Gruvarbetare njuter av en lunchpaus i de provisoriska spjälsängrummen vid en av Illawarra Coals underjordiska gruvor i Australien. Se fler gruvbilder. Andy Zakeli/Fairfax Media via Getty Images År 2010, människor överallt var nitade till historien om de 33 gruvarbetarna i Chile fångade 2, 300 fot (700 meter) under jorden i en koppar- och guldgruva. Gruvarbetarna tillbringade mer än två månader där, får mat, luft och brev från nära och kära genom borrkullar som borrats till deras plats i ett skyddat arbetsrum. Under tiden, den större borrningen av en rymningsaxel gjorde långsamma framsteg. Till sist, dag 69, räddningsaktörer lyfte var och en av gruvarbetarna levande [källa:Boston].
Sagan påminde världen om icke-gruvdrift om en vanligtvis osynlig sanning. Djupt under jordens yta ligger några av de mest skrämmande fabrikerna i världen:underjordiska gruvor.
Underjordiska gruvor är alternativet till ytgruvor. Ytgruvor gräver uppifrån och ner, en metod som kan bli ineffektiv på djup större än cirka 200 fot (60 meter) [källor:Illinois Coal Association, De Beers]. Underjordiska kolgruvor kan köra 2, 500 fot (750 meter) in i jorden och andra typer ännu djupare - urangruvor kan nå 6, 500 fot, eller 2 kilometer. Men dessa djup är extrema; mest topp (eller botten) ut vid cirka 1, 000 fot (300 meter) [källor:Times Wire, ARMZ, Illinois Coal Association].
Gruvdrift har förändrats mycket från de bilder vi har från 1800 -talet när män med spadar kanade kanariefåglar för att se till att luften under jorden inte var giftig. Moderna gruvor har omfattande ventilation och vattendräneringssystem, högteknologiska kommunikationsnätverk och alltmer datoriserade maskiner som minskar antalet människor som krävs under jorden.
Alla underjordiska gruvor har några viktiga komponenter gemensamt:ventilationsschakt för att rensa giftiga ångor från borrning och sprängning; flyktvägar; åtkomstaxlar till lägre arbetare och utrustning; malmtransporttunnlar; återvinningsaxlar för att bära utgrävd malm till ytan; och kommunikationssystem för att skicka information fram och tillbaka mellan ytan och djupet [källa:Hamrin].
Inga två gruvor är lika, fastän. Teknikapplikationer och grundläggande beslut om design och gruvmetod vilar på överväganden som den typ av malm som bryts, sammansättning av omgivande sten, malmfyndighetens form och orientering, geologiska funktioner under jorden, och enkel ekonomi [källa:United Mine Workers of America].
Och, mycket tidigt i processen, bestämning av hård eller mjuk.
Innehåll
Det finns hårdrock underjordiska gruvor, och det finns mjuka underjordiska gruvor. Kolavlagringar, till exempel, bor i relativt mjukt sedimentärt berg. Guldavlagringar lever i magartat eller metamorft berg, vilket är relativt svårt, liksom diamanter, koppar, silver, nickel och zink [källa:Great Mining].
Även inom kategorin hårdrock, design- och extraktionsmetoder varierar, men nästan alla kretsar kring några grundläggande tekniker:
Rum och pelare - För relativt platta malmfyndigheter, med liten höjdförändring hela tiden, gruvarbetare borra en åtkomstramp till fyndigheten och ta bort malm i ett mönster av hål (rum) och takstöd (pelare). Rummen kan brytas ut med konventionella laddnings-och-sprängningstekniker eller, vanligare nu, med en maskin som heter a kontinuerlig gruvarbetare . Den kontinuerliga gruvarbetaren borrar in i berget tills den bildar ett utgrävt rum, kanske 6 till 9 meter, lämnar på plats en stenpelare för att stödja "taket" [källa:United Mine Workers of America]. Maskinen rör sig genom malmen, skapa rum och pelare, tills hela insättningen täcks. Ett sista pass borrar genom pelarna för att återvinna malmen där, låta taket kollapsa bakom maskinen när det lämnar varje rum.
