Una miniera è un deposito di materiali (es. Oro , carbone , rame , diamanti , ferro , sale , uranio , ecc.).
Può essere aperto o interrato. Negli anni '80, circa 20 miliardi di tonnellate di materiali venivano estratti ogni anno dalle uniche miniere di superficie del mondo, di cui più della metà dei minerali mentre più di sei miliardi di tonnellate di carbone , 1,6 miliardi di tonnellate di minerale di ferro , 190 milioni di tonnellate di minerale di alluminio vengono affermato estratti dal seminterrato attraverso le gallerie e pozzi agli inizi del XXI ° secolo.
La distinzione tra miniera e cava è dovuta alla natura del materiale estratto (strategico o di pregio per la miniera, di minor valore per la cava); in Francia , è il codice minerario che lo definisce.
Le miniere esistono fin dalla preistoria (pozzi scavati nel gesso per l'estrazione della selce , pozzi o gallerie per l'estrazione di vari minerali (ferro e rame in particolare).
Dal XIX ° secolo, il progresso tecnico e la geologia ha permesso di operare più velocemente i depositi di sempre più in profondità, fino a che sotto il mare da una piattaforma di perforazione , non senza impatto ambientale , sociale e diretta o indiretta di salute . L'estrazione mineraria è responsabile di un gran numero di morti, nelle gallerie, oa seguito di silicosi , asbestosi o cancro dovuti alla radioattività . I rifiuti e le polveri delle "rocce di scarto" sono talvolta fonte di grave inquinamento ritardato nello spazio o nel tempo (soprattutto dai metalli pesanti ). Alcune miniere hanno generato un fenomeno di acidificazione dell'ambiente, autosufficiente (questo fenomeno è chiamato " drenaggio acido delle miniere "). Le miniere abbandonate sono anche la causa del collasso del suolo superficiale. Di terremoti indotti possono essere generati da grandi miniere.
In Francia c'erano moltissime miniere in quasi tutte le regioni. I depositi di carbone si trovano nel Nord-Pas-de-Calais (la più grande rete di gallerie sotterranee del mondo), in Lorena (dove c'erano anche importanti depositi di minerale di ferro ), nel Massiccio Centrale , in Provenza , nel sud -West (esempio: Carmaux ) ma anche nei dintorni di Saint-Étienne . Il russo ha anche molti giacimenti di carbone (ad esempio Donbass e Siberia ). Il Regno Unito ha importanti giacimenti di carbone nel nord ( Lowlands in Scozia ), nel Galles , intorno a Manchester , nel centro ( Midlands ) e nello Yorkshire .
Lo sfruttamento del sottosuolo risale almeno alla fine del Neolitico in Europa. Gli uomini stavano già scavando pozzi e gallerie nella roccia, a volte lunghe diverse decine di metri per cercare vari minerali ( selce , ocra , variscite , ecc.).
La maggior parte delle miniere più antiche per la metallurgia risalgono alla protostoria, ma alcune iniziarono a svilupparsi già nel Neolitico , utilizzando strumenti rustici ma efficienti come i ciottoli di roccia dura usati come frantoi .
Come testimoniano alcuni resti di carbone preistorico rinvenuti in antiche miniere di tutto il mondo, l'uomo preistorico imparò presto a usare anche il fuoco e forse il fuoco e l'acqua per rompere le rocce e "aprire" le miniere (tecnica confermata dalla sperimentazione e dall'archeometria ); e persino il fuoco veniva usato per "massacrare" nelle gallerie, soprattutto nel sud della Francia).
Gli archeologi hanno recuperato bene nel 1980 tracce di queste tecniche minerarie preistoriche, più di una dozzina di miniere di rame (con un po 'di antimonio e argento ). Queste miniere sono state scavate nella regione Cabrières nel Hérault diverse migliaia di anni fa (4310 ± 75 BP), alla fine del neolitico , e sono stati considerati al momento della loro scoperta come la più antica società sito minerario in Francia.
Le prime costruzioni in pietra erano una probabile origine delle prime ( cave e agricoltura a marnières ). È stato necessario scavare il terreno per estrarre pietre di qualità sufficiente per la costruzione e alcune pietre vengono tagliate più facilmente non appena vengono estratte, prima che si induriscano .
