Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Andet

Hvad er miner?

Minearbejdere nyder en frokostpause i de provisoriske krybberum i en af ​​Illawarra Coals underjordiske miner i Australien . Se flere minebilleder. Andy Zakeli/Fairfax Media via Getty Images

I 2010 blev folk overalt nittet til historien om de 33 minearbejdere i Chile fanget 700 meter under jordens overflade i en kobber- og guldmine. Minearbejderne tilbragte mere end to måneder der, hvor de fik mad, luft og breve fra deres kære gennem borebakker boret til deres placering i et beskyttet arbejdsrum. I mellemtiden gjorde den større boring af en flugtskakt langsomt fremskridt. Til sidst, på dag 69, løftede redningsfolk hver af minearbejderne ud i live.

Sagaen mindede ikke-mineverdenen om en normalt usynlig sandhed. Dybt under jordens overflade ligger nogle af de mest skræmmende fabrikker i verden:underjordiske miner.

Underjordisk minedrift er alternativet til overflademinedrift. Overflademiner, som åbne miner, udgraver fra toppen og ned, en metode, der kan blive ineffektiv på dybder større end omkring 200 fod (60 meter) [kilder:Illinois Coal Association, De Beers]. En underjordisk kulmine kan køre 2.500 fod (750 meter) ind i Jorden og andre typer endnu dybere - uranminer kan nå 6.500 fod eller 2 kilometer. Men de dybder er ekstreme; mest top (eller nederst) ude omkring 1.000 fod (300 meter) [kilder:Times Wire, Illinois Coal Association].

Minesteder har ændret sig meget i forhold til de billeder, vi har af det 19. århundrede, da mænd med skovle tudede kanariefugle for at sikre sig, at luften under jorden ikke var giftig. Moderne miner har omfattende ventilations- og vandafledningssystemer, højteknologiske kommunikationsnetværk og stadig mere computeriserede maskiner, der reducerer antallet af mennesker, der kræves under jorden.

Alle underjordiske miner har nogle afgørende komponenter til fælles:ventilationsskakter til at fjerne giftige dampe fra boring og sprængning; flugtveje; adgangsskakter til sænke arbejdere og udstyr; malmtransporttunneler; genvindingsskakter til at transportere udgravet malm til overfladen; og kommunikationssystemer til at sende information frem og tilbage mellem overfladen og dybderne [kilde:Hamrin].

Ikke to miner er dog ens. Teknologiapplikationer og grundlæggende beslutninger om design og minedriftsmetode hviler på overvejelser som typen af ​​malmlegeme, der udvindes, sammensætningen af ​​omgivende sten, form og orientering af malmforekomsten, geologiske træk under jorden og enkel økonomi [kilde:United Mine Workers of America ].

Og meget tidligt i processen, bestemmelsen af ​​hård eller blød.

Indhold
  1. Hard-Rock-mineprocesser
  2. Soft-Rock Underground Mining
  3. Farer ved underjordisk minedrift

Hard-Rock-mineprocesser

Der er hard-rock underjordiske miner, og der er soft-rock underjordiske miner. Kulforekomster lever for eksempel i relativt bløde sedimentære bjergarter. Guldaflejringer lever i magmatisk eller metamorf sten, som er relativt hård, ligesom mange andre ædle metaller og værdifulde mineraler, herunder diamanter, kobber, sølv, nikkel og zink [kilde:Great Mining].

Selv inden for hardrock-kategorien varierer design og udvindingsmetoder, men næsten alle kredser om nogle få grundlæggende teknikker:

Rum og søjle – For relativt flade malmaflejringer, med ringe ændring i højden overalt, borer minearbejdere en adgangsrampe til forekomsten og fjerner malm i et mønster af huller (rum) og tagstøtter (søjler). Værelserne kan udvindes ved hjælp af konventionelle ladnings-og-sprængningsteknikker eller, mere almindeligt nu, med en maskine kaldet en kontinuerlig minearbejder.

Den kontinuerlige minearbejder borer ind i klippen, indtil den danner et udgravet rum, måske 20 til 30 fod (6 til 9 meter), og efterlader en stensøjle på plads til at understøtte "taget" [kilde:United Mine Workers of America]. Maskinen bevæger sig gennem malmen og skaber rum og søjler, indtil det fulde depositum er dækket. En sidste passage borer gennem søjlerne for at genvinde malmen der, så tagene kan kollapse bag maskinen, når den forlader hvert rum.

