Добыча полезных ископаемых — это извлечение ценных геологических материалов и минералов с поверхности Земли . Добыча полезных ископаемых необходима для получения большинства материалов, которые невозможно вырастить с помощью сельскохозяйственных процессов или создать искусственно в лаборатории или на фабрике. Руды , добываемые путем добычи полезных ископаемых, включают металлы , уголь , горючие сланцы , драгоценные камни , известняк , мел , блочный камень , каменную соль , поташ , гравий и глину . Руда должна быть горной породой или минералом , содержащим ценный компонент, который можно извлечь или добыть и продать с целью получения прибыли. [1] Добыча полезных ископаемых в более широком смысле включает добычу любого невозобновляемого ресурса, такого как нефть , природный газ или даже вода .
Современные процессы добычи полезных ископаемых включают разведку рудных тел, анализ потенциальной прибыли предлагаемой шахты, добычу желаемых материалов и окончательную рекультивацию или восстановление земли после закрытия шахты. [2] Горнодобывающие материалы часто добываются из рудных тел, жил , пластов , рифов или россыпных месторождений . Эксплуатация этих месторождений для получения сырья зависит от инвестиций, рабочей силы, энергии, очистки и транспортных расходов .
Добыча полезных ископаемых может оказывать негативное воздействие на окружающую среду как во время добычи полезных ископаемых, так и после закрытия шахты. Поэтому большинство стран мира приняли правила, чтобы уменьшить воздействие; однако, чрезмерная роль добычи полезных ископаемых в создании бизнеса для часто сельских, отдаленных или экономически депрессивных общин означает, что правительства часто не в состоянии в полной мере обеспечить соблюдение таких правил. Безопасность труда также долгое время была проблемой, и там, где она обеспечивается, современные методы значительно повысили безопасность на шахтах. Нерегулируемая, плохо регулируемая или незаконная добыча полезных ископаемых , особенно в развивающихся экономиках , часто способствует местным нарушениям прав человека и экологическим конфликтам . Добыча полезных ископаемых также может увековечить политическую нестабильность посредством конфликтов за ресурсы .
С самого начала цивилизации люди использовали камень , глину и, позднее, металлы , найденные близко к поверхности Земли. Они использовались для изготовления ранних инструментов и оружия; например, высококачественный кремень , найденный на севере Франции , юге Англии и Польши, использовался для создания кремневых инструментов . [3] Кремневые рудники были обнаружены в меловых районах, где пласты камня сопровождались подземными шахтами и галереями. Шахты в Граймс-Грейвс и Кшемёнки особенно известны и, как и большинство других кремневых рудников, имеют неолитическое происхождение (ок. 4000–3000 гг. до н. э.). Другие твердые породы, добытые или собранные для топоров, включали зеленый камень топорищ Лэнгдейлской индустрии топоров, базирующейся в английском Озерном крае . [4] Самая старая известная шахта, известная археологическим данным, — это шахта Нгвенья в Эсватини (Свазиленд) , которой, по данным радиоуглеродного датирования , около 43 000 лет. На этом месте палеолитические люди добывали гематит для изготовления красного пигмента охры . [5] [6] Считается, что шахты аналогичного возраста в Венгрии являются местами, где неандертальцы могли добывать кремень для оружия и инструментов. [7]
Древние египтяне добывали малахит в Маади . [8] Сначала египтяне использовали ярко-зеленые камни малахита для украшений и керамики . Позже, между 2613 и 2494 годами до нашей эры, крупные строительные проекты требовали экспедиций за границу в район Вади-Магаре, чтобы обеспечить минералы и другие ресурсы, недоступные в самом Египте. [9] Карьеры бирюзы и меди были также найдены в Вади-Хаммамат , Туре , Асуане и различных других нубийских местах на Синайском полуострове и в Тимне . [9] Карьеры гипса были найдены в местечке Умм-эль-Савван; гипс использовался для изготовления погребальных предметов для частных гробниц. Другие полезные ископаемые, добытые в Египте со времен Древнего царства (2649-2134 гг. до н.э.) до римского периода (30 г. до н.э. - 395 г. н.э.), включают гранит , песчаник , известняк , базальт , травертин , гнейс , галенит и аметист . [10]
Добыча полезных ископаемых в Египте велась еще во времена самых ранних династий. Золотые рудники Нубии были одними из самых крупных и обширных в Древнем Египте. Эти рудники описаны греческим автором Диодором Сицилийским , который упоминает поджигание как один из методов, используемых для разрушения твердой породы, содержащей золото . Один из комплексов показан на одной из самых ранних известных карт добычи. [11] Шахтеры измельчали руду и измельчали ее до состояния тонкого порошка, прежде чем промывать порошок для получения золотой пыли, известной как процессы сухого и мокрого прикрепления. [12]
Добыча полезных ископаемых в Европе имеет очень долгую историю. Примерами служат серебряные рудники Лавриона , которые помогали поддерживать греческий город-государство Афины . Хотя на них работало более 20 000 рабов , их технология была по сути идентична их предшественникам из Бронзового века . [13] На других рудниках, таких как остров Тасос , мрамор добывался паросцами после того, как они прибыли в 7 веке до нашей эры. [14] Мрамор был отправлен на корабле и позже был обнаружен археологами как использованный в зданиях, включая гробницу Амфиполя. Филипп II Македонский , отец Александра Великого , захватил золотые рудники горы Пангео в 357 году до нашей эры, чтобы финансировать свои военные кампании. [15] Он также захватил золотые рудники во Фракии для чеканки монет, в конечном итоге производя 26 тонн в год.
Однако именно римляне разработали методы крупномасштабной добычи полезных ископаемых, особенно использование больших объемов воды, подаваемой в шахту по многочисленным акведукам . Вода использовалась для различных целей, включая удаление вскрышных пород и обломков горных пород, называемое гидравлической добычей , а также промывку измельченных или дробленых руд и приведение в действие простых механизмов.
Римляне использовали методы гидравлической добычи в больших масштабах для разведки рудных жил , особенно используя ныне устаревшую форму добычи, известную как замалчивание . Они построили многочисленные акведуки для подачи воды в шахту, где вода хранилась в больших резервуарах и цистернах. Когда открывался полный резервуар, поток воды смывал вскрышу , обнажая коренную породу под ней и любые золотоносные жилы. Затем породу обрабатывали путем поджигания для нагрева породы, которая затем охлаждалась потоком воды. Полученный тепловой удар раскалывал породу, позволяя извлекать ее дальнейшими потоками воды из верхних резервуаров. Римские шахтеры использовали похожие методы для разработки месторождений касситерита в Корнуолле и свинцовой руды в Пеннинах .
Методы промывки были разработаны римлянами в Испании в 25 г. н. э. для разработки крупных россыпных месторождений золота, крупнейшее из которых находилось в Лас-Медуласе , где семь длинных акведуков соединяли местные реки и промывали месторождения. Римляне также разрабатывали серебро, содержащееся в серебряном галените , в шахтах Картахены ( Картаго-Нова ), Линареса ( Кастуло ), Пласенсуэлы и Асуаги , среди многих других. [16] Испания была одним из важнейших регионов добычи полезных ископаемых, но эксплуатировались все регионы Римской империи . В Великобритании местные жители добывали полезные ископаемые на протяжении тысячелетий , [17] но после римского завоевания масштабы операций резко возросли, поскольку римлянам требовались ресурсы Британии, особенно золото , серебро , олово и свинец .
