노천 채굴

Open-pit mining
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Machinery is minuscule compared to the size of this mine.
미국 네바다주에 있는 대형 노천 트윈 크릭스 금광에서 암석 폭발이 일어나고 있습니다.규모(전경, 왼쪽)에 대한 굴착기의 크기와 갱도 바닥이 보이지 않는 점에 유의하십시오.
독일 라인랜드 탄광에 있는 거대한 양동이 바퀴 굴착기는 세계에서 가장 큰 육상 차량 중 하나이다.

노천 채굴은 노천 갱도에서 암석이나 [1]광물을 채취하는 노천 채굴 기술이다.

이러한 형태의 채광은 긴 벽 채광과 같이 땅속으로 터널을 뚫어야 하는 채굴 방법과는 다릅니다.노천광산은 지표면 근처에서 상업적으로 유용한 광석이나 암석의 퇴적물이 발견될 때 사용된다.오버부하가 상대적으로 얇거나 관심 소재가 구조적으로 터널링에 적합하지 않기 때문에 표면에서 발견된 광석 또는 암석에 적용된다(신더, 모래 및 자갈의 경우).반면 지하에서 발견됐지만 암석이 단단해 회수하기 어려운 광물은 지하 [2]채굴 방식으로 채굴할 수 있다.

노천 광산을 만들려면 광부들은 지하에는 광석의 정보 결정해야 한다.이 조사 구멍의 땅에 천공을 익히면 지도에서 각 홀 위치를 획책하고 행해진다.그 정보와 함께 그 구멍들을 통해 얻은 광석의 신체가 수직 범위 발상을 제공한다.이 수직 정보는에는 갱내에서 일어날 것이라고 벤치는 잠정 지역을 서로 맞붙게 사용된다.[3]그것은 광석의 잠재적 저장 조에서의학년이고 경제적 가치 고려하는 것이 중요하다.[4]건축 재료와 규격 치수의 석재를 생산하는 Open-pit 광산들은 일반적으로"채석장."이라 한다.

노천 광산은 일반적으로 광물 자원이 고갈될 때까지 확대되거나, 광석 대비 과부하 비율이 높아지면 추가 채굴이 경제성이 떨어진다.이 경우 배출된 광산은 고형 폐기물 처리를 위해 매립지로 전환되기도 한다.그러나 광산이 상당한 강수량의 기후에 있거나 광구 경계 생산 대수층을 형성하는 광구의 층이 있는 경우 광산 갱도가 호수가 되는 것을 막기 위해서는 보통 어떤 형태의 물 조절이 필요합니다.독일과 인접국에서는 몇몇 이전의 개방된 갱도 광산이 의도적으로 루사티아 호수 지역, 중부 독일 호수 지역 또는 상부 팔츠호 지역과 같은 지역을 형성하는 인공 호수로 전환되었다.이러한 호수의 형성에 있어서 특히 우려되는 것은 산성 광산 배수이다.

노천 채굴은 산업계에서 가장 위험한 분야 중 하나로 여겨질 것이다.그것은 광부들의 건강에 중대한 영향을 미칠 뿐만 아니라 생태계에 피해를 준다.노천 채굴은 궁극적으로 지표수문학, 지하수 수준, 흐름의 [5]변화에 기여하는 식물, 토양, 암반에 변화를 일으킨다.또한 광물의 종류와 채굴 공정의 종류에 따라 노천 피트는 유해한 오염 물질을 발생시킨다.

추출.

Refer to caption.
호주 선라이즈 댐 금광의 각지고 계단진 측면에 주목하십시오.
2008년 독일의 가즈와일러 표면 광산에서 갈탄을 추출하는 중장비.

노천 기뢰는 벤치에 파여져 있는데, 이 벤치는 구멍의 수직 레벨을 나타냅니다.벤치의 간격은 채굴되는 광상, 채굴되는 광물, 사용되는 기계의 크기에 따라 달라집니다.일반적으로 대형 광산 벤치의 두께는 12~[6][7]15m입니다.반면 많은 채석장은 벤치가 [8]얕기 때문에 벤치를 사용하지 않는다.채굴은 한 번에 두 개 이상의 벤치에서 수행할 수 있으며, 다른 벤치에 대한 접근은 경사로를 통해 이루어집니다.각 벤치의 폭은 일반적으로 20-40m [9]너비로 사용되는 장비의 크기에 따라 결정됩니다.새로운 레벨에서의 채굴을 개시하기 위해서, 하향 경사로가 작성됩니다.이 새로운 레벨은 새로운 피트 [10]보텀을 형성하기 위해 점차적으로 넓어질 것입니다.

갱도의 대부분의 벽은 일반적으로 수직보다 작은 각도로 채굴된다.폐암은 갱도가 깊어지면 벗겨지기 때문에 이 각도는 낙석에 의한 손상과 위험을 최소화하고 예방하는 안전 예방책이다.하지만, 이것은 암석의 풍화 및 침식 정도와 관련된 암석의 종류에 따라 달라집니다.그것은 또한 단층, 가위, 접합부 또는 분리와 같은 암석 내에서 발생하는 구조적 약점의 양에 달려 있다.

