방 및 기둥 채굴

방, 기둥 또는 기둥과 노점은 유방 정지술의 한 변형이다. 채굴된 재료를 수평면에 걸쳐 추출해 방과 기둥의 수평 배열을 만드는 채굴 시스템이다. 이를 위해 광석의 "방"을 파내고, 손상되지 않은 재료의 "필러"를 남겨 지붕의 과부하를 지탱한다. 기둥의 크기와 모양, 위치를 계산하는 것은 복잡한 절차로, 연구가 활발한 분야다.^[1] 이 기법은 보통 특정 층을 따르는 것과 같이 비교적 평평한 층의 퇴적물에 사용된다. 방·기둥 채굴은 다른 지하 채굴 기술에 비해 지표면 침하 위험을 줄여주기 때문에 유리할 수 있다.^[2] 기계화가 가능하고, 비교적 단순하기 때문에 유리하기도 하다. 그러나 광석의 상당 부분을 남겨둬야 할 수도 있기 때문에 회수율과 이익은 낮을 수 있다.^[1] 방 및 기둥 채굴은 훨씬 더 많은 인력으로 사용되었지만,^[3] 사용된 가장 초기 방법 중 하나였다.

방과 기둥 시스템은 석탄, 석고,^[4] 철,^[5] 우라늄^[6] 광석을 채굴하는데 사용되는데, 특히 만토나 담요 퇴적물, 돌과 골재, 탈크, 소다재, 화분 등으로 발견될 때 사용된다.^[7] 체코에서^[2] 중국^[8], 미국에 이르기까지 전세계적으로 사용되고 있다.^[4]

과정

1단계—탐색 및 개발

방광과 기둥광의 개발을 위한 계획은 다른 채굴방식과 거의 같은 방식으로 운영되며,^[9] 광산의 소유권을 확립하는 것에서부터 시작한다. 이에 따라 광산의 수명, 생산 요건, 개발 및 유지 비용 등의 요인이 결정되므로 광산의 지질학을 분석해야 한다.^[9]

다음으로 광석의 환기, 전력 및 운반과 같은 요인을 비용 분석에서 고려해야^[4][9] 하므로 광산 레이아웃을 결정해야 한다. 광물 퇴적물의 비균질성 때문에, 광산의 레이아웃은 매우 신중하게 설계되어야 한다.^[9] 방이나 기둥의 크기와 모양은 일정하게 유지하는 것이 바람직하지만, 일부 광산은 계획 및 예치 특성이 부족해 이 공식에서 벗어났다.^[4] 광산 배치도 광산의 객실 및 기둥의 크기를 포함하지만, 진입 횟수 및 종류, 지붕 높이, 환기, 절단 순서 등의 요소도 포함한다.^[9]

광산 배치도

결함과 같은 지질학적 특성이 규칙적인 패턴을 수정해야 하는 경우를 제외하고 격자 기반에서 방과 기둥 광산이 개발된다. 기둥의 크기는 계산에 의해 결정된다. 채굴되는 재료 위아래에 있는 재료의 하중 지지 용량과 채굴된 재료의 용량이 필러 크기를 결정한다.^[9]

무작위 지뢰 배치는 환기 계획을 어렵게 하고, 기둥의 크기가 너무 작으면 기둥 고장의 위험이 있다. 탄광에서 기둥 고장은 지붕이 압착되어 기둥을 짓누르기 때문에 압착하는 것으로 알려져 있다. 한 기둥에 고장이 나면 인접한 기둥에 가해지는 무게가 늘어나게 되고 그 결과 기둥 고장의 연쇄반응이 일어난다. 일단 시작되면, 그러한 연쇄반응은 천천히 퍼지더라도 멈추기 매우 어려울 수 있다.^[10] 이런 일이 일어나지 않도록 광산을 영역이나 패널로 나눈다.^[9] 장벽 기둥으로 알려진 기둥이 패널을 분리한다. 장벽 기둥은 '패널' 기둥보다 상당히 크고 패널 기둥의 상당 부분을 지지할 수 있도록 크기가 조정돼 패널 기둥의 고장 발생 시 광산의 점진적 붕괴를 방지할 수 있다.^[9]

2단계—마이너링

전통적으로 채굴 행위는 세 단계로 구성된다. 첫째, 보증금은 "언더컷"으로, 광석 구간의 바닥을 따라 슬롯을 최대한 깊게 절단한다. 이 언더컷은 나중에 돌무더기를 감당할 수 있게 해준다. 두 번째 단계는 그 구간의 시추와 폭파였다. 이것은 광산을 싣고 광산에서 끌어내는 광석 더미를 만들어내는데, 이것은 광산의 마지막 단계인 것이다.^[9] 보다 현대적인 방광과 기둥광은 기계를 사용하여 바위를 갈아서 표면으로 옮기는 더 "연속적인" 방법을 사용한다.^[11]

폐기된 꼬리가 채굴된 구역으로 하역되는 백필과 같은 다른 프로세스를 사용할 수 있지만 필요하지 않다.^[8] 후퇴 채굴(아래)은 이와 같은 과정의 한 예다.