Римские методы не ограничивались открытой добычей. Они следовали за рудными жилами под землей, когда открытая добыча уже не была возможной. В Долаукоти они заделывали жилы и прокладывали штольни через голую скалу, чтобы осушить забои. Те же штольни также использовались для вентиляции выработок, что было особенно важно, когда использовался поджог . В других частях участка они проникали в грунтовые воды и осушали шахты, используя несколько видов машин, особенно обратные водяные колеса . Они широко использовались на медных рудниках в Рио-Тинто в Испании, где одна последовательность состояла из 16 таких колес, расположенных попарно и поднимающих воду примерно на 24 метра (79 футов). Они работали как беговые дорожки, а шахтеры стояли на верхних планках. Множество примеров таких устройств было найдено в старых римских шахтах, и некоторые из них сейчас хранятся в Британском музее и Национальном музее Уэльса . [18]
Горнодобывающая промышленность как отрасль претерпела кардинальные изменения в средневековой Европе . Горнодобывающая промышленность в раннем Средневековье была в основном сосредоточена на добыче меди и железа . Также использовались другие драгоценные металлы , в основном для позолоты или чеканки монет. Первоначально многие металлы добывались открытым способом , а руда в основном извлекалась с небольших глубин, а не из глубоких шахтных стволов. Около 14 века растущее использование оружия , доспехов , стремян и подков значительно увеличило спрос на железо. Средневековые рыцари , например, часто были нагружены до 100 фунтов (45 кг) пластинчатых или цепных доспехов в дополнение к мечам , копьям и другому оружию. [19] Подавляющая зависимость от железа в военных целях стимулировала производство и процессы извлечения железа.
Серебряный кризис 1465 года произошел, когда все шахты достигли глубины, на которой шахты больше не могли быть осушены с помощью имеющихся технологий. [20] Хотя возросшее использование банкнот , кредитов и медных монет в этот период действительно снизило ценность и зависимость от драгоценных металлов , золото и серебро по-прежнему оставались жизненно важными для истории средневековой горнодобывающей промышленности.
Из-за различий в социальной структуре общества, растущая добыча полезных ископаемых распространилась из Центральной Европы в Англию в середине шестнадцатого века. На континенте месторождения полезных ископаемых принадлежали короне, и это королевское право твердо поддерживалось. Но в Англии королевские права на добычу были ограничены золотом и серебром (которых в Англии практически не было) судебным решением 1568 года и законом 1688 года . В Англии были железные , цинковые , медные , свинцовые и оловянные руды. Землевладельцы , владевшие основными металлами и углем в своих поместьях, тогда имели сильный стимул добывать эти металлы или сдавать месторождения в аренду и собирать роялти с операторов шахт. Английский, немецкий и голландский капитал объединились для финансирования добычи и переработки . Были привезены сотни немецких техников и квалифицированных рабочих; в 1642 году колония из 4000 иностранцев добывала и выплавляла медь в Кесвике в северо-западных горах. [21]
Использование гидроэнергии в виде водяных мельниц было обширным. Водяные мельницы использовались для дробления руды, подъема руды из шахт и вентиляции галерей с помощью гигантских мехов . Черный порох впервые был использован в горнодобывающей промышленности в Сельмецбанье , Королевство Венгрия (ныне Банска-Штьявница , Словакия) в 1627 году. [22] Черный порох позволял взрывать скалу и землю, чтобы разрыхлить и вскрыть рудные жилы. Взрыв был намного быстрее поджога и позволял добывать ранее непроницаемые металлы и руды. [23] В 1762 году в том же городе была основана одна из первых в мире горных академий.
Широкое внедрение сельскохозяйственных инноваций, таких как железный лемех , а также растущее использование металла в качестве строительного материала также были движущей силой колоссального роста железной промышленности в этот период. Такие изобретения, как аррастра, часто использовались испанцами для измельчения руды после ее добычи. Это устройство приводилось в движение животными и использовало те же принципы, что и для молотьбы зерна . [24]
Большая часть знаний о средневековых методах добычи полезных ископаемых поступает из таких книг, как « De la pirotechnia » Бирингуччо и, вероятно, наиболее важно из «De re metallica » Георга Агриколы ( 1556). В этих книгах подробно описывается множество различных методов добычи полезных ископаемых, используемых в немецких и саксонских шахтах. Основной проблемой средневековых шахт, которую Агрикола подробно объясняет, было удаление воды из шахтных стволов. По мере того, как шахтеры копали глубже, чтобы получить доступ к новым жилам, наводнения становились вполне реальным препятствием. Горнодобывающая промышленность стала значительно более эффективной и процветающей с изобретением насосов с механическим и животным приводом.
Металлургия железа в Африке насчитывает более четырех тысяч лет. Золото стало важным товаром для Африки во время транссахарской торговли золотом с 7 по 14 век. Золото часто продавалось средиземноморским экономикам, которые требовали золота и могли поставлять соль , хотя большая часть Африки была изобилует солью из-за шахт и ресурсов в пустыне Сахара . Торговля золотом за соль в основном использовалась для содействия торговле между различными экономиками. [25] После Великого похода в 19 веке добыча золота и алмазов в Южной Африке имела серьезные политические и экономические последствия. Демократическая Республика Конго является крупнейшим производителем алмазов в Африке, по оценкам, в 2019 году ее запасы составили 12 миллионов карат. Другие типы запасов полезных ископаемых в Африке включают кобальт , бокситы , железную руду , уголь и медь . [26]
Добыча золота и угля началась в Австралии и Новой Зеландии в 19 веке. Никель стал важным в экономике Новой Каледонии . [ требуется цитата ]
На Фиджи в 1934 году компания Emperor Gold Mining Company Ltd. начала работу в Ватукуле , за ней в 1935 году последовала компания Loloma Gold Mines, NL, а затем Fiji Mines Development Ltd. (также известная как Dolphin Mines Ltd.). Эти разработки привели к «горнодобывающему буму», когда добыча золота выросла более чем в сто раз, с 931,4 унций в 1934 году до 107 788,5 унций в 1939 году, что на тот момент было сопоставимо с совокупным объемом добычи Новой Зеландии и восточных штатов Австралии. [27]
В доисторические времена первые американцы добывали большие объемы меди вдоль полуострова Кевино на озере Верхнее и на близлежащем острове Ройял ; металлическая медь все еще присутствовала у поверхности в колониальные времена. [28] [29] [30] Коренные народы использовали медь озера Верхнее по крайней мере 5000 лет назад; [28] были обнаружены медные инструменты, наконечники стрел и другие артефакты , которые были частью обширной местной торговой сети. Кроме того, добывались, обрабатывались и продавались обсидиан , кремень и другие минералы. [29] Ранние французские исследователи, которые столкнулись с местами [ необходимо разъяснение ], не использовали металлы из-за трудностей их транспортировки, [29] но медь в конечном итоге [ когда? ] стала продаваться по всему континенту по основным речным маршрутам. [ необходима цитата ]
