Bagaimana keuntungan menentukan apa yang kami tambang dan mengapa hal itu penting

Menambang bukan sekadar menggali lubang. Ini adalah proses mengekstraksi mineral bermanfaat dari permukaan bumi, termasuk laut. Tapi inilah hasil tangkapannya. Mineral adalah zat anorganik yang mempunyai komposisi kimia tertentu dan sifat fisik yang khas. Pengecualian adalah batu bara, bahan organik yang sering dikelompokkan. Lalu ada bijih. Bijih adalah mineral logam, atau kumpulan mineral dan gangue (batuan yang tidak memiliki nilai ekonomi), yang dapat ditambang untuk mendapatkan keuntungan.

Deposit mineral menunjukkan mineral bermanfaat yang terdapat secara alami. Deposit bijih menunjukkan deposit mineral dengan tingkat dan konsentrasi yang cukup untuk mengundang eksploitasi. Lihat perbedaannya? Itu tergantung pada uang.

Mengapa label harga menentukan realitas geologis

Saat mengevaluasi deposit mineral, sangat penting untuk mempertimbangkan keuntungan. Jumlah total mineral dalam suatu deposit disebut sebagai persediaan mineral. Hanya kuantitas yang dapat ditambang dengan keuntungan yang disebut cadangan bijih. Ketika harga jual mineral naik atau biaya ekstraksi turun, proporsi persediaan mineral yang diklasifikasikan sebagai bijih meningkat.

Tentu saja yang terjadi justru sebaliknya. Sebuah tambang mungkin menghentikan produksinya karena mineralnya habis. Atau karena harga turun atau biaya meningkat sedemikian rupa sehingga yang dulunya bijih kini hanya berupa mineral. Ini adalah definisi yang berubah. Tanah tidak berubah. Matematikanya bisa.

Akar ekstraksi yang dalam

Penemuan arkeologi menunjukkan bahwa penambangan dilakukan pada zaman prasejarah. Mineral pertama yang digunakan adalah batu api. Pola rekahan konkoidalnya memungkinkannya dipecah menjadi potongan-potongan yang tajam. Berguna sebagai pengikis, pisau, dan mata panah. Selama Periode Neolitikum (sekitar 8000–2000 SM ), terowongan sedalam 100 meter (330 kaki) ditenggelamkan dalam endapan kapur lunak di Prancis dan Inggris. Mereka menginginkan kerikil batu api. Oker merah dan mineral tembaga perunggu berfungsi sebagai pigmen.

Tambang bawah tanah tertua di dunia tenggelam lebih dari 40.000 tahun yang lalu. Terletak di Bomvu Ridge di pegunungan Ngwenya, Swaziland. Mereka menambang oker untuk upacara penguburan dan pewarnaan tubuh. Emas adalah salah satu logam pertama yang digunakan. Ditambang dari dasar sungai pasir dan kerikil yang terbentuk sebagai logam murni karena stabilitas kimianya. Tembaga, yang secara kimia kurang stabil, terdapat dalam bentuk asli dan mungkin merupakan logam kedua yang ditemukan. Perak juga ditemukan dalam keadaan murni. Pada suatu waktu, emas dihargai lebih tinggi daripada emas.

Peleburan kuno dan batu monumental

Sejarawan mengatakan orang Mesir menambang tembaga di Semenanjung Sinai sejak 3000 SM. Beberapa perunggu (campuran tembaga dengan timah) berasal dari tahun 3700 SM . Besi berasal dari tahun 2800 SM. Catatan Mesir tentang peleburan bijih besi berasal dari tahun 1300 SM. Timbal, yang ditemukan di reruntuhan kuno Troy, diproduksi sejak tahun 2500 SM.

Salah satu bukti awal pembangunan dengan batu galian adalah pembangunan piramida besar (2600 SM) di Mesir. Khufu, yang terbesar, memiliki panjang 236 meter (775 kaki) di sepanjang sisi dasarnya. Ini berisi sekitar 2,3 juta blok dari dua jenis batu kapur dan granit merah. Batu kapur tersebut diyakini digali dari seberang Sungai Nil. Balok dengan berat sebanyak 15.000 kg (33.000 pon) diangkut dalam jarak jauh. Ditinggikan ke tempatnya. Mereka menunjukkan pemotongan yang presisi sehingga menghasilkan pasangan bata yang pas.

Dari pengaturan api hingga tenaga pneumatik

Salah satu penanganan awal metode penambangan yang paling lengkap di Eropa dilakukan oleh sarjana Jerman Georgius Agricola dalam bukunya De re metallica (1556). Dia menjelaskan metode rinci dalam menggerakkan poros dan terowongan. Bijih lunak dan batu ditambang dengan susah payah dengan pick. Bijih yang lebih keras memerlukan pick dan palu, irisan, atau panas.

Pembakaran melibatkan penumpukan tumpukan kayu di permukaan batu dan membakarnya. Panas melemahkan atau mematahkan batuan karena pemuaian termal. Ventilasi kasar dan sistem pemompaan digunakan jika diperlukan. Pengangkatan poros dan tanjakan dilakukan dengan mesin kerek. Pengangkutan dilakukan dengan “truk” dan gerobak dorong. Sistem pendukung kayu digunakan di terowongan.

Kemajuan besar dalam pertambangan dicapai ketika rahasia bubuk hitam sampai ke Barat. Mungkin dari Tiongkok pada akhir Abad Pertengahan. Bahan peledak ini diganti pada pertengahan abad ke-19 dengan dinamit. Sejak tahun 1956, bahan peledak bahan bakar amonium nitrat dan slurry (campuran air, bahan bakar, dan oksidator) telah digunakan secara luas. Bor baja dengan ujung baji dan palu pertama kali digunakan untuk mengebor lubang untuk penempatan bahan peledak. Pengalaman menunjukkan bahwa penempatan lubang dan urutan pembakaran yang tepat penting untuk mendapatkan pemecahan batuan yang maksimal di tambang.

Penemuan bor mekanis yang ditenagai oleh udara bertekanan (palu pneumatik) meningkatkan kemampuan menambang batuan keras secara nyata. Ini mengurangi biaya dan waktu penggalian beberapa kali lipat. Orang Inggris Richard Trevithick dilaporkan telah menemukan bor putar yang digerakkan oleh uap pada tahun 1813. Bor piston mekanis yang menggunakan mata bor yang terpasang pada batang bor dan bergerak ke atas dan ke bawah seperti piston di dalam silinder berasal dari tahun 1843. Di Jerman pada tahun 1853, sebuah bor yang menyerupai bor udara modern ditemukan. Bor piston digantikan oleh bor palu yang dijalankan dengan udara bertekanan. Kinerjanya meningkat dengan desain yang lebih baik dan ketersediaan baja berkualitas.

Perkembangan pengeboran diiringi dengan perbaikan metode pemuatan. Mulai dari pemuatan tangan dengan sekop hingga berbagai jenis pemuat mekanis. Pengangkutan juga berevolusi dari pengangkutan manusia dan hewan. Untuk menambang mobil yang ditarik oleh lokomotif listrik dan konveyor. Dan untuk kendaraan berban karet berkapasitas besar. Perkembangan serupa juga terjadi pada pertambangan permukaan. Meningkatkan volume produksi dan menurunkan harga produk logam dan nonlogam secara drastis. Mesin pengupasan besar dengan roda penggali yang digunakan dalam penambangan batubara permukaan juga digunakan di jenis tambang terbuka lainnya.

Bagaimana para penambang mengatasi krisis air dan lampu

Air dulunya adalah musuh terbesar para penambang. Air ini membanjiri terowongan, merusak peralatan, dan membuat penggalian lebih dalam hampir mustahil dilakukan. Kemudian James Watt muncul dengan mesin uap pada abad ke-18. Tiba-tiba, pompa bertenaga uap dapat menarik air keluar dari tambang yang dalam. Masalahnya belum hilang, tapi bisa diatasi.

Pencahayaan mengikuti jalur yang sama. Para penambang awal mengandalkan lilin atau lampu sumbu minyak yang membakar minyak ikan paus, minyak batu bara, atau minyak tanah. Itu redup. Itu berbahaya. Pada tahun 1890-an, segalanya menjadi lebih cerah namun lebih bergejolak. Gas asetilena, dihasilkan dengan meneteskan air ke kalsium karbida, dibakar dalam reflektor logam. Sebuah percikan api menyalakan api. Cahayanya cukup terang untuk dilihat, tapi gas yang mudah terbakar di tambang? Itu adalah resep bencana.

Pergeseran sebenarnya terjadi pada tahun 1930-an dengan lampu tutup bertenaga baterai. Tidak ada api terbuka. Tidak ada tangki asetilena. Ringan saja. Sejak itu, para insinyur telah mengubah masa pakai baterai, berat, dan intensitas. Para penambang kini dapat melihat dengan jelas tanpa membawa potensi ledakan di kepala mereka.

