採礦業

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世界主要礦場
智利丘奇卡馬塔,世界最大的露天

採礦業是從地下開採有經濟價值的礦物或其他物質的活動,開採的部位都是礦物比較集中的礦床,採礦業開採的物質包括礬土、鑽石、稀有金屬、石灰石岩鹽等,幾乎任何不能由農業生產的原始物質都是由礦物提供的,從廣義來說,石油天然氣、甚至地下的開採都能算做採礦業範疇。

歷史[編輯]

美國密執安州塔馬拉克礦1905年的礦工合影
Bagger 288煤礦挖掘機

已知最早的人類採礦遺址大概是史瓦帝尼的「獅穴」,根據放射性測定大約是屬於43,000年前的礦穴,當時是開採赤鐵礦用於做原始人圖騰的顏料。在匈牙利也發現了一個原始人開採燧石用於製作武器和工具的礦場。另外在西奈半島也發現一個古埃及開採綠松石的礦場。

1627年,在斯洛伐克第一次使用黑色火藥開礦。

採礦的步驟[編輯]

  1. 探礦,尋找可能存在的礦床;
  2. 勘探,確定礦床的蘊涵量和範圍;
  3. 定量估算礦物的品質和埋藏範圍;
  4. 進行可行性研究,決定是否有開採價值;
  5. 對礦山建設進行經濟規劃;
  6. 開發,建設礦山,開採礦物;
  7. 精選礦物;
  8. 恢復由於開採造成的土地破壞。

採礦技術[編輯]

台灣金礦業黃金博物館

基本分為兩種形式

  • 地表採礦
    • 大型露天採礦
    • 採石場
    • 普通露天開採
    • 砂礦開採
    • 削去山頭開採
  • 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

選礦[編輯]

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,有化學方法和機械方法,包括粉碎、研磨、重力選礦法、選等多道工序,精選後殘餘部分為尾礦,需要拋棄。為了防止污染環境,尾礦的處置也是需要研究的課題。

環境影響[編輯]

由於露天煤礦的酸性廢水排放,造成氧化鐵在溪水中的沉積

採礦業對環境的影響包括水土流失、礦坑造成的地面沉降、生物多樣性的破壞以及採礦過程中含化學物的廢水對地下水的污染等。

現代許多國家對採礦業有嚴格的環境保護和恢復地表狀態的法律法規,保證採礦區域要恢復原有的狀態,甚至要求比採礦以前的環境更好。使用過去的方法採礦,對採礦業限制不嚴格的國家,採礦業會對環境造成無法彌補的傷害,同時會影響人類的健康。

採礦業會對周圍環境和地下水造成相當大的影響,化學物質會集中污染大片地區,例如礦就會產生大約20多種有毒化學物質,會經由排放水和供應水的渠道擴散污染範圍。有嚴格控制法律的國家,採礦業必須有水文專家和地質學家仔細研究處理污染物,一般採用五種單獨措施,處理水污染問題:水分離系統、含污染物廢水集中存塘、地下水採集系統、地表水排放系統和隔離系統。對於含有酸性污染物的水要直接排放到水處理系統處理。

採礦事業[編輯]

以前可以由私人或小公司從事採礦事業,但現代採礦事業需要大量的資本投入,一般都是由國際知名的大企業從事。

採礦人員[編輯]

1910年的美國鐵礦工
賓州礦工工會標誌

現代採礦事業不再僅僅是在地上挖掘,需要許多不同領域的專門人員。直接或間接地加入到採礦行業中來,包括工程師實驗室技術人員、地質學家、環境科學家等,除了直接在礦山工作的人員外,還有許多專業人員為採礦業服務,例如會計律師、營銷人員、公關人員等,還沒有算上成千上萬的礦山機械生產和維修人員。

採礦業雇員的工資一般較高,尤其是在邊遠地區的礦山工作,根據美國勞動統計局的調查,礦工人的工資要高出平均工資的30%,在採礦業工作的大學畢業生或地質工程師平均年工資為8萬美元。在採礦業一般只能工作到46-50歲,但目前到大學學習採礦業的人越來越少。

礦山設計軟體[編輯]

目前礦山設計最大的進步是採用了三維設計軟體,不再像以前人工設計那樣耗費時間,只要勘探人員、地質學家、礦山工程師和其他方面的技術人員輸入必要的數據,軟體可以給出最優化的開採設計。

礦山機械[編輯]

礦山機械要能夠破碎和移走任何硬度的岩石,挖掘機、鑽機、炸藥和卡車是必不可少的,尤其對於露天開採。地下開採的機械更為複雜和昂貴,許多國際著名的這公司生產連續採掘的機械。

安全問題[編輯]

安全問題一直是採礦業最重要的問題,尤其對於地下開採,雖然現代採礦業的比幾十年前要更為安全,但也經常發生礦難事故。2010年3月28日王家嶺煤礦發生透水事故有超過100人被救出。[1] 礦井通風是保障礦工安全的關鍵,通風不好會導致礦工發生矽肺病。尤其在煤礦會造成瓦斯(甲烷)積累,發生爆炸。通風系統是由強力排風扇完成的,使礦井內達道負壓,新鮮空氣會由其他管道輸入礦井,達到良好的空氣循環。從反面教材而言,本溪湖煤礦爆炸中停止向井下送風導致更多死亡。[2][來源可靠?][3]

廢棄的礦井[編輯]

美國亞利桑那州廢棄礦井外的明顯警告標誌:保持距離,保持生存(Stay out, stay alive.)

