Wprowadzenie do górnictwa odkrywkowego

Image Credits: bibiphoto/.com

Górnictwo jest po prostu zdefiniowane jako kopanie w ziemi, aby znaleźć coś użytecznego. Proces ten był częścią życia od starożytności i nadal jest podstawą światowego handlu i produkcji. Górnictwo można podzielić na dwie formy: górnictwo na powierzchni ziemi (górnictwo odkrywkowe) i górnictwo podziemne (górnictwo podpowierzchniowe). W niniejszym artykule skoncentrujemy się na tych pierwszych.

Górnictwo odkrywkowe jest stosowane głównie do pozyskiwania piasku, żwiru, kruszonego kamienia, fosforanów, węgla, miedzi, żelaza i aluminium. Materiały pozyskane w tym procesie stanowią dwie trzecie światowych zasobów minerałów stałych. Większość górnictwa odkrywkowego ma miejsce w Stanach Zjednoczonych, ale istnieją miejsca na całym świecie; w szczególności Kanada i Australia są również mocno zaangażowane.

Istnieje pięć głównych rodzajów górnictwa odkrywkowego, które są wykorzystywane w różnym stopniu i dla różnych zasobów, w tym górnictwa odkrywkowego, górnictwa odkrywkowego, górnictwo, pogłębianie i wysokiej ściany górniczej. Niezależnie od typu, wszystkie procedury górnictwa odkrywkowego usuwają odpady lub nadkład, powyżej pożądanego zasobu.

Górnictwo odkrywkowe jest często preferowane przez firmy z branży do górnictwa podpowierzchniowego, ponieważ jest mniej kosztowne, jest mniej komplikacji z elektrycznością i wodą, i jest bezpieczniejsze. Jednakże, górnictwo odkrywkowe może być bardziej szkodliwe dla środowiska niż górnictwo podpowierzchniowe.

Typy górnictwa odkrywkowego

Górnictwo odkrywkowe

Znane również jako „górnictwo odkrywkowe”, górnictwo odkrywkowe jest najbardziej powszechnym typem górnictwa odkrywkowego. Kopalnie odkrywkowe są ogromnymi otworami w ziemi; tworzone i powiększane przez odstrzeliwanie i wiercenie skał. Kopalnia rozwija się w kształt stożka z ławkami (lub stopniami) w przekroju poprzecznym, które wiją się od góry do dołu kopalni, tak że ciężarówki mogą zjeżdżać po bokach i zbierać wysadzony gruz.

Szerokość i głębokość kopalni zwiększa się przez cały okres jej istnienia, a niektóre z największych mogą mieć ponad dwa kilometry średnicy i setki metrów głębokości. Największą kopalnią odkrywkową na świecie jest obecnie kopalnia Bingham Canyon w stanie Utah. Ma ona w przybliżeniu 2,5 mili szerokości i 0,75 mili głębokości. W szczytowym momencie wydobywa się z niej 400 000 ton skał dziennie. Kopalnia Bingham Canyon wydobyła ponad 17 milionów ton miedzi, a także znaczące ilości złota, srebra i molibdenu. Inne godne uwagi kopalnie odkrywkowe to Nchanga Copper Mine w Zambii (druga co do wielkości kopalnia odkrywkowa na świecie) i Kalgoolie Super Pit (największa odkrywkowa kopalnia złota w Australii).

Image Credits: Environment Canada

Open-pit mining is usually utilized for near-surface deposits, such as gravel and sand. Termin „kamieniołom” często odnosi się do kopalni odkrywkowej, w której produktem jest skała (zwykle kamień budowlany) – zazwyczaj żwir, piasek lub kamień wymiarowy. Górnictwo odkrywkowe jest stosunkowo bezpieczne i tanie, a także daje więcej produktów końcowych.

Kopalnia miedzi Bingham Canyon w pobliżu Salt Lake City, Utah, USA. Image Credits: kennecott.com

Górnictwo odkrywkowe

Górnictwo odkrywkowe to proces usuwania cienkiego pasa nadkładu nad złożem, a następnie zrzucania za nim odpadów; kontynuacja wzdłuż długości złoża. Po wyeksploatowaniu zasobów znajdujących się pod tym pasem, rozpoczyna się eksploatację kolejnego, równoległego pasa, w którym odpady wysypuje się na wierzch pierwszego pasa. Proces ten trwa aż do całkowitego wydobycia złoża lub przynajmniej do momentu, gdy stanie się ono ekonomicznie nieopłacalne.