Sangat mudah untuk meromantisasi penambangan. Bayangkan seorang pencari tunggal yang membawa beliung. Gambar itu sudah mati. Penambangan modern adalah tentang mesin yang menyediakan kekuatan kasar dan profesional terlatih yang menyediakan strateginya. Kami menarik emas dari kedalaman bawah tanah 4.000 meter. Itu lebih dari 13.000 kaki di bawah. Tambang permukaan menggali sedalam lebih dari 700 meter. Skalanya adalah industri, bukan artisanal.

Cara menemukan mineral menggunakan teknik pencarian modern

Menemukan deposit mineral disebut prospeksi. Begitu Anda menemukan tempat potensial, yang disebut prospek, Anda menjelajahinya. Anda perlu mengetahui ukuran, bentuk, orientasi, dan kualitas mineral. Anda perlu mengetahui di mana letak barang bagus dibandingkan dengan permukaannya.

Para penambang tradisional menjelajahi tanah itu. Mereka mengamati singkapan, tanah, dan sedimen. Pengamatan langsung masih berhasil. Namun penambang modern menggunakan alat untuk mempersempit radius pencarian. Mereka mencari anomali. Anomali adalah perbedaan antara apa yang Anda lihat dan apa yang Anda harapkan.

Citra udara dan satelit membantu memindai area yang luas dengan cepat. Perubahan struktur geologi, jenis batuan, tanah, atau vegetasi dapat memberi petunjuk adanya mineralisasi di bawah. Pencarian geofisika berjalan lebih dalam. Ia menggunakan metode gravitasi, magnet, listrik, seismik, dan radiometrik. Alat-alat ini mengukur sifat batuan seperti kepadatan, kerentanan magnetik, konduktivitas listrik, dan peluruhan radioaktif.

Prospek geokimia mencari petunjuk kimia. Para ilmuwan mengumpulkan sampel tanah, sedimen danau, air, endapan glasial, batuan, tumbuh-tumbuhan, jaringan hewan, mikroorganisme, gas, dan udara. Mereka menguji elemen jejak. Konsentrasi yang tidak biasa menunjukkan adanya deposit.

Metode eksplorasi: parit, drift, dan pengambilan sampel inti

Setelah prospek teridentifikasi, eksplorasi lapangan dimulai. Metodenya tergantung pada jenis dan kedalaman endapan. Jika endapannya muncul di permukaan, parit dangkal digali dengan buldoser atau backhoe. Pembuatan parit memberikan data dekat permukaan yang akurat dan volume sampel yang besar. Namun hal ini dibatasi oleh seberapa dalam peralatan tersebut dapat memotong.

Terkadang, arus khusus didorong. Ini mahal dan lambat. Drift sebagian besar digunakan untuk membuat lokasi pengeboran. Dari sana, volume besar dapat dieksplorasi untuk membangun model tubuh bijih tiga dimensi. Poros dan drift tua juga berguna. Mereka memberikan akses mudah untuk mengambil sampel cadangan yang ada atau menjelajahi perluasannya.

Metode yang paling umum adalah mengebor lubang probe. Mata bor berujung berlian memotong garitan sempit di batu. Ini mengekstraksi inti silinder dari pusat. Ini adalah pengambilan sampel inti. Panjang lubangnya bisa ratusan atau ribuan meter. Diameter standarnya sekitar 50 milimeter.

Inti ditempatkan dalam kotak khusus sesuai urutan pelepasannya. Ahli geologi mencatat setiap inti. Mereka menggambarkan jenis batuan, mineral, dan fitur struktural seperti sambungan, patahan, dan bidang alas. Mereka menilai kekuatan batuan. Inti sering kali terbelah memanjang. Setengahnya dibawa ke laboratorium untuk menentukan kadar mineralnya.

Menggambarkan badan bijih dengan peta dan model

Lubang inti dibor dengan pola yang teratur. Lokasi mereka diplot pada peta rencana. Untuk memvisualisasikan endapan di kedalaman, lubang juga diplot pada bidang vertikal yang disebut bagian. Ahli geologi mempelajari setiap bagian. Dengan menggunakan data dari peta, log inti, dan pengetahuan tentang struktur geologi, mereka mengisi kesenjangan antara lubang dan bidang.

Metode ini membangun model tubuh bijih. Ini bekerja dengan baik untuk endapan berukuran sedang hingga kecil dengan batas tajam antara bijih dan limbah. Ini sering kali ditambang di bawah tanah. Namun untuk deposit besar yang ditambang dengan metode tambang terbuka, pendekatan ini kurang umum dilakukan. Sebagian besar telah digantikan oleh model blok. Itu dirinci di bagian penambangan permukaan.

Tujuannya bukan hanya untuk menemukan batu. Penting untuk memahami struktur, kualitas, dan volumenya sebelum satu sekop bergerak.

Industri ini telah beralih dari dugaan ke presisi. Anomali bukan lagi sekedar keingintahuan visual. Itu adalah titik data. Dan titik data menghasilkan keputusan bernilai miliaran dolar.

Memetakan badan bijih

Deposit mineral tidak hanya tersimpan begitu saja. Mereka punya bentuk. Kebanyakan dari mereka berbentuk tabel, terjepit di antara lapisan batuan paralel seperti sepotong roti di dalam roti. Untuk menavigasi hal ini, penambang mengandalkan dua pengukuran. Dip memberi tahu Anda sudut relatif terhadap cakrawala. Strike memberi Anda arah kompas.

Kalian juga harus mengetahui apa yang diatas dan apa yang dibawah. Batuan yang berada di atas endapan adalah dinding gantung. Benda di bawahnya adalah footwall. Istilah sederhana. Penting untuk keselamatan.

Nilai tidak statis

Tidak semua bijih diciptakan sama. Konsentrasi mineral berharga disebut tingkat. Jumlah ini berfluktuasi secara liar pada satu deposit.

Inilah kebenaran yang sulit. Hanya karena ada mineral bukan berarti mineral tersebut layak untuk digali. Ada nilai batas tambang. Di bawah ambang batas ini, penambangan material akan merugi. Begitu batu tersebut terlepas dari tanah, ada rintangan lain. Tingkat batas pabrik. Pada titik inilah pengolahan batu sudah tidak menguntungkan lagi.

Lalu ada tingkat impas. Inilah titik kritisnya. Biaya sama dengan pendapatan. Apa pun di atas adalah bijih. Apa pun di bawah ini adalah sampah.

Jadi bagaimana Anda memutuskan apa yang dimaksud dengan cadangan yang dapat dieksploitasi? Anda melihat angka-angkanya. Biaya ekstraksi sangat bervariasi. Mereka bergantung pada sistem penambangan, mesin, dan berapa lama tambang tersebut bertahan. Ini adalah kalkulus yang kompleks.

Ambil contoh tambang terbuka. Mereka mulai dari permukaan. Murah. Mudah. Namun saat Anda menggali lebih dalam, fisika berubah. Pada akhirnya, Anda mungkin harus beralih ke penambangan bawah tanah. Biaya per ton melonjak. Untuk membenarkan lompatan tersebut, bijih bawah tanah memerlukan kadar yang lebih tinggi. Jika tidak, tinggalkan saja.

Penambangan permukaan mendominasi

Lebih dari dua pertiga produksi mineral tahunan dunia berasal dari pertambangan terbuka. Itu adalah pemukul berat.

Ada tiga tipe utama.
– Penambangan terbuka
– Penambangan strip
– Penambangan

Mereka berbeda dalam bentuk, teknik, dan apa yang mereka keluarkan dari bumi.

Penambangan terbuka menciptakan lubang yang sangat besar. Kadang-kadang ia mencukur puncak bukit. Penambangan strip berbeda. Itu linier. Sebuah dragline atau sekop raksasa mengupas potongan tanah yang panjang dan sempit. Anda menggali mineralnya, pindah ke strip berikutnya, dan membuang limbah dari strip baru ke dalam lubang yang baru saja Anda buat. Ini efisien untuk endapan batubara yang tipis dan datar. Itu sebabnya sering kali dikategorikan secara terpisah.

Penggalian terpecah menjadi dua kubu. Salah satunya untuk batu hias. Warna, ukuran, bentuk tertentu. Pekerjaan yang mahal. Yang lainnya untuk pasir, kerikil, dan batu pecah. Digunakan untuk jalan, semen, beton. Teknik yang digunakan di sini mencerminkan penambangan terbuka. Jadi kami fokus pada sisi ornamennya. Barang-barang kelas atas.

Geometri lubang

Tambang terbuka dibangun berlapis-lapis yang disebut bangku.

