A környéki aknákban egy nyitott gödör ( angolul : open-pit mining, open-cast mining ) vagy nyílt ásatás ( angolul : open cut excavation felszíni bányászat ) a bányászat technikája, amely magában foglalja a kőzet vagy ásványi anyagok kinyerését a földből azáltal, hogy eltávolítják őket egy nyitott gödörből, amelyet néha kölcsönnek ( kölcsönnek ) neveznek .
A felszíni feltárás utalhat kőbányára vagy felszíni aknára . A kőbányák a kiaknázási gödör speciális esete, amely a sűrű kőzetlelőhelyek iránt érdeklődik és jól konszolidálódik, amelyeket építőkővé vagy aggregátummá fognak vágni .
Puha talajon a kizsákmányolás folyamatosan történik, a kitermelés és a kiürítés összekapcsolódik; kemény kőzetben a robbanóanyagok használata megszakító működést igényel.
A felszíni bányászat általában kevésbé veszélyes, mint a föld alatti bányászat.
A nyílt aknabányászat nehézgépek használatát teszi lehetővé, "nem szabványos" méretekkel, hidraulikus kotrókkal , dömperekkel , nehéz rakodókkal .
Franciaországban a bányászati kódot , leigázása letétet tartalmazó ásványi vagy fosszilis anyagokat akár a jogi rendszer bányák vagy kőfejtők, hogy az határozza meg a jellegét anyagok egyedül.
Ha az ember által kiaknázni kívánt lerakódások részben vagy egészben, a talaj felszíne alatt sekély mélységben helyezkednek el, és csak törékeny talajok borítják, a leggazdaságosabb és néha az egyetlen lehetséges kiaknázási mód eltávolítva a földet a lerakó felett, hogy teljesen a szabadba tegyék őket. E szerint a magyarázat tárolható nyitott gödrök, a tőzeg betétek , sok kő bányákban , az érc betétek ón a hordalék , egyéb fém betétek, sőt egyes részei réteg szén erős. Ezek a nyílt gödrös műveletek nagyon nagy feltárásokat eredményeznek mind a felszínen, mind a mélységben.
A bányász gyakran árkokat vagy nyílt árkokat is gyakorolt , hogy felfedezze vagy feltárja a lerakódások kitermelését, és néha földalatti galériák helyére lépjen, amelyeket inkonzisztens talajban kell ásni és nyitva tartani, kis mélységben, a felszín alatt. .
A bányászatnak ez a formája különbözik azoktól a bányászati módszerektől, amelyek galériákat igényelnek a földön, például a hosszú arcú bányászatot . A nyitott gödröket akkor használják, ha érc vagy kereskedelemben hasznosítható kőzetek vannak a felszín közelében. A felszíni bányászatot akkor végezzük a felszínen található ércre vagy kőzetekre, ha a túlterhelés viszonylag vékony, vagy az érdeklődésre számot tartó anyag szerkezetileg alkalmatlan az alagutazáshoz (mint például a homok, hamu és kavics esetében). Ezzel szemben a föld alatt található, de a kőzet keménysége miatt nehezen visszanyerhető ásványokat valamilyen földalatti bányászattal lehet elérni.
Nyílt gödör létrehozásához a bányászoknak információkat kell gyűjteniük a föld alatt lévő ércről. Ez úgy történik, hogy felderítő fúrást végeznek a talajban, majd az egyes lyukak helyét térképen rögzítik. A fúrásokkal nyert információk képet adnak az érc testének függőleges kiterjedéséről. Ezt a függőleges információt felhasználják a bányában lévő padok ideiglenes helyeinek feltárására. Fontos figyelembe venni a potenciális gödör ércének minőségét és gazdasági értékét. Felületi bányák termelnek az építőanyagokból és dimenzió kő gyakran nevezik „ kőbányák ”.
A nyílt aknabánya terve a föld földtani és ásványtani jellemzőitől függ, megkülönböztetik a felfedezéssel történő bányászatot és a gödör szerinti bányászatot. A legtöbb, a gödör által üzemeltetett nyílt aknabánya általános kúp alakú , pontos alakját mindig a kiaknázandó lerakódás határozza meg, gyakran kemény kőzetekben, terjesztve vagy mély erekben található érc; a gödröket koncentrikus lépcsőkben ásják, amelyeket vágányok kötnek össze. A felfedezéses bányászat a sekély réteges lerakódásokra vonatkozik, különösen a szénbányászatban .