Klipp och fyll - För relativt smala malmfyndigheter, gruvarbetare borra en åtkomstramp i anslutning till malmfyndigheten, från ytan och ner till den lägsta punkten för insättningen. En operatör driver sedan en borr genom malmen, skapa en drift , eller ett horisontellt snitt, från ena sidan av insättningen till den andra. I den hårdaste stenen, inget takstöd behövs; i mjukare sten, bultar kan placeras i taket när borren fortskrider [källa:Mining Know-How]. När driften är klar, återfyllning , eller avfallsmaterial, sprids ut i den öppna driften, skapa en plattform för nästa pass. Borren kör ovanpå denna återfyllning för att skära ytterligare en drift genom malmen. Detta fortsätter tills borren skär av en drift över toppen av malmfyndigheten.
Denna metod kan användas vid större insättningar, också, genom att borra två intilliggande åtkomstramper och skära två intilliggande driv, ofta kallad glida och fylla [källor:Mining Know-How].
Klipp och fyll är för hårdrock, eftersom den inte har de stödmekanismer som är inneboende i och centrala för en metod som rum och pelare. Rummet och pelaren, å andra sidan, korsar lätt in i de mjukare grejerna - och de flesta kolgruvor.
Gruvdrift i bulk:Block CavingDen minst vanliga metoden vid stenbrytning, block grottor, sparas vanligtvis för lågkvalitetsmalm. Det innebär att man borrar en malmdel längst ner i fyndigheten och sedan spränger för att få taket att kollapsa. Tyngdkraften tar då över, eftersom malmen ovanför sprängningsstället bryts och kollapsar i följd när stödet dras tillbaka. Den kollapsade malmen dras ut från gruvan för bearbetning [källa:Great Mining].
En takbult säkrar taket i en nybrytad sektion. Thorney Lieberman/Photographer's Choice/Getty Images Kol, salt, uran, fosfat och oljeskiffer lever i mjukt berg och det finns två huvudsakliga metoder vid gruvbrytning av mjuka berg:långvägg och rum och pelare [källa:Great Mining]. Det mesta kolet utvinns med hjälp av rum-och-pelare-metoden som beskrivits tidigare [källa:United Mine Workers of America]. Dock, longwall mining exploderar i popularitet [källa:Great Mining].
Longwall gruvdrift är utomordentligt effektiv. Istället för att borra genom malmfyndigheten, en långväggsmaskin skär över den, raka av skivor upp till 182 meter långa. Dessa skivor faller direkt på en transportör som rör sig kontinuerligt, som bär den till en transportaxel som lyfter den ur gruvan. I longwall mining, takstöden är inbyggda i maskinen, sitter mellan toppen av longwall -gruvarbetaren och taket i rummet. När maskinen går in i malmen, stöden rör sig med den, så att området bakom det kan kollapsa och fylla i det utgrävda området.
Longwall -metoden kan återvinna upp till 90 procent av den tillgängliga malmen. Tillvägagångssättet för rum och pelare återhämtar vanligtvis cirka 50 procent [källa:Illinois Coal Association].
När malmen deponeras i relativt smal, kortare snitt görs. Denna variant kallas kortväggsbrytning.
Old-school-tekniken sprängningsbrytning , som använder sprängämnen som TNT för att bryta upp malm, används fortfarande, men bara knappt - mindre än 5 procent av amerikansk produktion [källa:Great Mining].
Underjordisk gruvdrift, sedan, blir allt effektivare. Det kräver mindre mänskligt arbete, vilket sätter färre gruvarbetare i fara när de arbetar djupt under ytan. Fortfarande, underjordiska gruvor är inte de säkraste platserna att vara.
