Dalle più grandi operazioni sotterranee di rame in Cile e Australia alle principali miniere d'oro in Canada, Stati Uniti e Messico, ogni miniera è unica. La maggior parte delle miniere del mondo si trova in alcuni degli ambienti più difficili e viene utilizzata per estrarre il minerale dal sottosuolo.
Ogni miniera è unica a causa delle condizioni del terreno, del design, del metodo di estrazione, della composizione della roccia circostante, della forma, dell'orientamento del giacimento, della ventilazione, della quantità di lavoro di sviluppo svolto o che potrebbe essere necessario e se i valori sono regolari o irregolari distribuito.
L'estrazione del carbone costituisce la maggior parte di miniere sotterranee e rappresenta il 60% della produzione mondiale di carbone. Oltre al carbone, vengono spesso utilizzati anche metodi sotterranei per estrarre oro, rame, diamanti e altri metalli.
Attualmente, la miniera sotterranea più profonda del mondo è la miniera d'oro di Mponeng situata in Sudafrica. Nel 2019, il Mponeng ha prodotto 244,000 once d'oro! A partire dal 2020, la profondità operativa variava da 3.16 km a 3.84 km sotto la superficie. Si prevede che l'estrazione futura approfondirà ulteriormente il fondo del pozzo a 4.22 km e dovrebbe essere in funzione almeno fino al 2027.
La storia delle miniere sotterranee
Le scoperte archeologiche indicano che l'estrazione mineraria fu condotta per la prima volta nella Nuova Età della Pietra (intorno all'8000-2000 a.C.) dove pozzi fino a 330 piedi furono affondati in depositi di gesso tenero in Francia e Gran Bretagna per estrarre ciottoli di selce e minerali. I ciottoli di selce venivano usati per fabbricare raschietti, coltelli e punte di freccia poiché potevano essere scomposti in pezzi dai bordi taglienti. I minerali estratti dalle miniere venivano spesso usati come pigmenti.
La più antica miniera sotterranea conosciuta risale a più di 40,000 anni fa e si trova a Bomvu Ridge, Eswatini. Si ritiene che questa miniera fosse utilizzata nelle cerimonie funebri.
Che cos'è l'estrazione sotterranea e perché la usiamo?
Le miniere sotterranee sono un'alternativa alle miniere di superficie, tuttavia entrambi i metodi hanno i loro lati positivi e negativi e vengono utilizzati in modi diversi. Uno dei principali svantaggi dell'estrazione di superficie è il metodo che distrugge vaste aree di terra, demolendo il paesaggio e l'habitat naturale per recuperare il minerale. Sebbene l'estrazione sotterranea richieda una serie di risorse, attrezzature e finanziamenti, il metodo è spesso preferito per l'estrazione in superficie poiché ha un impatto ambientale inferiore.
Il metodo di estrazione utilizzato dipende molto dalla posizione del minerale. L'estrazione di superficie tende ad essere utilizzata quando i depositi da estrarre non sono molto al di sotto della superficie e sono abbastanza facilmente accessibili. Con l'estrazione sotterranea, i depositi sono molto più profondi nella superficie e richiedono tunnel per andare più in profondità nella cucitura.
Il processo di estrazione sotterranea
Esistono diversi metodi di estrazione sotterranea e il tipo utilizzato dipenderà dalle condizioni e dalle variabili delle singole miniere. In genere, ci sono miniere sotterranee hard-rock e soft-rock. I depositi di carbone si trovano solitamente in rocce relativamente tenere. Oro, diamanti e rame invece vivono nella roccia metamorfica che è relativamente dura. Ci sono due metodi principali di estrazione sotterranea che sono stanza e pilastro ed lungo muro.
Il metodo di estrazione più antico, stanza e pilastro, è quando i depositi vengono estratti tagliando una rete di "stanze" nella giuntura e lasciando dietro di sé "pilastri" per aiutare a sostenere il tetto della miniera dal crollo. Dopo aver estratto il minerale all'interno dell'area, i pilastri vengono quindi rimossi per un collasso sicuro e il riempimento. Tuttavia, questo metodo non è il più efficiente. Questo processo viene utilizzato principalmente per i giacimenti in piano o per immersione.
La seconda tecnica, longwall, utilizza una cesoia che è una grande macchina con un tamburo rotante che si alterna avanti e indietro attraverso la giuntura del minerale. L'attrezzatura si spinge in avanti durante la produzione consentendole di evitare rocce sovrastanti, rendendo alti livelli di produzione e maggiore sicurezza.
Con questo metodo si individuano grossi depositi al di sotto della superficie che vengono poi estratti a fette mediante sottosquadro, che viene poi sabbiata e perforata. I frammenti vengono posti su nastri trasportatori fino all'estrazione dell'intero blocco di minerale. Con la tecnica a parete lunga, il tetto della miniera è sostenuto da scudi a parete lunga che forniscono copertura per il nastro trasportatore, gli operai e qualsiasi macchinario. Questo metodo può produrre circa 20,000 tonnellate al giorno!
Il principale metodo di accesso a un giacimento minerario sotterraneo è un'apertura verticale chiamata pozzo. Il pozzo viene scavato dalla superficie verso il basso fino a una profondità leggermente inferiore al limite di estrazione pianificato più profondo. Ad intervalli frequenti lungo il pozzo, aperture orizzontali chiamate derive sono guidate verso il giacimento. Ciascuno di questi principali orizzonti di lavoro è chiamato livello. Il pozzo è dotato di ascensori (gabbie) mediante i quali i minatori, le macchine e il materiale utilizzano per accedere alla miniera. Il minerale estratto viene trasportato in superficie in appositi carrelli denominati cassoni.
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