Sviluppo minerario

Progettazione e disposizione delle fosse

L'obiettivo economico generale nell'estrazione di superficie è rimuovere la minor quantità di materiale ottenendo il massimo ritorno sull'investimento elaborando il prodotto minerale più commerciabile. Maggiore è il grado del deposito minerale, maggiore è il valore. Per ridurre al minimo l'investimento di capitale durante l'accesso al materiale di maggior valore all'interno di un giacimento minerario, viene sviluppato un piano minerario che dettaglia con precisione il modo in cui il giacimento di minerale verrà estratto e lavorato. Poiché molti giacimenti di minerale non hanno una forma uniforme, il piano della miniera è preceduto da estese trivellazioni esplorative per profilare la geologia e la posizione del giacimento di minerale. La dimensione del deposito minerario determina la dimensione e il layout della miniera. La disposizione di una miniera a superficie è dettata dalla mineralogia e dalla geologia dell'area. La forma della maggior parte delle miniere a cielo aperto si avvicina a un cono ma riflette sempre la forma del deposito minerale in fase di sviluppo. Le miniere a cielo aperto sono costituite da una serie di sporgenze o panchine concentriche che sono divise in due dall'accesso alla miniera e dalle strade di trasporto che scendono dal bordo della fossa verso il fondo con un orientamento a spirale oa zigzag. Indipendentemente dalle dimensioni, il piano minerario include disposizioni per lo sviluppo delle fosse, le infrastrutture, (ad es. stoccaggio, uffici e manutenzione), i trasporti, le attrezzature, i rapporti e le tariffe minerarie. I tassi e i rapporti di estrazione influenzano la vita della miniera che è definita dall'esaurimento del giacimento o dalla realizzazione di un limite economico.

Le miniere a cielo aperto contemporanee variano in scala da piccole imprese private che lavorano poche centinaia di tonnellate di minerale al giorno a complessi industriali espansi gestiti da governi e multinazionali che estraggono più di un milione di tonnellate di materiale al giorno. Le operazioni più grandi possono coinvolgere molti chilometri quadrati nell'area.

Spogliatura del sovraccarico

Il sovraccarico è roccia di scarto costituita da materiale consolidato e non consolidato che deve essere rimosso per esporre il corpo minerario sottostante. È auspicabile rimuovere il minor strato di copertura possibile per accedere al minerale di interesse, ma viene scavato un volume maggiore di roccia di scarto quando il deposito minerale è profondo. La maggior parte delle tecniche di rimozione sono cicliche con interruzione nelle fasi di estrazione (perforazione, brillamento e caricamento) e di rimozione (trasporto). Ciò è particolarmente vero per il rivestimento in roccia dura che deve essere prima perforato e sabbiato. Un'eccezione a questo effetto ciclico sono le draghe utilizzate nell'estrazione idraulica di superficie e alcuni tipi di estrazione di materiale sfuso con escavatori gommati a tazze. La frazione di roccia di scarto rispetto al minerale scavato è definita come il rapporto di stripping. I rapporti di stripping da 2:1 fino a 4:1 non sono rari nelle grandi operazioni minerarie. Rapporti superiori a 6:1 tendono ad essere economicamente meno sostenibili, a seconda della merce. Una volta rimosso, il sovraccarico può essere utilizzato per la costruzione di strade e sterili o può avere un valore commerciale non minerario come terra di riempimento.

Selezione delle attrezzature minerarie

La selezione delle attrezzature minerarie è una funzione del piano minerario. Alcuni dei fattori considerati nella selezione delle attrezzature minerarie includono la topografia del pozzo e dell'area circostante, la quantità di minerale da estrarre, la velocità e la distanza che il minerale deve essere trasportato per la lavorazione e la durata stimata della miniera, tra gli altri. In generale, la maggior parte delle operazioni minerarie di superficie contemporanee si affidano a carri di perforazione mobili, pale idrauliche, caricatori frontali, raschiatori e autocarri per estrarre il minerale e avviare la lavorazione del minerale. Maggiore è l'operazione mineraria, maggiore è la capacità delle attrezzature necessarie per mantenere il piano minerario.