벽은 계단식이다.벽의 경사 부분은 타자로 알려져 있고, 스텝의 평평한 부분은 벤치 또는 버름으로 알려져 있습니다.벽의 계단은 바위가 벽의 전면을 따라 계속 떨어지는 것을 방지하는 데 도움이 된다.경우에 따라 추가적인 접지 지지대가 필요하며 록 볼트, 케이블 볼트 및 숏 콘크리트가 사용됩니다.탈수 보어는 벽에 수평으로 구멍을 뚫어 수압을 완화하기 위해 사용될 수 있는데, 이는 종종 벽 [11]자체에서 고장을 일으키기에 충분하다.

운반로는 보통 광석과 [12]폐암을 운반하는 트럭이 운전할 수 있는 경사로를 형성하는 구덩이에 위치해 있습니다.

낭비하다

노천 갱도는 상당한 양의 폐기물을 만들어낸다.거의 100만 톤의 광석과 폐석은 매일 가장 큰 광산에서 이동할 수 있고, 수천 톤의 광석은 매일 [13]작은 광산에서 이동할 수 있습니다.광산에는 일반적으로 시추, 발파, 적재 및 운반의 네 가지 주요 작업이 있습니다.

폐석은 폐기물 처리장으로 운반된다.폐기물 처리장은 활성 갱의 표면 또는 이전에 채굴된 갱도에 쌓을 수 있습니다.

광석을 가공하면서 남은 폐기물은 테일링(tailing)이라고 불리며, 일반적으로 슬러리 형태입니다.이것은 물을 재사용하거나 증발시키는 테일링 댐이나 침전지로 펌핑됩니다.테일링 댐은 추출되지 않은 황화물 광물, 갱구에 있는 독성 광물, 그리고 종종 시안화물 침출 과정을 통해 금광석을 처리하는 데 사용되는 시안화물의 존재로 인해 독성이 있을 수 있습니다.적절한 환경 보호가 이루어지지 않으면 이 독성은 주변 환경을 [14]해칠 수 있습니다.

오염 물질

노천 채굴은 지반을 교란시키는 과정을 수반하며, 이는 대기 오염 물질을 발생시킨다.대기오염물질의 주원인은 광물 운송이지만 시추, 발파, [15]오버부하 하역 등 다양한 요인이 있다.이러한 종류의 오염물질은 공기의 질을 해칠 뿐만 아니라 공중 보건과 안전에 큰 피해를 입힌다.이러한 오염물질의 흡입은 폐에 문제를 일으키고 궁극적으로 사망률을 높일 [16]수 있다.또한 오염물질은 노천 갱도 주변 지역의 동식물군에 영향을 미친다.

노천 금광 채굴은 대기와 물의 화학 작용에 영향을 미치기 때문에 환경에 대한 가장 큰 잠재적 채굴 위협 중 하나입니다.노출된 먼지는 유독성 또는 방사능일 수 있으며, 근로자와 주변 [17]지역사회의 건강 문제가 된다.

광업에서의 수문학

지하수가 많은 지역에서 활동하는 노천 갱도는 결국 수문학과 관련된 문제에 직면할 수 있다.여기에는 과도한 상승 압력으로 인한 광산 바닥의 상승 및 파열도 포함됩니다.수문학으로 인한 문제를 해결하기 위해 지하수 관리 시스템을 설치해야 한다.적절한 광구 경사면 설계의 형성은 광산의 수명 전반에 걸쳐 변화합니다.그것은 주로 암석 질량의 상태에 대한 점점 더 많은 이해에 기초하고 있다.여기에는 경사면 내에서 작용하는 지하수 및 관련 압력이 포함됩니다.기공 압력과 관련된 지하수의 감소는 개방 피트 경사면에 대한 지질 공학 설계가 달성 가능한지 여부를 결정하는 데 있어 중요한 측면이다.탈수 및 감압정을 포함하는 지하수 제어 시스템도 국지 지하수에 큰 영향을 미칠 수 있다.따라서 국지적 및 지역적 수문 지질학적 영향이 허용 [18]범위 내에 있도록 하기 위해 최적화 기반 제어 시스템 버전이 필요하다.

광구 감압은 광산의 여러 영역에서 장력이나 압력을 제거하는 과정입니다.감압은 개방된 갱도 갱도를 보다 안정적이고 안전하게 만드는 데 도움이 됩니다.통합 광산 경사 감압 프로그램을 사용하면 광산 계획이 달성될 가능성이 [19][20]크게 높아지고 허용 가능한 위험 수준까지 높아집니다.감압은 광산의 상당한 확장을 가능하게 하며 광산의 수명을 10년에서 15년 연장할 수 있습니다.감압에 사용되는 기술 중 하나는 아닐링입니다.아닐은 금속, 합금 또는 유리의 느린 가열 및 냉각입니다.이 느린 난방과 냉방은 주변 지역의 내부 스트레스를 덜어줍니다.어닐링은 재료의 작업성과 내구성을 증가시켜 전반적으로 노천 갱도의 [21]안전성을 향상시킵니다.지하수 압력이 노천 갱도에서 문제를 일으킬 경우 수평 배수구를 사용하여 경사면 감압 프로세스를 가속화합니다.광산의 대규모 경사면 붕괴를 방지하는 데 도움이 됩니다.수평 배수구는 지하수 헤드를 줄여 모공 압력을 낮추기 위해 사용되며, 이는 경사면 [22]안정성을 향상시킵니다.

