概述
採礦是從地下開採有經濟價值的礦物或其它物質。採礦開採的物質包括鋁礬土,煤,鑽石,鐵,稀有金屬,鋁,石灰石,鎳,磷,岩鹽,錫,鈾和鉬等,幾乎任何不能由農業生產的原始物質都是由礦物提供的,從廣義說,石油,天然氣,甚致地下水的開採都能算作採礦業範疇。
從發現礦藏,開採到冶煉,包含有幾個不同步驟。第一步是通過勘探找出礦藏,確定這個礦的位置和範圍和價值。可能還要用數學方法去估算礦物的多少和等級。是否值得投資,工程有何難點和風險等。一旦經分析決定開採這個礦,就要做各種準備採礦的條件。
技術
採礦基本分為二種形式的技術:
1.地表採礦技術:大型露天採礦、採石場、普通露天開採、砂礦開採、消去山頭開採
2.地下採礦:淺礦床開採、斜井採礦、直井採礦、硬岩採礦、鑽井採礦
表面採礦是很普遍的,約占採礦業的80%。礦分為二大類:1.砂礦床;有用材料發現在河邊的碎石,海沙灘和其它不合併的材料中;2.脈狀礦床,有用的材料在實際的大岩脈,岩層或礦粒內。二種礦都用到表面或地下採礦方法。
砂礦床材料加工主要用重力分離方法,加工前狠少需要震動或洗去分離沙或碎石。加工脈狀礦,無論表表面或地下開採的岩礦,提取有用材料前都需要打碎和粉碎。脈狀礦打碎後,要用一種或幾種機械和化學技術提取有用材料。
大部稀土元素和鈾的採礦要用如瀝濾等非普通的方法:這些技術包括既不在表面,也不在地下挖掘,提取這些礦物要求它們能溶解;即鉀鹼,氫氧化鉀,氯化鈉,硫酸鈉,它們溶於水。有些礦物,如銅礦和鈾氧化物要求酸或碳酸鈉溶液去溶解。
表面採礦要移去表面植物,髒物。如需要,移去所蓋的岩石,以達到所埋的礦物。表面採礦技術包括:1.露天採礦;露天把礦物采出,採石工程或收集建築材料。2.剝去採礦:把礦物的表面層剝去。3.山頂移去;一般為採煤。它把山頂移去,以達到埋在一定深度的礦物。4.垃圾埋填採礦。
路面下層採礦為在地下挖通道或豎井以到達礦物處。通過豎井或通道把要加工的礦物,待處理的廢岩石運出地面。路面下層採礦按所用豎井的類型或用來達到礦物的技術分類:1.淺礦床開採;使用水平隧道。2.斜井採礦和豎井採礦。在硬或軟岩石中採礦要求不同的技術。
其它的採礦法還有:1.收縮采場採礦;向上挖斜的地下房間。2.長壁開採法;表面採礦法還有:1.硬岩石開採法;2.鑽孔採礦法;3.飄移和填沖挖掘採礦法;4.分段子級別採礦法(sub level caving1);5.分塊崩開採法。
機械
採礦的勘探和開採都需要重機械去搬移和儲存重物,去打碎和移動岩石,加工礦物。挖掘需用推土機,鑽機,卡車等。在砂礦床開採時,將不合併的碎石,或沖積層送入有儲料槽或震動篩,或礦石篩,把要開採的礦物和碎石分開。礦物送到斜水槽內。
挖掘場用大鑽機並得到分析樣品。纜車用來運送礦物和廢料。升降機用來從地下礦井運出礦物和岩石。表面採礦用大卡車,鏟車和起重機移去重物和礦物。加工工廠可用大粉碎機,磨粉機,反應器和烘烤器及其它設備去合併富礦材料和從礦物中提取化合物和金屬。
選礦
選礦是一門專業的科學技術,從礦石中提煉濃縮有價值的礦物。選礦有化學方法和機械方法,包括粉碎,研磨,重力選礦法,水選等多道工序。選後剩下的部份為尾礦。需要拋棄。為了避免污染環境,尾礦處理也是需要研究的課題。