Сланцевая промышленность — отрасль, связанная с добычей и переработкой сланца . Сланец либо добывается в сланцевом карьере , либо добывается путем прокладки туннелей в сланцевой шахте . Сланец обычно используется в качестве кровельного материала, материала для полов, надгробий и мемориальных табличек, а также в качестве электроизоляции.
Сланцевые шахты встречаются по всему миру. 90% природного сланца в Европе, используемого для кровли, производится сланцевой промышленностью Испании . [1] Основным регионом добычи сланца в Соединенном Королевстве является Озерный край, где сланцевая шахта Хонистер является последней работающей сланцевой шахтой и единственным производителем всемирно известного зеленого сланца Вестморленда. В остальной части континентальной Европы и Америки важными производителями регионов являются Португалия , Италия , Германия , Бразилия , восточное побережье Ньюфаундленда , Сланцевая долина Вермонта , Нью-Йорк , Пенсильвания и Вирджиния . Район Слейт-Вэлли, расположенный в городе Гранвилл в штате Нью-Йорк, является одним из мест в мире, где добывают цветной сланец (то есть сланец, который не является серым или синим). (Более полный отчет представлен в статье «Сланец : раздел «Извлечение сланца».)
Девяносто процентов природного сланца в Европе, используемого для кровли, происходит из сланцевой промышленности в Испании, [1] причем регион Галисия является основным источником производства.
В Галисии крупные компании по производству сланца сосредоточены в Вальдеоррасе в Оренсе , а другие важные объекты расположены в Кироге , Ортигейре и Мондоньедо .
Залежам сланца в этом регионе северной Испании более 500 миллионов лет, они сформировались в палеозойский период. Цвет и текстура полученного сланца во многом зависят от тектонической среды, источника осадочного материала, из которого состоит сланец, а также химических и физических условий, преобладающих в процессе седиментации . Этот регион подвергался периодам вулканизма и магматической активности, что привело к уникальному геологическому развитию.
Важным применением испанского сланца является кровельный материал . Он особенно подходит для этой цели, поскольку имеет низкий индекс водопоглощения менее 0,4%, что делает его очень устойчивым к морозным повреждениям и поломкам из-за замерзания. Плитки, изготовленные из испанского сланца, обычно подвешиваются с использованием уникального метода крепления крюками, который уменьшает появление слабых мест на плитке, поскольку отверстия не просверливаются, и позволяет использовать более узкую черепицу для создания кровельных элементов, таких как ендовы и купола. Крепление крюками особенно распространено в районах с суровыми климатическими условиями, поскольку за счет закрепления нижнего края шифера обеспечивается большее сопротивление ветровым подъемам. [2]
Сланец добывался в северном Уэльсе на протяжении почти двух тысячелетий, а в конце второго века римский форт Сегонтиум в Кернарфоне был покрыт местным сланцем. Экспорт сланца осуществляется уже несколько столетий, что недавно подтвердилось обнаружением в проливе Менай затонувшего деревянного корабля XVI века, перевозившего готовые сланцы.
Крупномасштабная коммерческая добыча сланца в Северном Уэльсе началась с открытия карьера Cae Braich y Cafn, который позже стал карьером Penrhyn недалеко от Бетесды в долине Огвен в 1782 году. Добыча в Уэльсе намного опережала другие районы и к 1882 году составила 92%. Британской продукции приходилось на Уэльс (451 000 т): половина этой продукции производилась на карьерах в Пенрине и Динорвике .
Мужчины работали в группах по четыре, шесть или восемь человек, и они были известны как «банды выгодных сделок». «Сделки» заключались в «Письме о сделке», когда была согласована цена за определенный участок камня. Корректировки были сделаны в зависимости от качества сланца и доли «плохой» породы. Первый понедельник каждого месяца был «Днем сдачи в аренду», когда заключались эти соглашения между мужчинами и руководством. Половина партнеров работала на карьере, а остальные работали в перевязочных цехах, производя готовые сланцы. На шахтах Глиндифрдви в Моэл Фферне каждая сделка обрабатывала горизонтальный участок размером 10 на 15 ярдов. Герцогини, маркизы, графини, виконтессы, дамы, маленькие дамы, двойники и рандомы - это были произведенные сланцы всех размеров.
