地下採掘の仕組み

地下採掘には、地下トンネルや地下室の建設が含まれるのが一般的だ。地表採掘はコストが低いが、地下採掘はコストとリスクが高くなる可能性がある。

この種の採掘が行われるのは、金やその他の豊富な資源の狭い鉱脈など、ごく限られた場所だ。地下鉱山では水中掘削が可能なため、地表鉱山よりも優位性がある。

地下採掘は、以下の条件を満たせば可能である：

• 鉱体は十分に厚く、露天掘りで採掘できる。
• 経費を支払うためには、鉱体の品質と品位は十分すぎるほどでなければならない。
• 露天掘りよりも景観への影響は少ないはずだ。

この記事では、地下採掘の仕組みについて説明します。地下で行われる軟岩採掘だけでなく、硬岩採掘の仕組みも含めて。それでは始めましょう！

地下で重機を運転し、岩石を砕き、地下のタンクや桶に投棄するのが、最も一般的な採掘方法である。これに対し、現在の技術と手順では、手術のすべてを地上で行うことが可能になっている。

近年、このプロセスをよりシンプルで安全なものにするために、多くの新しい技術が開発されている。土壌や岩石を含むあらゆる鉱物の安全な輸送と貯蔵を可能にする新技術のおかげで、地下鉱山は今後も重要な役割を果たし続けるだろう。

もしそうなら、そのようなオプションの多くのメリットとデメリットを徹底的に調べてから、それが自分にとって良いかどうかを判断しなければならない。

地下採掘は、地殻に鉱物がある限り続く。砂金採り、鉄鉱石採り、石油探査、石灰岩採掘、石炭採掘、スレート採掘、その他多くの事業が地下採掘を利用している。

石炭などの採掘済みの資源を常に必要としているため、この業界は非常に安定している。自分でビジネスを立ち上げるにせよ、既存のビジネスで働くにせよ、この仕組みを理解すること。少し練習すれば、仕事をこなせるようになるはずです。採掘の前に、その分野の専門家からできるだけ多くのことを学ぶ必要があります。

地下鉱山には硬岩と軟岩がある。したがって、地下鉱山は硬岩鉱山と軟岩鉱山に分けられる。それぞれ金、銀、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、スズ、鉛などの "硬い "鉱物は、地下の採掘方法で掘り出される "硬岩 "鉱床で見つかることが多い。硬岩採掘の仕組みを説明しよう。

硬岩のカテゴリー自体にも、硬岩の生成と除去に使用される多くのプロセスがある。伝統的なチャージ・アンド・ブラスト法が使用されることもあれば、連続採掘機と呼ばれる機械がその代わりに使用されることもある。

坑夫は鉱床へのアクセス・スロープを掘削し、高低差のない平坦な鉱床の場合、穴（部屋）と支柱（屋根の支え）のパターンで鉱石を抽出する。連続坑夫は、20～30フィート（6～9メートル）の掘削室を形成し、「屋根」を維持するために岩柱をその場に残す。この鉱物を採掘する過程で、柱や部屋が作られることがある。支柱は最後の掘削で貫通し、各エリアから出るときに機械の後ろに屋根が落ちるようになっている。

地表から鉱床の最下部までアクセス・スロープが掘削され、そこに岩石が充填される。ドリルで鉱石を水平に切断し、ドリフトを形成する。

最も硬い岩盤ではルーフサポートは必要ないが、弱い岩盤で掘削を進める場合は、ルーフにボルトを取り付けることがある。

坑道が完成した後、次の坑道のためのプラットフォームが作られ、埋め戻し材（廃材）が開いた坑道に敷き詰められる。ドリルはこの埋め戻しの上を走り、ドリルビットで鉱石を再び切り裂く。ドリルが鉱床の最上層を貫通すると、この工程が再び繰り返される。

隣接する2つのアクセス・ランプを掘削し、ドリフト・アンド・フィルと呼ばれる隣接する2つの坑道を切り開く方法も、より大きな鉱床で採用されることがある。ルーム・アンド・ピラーのような方法とは対照的に、カット・アンド・フィルには硬い岩盤に必要な支持装置がない。