Medan gruvdrift har blivit mycket säkrare i utvecklade länder, det är fortfarande mycket riskabelt i delar av den tredje världen. I Kongo, Nsinku Zihindula arbetar 24 timmars skift med att hamra på fast sten för att hitta kassiteritmalm. Han var förblindad i vänster öga av flygande sten. Tom Stoddart/Getty Images Miljötalen för underjordisk gruvdrift är betydande. Det inkluderar luftföroreningar, förändringar i vattenflödesmönster, kemikalie och gas läcker ut i vatten och jord, otillgängliga bränder i övergivna gruvor, och dramatiska förändringar i markkomposition som kan göra området oanvändbart efter att gruvdriften har utförts [källa:Saxena].
Sedan är det den mänskliga avgiften. De flesta gruvolyckor får liten uppmärksamhet i media, särskilt de som involverar få dödsoffer eller som sker i utvecklingsländer. År 2010, nästan 2, 500 kinesiska gruvarbetare dog på jobbet, ingen av dem tillskrivs "stora olyckor" [källa:Macia].
Det året var fruktansvärt för gruvdriften i allmänhet. I USA, en gruvkatastrof i West Virginia lämnade 29 döda, samma antal som dog i en olycka i Nya Zeeland. I Chile, 33 gruvarbetare räddades i den dramatiska händelse som berättades tidigare, men ytterligare 45 dog i andra olyckor samma år [källa:Macia].
Många olyckor inträffar när gruvstödet kollapsar på grund av jordskakningar. Explosioner, för, utlösa olyckor när ventilationssystem inte lyckas effektivt avlägsna avgaser från gruvutrustning, koldamm och naturgasläckor under jord. Sprängning kan antända dessa gaser, ledde till dödsfall av både explosionerna själva och den efterföljande kollapsen av gruvstrukturer; en metangas-explosion dödade de 29 gruvarbetarna i West Virginia [källa:Macia].
Långsiktiga hälsoproblem är en allvarlig arbetsrisk, också. Att ständigt andas in mineraldamm kan orsaka lungsjukdomar som pneumokonios eller den fruktade svarta lungan. Andas in svetsrök, radon eller kvicksilver (som ofta finns i gruvor) orsakar också andningssjukdomar. Hörselnedsättning från bullrig utrustning och ryggskador från lyft av tunga laster är också vanliga [källa:Live Science].
De flesta länder har nu lagar och förordningar som är utformade för att hantera säkerhets- och miljöfrågor. Vissa kräver att gruvföretaget lämnar tillbaka det gruvade området nära sitt ursprungliga tillstånd. Andra kräver att gruvor kontrolleras regelbundet för att säkerställa att de är säkra. Och nya gruvtekniker har också minskat antalet döda. I USA., gruvindustrin såg tusentals dödsfall från olyckor varje år i början av 1900 -talet. Detta sjönk till cirka hundra per år på 1990 -talet, och bara 35 år 2012 [källa:Mine Safety and Health Administration]. Kina hade 7, 000 gruvdöd under 2002 men 2, 500 under 2010 [källa:Macia].
Även om säkerheten definitivt har ökat i utvecklade länder, det har fortfarande en lång väg att gå i vissa utvecklingsländer. Men vi kan se en dag då underjordiska gruvor inte är några av de mest skrämmande fabrikerna på jorden. Var som helst.
Det är viktigt att veta att många av de säkerhetsförbättringar som jag noterade som förbättring av "moderna gruvor" gäller mestadels gruvdrift i första världen. Kinas dödsfall, som har sjunkit betydligt de senaste åren, kvar i tusentals-långt över de tvåsiffriga rapporterade i de flesta västerländska och utvecklade länder. På den socioekonomiska fronten, Jag samlade några saker från min forskning:att allvarlig säkerhet kräver seriös finansiering, och många utvecklingsländer har det bara inte; att oron för gruvsäkerhet tycks vara proportionellt relaterad till oro för mänskliga rättigheter; och att även de australiensiska underjordiska gruvarbetarna som tjänar sexsiffriga löner inte tjänar tillräckligt.
