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Cómo funciona la minería subterránea

Cómo funciona la minería subterránea
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  1. Minas subterráneas de roca dura
  2. Minas subterráneas de roca blanda
  3. Peligros en minas subterráneas

Minas subterráneas de roca dura

Hay minas subterráneas de roca dura y minas subterráneas de roca blanda. Los depósitos de carbón, por ejemplo, viven en rocas sedimentarias relativamente blandas. Los depósitos de oro viven sobre rocas ígneas o metamórficas, que son relativamente duras, así como diamantes, cobre, plata, níquel y zinc. [source: Great Mining].

Incluso dentro de la categoría de roca dura, los métodos de diseño y minería varían, pero casi todos giran en torno a algunas técnicas básicas:

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Casa y pilar – Para depósitos de mineral relativamente planos, con pequeños cambios de elevación en todas partes, los mineros perforan una rampa de depósito y extraen el mineral en un patrón de agujeros (piezas) y soportes de techo (pilares). Las cámaras se pueden extraer utilizando técnicas convencionales de carga y explosión o, más comúnmente ahora, con una máquina llamada más pequeño continuo. El minero continúa perforando la roca para formar una pieza hueca, quizás de 6 a 9 metros (20 a 30 pies), dejando un pilar de roca en su lugar para sostener el “techo”. [source: United Mine Workers of America]. La máquina se mueve a través del mineral, formando monedas y pilares, hasta que el depósito está completamente cubierto. Un último paso perfora los pilares para recolectar el mineral, permitiendo que los techos se derrumben detrás del automóvil cuando sale de cada habitación.

Cortar y rellenar – Para depósitos de mineral relativamente estrechos, los mineros perforan una rampa de acceso adyacente al depósito de mineral, desde la superficie hasta el punto más bajo del depósito. Luego, un operador perfora un pozo a través del mineral, creando un derivado, o un corte horizontal, de un lado del tanque al otro. En la roca más dura, no se necesita soporte de techo; en rocas más blandas, los tornillos se pueden insertar en el techo a medida que avanza la perforación [source: Mining Know-How]. Tan pronto como termine la deriva, relleno, o basura, se esparce en la galería abierta, creando una plataforma para el siguiente paso. La perforadora se traslada a este vertedero para abrir otro túnel a través del mineral. Esto continúa hasta que la perforación perfora una deriva en la parte superior del cuerpo del mineral.

Este método también se puede utilizar en depósitos más grandes, perforando dos rampas adyacentes y cortando dos desvíos adyacentes, a menudo llamados deriva y empastes [sources: Mining Know-How].

El corte y relleno están destinados a rocas duras, ya que carecen de los mecanismos de soporte inherentes y centrales a un método como la pieza y el pilar. El enfoque de la moneda y el pilar, por otro lado, se propaga fácilmente en materiales más blandos y en la mayoría de las minas de carbón.

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Minas subterráneas de roca blanda

Un tornillo de techo protege el techo en una sección recién operada.

Thorney Lieberman / Elección del fotógrafo / Getty Images

El carbón, la sal, el uranio, el fosfato y la pizarra bituminosa viven en rocas blandas y existen dos métodos principales en la extracción de rocas blandas: pared larga, monedas y pilares. [source: Great Mining]. La mayor parte del carbón se extrae utilizando el enfoque de moneda y pilar descrito anteriormente. [source: United Mine Workers of America]. Sin embargo, la minería de pared larga está ganando popularidad [source: Great Mining].

Minas de pared larga es extraordinariamente eficaz. En lugar de perforar el cuerpo de mineral, una máquina de paredes largas lo corta, cortando rodajas de hasta 182 metros (600 pies) de largo. Estos trozos caen directamente sobre una cinta transportadora en continuo movimiento, que los transporta a un eje transportador que los saca de la mina. En las minas de paredes largas, las barras de techo están integradas en la máquina, colocadas entre la parte superior del minero de paredes largas y el techo de la habitación. A medida que la máquina avanza a través del mineral, los soportes se mueven con él, permitiendo que el área detrás de él colapse y llene el área excavada.

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El método de pared larga puede recuperar hasta el 90 por ciento del mineral disponible. El enfoque de pieza y columna generalmente se recupera alrededor del 50% [source: Illinois Coal Association].

Cuando el cuerpo del mineral es relativamente estrecho, se hacen cortes más cortos. Esta variación se llama minas de paredes cortas.

La técnica anticuada de mina de aire, que usa explosivos como TNT para descomponer el mineral, todavía está en uso, pero poco: menos del 5% de la producción de EE. UU. [source: Great Mining].

Por lo tanto, la minería subterránea se está volviendo cada vez más eficiente. Requiere menos mano de obra humana, lo que pone en riesgo a menos mineros, ya que trabajan muy por debajo de la superficie. Sin embargo, las minas subterráneas no son los lugares más seguros.

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Peligros en minas subterráneas

Aunque la minería se ha vuelto mucho más segura en los países desarrollados, sigue siendo muy riesgosa en algunas partes del Tercer Mundo.  En el Congo, Nsinku Zihindula trabaja sin parar golpeando roca sólida para encontrar mineral de casiterita.  Estaba cegado de su ojo izquierdo por una piedra voladora.

Aunque la minería se ha vuelto mucho más segura en los países desarrollados, sigue siendo muy riesgosa en algunas partes del Tercer Mundo. En el Congo, Nsinku Zihindula trabaja sin parar golpeando roca sólida para encontrar mineral de casiterita. Estaba cegado de su ojo izquierdo por una piedra voladora.

Tom Stoddart / Getty Images

El impacto ambiental de las minas subterráneas es significativo. Esto incluye contaminación del aire, cambios en los patrones de flujo del agua, infiltración de químicos y gases en el suministro de agua y el suelo, incendios que son inaccesibles en minas abandonadas y cambios dramáticos en la composición del suelo que pueden inutilizar el área después de la operación. [source: Saxena].

