Introduktion till ytbrytning

Image Credits: bibiphoto/.com

Brytning är helt enkelt definierat som att man gräver i marken för att hitta något användbart. Processen har varit en del av livet sedan antiken och är fortfarande ryggraden i världens handel och produktion. Gruvdrift kan klassificeras i två former: gruvdrift vid jordens yta (ytbrytning) och gruvdrift under jord (underjordisk gruvdrift). Den här artikeln kommer att koncentrera sig på den förstnämnda.

Oppåverkad gruvdrift används främst för att utvinna sand, grus, krossad sten, fosfater, kol, koppar, järn och aluminium. De material som erhålls genom processen utgör två tredjedelar av världens fasta mineraler. Merparten av ytbrytningen sker i USA, men det finns platser över hela världen; särskilt Kanada och Australien är också starkt involverade.

Det finns fem huvudtyper av ytbrytning som används i olika grad och för olika resurser, bland annat strippbrytning, dagbrottsbrytning, bergsbrytning, muddring och högväggsbrytning. Oavsett typ kommer alla förfaranden för ytbrytning att avlägsna avfallsmaterial eller overburden, ovanför den önskade resursen.

Oppåverkad gruvdrift föredras ofta framför underjordisk gruvdrift av företag i branschen eftersom det är billigare, det finns färre komplikationer med el och vatten och det är säkrare. Ytbrytning kan dock vara mer miljöskadlig än underjordsbrytning.

Typer av ytbrytning

Open-Pit Mining

Kallad även för ”dagbrottsbrytning”, är dagbrottsbrytning den vanligaste typen av ytbrytning. Dagbrott är enorma hål i marken som skapas och ökas genom att man spränger och borrar sönder stenar. Gruvan utvecklas till en konisk form med bänkar (eller trappor) i ett tvärsnitt, som går i spiral från gruvans topp till dess botten, så att lastbilar kan köra ner längs sidorna och samla upp sprängt skräp.

Bredden och djupet på en gruva ökar under hela dess livstid, och några av de största kan vara mer än två kilometer i diameter och hundratals meter djupa. Den största dagbrottsgruvan i världen är för närvarande Bingham Canyon-gruvan i Utah. Den är ungefär 2,5 mil bred och 0,75 mil djup. När den är som störst bryts 400 000 ton sten per dag. Bingham Canyon-gruvan har producerat över 17 miljoner ton koppar samt betydande mängder guld, silver och molybden. Andra anmärkningsvärda dagbrottsgruvor är Nchanga Copper Mine i Zambia (den näst största gruvan i världen) och Kalgoolie Super Pit (den största guldgruvan i dagbrott i Australien).

Image Credits: Environment Canada

Öppen gruvdrift används vanligen för ytnära fyndigheter, t.ex. grus och sand. Termen ”stenbrott” hänvisar ofta till ett dagbrott, där produkten är sten (vanligen byggnadssten) – vanligen antingen grus, sand eller dimensionssten. Dagbrott är relativt säkert och billigt och ger också fler slutprodukter.

Koppargruvan Bingham Canyon nära Salt Lake City, Utah, USA. Image Credits: kennecott.com

Strip Mining

Strip Mining är en process där man tar bort en tunn remsa av överlagret ovanför fyndigheten och sedan dumpar avfallet bakom den; man fortsätter längs fyndighetens längd. När resursen under denna remsa har exploaterats påbörjas ytterligare en parallell remsa där avfallet dumpas ovanpå den första remsan. Denna process fortsätter tills resursen har grävts ut helt, eller åtminstone tills den blir ekonomiskt ohållbar.

Den används främst vid kolutvinning, men strip mining kan också användas vid utvinning av fosfater, lera och tjära. Om den resurs som ska brytas finns i ett platt, horisontellt skikt som ligger nära ytan är strip mining den idealiska tekniken.

Bildkrediter: Penn State University

Muddring

Muddring är en process för att bryta okonsoliderade material från en vattenförekomst. Den största användningen av denna process används i tennfälten i Sydostasien och även vid diamantbrytning i Afrika. Traditionellt användes tekniken för att se till att vattenvägarna förblev användbara för vattenskotrar. I och med minskningen av mineraltillgångarna ökar dock muddring av underutnyttjade vattenbaserade fyndigheter.

Muddring kan påverka djurlivet genom att finkornigt överskottsmaterial sprids över ett stort område, men det finns ingen konstaterad kemisk effekt på vattnet. De långsiktiga effekterna av denna process är fortfarande okända, men det finns tecken som tyder på att tekniken kan störa vattenströmmar och sedimentationsmönster.

Det finns ett brett utbud av utrustning för muddringsprocessen, t.ex. skopa-ladder-muddring, dragline-muddring och sugmuddring.

Mountaintop Removal Mining

Denna process, som till stor del är begränsad till kolbrytning i Appalacherna i USA, är en relativt ny form av strip mining. Som namnet antyder krävs det att branta bergstoppar avlägsnas för att få fram kol som kan brytas och att överskottsmassorna dumpas i närliggande låglänta områden eller i dalsänkningar. Majoriteten av verksamheterna är koncentrerade till områdena västra Virginia, sydvästra Virginia och östra Kentucky.

USA:s Energy Information Administration betonade att de globala återvinningsbara reserverna för kol fortfarande uppgår till 1 136 miljarder ton, och att USA har 22 procent av de totala reserverna. Även om det finns debatter om miljökonsekvenserna av denna process och dess kumulativa effekter på miljön inte helt har klargjorts, förblir dalfyllningar ändå vanligtvis stabila.

Högväggsbrytning

En ny variant av dagbrottsbrytning, högväggsbrytning, är inte strikt en ytprocess, utan i stället en kombination av yt- och underjordsbrytning. Processen är också främst en teknik för kolbrytning, som har använts med framgång i Kentucky och West Virginia i USA och även i Queensland i Australien. Med denna teknik sker borrningen av berget under marken, vilket gör det till en farlig miljö att arbeta i, särskilt om det sker en underminering av den höga väggen som gör marken instabil.

Utrustningen för brytning av höga väggar är i stort sett uppdelad i två huvudkategorier: kontinuerliga minerbaserade system och snigelsystem. De kontinuerliga miner-baserade systemen erbjuder bättre bergpenetration och lastproduktion, men snigelsystemets rörlighet i vissa miljöer är ibland fördelaktigt.

Källor och vidare läsning

Denna artikel uppdaterades den 25 mars 2019.

Citationer