Der Untertagebau umfasst in der Regel den Bau von unterirdischen Tunneln und Schächten. Der Tagebau ist weniger kostspielig, während der Untertagebau teurer und riskanter sein kann.
Es gibt nur wenige Orte, an denen diese Art von Bergbau zum Einsatz kommt: schmale Goldadern oder andere reiche Ressourcen. Die Möglichkeit, unter Wasser zu bohren, verschafft den unterirdischen Minen einen Vorteil gegenüber den übertägigen Minen.
Der Untertagebau ist möglich, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
- Der Erzkörper ist dick genug, um erfolgreich im Tagebau abgebaut zu werden.
- Um die Kosten zu decken, sollten die Qualität und der Gehalt des Erzkörpers mehr als ausreichend sein.
- Er soll die Landschaft weniger stark beeinträchtigen als der Tagebau.
In diesem Beitrag werden wir erklären, wie der Untertagebau funktioniert. Dabei geht es sowohl um den Abbau von Hartgestein als auch um den Abbau von Weichgestein unter Tage. Lasst uns beginnen!
Was ist der Prozess des Bergbaus unter Tage?
Die gängigsten Bergbaumethoden bestehen darin, schwere Maschinen unter Tage zu fahren, das Gestein zu zerkleinern und es in einen Tank oder eine Wanne unter Tage zu kippen. Im Gegensatz dazu ist es mit den heutigen Technologien und Verfahren möglich, die gesamte Operation über Tage durchzuführen.
In den letzten Jahren wurden viele neue Techniken entwickelt, um diesen Prozess einfacher und sicherer zu machen. Dank neuer Technologien, die einen sicheren Transport und eine sichere Lagerung aller Mineralien, einschließlich Erde und Gestein, ermöglichen, können Untertagebergwerke noch viele Jahre lang ihre wichtige Aufgabe erfüllen.
Wenn das der Fall ist, müssen Sie die vielen Vor- und Nachteile einer solchen Option gründlich untersuchen, bevor Sie entscheiden, ob sie für Sie geeignet ist oder nicht.
Der Untertagebau wird so lange fortgesetzt, wie es Mineralien in der Erdkruste gibt. Goldwaschen, Eisenerzwaschen, Erdölexploration, Kalkstein-, Kohle- und Schieferbergbau und viele andere Bereiche nutzen den Untertagebau.
Es handelt sich um einen sehr stabilen Wirtschaftszweig, da ein ständiger Bedarf an zuvor abgebauten Ressourcen, wie z. B. Kohle, besteht. Sie müssen verstehen, wie das alles funktioniert, unabhängig davon, ob Sie Ihr eigenes Unternehmen gründen oder für ein bestehendes Unternehmen arbeiten wollen. Mit etwas Übung sollten Sie in der Lage sein, die Aufgaben zu bewältigen. Bevor Sie mit dem Bergbau beginnen, sollten Sie sich von Fachleuten so viel wie möglich über den Prozess informieren lassen.
Unterirdischer Hartgestein-Bergbau
Es gibt unterirdische Bergwerke mit hartem und mit weichem Gestein. Daher wird der unterirdische Bergbau in Hartgesteins- und Weichgesteinsbergbau unterteilt. Beziehungsweise. "Harte" Mineralien wie Gold, Silber, Eisen, Kupfer, Zink, Nickel, Zinn und Blei werden häufig in "Hartgestein"-Erzlagerstätten gefunden, die mit unterirdischen Bergbaumethoden abgebaut werden. Ich werde erklären, wie der Hartgestein-Bergbau funktioniert.
Für die Gewinnung und den Abbau von Hartgestein gibt es viele Verfahren, auch innerhalb der Kategorie Hartgestein selbst. Es können herkömmliche Ladungs- und Sprengverfahren angewandt werden, aber auch Maschinen, die als Continuous Miner bekannt sind, können an ihrer Stelle eingesetzt werden.
Die Bergleute graben eine Zugangsrampe zur Lagerstätte und fördern das Erz in einem Muster aus Löchern (Räumen) und Pfeilern (Dachstützen) für flache Erzlagerstätten ohne Höhenunterschiede (Pfeiler). Der Continuous Miner formt eine ausgehöhlte Kammer von 6 bis 9 m (20 bis 30 Fuß), die eine Felssäule an Ort und Stelle belässt, um das "Dach" aufrechtzuerhalten. Bei diesem Verfahren zur Gewinnung von Mineralien können Säulen und Kammern entstehen. Die Pfeiler werden im letzten Durchgang durchbohrt, so dass die Dächer hinter die Maschine fallen können, wenn diese den jeweiligen Bereich verlässt.
Eine Zugangsrampe wird von der Oberfläche bis zum tiefsten Punkt der Erzlagerstätte gebohrt, die dann mit Gestein aufgefüllt wird. Mit einem Bohrer kann der Betreiber dann einen horizontalen Schnitt durch das Erz machen und so einen Stollen bilden.
Im härtesten Gestein ist keine Abstützung des Daches erforderlich, aber wenn die Bohrungen in schwächerem Gestein fortschreiten, können Bolzen im Dach installiert werden.
Nach Beendigung des Stollens wird eine Plattform für den nächsten Stollen geschaffen, und in den offenen Stollen wird Versatz bzw. Abfallmaterial eingebracht. Der Bohrer fährt über diese Aufschüttung, während er mit dem Bohrer einen weiteren Schnitt durch das Erz macht. Wenn der Bohrer die oberste Schicht des Erzvorkommens durchstößt, wird der Vorgang erneut wiederholt.