石炭のような軟らかい鉱石に関しては、ルーム・アンド・ピラー法が自然に適合する。低品位の鉱石については、硬岩採掘の中で最も普及していないブロックケービングが、通常唯一の選択肢となる。

鉱床の最底部に穴を掘り、発破を使って鉱床の屋根を陥没させるのだ。支柱が取り除かれると、重力が制御し、爆発地点の上の鉱石を破砕して崩落させる。地上に落下した鉱石は鉱山から搬出され、そこで処理される。

ロングウォール法とルーム・アンド・ピラー法が、軟岩採掘で最もよく使われる2つの方法である。石炭塩、ウラン、リン鉱石、石油頁岩はすべて軟岩鉱床で発見される。

ルーム・アンド・ピラー法は、石炭の大部分を除去するために使用される。一方、ロングウォール採掘は急ピッチで普及している。

ロングウォール採掘は、鉱物を抽出する非常に効果的な方法である。鉱床を掘削するのではなく、ロングウォール・マシンを使って最大600フィート（182メートル）の長さにスライスすることができる。

これらのスライスはベルトコンベヤーに落下し、そこで運搬シャフトに運ばれ、鉱山から持ち上げられる。ロングウォール採掘では、機械のルーフサポートがロングウォール採掘機の上部と部屋の天井の間にある。機械が鉱石の中に入っていくにつれて、機械の背後の領域が崩れて掘削された空間を埋める。

ロングウォール法では、最大90%の鉱石を回収できる。ルーム・アンド・ピラー法による平均回収率は約50％である。

鉱床が薄い場合、より短い切断が行われる。この特殊な形態を指して「ショートウォールマイニング」と呼ばれる。

TNTやその他の爆薬は、鉱石を砕くために今でも使用されているが、その程度は限られており、アメリカの採掘生産量の5％にも満たない［出典：Great Mining］。その結果、地下採掘はますます効率的になっている。

その結果、地表深くで働く際に危険な目に遭う鉱山労働者は少なくなる。最も安全な場所ではないとはいえ、地下鉱山は見かけによらず儲かる。

大型採掘トラック

鉱山では、物資を輸送するために大型車両が必要である。これらの車両は、機械式エンジンまたは電気駆動のいずれかを動力源としている。

これらの高荷重採掘車両は、悪路を横断しながら大量の貨物の重量に耐えることができる超大型タイヤを特徴としている。

大型ドーザー

多くの材料を移動することができるいくつかの巨大な鉱山ドーザーがあります。車輪やトラックに加えて、これらのドーザーは、同様に、より広い範囲の表面で作業することができます。

油圧ショベル

掘削機は、採掘ショベルとも呼ばれる。古い蒸気ショベルの設計から開発された。硬い材料の中をショベルを移動させるために、多くの場合、油圧が使用される。

電動ロープ・ショベル

電動ロープショベルでは、滑車とロープの複合体がショベルを前進させる。これらのバージョンは油圧ではなく電気で動くため、油圧ショベルよりも効率的に作動し、長持ちする。

モーターグレーダー

鉱山にとって、道路へのアクセスは必ずしも選択肢ではない。資材を運搬したり、採掘された商品を運び出したりするには、やはり周辺に道路が必要なのだ。モーターグレーダーは、鉱山の近くで地表活動を実施するために採用され、これらの道路の建設と保守を担当している。

ドラッグライン

ブームにバケットを連結したドラグラインは、巨大な掘削機である。採掘や残土除去の場合、バケットを平らな面に落として削り取る。ドラッグラインの先端でバケットを旋回させ、内容物を特定の場所に落とすこともできる。

スクレーパー

モーターグレーダーとホイールトラクターのスクレーパーには多くの共通点がある。グレーダーとは異なり、スクレーパーには地面から瓦礫を集めるためのビンが付いている。

ローダーとトラック

坑内用トラックやローダーは、限られた場所で機能しなければならない。鉱山内では、これらの車両はいかなる汚染も発生させることができない。坑内採掘では、特殊な採掘車両を使用する必要があります。