Industria mineraria

3

Giacimenti alluvionali

Questi giacimenti, detti anche giacimenti detritici o di sedimentazione, sono costituiti da particelle di minerali mescolate a sabbia o ghiaietto. Poiché hanno origine alluvionale, sono generalmente situati nel letto di un fiume o nelle vicinanze di corsi d'acqua. La natura dei processi di concentrazione che portano alla formazione di un giacimento alluvionale è tale che i materiali estratti sono assai concentrati e non ricoperti da strati rocciosi. Il procedimento di estrazione perciò consiste in un movimento di terra relativamente semplice e per separare il minerale di interesse dagli scarti si possono anche adottare sistemi di recupero non chimici. Il materiale di sterro estratto durante l'attività mineraria può essere riutilizzato per colmare lo scavo, quando il processo di estrazione si è spostato in altre zone.

4

Miniere in sotterraneo

Le miniere in sotterraneo possono essere suddivise in miniere di roccia dolce e miniere di roccia dura. La roccia viene classificata come 'dolce' quando non richiede l'uso di esplosivo nella fase di scavo, ma può essere tagliata con gli utensili e i macchinari moderni. Il tipo più comune di roccia dolce è il carbon fossile, ma sono dolci anche il salgemma, la potassa, la bauxite e molti altri minerali. Nelle miniere scavate nella roccia dura, al contrario, l'uso di esplosivi è solitamente indispensabile.

4.1

Coltivazioni in sotterraneo di roccia dolce: carbon fossile

Nella maggior parte dei paesi europei, le miniere di carbon fossile sono le prime a cui si pensa quando si parla di industria mineraria. Fino alla metà del XX secolo si usavano esplosivi e macchine perforatrici anche in queste miniere, ma a partire dal 1950 circa questi metodi furono quasi completamente abbandonati. Oggi infatti si preferisce usare il cosiddetto 'metodo a parete lunga': nel giacimento vengono tagliate due gallerie parallele, distanti circa 300 m l'una dall'altra; tra le due gallerie principali viene quindi scavata una galleria di raccordo e una parete di questa diventa il fronte di abbattimento del carbone. Ai lati della galleria di avanzamento, in prossimità del fronte di abbattimento, vengono collocati robusti piloni idraulici che sostengono una volta di protezione del personale e delle attrezzature; davanti ai piloni è situato un trasportatore a catena, le cui fiancate sostengono un escavatore continuo, che taglia il carbone mediante un tamburo dentato in rotazione contro il fronte di abbattimento. Quando vengono tagliati, i pezzi di carbone cadono sul trasportatore a catena, che li porta fino al termine della parete di estrazione. Qui il carbone viene posto su un nastro trasportatore e trasferito al pozzo, oppure direttamente fuori dalla miniera. Quando la parete della galleria è stata abbattuta completamente, l'intero sistema di sostegno viene spostato in avanti e l'escavatore inizia a tagliare nella direzione opposta. Nella parte di galleria privata del sistema di sostegno idraulico la volta crolla, per cui questo metodo d'estrazione provoca sempre sprofondamenti del suolo sovrastante.

In Sudafrica, negli Stati Uniti e in Australia è molto usato il metodo di coltivazione a camere e pilastri, in cui speciali macchine per cantieri sotterranei scavano un reticolo di gallerie separate da pilastri di carbone lasciati in piedi affinché sostengano la volta. Questo metodo di estrazione lascia una percentuale significativa di carbone inutilizzata sotto forma di pilastri, ma solitamente provoca problemi sensibilmente minori di cedimento del terreno sovrastante.

4.2

Coltivazioni in sotterraneo di roccia dura: metalli e minerali

Nella maggior parte di queste miniere la roccia viene frantumata con un esplosivo, oppure mediante macchine perforatrici idrauliche o ad aria compressa. Gli esplosivi vengono posti nei fori eseguiti dalle macchine e fatti esplodere in modo da rompere la roccia. Il materiale frantumato viene caricato su carrelli, spesso azionati da motori diesel e montati su pneumatici, che lo scaricano nei cosiddetti 'fornelli di gettito' o 'discenderie' (piccoli canali molto ripidi, scavati appositamente, che comunicano con un livello inferiore). La roccia cade quindi sul fondo del pozzo, dove viene prelevata da benne e portata, all'esterno della miniera, all'impianto di trattamento (se si tratta di minerali grezzi) o alla discarica (se si tratta del materiale di scarto).

Per poter estrarre i minerali è necessario scavare una rete di gallerie d'accesso che normalmente vengono realizzate nella roccia che circonda il giacimento. Questo lavoro è detto 'sviluppo' e nelle grandi miniere, come la miniera di platino di Rustenberg in Sudafrica, possono essere creati ben 4 km di gallerie al mese. La rimozione del minerale stesso è detta 'coltivazione in sotterraneo' e la scelta del metodo da utilizzare per questa fase dipende dalla forma e dall'orientamento del giacimento. Nei giacimenti tabulari piatti è necessario installare impianti altamente meccanizzati per il caricamento e il trasporto della roccia frantumata. Quando, al contrario, i giacimenti sono molto scoscesi, una grande parte del lavoro di spostamento della roccia può essere effettuata sfruttando la forza di gravità. Nel metodo di coltivazione a frana, la forza di gravità viene utilizzata anche per rompere la roccia: il blocco da rompere viene intagliato alla base e fatto crollare sotto il suo stesso peso. La coltivazione in sotterraneo è il metodo di estrazione più pericoloso ed è per questa ragione che i minatori optano, quand'è possibile, per gli scavi a cielo aperto.

5

Coltivazione a dragaggio

Il dragaggio in acque poco profonde è probabilmente il metodo di coltivazione più economico che esista. In specchi d'acqua che non superano i 65 m di profondità, per recuperare i sedimenti incoerenti si possono utilizzare draghe dotate di teste da taglio montate all'estremità di condotti aspiranti oppure draghe a catena di cucchiaie o di tazze. Le coltivazioni oceaniche rappresentano invece una grande sfida per il futuro: allo stato attuale esse sono situate sulle piattaforme continentali, in acque relativamente poco profonde, perché le nuove tecniche per l'estrazione di minerali dal fondo degli oceani sono ancora a livello sperimentale. Nei fondali oceanici, a profondità di 2500-3500 m, sono stati scoperti i cosiddetti noduli di manganese, blocchi di roccia isolati che contengono abbondanti quantità di manganese e percentuali significative di altri metalli, come il rame e il nichel.