В ранней колониальной истории Америки «местное золото и серебро быстро экспроприировались и отправлялись обратно в Испанию на флотилиях галеонов, груженных золотом и серебром», [31] золото и серебро, в основном, добывались из шахт Центральной и Южной Америки. Бирюза, датируемая 700 годом нашей эры, добывалась в доколумбовой Америке; в горнодобывающем районе Серильос в Нью-Мексико , по оценкам, «около 15 000 тонн породы было извлечено с горы Чальчиуитль с использованием каменных орудий до 1700 года». [32] [33]
В 1727 году Луи Дени (Дени) (1675–1741), сьер де Ла Ронд — брат Симона-Пьера Дени де Бонавентура и зять Рене Шартье — принял командование фортом Ла Пуэнт в заливе Чекуамегон ; где местные жители сообщили ему об острове меди. Ла Ронд получил разрешение от французской короны на эксплуатацию шахт в 1733 году, став «первым практичным шахтером на озере Верхнее»; семь лет спустя добыча была остановлена вспышкой между племенами сиу и чиппева . [34]
Добыча полезных ископаемых в Соединенных Штатах получила широкое распространение в 19 веке, и Конгресс Соединенных Штатов принял Закон о добыче полезных ископаемых 1872 года, чтобы поощрять добычу полезных ископаемых на федеральных землях. [35] Как и в случае с Калифорнийской золотой лихорадкой в середине 19 века, добыча полезных ископаемых и драгоценных металлов, наряду со скотоводством , стала движущим фактором в расширении США на Запад к побережью Тихого океана. С освоением Запада возникли шахтерские лагеря, которые «выражали особый дух, непреходящее наследие новой нации»; золотые спекулянты испытывали те же проблемы, что и предшествовавшие им земельные спекулянты переходного Запада. [36] С помощью железных дорог многие люди отправлялись на Запад в поисках работы в горнодобывающей промышленности. Западные города, такие как Денвер и Сакраменто, возникли как шахтерские поселки. [37]
Когда разведывались новые районы, обычно в первую очередь изымалось и извлекалось золото ( россыпь , а затем жила ), а затем серебро. Другие металлы часто ждали железных дорог или каналов, поскольку грубая золотая пыль и самородки не требуют плавки и их легко идентифицировать и перевозить. [30]
В начале 20-го века золотая и серебряная лихорадка на западе Соединенных Штатов также стимулировала добычу угля, а также основных металлов, таких как медь, свинец и железо. Районы современной Монтаны, Юты, Аризоны, а позже и Аляски стали основными поставщиками меди в мир, который все больше нуждался в меди для электротехнических и бытовых товаров. [38] Горнодобывающая промышленность Канады росла медленнее, чем в Соединенных Штатах из-за ограничений в транспортировке, капитале и конкуренции со стороны США; Онтарио был основным производителем никеля, меди и золота в начале 20-го века. [38]
Тем временем Австралия пережила австралийскую золотую лихорадку и к 1850-м годам производила 40% мирового золота, после чего были основаны крупные рудники, такие как рудник Маунт-Морган , который проработал почти сто лет, рудное месторождение Брокен-Хилл (одно из крупнейших месторождений цинково-свинцовой руды) и железорудные рудники в Айрон-Ноб . После спада производства в 1960-х годах произошел еще один бум в горнодобывающей промышленности. В начале 21-го века Австралия остается крупнейшим мировым производителем минералов. [39]
С началом 21-го века возникла глобализированная горнодобывающая промышленность крупных многонациональных корпораций. Пиковые минералы и воздействие на окружающую среду также стали предметом беспокойства. Различные элементы, особенно редкоземельные минералы , начали пользоваться спросом в результате новых технологий. [40]
В 2023 году из земной коры было извлечено 8,5 млрд тонн угля. Однако, поскольку мировая экономика переходит от ископаемого топлива к более устойчивому будущему, спрос на металлы должен резко возрасти. По оценкам, в период с 2022 по 2050 год необходимо будет извлечь около 7 млрд тонн металлов. Наибольшая часть этого общего объема — 5 млрд тонн — будет приходиться на сталь, за ней следуют алюминий — 950 млн тонн, медь — 650 млн тонн, графит — 170 млн тонн, никель — 100 млн тонн и другие металлы. Примечательно, что затраты энергии, необходимые для извлечения этих металлов, вскоре превзойдут затраты на добычу угля, что подчеркивает растущую важность устойчивых методов извлечения металлов. [41]
Процесс добычи полезных ископаемых от открытия рудного тела до извлечения минералов и, наконец, возвращения земли в ее естественное состояние состоит из нескольких отдельных этапов. Первый этап — это открытие рудного тела, которое осуществляется путем разведки или разведки, чтобы найти и затем определить протяженность, местоположение и ценность рудного тела. Это приводит к математической оценке ресурсов для оценки размера и сорта месторождения.
Эта оценка используется для проведения предварительного технико-экономического обоснования с целью определения теоретической экономики месторождения руды. Это позволяет на ранней стадии определить, оправданы ли дальнейшие инвестиции в оценку и инженерные исследования, а также определить ключевые риски и области для дальнейшей работы. Следующим шагом является проведение технико-экономического обоснования для оценки финансовой жизнеспособности, технических и финансовых рисков и надежности проекта.
Это когда горнодобывающая компания принимает решение о том, разрабатывать ли рудник или отказаться от проекта. Это включает в себя планирование рудника для оценки экономически извлекаемой части месторождения, металлургию и извлекаемость руды, рыночную и окупаемость рудных концентратов, инженерные проблемы, затраты на измельчение и инфраструктуру, финансовые и акционерные требования, а также анализ предлагаемого рудника от первоначальной выемки до рекультивации. Доля месторождения, которая экономически извлекаема, зависит от коэффициента обогащения руды в этом районе.
Чтобы получить доступ к месторождению полезных ископаемых в пределах области, часто необходимо добывать или удалять отходы , которые не представляют непосредственного интереса для шахтера. Общее перемещение руды и отходов составляет процесс добычи. Часто в течение срока службы шахты добывается больше отходов, чем руды, в зависимости от характера и местоположения рудного тела. Удаление и размещение отходов является основной статьей расходов для горнодобывающего оператора, поэтому подробная характеристика отходов является неотъемлемой частью программы геологоразведочных работ для горнодобывающей операции.
Как только анализ определяет, что данное рудное тело стоит извлечения, начинается разработка для создания доступа к рудному телу. Строятся здания шахты и перерабатывающие заводы, а также приобретается необходимое оборудование. Эксплуатация шахты по извлечению руды начинается и продолжается до тех пор, пока компания, эксплуатирующая шахту, считает это экономически выгодным. Как только вся руда, которую шахта может производить с прибылью, извлечена, может начаться рекультивация , чтобы сделать землю, используемую шахтой, пригодной для будущего использования.