L'attrezzatura è generalmente la più grande disponibile per abbinare l'economia di scala delle miniere di superficie con considerazione per abbinare le capacità delle attrezzature. Ad esempio, un piccolo caricatore frontale può riempire un grande camion da trasporto, ma la partita non è efficiente. Allo stesso modo, una grande pala può caricare autocarri più piccoli ma richiede che gli autocarri riducano i tempi di ciclo e non ottimizza l'utilizzo della pala poiché una benna può contenere abbastanza minerale per più di un autocarro. La sicurezza può essere compromessa dal tentativo di caricare solo metà di una benna o se un camion è sovraccarico. Inoltre, la scala delle apparecchiature selezionate deve corrispondere alle strutture di manutenzione disponibili. Le attrezzature di grandi dimensioni vengono spesso sottoposte a manutenzione dove non funzionano correttamente a causa delle difficoltà logistiche associate al trasporto verso strutture di manutenzione stabilite. Quando possibile, le strutture di manutenzione della miniera sono progettate per adattarsi alle dimensioni e alla quantità delle attrezzature della miniera. Pertanto, man mano che nel piano minerario vengono introdotte nuove attrezzature più grandi, è necessario affrontare anche l'infrastruttura di supporto, comprese le dimensioni e la qualità delle strade di trasporto, gli strumenti e le strutture di manutenzione.

Metodi convenzionali di Surface Mining

Le miniere a cielo aperto e le miniere a cielo aperto sono le due principali categorie di miniere di superficie che rappresentano oltre il 90% della produzione mondiale di miniere di superficie. Le principali differenze tra questi metodi di estrazione sono la posizione del corpo del minerale e la modalità di estrazione meccanica. Per l'estrazione di roccia sciolta, il processo è essenzialmente continuo con le fasi di estrazione e trasporto che si svolgono in serie. L'estrazione di roccia solida richiede un processo discontinuo di perforazione e brillamento prima delle fasi di carico e trasporto. Estrazione mineraria (o miniere a cielo aperto) si riferiscono all'estrazione di giacimenti minerari che si trovano in prossimità della superficie e di natura relativamente piatta o tabulare e giacimenti minerali. Utilizza una varietà di diversi tipi di attrezzature tra cui pale, camion, linee di traino, escavatori gommati a tazze e raschiatori. La maggior parte delle miniere a cielo aperto elabora depositi di roccia non dura. Il carbone è la merce più comune che viene estratta dai giacimenti superficiali. In contrasto, miniere a cielo aperto viene impiegato per rimuovere il minerale di roccia dura che viene disseminato e/o situato in giacimenti profondi ed è tipicamente limitato all'estrazione con pale e attrezzature per camion. Molti metalli vengono estratti con la tecnica a cielo aperto: oro, argento e rame, solo per citarne alcuni.

Estrazione è un termine usato per descrivere una tecnica mineraria a cielo aperto specializzata in cui la roccia solida con un alto grado di consolidamento e densità viene estratta da depositi localizzati. I materiali di cava vengono frantumati e rotti per produrre aggregati o pietre da costruzione, come dolomite e calcare, o combinati con altri prodotti chimici per produrre cemento e calce. I materiali da costruzione sono prodotti da cave situate in prossimità del sito di utilizzo del materiale per ridurre i costi di trasporto. Pietra dimensionale come lastricato, granito, calcare, marmo, arenaria e ardesia rappresentano una seconda classe di materiali estratti. Le cave di pietre dimensionali si trovano in aree con le caratteristiche minerali desiderate che possono o meno essere geograficamente remote e richiedere il trasporto verso i mercati degli utenti.

Molti giacimenti minerari sono troppo diffusi e irregolari, o troppo piccoli o profondi per essere estratti con metodi a striscia oa cielo aperto e devono essere estratti con l'approccio più chirurgico dell'estrazione sotterranea. Per determinare quando è applicabile l'attività mineraria a cielo aperto, è necessario considerare una serie di fattori, tra cui il terreno e l'elevazione del sito e della regione, la sua lontananza, il clima, infrastrutture come strade, alimentazione elettrica e idrica, requisiti normativi e ambientali, pendenza stabilità, smaltimento del sovraccarico e trasporto del prodotto, tra gli altri.

