Von den weltweit größten Untertage-Kupferbetrieben in Chile und Australien bis hin zu führenden Goldminen in Kanada, den USA und Mexiko ist jede Mine einzigartig. Die meisten Minen der Welt befinden sich in einigen der rauesten Umgebungen und werden zur Gewinnung von Erzen unter der Oberfläche verwendet.
Jedes Bergwerk ist einzigartig aufgrund der Bodenbeschaffenheit, des Designs, der Abbaumethode, der Zusammensetzung des umgebenden Gesteins, der Form, der Ausrichtung der Erzlagerstätte, der Belüftung, des Umfangs der durchgeführten oder erforderlichen Erschließungsarbeiten und ob die Werte regelmäßig oder unregelmäßig sind verteilt.
Die Kohleförderung macht den größten Anteil aus Untertagebau und macht 60 % der weltweiten Kohleförderung aus. Neben Kohle werden häufig auch untertägige Methoden zum Abbau von Gold, Kupfer, Diamanten und anderen Metallen verwendet.
Die tiefste Untertagemine der Welt ist derzeit die Goldmine Mponeng in Südafrika. Im Jahr 2019 produzierte die Mponeng 244,000 Unzen Gold! Ab 2020 reichte die Betriebstiefe von 3.16 km bis 3.84 km unter der Oberfläche. Es wird erwartet, dass der zukünftige Abbau den Schachtboden auf 4.22 km weiter vertieft und bis mindestens 2027 in Betrieb sein wird.
Die Geschichte des Untertagebergbaus
Archäologische Funde deuten darauf hin, dass der Bergbau erstmals in der Jungsteinzeit (ca. 8000-2000 v. Chr.) betrieben wurde, als Schächte von bis zu 330 Fuß in weichen Kreidevorkommen in Frankreich und Großbritannien abgeteuft wurden, um Feuersteinkiesel und Mineralien zu gewinnen. Die Kieselsteine aus Feuerstein wurden zur Herstellung von Schabern, Messern und Pfeilspitzen verwendet, da sie in scharfkantige Stücke zerlegt werden konnten. Die aus den Minen gewonnenen Mineralien wurden oft als Pigmente verwendet.
Die älteste bekannte unterirdische Mine stammt aus mehr als 40,000 Jahren und befindet sich in Bomvu Ridge, Eswatini. Es wird angenommen, dass diese Mine bei Bestattungszeremonien verwendet wurde.
Was ist Untertagebergbau und warum verwenden wir ihn?
Untertageminen sind eine Alternative zu Tagebauen, jedoch haben beide Methoden ihre Vor- und Nachteile und werden auf unterschiedliche Weise verwendet. Einer der größten Nachteile des Tagebaus ist die Zerstörung großer Landflächen, die Zerstörung der Landschaft und des natürlichen Lebensraums, um Erz zu gewinnen. Während der Untertagebergbau eine Reihe von Ressourcen, Ausrüstung und Finanzmitteln erfordert, wird diese Methode häufig gegenüber dem Tagebau bevorzugt, da sie weniger Umweltauswirkungen hat.
Die verwendete Abbaumethode hängt stark vom Standort des Minerals ab. Der Tagebau wird eher dann eingesetzt, wenn die zu fördernden Lagerstätten nicht sehr weit unter der Oberfläche liegen und leicht zugänglich sind. Beim Untertagebergbau liegen die Lagerstätten viel tiefer in der Oberfläche und erfordern Tunnel, um weiter in das Flöz vorzudringen.
Der unterirdische Abbauprozess
Es gibt verschiedene Methoden des Untertagebergbaus, und die verwendete Art hängt von den einzelnen Bergwerksbedingungen und -variablen ab. Im Allgemeinen gibt es Untertagebergwerke in Hartgestein und Weichgestein. Kohlevorkommen findet man normalerweise in relativ weichem Gestein. Gold, Diamanten und Kupfer hingegen leben in metamorphem Gestein, das relativ hart ist. Es gibt zwei Hauptmethoden des Untertagebergbaus: Raum und Säule und Streb.
Bei der ältesten Abbaumethode, Raum und Säule, werden Lagerstätten abgebaut, indem ein Netzwerk von „Räumen“ in das Flöz geschnitten und „Säulen“ zurückgelassen werden, um das Dach der Mine vor dem Einsturz zu schützen. Nachdem das Erz in dem Gebiet abgebaut wurde, werden die Säulen entfernt, damit ein sicherer Einsturz und eine Auffüllung stattfinden kann. Diese Methode ist jedoch nicht die effizienteste. Dieses Verfahren wird hauptsächlich für flachliegende oder eintauchende Erzkörper verwendet.
Die zweite Technik, Streb, verwendet eine Schermaschine, eine große Maschine mit einer rotierenden Trommel, die über das Erzflöz hin und her wechselt. Die Ausrüstung schiebt sich während der Produktion nach vorne und vermeidet so aufliegendes Gestein, was eine hohe Produktion und mehr Sicherheit ermöglicht.
Bei diesem Verfahren werden große Ablagerungen unter der Oberfläche identifiziert, die dann durch Hinterschneiden in Scheiben abgetragen, gesprengt und gebohrt werden. Die Bruchstücke werden auf Förderbändern abgelegt, bis der gesamte Erzblock abgebaut ist. Bei der Strebtechnik wird das Dach des Bergwerks von Strebschilden getragen, die das Förderband, die Arbeiter und alle Maschinen abdecken. Diese Methode kann rund 20,000 Tonnen pro Tag produzieren!
Die Hauptzugangsmethode zu einem unterirdischen Erzkörper ist eine vertikale Öffnung, die als Schacht bezeichnet wird. Der Schacht wird von der Oberfläche nach unten bis in eine Tiefe etwas unterhalb der tiefsten geplanten Abbaugrenze ausgehoben. In häufigen Abständen werden entlang des Schachts horizontale Öffnungen, sogenannte Drifts, in Richtung des Erzkörpers getrieben. Jeder dieser Hauptarbeitshorizonte wird als Ebene bezeichnet. Der Schacht ist mit Aufzügen (Käfigen) ausgestattet, mit denen die Minenarbeiter, Maschinen und Material in die Mine gelangen. Das geförderte Erz wird in speziellen Wagen, sogenannten Skips, an die Oberfläche transportiert.
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