Несмотря на технические и экономические проблемы, успешная разработка шахты должна также учитывать человеческий фактор. Условия труда имеют первостепенное значение для успеха, особенно в отношении воздействия пыли, радиации, шума, взрывоопасных веществ и вибрации, а также стандартов освещения. Сегодня горнодобывающая промышленность все больше должна учитывать воздействие на окружающую среду и общество, включая психологические и социологические аспекты. Так, преподаватель горного дела Фрэнк Т. М. Уайт (1909–1971) расширил фокус до «общей среды горного дела», включая ссылку на развитие общества вокруг горного дела и на то, как горное дело изображается в городском обществе, которое зависит от отрасли, хотя, по-видимому, не осознает этой зависимости. Он заявил: «[В] прошлом горные инженеры не были призваны изучать психологические, социологические и личные проблемы своей собственной отрасли — аспекты, которые в настоящее время приобретают огромное значение. Горный инженер должен быстро расширять свои знания и свое влияние в этих новых областях». [42]
Методы добычи полезных ископаемых можно разделить на два общих типа выемки : поверхностная добыча и подземная добыча. Сегодня поверхностная добыча гораздо более распространена и производит, например, 85% полезных ископаемых (исключая нефть и природный газ) в Соединенных Штатах, включая 98% металлических руд. [43]
Цели делятся на две общие категории материалов: россыпные месторождения , состоящие из ценных минералов, содержащихся в речном гравии, пляжных песках и других рыхлых материалах ; и жильные месторождения , где ценные минералы находятся в жилах, в слоях или в минеральных зернах, обычно распределенных по всей массе фактической породы. Оба типа рудных месторождений, россыпные или жильные, добываются как поверхностными, так и подземными способами. [ требуется ссылка ]
Некоторые горные работы, включая добычу редкоземельных элементов и урана , ведутся менее распространенными методами, такими как выщелачивание на месте : эта технология не предполагает рытья ни на поверхности, ни под землей. Извлечение целевых минералов с помощью этой технологии требует, чтобы они были растворимыми, например, поташ , хлорид калия , хлорид натрия , сульфат натрия , которые растворяются в воде. Некоторые минералы, такие как медные минералы и оксид урана , требуют растворов кислот или карбонатов для растворения. [44]
Взрывчатые вещества в горнодобывающей промышленности
Взрывчатые вещества использовались в открытых и подземных горных работах для взрывания горной породы и руды, предназначенных для переработки. Наиболее распространенным взрывчатым веществом, используемым в горнодобывающей промышленности, является аммиачная селитра . [45] В период с 1870 по 1920 год в Квинсленде, Австралия, рост числа несчастных случаев на шахтах привел к принятию дополнительных мер безопасности, связанных с использованием взрывчатых веществ для горнодобывающей промышленности. [46] В Соединенных Штатах Америки в период с 1990 по 1999 год около 22,3 миллиарда килограммов взрывчатых веществ было использовано в горнодобывающей промышленности и других отраслях промышленности; Более того, «в угольной промышленности использовалось 66,4%, в неметаллической добыче и разработке карьеров — 13,5%, в металлургической промышленности — 10,4%, в строительстве — 7,1% и во всех других отраслях — 2,6%». [45]
Кустарная и мелкомасштабная добыча полезных ископаемых (ASM) — это общий термин для обозначения вида добычи полезных ископаемых для собственного пропитания, в котором участвует шахтер , который может быть официально нанят или не быть нанят горнодобывающей компанией , но работает независимо, добывая полезные ископаемые, используя собственные ресурсы, как правило, вручную. [47]
Хотя не существует полностью последовательного определения ASM, кустарная добыча обычно включает шахтеров, которые официально не работают в горнодобывающей компании и используют свои собственные ресурсы для добычи. Таким образом, они являются частью неформальной экономики . ASM также включает в себя, в мелкомасштабной добыче, предприятия или отдельных лиц, которые нанимают рабочих для добычи, но которые, как правило, все еще используют аналогичные ручные методы, как и кустарные шахтеры (например, работа с ручными инструментами). Кроме того, ASM можно охарактеризовать как отличающуюся от крупномасштабной добычи (LSM) менее эффективную добычу чистых минералов из руды, более низкую заработную плату, сниженную безопасность труда, льготы и стандарты охраны здоровья для шахтеров, а также отсутствие мер по защите окружающей среды. [48]
Кустарные шахтеры часто занимаются добычей полезных ископаемых сезонно. Например, посевы выращиваются в сезон дождей , а добыча полезных ископаемых ведется в сухой сезон . Однако они также часто выезжают в районы добычи и работают круглый год. Существует четыре основных типа ASM: [49]
Поверхностная добыча осуществляется путем удаления поверхностной растительности, грязи и коренной породы для достижения зарытых рудных залежей. Методы поверхностной добычи включают: открытую добычу , которая представляет собой извлечение материалов из открытого карьера в земле; разработку карьеров , идентичную открытой добыче, за исключением того, что она относится к песку, камню и глине; открытую добычу , которая состоит из снятия поверхностных слоев для обнаружения руды под ними; и удаление вершины горы , обычно связанное с добычей угля, которое включает снятие вершины горы для достижения рудных залежей на глубине. Большинство россыпных месторождений, поскольку они неглубоко зарыты, добываются поверхностными методами. Наконец, добыча на свалках включает участки, где свалки выкапываются и обрабатываются. [51] Добыча на свалках рассматривалась как долгосрочное решение проблемы выбросов метана и локального загрязнения. [52]
Добыча угля с высокими бортами, которая произошла от шнековой добычи, является еще одной формой открытой добычи. При добыче угля с высокими бортами оставшаяся часть угольного пласта, ранее эксплуатируемая другими методами открытой добычи, имеет слишком много вскрыши для удаления, но все еще может быть прибыльно добыта со стороны искусственного обрыва, созданного предыдущей добычей. [53] Типичный цикл чередует подземную выемку, которая подрезает пласт, и сдвиг, который поднимает и опускает стрелу режущей головки, чтобы вырезать всю высоту угольного пласта. По мере продолжения цикла добычи угля режущая головка постепенно запускается дальше в угольный пласт. Добыча угля с высокими бортами может производить тысячи тонн угля при операциях контурной полосы с узкими уступами, ранее отработанными участками, траншейными шахтами и крутопадающими пластами. [ необходима цитата ]
Подземная добыча заключается в рытье туннелей или шахт в земле для достижения зарытых рудных залежей. Руда для переработки и пустая порода для утилизации выносятся на поверхность через туннели и шахты. Подземную добычу можно классифицировать по типу используемых шахтных стволов, а также по методу извлечения или технике, используемой для достижения месторождения полезных ископаемых. Штрековая добыча использует горизонтальные туннели доступа, наклонная добыча использует диагонально наклонные шахтные стволы доступа, а шахтная добыча использует вертикальные шахтные стволы доступа. Добыча в твердых и мягких горных породах требует разных методов. [54]
Другие методы включают в себя добычу с усадкой , которая ведется вверх, создавая наклонную подземную комнату, добычу с длинными стенами , которая измельчает длинную поверхность руды под землей, и добычу камерно-столбовой системой , которая извлекает руду из комнат, оставляя столбы на месте для поддержки крыши комнаты. Добыча камерно-столбовой системой часто приводит к отступающей добыче , при которой опорные столбы удаляются по мере того, как шахтеры отступают, позволяя комнате обрушиться, тем самым ослабляя больше руды. Дополнительные методы подземной добычи включают добычу твердых пород , добычу скважин, добычу штреков и заполнения, добычу длинных наклонных скважин, подуровневое обрушение и блочное обрушение . [ требуется ссылка ]
