Come funziona l'estrazione mineraria in sotterraneo?

L'estrazione in sotterraneo prevede spesso la costruzione di gallerie e camere sotterranee. L'estrazione in superficie è meno costosa, mentre quella in sotterraneo può essere più costosa e rischiosa.

Sono pochi i luoghi in cui questo tipo di estrazione viene utilizzato: strette vene d'oro o altre risorse ricche. La capacità di perforare sott'acqua nelle miniere sotterranee dà loro un vantaggio rispetto alle miniere di superficie.

L'estrazione in sotterraneo è possibile se sono soddisfatte le seguenti condizioni:

• Il corpo minerario è abbastanza spesso da poter essere estratto con successo da un'operazione mineraria a cielo aperto.
• Per pagare le spese, la qualità e i gradi del giacimento dovrebbero essere più che sufficienti.
• Dovrebbe avere un'impronta minore sul paesaggio rispetto all'estrazione a cielo aperto.

In questo post spiegheremo come funziona l'estrazione sotterranea. Compreso il funzionamento dell'estrazione di rocce dure e di rocce tenere nel sottosuolo. Iniziamo!

I metodi di estrazione mineraria più diffusi prevedono l'utilizzo di macchinari pesanti, la frantumazione delle rocce e il loro scarico in un serbatoio o in una vasca sotterranea. La tecnologia e le procedure attuali hanno invece reso possibile l'esecuzione dell'intero intervento in superficie.

Negli ultimi anni sono state sviluppate molte nuove tecniche per rendere questo processo più semplice e sicuro. Le miniere sotterranee potranno continuare a svolgere il loro ruolo cruciale anche negli anni a venire, grazie alle nuove tecnologie che consentono il trasporto e lo stoccaggio sicuro di tutti i minerali, compresi il suolo e la roccia.

In questo caso, prima di decidere se questa opzione fa al caso vostro, dovete analizzare a fondo i numerosi vantaggi e svantaggi che essa comporta.

L'estrazione sotterranea continuerà finché ci saranno minerali nella crosta terrestre. L'estrazione dell'oro, del minerale di ferro, l'esplorazione petrolifera, l'estrazione del calcare, del carbone, dell'ardesia e molte altre attività utilizzano l'estrazione sotterranea.

Si tratta di un settore molto stabile a causa della costante necessità di risorse precedentemente estratte, come il carbone. È importante capire come funziona tutto questo, sia che vogliate avviare un'attività in proprio sia che vogliate lavorare per un'azienda già esistente. Con un po' di pratica, dovreste essere in grado di gestire i compiti. Prima di procedere all'estrazione, è necessario imparare il più possibile sul processo da esperti del settore.

Esistono miniere sotterranee di roccia dura e di roccia tenera. Pertanto, le miniere sotterranee si dividono in miniere di roccia dura e miniere di roccia tenera. Rispettivamente. I minerali "duri", tra cui l'oro, l'argento, il ferro, il rame, lo zinco, il nichel, lo stagno e il piombo, si trovano spesso in depositi di minerali "duri" che vengono scavati con metodi di estrazione sotterranei. Vi spiegherò come funziona l'estrazione di rocce dure.

I processi utilizzati per creare e rimuovere la roccia dura sono molteplici, anche all'interno della stessa categoria di roccia dura. Si possono utilizzare i metodi tradizionali di carica e brillamento, oppure una macchina nota come minatore continuo.

I minatori scavano una rampa di accesso al giacimento ed estraggono il minerale in uno schema di fori (camere) e pilastri (supporti del tetto) per i giacimenti di minerale pianeggianti senza variazioni di quota (pilastri). Il minatore continuo forma una camera scavata da 20 a 30 piedi (da 6 a 9 metri), che lascia un pilastro di roccia in situ per mantenere il "tetto" in posizione. I pilastri e le camere creati possono essere visti in questo processo di estrazione dei minerali. I pilastri vengono perforati nell'ultima corsa, consentendo ai tetti di cadere dietro la macchina all'uscita da ogni area.

Una rampa di accesso viene scavata dalla superficie fino al punto più basso del giacimento, che viene poi riempito di roccia. Utilizzando una trivella, l'operatore può quindi effettuare un taglio orizzontale attraverso il minerale, formando una deriva.

Nella roccia più dura non è necessario alcun supporto per il tetto, ma quando la perforazione avanza nella roccia più debole, è possibile installare dei bulloni nel tetto.

Una volta completata la deriva, viene creata una piattaforma per la deriva successiva e il materiale di riporto, o di scarto, viene sparso nella deriva aperta. La trivella passa sopra a questo riempimento mentre con la punta perfora nuovamente il minerale. Quando la trivella perfora lo strato più alto del giacimento, il processo si ripete.

