Industria mineraria

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Coltivazione mediante pozzi di trivellazione

Numerosi materiali possono essere estratti trivellando il terreno senza ricorrere allo scavo di pozzi o di gallerie. Ciò vale per tutte le sostanze liquide, di cui petrolio e acqua sono gli esempi più comuni. Inoltre, tutte le sostanze idrosolubili possono essere estratte pompando acqua all'interno del giacimento mediante un pozzo di trivellazione, in modo che queste possano sciogliersi per formare una coltivazione disciolta. In alternativa, è possibile applicare un altro metodo, generalmente chiamato 'lisciviazione in loco', che consiste nell'utilizzare un solvente diverso dall'acqua, particolarmente adatto a sciogliere un determinato minerale presente nella roccia.

6.1

Coltivazione dello zolfo

Lo zolfo rappresenta un caso a parte perché avendo punto di fusione relativamente basso (108 °C) può essere facilmente liquefatto ed estratto mediante pompaggio in superficie. Il procedimento utilizzato per estrarre lo zolfo è relativamente semplice. Una certa quantità di acqua salata calda viene pompata in un tubo inserito all'interno del pozzo che è stato trivellato nel giacimento di zolfo (si usa acqua salata perché ha punto di ebollizione più elevato e perciò può essere riscaldata oltre la temperatura di fusione dello zolfo). Non essendo idrosolubile, lo zolfo fonde senza sciogliersi e può essere estratto con un'operazione di pompaggio eseguita mediante un tubo situato all'interno di quello stesso usato per l'acqua. Un terzo tubo, a sua volta posto dentro il secondo, introduce nel pozzo aria compressa, con lo scopo di facilitare il pompaggio. Miniere di questo tipo esistono in Polonia, dove il metodo fu messo a punto, e al largo della Louisiana, nel golfo del Messico.

6.2

Coltivazioni disciolte

Il metodo di estrazione delle sostanze idrosolubili, le più comuni delle quali sono il salgemma e la potassa, è la trivellazione delle saline, seguita dall'inserimento nel pozzo di una serie di tubazioni simili a quelle utilizzate per lo zolfo, attraverso le quali si introduce acqua nel giacimento; per azione dell'acqua il sale si scioglie e la soluzione che ne deriva può essere estratta dal pozzo mediante pompaggio, per poi recuperare il sale in superficie. Questo metodo di coltivazione è utilizzato in molte delle numerose miniere di salgemma italiane.

6.3

Lisciviazione in loco

La lisciviazione normalmente viene considerata un metodo alternativo per estrarre alcuni metalli, in particolare l'uranio e il rame. Comporta sempre l'impiego di due pozzi di trivellazione distinti: il primo per iniettare il solvente nel giacimento e il secondo per recuperare le soluzioni 'gravide'. Il giacimento deve essere poroso, in modo che il solvente possa fluire da un pozzo di trivellazione all'altro, dissolvendo in tal modo il minerale o il metallo che si desidera estrarre. È inoltre preferibile che la roccia che circonda il giacimento sia impermeabile, per avere un maggiore controllo del solvente. Quando possibile, dovrebbero essere usati solventi non tossici, dal momento che essi potrebbero penetrare nelle rocce limitrofe. La lisciviazione in loco presenta diversi vantaggi dal punto di vista ambientale: innanzi tutto l'azione di abbattimento della roccia è molto limitata, e in secondo luogo le successive operazioni di sgombro del terreno sono molto semplici da attuare. Le miniere di uranio del Texas meridionale sono un esempio di questo tipo di coltivazione.

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Sicurezza nelle miniere

In tutti i tipi di miniera è necessario affrontare problemi relativi alla sicurezza, ma misure particolari devono essere adottate per gli scavi sotterranei, che sono i più pericolosi. Il pericolo deriva dalla natura stessa della miniera: si tratta, infatti, di una costruzione nella roccia naturale, che non è un buon materiale per questo tipo di operazioni; in particolare, è statisticamente dimostrato che le miniere di roccia dolce sono più pericolose di quelle di roccia dura.

La principale causa di incidenti in miniera è il distacco di grossi pezzi di roccia dalle pareti delle gallerie e dei pozzi. Dello stesso tipo sono gli incidenti provocati da pezzi di roccia che cadono per altre cause, ad esempio dagli impianti di trasporto. La seconda causa di incidenti è costituita dai macchinari mobili. Altri pericoli sono rappresentati dagli esplosivi, dalle inondazioni improvvise e dalle esplosioni di grisù, o gas di miniera, che si possono verificare in tutte le miniere, ma sono più comuni in quelle di carbone.

Anche la profondità stessa della miniera può rappresentare un serio pericolo, perché il peso delle rocce che sovrastano le gallerie di estrazione può vincere la resistenza della roccia e determinarne il crollo improvviso (un fenomeno noto come 'colpo di tensione'). Da molti anni sono in corso studi tendenti a migliorare il metodo di coltivazione delle miniere in modo da eliminare o ridurre al minimo la possibilità che si verifichino tali evenienze.

Oltre che al pericolo di incidenti, i minatori sono sottoposti al rischio di contrarre malattie, soprattutto nelle miniere in sotterraneo. Tutte le miniere producono polveri che, se inalate, possono causare gravi malattie polmonari, quali la silicosi e l'asbestosi, e in generale disturbi dell'apparato respiratorio. I fumi degli esplosivi, che contengono ossidi di azoto, sono estremamente tossici; possono inoltre essere presenti altri gas tossici, come l'acido solfidrico e il monossido di carbonio. Molte miniere, e in particolare quelle di uranio, presentano anche il pericolo di radiazioni, poiché le loro rocce emettono radon, un elemento gassoso radioattivo.

A causa dei pericoli inerenti al lavoro in miniera, esistono norme di sicurezza estremamente severe nella maggior parte dei paesi in cui l'industria mineraria è molto sviluppata: particolare attenzione è posta alla qualità dell'aria, al sostegno degli strati coltivati, agli esplosivi, all'illuminazione e al rumore.

Spesso però gli incidenti in miniera sono causati da errori umani: non si può dunque trascurare un'adeguata formazione per tutti coloro che svolgono la loro attività nei giacimenti, a tutti i livelli. Grande attenzione naturalmente è posta ai metodi di progettazione delle miniere, per cercare di costruire strutture sempre più sicure: ad esempio, i sistemi di sostegno usati nelle miniere di carbone che impiegano il metodo a parete lunga hanno contribuito in modo decisivo a ridurre gli incidenti dovuti ai crolli.