Seberapa tebalkah mereka? Biasanya 12 hingga 15 meter. Sekitar 40 hingga 50 kaki. Tergantung pada batu dan peralatannya. Penambang bekerja di banyak bangku sekaligus. Mereka berkeliling menggunakan jalur landai. Jalur landai ini lebar. Lebarnya 20 hingga 40 meter. Anda memperluas jalan ke bawah untuk memulai level baru. Anda memotongnya dalam-dalam, lalu melebarkannya. Itu membentuk dasar lubang yang baru.

Dinding itu penting. Banyak.

Kemiringan ditentukan oleh kekuatan batuan. Stabilitas tidak dapat dinegosiasikan. Apalagi lubangnya semakin dalam.

Inilah ketegangannya. Mendalamkan lereng hanya beberapa derajat dapat menghemat jutaan biaya pengupasan tanah. Ini dapat meningkatkan perolehan bijih. Namun hal ini juga mengundang keruntuhan. Keruntuhan lereng dapat melibatkan jutaan ton material. Ini adalah sebuah risiko. Tambang menjalankan program stabilitas yang konstan. Mereka menganalisis data struktur, tabel air, dan pola peledakan. Satu lubang besar mungkin menggunakan lima atau lebih sudut kemiringan yang berbeda.

Saat Anda menggali lebih dalam, Anda menghilangkan lebih banyak batuan sisa. Akhirnya, matematika gagal. Nilai bijih yang terekspos tidak lagi menutupi biaya pengeluarannya. Penambangan berhenti.

Saldo ini adalah nisbah pengupasan. Batuan sisa dibagi dengan bijih yang dibuang. Rasio pengupasan titik impas bergantung pada nilai dan biaya bijih. Saat Anda menekannya, Anda sudah selesai.

Cara menghitung cadangan bijih untuk tambang terbuka

Estimasi cadangan bukan sekedar dugaan. Ini dimulai dengan mengebor lubang probe. Plot lokasi tersebut di peta. Potong bagian vertikal melaluinya. Anda mendapatkan luas vertikal badan bijih. Lokasi bangku mengikuti dari sana.

Tapi Anda menambang dalam lapisan horizontal. Jadi Anda juga menghitung cadangan dalam irisan horizontal. Setiap irisan sesuai dengan tinggi bangku. Anda memotong irisan ini menjadi blok-blok di sepanjang garis koordinat. Panjang dan lebar balok? Biasanya satu sampai tiga kali tinggi bangku.

Tentukan nilai untuk setiap blok. Tumpuk semuanya. Anda memiliki model blok. Jumlahnya harus lebih besar dari cadangan bijih sebenarnya. Mengapa? Karena Anda harus menggali lubang untuk mengeksposnya.

Sekarang masukkan uang ke dalam campuran. Biaya bervariasi. Pendapatan yang diharapkan bervariasi. Nilai penting. Lokasi penting. Hal ini menciptakan model blok ekonomi. Beberapa blok berakhir di dalam lubang. Yang lainnya tetap berada di luar. Bagaimana Anda memutuskan mana yang akan dipilih?

Teknik kerucut mengambang adalah standarnya. Bayangkan dua dimensi terlebih dahulu. Untuk menghapus blok bijih, Anda harus menghapus semua yang ada di atasnya. Gambarlah segitiga terbalik. Sisi-sisinya sesuai dengan sudut kemiringan. Basis berada di permukaan. Apex mencapai blok bijih. Dalam 3D? Itu sebuah kerucut.

Bandingkan nilai bijih di puncak dengan biaya menghilangkan seluruh kerucut. Nilai bersih positif? Tambang itu. Jalankan pemeriksaan ini untuk setiap blok dalam model. Hasilnya adalah garis besar lubang terakhir Anda.

Operasi pengeboran dan peledakan di tambang terbuka

Tambang-tambang besar memindahkan hampir satu juta ton material setiap hari. Yang kecil? Beberapa ribu. Prosesnya terbagi menjadi empat langkah: pengeboran, peledakan, pemuatan, pengangkutan.

Tambang besar menggunakan bor putar. Diameter lubang berkisar antara 150 hingga 450 mm. Mata bor ini memiliki tiga kerucut dengan gigi baja atau tungsten karbida. Itu berputar di bawah beban berat. Memecah batu dengan kompresi dan geser. Kompresor udara mengeluarkan potongan melalui bagian tengah tali bor.

Lubang yang lebih kecil menggunakan mesin perkusi pneumatik atau hidrolik. Dipasang di truk atau crawler. Lubangnya lebih kecil, 75 hingga 120 mm.

Pola itu penting. Anda memerlukan fragmentasi khusus untuk memuat dan menghancurkan nanti. Dua istilah mendefinisikan polanya: beban dan jarak. Beban adalah jarak terpendek dari lubang ke permukaan bangku. Jarak adalah jarak antar lubang. Beban biasanya 25 hingga 35 kali diameter lubang. Jarak biasanya sama dengan beban.

Kebanyakan bahan peledak adalah ANFO. Bubur amonium nitrat dicampur dengan bahan bakar minyak. Dipompa dari truk tanker. Sebuah lubang berukuran 400 mm, sedalam 7,5 meter, dapat menghasilkan sekitar satu miliar tenaga kuda. Itu energi yang sangat besar. Tujuannya adalah fragmentasi yang bermanfaat. Bukan hanya kebisingan. Blaster menembakkan lubang dalam urutan yang terkendali untuk mengatur gaya.

Memuat dan mengangkut material berat

Tujuan peledakan itu sederhana. Pecahkan batunya. Pindahkan ke dalam tumpukan. Permudah pemuatannya.

Sekop listrik atau diesel-listrik melakukan pengangkatan di lubang besar. Yang hidrolik juga. Ukuran ditentukan oleh gayung atau ember. Kapasitas umum berkisar antara 15 hingga 50 meter kubik. Satu gigitannya bisa mengangkat beban 30 hingga 100 ton.

Truk harus cocok dengan sekop. Aturan praktisnya? Isi truk dalam empat hingga enam ayunan sekop. Sekop berukuran 15 meter kubik berpasangan dengan truk berbobot 120 hingga 180 ton. Truk terbesar mengangkut lebih dari 350 ton. Mereka memiliki mesin yang menghasilkan lebih dari 3.500 tenaga kuda. Diameter ban melebihi 3 meter.

Wheel loader juga berperan. Mobilitas mereka yang tinggi membantu.

Mengangkut bijih dari lubang yang dalam

Lubang-lubang semakin dalam. Yang terdalam melebihi 800 meter. Mengangkut sejauh itu dengan truk itu mahal. Alternatif muncul.

Konveyor sabuk adalah hal yang umum. Tapi mereka membutuhkan penghancuran di dalam lubang. Material sisa tambang harus dipecah sebelum diangkut. Sudut yang curam menjadi masalah. Kebanyakan sabuk maksimal pada 18 derajat. Mengangkut langsung ke atas dinding pit? Insinyur masih mengembangkan teknik untuk itu.

Apa yang terjadi setelah bijih keluar dari tanah

Truk itu pergi. Batuan sisa menuju tempat pembuangan sampah. Barang bagus, bijihnya, dikirim ke pabrik pengolahan. Kadang-kadang produk tersebut tidak diproses seluruhnya jika kualitasnya cukup tinggi untuk dikirim langsung. Tapi itu jarang terjadi. Sebagian besar operasi memilah sub-bijih ke dalam tumpukan terpisah. Mereka mungkin akan menggalinya nanti. Mereka mungkin mengolahnya dengan bahan kimia di tempat pembuangan sampah. Itu adalah pencucian tumpukan. Ini mengekstraksi logam tanpa memindahkan batu ke pabrik.

Mengapa kami menambang batu yang bukan logam

Kami tidak membangun gedung pencakar langit dari granit. Biasanya tidak. Tapi kami menginginkannya. Kelihatannya bagus. Itu bertahan lama. Sangat mudah untuk dibersihkan. Granit, batu kapur, batu pasir, marmer, batu tulis, gneiss, serpentine. Inilah para pemukul berat. Jika digunakan untuk struktur, dinding, lantai, atau sekadar dekorasi, itu adalah batu bangunan. Jika dipotong dengan ukuran tertentu untuk konstruksi atau monumen, itu menjadi batu dimensi.

Batu berdimensi baik harus konsisten. Warna yang sama. Tekstur yang sama. Tidak ada retakan. Itu harus dipoles. Ia harus bertahan dari hujan. Bagian ini bukan tentang menambang kotoran. Ini tentang memotong batu.

Bagaimana lubang itu terbentuk

Tambang tidak selalu berupa lubang di tanah. Terkadang letaknya di lereng bukit. Langkah pertama adalah pengupasan. Pohon pergi. Semak-semak pergi. Kemudian tanah lapisan atas. Itu akan ditimbun untuk reklamasi nanti. Anda tidak bisa membuangnya begitu saja.