Щебни помогали сохранять камеры свободными от мусора: из одной тонны товарного шифера могло образоваться до 30 тонн отходов. Именно горные кучи этих самых отходов, пожалуй, первое, что бросается в глаза сегодня приезжему в старые края. Мужчинам приходилось платить за веревки и цепи, за инструменты и за такие услуги, как заточка и ремонт. Субтитры (авансовые платежи) выплачивались каждую неделю, все расчеты проводились в «День большой зарплаты». Если бы условия были плохими, мужчины могли бы оказаться должны менеджменту деньги. В Moel Fferna бригада могла производить до 35 тонн готового шифера в неделю. В 1877 году они получали за это около 7 шиллингов за тонну. После выплаты заработной платы управляющему, клеркам и «трамейщикам» компания могла бы получить явную прибыль в два раза больше. Эта система не была окончательно отменена до окончания Второй мировой войны.
Первые разработки, как правило, проводились в открытых карьерах, но по мере продвижения работ вниз возникла необходимость работать под землей. Это часто сопровождалось прохождением одной или нескольких штольней для получения прямого доступа к уровню. В некоторых редких случаях, таких как Моэль Фферна, нет никаких следов наземных выработок, и выработки находились полностью под землей.
Камеры обычно приводились в движение снизу с помощью «кровельной шахты», которая затем продолжалась по всей ширине камеры: затем камера двигалась вниз. Сланец был освобожден от скалы путем взрывных работ в скважинах, пробитых (а затем просверленных) в скале.
Сланец извлекался из камеры в виде большой плиты, которую на грузовике доставляли на завод, где раскалывали и разрезали на кровельные шиферы стандартного размера.
Сланцевые рудники обычно разрабатывались в камерах, которые следовали за сланцевой жилой и соединялись серией горизонтальных «Этажей» (или «Уровней»). Камеры различались по размеру в разных шахтах и были разделены «столбами» или стенами, поддерживающими крышу. Этажи были соединены подземными «наклонами», на которых для перемещения грузовиков между уровнями использовались клиновидные тележки.
В некоторых шахтах, где сланец добывался под основным транспортировочным полом, маршрут поддерживался за счет строительства деревянного моста через камеру, часто поддерживаемого цепями, прикрепленными к крыше выше. Эти мосты могут находиться на высоте до 100 футов/30 м над этажом ниже.
В Северном Гвинеде крупные карьеры по добыче сланца обычно ограничивались открытыми выработками, иногда со штольней для доступа к дну ямы:
В районе Блаэнау-Фестиниог большая часть выработок находилась под землей, поскольку сланцевые жилы имеют крутой наклон, а открытые выработки потребовали бы удаления огромного количества породы, чтобы получить доступ к сланцу. К более крупным шахтам в районе Ффестиниога относятся:
В районе Лланголлена также было несколько сланцевых рудников, на которых добывался гораздо более темный «черный» сланец:
Еще один кластер мин был обнаружен в центре Уэльса в центре Корриса . Все они работали на паре сланцевых жил, которые пересекали кембрийский горный хребет от Тайвина на западе через Коррис и Аберллефенни в долине Дулас до рудников вокруг Динас Мауддви на востоке. Сланец также добывали в Пембрукшире, в таких местах, как Мэнклоког .
Большинство подземных сланцевых рудников на севере Уэльса были закрыты к 1960-м годам, хотя некоторые открытые карьеры остались открытыми, в том числе карьер Пенрин и незавершенные работы в Окли в Блаэнау-Ффестиниог . Работы также продолжаются в Бервине недалеко от Лланголлена . Последней крупной подземной выработкой, которую пришлось закрыть в 1999 году, был карьер Менофферен (который принадлежит туристической шахте Ллехведд), хотя на этом месте продолжается разработка карьеров открытым способом.
Многие из шахт сейчас находятся в состоянии значительного разрушения, и в те, которые доступны, не следует входить, поскольку они находятся в частной собственности и таят в себе множество скрытых опасностей.
Исторические и приключенческие подземные туры проводятся на нескольких шахтах, включая Ривбах (Go Below), [ нужна ссылка ] Llechwedd (Zip World и Llechwedd/Quarry Tours Ltd) [4] [5] и Cwmorthin (Go Below). [6]
Нижние уровни многих шахт сейчас затоплены, и обвалы стали обычным явлением; например, на склоне холма над выработками Росида есть множество ям, из-за которых обрушились крыши камер внизу.
Самая значительная сланцевая промышленность Великобритании за пределами Уэльса - это промышленность Корнуолла и Девона , где карьер Делаболь считается крупнейшим карьером на острове. Многие из них больше не разрабатываются из-за более низких затрат на добычу на более крупных британских разработках. Известно, что добыча сланца в Корнуолле велась еще в период позднего средневековья, и в 19 веке из некоторых карьеров вблизи побережья велась значительная экспортная торговля.
Сланец также добывался в Суитленде в Лестершире.