Scavando in profondità, raggiungendo uno strato roccioso non degradato dalla microfauna e flora del suolo, o dalle radici degli alberi (una "vena") e poi scavato orizzontalmente per estrarre la roccia di questo strato (lo strato successivo lo strato geologico pieghe). Questi pozzi e corridoi potrebbero poi essere utilizzati per proteggersi dagli attacchi .
Troviamo tracce di tempi molto antichi dello sfruttamento delle miniere d' argento di Laurion , a una cinquantina di chilometri a sud di Atene . In epoca classica , gli Ateniesi mostravano un'energia spettacolare e inventiva per estrarre la massima quantità di minerale da esso. Nel XXI ° secolo, numerose vestigia di queste miniere (pozzi, gallerie, laboratori di superficie) segnano il paesaggio della regione.
In epoca romana molte e importanti operazioni minerarie si svilupparono in alcune regioni come la Hispania e nei Balcani in Dalmazia e Mesia e successivamente in Dacia . L'estrazione mineraria romana è nota dai testi di autori antichi come Strabone o Plinio il Vecchio , nonché da iscrizioni , come le tavole di bronzo di Vipasca, un insediamento di un distretto minerario situato vicino all'attuale città di Aljustrel in Portogallo o come le iscrizioni su lingotti di metallo. Gli scavi archeologici hanno anche rivelato diverse tecniche di estrazione e materiali utilizzati dai minatori . Questi appartenevano a diverse categorie della popolazione: se sotto la Repubblica sembrava aver dominato il lavoro di schiavitù, sotto l' Impero l'importanza dei salariati locali sembrava essere notevolmente aumentata. Tuttavia, molti siti minerari romani sono ancora poco conosciuti.
Il Medioevo ha visto lo sfruttamento delle miniere in quasi tutti i paesi d' Europa , siano essi miniere di ferro o non ferrose. Molto abbondante sulla superficie del pianeta , il minerale di ferro è disponibile in piccoli depositi sulla superficie del suolo oa bassa profondità. Gli uomini del Medioevo sfruttavano principalmente gli alloggi di questo tipo che non richiedevano attrezzature sofisticate. La diffusione del processo di riduzione indiretta del minerale, avvenuto nel XV secolo , ha trasformato notevolmente le condizioni di estrazione . La crescente domanda, la possibilità di lavorare minerali meno fusibili , ha portato alla ricerca di giacimenti più abbondanti anche se di qualità inferiore.
Nella maggior parte dei casi, i metalli non ferrosi provenivano da miniere aperte per produrre denaro quasi da minerali complessi come i solfuri di rame e piombo . Per molto tempo il piombo argentato , più facile da lavorare, è stato oggetto di un'estrazione più intensa. Durante il periodo carolingio , le miniere di Melle , nel Poitou , fornivano la parte più importante dell'argento prodotto nell'Impero . Nel XI ° secolo, altri centri minerari appaiono nei monti Harz , nella Foresta Nera e dei Vosgi .
Il XII ° secolo, momento della crescita del commercio e la creazione di nuovi poteri, sperimentando l'attività estrattiva in Italia , in Europa centrale e la Francia .
Nel corso del XIII ° secolo, l'Italia continua ad essere un grande produttore. Tuttavia, l'Europa centrale, in particolare la Boemia , occupa il primo posto. Anche le miniere francesi stanno vivendo un grande sviluppo: il primo regolamento minerario francese conservato, la Carta di Hierle in Linguadoca, risale al 1272. Alphonse de Poitiers , fratello di Saint Louis , è impegnato nello sviluppo della produzione mineraria nei suoi domini nel Midi.
La crisi europea della metà del XIV ° secolo alla metà del XV ° secolo, ha portato ad un'interruzione di attività estrattiva è diminuita in Francia e in Italia, ma rimane forte in Europa centrale.
La seconda metà del XV secolo vide un nuovo boom della produzione in cui furono coinvolte le maggiori fortune. È il caso di Jacques Coeur o Jacob Fugger . Parallelamente si sta mettendo in atto un nuovo sistema operativo, basato sul trasporto a rotolamento e sull'uso sempre più importante dell'energia idraulica .
Jacob Fugger, banchiere di Augusta , è il più grande imprenditore minerario del Rinascimento. Aiutò a finanziare la politica di Carlo V e prese il controllo delle miniere di rame di Neusohl in Ungheria (nell'attuale Slovacchia ) ma dovette abbandonarle nel 1546 a causa delle complicazioni derivanti dalle guerre austro-turche e dalle guerre di religione tra Cattolici e protestanti. Ottenne dagli Asburgo il monopolio delle miniere tirolesi di argento e rame . Le miniere d'argento dell'Europa centrale sono la principale fonte del mercato europeo: il trattato De re metallica ("Sui metalli") pubblicato nel 1556 dall'umanista tedesco Georgius Agricola testimonia un ciclo produttivo al suo apice nel momento in cui il mercato europeo comincia a sentire l' afflusso di metalli preziosi causato dalla conquista spagnola dell'America .