Skær og fyld – For relativt smalle malmforekomster borer minearbejdere en adgangsrampe ved siden af ​​malmforekomsten, fra overfladen og ned til det laveste punkt af forekomsten. En operatør kører derefter et bor gennem malmen, hvilket skaber en afdrift eller et vandret snit fra den ene side af aflejringen til den anden.

I den hårdeste klippe behøves ingen tagstøtte; i blødere bjergarter kan der placeres bolte i taget efterhånden som boret skrider frem. Når afdriften er fuldført, spredes tilbagefyldning eller affaldsmateriale ud i den åbne afdrift, hvilket skaber en platform for den næste passage. Boret kører oven på denne opfyldning for at skære endnu en afdrift gennem malmen. Dette fortsætter, indtil boret skærer en afdrift hen over toppen af ​​malmforekomsten.

Denne metode kan også bruges i bredere aflejringer ved at bore to tilstødende adgangsramper og skære to tilstødende afdrifter, ofte kaldet afdrift og fyld.

Cut and fill er til hård rock, da den ikke har de støttemekanismer, der er iboende i og centrale i en metode som rum og søjle. Rum-og-søjle-tilgangen krydser på den anden side let ind i de blødere ting – og de fleste kulminer.

Minedrift i bulk:Block Caving

Den mindst almindelige metode inden for minedrift i hårde sten, blokhulning er typisk gemt til malm af lav kvalitet. Det går ud på at bore et stykke malm helt i bunden af ​​forekomsten og derefter sprænge for at få taget til at kollapse. Tyngdekraften tager derefter over, da malmen over sprængningsstedet sprækkes og kollapser efter hinanden, efterhånden som støtten trækkes tilbage. Den kollapsede malm trækkes ud af minen til behandling [kilde:Great Mining].

Soft-Rock underjordisk minedrift

En tagbolt sikrer loftet i en nymineret sektion. Thorney Lieberman/Photographer's Choice/Getty Images

Kul, salt, uran, fosfat og olieskifer lever i blød sten, og der er to primære metoder til udvinding af blød sten:longwall og rum og søjle [kilde:Great Mining]. Det meste af kulminedrift er spise ved hjælp af værelse-og-søjle-tilgangen beskrevet tidligere [kilde:United Mine Workers of America]. Longwall-minedrift eksploderer dog i popularitet [kilde:Great Mining].

Longwall-minedrift er ekstraordinært effektiv. I stedet for at bore gennem malmforekomsten skærer en langvægsmaskine tværs over det og barberer skiver af op til 600 fod (182 meter) lange. Disse skiver falder direkte på en kontinuerligt bevægende transportør, som fører den til en transportskakt, der løfter den ud af minen.

Ved longwall-minedrift er tagstøtterne indbygget i maskinen, der sidder mellem toppen af ​​longwall-minemaskinen og rummets tag. Efterhånden som maskinen bevæger sig ind i malmen, bevæger støtterne sig med den, hvilket tillader området bagved at kollapse og fylde det udgravede område ud.

Longwall-metoden kan genvinde op til 90 procent af den tilgængelige malm. Rum-og-søjle-tilgangen genvinder typisk omkring 50 procent [kilde:Illinois Coal Association].

Når malmaflejringen er relativt snæver, foretages kortere snit. Denne variation kaldes shortwall mining.

Den gammeldags teknik til sprængningsminedrift, der bruger sprængstoffer som TNT til at bryde malm op, er stadig i brug, men kun knap - mindre end 5 procent af amerikansk produktion [kilde:Great Mining].

Underjordisk minedrift bliver derfor stadig mere effektiv. Det kræver mindre menneskeligt arbejde, hvilket bringer færre minearbejdere i fare, da de arbejder dybt under overfladen. Alligevel er underjordiske miner ikke de sikreste steder at være.