Тяжелая техника используется в горнодобывающей промышленности для разведки и разработки участков, для удаления и складирования вскрышных пород, для разрушения и удаления горных пород различной твердости и прочности, для обработки руды и для выполнения проектов по рекультивации после закрытия шахты. Бульдозеры, буры, взрывчатые вещества и грузовики необходимы для выемки земли. В случае россыпной добычи неконсолидированный гравий или аллювий подается в оборудование, состоящее из бункера и вибрационного сита или барабана , которое освобождает желаемые минералы от отработанного гравия. Затем минералы концентрируются с помощью шлюзов или отсадочных машин. [ требуется цитата ]
Большие буры используются для проходки шахт, выемки породы и получения образцов для анализа. Трамваи используются для перевозки шахтеров, минералов и отходов. Лифты перевозят шахтеров в шахты и из шахт, а также перемещают породу и руду, а также технику в подземные шахты и из них. Огромные грузовики, экскаваторы и краны используются в открытых горных работах для перемещения больших объемов вскрышных пород и руды. Перерабатывающие заводы используют большие дробилки, мельницы, реакторы, обжиговые печи и другое оборудование для консолидации богатого минералами материала и извлечения желаемых соединений и металлов из руды. [55]
После извлечения минерала его часто подвергают обработке. Наука об извлекающей металлургии является специализированной областью в науке о металлургии, которая изучает извлечение ценных металлов из их руд, особенно химическими или механическими способами. [56] [57]
Переработка полезных ископаемых (или обогащение полезных ископаемых) является специализированной областью в науке металлургии, которая изучает механические средства дробления, измельчения и промывки, которые позволяют отделять (извлекательная металлургия) ценные металлы или минералы от их пустой породы (отходов). Переработка россыпного рудного материала состоит из гравитационно-зависимых методов разделения, таких как шлюзовые камеры. Для разъединения (разрыхления) песков или гравия перед обработкой может потребоваться лишь незначительное встряхивание или промывка. Переработка руды из жильного рудника, будь то поверхностный или подземный рудник, требует, чтобы горная порода была измельчена и измельчена до начала извлечения ценных минералов. После того, как жильная руда измельчена, извлечение ценных минералов осуществляется одним или комбинацией нескольких механических и химических методов. [58]
Поскольку большинство металлов присутствуют в рудах в виде оксидов или сульфидов, металл необходимо восстановить до металлической формы. Это можно сделать химическими способами, такими как плавка , или электролитическим восстановлением, как в случае алюминия . Геометаллургия объединяет геологические науки с извлекающей металлургией и горнодобывающей промышленностью. [40]
В 2018 году под руководством профессора химии и биохимии Брэдли Д. Смита исследователи из Университета Нотр-Дам «изобрели новый класс молекул, форма и размер которых позволяют им захватывать и удерживать ионы драгоценных металлов», сообщается в исследовании, опубликованном в журнале Американского химического общества . Новый метод «превращает золотосодержащую руду в хлорозолотую кислоту и извлекает ее с помощью промышленного растворителя. Молекулы-контейнеры способны выборочно отделять золото от растворителя без использования отгонки воды». Недавно разработанные молекулы могут исключить отгонку воды, тогда как добыча традиционно «опирается на 125-летний метод, который обрабатывает золотосодержащую руду большими количествами ядовитого цианида натрия ... этот новый процесс оказывает более мягкое воздействие на окружающую среду и, помимо золота, может использоваться для захвата других металлов, таких как платина и палладий», а также может использоваться в городских процессах добычи, которые удаляют драгоценные металлы из потоков сточных вод. [59]
Воздействие горнодобывающей промышленности на окружающую среду может происходить на местном, региональном и глобальном уровнях посредством прямых и косвенных методов добычи. Добыча полезных ископаемых может вызвать эрозию , карстовые воронки , потерю биоразнообразия или загрязнение почвы , грунтовых и поверхностных вод химическими веществами, выделяемыми в процессе добычи полезных ископаемых. Эти процессы также влияют на атмосферу через выбросы углерода, что способствует изменению климата . [60]
Некоторые методы добычи ( добыча лития , добыча фосфата , добыча угля , добыча с удалением горных вершин и добыча песка ) могут иметь столь значительные последствия для окружающей среды и здоровья населения, что горнодобывающие компании в некоторых странах обязаны следовать строгим экологическим и реабилитационным кодексам, чтобы гарантировать, что добытая территория вернется в свое первоначальное состояние. Добыча полезных ископаемых может предоставить различные преимущества обществу, но она также может спровоцировать конфликты, особенно в отношении землепользования как над поверхностью, так и под ней. [61]
Добыча полезных ископаемых остается жесткой и инвазивной, что часто приводит к значительному воздействию на окружающую среду местных экосистем и более широким последствиям для экологического здоровья планеты. [62] Для размещения шахт и связанной с ними инфраструктуры земля широко расчищается, что потребляет значительные энергетические и водные ресурсы, выбрасывает загрязняющие вещества в атмосферу и производит опасные отходы . [63]
Согласно странице The World Counts, «количество ресурсов, добываемых на Земле, возросло с 39,3 млрд тонн в 2002 году. Рост на 55 процентов менее чем за 20 лет. Это подвергает природные ресурсы Земли сильному давлению. Мы уже извлекаем на 75 процентов больше, чем Земля может выдержать в долгосрочной перспективе». [64]
Страны с жестко действующими правилами добычи полезных ископаемых обычно требуют оценки воздействия на окружающую среду , разработки планов управления окружающей средой и планирования закрытия шахт до начала эксплуатации шахт. Также может потребоваться мониторинг окружающей среды во время эксплуатации и после закрытия. Правительственные постановления могут не обеспечиваться должным образом, особенно в развивающихся странах. [40]
Для крупных горнодобывающих компаний и любой компании, стремящейся к международному финансированию, существует ряд других механизмов для обеспечения соблюдения экологических стандартов. Они, как правило, связаны со стандартами финансирования, такими как Принципы Экватора , экологические стандарты МФК и критерии социально ответственного инвестирования . Горнодобывающие компании использовали этот надзор со стороны финансового сектора, чтобы отстаивать определенный уровень саморегулирования отрасли . [65] В 1992 году на Саммите Земли в Рио-де-Жанейро Центром транснациональных корпораций ООН (UNCTC) был предложен проект Кодекса поведения для транснациональных корпораций , но Деловой совет по устойчивому развитию (BCSD) совместно с Международной торговой палатой (ICC) успешно отстаивали саморегулирование вместо этого. [66]
За этим последовала Глобальная горнодобывающая инициатива, начатая девятью крупнейшими металлургическими и горнодобывающими компаниями и приведшая к формированию Международного совета по горному делу и металлам , целью которого было «выступать в качестве катализатора» в усилиях по улучшению социальных и экологических показателей в горнодобывающей и металлургической промышленности на международном уровне. [65] Горнодобывающая промышленность предоставила финансирование различным группам по охране природы, некоторые из которых работали с программами охраны природы, которые противоречат формирующемуся признанию прав коренных народов, в частности права принимать решения о землепользовании. [67]