A nyílt aknabányákat általában addig bővítik, amíg az ásványi erőforrások (in) ki nem merülnek, vagy addig, amíg a gazdaságtalan ércbányászathoz képest egyre nagyobb a túlterhelés aránya. Amikor ez megtörténik, a kimerült aknákat időnként hulladéklerakókká alakítják szilárd hulladék ártalmatlanítására. A gödör tóvá válásának megakadályozására azonban általában szükség van valamilyen vízszabályozásra, ha a bánya jelentős csapadékmennyiségben helyezkedik el, vagy ha a gödör rétegei alkotják a produktív víztartókat .
A felszíni bányászatot az ipari világ egyik legveszélyesebb ágazatának kell tekinteni. Jelentős hatással van a bányászok egészségére, és ökológiailag káros a földre. A felszíni bányászat a növényzet, a talaj és az alapkőzet változását eredményezi, ami végső soron hozzájárul a felszíni hidrológia, a talajvízszint és az áramlási utak változásához. Ezenkívül a felszíni bánya káros szennyező anyagokat termel, a kitermelt érc típusától és az alkalmazott kitermelési eljárás típusától függően.
A felszíni aknákat párkányokra ásták , amelyek leírják a lyuk függőleges szintjét. Az ágyak közötti intervallum a kitermelt lerakódástól, a kitermelt érctől és a használt gép méretétől függ. Általában a nagy bányaágyak 12-15 méter vastagok. Ezzel szemben sok kőbánya nem használ padokat, mivel általában sekélyek. A bányászat egyszerre több padon is elvégezhető, a különböző padokhoz való hozzáférés rámpák rendszerével történik. Az egyes padok szélességét a használt berendezés mérete határozza meg, általában 20–40 méter széles. Leereszkedő rámpák jönnek létre, hogy a bányászat új szinten kezdődhessen. Ez az új szint fokozatosan szélesedni fog, és kialakítja az új gödörfenéket.
A gödörfalak nagy részét általában függőlegesnél kisebb szögben ásják. A hulladékkőzet a gödör mélyedésekor lecsupaszodik, ezért ez a szög biztonsági intézkedés a károk és a leeső kőzetek veszélyének megelőzésére és minimalizálására. A mérések azonban a kőzetek mállásának és erodálásának, valamint a kőzetek típusától függenek. A kőzetekben fellépő szerkezeti gyengeségek, például a nyírás (in) , az ízületek vagy a lombozat hibáinak mennyiségétől is függenek .
A falak lépcsőzetesek. A falak ferde szakaszát banknévnek nevezik ( angolul : batter ), a lépcső lapos részét pedig hangmagasság-névnek ( pad ) vagy berm-nek ( berm ). A töltések lépései megakadályozzák, hogy a szikla zuhanása folytatódjon a fal egész oldalán. Bizonyos esetekben további földi támogatásra van szükség, a rock csavarok, csavarok és kábel lőtt használnak. Vízelvezető lyukakkal lehet csökkenteni a víznyomást vízszintes fúrással a falba, ami gyakran elegendő ahhoz, hogy önmagában is hibákat okozzon a falban.
A fuvarút általában a gödör oldalán helyezkedik el, amely egy rámpát képez, amelyet a teherautók használhatnak érc és hulladékszállítás során.
A felszíni aknák jelentős mennyiségű hulladékot termelnek. Naponta csaknem egymillió tonna érc és hulladékkő kerülhet ki a nagyobb bányákból, naponta néhány ezer tonna pedig a kis aknákból. A bányákban általában négy fő művelet járul hozzá ehhez a töltéshez: fúrás , robbantás, rakodás és leszállítás (be) .
A hulladékkőzetet egy hulladéklerakóba szállítják. A hulladéklerakók egymásra rakhatók az aktív gödör felszínén vagy korábban üzemeltetett gödrökben.