Farer ved underjordisk minedrift

Mens minedrift er blevet meget sikrere i udviklede lande, er det stadig meget risikabelt i dele af tredje verden. I Congo arbejder Nsinku Zihindula 24 timers skift med at hamre på fast klippe for at finde cassiteritmalm. Han blev blændet på sit venstre øje af flyvende sten. Tom Stoddart/Getty Images

Den miljømæssige belastning af underjordisk minedrift er betydelig. Det inkluderer luftforurening, ændringer i vandstrømningsmønstre, kemikalie- og gasudsivning i vandforsyninger og jord, utilgængelige brande i forladte miner og dramatiske ændringer i jordsammensætningen, der kan gøre området ubrugeligt, efter at minedriften er udført [kilde:Saxena ].

Så er der den menneskelige vejafgift. De fleste mineulykker får lidt mediebevågenhed, især dem, der involverer få ofre eller finder sted i udviklingslande. I 2010 døde næsten 2.500 kinesiske minearbejdere på jobbet, ingen af ​​dem blev tilskrevet "større ulykker" [kilde:Yang].

Det år var et forfærdeligt år for minedrift generelt. I USA efterlod en minekatastrofe i West Virginia 29 døde, det samme antal som døde i en ulykke i New Zealand. I Chile blev 33 minearbejdere reddet i den dramatiske hændelse, der blev fortalt tidligere, men yderligere 45 døde i andre ulykker samme år.

Mange ulykker sker, når minestøtterne kollapser på grund af jordskælv. Eksplosioner udløser også ofre, når ventilationssystemer ikke effektivt fjerner udstødning fra mineudstyr, kulstøv og naturgaslækager under jorden. Sprængning kan antænde disse gasser, hvilket fører til dødsfald fra både selve eksplosionerne og det efterfølgende kollaps af minestrukturer; en metangaseksplosion dræbte de 29 minearbejdere i West Virginia.

Langsigtede helbredsproblemer er også en alvorlig jobrisiko. Kontinuerlig indånding af mineralstøv kan forårsage lungesygdomme som pneumokoniose eller den frygtede sorte lunge. Indånding af svejserøg, radon eller kviksølv (ofte fundet i miner) forårsager også luftvejssygdomme. Høretab fra støjende udstyr og rygskader fra løft af tunge byrder er også almindelige [kilde:Live Science].

De fleste lande har nu love og regler designet til at løse sikkerheds- og miljøspørgsmål. Nogle kræver, at mineselskaber returnerer mineområdet tæt på dets oprindelige tilstand. Andre insisterer på, at mineselskabet overvåger inspektioner regelmæssigt for at sikre, at de er sikre.

Og nye minedriftsteknikker har også reduceret dødstallet. I USA så mineindustrien tusindvis af dødsfald som følge af ulykker hvert år i begyndelsen af ​​1900-tallet. Dette faldt til omkring hundrede om året i 1990'erne og kun 35 i 2012 [kilde:Mine Safety and Health Administration]. Kina havde 7.000 minedødsfald i 2002, men 2.500 i 2010.

Selvom sikkerheden absolut er steget i de udviklede lande, er der stadig lang vej igen i nogle udviklingslande. Hvad vi ved er, at værdifulde mineralforekomster ikke går til spilde. Vi håber, at vi ser en dag, hvor underjordiske miner ikke er nogle af de mest skræmmende fabrikker på Jorden. Hvor som helst.

Ofte besvarede spørgsmål

Hvad menes med underjordisk minedrift?
Underjordisk minedrift er en metode til minedrift, hvor mineraler og malme udvindes fra jorden gennem tunneller eller skakter.

Mange flere oplysninger

Forfatterens note:Hvordan underjordisk minedrift fungerer

Det er vigtigt at vide, at mange af de sikkerhedsforbedringer, jeg bemærkede som forbedring af "moderne miner", mest gælder for minedrift i den første verden. Kinas dødsrater, som er faldet betydeligt i de seneste år, er fortsat i tusindvis – langt over de tocifrede rapporterede i de fleste vestlige og udviklede lande. På den socioøkonomiske front indsamlede jeg fra min forskning et par ting:at seriøs sikkerhed kræver seriøs finansiering, og mange udviklingslande har det bare ikke; at bekymring for minesikkerhed ser ud til at være proportional relateret til bekymring for menneskerettigheder; og at selv de australske underjordiske minearbejdere, der tjener sekscifrede lønninger, ikke tjener nok.