Le miniere d'argento di Potosi nel Vicereame del Perù (oggi in Bolivia ) vengono sfruttate dal 1545, e quelle di Zacatecas nella Nuova Spagna (attuale Messico ), dal 1548. Le tecniche sono molto rudimentali rispetto a quelle in uso nell'Europa centrale e di sfruttamento dipende dal lavoro di migliaia di indiani sottoposti al lavoro faticoso, alla mita , a costo di un'elevata mortalità.
Nel XVII ° secolo, lo sfruttamento di Oregrounds ferro in Vallonia e in Svezia, dà un grande impulso alla produzione di acciaio . L' sfruttamento del carbone , a lungo confinato in alcune aree, come il paese di Liegi , si sviluppa XVIII ° secolo e l'inizio della rivoluzione industriale .
L'ONU ( UNCTAD ) distingue tre tipi di sfruttamento:
Sul pianeta agli inizi del XXI ° secolo, 15 milioni di circa minatori artigianali sarebbe impegnarsi in questa attività. Questo numero è raddoppiato in dieci anni. In Africa , da 4,5 a 6 milioni di persone scavano miniere tutto o parte dell'anno, di cui dal 30% al 40% sono donne. Circa 40 milioni di persone dipendono da questa popolazione , ovvero 1 africano su 20. Alcuni autori stimano che questo movimento aumenterà ulteriormente nelle aree ricche di risorse e che, ad esempio, in Zimbabwe , il numero di minatori artigianali potrebbe triplicare dal 2000 al 2010.
I primi cinque major che dominano la scena mondiale agli inizi del XXI ° secolo sono BHP Billiton , Rio Tinto , Vale , Xstrata e Anglo American , le aziende che hanno la tecnologia e maestria oligopolistica di essere sempre più in competizione con le aziende dei paesi emergenti.
Diverse operazioni minerarie o progetti minerari affrontano sfide da parte delle comunità locali. Oltre ai permessi regolamentari da ottenere, le aziende devono anche assicurarsi di avere un "permesso di esercizio sociale" che consenta lo svolgimento delle attività in un quadro accettabile per la popolazione colpita.
L'estrazione mineraria pone molti problemi e quindi coinvolge molte aree della scienza . Questo è il motivo per cui nella maggior parte dei paesi sono state create scuole di ingegneria specifiche , le scuole minerarie .
Le miniere di carbone sono organizzate in fasi da cui vengono estratti gli strati. Ogni minatore scava uno strato per estrarre il carbone che viene poi caricato nelle berline . Questo lavoro è molto difficile perché bisogna scavare per non far crollare la galleria, inoltre c'è un caldo soffocante, perché non circola quasi aria. L'unico modo trovato per creare la ventilazione è stato quello di costruire almeno due pozzi. Il primo è utilizzato per l'ascesa e la discesa dei minatori e l'ascesa del carbone. L'altro è solo per la ventilazione.
Sollevando una tonnellata di carbone, si estraggono sette tonnellate di sottoprodotti (che possono contenere sostanze tossiche o creare problemi per polvere o torbidità nell'acqua di deflusso) che vengono scaricati sui cumuli di scorie o sugli stagni (es .: schlam bins from operazioni di carbone).
Si basa su dati geologici e storici, la scoperta di giacimenti minerari beneficiando anche dei progressi in geochimica , tecniche di sondaggio (in particolare sismiche) e modellistica. Sono così apparsi i GIS minerari che aiutano i prospettori dando loro accesso combinato al DEM (modello digitale del terreno), immagini satellitari , mappe geologiche ( metadati ), dati relativi al rischio sismico, vulcanismo , risorse. Prese d' aria geotermiche conosciute, con depositi noti, dati geocronologici , flusso di calore , gravimetria , tomografia 3D, pericoli naturali , catasti , dati ambientali ( rete verde , inquinamento , pedologia , ecc.), ecc.