Batu itu keluar dari bangku. Irisan. Biasanya tebalnya 4,5 sampai 6 meter. Tapi alam tidak mengikuti aturan. Jika ada lapisan alami, penggalian akan mengikutinya.

Blok yang mereka tarik sangat besar. Kadang-kadang disebut roti. Tingginya enam meter. Kedalaman enam meter. Panjangnya mencapai 18 meter. Itu berarti 1.200 hingga 2.000 ton. Anda tidak dapat memindahkannya dengan forklift. Secara tradisional, derek tetap dapat melakukan pekerjaan tersebut. Jangkauan derek menentukan bentuk tambang. Kini, front-end loader seluler mengambil alih. Mereka mengangkat blok pabrik seberat 30 ton. Tata letaknya berubah karena perubahan mesin.

Sampah adalah musuh di sini. Hanya 15 hingga 20 persen batu yang Anda gali dapat digunakan. Sisanya adalah puing-puing. Merencanakan ke mana tumpukan sampah itu dibuang adalah bagian utama dari pekerjaan.

Memotong batu tanpa merusaknya

Bagaimana cara memisahkan satu blok dari gunung?

Selama bertahun-tahun, gergaji kawat adalah rajanya. Itu adalah kawat baja, helikoidal, tebalnya sekitar 6mm. Ia membawa bubur air dan bahan abrasif—pasir, aluminium oksida, silikon karbida. Kawat tidak dapat memotong batu. Bahan abrasifnya bisa. Kawat hanya mengirimkannya.

Kawatnya rusak. Potongannya semakin sempit. Jika kabelnya putus, Anda terjebak. Memulai kembali adalah mimpi buruk. Jadi kawatnya harus cukup panjang untuk menyelesaikan pekerjaannya. Pada granit, Anda menggunakan sekitar 27 meter kawat untuk setiap meter persegi potongan. Satu potongan berukuran 6×9 meter membutuhkan 1.450 meter. Seluruh pengaturan mungkin menggunakan kabel sepanjang 3 hingga 5 kilometer. Digerakkan oleh motor listrik atau diesel. Dipandu oleh roda katrol. Satu kawat dapat membuat banyak potongan jika Anda memiringkan roda dengan benar.

Manfaatnya? Potongan yang halus. Tidak ada kerusakan pada batu di sekitarnya. Lebih sedikit pekerjaan nanti. Tapi itu lambat. Dan itu sedang diganti.

Membakar dan mengebor batu

Untuk batuan keras seperti granit, panas bekerja. Pembakar jet menggunakan bahan bakar minyak dan oksigen atau udara. Ia terbakar seperti mesin roket mini. Suhu tinggi. Kecepatan tinggi. Ini memotong saluran dengan lebar 75 hingga 150 mm dan kedalaman hingga 6 meter. Genggam atau otomatis. Itu meleleh.

Atau Anda bisa mengebor. Bor perkusi pneumatik atau hidrolik membuat lubang yang panjang dan paralel. Pengeboran garis menggunakan lubang pilot yang jaraknya berdekatan. Kemudian bagian yang lebih besar muncul di tengah. Pada batuan yang lebih lunak, Anda cukup memotong jaring di antara lubang-lubangnya.

Metode mana yang Anda gunakan bergantung pada batunya. Granit keras mungkin terbakar. Batu lunak dibor. Tujuannya selalu sama. Keluarkan blok itu. Jangan rusak. Jangan sia-siakan.

Membelah batu tanpa boom

Bahan peledak bukan satu-satunya cara untuk memecahkan batu. Terkadang Anda menginginkan perpecahan yang bersih, bukan kawah.

Jika lubang dibor dengan jarak 125 hingga 250 mm, Anda dapat mematahkan batu di antara lubang tersebut. Ini tentang presisi. Salah satu caranya adalah dengan menggunakan bahan peledak khusus. Mereka tidak meledakkan batu itu. Mereka menekan gas bertekanan tinggi ke dinding lubang. Tekanan meningkat. Lalu retak. Sebuah celah terbentuk tepat di sepanjang garis tembak. Kekacauan terkendali.

Pekerja jadul menggunakan bulu dan irisan. Itu mekanis. Brutal. Efektif.

Bulu adalah dua buah baja setengah bulat. Anda memasukkannya ke dalam setiap lubang di sepanjang sisi balok. Kemudian Anda menggeser irisan di antara setiap pasangan. Pukul irisannya dengan palu godam. Kekuatan berpindah ke bulu. Batu itu tidak mau bergerak. Tekanannya tidak bisa kemana-mana selain melalui batu. Garis retakan muncul.

Teknik ini menetapkan bagian bawah sebuah blok. Ini juga mengiris potongan besar menjadi lebih kecil. Untuk langkah terakhir itu, Anda hanya membutuhkan lubang yang dangkal. Kedalamannya beberapa sentimeter. Diameter kecil.

Ada trik lain juga. Nat semen khusus yang mengembang seiring proses pengerasan. Tekanan hidrolik. Semua melakukan hal yang sama: dorong hingga batunya menyerah.

Kawat berlian melihat keuntungan

Teknologi baru lebih senyap. Pembersih. Lebih tepatnya.

Masukkan gergaji kawat berlian. Sepertinya kabelnya tebal. Ini adalah baja 6 mm pada intinya. Dibungkus dengan manik-manik yang diresapi berlian. Spacer plastik berada di antara manik-manik. Spacer itu penting. Mereka menghentikan batu agar tidak menggiling kabel baja menjadi debu. Mereka menyimpan berlian di tempatnya.

Air melakukan pekerjaan berat di sini. Air bersih membilas luka tersebut. Ini mendinginkan kawat. Itu menjaga berlian agar tidak terlalu panas dan kusam.

Untuk memulai pemotongan, Anda memerlukan dua lubang bor. Satu dibor secara vertikal dari sudut atas. Satu dibor secara horizontal dari bawah. Mereka berpotongan. Anda memasukkan kawat itu. Mekanisme penggerak menariknya. Ketegangan adalah kuncinya.

Potongannya sempit. Sangat sempit. Itu berarti lebih sedikit limbah. Lebih sedikit batu yang berubah menjadi debu. Batu itu tidak retak atau retak karena getaran. Setelah kabel dilingkarkan dan dipindahkan, Anda bahkan tidak memerlukan operator yang berdiri di sana. Itu hanya berjalan.

Gergaji mesin untuk batu

Ya, gergaji mesin bisa memotong batu. Bukan kayu. Batu.

Ini bukan alat di halaman belakang rumah Anda. Jumlahnya sangat besar. Mereka terlihat seperti gergaji kayu tetapi membawa tungsten karbida atau pemotong berujung berlian. Mereka menangani batu lunak. Kelereng. Batu kapur. travertine. Serpih seperti batu tulis. Beberapa batupasir.

Rantai itu memiliki tautan yang dapat dilepas. Mereka memegang alatnya. Rantai itu naik di saluran. Dinding dan dasar saluran itu bisa diganti. Mereka lelah. Anda menukarnya. Mesin itu bergerak sendiri. Mekanisme rak-dan-pinion menggerakkannya di sepanjang jalur modular.

Itu adalah alat berat. Itu keras. Tapi itu bekerja pada bahan yang akan merusak pisau standar.

Penyaluran pancaran air

Jika ingin diam, gunakan air.

Semburan air bertekanan tinggi memotong saluran di batu. Air murni bisa melakukannya. Atau air bercampur dengan bahan abrasif. Air mengalir melalui nosel kecil. Kecepatannya ekstrem.

Ini menciptakan retakan baru. Itu menembus yang sudah ada. Lapisan tipis batu terpotong. Lapis demi lapis.

Hasilnya? Saluran sempit dan lurus. Hampir tidak ada suara. Tidak ada kerusakan pada permukaan dinding sekitarnya. Itu lembut meskipun ada tekanan.

Penambangan bawah tanah

Mengapa penambangan dalam membutuhkan biaya lebih banyak per ton

Penambangan permukaan menemui jalan buntu. Bukan soal fisik, tapi soal matematika. Ketika bijih berada jauh di bawah tanah, batuan sisa yang harus Anda angkut untuk mencapainya menjadi terlalu berat untuk diangkat. Anda beralih ke teknik bawah tanah. Itu mahal. Setiap ton yang ditambang di bawah tanah harganya lebih mahal dibandingkan penambangan di permukaan. Mengapa? Peralatannya lebih kecil. Kondisi tanah dan geometri bijih menekan mesin. Aksesnya ketat. Tangki produktivitas. Anda mungkin mendapatkan hasil lima hingga lima puluh kali lebih sedikit per pekerja per shift dibandingkan dengan tambang terbuka.

Ada trade-off. Penambang bawah tanah hanya menarik bijih. Lubang terbuka menghilangkan berton-ton limbah untuk setiap ton batuan berharga. Selektivitas itu mempunyai nilai.