Terreno ed elevazione: Anche la topografia e l'elevazione svolgono un ruolo importante nella definizione della fattibilità e della portata di un progetto minerario. In generale, maggiore è l'altitudine e più accidentato è il terreno, più difficile sarà lo sviluppo e la produzione della miniera. Un minerale di qualità superiore in un luogo montuoso inaccessibile può essere estratto in modo meno efficiente rispetto a un minerale di grado inferiore in una posizione pianeggiante. Le miniere situate ad altitudini inferiori generalmente presentano problemi meteorologici meno inclementi per l'esplorazione, lo sviluppo e la produzione di miniere. Pertanto, la topografia e la posizione influiscono sul metodo di estrazione e sulla fattibilità economica.

La decisione di sviluppare una miniera avviene dopo che l'esplorazione ha caratterizzato il giacimento e gli studi di fattibilità hanno definito le opzioni per l'estrazione e la lavorazione del minerale. Le informazioni necessarie per stabilire un piano di sviluppo possono includere la forma, le dimensioni e il grado dei minerali nel giacimento minerario, il volume totale o il tonnellaggio del materiale compreso lo strato di copertura e altri fattori, come l'idrologia e l'accesso a una fonte di acqua di processo, la disponibilità e fonte di energia, siti di stoccaggio delle rocce di scarto, requisiti di trasporto e caratteristiche dell'infrastruttura, compresa l'ubicazione dei centri abitati per sostenere la forza lavoro o la necessità di sviluppare un sito cittadino.

I requisiti di trasporto possono includere strade, autostrade, oleodotti, aeroporti, ferrovie, corsi d'acqua e porti. Per le miniere di superficie, sono generalmente necessarie grandi aree di terra che potrebbero non avere infrastrutture esistenti. In tali casi le strade, i servizi pubblici e le sistemazioni abitative devono essere prima stabilite. La fossa si svilupperebbe in connessione con altri elementi di lavorazione quali aree di stoccaggio delle rocce di scarto, frantoi, concentratori, fonderie e raffinerie, a seconda del grado di integrazione richiesto. A causa della grande quantità di capitale necessario per finanziare queste operazioni, lo sviluppo può essere condotto in fasi per sfruttare il primo minerale vendibile o affittabile possibile per aiutare a finanziare il resto dello sviluppo.

Produzione e attrezzature

Foratura e sabbiatura

La perforazione meccanica e l'esplosivo sono i primi passi nell'estrazione del minerale dalle miniere a cielo aperto più sviluppate e sono il metodo più comune utilizzato per rimuovere lo strato di roccia dura. Sebbene esistano molti dispositivi meccanici in grado di smuovere la roccia dura, gli esplosivi sono il metodo preferito in quanto nessun dispositivo meccanico può attualmente eguagliare la capacità di frattura dell'energia contenuta nelle cariche esplosive. Un esplosivo hard rock comunemente usato è il nitrato di ammonio. L'attrezzatura di perforazione viene selezionata in base alla natura del minerale e alla velocità e profondità dei fori necessari per fratturare un determinato tonnellaggio di minerale al giorno. Ad esempio, nell'estrazione di un banco di minerale di 15 m, verranno generalmente praticati 60 o più fori 15 m indietro rispetto all'attuale fronte di fango, a seconda della lunghezza del banco da estrarre. Ciò deve avvenire con tempi di consegna sufficienti per consentire la preparazione del sito per le successive attività di carico e trasporto.

Caricamento in corso

L'estrazione di superficie è ora tipicamente condotta utilizzando pale da tavolo, caricatori frontali o pale idrauliche. Nelle miniere a cielo aperto le attrezzature di carico sono abbinate a camion da traino che possono essere caricati in tre o cinque cicli o passaggi della pala; tuttavia, vari fattori determinano la preferenza dell'attrezzatura di carico. Con roccia affilata e/o scavi duri e/o climi umidi, sono preferibili le pale cingolate. Al contrario, i caricatori con pneumatici in gomma hanno un costo di capitale molto inferiore e sono preferiti per caricare materiale di volume ridotto e facile da scavare. Inoltre, i caricatori sono molto mobili e adatti per scenari minerari che richiedono spostamenti rapidi da un'area all'altra o per requisiti di miscelazione del minerale. I caricatori vengono spesso utilizzati anche per caricare, trasportare e scaricare materiale nei frantoi da mucchi di materiali di miscelazione depositati vicino ai frantoi da camion di trasporto.