Si basa sulla geofisica e sulla resistenza dei materiali e sulle risorse locali disponibili, tenendo sempre più conto delle esigenze di rinaturazione e ripristino paesaggistico ecologico del sito a fine vita, o anche durante le varie fasi del sito. . I grandi progetti sono soggetti a uno studio di impatto approfondito e misure compensative o protettive .
Esistono diversi scenari per raggiungere il deposito da sfruttare e per consentire l'evacuazione dei prodotti. Se il deposito è relativamente orizzontale ( piastra ) e se lo strato di sovraccarico non è troppo spesso, possiamo scavare all'aperto (vedi sotto).
Se il deposito affiora in una zona aspra, ad esempio le colline che sovrastano una valle, possiamo raggiungere e far funzionare il bacino attraverso gallerie orizzontali (la spaccatura del bacino della Loira ) che si aprono sul fianco della collina. È il caso, ad esempio, del bacino di ferro della Lorena per le miniere di Hussigny : Godbrange , Charles Ferdinand o Kraemer.
Per contro, se il deposito non è affatto esposto o non affiora in buone condizioni, scaverà (diciamo annerirà ) dei pozzi per raggiungerlo. È la soluzione più costosa per l'operazione e la meno redditizia, è anche la maggior parte dei casi. Entrambe le soluzioni possono anche essere combinate (casi miniere di La Mure o miniera di ferro di Soumont ).
Il caso della miniera di ferro di Saint-Rémy-sur-Orne in Normandia , è interessante perché una parte del deposito si trova sopra la sommità della miniera. Tuttavia, la maggior parte dei prodotti viene calata al di sotto del livello del pozzo, arrotolata fino al pozzo per essere portata fino al livello della piastrella per il trattamento, soluzione meno costosa rispetto a un'uscita in collina in una zona povera di strade e mezzi di fuga.
Il pozzo serve i diversi piani operativi, ogni livello è chiamato ricetta o aggancio.
Dimensioni e traverseDistinguiamo le dimensioni dei letti incrociati . Le dimensioni vengono utilizzate direttamente per lo sfruttamento del giacimento. In generale, per sfruttare un giacimento, si scava una galleria di testa più alta e una galleria di base più bassa. Il deposito viene tagliato in pannelli tra queste due gallerie e separato per dimensione attraversa la giunzione. Queste dimensioni consentono di sfruttare il massiccio ma anche di organizzare la ventilazione, ovvero la circolazione dell'aria nelle opere. La galleria di base consente anche l'evacuazione dei prodotti macellati (il rilascio) all'autotreno che li porterà poi al pozzo di estrazione. Le derive possono essere tagliate dal prodotto sfruttato (carbone, minerali) in generale o dalla roccia su entrambi i lati dello strato. La galleria di trasporto determina il livello della ricetta del pozzo. L'insieme delle opere che consentono la delimitazione di un pannello sono chiamate opere preparatorie (o tracciati ). Ovviamente sono fondamentali.
I letti a croce sono quasi sempre scavati nella roccia; consentono il collegamento tra il / i pozzo / i e il deposito sfruttato (galleria di laminazione). In effetti in generale i pozzi sono scuri non nel deposito ma all'esterno nella roccia. Uno scavato bene in carbone, per esempio, comporta una perdita di funzionamento, poiché sarà necessario mantenere intorno alla zona ben sfruttato conosciuta come un titolo o investison stot (tali stots sono obbligatori sotto abitati, strade, percorsi. Ferro . ..).
Lo stesso ragionamento vale per le miniere gestite in collina. In questo caso le feritoie si aprono direttamente alla luce del giorno sul fianco della collina. Dopo il disastro di Courrières , esiste l'obbligo di avere almeno due prese al giorno (2 pozzi o 1 pozzo e 1 presa in collina, ad esempio).
Per collegare tra loro i diversi livelli operativi (si parla anche di pavimento) il collegamento può essere effettuato sia dal pozzo, sia da un bure (o falso pozzo ) o anche da un piano inclinato. Chiamiamo bure un pozzo interno non aperto al giorno che collega due livelli. Il piano inclinato è una galleria o un banco trasversale più spesso inclinato e generalmente dotato di un verricello per il sollevamento delle berline o di un nastro trasportatore.
Lo scopo della tecnica di supporto è tutto il lavoro utile per mantenere gli scavi sotterranei.
Il carico è l'operazione che consiste, subito dopo la macellazione, nel caricare manualmente o meccanicamente il minerale estratto in vista della sua evacuazione da berline o da trasportatori (vedi alaggio) al pozzo.