Memilih metode penambangan bawah tanah yang tepat

Setelah Anda berkomitmen untuk pergi ke bawah tanah, metodenya bergantung pada batunya. Ukuran itu penting. Bentuk itu penting. Orientasi itu penting. Nilai penting. Jika bijihnya bermutu tinggi atau harganya mahal, Anda bisa membeli metode yang mahal. Anda ingin memisahkan bijih dan limbah. Ekstraksi yang sangat selektif dapat melakukan hal ini. Tapi kalau nanti bisa disortir, mungkin dengan magnet untuk magnetit, bisa pakai penambangan massal. Ini lebih murah. Kurang selektif. Lebih cepat.

Penurunan badan bijih mengubah segalanya. Penurunan lebih dari 50 derajat memungkinkan Anda menggunakan gravitasi. Bijih jatuh. Mudah. Kedalaman di bawah 25 derajat memerlukan peralatan berban karet untuk mengangkut bijih. Sudut curam itu rumit. Diperlukan desain khusus untuk jalan tengahnya.

Bukaan yang Anda buat disebut stopes atau ruangan. Penghentian terjadi dalam dua langkah. Pertama adalah pembangunan. Anda menyiapkan blok bijih. Itu mahal. Langkah kedua adalah produksi. Anda menambang bijihnya. Ini lebih murah. Anda mencoba memaksimalkan produksi untuk setiap pengembangan. Untuk badan bijih curam, Anda menempatkan tingkat produksi berjauhan. Bukaan yang lebih besar berarti peralatan yang lebih besar. Lebih sedikit mesin. Lebih sedikit pekerjaan.

Kekuatan batu membatasi bukaan Anda. Batuan lebih kuat dari beton jalan raya. Tapi ada cacatnya. Retak. Kesalahan. Jika cacat tersebut berdekatan atau diisi dengan material yang hancur, Anda harus menjaga bukaannya tetap kecil.

Kedalaman membawa tekanan. Semakin dalam, berat batuan di atasnya bertambah. Tekanan samping juga meningkat. Tekanannya bisa sepertiga dari tekanan vertikal atau tiga kali lebih tinggi. Di tambang terdalam, lebih dari 4 kilometer di bawah, tekanannya sangat kuat. Batu itu meledak. Ini adalah semburan batu. Mereka berhenti menambang. Teknik mekanika batuan menangani hal ini. Ini mempelajari bagaimana massa batuan berinteraksi dengan bukaan tambang.

Membangun infrastruktur tambang

Anda tidak dapat menambang tanpa pengembangan. Investasi modal adalah yang utama. Lubang terbuka membangun jalan dan membuang sampah. Tambang bawah tanah lebih kompleks.

Akses dan poros vertikal

Pintu masuk utama adalah sebuah poros. Sebuah lubang vertikal tenggelam dari permukaan. Ini berada di bawah level penambangan terdalam yang direncanakan. Pergeseran horizontal bercabang secara berkala. Ini disebut level. Lift, atau sangkar, menurunkan pekerja dan mesin. Bijih muncul dalam lompatan. Angkutan khusus.

Poros memiliki kompartemen. Mereka memegang saluran udara terkompresi. Kabel tenaga listrik. Pipa air. Mereka juga memberi ventilasi pada tambang. Udara segar masuk melalui satu poros. Udara pengap keluar melalui udara lain. Atau sebaliknya.

Jalur landai menawarkan jalan turun lainnya. Terowongan didorong ke bawah dari permukaan. Jalur penghubung internal tingkat. Di pegunungan, Anda dapat membuat terowongan horizontal dari samping. Ini adalah iklan. Umum di pertambangan logam.

Mengapa gravitasi menyebabkan pengangkatan berat dalam pengangkutan bijih

Bijih yang ditambang tidak hanya diam saja. Ia akan dibuang ke lorong bijih —poros vertikal atau hampir vertikal yang memungkinkan gravitasi melakukan pekerjaannya. Batuan itu jatuh langsung ke tingkat terendah tambang. Dari sana, itu dihancurkan, dimasukkan ke dalam wadah, dan dimasukkan ke dalam lompatan. Lompatan ini naik ke permukaan rangka kepala, membuang muatannya, dan turun kembali. Mengulang.

Beberapa tambang menggunakan ban berjalan atau truk sebagai gantinya. Batuan sisa? Sering ditinggalkan di bawah tanah untuk menghemat ruang. Jika memang perlu dipindahkan, ia menggunakan bukaan vertikal serupa.

Mekanisme menaikkan dan menang

Menciptakan koneksi vertikal ini tidak hanya sekedar menggali. Ini disebut meningkatkan. Pekerja mulai dari bawah dan bergerak ke atas. Mesin bor angkat mengebor lubang dengan lebar 2 hingga 5 meter, dan panjangnya ratusan meter. Bukaan ini memiliki berbagai tujuan: jalur bijih, saluran pembuangan limbah, atau lubang ventilasi.

Turun dari level atas? Itu winze. Anggap saja sebagai poros internal.

Melayang: tulang punggung horizontal

Semua terowongan horizontal adalah hanyut. Sesederhana itu. Ukuran dan bentuknya bergantung pada pekerjaan. Pengangkutan? Ventilasi? Eksplorasi? Masing-masing membutuhkan jejak tertentu.

• Footwall drift : Berjalan sejajar dengan badan bijih, duduk di batu di bawahnya.
• Crosscut : Bergerak dari footwall melintasi badan bijih.
• Ramp : Aliran miring, masih diklasifikasikan dalam istilah umum ini.

Cara memperpanjang drift, satu putaran dalam satu waktu

Membangun penyimpangan adalah putaran lima langkah. Anda melakukan ini untuk setiap “putaran” batu yang ingin Anda singkirkan.

1. Pengeboran
2. Peledakan
3. Memuat dan mengangkut
4. Penskalaan
5. Memperkuat

Metode pengeboran bervariasi. Jenis batuan, ukuran bukaan, dan tingkat mekanisasi menentukan pendekatan yang digunakan. Sebagian besar tambang mengandalkan kapal pengangkut bertenaga diesel dan dilengkapi ban karet yang membawa banyak bor. Ini adalah bor jumbo. Bor itu sendiri dijalankan dengan udara bertekanan atau cairan hidrolik.

Pengeboran perkusi itu brutal. Sebuah piston menggedor maju mundur. Pada pukulan ke depan, ia membentur batang baja. Pemotong khusus, atau mata bor, yang dipasang di bagian depan, akan dipaksa masuk ke dalam batu. Piston memendek, mata bor berputar, dan siklus berulang. Energi tinggi, frekuensi tinggi—2.000 hingga 3.000 pukulan per menit. Hard rock tidak memiliki peluang.

Seni pola ledakan

Permukaan batu dibor dengan lubang paralel. Diameter berkisar antara 38 hingga 64 mm. Namun inilah triknya: satu atau lebih lubang yang lebih besar dibiarkan tidak bermuatan. Mereka bertindak sebagai permukaan bebas. Mereka memberi batu itu suatu tempat untuk dipecah menjadi. Ruang ekspansi.

Dari dinamit hingga ANFO

Bahan peledak masuk ke lubang itu. Tongkat, kartrid, atau bubur yang dipompa. Bahan kimia tersebut menghasilkan tekanan gas yang sangat besar. Tekanan ini menciptakan retakan baru dan memperlebar retakan yang sudah ada. Batu itu pecah. Itu bergerak.

Dinamit dulunya menjadi standar. Tidak lagi. ANFO mendominasi sekarang. Ini adalah campuran amonium nitrat dan bahan bakar minyak. Sendirian, tidak ada yang eksplosif. Campurkan—94,5% AN, 5,5% FO—dan nyalakan. Reaksinya sangat keras. Efisien. Murah.

Mengatur Waktu Ledakan dan Memindahkan Batu

Dampak ledakan sangat kacau. Anda mendapatkan karbon dioksida, uap air, dan nitrogen. Ini adalah komponen udara standar. Namun jika perbandingan bahan bakar minyaknya salah, maka Anda akan terkena racun. Terlalu banyak minyak menghasilkan karbon monoksida. Terlalu sedikit menghasilkan oksida nitrat. Keduanya membunuh. Itulah sebabnya sistem ventilasi menyedot gas-gas ini keluar. Peledakan biasanya terjadi di antara shift, atau setelah jam kerja penambang terakhir habis. Tambang kosong adalah tambang yang lebih aman.

Ketertiban itu penting. Anda tidak hanya menyalakan setiap lubang sekaligus. Anda mulai di dekat ruang kosong, “wajah bebas”. Kemudian Anda bekerja ke luar. Hal ini menciptakan ruang bagi pecahan batu untuk berpindah. Itu adalah koreografi kehancuran. Waktu adalah segalanya.