Nei giacimenti più grandi si può ricorrere anche alla perforazione di due rampe d'accesso adiacenti e al taglio di due dighe adiacenti, noto come "drift and fill". A differenza di una procedura come il "room and pillar", il "cut and fill" non prevede i dispositivi di supporto necessari per la roccia dura.

Quando si tratta di materiali più morbidi, come il carbone, il metodo della camera e del pilastro è un'opzione naturale. Per i minerali di bassa qualità, la speleologia a blocchi, la forma meno diffusa di estrazione di roccia dura, è di solito l'unica opzione.

Si tratta di scavare un buco nel corpo minerale più basso del giacimento e poi usare un'esplosione per far crollare il tetto del giacimento. Una volta rimosso il supporto, la gravità prende il controllo, fratturando e facendo crollare il minerale sopra il sito dell'esplosione. Il minerale caduto a terra viene rimosso dalla miniera e lavorato lì.

La tecnica longwall e la tecnica room and pillar sono i due metodi più comuni utilizzati nell'estrazione di roccia tenera. L'uranio, il sale di carbone, il fosfato e lo scisto bituminoso si trovano tutti in depositi di roccia tenera.

Il metodo a camera e pilastri è utilizzato per rimuovere la maggior parte del carbone. L'estrazione a parete lunga, invece, si sta affermando rapidamente.

L'estrazione a pareti lunghe è un metodo molto efficace per estrarre i minerali. I depositi di minerale possono essere tagliati fino a 182 metri di lunghezza con una macchina longwall piuttosto che perforati.

Queste fette cadono in un nastro trasportatore, dove vengono trasportate in un pozzo di trasporto e sollevate dalla miniera. Nell'estrazione a parete lunga, i supporti del tetto della macchina si trovano tra la cima del minatore a parete lunga e il soffitto della stanza. La regione dietro la macchina crolla e riempie lo spazio scavato mentre la macchina si muove nel minerale.

Con la tecnica longwall è possibile recuperare fino a 90% di minerale. Il tasso medio di recupero con la strategia a camera e pilastri è di circa il 50%.

I tagli più corti vengono eseguiti quando il deposito di minerale è sottile. Si parla di "shortwall mining" quando ci si riferisce a questa particolare forma.

Il tritolo e altri esplosivi sono ancora utilizzati per frantumare il minerale, ma solo in misura limitata - meno del 5% della produzione mineraria statunitense [fonte: Great Mining]. Di conseguenza, l'estrazione sotterranea sta diventando sempre più efficiente.

Di conseguenza, i minatori che lavorano in profondità sono meno esposti a rischi. Anche se non è il luogo più sicuro, una miniera sotterranea è ancora così redditizia come sembra.

Camion da miniera per impieghi gravosi

Nelle miniere, i veicoli pesanti sono necessari per trasportare i rifornimenti. Possono essere alimentati da un motore meccanico o da un motore elettrico.

Questi veicoli da miniera per impieghi gravosi sono dotati di pneumatici extra-large in grado di sopportare il peso di un carico massiccio mentre attraversano terreni accidentati.

Apripista di grandi dimensioni

Esistono diversi dozer da miniera di grandi dimensioni in grado di spostare molto materiale. Oltre alle ruote o ai cingoli, questi dozer possono lavorare anche su una gamma più ampia di superfici.

Pale idrauliche

Gli escavatori sono anche chiamati pale da miniera. Sono stati sviluppati a partire da un vecchio progetto di pala a vapore. Per muovere la pala attraverso i materiali duri, spesso si utilizza il sistema idraulico.

Pala elettrica a fune

Con una pala elettrica a fune, un complesso di pulegge e funi spinge la pala in avanti. Poiché queste versioni sono alimentate dall'elettricità anziché dal sistema idraulico, possono funzionare in modo più efficiente e durare più a lungo rispetto alle pale idrauliche.

Livellatrici a motore

Per le miniere, l'accesso alla strada non è sempre un'opzione. Il trasporto dei materiali e il trasporto delle materie prime estratte hanno ancora bisogno di strade nelle vicinanze. Le motolivellatrici, impiegate per eseguire le attività di superficie nei pressi delle miniere, sono responsabili della costruzione e della manutenzione di queste strade.

Dragline

Con una benna collegata al braccio, le draghe sono enormi escavatori. Per l'estrazione e la rimozione dello strato di copertura, la benna viene lasciata cadere e raschiata su una superficie piana. La benna può essere fatta oscillare all'estremità della draga per far cadere il suo contenuto in un'area specifica.

Raschiatori

Le motolivellatrici e le ruspe dei trattori a ruote hanno molto in comune. A differenza della livellatrice, la ruspa è dotata di un contenitore per la raccolta dei detriti dal terreno.

Caricatori e camion

Gli autocarri e le pale per miniere sotterranee devono funzionare in luoghi ristretti. All'interno di una miniera, questi veicoli non possono generare alcun inquinamento. L'attività mineraria in sotterraneo richiede l'uso di veicoli minerari specializzati.