Stosowana głównie przy wydobyciu węgla, kopalnia odkrywkowa może być również wykorzystywana przy wydobyciu fosforanów, gliny i smoły. Jeśli zasoby, które mają być wydobyte, znajdują się w płaskiej, poziomej warstwie, blisko powierzchni, górnictwo odkrywkowe jest idealną techniką.

Image Credits: Penn State University

Dredging

Dredging to proces wydobywania nieskonsolidowanych materiałów z akwenu wodnego. Największe wykorzystanie tego procesu jest zatrudniony w polach cyny w Azji Południowo-Wschodniej, a także w operacjach wydobywczych diamentów w Afryce. Tradycyjnie, technika ta była stosowana w celu zapewnienia, że drogi wodne pozostały zdatne do użytku dla jednostek wodnych. Jednak wraz ze zmniejszeniem zasobów mineralnych, pogłębianie niewykorzystanych złóż opartych na wodzie jest na rise.

Pogłębianie może mieć wpływ na dzikie zwierzęta poprzez rozproszenie drobnego nadkładu na dużym obszarze, ale nie ma znalezionego efektu chemicznego na wodzie. Długoterminowe skutki tego procesu są nadal nieznane, ale istnieją dowody sugerujące, że technika ta może zakłócić prądy wodne i wzorce sedymentacji.

Do procesu pogłębiania dostępny jest szeroki zakres sprzętu, takiego jak pogłębiarka czerpakowa, pogłębiarka drabinowa i pogłębiarka ssąca.

Mountaintop Removal Mining

W dużej mierze ograniczony do górnictwa węglowego w Appalachach w Stanach Zjednoczonych, proces ten jest stosunkowo nową formą górnictwa odkrywkowego. Praktyka ta, jak sama nazwa wskazuje, wymaga usuwania stromych szczytów gór w celu uzyskania węgla nadającego się do wydobycia, a nadkład jest zrzucany na pobliskie niskie obszary lub wypełnienia dolin. Większość operacji koncentruje się w obszarach Zachodniej Wirginii, Południowo-Zachodniej Wirginii i Wschodniego Kentucky.

Administracja Informacji Energetycznej Stanów Zjednoczonych podkreśliła, że światowe rezerwy węgla pozostają na poziomie 1 136 miliardów ton, ze Stanami Zjednoczonymi posiadającymi 22 procent całkowitych rezerw. Chociaż istnieją debaty na temat wpływu tego procesu na środowisko, a jego skumulowane skutki dla środowiska nie zostały całkowicie wyjaśnione, wypełnienia dolin nadal zazwyczaj pozostają stabilne.

Górnictwo wysokościenne

Nowa odmiana górnictwa odkrywkowego, górnictwo wysokościenne nie jest ściśle procesem powierzchniowym, ale zamiast tego stanowi połączenie górnictwa powierzchniowego i podpowierzchniowego. Proces ten jest również w przeważającej mierze techniką wydobycia węgla, stosowaną z powodzeniem w Kentucky i Zachodniej Wirginii w Stanach Zjednoczonych, a także w Queensland w Australii. W przypadku tej techniki wiercenie w skale odbywa się pod powierzchnią ziemi, co sprawia, że praca w tym środowisku jest niebezpieczna, zwłaszcza jeśli dochodzi do podkopywania wysokiej ściany, co sprawia, że grunt staje się niestabilny.

Sprzęt do górnictwa ścianowego dzieli się zasadniczo na dwie główne kategorie: systemy oparte na górnictwie ciągłym i systemy świdrowe. Systemy oparte na górnictwie ciągłym oferują lepszą penetrację skał i produkcję ładunków, ale mobilność systemu świdrowego w niektórych środowiskach jest czasami korzystna.

Źródła i dalsza lektura

Ten artykuł został zaktualizowany 25 marca, 2019.

Cytaty