkoop, en levert ook meer eindproducten op.

De Bingham Canyon kopermijn bij Salt Lake City, Utah, VS. Image Credits: kennecott.com

Strip Mining

Strip mining is het proces van het verwijderen van een dunne strook van de deklaag boven de afzetting en het dumpen van het afval erachter; dit gaat door over de lengte van de afzetting. Zodra de hulpbron onder deze strook is geëxploiteerd, wordt een andere parallelle strook gestart, waarbij het afval bovenop de eerste strook wordt gestort. Dit proces gaat door totdat de grondstof volledig is uitgegraven, of in ieder geval totdat het economisch niet meer rendabel is.

Wordt voornamelijk gebruikt bij de winning van steenkool, maar strip mining kan ook worden toegepast bij de winning van fosfaten, klei, en teer. Als de te ontginnen grondstof zich in een vlakke, horizontale laag bevindt die zich dicht bij de oppervlakte bevindt, is strip mining de ideale techniek.

Image Credits: Penn State University

Dredging

Dredging is het proces waarbij ongeconsolideerde materialen uit een waterlichaam worden gedolven. Dit proces wordt het meest toegepast in de tinvelden van Zuidoost-Azië, en ook bij de diamantwinning in Afrika. Traditioneel werd deze techniek gebruikt om ervoor te zorgen dat waterwegen bruikbaar bleven voor vaartuigen. Met de vermindering van de minerale rijkdommen neemt het uitbaggeren van onderbenutte waterlagen echter toe.

Baggeren kan gevolgen hebben voor de fauna door de verspreiding van fijne deklaag over een groot gebied, maar er is geen chemisch effect op het water vastgesteld. De langetermijneffecten van dit proces zijn nog onbekend, maar er zijn aanwijzingen dat de techniek de waterstromingen en sedimentatiepatronen kan verstoren.

Er is een breed scala aan apparatuur beschikbaar voor het baggerproces, zoals de bucket-ladder dredge, de dragline dredge, en de suction dredge.

Mountaintop Removal Mining

Grotendeels beperkt tot steenkoolwinning in het Appalachen-gebied van de Verenigde Staten, is dit proces een betrekkelijk nieuwe vorm van strip mining. Zoals de naam al suggereert, worden steile bergtoppen verwijderd om winbare steenkool te verkrijgen, waarbij de deklaag wordt gedumpt in nabijgelegen lage gebieden of valleivullingen. De meeste activiteiten zijn geconcentreerd in de gebieden West-Virginia, Zuidwest-Virginia en Oost-Kentucky.

De United States Energy Information Administration benadrukte dat de wereldwijde winbare reserves voor steenkool nog steeds 1.136 miljard ton bedragen, waarbij de Verenigde Staten 22 procent van de totale reserves bezitten. Hoewel er discussie bestaat over de milieu-effecten van dit proces en de cumulatieve effecten op het milieu nog niet geheel zijn opgehelderd, blijven dalvullingen meestal stabiel.

High Wall Mining

Een nieuwe variant van dagbouw, high wall mining, is niet strikt een oppervlakteproces, maar in plaats daarvan een combinatie van oppervlakte- en onderaardse mijnbouw. Het proces is ook hoofdzakelijk een steenkoolwinningstechniek, die met succes is toegepast in Kentucky en West Virginia in de Verenigde Staten, en ook in Queensland, Australië. Bij deze techniek vindt het boren van het gesteente onder de grond plaats, waardoor het een gevaarlijke omgeving is om in te werken; vooral als er ondermijning van de hoge wand plaatsvindt die de grond onstabiel maakt.

De apparatuur voor hoge-muurmijnbouw wordt grofweg in twee grote categorieën verdeeld: systemen met continu-mijnbouw en avegaarsystemen. De op continu-mijnbouw gebaseerde systemen bieden een betere rotspenetratie en ladingsproductie, maar de mobiliteit van het vijzelsysteem in bepaalde omgevingen is soms gunstig.

Bronnen en verder lezen

Dit artikel is bijgewerkt op 25 maart, 2019.

Citations