美國大約有70-80萬個廢棄的礦井,許多還伴隨著被廢棄的村鎮(「鬼鎮」)。專家們強烈警告不要進入這些礦井,不要到那裡去探險。廢棄的礦坑經常有有毒或窒息氣體的累積,或例如蝙蝠等有毒動物生存[4],礦坑周圍還會有土地侵蝕造成的塌陷,進入這些礦坑是非常危險的。每年都會有十幾個人在這些礦井中受到傷害甚至喪命,美國礦山安全和健康署發起一個「保持距離,保持生存」運動,目的為了警告和教育孩子們和成年人在廢棄的礦井附近玩耍和探險是非常危險的。昔日礦場有從高處誤墮地底足以致命及塌陷等危險[5][4][6]。充滿積水的環境對搜救的救護員亦容易造成危險[7]。礦場工人亦較易患上肺病。[8][9][10]

參考[編輯]

  1. ^ 困井下八日八夜 清明節重見天日 115礦工展生命奇蹟. 蘋果日報 (香港). 2010年4月6日 [2018年8月] (中文(香港)‎). 
  2. ^ 世界最大煤矿事故背后藏谎言(图). [2018-08-05]. (原始內容存檔於2012-07-11). 
  3. ^ The world’s worst coal mining disasters. 2014-05-15 [2018-08-05]. (原始內容存檔於2015-08-17). 
  4. ^ 4.0 4.1 金敏琍; 黃學潤. 行山客葬身地 專家:唔好嚟 蓮麻坑五大凶險曝光. 蘋果日報 (香港). 2014年4月1日 [2018年8月] (中文(香港)‎). 蓮麻坑礦洞第一險:礦洞外多個荒廢通風口,均遭雜草遮蔽。第二險:礦洞內有多個隱蔽大窿。第三險:蝙蝠糞便產生無色無味沼氣。第四險:洞內由木柱假石牆建造的支撐位殘舊失修,隨時會倒塌。第五險:洞內有多個水潭,部份深不見底。 
  5. ^ 周鴻熙; 梁澤岡. 遠足迷征蓮麻坑 墮15米深礦井亡 遺體隔晚由直升機吊走. 蘋果日報 (香港). 2014年3月25日 [2018年8月] (中文(香港)‎). 冒險前往前年才局部解禁、滿布礦井的沙頭角蓮麻坑礦洞邊境行山探險,其間疑失足跌落15米深礦井身亡,同伴中途發現失蹤報警。當局搜索逾4小時後終尋獲其屍體,但因天色漆黑,至昨午才由政府飛行服務隊派出直升機到場將屍體吊走。有行山專家形容現場的礦洞陰森恐怖,狹窄陡峭,危險至極,根本不宜遠足。 
  6. ^ 林綺琪. 【香港有金礦?】全港半百礦場只得一個活化 可參考台灣金瓜石. 香港01 (香港). 2017年4月7日 [2018年8月] (中文(香港)‎). 蓮麻坑礦洞過往屬於邊境禁區範圍,至2013年才被剔出禁區範圍。但由於日佔時間日軍曾在此進行盜採活動,令部分支撐礦道的礦柱頂部崩塌,現時礦道有塌陷危機;而且礦場內有多個深達10米的豎井,誤墮足以致命,遊人切勿嘗試進入。(受訪者提供圖片) 
  7. ^ 林綺琪; 陳嘉元(攝). 【香港有金礦?】全港半百礦場只得一個活化 可參考台灣金瓜石. 香港01 (香港). 2017年4月7日 [2018年8月] (中文(香港)‎). 現時有人不理會警告入洞內探險,陳子恆說,礦洞昔日是爆破而成,危險性可想而知;加上每年夏天,洞內的地下水亦會溢出,洞內水勢不可測。洞內有不少直井,容易踏空下墮,而由於礦場內電話一般沒有訊號,救護員亦從未進過洞,若有事要入內搜救,救護員自身亦很危險。(陳嘉元攝) 
  8. ^ 郝君兒. 礦場工人 矽肺病纏終生. 文匯報. 香港. 2005年11月14日 [2018年8月] (中文(香港)‎). 滿足本港大量的建築需求,過去石礦場一直默默耕耘,未來石礦場可能功成身退,在香港絕跡,而過去因在石礦場工作而染上職業病的工人,卻將無可選擇地終生受病患困擾。 
  9. ^ 【野人周記】蓮麻坑的礦山歲月. 蘋果日報 (香港). 2018年6月29日 [2018年8月] (中文(香港)‎). 長年於通風不良的地底工作,最終罹患肺積塵病病逝。小菊頭蝠(相片)。 
  10. ^ 顏寧. 【馬鞍山礦場】義診30年見證變遷 醫生、村民每年聚舊團年. 香港. 2018年2月2日 [2018年8月] (中文(香港)‎). 1987年,每逢星期六下午,那年冬天,第一次義診就有45位村民來看病。歐醫生還記得,早期每次都有40、50人來看病。老礦工還有肺積塵、哮喘病。每逢轉天氣,他們就會氣喘得嚴重;那時候,歐醫生一年要購買3、4次藥,很多都是治癒哮喘的噴劑。 

外部連結[編輯]

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