Сертификация шахт с хорошей практикой осуществляется через Международную организацию по стандартизации (ISO). Например, ISO 9000 и ISO 14001 , которые сертифицируют «аудируемую систему управления окружающей средой», подразумевают короткие проверки, хотя их обвиняют в отсутствии строгости. [ необходимо разъяснение ] [65] : 183–84 Сертификация также доступна через Ceres ' Global Reporting Initiative , но эти отчеты являются добровольными и непроверенными. Существуют и другие программы сертификации для различных проектов, как правило, через некоммерческие группы. [65] : 185–86
Целью статьи EPS PEAKS 2012 года [68] было предоставить доказательства политики управления экологическими издержками и максимизировать социально-экономические выгоды от горнодобывающей промышленности с использованием регулирующих инициатив принимающей страны. В ней была обнаружена существующая литература, предлагающая донорам поощрять развивающиеся страны:
На рудных заводах образуется большое количество отходов, называемых хвостами . [69] Например, на тонну меди образуется 99 тонн отходов, а в золотодобыче этот показатель еще выше — поскольку на тонну руды извлекается всего 5,3 г золота, тонна золота производит 200 000 тонн хвостов. [70] (С течением времени и истощением более богатых месторождений — и совершенствованием технологий — это число снижается до 0,5 г и менее.) Эти хвосты могут быть токсичными. Хвосты, которые обычно производятся в виде пульпы , чаще всего сбрасываются в пруды, образованные естественным образом в долинах. [71] Эти пруды защищены водохранилищами ( плотинами или насыпными дамбами ). [71] В 2000 году было подсчитано, что существовало 3500 хвостохранилищ, и что каждый год происходило от 2 до 5 крупных аварий и 35 мелких аварий. [72] Например, в результате катастрофы на шахте Marcopper в местную реку было сброшено не менее 2 миллионов тонн хвостов. [72] В 2015 году Barrick Gold Corporation вылила более 1 миллиона литров цианида в общей сложности в пять рек в Аргентине недалеко от своего рудника Веладеро . [73] С 2007 года в центральной Финляндии отходы полиметаллического рудника Talvivaara Terrafame и утечки соленой шахтной воды привели к экологическому коллапсу близлежащего озера. [74] Еще одним вариантом является подводное захоронение хвостов. [71] Горнодобывающая промышленность утверждает, что подводное захоронение хвостов (STD), при котором хвосты сбрасываются в море, является идеальным вариантом, поскольку позволяет избежать рисков, связанных с хвостохранилищами. Эта практика является незаконной в Соединенных Штатах и Канаде , но она используется в развивающихся странах. [75]
Отходы классифицируются как стерильные или минерализованные, с потенциалом образования кислоты, а перемещение и хранение этого материала составляют основную часть процесса планирования шахты. Когда минерализованная упаковка определяется экономическим пределом, почти сортные минерализованные отходы обычно сбрасываются отдельно с целью последующей обработки, если рыночные условия изменятся и это станет экономически выгодным. При проектировании отвалов отходов используются параметры проектирования гражданского строительства , а особые условия применяются к районам с большим количеством осадков и к сейсмически активным районам. Проекты отвалов отходов должны соответствовать всем нормативным требованиям страны, в юрисдикции которой находится шахта. Также общепринятой практикой является рекультивация отвалов в соответствии с международно-приемлемым стандартом, что в некоторых случаях означает, что применяются более высокие стандарты, чем местные нормативные стандарты. [72]
Добыча полезных ископаемых существует во многих странах. Лондон является штаб-квартирой крупных горнодобывающих компаний, таких как Anglo American , BHP и Rio Tinto . [76] Горнодобывающая промышленность США также велика, но в ней доминирует добыча угля и других неметаллических полезных ископаемых (например, камня и песка), и различные правила работали над тем, чтобы уменьшить значимость добычи полезных ископаемых в Соединенных Штатах. [76] В 2007 году общая рыночная капитализация горнодобывающих компаний была зарегистрирована на уровне 962 миллиардов долларов США, что сопоставимо с общей глобальной рыночной капитализацией публично торгуемых компаний в размере около 50 триллионов долларов США в 2007 году. [77] В 2002 году Чили и Перу, как сообщается, были основными горнодобывающими странами Южной Америки . [78] Горнодобывающая промышленность Африки включает добычу различных полезных ископаемых; она производит относительно немного промышленных металлов меди , свинца и цинка , но, согласно одной из оценок, имеет в качестве процента от мировых запасов 40% золота , 60% кобальта и 90% мировых металлов платиновой группы . [79] Добыча полезных ископаемых в Индии является значительной частью экономики этой страны. В развитом мире добыча в Австралии , где BHP основана и имеет штаб-квартиру в стране, и добыча в Канаде особенно значительны. Что касается добычи редкоземельных минералов , то, как сообщается, Китай контролировал 95% производства в 2013 году. [80]
В то время как разведка и добыча полезных ископаемых могут проводиться индивидуальными предпринимателями или малыми предприятиями, большинство современных шахт представляют собой крупные предприятия, требующие больших капиталовложений для своего создания. Следовательно, в горнодобывающем секторе отрасли доминируют крупные, часто многонациональные компании, большинство из которых котируются на бирже . Можно утверждать, что то, что называют «горнодобывающей промышленностью», на самом деле представляет собой два сектора, один из которых специализируется на разведке новых ресурсов, а другой — на добыче этих ресурсов. Сектор разведки обычно состоит из отдельных лиц и небольших компаний по добыче полезных ископаемых, называемых «юниорами», которые зависят от венчурного капитала . Сектор горнодобывающей промышленности состоит из крупных многонациональных компаний, которые поддерживаются за счет производства в ходе своих горнодобывающих операций. Различные другие отрасли, такие как производство оборудования, экологические испытания и анализ металлургии, полагаются на горнодобывающую промышленность и поддерживают ее во всем мире. Канадские фондовые биржи уделяют особое внимание горнодобывающим компаниям, в частности, младшим геологоразведочным компаниям через Торонтскую фондовую биржу TSX Venture Exchange ; канадские компании привлекают капитал на этих биржах, а затем инвестируют деньги в разведку по всему миру. [76] Некоторые утверждают, что ниже младших компаний существует значительный сектор незаконных компаний, в первую очередь сосредоточенных на манипулировании ценами на акции. [76]
Добычу полезных ископаемых можно сгруппировать в пять основных категорий с точки зрения соответствующих ресурсов. Это добыча нефти и газа , добыча угля , добыча металлических руд, добыча неметаллических полезных ископаемых и карьерная разработка, а также деятельность по поддержке горнодобывающей промышленности. [81] Из всех этих категорий добыча нефти и газа остается одной из крупнейших с точки зрения ее глобальной экономической значимости. Разведка потенциальных участков добычи, жизненно важная область для горнодобывающей промышленности, в настоящее время осуществляется с использованием сложных новых технологий, таких как сейсмическая разведка и спутники дистанционного зондирования . Добыча полезных ископаемых в значительной степени зависит от цен на сырьевые товары , которые часто нестабильны. Бум на сырьевые товары 2000-х годов («суперцикл на сырьевые товары») привел к росту цен на сырьевые товары, что привело к агрессивной добыче. Кроме того, цена на золото резко выросла в 2000-х годах, что увеличило добычу золота ; Например, одно исследование показало, что вырубка лесов в Амазонии увеличилась в шесть раз с периода 2003–2006 гг. (292 га/год) до периода 2006–2009 гг. (1915 га/год), в основном из-за кустарной добычи полезных ископаемых. [82]
Горнодобывающие компании можно классифицировать по размеру и финансовым возможностям:
Относительно их оценки и характеристик фондового рынка см. Оценка (финансы) § Оценка горнодобывающих проектов .