퇴각 채굴

퇴각 채굴은 종종 방과 기둥 채굴의 마지막 단계다. 일단 이 방법을 사용하여 퇴적물이 소진되면, 처음에 남겨두었던 기둥을 제거하거나, 혹은 "끌어넣어" 광산의 입구 쪽으로 후퇴하게 된다. 기둥을 제거한 후 지붕(또는 뒤)이 채굴장 뒤쪽으로 무너질 수 있도록 한다. 케이싱 접지의 교대 응력에 의해 나머지 기둥에 가해지는 높은 응력으로 인해 작업자의 위험을 줄이기 위해 필러 제거가 매우 정밀한 순서로 이루어져야 한다.

후퇴 채굴은 특히 위험한 형태의 채굴이다. 광산안전보건청(MSHA)에 따르면 기둥 회수 채굴은 탄광산업의 10%에 불과하지만 역사적으로 지붕이나 벽의 고장으로 인한 미국 탄광 사망의 25%를 책임져 왔다.^[12] 침하가 허용되지 않는 지역에서는 후퇴 채굴을 사용할 수 없어 수익성이 떨어진다.^[12]

때때로 후퇴 채굴은 사용되지 않고 지하 공간은 기후를 통제하는 저장공간이나 사무공간으로 용도 변경된다.^[13][14]

3단계—유지관리 및 교정조치

무려 100년 동안 많은 방과 기둥 광산이 버려져 왔다.^[5] 이를 통해 제대로 유지되지 않는 한 침하 위험이 급격히 높아지지만 유지관리는 자주 발생하지 않는다.^[5][6]

채굴업체들이 흔히 '환경관리'를 언급하지만, 어떻게 이런 일이 이뤄지고 있는지 예시할 수 있는 사례는 찾아볼 수 없다.^{[9][dubious – discuss]}

역사

방과 기둥 채굴은 가장 오래된 채굴 방법 중 하나이다. 초기 방과 기둥 광산은 거의 무작위로 개발되었고, 기둥 크기는 경험적으로 결정되고 머리글은 어느 방향으로든 편리한 방향으로 움직였다.^[15]

방 및 기둥 채굴은 13세기 초에 유럽 전역에서 사용되었고,^[16] 미국은 18세기 후반부터 사용되었다. 그것은 여전히 미국 전역에서 사용되고 있지만,^[11] 유럽의 일부 지역에서 느리거나 완전히 중단되었다.^[16]

미국의 석탄 채굴은 원래 훨씬 더 많은 인력으로 운영되었지만, 거의 항상 방과 기둥 배치로 운영되어 왔다.^[9]

석고 채굴은 1892년부터 아이오와주에서 사용되었으며, 1927년 표면 채굴을 보다 실용적이고 안전하며 비용 효율적으로 만드는 기술의 낮은 복구와 개발로 인해 단계적으로 사용이 중단되었다.^[4] 더 최근에는 아이오와주 메디애폴리스 인근의 미국 집섬 스페리 광산이 1961년에 개장했다. 수면 아래 620피트(190m) 높이의 이 방-필러 광산은 두께 약 10피트(3.0m)의 석고 침대의 같은 폭의 방 분리대에 37피트(11m)의 사각 기둥을 가지고 있다.^[17]

많은 소금 광산은 방 및 필러 배치를 사용한다. 세계 최대 규모인 온타리오주 고데리히의 시프토 소금광산은 1959년 문을 열었다. 그것은 대부분 휴런 호수 아래 표면 아래 533미터 두께의 소금 침대를 30미터(98피트)로 두드린다.^[18] 오하이오 주 클리블랜드의 이리 호수 아래 대부분인 카길 소금 광산은 수면 아래 1700피트(520m)에 있다.^[19]

현대 용법

현대의 방과 기둥 광산은 거의 없을 수 있다. 이는 침하와 관련된 광부들에 대한 위험, 기계화가 더 많은 다른 방법의 사용 증가, 표면 채굴 비용 감소 등 많은 요인 때문이다.^{[citation needed]}

이점

방·기둥 채굴은 특별히 보증금의 깊이에 좌우되지 않는다. 특히 깊숙한 곳에서는 공간과 기둥 채굴이 스트립 채굴에 비해 비용 효율적일 수 있는데, 이는 과부하를 상당히 덜 제거해야 하기 때문이다.^[8] 이것은 오늘날 방이나 기둥 채굴은 대부분 높은 등급이지만 작고 깊은 퇴적물에 사용된다는 것을 의미한다.^{[citation needed]}

단점들

경우에 따라 40%에 달하는 낮은 회수율 때문에,^[4] 장벽이나 표면 채광과 같은 현대적이고 기계화된 형태의 채광과 수익성 면에서 실내와 기둥 채광은 경쟁할 수 없다.^{[citation needed]}

폐광은 붕괴하는 경향이 있다. 외딴 지역에서 붕괴는 야생동물에게 위험할 수 있지만 ^[20]폐광의 침하는 위와 근처의 기반시설에는 위험할 수 있다.^[5][16]

참고 항목

• 롱월 채굴
• 미국의 석탄 채굴
• 표면 채굴

참조

참고