토핑

노천 채석장의 형태는 '언토핑'으로 수행될 수 있다.이것은 이전의 지하 갱도가 비경제적이 되거나 문제가 되고 있지만, 종종 방이나 기둥 채굴의 결과로서 귀중한 암석을 남겨두고 있는 경우에 행해진다.토핑은 이 위에서 과도한 부담을 제거하고, 위에서 광산을 열고, 이전에 포획된 광물을 획득할 수 있게 한다.

토핑은 1930년대와 2000년대에 웨일즈 슬레이트 공사의 특징이었는데, Lletchwedd의 매니저인 Martyn Williams-Ellis는 초기 빅토리아 시대의 공사는 기둥을 파내기 위해 새로 기계화된 기술을 통해 수익을 유지할 수 있었고, 최근에는 많은 채굴된 [23]광산에서 수익을 낼 수 있다는 것을 알게 되었습니다.

갱생

A reclaimed area next to an active mine is now grassy hills.
미국 와이오밍에 있는 노스 앤텔로피 로셸 노천 탄광의 하역장과 매립지.
주요 기사 : 토지 재생 mine 광산 재생

광산 채굴이 끝나면 광산 지역은 토지 재생을 받을 수 있다.폐기물 처리장들은 그것들을 평평하게 만들고, 그것들을 더욱 안정시키기 위해 세워져 있다.이 광석이 황화물을 함유하고 있다면, 그것은 보통 황화물을 산화시켜 [24]산성 광산 배출로 알려진 현상인 황산을 생성하기 위해 공기 중의 비와 산소의 접근을 막기 위해 점토층으로 덮여 있다.그리고 나서 이것은 일반적으로 흙으로 덮여지고, 재료의 통합을 돕기 위해 초목을 심습니다.결국 이 층은 침식되겠지만 일반적으로 침출 또는 산의 속도가 커버에 의해 느려져 환경이 산과 관련된 [25]중금속의 부하를 처리할 수 있을 것으로 기대됩니다.대규모 노천 갱도 채굴이 비교적 짧은 기간 동안 존재했기 때문에 이러한 커버의 성공에 대한 장기적인 연구는 없다.일부 쓰레기 처리장이 "산성 중립"이 되어 환경으로의 침수를 멈추기까지 수백 년에서 수천 년이 걸릴 수 있습니다.가축들이 초목을 빼앗는 것을 막기 위해 보통 울타리를 쳐둔다.그리고 나서 열린 구덩이는 접근을 막기 위해 울타리로 둘러 싸여져 있고, 결국 지하수로 채워진다.건조한 지역에서는 깊은 지하수 [26]수위로 인해 물이 차지 않을 수 있습니다.토지를 이전의 자연 상태로 되돌리는 대신, 휴양 공원이나 주거/[27]혼합된 지역사회로 전환하여 재사용할 수도 있다.세계 최대 갈탄 생산국인 독일에서 예전 광산은 보통 인공 호수로 개조된다.위에서 언급한 산성 광산 배수 문제를 완화하기 위해 지하수만 사용하는 것이 아니라 인근 하천의 물로 범람하는 경우가 많다.경우에 따라서는 pH 값을 중화하기 위해 물에 산화칼슘 또는 기타 기본 화학물질을 첨가해야 합니다.

An artificial wetland.
폴란드 타노브르제그의 노천 유황 광산에서 토지 복구 작업 중

일반적인 오픈컷 그레이드

금은 일반적으로 노천 광산에서 1~5ppm(ppm)의 속도로 채취되지만, 경우에 따라서는 0.75ppm의 금이 경제적이다.이는 호주 [28]두보 인근 뉴사우스웨일스 주 서부의 피크힐 광산에서 벌크 히프를 침출시켜 이뤄졌습니다.

니켈은 일반적으로 라테라이트로서 오픈 피트를 통해 0.2%까지 추출됩니다.구리는 0.11%에서 0.2%까지 추출할 수 있습니다.

일반적으로 노천 갱도에서 추출되는 재료는 다음과 같습니다.

최대 광구 광산

노천 갱도 채굴은 지구에서 광물과 샘플을 채취하는 일반적인 방법이다.비용 효율이 뛰어나기 때문에, 이 방법은 매우 인기 있고, 전 세계에서 사용되고 있습니다.세계 10대 광산의 목록이 [29]있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크

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