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[editar] Historia
El primer intento en extraer minerales de la tierra fue realizado por gente prehistórica que excavó hoyos y túneles para colectar minerales que fueron utilizados para crear pigmentos como también para hacer herramientas y armas. La minería de estaño y cobre tomó lugar alrededor del 3500 A.C. Para construir las grandes y monumentales pirámides de Egipto, la piedra fue extraído. Otras antiguas civilizaciones como los Romanos se dieron cuenta de la riqueza en la producción de minerales y por consiguiente ocuparon las minas de plata, oro, y plomo de las naciones que conquistaron. Después de la división del Imperio Romano en 400 D.C., durante los siguientes 1000 años avances en minería fueron lentos y hasta no existentes.[1]
La minería del carbón y el hierro comenzó en Europa en los 1400s, y se difundió rápidamente hacia naciones como Francia, Alemania, y Suecia. Al otro lado del planeta, en Sudamérica, Los Incas también trabajaron en minería usando los metales para la construcción de armas, herramientas, y joyas. Talvez la mayor revelación en minería ocurrió en los 1500s, cuando la pólvora fue introducida por primera vez en minas Europeas para explotar rocas. En los 1700s, el uso de pólvora en la minería se volvió una practica general.[2]
No fue hasta los 1700s que la minería tomó lugar en Norte América. Colonizadores Europeos llegando a América trasladaron su conocimiento. Por ejemplo, uno de los primeros momentos en operaciones mineras en los Estados Unidos fue realizada por exploradores Franceses que trabajaron en minas extrayendo plomo y zinc en el Suroeste de Missouri. La extracción minera de oro siguió rápidamente en 1799 en Norte de Carolina. El descubrimiento de oro en un lugar llamado Sutter’s Mill generó la infame Fiebre del Oro de 1848 en California. El Fiebre del Oro elevó a la minería como una industria viable en Norte América y encaminó la minería hacia el descubrimiento de otros materiales como plomo, cobre, y plata que también podían ser extraídos. El trabajo minero para la extracción de carbón como fuente de combustible también fue emprendido en Pennsylvania mas o menos al mismo tiempo. Talvez dos de los minerales mas extraídos en que revolucionaron la industria minera en Norte América fueron el carbón y el oro.[3]
[editar] La minería de carbón en Norte América
La minería del carbón evolucionó como una industria importante tanto como para Estados Unidos como para Canadá. En estas dos naciones, este trabajo minero fue particularmente relevante al cambio de siglo cuando durante la era industrial el carbón servia como fuente principal de combustible. Históricamente, el carbón a sido utilizado para la iluminación y electricidad, para la calefacción domestica, como energía industrial, como combustible en ferrocarriles, en motores a vapor, entre otros métodos de transporte.
El primer trabajo minero de carbón documentado removió 50 toneladas en 1748.[4] En Canadá, la primera mina de carbón, que fue una operación relativamente pequeña, se realizo en el Grand Lake en 1639. En 1720, soldados franceses abrieron una mina de carbón cerca de Cow Bay en Cape Breton. La mina suministró carbón a la fortaleza en Louisbourg y eventualmente se expandió hacia el sur como Boston y otros puertos Americanos. La producción de carbón en Nova Scotia se expandió exponencialmente y para el 1820, un total de 21 carboneras estaban operando.[5]
La producción de carbón también empezó rápidamente en otras provincias por el incremento de demanda. La minería comercial del carbón empezó en New Brunswick en 1825. El carbón también fue minado por primera vez a mediados del Siglo XIX en la Isla de Vancouver, en pueblos como Nanaimo y Cumberland. Mientras que el camino a la vía férrea transcontinental estaba en British Columbia, y se expandía al este hacia Alberta, mas minas carboneras aparecieron cerca de Lethbridge, Banff, Drumheller, y Edmonton. La yuxtaposición de las minas carboneras adyacentes a las líneas de las vías férreas era común por lo que carbón era usado como fuente primaria de combustible para ferrocarril y motores a vapor.[6] Las vías férreas también previeron medios de transporte para trasladar carbón para su uso en otros lugares. En 1967, la producción anual de carbón alcanzó los 3 millones de toneladas. En 1911, las provincias al Oeste de Canadá emergieron como lideres de la producción de carbón de la nación y hasta hoy en día produce 95 por ciento del abastecimiento a pesar de las bajas en el mercado durante los 1950s y 1960s.[7]
Los niveles de la producción global del carbón típicamente esta correlacionada con la demanda para su uso. En los Estados Unidos, por ejemplo, la producción de carbón en algunos de los 38 estados que una vez según se dice el carbón minero había incrementado notablemente décadas atrás, y en otros estados, solo a sido revivida recientemente.[8]
En los 1950s, el uso del carbón era para la calefacción domestica, energía industrial, y transportación. Sin embargo, eventualmente estos mercados tradicionales para el uso del carbón cambiaron por el uso de productos petroleros como el petróleo y la gasolina. Como resultado, las ganancias de la producción del carbón cayeron dramáticamente.[9]
[editar] Desarrollos en la minería de carbón
En los tempranos días de la producción minera del carbón, métodos subterráneos fueron empleados para acceder y minar carbón. El carbón era minado de filones que eran accedidos a través de túneles hechos en la tierra. Un túnel principal era construido primero, para luego construir túneles subsecuentes ramificados del principal que eran hechos paralelamente a los filones. Mientras que la minería subterránea progresaba, una red de túneles y tales trabajos podían expandirse millas afuera. Los dos métodos más comunes para la extracción de carbón en antiguas minerías carboneras en Norte América como también Europa fueron la minería de cámaras y pilares y la minería de frente largo.