Az ércfeldolgozásból származó zagyot zagynak nevezik, és általában iszap formájában vannak . Ez utóbbit egy zagytóba (in) vagy ülepítő tartályba pumpálják , ahol a vizet újrafelhasználják vagy elpárologtatják. Ülepítő gátak lehet toxikus jelenléte miatt a extrahálatlan szulfid ásványok , néhány típusú toxikus ásványi anyagok a meddőkőzet, és gyakran cianidot , amelyek kezelésére használják arany érc keresztül cianid kilúgozási folyamat . Ha nincs megfelelő környezeti védelem, ez a toxicitás káros hatással lehet a környező környezetre.
A felszíni bányászat magában foglalja a talajzavar folyamatát, amely levegőszennyező anyagok keletkezéséhez vezet. A levegőszennyező anyagok fő forrása az ásványi anyagok szállítása, de számos más tényező létezik, ideértve a fúrást, a robbantást és a túlterhelt rakodást és kirakodást. Az ilyen típusú szennyező anyagok a levegő minőségének károsítása mellett jelentős károkat okoznak a közegészségügyben és a biztonságban. Ezen szennyező anyagok belélegzése tüdőproblémákat okozhat, és végső soron növelheti a halálozást. Ezenkívül a szennyező anyagok hatással vannak a felszíni aknákat körülvevő területek növény- és állatvilágára.
A felszíni aranybányászat az egyik legnagyobb potenciális bányászati fenyegetést jelent a környezetre, mivel befolyásolja a levegő és a víz kémiáját. A kiszabadult por mérgező vagy radioaktív lehet, ami egészségügyi problémát jelent a munkavállalók és a környező közösségek számára.
A nehéz talajvízzel rendelkező területen működő felszíni aknák potenciálisan hidrológiai problémákkal szembesülhetnek; amelyek magukban foglalják a bányapadló emelését és széttörését a túlzott emelési nyomás miatt . A hidrológia okozta problémák megoldására felszín alatti vizek szabályozó rendszerét kell telepíteni. A megfelelő felszíni bánya lejtőkialakítás kialakulása a bánya élettartama alatt megváltozik. Ez elsősorban a kőzettömeg körülményeinek egyre növekvő megértésén alapul. Ez magában foglalja a felszín alatti vizeket és a hozzájuk kapcsolódó nyomásokat, amelyek a lejtőkön működhetnek. A talajvíznek a pórusnyomással járó csökkentése kulcsfontosságú szempont annak eldöntésében, hogy megvalósítható-e a felszíni aknabejtők geotechnikai tervezése. A felszín alatti vizek szabályozó rendszerei, amelyek magukba foglalják a szivattyúzási és nyomásmentesítő kutakat, szintén jelentős hatással lehetnek a helyi felszín alatti vizekre. Emiatt a monitoring rendszer optimalizáláson alapuló változatára van szükség annak biztosítására, hogy a helyi és regionális hidrogeológiai hatások elfogadható tartományon belül legyenek.
A nyílt gödör nyomásmentesítése (nyílt nyomásmentesítés) a bánya különböző területein jelentkező feszültség vagy nyomás megszüntetésének folyamata. A nyomásmentesítés hozzájárul a felszíni aknák stabilabbá és biztonságosabbá tételéhez. Integrált aknabejtő-nyomáscsökkentő program alkalmazásával drámaian megnő annak a valószínűsége, hogy a bányatervek megvalósíthatók, és elfogadható kockázati szint mellett. A nyomásmentesítés lehetővé teszi a bányák jelentős bővítését, és 10-15 évvel meghosszabbíthatja a bánya élettartamát. A nyomáscsökkentés egyik technikája az izzítás. Az izzítás egy fém, ötvözet vagy üveg lassú melegítése és hűtése. Ez a lassú fűtés és hűtés enyhíti a környező területek belső stresszét. Az izzítás növeli az anyag megmunkálhatóságát és tartósságát, ami általában növeli a felszíni aknák biztonságát. Amikor a talajvíz nyomása problémát jelent a felszíni aknákban, vízszintes lefolyókat használnak a lejtők nyomásmentesítési folyamatának felgyorsításához. Ez lehetővé teszi a bányában a nagy lejtéshiba elkerülését. A vízszintes lefolyókat a pórusnyomás csökkentésére használják a talajvíz terhelésének csökkentésével, ami javítja a lejtő stabilitását.