Bei größeren Lagerstätten können auch zwei benachbarte Zugangsrampen gebohrt und zwei nebeneinander liegende Stollen aufgefahren werden, das so genannte "cut and fill". Im Gegensatz zu einem Verfahren wie "room and pillar" verfügt "cut and fill" nicht über die für hartes Gestein erforderlichen Stützvorrichtungen.
Wenn es um weichere Materialien wie Kohle geht, bietet sich das Raum-Säulen-Verfahren an. Bei minderwertigen Erzen ist der Blockabbau, die am wenigsten verbreitete Form des Hartgesteinabbaus, in der Regel die einzige Option.
Dabei wird ein Loch in den untersten Erzkörper der Lagerstätte gegraben und dann durch Sprengungen die Decke der Lagerstätte zum Einsturz gebracht. Sobald der Stützpfeiler entfernt ist, übernimmt die Schwerkraft die Kontrolle und lässt das Erz oberhalb der Explosionsstelle brechen und zusammenbrechen. Das zu Boden gefallene Erz wird aus der Mine entfernt und dort verarbeitet.
Soft-Rock-Bergbau unter Tage
Strebbau und Pfeilerbau sind die beiden gängigsten Methoden für den Abbau von Weichgestein. Steinsalz, Uran, Phosphat und Ölschiefer sind allesamt in Weichgestein zu finden.
Der größte Teil der Kohle wird im Raumsäulenverfahren abgebaut. Der Strebbau hingegen gewinnt immer mehr an Bedeutung.
Der Strebbau ist eine sehr effektive Methode zur Gewinnung von Mineralien. Erzvorkommen können mit einem Streb bis zu 182 Meter (600 Fuß) lang aufgeschnitten werden, anstatt sie zu durchbohren.
Diese Scheiben fallen auf ein Förderband, wo sie zu einem Förderschacht transportiert und aus dem Bergwerk gehoben werden. Beim Strebbau liegen die Dachstützen der Maschine zwischen der Spitze des Strebes und der Decke des Raumes. Der Bereich hinter der Maschine stürzt ein und füllt den ausgehobenen Raum auf, während sich die Maschine in das Erz bewegt.
Bis zu 90% des Erzes können mit der Strebtechnik gewonnen werden. Die durchschnittliche Gewinnungsrate bei der Room-and-Pillar-Strategie beträgt etwa 50 %.
Kürzere Schnitte werden durchgeführt, wenn das Erzvorkommen dünn ist. Diese besondere Form des Abbaus wird als "Shortwall Mining" bezeichnet.
TNT und andere Sprengstoffe werden nach wie vor zur Zerkleinerung des Erzes eingesetzt, allerdings nur in begrenztem Umfang - weniger als 5 % der US-Bergbauproduktion [Quelle: Great Mining]. Dies hat zur Folge, dass der Untertagebau immer effizienter wird.
Daher sind weniger Bergleute bei der Arbeit tief unter der Oberfläche in Gefahr. Obwohl es nicht der sicherste Ort ist, ist ein unterirdisches Bergwerk dennoch so lukrativ, wie es scheint.
Untertagebergbauausrüstung
Schwere Bergbau-LKWs
In den Bergwerken werden Schwerlastfahrzeuge für den Transport von Material benötigt. Sie können entweder mit einem mechanischen Motor oder einem Elektroantrieb ausgestattet sein.
Diese Hochleistungs-Bergbaufahrzeuge sind mit extra großen Reifen ausgestattet, die das Gewicht der massiven Ladung bei der Durchquerung von unwegsamem Gelände aushalten können.
Große Planierraupen
Es gibt mehrere riesige Planierraupen für den Bergbau, die eine große Menge Material bewegen können. Zusätzlich zu den Rädern oder Raupen können diese Planierraupen auch auf einer breiteren Palette von Oberflächen arbeiten.
Hydraulische Schaufeln
Bagger werden auch als Schaufeln für den Bergbau bezeichnet. Sie wurden aus einer alten Dampflöffelbauweise entwickelt. Um die Schaufel durch harte Materialien zu bewegen, wird häufig Hydraulik eingesetzt.
Elektrische Seilschaufel
Bei einer elektrischen Seilbaggerschaufel wird die Schaufel durch einen Komplex von Rollen und Seilen vorwärts bewegt. Da diese Versionen elektrisch und nicht hydraulisch angetrieben werden, können sie effizienter arbeiten und halten länger als hydraulische Schaufeln.
Motor-Grader
Für Bergwerke ist der Straßenzugang nicht immer eine Option. Für den Materialtransport und den Abtransport der abgebauten Rohstoffe werden Straßen in der Umgebung benötigt. Für den Bau und die Instandhaltung dieser Straßen sind Motorgrader zuständig, die für die Durchführung von Oberflächenarbeiten in der Nähe von Bergwerken eingesetzt werden.
Schleppketten
Mit einer am Ausleger befestigten Schaufel sind Schleppschaufeln riesige Bagger. Zum Abbau und zur Abraumbeseitigung wird die Schaufel abgeworfen und über eine ebene Fläche geschabt. Die Schaufel kann am Ende des Schürfkübels geschwenkt werden, um ihren Inhalt an einem bestimmten Ort abzuwerfen.
Abstreifer
Motor-Grader und Radschlepper-Schürfkübel haben viel gemeinsam. Im Gegensatz zu einem Grader ist ein Scraper mit einem Auffangbehälter ausgestattet, der den Schutt vom Boden aufnimmt.
Lader und Lastkraftwagen
Lkw und Lader für den Untertagebau müssen unter beengten Verhältnissen arbeiten. Innerhalb eines Bergwerks können diese Fahrzeuge keine Verschmutzung verursachen. Der Untertagebau erfordert den Einsatz spezieller Bergbaufahrzeuge.