В Камбрии ведутся значительные работы . За последние 500 лет в Озерном крае велась большая добыча сланца как в карьерах, так и в подземных рудниках. Основные работы:
Сланец также добывался в Шотландии. [7]
Впервые сланец был добыт в Соединенных Штатах еще в 1734 году на границе Пенсильвании и Мэриленда; однако только в 1785 году первый коммерческий сланцевый карьер был открыт в Соединенных Штатах Уильямом Дочером в городке Пич-Боттом, штат Пенсильвания. До середины девятнадцатого века производство ограничивалось тем, что можно было потреблять на местных рынках. Сланцевая промышленность в Соединенных Штатах существовала в нескольких местах страны, включая районы западных штатов, однако большая часть сланца поступает из трех основных регионов Великой долины Аппалачей. Из этих регионов регион гор Таконик в Вермонте и Нью-Йорке , а также округа Ланкастер , Лихай и Нортгемптон в Пенсильвании все еще имеют действующие карьеры.
Комиссия по истории и музеям Пенсильвании утверждает, что в районе Слейтфорд-Уотер-Гэп первый подтвержденный карьер был открыт примерно в 1808 году. Промышленность в этом регионе Пенсильвании распространилась по северным окраинам округов Лихай и Нортгемптон, между которыми находятся остатки примерно 400 отдельных карьеров. Истоки разработки карьеров в долине Лихай скрыты противоречивыми свидетельствами, хотя с уверенностью можно сказать, что она началась недалеко от города Слейтфорд в начале девятнадцатого века и в течение пятидесяти лет продвигалась к Бангору. К 1929 году стоимость производства сланца в Пенсильвании составляла примерно 5 миллионов долларов, что составляло почти половину стоимости производства сланца во всех Соединенных Штатах в 11 миллионов долларов. [8] Карьеры в этом регионе страны оставались активными на протяжении первой четверти 20-го века, производя кровельный шифер, шифер для электрических целей, а также являясь крупнейшим производителем школьных сланцев и классных досок в стране. Отчет о торговле шифером в Слатингтоне за 4 января 1880 года показал, что только из карьеров города Слатингтон было отгружено 81 402 квадрата кровельного шифера (более 8 миллионов квадратных футов), а также 40 486 ящиков школьного шифера и 243 ящика школьных досок.
Сланцевая долина (район Гранвилл, Нью-Йорк ) хорошо известна своим сланцем. Сланец был добыт в 1839 году в Фэр-Хейвене , штат Вермонт. Приток иммигрантов из общин, занимающихся добычей сланца в Северном Уэльсе, привел к буму производства сланца, пик которого пришелся на вторую половину XIX века. Сланец региона бывает разных цветов, особенно зеленого, серого, черного и красного. Некоторое производство продолжалось и в 2003 году: на 23 действующих рудниках, работающих полный рабочий день, работало 348 человек. [9]
Кроме того, один из старейших карьеров в Америке продолжает добывать сланец в округе Букингем, штат Вирджиния . Их торговая марка Buckingham Slate постоянно добывается с 18 века и имеет отчетливый, невыцветающий сине-черный цвет и блеск слюды . Букингемский сланец используется во многих федеральных зданиях в Вашингтоне, округ Колумбия.
Крупномасштабная добыча сланца также велась вокруг города Монсон, штат Мэн , где с 1860-х годов процветала обширная серия карьеров. Небольшие разработки карьеров и обогащения продолжаются в Монсоне и в 21 веке.
Сланец также встречается в Арктике и использовался инуитами для изготовления клинков для улусов .
95% добычи сланца в Бразилии приходится на штат Минас-Жерайс . Сланец из этого региона формируется иначе, чем из традиционных сланцевых регионов, таких как Галисия. Такими продуктами являются осадочные породы, расколовшиеся по первоначальной плоскости напластования, тогда как настоящий сланец подвергся метаморфизму и раскалывается не по напластованию, а по плоскостям, связанным с перестройкой минералов при метаморфизме. Эта перестройка, известная как «сланцеватость», не имеет никакого отношения к первоначальным горизонтальным плоскостям напластования. [10]
В отчете независимого Технического центра Писарры «Технические свойства сланца Бамбуи из штата Минас-Жерайс (Бразилия) для подтверждения его соответствия стандарту EN12326» описывается, как определенные продукты, происходящие из Бразилии, продаваемые в Великобритании, не имеет право носить знак CE . Поскольку такие бразильские продукты имеют более высокие индексы водопоглощения, чем продукты из других регионов, таких как Галисия, это делает их менее подходящими для использования в качестве кровельной черепицы, поскольку исследование показало значительную потерю прочности при оттаивании и замораживании. [10]