Sistem kelistrikan jadul menggunakan elemen resistif pada tutupnya. Arus memanaskannya. Ini menyalakan kepala sekering. Itu membakar senyawa kimia dengan kecepatan tertentu. Penundaan ini memicu primer—biasanya timbal azida atau PETN. Primernya meledak, menyalakan muatan ANFO utama. Kesenjangan antara penundaan? Biasanya 25 milidetik.

Tutup yang lebih baru menggunakan sirkuit mikro. Penundaan listrik. Mereka lebih ketat. Variasi yang lebih sedikit. Lebih banyak pilihan untuk urutan waktu. Presisi membutuhkan uang, tetapi menghemat waktu dan tenaga.

Setelah batunya pecah, Anda perlu memindahkannya. Unit LHD—Load, Haul, Dump—adalah pekerjanya. Mulai dari mesin kecil yang membawa kurang dari satu ton hingga binatang yang mengangkut 25 ton. Di pembuluh darah yang sempit, Anda mungkin melihat loader yang melampaui batas. Mereka mendorong ember ke dalam tumpukan, mengangkatnya, dan memutarnya ke belakang untuk membuang muatannya. Seringkali didukung oleh udara bertekanan.

Loader lain menggunakan senjata pengumpul. Mereka menyapu puing-puing ke dalam pengumpan, lalu ke ban berjalan ke dalam truk. Beberapa di antaranya dikendalikan dari jarak jauh. Tidak ada pengemudi di dalam taksi. Hanya seorang pria yang menonton monitor TV bermil-mil jauhnya.

Membersihkan dan Memegang Plafon

Sebelum Anda meledak lagi, Anda membersihkannya. Ini disebut penskalaan. Batuan lepas di atap atau dinding adalah jebakan maut. Di terowongan kecil, penambang menggunakan batang baja atau aluminium panjang untuk merobohkannya secara manual. Di tambang mekanis besar, mesin dengan palu tumbukan atau cakar penskala melakukan pekerjaan dari jarak yang aman.

Keselamatan bukan hanya tentang menghilangkan bebatuan yang lepas. Ini tentang menjaga sisanya agar tidak jatuh. Idealnya, batu itu menopang dirinya sendiri. Anda mengebor lubang dan memasukkan baut batu. Baut baja dengan jangkar ekspansi masuk. Anda memutarnya. Jangkar mengembang menempel pada dinding lubang. Pelat muka menekan permukaan batu. Ini mengunci blok-blok itu bersama-sama.

Ini menciptakan sebuah lengkungan. Struktur mandiri dalam massa batuan. Jika batunya terfragmentasi, tambahkan jaring baja, seperti pagar rantai, di antara baut. Beberapa tambang memasang tulangan atau kabel baja ke dalam lubang. Yang lain menyemprotkan shotcrete—beton yang diaplikasikan berlapis-lapis—ke permukaan. Itu berantakan, keras, dan efektif.

Menjaga Udara Tetap Bergerak dan Sejuk

Ventilasi tidak bisa dinegosiasikan. Penambang perlu bernapas. Tapi ini lebih dari itu. Mesin diesel membutuhkan oksigen untuk membakar bahan bakar. Mereka juga menghasilkan gas buang yang perlu diencerkan. Bahan peledak menghasilkan gas yang perlu dibuang.

Kipas angin mendorong masuknya udara segar. Mereka mengeluarkan udara yang terkontaminasi. Di daerah beriklim dingin, udara yang masuk membeku. Pemanas menghangatkannya. Di tambang yang dalam, batunya panas. Udara kembali panas terik. Sistem pendingin mendinginkannya. Hal ini membakar sejumlah besar energi.

Biaya energi yang tinggi mendorong perubahan. Tambang menutup bagian-bagian yang tidak digunakan untuk mengurangi volume udara yang bergerak. Mereka beralih dari mesin diesel ke mesin listrik. Peralatan listrik menghasilkan lebih sedikit panas dan tidak mengeluarkan gas buang. Ini menyederhanakan teka-teki ventilasi.

Mengapa ini penting? Karena lingkungan bawah tanah tidak bersahabat. Udara adalah kehidupan. Batuan adalah bahaya. Teknologi ini menjembatani kesenjangan antara tetap hidup dan menyelesaikan pekerjaan.

Penskalaan adalah langkah yang sangat penting dalam membuat tempat kerja aman.

Ini bukan hanya sebuah prosedur. Itu sebuah ritual. Anda meledak. Anda memuat. Anda mengukur. Anda memperkuat. Anda curhat. Mengulang. Siklus ini tidak ada habisnya.

Bagaimana tambang bawah tanah menjaga lampu tetap menyala

Pencahayaan yang baik bukan hanya sekedar hal yang bagus untuk dimiliki. Inilah perbedaan antara melihat bahaya dan langsung memasukinya.

Setiap penambang di sana mempunyai lampu yang diikatkan pada topi keras mereka. Baterainya sangat tergantung di ikat pinggangnya. Dalam beberapa operasi yang lebih lama atau lebih kecil, hanya sinar tunggal itulah yang Anda punya. Anda bekerja dengan cahaya lampu depan Anda sendiri. Namun, di lingkungan modern, alat berat melakukan pekerjaan berat—dan penerangan yang berat. Peralatan ini dilengkapi dengan lampu bertenaga tinggi yang membanjiri ruang kerja, menghilangkan kegelapan sehingga manusia dapat benar-benar melihat apa yang mereka lakukan.

Lalu ada infrastruktur tetap. Jalur perjalanan, stasiun poros, tempat pembuangan sampah—semuanya mempunyai perlengkapan permanen. Anda tidak dapat menavigasi tambang dalam kegelapan total.

Mengelola permukaan air

Air adalah variabel yang tidak bisa Anda abaikan.

Beberapa tambang menangani rembesan kecil. Mereka mendaur ulang air yang digunakan untuk pengeboran, menjaganya tetap bersih, dan menggunakannya kembali. Sederhana. Tambang lainnya menghadapi banjir. Air mengalir deras dari bebatuan di sekitarnya, mengancam akan menelan keseluruhan operasi. Dalam kasus ekstrim tersebut, para insinyur membangun pintu air khusus dan memperkuat ruang bawah tanah. Mereka dirancang untuk menahan arus masuk yang tiba-tiba dan besar-besaran sebelum tambang terendam banjir.

Kemana perginya air? Mengalir atau dipompa ke titik pusat yang disebut bah. Dari sana, pipa mengalirkannya ke poros hingga ke permukaan. Setelah berada di atas tanah, ia akan dirawat dan dibuang dengan benar. Anda tidak hanya membuang air mentah tambang ke sungai setempat.

Mengapa simpanan datar itu penting

Sebagian besar deposit bijih yang kami tambang saat ini berasal dari air. Dasar laut kuno. Rawa prasejarah. Selama jutaan tahun, tekanan memadatkan sedimen tersebut. Mereka mungkin telah bergeser atau terdistorsi sedikit, tetapi mereka tetap mempertahankan lapisan horizontal dasarnya.

Struktur ini mengubah cara Anda menggali.

Jika jahitannya rata, Anda memiliki dua opsi utama: penambangan longwall atau penambangan ruangan dan pilar. Yang mana yang Anda pilih bergantung pada beberapa faktor. Seberapa tebal jahitannya? Apakah batu di atasnya cukup kuat untuk menahannya? Bisakah Anda membiarkan permukaannya tenggelam?

Ini adalah perhitungan risiko versus imbalan.

Metode ruangan dan pilar

Teknik ini persis seperti apa yang terdengar. Anda menambang ruangan bijih. Anda meninggalkan pilar material yang belum ditambang.

Mengapa penambangan ruangan dan pilar menjadi standarnya

Ruangan dan pilar bukan sekadar metode a. Ini adalah defaultnya. Anggap saja sebagai es krim vanilla yang diekstraksi di bawah tanah. Anda melewati terowongan paralel, yang disebut drift. Kemudian Anda menghubungkannya. Interval teratur. Jika jaraknya cocok di kedua arah, Anda mendapatkan kotak. Papan kotak-kotak berisi ruangan-ruangan yang telah ditambang dan pilar-pilar berdiri.

Pilar-pilar itu bukanlah hiasan. Mereka menahan atap. Tanpa mereka, tambang itu akan runtuh. Fisika sederhana. Dalam beberapa operasi, begitu mereka mencapai tepi deposit, para penambang kembali dan memanen pilar-pilar tersebut. Itu berisiko. Artinya keruntuhan terkendali. Tapi itu memulihkan lebih banyak bijih.

Cara kerja penambangan longwall untuk mineral lunak

Penambangan longwall berbeda. Ini industri. Mekanis. Tepat.