Le pale idrauliche e le pale a cavo presentano vantaggi e limitazioni simili. Le pale idrauliche non sono preferite per scavare roccia dura e le pale a cavo sono generalmente disponibili in dimensioni maggiori. Pertanto, le grandi pale per cavi con carichi utili di circa 50 metri cubi e superiori sono l'attrezzatura preferita nelle miniere dove la produzione supera le 200,000 tonnellate al giorno. Le pale idrauliche sono più versatili sul fronte della miniera e consentono un maggiore controllo dell'operatore per caricare in modo selettivo dalla metà inferiore o superiore del fronte della miniera. Questo vantaggio è utile quando è possibile ottenere la separazione dei rifiuti dal minerale nella zona di carico, massimizzando così la qualità del minerale che viene trasportato e lavorato.

Hauling

Il trasporto nelle miniere a cielo aperto e nelle miniere a cielo aperto è più comunemente effettuato da autocarri. Il ruolo dei camion da trasporto in molte miniere a cielo aperto è limitato al passaggio in bicicletta tra la zona di carico e il punto di trasferimento, come una stazione di frantumazione in fossa o un sistema di trasporto. I camion da trasporto sono preferiti in base alla loro flessibilità operativa rispetto alle ferrovie, che erano il metodo di trasporto preferito fino agli anni '1960. Tuttavia, il costo del trasporto dei materiali nelle fosse superficiali metalliche e non metalliche è generalmente superiore al 50% del costo operativo totale della miniera. La frantumazione in fossa e il trasporto attraverso i sistemi di trasporto a nastro è stato un fattore primario nella riduzione dei costi di trasporto. Gli sviluppi tecnici nei camion da trasporto come i motori diesel e gli azionamenti elettrici hanno portato a veicoli di capacità molto maggiore. Diversi produttori attualmente producono autocarri con capacità di 240 tonnellate con l'aspettativa di autocarri con capacità superiore a 310 tonnellate nel prossimo futuro. Inoltre, l'uso di sistemi di spedizione computerizzati e la tecnologia di posizionamento satellitare globale consentono di monitorare e programmare i veicoli con maggiore efficienza e produttività.

I sistemi stradali di trasporto possono utilizzare il traffico a senso unico o doppio. Il traffico può essere a sinistra oa destra. Il traffico sulla corsia di sinistra è spesso preferito per migliorare la visibilità dell'operatore sulla posizione dei pneumatici su autocarri molto grandi. La sicurezza è migliorata anche con la guida a sinistra, riducendo il rischio di collisione lato conducente al centro della strada. Le pendenze stradali di trasporto sono generalmente limitate a un valore compreso tra l'8 e il 15% per i trasporti sostenuti e, in modo ottimale, sono comprese tra il 7 e l'8% circa. La sicurezza e il drenaggio dell'acqua richiedono lunghe pendenze che prevedano tratti di almeno 45 m con una pendenza massima del 2% per ogni 460 m di forte pendenza. Le banchine stradali (bordi sterrati sopraelevati) situate tra le strade e gli scavi adiacenti sono caratteristiche di sicurezza standard nelle miniere a cielo aperto. Possono anche essere posizionati al centro della strada per separare il traffico opposto. Laddove esistono strade di traino a tornanti, possono essere installate corsie di fuga in elevazione crescente alla fine di pendenze lunghe e ripide. Le barriere ai bordi della strada, come i terrapieni, sono standard e dovrebbero essere posizionate tra tutte le strade e gli scavi adiacenti. Strade di alta qualità migliorano la massima produttività massimizzando le velocità sicure dei camion, riducendo i tempi di fermo per la manutenzione e riducendo l'affaticamento del conducente. La manutenzione stradale degli autocarri da trasporto contribuisce a ridurre i costi operativi grazie alla riduzione del consumo di carburante, alla maggiore durata degli pneumatici e alla riduzione dei costi di riparazione.

Il trasporto ferroviario, nelle migliori condizioni, è superiore ad altri metodi di trasporto per il trasporto del minerale su lunghe distanze al di fuori della miniera. Tuttavia, in pratica, il trasporto su rotaia non è più ampiamente utilizzato nelle miniere a cielo aperto dall'avvento dei camion elettrici e diesel. Il trasporto su rotaia è stato sostituito per sfruttare la maggiore versatilità e flessibilità dei camion di trasporto e dei sistemi di trasporto in fossa. Le ferrovie richiedono pendenze molto dolci dallo 0.5 a un massimo del 3% per i trasporti in salita. L'investimento di capitale per i motori ferroviari e i requisiti dei binari è molto elevato e richiede una lunga durata della miniera e grandi produzioni per giustificare il ritorno sull'investimento.