Por los 1900s, mejoramientos substanciales condujeron a la mecanización de minas carboneras. Después de la Segunda Guerra Mundial trabajadores mineros eran equipados con cascos y botas con acero. La introducción de taladros de aire comprimido, máquinas cortadoras de carbón, y después, transportadores y cargadores subterráneas también se convirtieron en piezas importantes del equipamiento para la minería carbonera.[13] Avances tecnológicos también significaron que los ferrocarriles fueran pronto reemplazados por cargadores eléctricos y conveyor belts en el transporte de carbón fuera de las minas.
[editar] La fiebre del oro en Norte América
La primera significante Fiebre del Oro en los Estados Unidos fue la Fiebre de Oro de Georgia en las Montañas Appalachian en 1829. En 1984 a esta la continuó la Fiebre del Oro de California en la región de Sierra Nevada, y esta rápidamente se extendió ocasionando otras fiebres de oro ocurriendo al Oeste de Norte América y moviéndose gradualmente hacia el norte a través de las regiones del Canon de British Columbia y las Montañas Rocosas y hasta el interior de la provincia.[14]
[editar] Desarrollos en minería de oro
La minería de oro anterior al avance de maquinaria minera fue al comienzo primordialmente un trabajo operado en la superficie y de una base individual. Conocido como placer mining, un tipo de minería a cielo abierto o minería a tajo abierto, el proceso envolvía un minero comprando una declaración o pagando por tierra para después remover capas de sobrecarga. La pay dirt era sacudida a través de un caja rockera que permitía la eliminación de grandes piedras y rocas. Los escombros que permanecían eran después pasados por un canal, un aparato que lavaba el pay dirt a través de un trough angular. Lo que permanecía después de este proceso era oro y arena negra que podía ser lavada a mano. Una vez que los depósitos de oro de la superficie eran agotados los mineros empezaban a organizarse en mayores grupos mineros. Esto condujo a la extracción de oro descendente hacia el interior de la sub-superficie de la tierra. Compañías grandes que trabajaron en tramos grandes de tierra y emplearon bastantes hombres eventualmente reemplazaron mineros de oro y placer mining.[15]
[editar] Tipos/Procesos
[editar] Minería de la superficie
La minería de la superficie es el método menos costoso para la extracción de minerales de la tierra. La excavación del área de la superficie es de diferentes niveles (stepped), benched (plana), o sloped (inclinada), y puede alcanzar profundidades de 1,500 pies (460 m).[16] La mayor parte del carbón, por ejemplo, es extraído utilizando este método.
En la minería de la superficie, el material conocido como sobrecarga es removido de la superficie de la tierra para que la mena o el coal bed pueda ser extraído y después mantenido. El overburden puede ser removido utilizando varios métodos como el explotación a cielo abierto y las canteras.
En la minería a cielo abierto, la suave sobrecarga o desperdicio de tierra que yace encima del depósito de la mena o del carbón es removido y puesto a un lado. En esta manera, las áreas excavadas permanecen llanas, permitiendo al área poder ser re-nivelada a la preexistente topografía. La minería de la cima de una montaña es similar al strip mining en lo que el overburden encima de un depósito de carbón es removido, pero después es usado para llenar valles adyacentes en vez de ser usado para la restauración de las topografías preexistentes.