Badan bijih diiris menjadi panel persegi panjang. Dua aliran paralel berjalan di sepanjang tepi yang panjang. Mereka menangani ventilasi dan transportasi. Sebuah jalan pintas menghubungkan mereka di akhir. Jalan pintas itu adalah pekerja keras. Ini disebut muka longwall.

Inilah triknya. Penopang hidrolik yang dapat digerakkan meluncur ke depan. Mereka menciptakan kanopi yang aman. Di bawah atap itu, mesin pemotong bergerak bolak-balik. Itu mengiris mineralnya. Sebuah konveyor lapis baja membawa muatan itu pergi. Dukungannya semakin maju. Atap di belakang mereka ambruk. Sengaja. Ini untuk hal-hal yang lembut. Trona. Garam. Kalium karbonat. Batu bara. Serpih yang mengandung mineral. Hal-hal yang sebenarnya dapat dipotong oleh mesin.

Hard rock mengubah permainan. Terumbu emas di Afrika Selatan? Platinum? Anda tidak bisa begitu saja mengirisnya. Anda mengebor dan meledakkan. Bijih dikikis ke tempat pengumpulan. Dukungan berasal dari penyangga hidrolik, bungkusan kayu, atau mengisi kekosongan dengan batu dan pasir. Pola yang sama. Alat yang berbeda.

Mengapa simpanan besar memerlukan pendekatan berbeda

Tidak semua vena terletak rata. Banyak yang vertikal. Atau hampir vertikal. Geologi berantakan. Distorsi terjadi. Sudut penempatan bervariasi. Batasan yang tajam antara bijih dan batuan sisa membuat hal ini dapat dikelola. Jika kemiringannya curam—lebih dari 55 derajat—dan bebatuannya kuat, Anda harus mengganti taktik.

Lubang ledakan berhenti untuk badan bijih vertikal

Di sinilah peran penghentian lubang ledakan. Ini untuk endapan yang tebal dan curam dengan batas yang teratur.

Mulai dari bawah. Berkendara melayang di sepanjang bijih. Perbesar menjadi palung. Di akhir palung itu, dorong kenaikan ke level di atasnya. Ledakan itu naik ke slot vertikal. Ini mencakup lebar tubuh bijih.

Dari tingkat pengeboran di atas, bor lubang ledakan paralel yang panjang. Diameternya sekitar 4 hingga 6 inci. Peledakan dimulai dari slot. Penambang mundur ke tengah arus. Mereka meledakkan irisan yang berurutan. Sebuah ruangan besar terbuka.

Bagaimana cara mengeluarkan bijih dari bak itu? Beberapa teknik. Grizzly. Konveyor. Sekop. Metodenya tergantung pada tata letaknya. Tujuannya tetap sama. Ekstrak bijihnya. Tinggalkan limbahnya. Jaga agar atap tidak menghancurkan Anda.

Variasi pemberhentian mundur sublevel dan vertikal

Penghentian lubang ledakan klasik bukanlah satu-satunya cara untuk menggali. Anda dapat mengubah geometri agar sesuai dengan batunya. Ambil penghentian sublevel. Daripada membuat satu slot vertikal yang besar, Anda mengebor lubang ledakan yang lebih pendek dari sublevel yang ditumpuk dengan interval vertikal yang lebih rapat. Ini adalah pendakian selangkah demi selangkah, menelusuri dari atas dalam potongan-potongan yang bisa diatur.

Penambangan mundur vertikal membalikkan skrip sepenuhnya. Stopenya tidak terlihat seperti sepotong kue vertikal. Itu sebuah palung. Anggap saja sebagai slot horizontal. Anda hanya mengisi bagian paling bawah lubang ledakan dengan bahan peledak. Bang. Sepotong bijih tipis horizontal jatuh ke dalam bak. Anda naik. Isi daya bagian pendek berikutnya dari lubang. Mengulang. Anda terus meledakkan irisan ke atas sampai Anda mencapai langit-langit. Itu metodis. Lapis demi lapis.

Cara kerja penghentian penyusutan pada pembuluh darah yang sempit

Lalu ada penghentian penyusutan. Metode ini menentukan pertarungannya. Ini hanya bekerja pada badan bijih yang curam dan relatif sempit. Batasannya juga harus teratur. Tidak ada tepi yang bergerigi dan tidak dapat diprediksi.

Batuan itu sendiri harus bermain bagus. Baik hanging wall maupun footwall harus kuat. Bijihnya juga perlu bertahan. Ia tidak dapat terdegradasi hanya karena ia berada di dalam stope saat Anda menambangnya. Penghentian penyusutan bergantung pada bijih itu sendiri untuk mendukung ruang terbuka saat Anda bekerja. Jika batuannya lemah, atau jika bijihnya hancur selama penyimpanan, metode ini akan gagal.

Cara kerja penghentian penyusutan dalam praktiknya

Ini adalah tarian vertikal. Para penambang memanjat melalui puing-puing, mengebor langit-langit lombong yang kokoh. Mereka mengisi lubang-lubang itu dengan bahan peledak. Kemudian mereka mengeluarkan 30 hingga 40 persen bijih pecah dari bawah.

Mengapa tidak mengambil semuanya?

Karena mereka membutuhkan ruang. Bijih yang tersisa berfungsi sebagai lantai dan penyangga sementara. Mereka meledakkan potongan di atas, membiarkannya jatuh untuk mengisi kekosongan yang baru saja mereka buat. Para penambang kembali ke dalam kekacauan, menginjak puing-puing baru untuk mengulangi prosesnya.

Ini berhasil. Tapi itu lambat. Dan sulit untuk diotomatisasi.

Penundaan antara memulai penggalian dan akhirnya mengangkut setiap batu terakhir dapat berlangsung secara signifikan. Ini adalah metode yang mengandalkan waktu dan kehadiran fisik manusia, bukan hanya alat berat.

Mengapa penambangan potong-dan-isi beradaptasi lebih baik

Jika penghentian penyusutan bersifat kaku, maka potong dan isi bersifat fleksibel. Ini menangani bentuk tubuh bijih yang aneh dan tanah yang tidak stabil di mana metode lain gagal. Selain penambangan ruangan dan pilar, ini merupakan teknik bawah tanah yang paling mudah beradaptasi.

Logikanya sederhana. Anda menambang sepotong bijih horizontal. Kemudian Anda mengisi ruang kosong tersebut.

Biasanya bahan pengisi berasal dari batuan sisa atau tailing yang dihasilkan oleh pabrik pengolahan. Ini mengubah sampah menjadi alat. Setelah kekosongan itu terisi, Anda menambang potongan berikutnya. Atau turun.

Isian menjadi platform untuk pemotongan berikutnya.

Ada dua cara utama untuk melakukan ini.

Potong-dan-isi secara manual dimulai dari bawah dan berlanjut ke atas. Ini adalah pendekatan standar. Gravitasi membantu. Isinya berada di bawah Anda, menopang berat Anda saat Anda menggali lapisan di atasnya.

Potong dan isi secara curang membalikkan alur. Anda mulai dari atas dan menggali ke bawah. Ini lebih rumit. Saat Anda mengeluarkan bijih di atas, Anda hanya akan mendapatkan langit-langit udara. Anda tidak bisa membuang batuan sisa begitu saja ke sana. Itu tidak akan bertahan.

Anda harus mencampurkan semen ke dalam isian. Ini menciptakan atap yang kokoh seperti beton. Hanya dengan cara ini pekerja dapat dengan aman memasuki ruang di bawah untuk melanjutkan siklus. Biayanya lebih mahal dalam hal bahan. Tapi ini memungkinkan Anda menambang deposit yang terlalu berbahaya atau tidak stabil untuk disentuh.

Memuat dengan hibrida penambangan ramp atau rill

Lihat diagram itu lagi. Tanjakan tersebut langsung masuk ke dalam stope. Itu adalah titik aksesnya. Saat penambang naik lebih tinggi, mereka membangun tanjakan di dalam timbunan itu sendiri. Ini bukan sekadar hiasan. Mereka bertindak sebagai jalan raya untuk pergerakan kru atau jalur bijih untuk aliran batuan yang diberi makan gravitasi. Tentu saja, Anda dapat melewatkan kenaikan gaji internal sepenuhnya. Masukkan batu yang diledakkan ke dalam LHD — kendaraan Load Haul Dump — dan arahkan ke jalur bijih di footwall. Ini adalah pilihan antara infrastruktur vertikal dan pengangkutan horizontal.

Kondisi tanah memungkinkan, ada pilihan lain. Penambangan rill.

Itu adalah binatang hibrida. Sebagian potong-dan-isi, sebagian penghentian sublevel. Aliran didorong melalui badan bijih, tetapi tidak dikemas dengan rapat. Mereka dipisahkan oleh sepotong bijih setinggi dua atau tiga irisan normal. Pengeborannya adalah lubang panjang. Peledakan menghilangkan irisan vertikal. Namun inilah yang menarik: seiring berjalannya setiap irisan, isian segera masuk. Anda menjaga lahan terbuka tetap kecil. Semakin sedikit batuan yang tersingkap berarti semakin kecil kemungkinan terjadinya keruntuhan. Stabilitasnya melalui penggantian yang konstan.