Movimentazione del minerale (trasporto)

La frantumazione e il trasporto in fossa è una metodologia che è cresciuta in popolarità da quando è stata implementata per la prima volta a metà degli anni '1950. La collocazione di un frantoio semimobile nella fossa della miniera con il successivo trasporto fuori dalla fossa mediante un sistema di nastri trasportatori ha comportato notevoli vantaggi produttivi e risparmi sui costi rispetto al tradizionale trasporto di veicoli. La costruzione e la manutenzione di strade di trasporto ad alto costo è ridotta e i costi di manodopera associati al funzionamento del camion di trasporto e alla manutenzione del camion e del carburante sono ridotti al minimo.

Lo scopo del sistema di frantumazione in fossa è principalmente quello di consentire il trasporto del minerale tramite nastro trasportatore. I sistemi di frantumazione in fossa possono variare da strutture permanenti a unità completamente mobili. Tuttavia, più comunemente, i frantoi sono costruiti in forma modulare per consentire una certa portabilità all'interno della miniera. I frantoi potrebbero essere trasferiti ogni uno o dieci anni; potrebbero essere necessarie ore, giorni o mesi per completare il trasloco a seconda delle dimensioni e della complessità dell'unità e della distanza del trasloco.

I vantaggi dei nastri trasportatori rispetto ai carrelli da trasporto includono l'avvio istantaneo, il funzionamento automatico e continuo e un elevato grado di affidabilità con una disponibilità fino al 90-95%. Generalmente non sono compromessi dal tempo inclemente. I nastri trasportatori hanno anche requisiti di manodopera molto inferiori rispetto ai camion da trasporto; il funzionamento e la manutenzione di una flotta di camion può richiedere un numero di membri dell'equipaggio dieci volte superiore rispetto a un sistema di trasporto di capacità equivalente. Inoltre, i nastri trasportatori possono operare a pendenze fino al 30%, mentre le pendenze massime per i camion sono generalmente del 10%. L'uso di pendenze più ripide riduce la necessità di rimuovere il materiale di copertura di bassa qualità e può ridurre la necessità di creare strade di trasporto ad alto costo. I sistemi di trasportatori sono anche integrati nelle pale gommate a tazze in molte operazioni di superficie del carbone, il che elimina la necessità di camion per il trasporto.

Metodi di estrazione di soluzioni

L'estrazione di soluzioni, il più comune dei due tipi di estrazione acquosa, viene impiegata per estrarre minerali solubili dove i metodi di estrazione convenzionali sono meno efficienti e/o meno economici. Conosciuta anche come lisciviazione o lisciviazione superficiale, questa tecnica può essere un metodo di estrazione primaria, come con l'estrazione di lisciviazione di oro e argento, oppure può integrare le fasi pirometallurgiche convenzionali di fusione e raffinazione, come nel caso della lisciviazione di minerali di ossido di rame di bassa qualità .

Aspetti ambientali dell'estrazione di superficie

I significativi effetti ambientali delle miniere di superficie attirano l'attenzione ovunque si trovino le miniere. L'alterazione del terreno, la distruzione della vita vegetale e gli effetti negativi sugli animali indigeni sono conseguenze inevitabili dell'estrazione di superficie. La contaminazione delle acque superficiali e sotterranee presenta spesso problemi, in particolare con l'uso di lixiviants nell'estrazione in soluzione e il dilavamento dall'estrazione idraulica.

Grazie alla crescente attenzione da parte degli ambientalisti di tutto il mondo e all'uso di aerei e fotografie aeree, le imprese minerarie non sono più libere di "scavare e correre" quando l'estrazione del minerale desiderato è stata completata. Leggi e regolamenti sono stati promulgati nella maggior parte dei paesi sviluppati e, attraverso l'attività delle organizzazioni internazionali, vengono sollecitati dove ancora non esistono. Stabiliscono un programma di gestione ambientale come elemento integrante in ogni progetto minerario e stabiliscono requisiti come le valutazioni preliminari dell'impatto ambientale; programmi progressivi di riabilitazione, compreso il ripristino dei contorni del terreno, il rimboschimento, il reimpianto della fauna indigena, il ripopolamento della fauna selvatica indigena e così via; nonché audit di conformità simultanei ea lungo termine (UNEP 1991, UN 1992, Environmental Protection Agency (Australia) 1996, ICME 1996). È essenziale che queste siano più delle dichiarazioni nella documentazione richiesta per le necessarie licenze governative. I principi di base devono essere accettati e praticati dai dirigenti sul campo e comunicati ai lavoratori a tutti i livelli.