Luego está el equilibrio humano. La mayoría de los accidentes mineros reciben poca atención de los medios, especialmente aquellos con pocas víctimas o en países en desarrollo. En 2010, cerca de 2.500 mineros chinos murieron en el trabajo, ninguno de ellos atribuido a “accidentes graves”. [source: Macia].

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Este ha sido un año terrible para la minería en general. En los Estados Unidos, un desastre minero en Virginia Occidental resultó en la muerte de 29 personas, el mismo número de muertes en un accidente en Nueva Zelanda. En Chile, 33 mineros fueron rescatados en el dramático accidente mencionado anteriormente, pero otros 45 murieron en otros accidentes en el mismo año. [source: Macia].

Muchos accidentes ocurren cuando los puntales de la mina colapsan debido a los terremotos. Las explosiones también causan muertes cuando los sistemas de ventilación no pueden eliminar de manera efectiva los gases de escape de los equipos de minería, el polvo de carbón y las fugas de gas natural bajo tierra. Las explosiones pueden encender estos gases, causando la muerte tanto por las explosiones mismas como por el posterior colapso de las estructuras de la mina; La explosión de gas metano mató a estos 29 mineros en Virginia Occidental [source: Macia].

Los problemas de salud a largo plazo también suponen un grave riesgo laboral. La inhalación continua de polvo mineral puede provocar enfermedades pulmonares, como la neumoconiosis o el temido pulmón negro. La inhalación de humos de soldadura, radón o mercurio (que a menudo se encuentran en las minas) también causa enfermedades respiratorias. LA La pérdida de audición debido a equipos ruidosos y las lesiones en la espalda debido al levantamiento de pesas también son comunes [source: Live Science].

La mayoría de los países ahora tienen leyes y regulaciones diseñadas para abordar los problemas ambientales y de seguridad. Algunos requieren que la empresa minera devuelva el área minada a su estado original. Otros exigen que las minas se inspeccionen con regularidad para garantizar que sean seguras. Y las nuevas técnicas de minería también han reducido el número de muertos. En los Estados Unidos, la industria minera vio miles de muertes por accidentes cada año a principios de la década de 1900. Ese número se redujo a alrededor de 100 por año en la década de 1990 y a solo 35 en 2012. [source: Mine Safety and Health Administration]. China registró 7.000 muertes por minas en 2002, pero 2.500 en 2010 [source: Macia].

Aunque la seguridad ha aumentado drásticamente en los países desarrollados, todavía queda un largo camino por recorrer en algunos países en desarrollo. Pero puede llegar el día en que las minas subterráneas no se encuentren entre las fábricas más aterradoras del planeta. Todos.

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Los mineros toman un descanso para almorzar en los viveros improvisados ​​de una de las minas de carbón subterráneas de Illawarra en Australia.  Vea más fotos de minería.

Los mineros toman un descanso para almorzar en los viveros improvisados ​​de una de las minas de carbón subterráneas de Illawarra en Australia. Vea más fotos de minería.

Andy Zakeli / Fairfax Media a través de Getty Images

En 2010, personas de todo el mundo quedaron hipnotizadas por la historia de 33 mineros en Chile atrapados a 700 metros de profundidad en una mina de cobre y oro. Los mineros pasaron más de dos meses allí, llevando comida, aire y cartas de sus seres queridos a través de colinas perforadas hasta su ubicación en una sala de trabajo segura. Mientras tanto, la perforación a gran escala de un pozo ha progresado lentamente. Finalmente, el día 69, los rescatistas tomaron con vida a cada uno de los menores. [source: Boston].

La saga le recordó al mundo no minero una verdad generalmente invisible. En lo profundo de la superficie de la Tierra se encuentran algunas de las fábricas más aterradoras del mundo: minas subterráneas.

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Las minas subterráneas son la alternativa a las minas a cielo abierto. Las minas a cielo abierto excavan de arriba a abajo, un método que puede volverse ineficaz a profundidades superiores a aproximadamente 200 pies (60 metros). [sources: Illinois Coal Association, De Beers]. Las minas de carbón subterráneas pueden hundirse 750 metros en la Tierra y otros tipos incluso más profundamente: las minas de uranio pueden alcanzar los 6500 pies o 2 kilómetros. Pero estas profundidades son extremas; más alto (o más bajo) alrededor de 1000 pies (300 metros) [sources: Times Wire, ARMZ, Illinois Coal Association].

La minería ha cambiado mucho desde las imágenes que tenemos del siglo XIX, cuando hombres con palas agarraban canarios para asegurarse de que el aire subterráneo no fuera tóxico. Las minas modernas tienen amplios sistemas de ventilación y drenaje, redes de comunicación de alta tecnología y máquinas cada vez más computarizadas que reducen la cantidad de humanos necesarios bajo tierra.

Los elementos comunes de todas las minas subterráneas son: pozos de ventilación para eliminar los vapores tóxicos de perforaciones y explosiones; Rutas de escape; acceso a pozos para reducir trabajadores y equipos; túnel de transporte de mineral; pozos de recuperación para transportar el mineral excavado a la superficie; y sistemas de comunicación para enviar información entre la superficie y las profundidades [source: Hamrin].

Sin embargo, ninguno de los míos es igual. Las aplicaciones tecnológicas y las decisiones básicas sobre el diseño y el método de extracción se basan en consideraciones como el tipo de mineral extraído, la composición de la roca circundante, la forma y orientación del cuerpo de la mina, las características geológicas subterráneas y la simplicidad económica. [source: United Mine Workers of America].

Y, al comienzo del proceso, determine lo duro o lo blando.

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