Новые правила и процесс законодательных реформ направлены на улучшение гармонизации и стабильности горнодобывающего сектора в странах, богатых полезными ископаемыми. [84] Новое законодательство для горнодобывающей промышленности в африканских странах по-прежнему остается проблемой, но имеет потенциал для решения, когда будет достигнут консенсус относительно наилучшего подхода. [85] К началу 21-го века процветающий и все более сложный горнодобывающий сектор в странах, богатых полезными ископаемыми, приносил лишь незначительные выгоды местным сообществам, особенно с учетом проблем устойчивости. Растущие дебаты и влияние НПО и местных сообществ потребовали новых подходов, которые также включали бы неблагополучные сообщества и работали бы в направлении устойчивого развития даже после закрытия шахт (включая прозрачность и управление доходами). К началу 2000-х годов вопросы развития сообществ и переселения стали основными проблемами в горнодобывающих проектах Всемирного банка. [85] Расширение горнодобывающей промышленности после роста цен на полезные ископаемые в 2003 году, а также потенциальные фискальные поступления в этих странах создали упущение в других экономических секторах с точки зрения финансов и развития. Кроме того, это подчеркнуло региональный и местный спрос на доходы от горнодобывающей промышленности и неспособность субнациональных правительств эффективно использовать доходы. Институт Фрейзера (канадский аналитический центр) подчеркнул [ необходимо разъяснение ] законы об охране окружающей среды в развивающихся странах, а также добровольные усилия горнодобывающих компаний по улучшению своего воздействия на окружающую среду. [86]
В 2007 году Инициатива прозрачности в добывающих отраслях (ИПДО) была внедрена [ необходимо разъяснение ] во всех странах, сотрудничающих с Всемирным банком в реформировании горнодобывающей промышленности. [85] ИПДО действует и была внедрена при поддержке многостороннего донорского трастового фонда ИПДО, управляемого Всемирным банком. [87] ИПДО направлена на повышение прозрачности в транзакциях между правительствами и компаниями в добывающих отраслях [88] путем мониторинга доходов и выгод между отраслями и правительствами-получателями. Процесс вступления является добровольным для каждой страны и контролируется многочисленными заинтересованными сторонами, включая правительства, частные компании и представителей гражданского общества, ответственных за раскрытие и распространение отчета о сверке; [85] однако, конкурентное невыгодное положение публичного отчета каждой компании является для некоторых предприятий в Гане, по крайней мере, основным ограничением. [89] Таким образом, оценка результатов с точки зрения провала или успеха нового регламента ИПДО лежит не только «на плечах правительства», но и на гражданском обществе и компаниях. [90]
Однако реализация имеет проблемы; включение или исключение кустарной добычи и мелкомасштабной добычи (ASM) из ИПДО и как иметь дело с «неденежными» платежами, производимыми компаниями в пользу субнациональных органов власти. Кроме того, непропорциональные доходы, которые горнодобывающая промышленность может принести сравнительно небольшому числу людей, которых она нанимает, [91] вызывают другие проблемы, такие как отсутствие инвестиций в другие менее прибыльные сектора, что приводит к колебаниям государственных доходов из-за волатильности на нефтяных рынках. Кустарная добыча, несомненно, является проблемой в странах ИПДО, таких как Центральноафриканская Республика, ДР Конго, Гвинея, Либерия и Сьерра-Леоне, то есть почти половина стран, реализующих ИПДО. [91] Помимо прочего, ограниченная сфера применения ИПДО, включающая неравенство в плане знания отрасли и навыков ведения переговоров, до сих пор гибкость политики (например, свобода стран выходить за рамки минимальных требований и адаптировать ее к своим потребностям), создает еще один риск неудачной реализации. Повышение осведомленности общественности, где правительство должно выступать в качестве моста между общественностью и инициативой для успешного результата политики, является важным элементом, который следует учитывать. [92]
Всемирный банк участвует в горнодобывающей промышленности с 1955 года, в основном за счет грантов от Международного банка реконструкции и развития , а Многостороннее инвестиционное гарантийное агентство Банка предлагает страхование политических рисков . [93] В период с 1955 по 1990 год он предоставил около 2 миллиардов долларов на пятьдесят горнодобывающих проектов, в целом классифицированных как реформа и реабилитация, строительство новых шахт, переработка полезных ископаемых, техническая помощь и инжиниринг. Эти проекты подвергались критике, особенно проект Ferro Carajas в Бразилии, начатый в 1981 году. [94] Всемирный банк установил горнодобывающие кодексы, направленные на увеличение иностранных инвестиций; в 1988 году он запросил отзывы от 45 горнодобывающих компаний о том, как увеличить их участие. [65] : 20
В 1992 году Всемирный банк начал настаивать на приватизации государственных горнодобывающих компаний с помощью нового набора кодексов, начиная с его доклада «Стратегия африканской горнодобывающей промышленности» . В 1997 году была приватизирована крупнейшая горнодобывающая компания Латинской Америки Companhia Vale do Rio Doce (CVRD). Эти и другие события, такие как Закон о горнодобывающей промышленности Филиппин 1995 года, побудили банк опубликовать третий доклад ( Содействие развитию и реформированию сектора полезных ископаемых в странах-членах ), в котором были одобрены обязательные оценки воздействия на окружающую среду и внимание к проблемам местного населения. Кодексы, основанные на этом докладе, оказывают влияние на законодательство развивающихся стран. Новые кодексы призваны поощрять развитие посредством налоговых каникул, нулевых таможенных пошлин, сниженных подоходных налогов и связанных с этим мер. [65] : 22 Результаты этих кодексов были проанализированы группой из Университета Квебека, которая пришла к выводу, что кодексы способствуют иностранным инвестициям, но «очень далеки от обеспечения устойчивого развития». [95] Наблюдаемая отрицательная корреляция между природными ресурсами и экономическим развитием известна как ресурсное проклятие . [ необходима цитата ]
Безопасность уже давно является проблемой в горнодобывающем бизнесе, особенно при подземной добыче полезных ископаемых. Катастрофа на шахте Courrières , самая крупная авария на шахте в Европе , привела к гибели 1099 шахтеров в Северной Франции 10 марта 1906 года. Эту катастрофу превзошла только авария на угольной шахте Benxihu в Китае 26 апреля 1942 года, в результате которой погибло 1549 шахтеров. [96] Хотя сегодня добыча полезных ископаемых значительно безопаснее, чем в предыдущие десятилетия, несчастные случаи на шахтах все еще происходят. Правительственные данные показывают, что 5000 китайских шахтеров погибают в результате несчастных случаев каждый год, в то время как другие отчеты предполагают цифру до 20 000. [97] В период с 1870 по 1920 год в Квинсленде, Австралия, рост числа несчастных случаев на шахтах привел к принятию дополнительных мер безопасности, связанных с использованием взрывчатых веществ для добычи полезных ископаемых. [98] Аварии в горнодобывающей промышленности продолжаются по всему миру, включая аварии, приводящие к десяткам смертельных случаев одновременно, такие как катастрофа на шахте Ульяновская в России в 2007 году, взрыв на шахте Хэйлунцзян в Китае в 2009 году и катастрофа на шахте Upper Big Branch в США в 2010 году. Национальный институт охраны труда (NIOSH) определил горнодобывающую промышленность как приоритетный сектор промышленности в Национальной программе исследований в области труда (NORA) для выявления и предоставления стратегий вмешательства в отношении проблем охраны труда и техники безопасности. [99] Управление по охране труда и технике безопасности в горнодобывающей промышленности (MSHA) было создано в 1978 году для «работы по предотвращению смерти, заболеваний и травм в результате горнодобывающей деятельности и содействия созданию безопасных и здоровых рабочих мест для шахтеров США». [100] С момента его внедрения в 1978 году количество смертельных случаев на шахтерах сократилось с 242 шахтеров в 1978 году до 24 шахтеров в 2019 году. [ необходима цитата ]