Indipendentemente dalla necessità o dal vantaggio economico, tutti i metodi di soluzione superficiale condividono due caratteristiche comuni: (1) il minerale viene estratto nel solito modo e quindi stoccato; e, (2) una soluzione acquosa viene applicata alla sommità dello stock di minerale che reagisce chimicamente con il metallo di interesse da cui la risultante soluzione di sale metallico viene incanalata attraverso il cumulo di stoccaggio per la raccolta e la lavorazione. L'applicazione dell'estrazione di soluzioni superficiali dipende dal volume, dalla metallurgia del minerale o dei minerali di interesse e dalla relativa roccia ospite, nonché dall'area e dal drenaggio disponibili per sviluppare discariche di lisciviazione sufficientemente grandi da rendere l'operazione economicamente sostenibile.

Lo sviluppo di discariche di lisciviazione in una miniera a cielo aperto in cui l'estrazione di soluzioni è il metodo di produzione principale è lo stesso di tutte le operazioni a cielo aperto con l'eccezione che il minerale è destinato esclusivamente alla discarica e non a un mulino. Nelle miniere con entrambi i metodi di macinazione e soluzione, il minerale viene segregato in porzioni macinate e lisciviate. Ad esempio, la maggior parte del minerale di solfuro di rame viene macinato e purificato per ottenere rame di qualità commerciale mediante fusione e raffinazione. Il minerale di ossido di rame, che generalmente non è suscettibile di lavorazione pirometallurgica, viene indirizzato alle operazioni di lisciviazione. Una volta sviluppata la discarica, la soluzione rilascia il metallo solubile dalla roccia circostante a una velocità prevedibile che è controllata dai parametri di progettazione della discarica, dalla natura e dal volume della soluzione applicata e dalla concentrazione e mineralogia del metallo nella discarica minerale. La soluzione utilizzata per estrarre il metallo solubile è indicata come a lixiviante. I lixiviants più comuni utilizzati in questo settore minerario sono soluzioni diluite di cianuro di sodio alcalino per l'oro, acido solforico acido per il rame, anidride solforosa acquosa per il manganese e acido solforico-solfato ferrico per i minerali di uranio; tuttavia, la maggior parte dell'uranio lisciviato e dei sali solubili vengono raccolti da sul posto estrazione mineraria in cui il lixiviant viene iniettato direttamente nel giacimento del minerale senza previa estrazione meccanica. Quest'ultima tecnica consente di lavorare minerali di bassa qualità senza estrarre il minerale dal giacimento minerario.

Aspetti di salute e sicurezza

I rischi per la salute e la sicurezza sul lavoro associati all'estrazione meccanica del minerale nell'estrazione in soluzione sono essenzialmente simili a quelli delle operazioni convenzionali in miniera di superficie. Un'eccezione a questa generalizzazione è la necessità che il minerale non lisciviabile subisca la frantumazione primaria nella miniera a cielo aperto prima di essere trasportato a un mulino per la lavorazione convenzionale, mentre il minerale viene generalmente trasportato con camion direttamente dal sito di estrazione alla discarica di lisciviazione in estrazione di soluzioni. I lavoratori delle miniere di soluzioni sarebbero quindi meno esposti ai principali rischi di frantumazione come polvere, rumore e pericoli fisici.

Le principali cause di lesioni negli ambienti minerari a cielo aperto includono la movimentazione di materiali, scivolamenti e cadute, macchinari, uso di utensili manuali, trasporto di energia e contatto con fonti elettriche. Tuttavia, l'esclusiva del solution mining è la potenziale esposizione ai liscivianti chimici durante il trasporto, le attività sul campo di lisciviazione e la lavorazione chimica ed elettrolitica. L'esposizione alla nebbia acida può verificarsi nelle cisterne di estrazione elettrica dei metalli. I pericoli delle radiazioni ionizzanti, che aumentano proporzionalmente dall'estrazione alla concentrazione, devono essere affrontati nell'estrazione dell'uranio.