Relaterede artikler

  • Sådan virker guld
  • Sådan fungerer uranminedrift
  • Hvad sker der med forladte miner?

Kilder

  • Britannica Kids. "Kulminedrift:Longwall-maskiner." (13. maj 2013) http://kids.britannica.com/comptons/art-125634/Longwall-mining-machines-use-rotary-shears-to-cut-across-a
  • CDC. "Underjordiske kulminekatastrofer og dødsfald - USA, 1900-2006." Ugerapport om sygelighed og dødelighed. 2. januar 2009. (6. maj 2013) http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5751a3.htm
  • De Beers. "Underjordisk minedrift." (6. maj 2013) http://www.debeersgroup.com/Operations/Mining/mining-methods/Underground-Mining/
  • Fantastisk minedrift. "Underjordisk minedrift." (10. maj 2013) http://www.greatmining.com/Underground-Mining.html
  • Hamrin, Hans. "Teknikker i underjordisk minedrift." International Labour Organisation:Encyclopaedia of Occupational Health &Safety. 2011. (6. maj 2013) http://www.ilo.org/oshenc/part-xi/mining-and-quarrying/item/597-techniques-in-underground-mining
  • Sundhed24. "Minekatastrofer og redninger." 13. okt. 2010. (9. maj 2013) http://www.health24.com/Lifestyle/Environmental-health/21st-century-life/Mining-disasters-and-rescues-20120721
  • Hernandez, Daniel. "Et 'mirakel' i Chile, men mineulykker er ofte tragedier i Latinamerika." Los Angeles Times. 14. okt. 2010. (13. maj 2013) http://latimesblogs.latimes.com/laplaza/2010/10/mining-accidents-latin-america.html
  • Illinois Coal Association. "Underjordisk minedrift." (6. maj 2013) http://www.ilcoalassn.com/underground.html
  • Kentucky Coal Education. "Baggrundsinformation - Hvordan udvindes kul?" (7. maj 2013) http://www.coaleducation.org/lessons/twe/mcoal.htm
  • Macia, Xavier. "Feature Interview:Safety in Underground Mining." EPCM verden. 22. maj 2012. (6. maj 2013) http://epcmworld.com/news/feature-interview-safety-in-underground-mining
  • Minesikkerheds- og sundhedsadministration. "Skadetrends i minedrift." US Department of Labor. (17. maj 2013) http://www.msha.gov/MSHAINFO/FactSheets/MSHAFCT2.HTM
  • Mineknow-how. "Skær og fyld minedrift." (15. maj 2013) http://www.miningknowhow.info/glossary-of-terms/cut-and-fill-mining
  • National Mining Association. "Mest efterspurgte statistik:amerikansk kulindustri." december 2012. (9. maj 2013) http://www.nma.org/pdf/c_most_requested.pdf
  • Ødsomme ressourcer. "Faktaark om underjordisk minedrift."
  • Saxena, NC. "Sociale og miljømæssige problemer i minedrift." Regionalt initiativ for energi i Sydasien. december 2009. (10. maj 2013) http://www.sari-energy.org/PageFiles/What_We_Do/activities/advanced_coal_managment_dec-2009/Presentations/Day2/Social&EnviornmentalissuesinMining.pdf
  • SBM-maskiner. "Kul Ordliste." (13. maj 2013) http://www.coalcrusher.org/coal/coal-glossary.html
  • De Forenede Minearbejdere i Amerika. "Longwall-minedrift." (9. maj 2013) http://www.umwa.org/index.php?q=content/longwall-mining
  • De Forenede Minearbejdere i Amerika. "Rum og søjle minedrift." (9. maj 2013) http://www.umwa.org/?q=content/room-and-pillar-mining
  • De Forenede Minearbejdere i Amerika. "Typer af underjordiske miner." (9. maj 2013) http://www.umwa.org/index.php?q=content/types-underground-coal-mines



Sidste artikel

Næste artikel

Varme artikler
Sprog: French | Italian | Spanish | Portuguese | Swedish | German | Dutch | Danish | Norway |

Videnskab © https://da.scienceaq.com