Существует множество профессиональных опасностей , связанных с добычей полезных ископаемых, включая воздействие каменной пыли , которая может привести к таким заболеваниям, как силикоз , асбестоз и пневмокониоз . Газы в шахте могут привести к удушью и также могут воспламениться. Горнодобывающее оборудование может создавать значительный шум, подвергая рабочих риску потери слуха . Обвалы , камнепады и воздействие избыточного тепла также являются известными опасностями. Текущий рекомендуемый NIOSH предел воздействия (REL) шума составляет 85 дБА при обменном курсе 3 дБА, а допустимый предел воздействия (PEL) MSHA составляет 90 дБА при обменном курсе 5 дБА в качестве 8-часового средневзвешенного по времени значения. NIOSH обнаружил, что 25% подвергающихся воздействию шума рабочих в горнодобывающей промышленности, карьерах и добыче нефти и газа имеют нарушения слуха. [101] Распространенность потери слуха среди этих работников увеличилась на 1% с 1991 по 2001 год. [ необходима цитата ]
Исследования шума проводились в нескольких горнодобывающих средах. Перегружатели (84-102 дБА), очистные комбайны (85-99 дБА), вспомогательные вентиляторы (84-120 дБА), машины непрерывной добычи (78-109 дБА) и анкероустановщики (92-103 дБА) представляют собой одно из самых шумных видов оборудования в подземных угольных шахтах . [102] Работники драглайнов , операторы бульдозеров и сварщики, использующие воздушную дугу, были профессиями с самым высоким уровнем воздействия шума среди шахтеров, работающих на поверхности угля. [103] На угольных шахтах наблюдалась самая высокая вероятность потери слуха. [104]
Помимо воздействия горнодобывающих процессов на окружающую среду, важной критикой, касающейся этой формы добывающей практики и горнодобывающих компаний, являются нарушения прав человека, происходящие на горнодобывающих участках и в общинах, расположенных поблизости от них. [105] Часто, несмотря на защиту, предусмотренную Международным соглашением о труде , шахтерам не предоставляется соответствующее оборудование, обеспечивающее им защиту от возможного обрушения шахты или от вредных загрязняющих веществ и химикатов, выбрасываемых в процессе добычи, они работают в нечеловеческих условиях, проводя много часов в условиях сильной жары, темноты и 14-часового рабочего дня без выделенного времени для перерывов. [106]
В число нарушений прав человека, которые происходят во время горнодобывающих процессов, входят случаи детского труда . Эти случаи являются причиной широко распространенной критики добычи кобальта , минерала, необходимого для питания современных технологий, таких как ноутбуки , смартфоны и электромобили . Многие из этих случаев детского труда обнаружены в Демократической Республике Конго . Поступают сообщения о детях, переносящих мешки с кобальтом весом 25 кг из небольших шахт к местным торговцам [107] , получая за свою работу только еду и проживание. Ряд компаний, таких как Apple , Google , Microsoft и Tesla, были замешаны в судебных исках, поданных семьями, чьи дети получили серьезные травмы или погибли во время горнодобывающих работ в Конго. [108] В декабре 2019 года 14 конголезских семей подали иск против Glencore , горнодобывающей компании, которая поставляет этим транснациональным корпорациям необходимый кобальт, с обвинениями в халатности, которая привела к гибели детей или травмам, таким как переломы позвоночников, эмоциональные расстройства и принудительный труд. [ необходима цитата ]
Также были случаи убийств и выселений, приписываемых конфликтам с горнодобывающими компаниями. Почти треть из 227 убийств в 2020 году были совершены активистами по правам коренных народов на передовой борьбы с изменением климата , связанной с лесозаготовками , добычей полезных ископаемых, крупным агробизнесом , гидроэлектростанциями и другой инфраструктурой, согласно данным Global Witness . [109]
Отношения между коренными народами и горнодобывающей промышленностью определяются борьбой за доступ к земле. В Австралии аборигены бининдж заявили, что добыча полезных ископаемых представляет угрозу для их живой культуры и может нанести ущерб священным местам наследия. [110] [111]
На Филиппинах движение против горнодобывающей промышленности выразило обеспокоенность в связи с «полным игнорированием прав предков [коренных общин] на землю». [112] Противостояние народа ифугао горнодобывающей промышленности привело к тому, что губернатор объявил запрет на добычу полезных ископаемых в Горной провинции Филиппин. [112]
В Бразилии более 170 племен организовали марш, чтобы выступить против спорных попыток лишить коренных народов их земельных прав и открыть их территории для добычи полезных ископаемых. [113] Комиссия ООН по правам человека призвала Верховный суд Бразилии защитить права коренных народов на землю, чтобы предотвратить эксплуатацию со стороны горнодобывающих групп и промышленного сельского хозяйства. [114]
По состоянию на 2019 год Mponeng является самой глубокой шахтой в мире от уровня земли, достигая глубины 4 км (2,5 мили) под уровнем земли. Путешествие от поверхности до дна шахты занимает более часа. Это золотая шахта в провинции Гаутенг в Южной Африке . Ранее известная как шахта Western Deep Levels #1, подземные и поверхностные работы были введены в эксплуатацию в 1987 году. Шахта считается одной из самых крупных золотых шахт в мире.
На золотом руднике Моаб-Кутсонг в Северо-Западной провинции (Южная Африка) находится самый длинный в мире стальной канат, который способен опустить рабочих на глубину 3054 метра (10 020 футов) за одну непрерывную четырехминутную поездку. [115]
Самая глубокая шахта в Европе — 16-я шахта урановых рудников в Пршибраме , Чешская Республика , глубиной 1838 метров (6030 футов). [116] Вторая — Bergwerk Saar в Сааре , Германия , глубиной 1750 метров (5740 футов). [ требуется ссылка ]
Самый глубокий карьер в мире — шахта Bingham Canyon Mine в Бингем-Каньоне , штат Юта , США , глубиной более 1200 метров (3900 футов). Самый большой и второй по глубине карьер в мире — Chuquicamata на севере Чили, глубиной 900 метров (3000 футов), где ежегодно добывают 443 000 тонн меди и 20 000 тонн молибдена. [117] [118] [119]
Самый глубокий карьер по отношению к уровню моря — это Тагебау-Хамбах в Германии, где основание карьера находится на 299 метров (981 фут) ниже уровня моря. [120]
Крупнейшая подземная шахта — шахта Киирунаваара в Кируне , Швеция . С 450 километрами (280 миль) дорог, 40 миллионами тонн ежегодно добываемой руды и глубиной 1270 метров (4170 футов) это также одна из самых современных подземных шахт. Самая глубокая скважина в мире — Кольская сверхглубокая скважина глубиной 12 262 метра (40 230 футов), но это связано с научным бурением , а не с добычей полезных ископаемых. [121]
В течение 20-го века разнообразие металлов, используемых в обществе, увеличилось. Сегодня развитие таких крупных стран, как Китай и Индия, и технический прогресс подпитывают все больший спрос. Результатом является то, что деятельность по добыче металлов расширяется, и все больше и больше мировых запасов металлов находятся на поверхности земли в использовании, а не под землей в качестве неиспользуемых резервов. Примером является используемый запас меди . В период с 1932 по 1999 год использование меди в США выросло с 73 килограммов (161 фунт) до 238 килограммов (525 фунтов) на человека. [122]
95% энергии, используемой для производства алюминия из бокситовой руды, экономится за счет использования переработанных материалов. [123] Однако уровень переработки металлов, как правило, низок. В 2010 году Международная группа по ресурсам , организованная Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП), опубликовала отчеты о запасах металлов, существующих в обществе [124] , и уровнях их переработки. [122]
Авторы отчета отметили, что запасы металлов в обществе могут служить существенными антропогенными рудниками на поверхности земли. [124] Однако они предупредили, что темпы переработки некоторых редких металлов, используемых в таких приложениях, как мобильные телефоны, аккумуляторные батареи для гибридных автомобилей и топливные элементы, настолько низки, что если в будущем темпы переработки по окончании срока службы не будут значительно увеличены, эти критически важные металлы станут недоступными для использования в современных технологиях. [ необходима цитата ]
Поскольку уровень переработки низок, а металл уже извлечен, некоторые свалки теперь содержат более высокие концентрации металла, чем сами шахты. [125] Это особенно касается алюминия , используемого в банках, и драгоценных металлов , содержащихся в выброшенной электронике. [126] Кроме того, отходы за 15 лет все еще не разложились, поэтому потребуется меньше обработки по сравнению с добычей руды. Исследование, проведенное Университетом Крэнфилда, показало, что всего из четырех свалок можно добыть металлов на сумму 360 миллионов фунтов стерлингов . [127] В отходах также содержится до 20 МДж/кг энергии, что потенциально делает повторную добычу более прибыльной. [128] Однако, хотя первая шахта для захоронения отходов открылась в Тель-Авиве , Израиль, в 1953 году, работы по ней велось мало из-за обилия доступных руд. [129]