Il caricamento può essere manuale (spalare) o meccanizzato (raschietto, pale a benna, caricatori di zampe di aragosta )
La laminazione è il trasporto dei prodotti (carbone, minerali, ma anche sterili) dal fronte di lavoro (o, più precisamente dal punto di carico del sistema di rilascio dei cantieri) al fondo ricetta della fossa, quindi eventualmente, da la ricezione superiore del pozzo alle officine di lavorazione. Il trasporto dei prodotti, nelle miniere industrializzate, viene effettuato in cassoni (o berline ) di portata variabile a seconda delle aziende agricole (da 500 litri a 25.000 litri) trainati a mano in allevamenti non meccanizzati, da un cavallo (o asino o mulo ) quindi da locomotori , elettrici, ad aria compressa , benzina o diesel o semplicemente per gravità . Si tratta generalmente di corsie strette larghe meno di 1 m . La laminazione è un fattore fondamentale nel funzionamento di una miniera, infatti condiziona, insieme all'albero, la capacità di estrazione.
Prima di passare all'estrazione industriale sotterranea, le regioni minerarie hanno spesso sperimentato attività estrattive artigianali. Era un'estrazione mineraria all'aperto conosciuta come cayat , cayauderie, perrières (nel bacino carbonifero della Loira). Va notato che sebbene le vecchie regioni minerarie abbiano tutte molte strade cayat, il significato dell'espressione è andato perso.
Rubriche 19 e 11 a Loos-en-Gohelle .
Mucchi di 11-19 a Loos-en-Gohelle.
Ruota del telaio con ruota zigrinata.
Cavo piatto intrecciato per la manovra dei vani ascensore .
Cavo nella sua sede in sala macchine.
L'aerazione o la ventilazione è la fornitura di aria fresca a una miniera.
I minatori erano soliti portare un canarino in una gabbia, che quando si muoveva, o addirittura moriva, o addirittura dava segni di soffocamento era il segno che era necessario rimontare .
Lo studio dell'illuminazione è di interesse secondario solo nelle miniere libere da camini o polveri.
L'operazione di abbattimento consiste nel distaccare la roccia da estrarre dal massiccio e ridurla in elementi più piccoli per maneggiarlo e trasportarlo. Questa operazione può essere eseguita in diversi modi:
Sebbene non sia un incidente "violento", l'incendio di una miniera di carbone è un problema crescente, soprattutto in Cina. Si stima attualmente che circa l'1% della produzione di gas serra provenga da questi incendi minerari ( 20 milioni di tonnellate di carbone andrebbero in fumo ogni anno). A temperatura ambiente, il carbone reagisce naturalmente e spontaneamente con l'ossigeno presente nell'aria per dare anidride carbonica. Se il calore così creato non viene sottratto (es. Tramite ventilazione), quest'ultima aumenta la temperatura del carbone fino a raggiungere la soglia di combustione. Il mio incendio è quindi molto comune nelle miniere a filo oa cielo aperto.
Una miniera di superficie o una fossa a cielo aperto comporta lo spostamento di grandi quantità di terreno e sottosuolo e quindi l'estrazione del minerale. Una miniera a cielo aperto viene allestita quando il minerale è relativamente vicino alla superficie. La roccia viene fatta saltare e il minerale viene quindi caricato su enormi macchine per la lavorazione.
Miniera di rame a cielo aperto, Chino Copper Mine , New Mexico , Stati Uniti .
Miniera di carbone di superficie ( Wyoming , Stati Uniti).
Degrado della foresta tropicale a causa della miniera di carbone di Siderópolis ( Brasile ).
Miniera a cielo aperto: estrazione di lignite a Garzweiler ( Germania ).
I top of the displacement mine o mountain-top removal (MTR) in inglese , sono un tipo speciale di pozzo a cielo aperto, utilizzato quasi esclusivamente nelle montagne degli Stati Uniti . La vegetazione viene prima distrutta, poi il terreno demolito. Le talee vengono semplicemente spinte nel fondovalle, il che rende possibile il livellamento di una regione collinare, ma provoca anche un notevole inquinamento.
Negli Appalachi , il tamponamento dei fondovalle rimuove 500 montagne e 200 km di corsi d' acqua all'anno, aumentando così il rischio di inondazioni. Il paesaggio sopravvissuto è generalmente lunare.
Il post-mining è tutte le conseguenze della cessazione dell'attività mineraria.