Las canteras son significantemente más trabajosas. También conocida como mina a tajo abierto, este método de extracción incluye low-grade ore esporádicamente esparcida a lo largo de todo un existente rock bed en lugar de concentrada en una vein o un pocket. Cortes o extracciones son hechas en la superficie de la tierra y permanecen abiertas por el periodo de vida de la mina. El objetivo principal de la minería a tajo abierto es remover grandes cantidades de rocas al menor precio posible. Esto es realizado taladrando y explotando rock beds a pedazos de razonables tamaños los cuales después son transportados a un concentrador o a una planta de tratamiento. Las minas a tajo abierto pueden tomar décadas en ser excavadas, y renivelar el terreno no es económicamente viable
La minería aluvial es usada para recuperar minerales como el oro de beds conocidas como placer deposits. Estos depósitos son removidos mecánicamente agitando la arena y gravilla en pans simples o separando los placer minerals de la arena y gravilla usando un sluice box.
La maquinaria envuelta en las operaciones de la minería de la superficie típicamente incluye: excavadoras para cavar la tierra, cargadores sobre neumáticos para mover el material, camiones de volteo (a veces llamados camiones “monstruo”) para transportar y mover materiales, tractores sobre orugas para empujar la tierra alrededor y para arreglar el terreno cuando la mina cierra, y motoconformadoras para nivelar el terreno para la minería y también para arreglarlo después de que cierre la mina.[17]
[editar] Minería subterránea
Si es que la minería de la superficie se vuelve muy costosa para una operación, entonces minería subterránea es necesaria. Esto envuelve la excavación de túneles y cuartos bajo tierra para tener acceso a depósitos de menas, las cuales son usualmente de alto valor y concentradas en estrechos lugares o inusuales ricos depósitos.
Un factor utilizado para determinar a la minería subterránea como una alternativa viable a la minería de la superficie es strip-ratio, el número de unidades de desperdicios materiales en una superficie que deben ser removidos para poder extraer una unidad de mena.[18] Una vez que este número es muy elevado, minería de la superficie deja de ser una opción viable. Con la minería subterránea, el objetivo principal es remover la mena lo más económico y seguro posible sin mucho desperdicio.
El ingreso a una mina subterránea es típicamente a través de varios puntos de entradas incluyendo: pozos, socavos o conductos subterráneos, pendientes, y túneles. Los socavos o conductos subterráneos son pasajes horizontales construidos dentro de una ladera, los pozos son túneles verticales construidos descendentemente desde la superficie, y las pendientes son pasajes inclinados excavados hacia adentro desde una montaña. La mena es minada típicamente en cuartos con pilares que proveen soporte crítico al techo y son hechos de material sobrante. Un stope es un cuarto abierto producido por la eliminación de mena en el cual la minería se esta realizando. Una conexión vertical interna entre dos cuartos o niveles extendiéndose cuesta abajo es referida como winze, y cuesta arriba, raise.
Las minas subterráneas pueden ser excavadas usando una variedad de métodos. La minería de cámaras y pilares consiste en intersectar cuartos subterráneos con el techo sosteniendo por pilares. Los pilares son después minados cuando la mina o una parte de la mina cierra. El techo se hunde después de que los pilares del cuarto son minados. Este método de minería es común en minas carboneras.
La minería de frente largo implica usar una pieza de equipo llamada minador continuo para cortar carbón u otras capas minerales de las paredes de los cuartos.
La minería de montaña es cuando el mineral o la roca a ser minada es localizada al lado de una montaña y una entrada horizontal es cavada un poco más bajo que la roca o el venero mineral, haciendo que el procedimiento de recuperar sea más fácil y asequible.
La minería en pozo es la forma de minería subterránea más profunda. Cuando las rocas o minerales se encuentran a demasiada profundidad bajo tierra para ser accedidas por minería de la superficie, un superintendente o túnel es cavado hacia el fondo de la mina y un elevador es usado para transportar a los trabajadores y el equipamiento. Túneles mas cortos y pequeños también se ramifican del pozo principal para acceder a la mena. La mena es dinamitada para poder aflojarla y después es transportada de regreso a la superficie a través de un pozo secundario y finalmente cargada en camiones. También hay conductos de aire que proveen ventilación.
La minería inclinada es cuando el carbón o la mena es localizada a una considerable profundidad y paralela a la tierra. Pozos son taladrados y cavados con inclinación debido a que construir pozos cuesta abajo pueden posar serios problemas y pueden ser muy riesgosos y peligrosos.