A nyílt gödör kőbányászatának egyik formája kibontással érhető el . Ez akkor történik, amikor egy régi földalatti bánya veszteségessé válik vagy romlik, de mégis értékes sziklákat hagy a helyén, gyakran a kamra és az oszlop bányászatának eredményeként . A végtelenítés felülről eltávolítja a túlterhelést, felülről kinyitja a bányát, majd lehetővé teszi a korábban "csapdába esett" ásványok megszerzését.
A bontatlan volt az 1930-as és 2000-es évek walesi palakőfejtőinek munkájának jellemzője , amikor Martyn Williams-Ellis, a Llechwedd (in) igazgatója megjegyezte, hogy a viktoriánus korszak korábbi műveletei az újonnan gépesített technikák tömegével nyereségesek lehetnek. feltárás oszlopaik kinyerésére, újabban pedig számos üzemeltetett aknában.
A bányászat befejezése után a bányaterület meliorációnak indulhat . A hulladéklerakókat kontúrozzák, hogy ellapítsák és tovább stabilizálják őket. Ha az érc szulfidokat tartalmaz , akkor általában agyagréteggel borítják, hogy megakadályozzák az eső és az oxigén hozzáférését a levegőből, amely oxidálhatja a szulfidokat és kénsavat eredményezhet , ezt a jelenséget savbánya-elvezetésnek nevezik . Ezt aztán általában talaj borítja, és növényzetet ültetnek az anyag megszilárdulásának elősegítése érdekében. Végül ez a réteg erodálódik, de általában azt reméljük, hogy a takaró lelassítja a kimosódás vagy a sav sebességét, hogy a környezet el tudja tartani a sav és a kapcsolódó nehézfémek terhelését. Nincsenek hosszú távú tanulmányok ezeknek a sövényeknek a sikeréről, mivel viszonylag rövid idő alatt létezik nagyméretű felszíni bányászat. Több száz-ezer évbe telhet, mire egyes hulladéklerakók "savsemlegessé" válnak, és abbahagyják a környezetbe való beszivárgást. A hulladéklerakókat általában elkerítik, hogy megakadályozzák az állatokat a növényzet megfosztásában. A nyitott gödröt ezután kerítés veszi körül , hogy megakadályozza a bejutást, és általában a talajvízzel telik meg . A száraz területeken a mély talajvízszint miatt nem feltöltődhet. Ahelyett, hogy visszaadná a földet eredeti természetes állapotába, újrafelhasználható, rekreációs parkokká vagy akár lakó / vegyes közösséggé alakítva. Németországban, amely a világ legnagyobb lignittermelője (manapság szinte mindegyik nyílt), a régi bányákat általában mesterséges tavakká alakítják . A savbányák vízelvezetésének fent említett problémájának enyhítése érdekében az áradás gyakran a közeli folyók vizével történik, ahelyett, hogy csak talajvizet használna. Ugyanebben az esetben a pH- érték semlegesítéséhez kalcium-oxidot vagy más bázikus vegyszereket kell adni a vízhez .
Az aranyat általában bányákban nyerik ki 1–5 ppm nyílt gödörben (1 millió rész), de egyes esetekben 0,75 ppm arany gazdaságilag indokolt. Ezt úgy értük el kupac kimosódás a Peak Hill bánya nyugati New South Wales , közel Dubbo , Ausztrália .
A nikkel , általában laterit formájában, legfeljebb 0,2% -ban nyerhető ki. A réz már 0,11% és 0,2% között is kitermelhető.
A felszíni aknákból általában bányászott anyagok a következők:
A felszíni bányászat általános módszer az ásványok és minták kinyerésére a Földről. Költséghatékonysága miatt ez a módszer nagyon népszerű, és az egész világon használják. A világ tíz legnagyobb felszíni aknája szerepel.
Mir bánya, nyílt gödörben kimberlit és gyémánt bánya található Mirny , Jakutia (Oroszország Távol-Kelet).
Kitagi kőbánya, Japán