Metodi di estrazione idraulica

Nell'estrazione idraulica, o "idraulica", l'acqua nebulizzata ad alta pressione viene utilizzata per scavare materiale sciolto o non consolidato in un liquame per la lavorazione. I metodi idraulici vengono applicati principalmente ai depositi di metallo e pietra aggregata, sebbene anche gli sterili di carbone, arenaria e metallo siano adatti a questo metodo. L'applicazione più comune e più conosciuta è estrazione mineraria in cui concentrazioni di metalli come oro, titanio, argento, stagno e tungsteno vengono lavate dall'interno di un deposito alluvionale (placer). Approvvigionamento idrico e pressione, pendenza del terreno per il deflusso, distanza dal fronte della miniera agli impianti di lavorazione, grado di consolidamento del materiale estraibile e disponibilità di aree di smaltimento dei rifiuti sono tutte considerazioni primarie nello sviluppo di un'operazione di estrazione idraulica. Come con altre miniere di superficie, l'applicabilità è specifica della posizione. I vantaggi intrinseci di questo metodo di mining includono costi operativi relativamente bassi e flessibilità derivanti dall'uso di apparecchiature semplici, robuste e mobili. Di conseguenza, molte operazioni idrauliche si sviluppano in aree minerarie remote dove i requisiti infrastrutturali non sono un limite.

A differenza di altri tipi di estrazione di superficie, le tecniche idrauliche si basano sull'acqua come mezzo sia per l'estrazione che per il trasporto del materiale estratto ("sluicing"). Gli spruzzi d'acqua ad alta pressione vengono erogati da monitor o cannoni ad acqua a una banca di placer o a un deposito di minerali. Disintegrano la ghiaia e il materiale non consolidato, che si riversa negli impianti di raccolta e lavorazione. Le pressioni dell'acqua possono variare da un normale flusso di gravità per materiali fini molto sciolti a migliaia di chilogrammi per centimetro quadrato per depositi non consolidati. Talvolta vengono impiegati bulldozer e livellatrici o altre attrezzature di scavo mobili per facilitare l'estrazione di materiali più compattati. Storicamente, e nelle moderne operazioni su piccola scala, la raccolta del liquame o del ruscellamento è gestita con cassonetti e catture di piccolo volume. Le operazioni su scala commerciale si basano su pompe, bacini di contenimento e decantazione e apparecchiature di separazione in grado di trattare volumi molto elevati di liquame all'ora. A seconda delle dimensioni del giacimento da estrarre, il funzionamento dei monitor dell'acqua può essere manuale, controllato a distanza o controllato da un computer.

Quando l'estrazione idraulica avviene sott'acqua, si parla di dragaggio. In questo metodo una stazione di lavorazione galleggiante estrae depositi sciolti come argilla, limo, sabbia, ghiaia e qualsiasi minerale associato utilizzando una linea a secchio, una linea a trascinamento e/o getti d'acqua sommersi. Il materiale estratto viene trasportato idraulicamente o meccanicamente ad una stazione di lavaggio che può essere parte dell'impianto di dragaggio o fisicamente separata con successive fasi di lavorazione per segregare e completare la lavorazione. Mentre il dragaggio viene utilizzato per estrarre minerali commerciali e pietra aggregata, è meglio conosciuto come una tecnica utilizzata per pulire e approfondire canali d'acqua e pianure alluvionali.

Salute e sicurezza

I pericoli fisici nell'estrazione idraulica differiscono da quelli nei metodi di estrazione in superficie. A causa dell'applicazione minima di attività di trivellazione, esplosivi, trasporto e riduzione, i rischi per la sicurezza tendono ad essere associati per lo più spesso a sistemi idrici ad alta pressione, movimento manuale di attrezzature mobili, problemi di prossimità che coinvolgono alimentatori e acqua, problemi di prossimità associati al crollo del miniera e attività di manutenzione. I rischi per la salute riguardano principalmente l'esposizione al rumore e alle polveri e i rischi ergonomici legati alla manipolazione delle apparecchiature. L'esposizione alla polvere è generalmente un problema minore rispetto all'estrazione di superficie tradizionale a causa dell'uso dell'acqua come mezzo di estrazione. Anche le attività di manutenzione come la saldatura incontrollata possono contribuire all'esposizione dei lavoratori.

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