La minería barreno es un hoyo hecho en el suelo comúnmente profundo para alcanzar cualquier roca o mena que va a ser extraída. Una larga herramienta en forma de un tubo es insertada al hoyo. Agua es forzada a través del tubo y hay lugares en que el agua puede ser empujada de vuelta. El agua se combina con los minerales, rocas, y tierra creando un lodo o compuesto acuoso.[19] Este lodo es bombeado hacia la superficie y guardado en un gran depósito donde el agua es escurrida y la mena separada.
En la minería de roca dura hay una abertura llamada socavo, la cual es el punto de entrada hacia la mina subterránea. Túneles, llamados pozos, también son explotados con dinamita o pueden ser taladrados verticalmente. Estos pozos tienen diferentes propósitos como el transporte de trabajadores o equipo o proveer ventilación de aire. Los túneles son divididos en varios cuartos con pilares de roca que asemeja un tipo de edificio subterráneo con cuartos encima de cuartos. Cuando los mineros deciden parar de extraer carbón o mena de una mina, ellos conducen algo llamado “robar los pilares”. Después de salir del cuarto, el carbón es extraído de los pilares que sostienen el techo y este cede. Hard rock mining es muy peligroso por lo que es llevado acabo en un lugar bastante profundo y los mineros pueden ser expuestos a mortales gases, colisiones de cuartos, y explosiones.
Maquinaria envuelta en operaciones de minería subterránea incluye equipo bastante especializado. Camiones de volteo articulados movilizan grandes cantidades de materiales a través de la mina y pueden maniobrar con más facilidad que los camiones de volteo regulares. El equipo de minería de frente largo es usado para cortar largas capas de carbón de las paredes y para sostener el techo. Carros de servicio eran usados para transportar el carbón o la mena afuera de la mina, sin embargo, hoy en día, el uso camiones para esto es más común.[20]
[editar] Lista de Equipo
- Camión cisterna
- Camión de roca
- Camión de volteo
- Camión de volteo articulado
- Cargadora
- Cargador ANFO
- Cargadora retroexcavadora
- Cargador sobre neumáticos
- Cargador sobre orugas
- Cargadora transportadora
- Central de mezcla
- Compactador
- Corona de diamantes
- Dozer sobre neumáticos
- Draga
- Excavadora
- Excavadora de cable
- Excavadora giratoria
- Excavadora hidráulica
- Grúa
- Grúa móvil sobre orugas
- Minador continuo
- Monitor hidráulico
- Montacargas
- Motoconformadora
- Motor scraper
- Oruga
- Pala frontal hidráulica
- Retroexcavadora
- Road header
- Taladro de fondo
- Taladro de roca
- Tractor sobre orugas
- Transportador
[editar] Referencias
- ↑ Kroeger, Edwin Bane. Mining. World Book Online Reference Center, 2008.
- ↑ Kroeger, Edwin Bane. Mining. World Book Online Reference Center, 2008.
- ↑ Kroeger, Edwin Bane. Mining. World Book Online Reference Center, 2008.
- ↑ History of Coal Use. ByDesign.com, 2008-09-30.
- ↑ Coal: History in Canada. The Canadian Encyclopedia, 2008-09-30.
- ↑ Coal: History in Canada. The Canadian Encyclopedia, 2008-09-30.
- ↑ Coal: History in Canada. The Canadian Encyclopedia, 2008-09-30.
- ↑ History of Coal Use. ByDesign.com, 2008-09-30.
- ↑ Coal: History in Canada. The Canadian Encyclopedia, 2008-09-30.
- ↑ Mining Coal - Costs - Poisonous Gases. Sparwood Virtual Museum of Coal Mining, 2008-09-30.
- ↑ Mining Coal - Costs - Ventilation. Sparwood Virtual Museum of Coal Mining, 2008-09-30.
- ↑ Mining Coal - Costs - Ventilation. Sparwood Virtual Museum of Coal Mining, 2008-09-30.
- ↑ Mining Coal - Methods - History. Sparwood Virtual Museum of Coal Mining, 2008-09-30.
- ↑ History of gold mining. Kingsgate Consolidated Limited, 2008-09-30.
- ↑ History of gold mining. Kingsgate Consolidated Limited, 2008-09-30.
- ↑ Mining. HighBeam Encyclopedia, 2008-09-30.
- ↑ Mining Machinery. Library.Thinkquest.org, 2008-09-30.
- ↑ Mining. HighBeam Encyclopedia, 2008-09-30.
- ↑ Borehole Mining. Library.Thinkquest.org, 2008-09-30.
- ↑ Mining Machinery. Library.Thinkquest.org, 2008-09-30.