Cara kerja caving sublevel sebenarnya

Namanya memberikannya, jika Anda tahu di mana mencarinya.

Sublevel mengacu pada ruang kerja. Penambang tidak hanya beroperasi di level utama. Mereka bekerja di beberapa lantai perantara yang ditumpuk di antara terowongan utama. Ini adalah aktivitas sandwich vertikal.

Caving adalah konsekuensinya. Anda tidak menahan atap dengan kayu atau semen dalam pengaturan khusus ini. Saat bijih diekstraksi, dinding gantung di atasnya runtuh. Permukaan di atasnya juga tenggelam. Batuan itu jatuh ke dalam kehampaan. Ini adalah kekacauan yang terkendali. Metode ini mengandalkan kemampuan tanah untuk runtuh setelah material pendukungnya hilang.

Bagaimana caving sublevel melintang mengelola limbah dan pengenceran

Lihatlah geometrinya. Potongan melintang paralel mengiris badan bijih. Mereka lari dari footwall drift ke hanging wall. Setiap sublevel melakukan hal ini. Sublevel berikutnya turun? Itu terletak tepat di antara yang di atas. Terhuyung.

Lubang ledakan dibor dalam pola kipas. Interval teratur di sepanjang persilangan tersebut. Lalu kamu meniup. Mulailah dari dinding gantung di sublevel paling atas.

Inilah bagian yang sulit. Saat Anda mengeluarkan bijih yang pecah, material dari atas akan mengikuti. Sampah dari dinding gantung akan masuk ke dalam gua. Semakin banyak bijih yang diambil, semakin banyak pula sampah yang menyertainya. Pengenceran meningkat. Anda memiliki batasan. Setelah sampah mencapai ambang batas tertentu, Anda berhenti memuat. Ledakan kipas berikutnya. Tunggu sampai campurannya mengendap. Mengulang.

Apakah ini selalu buruk? Tidak. Itu tergantung pada apa yang Anda penambangan. Magnetit itu pemaaf. Bijih dan limbah dipisahkan dengan mudah. Dengan harga murah. Pengenceran tidak terlalu penting di sini. Untuk mineral lain, mencampurkan limbah ke dalam produk Anda adalah sebuah bencana. Anda membayar untuk memproses batu yang bukan bijih.

Untuk mineral tertentu seperti magnetit, yang bijih dan limbahnya dapat dipisahkan dengan mudah dan murah, pengenceran bijih tidak terlalu menjadi masalah dibandingkan mineral lainnya.

Kapan menggunakan panel dan blok caving untuk deposit dalam jumlah besar

Metode penghentian berhasil pada beberapa pekerjaan. Caving sublevel menangani yang lain. Namun simpanan dalam jumlah besar membutuhkan pendekatan yang berbeda. Panel mengalah. Blokir gua. Ini adalah metode yang dibuat khusus untuk skala.

Ini tidak bersifat universal. Anda memerlukan kondisi khusus. Empat dari mereka.

1. Badan bijih besar dengan kemiringan yang curam. Batuan harus meluncur.
2. Ekstensi vertikal besar-besaran. Anda memerlukan kedalaman. Banyak sekali.
3. Batu yang mudah goyah secara alami. Batuan tersebut harus pecah menjadi bongkahan-bongkahan yang dapat diatur. Jika ia tetap berada di batu-batu besar, Anda terjebak.
4. Permukaan yang memungkinkan terjadinya amblesan. Tanah di atasnya akan turun. Anda membutuhkan ruang untuk itu.

Jika Anda memiliki empat hal ini, panel caving mungkin merupakan pilihan terbaik Anda. Hal ini membuat berat batu melawan dirinya sendiri. Gravitasilah yang menghancurkannya. Anda tinggal mengatur arusnya.

Mengapa undercut-and-fill membuat batu pecah dengan sendirinya

Anda menggali lubang. Kemudian Anda menggali satu lagi yang lebih tinggi 15 meter.

Itulah pengaturannya.

Kedua tingkat ini berada 100 hingga 300 meter di bawah bagian atas badan bijih. Anda tidak memulai dari atas. Anda memulai dengan mendalam.

Pada tingkat undercut atas, Anda mengemudikan terowongan paralel. Kemudian kamu meledakkan batu di antara mereka. Ledakan. Anda memiliki slot horizontal yang besar. Slot ini melakukan pekerjaan berat. Ini menghilangkan dukungan yang menahan bijih di atasnya.

Gravitasi mengambil alih.

Gua bijih. Itu pecah menjadi beberapa bagian yang cukup kecil untuk dipegang. Ini jatuh ke dalam kelemahan pada tingkat produksi di bawah. Ini pada dasarnya adalah palung terbawah yang menunggu untuk menangkap puing-puing.

Mesin LHD—Load, Haul, Dump—menyapu masuk. Mereka mengambil bijih yang pecah. Mereka mengangkutnya ke jalur bijih.

Inilah triknya.

Hanya batuan yang digunakan untuk membuat palung dan undercut awal yang memerlukan pengeboran dan peledakan. Sisanya? Itu merusak dirinya sendiri. Itu jatuh ke bawah saat gua berlanjut ke atas menuju permukaan.

Pekerjaan sebenarnya bukanlah memecahkan batu. Ini menjaga titik-titik undian tetap terbuka sementara gunung runtuh di sekitarnya. Jika palung tersumbat, tambang akan berhenti. Anda harus menjaga aliran selama periode menggambar.

Perbedaan penambangan placer dengan penggalian bawah tanah

Penambangan placer adalah hal yang sangat berbeda.

Anda tidak mengebor batuan padat. Anda tidak meledak-ledak. Anda tidak menunggu gravitasi meruntuhkan sebuah poros.

Deposito placer longgar. Itu kerikil, pasir, atau tanah. Mineral berharga—biasanya emas, tetapi juga timah atau batu permata—telah tersapu bersih dari sumber aslinya. Mereka menetap di dasar sungai, pantai, atau dataran banjir.

Karena materialnya tidak terkonsolidasi, Anda tidak memerlukan infrastruktur besar untuk operasi undercut-and-fill. Tidak ada drawbell. Tidak ada mesin LHD yang menavigasi terowongan sempit.

Anda hanya perlu memisahkan barang berat dari barang ringan.

Air adalah alat utama Anda. Itu membersihkan pasir dan kotoran. Mineral padat tenggelam.

Cara ini lebih murah. Lebih cepat. Kurang berbahaya. Tapi ini hanya berfungsi jika bijihnya tidak terkunci di dalam matriks hard rock. Anda tidak dapat menambang urat kuarsa. Anda hanya dapat menambang apa yang telah dilakukan sungai untuk Anda.

Jadi mengapa kita masih bergerak di bawah tanah?

Karena urat terbaik tidak ada di dasar sungai. Itu dalam. Terkunci rapat. Menunggu Anda membukanya.

Mengapa mineral berat tenggelam sementara pasir tetap berada di atasnya

Placernya berantakan. Itu adalah tumpukan material detrital yang tidak terkonsolidasi dan kebetulan mengandung mineral berharga. Alam membangunnya melalui pelapukan kimia, aliran sungai, aksi laut, atau angin. Hasilnya adalah pemusatan hal-hal yang penting.

Emas. Timah. Platinum. berlian. Anda juga akan menemukan pasir besi raksasa dan besi, batu permata seperti rubi dan zamrud, serta bahan abrasif seperti rutil dan zirkon. Ini bukanlah pilihan acak. Mereka memiliki dua sifat yang sama. Berat jenis yang tinggi. Ketangguhan fisik. Mereka selamat dalam perjalanan. Segala sesuatu yang lain terhapus.

Di mana menemukan deposit placer yang paling menguntungkan

Tidak semua placer diciptakan sama. Placer sungai (atau aluvial) dan placer pantai mendominasi lanskap ekonomi. Air yang mengalir membentuk jenis aliran. Gelombang pantai bekerja pada endapan sungai yang ada untuk menciptakan penempatan pantai.

Geologi berantakan dalam skala waktu yang lama. Permukaan laut meningkat. Pergeseran lahan. Ini berarti Anda dapat menemukan placer pada ketinggian berapa pun. Jauh di atas permukaan laut. Jauh di bawahnya. Lokasi tidak menentukan metode yang digunakan, melainkan kondisi fisik.

Penambang melihat sejauh mana. Ketebalannya. Karakter batuan dasar. Mereka memeriksa orientasi deposit. Seberapa tebal lapisan penutupnya? Apakah ada air yang tersedia? Berapa nilai per satuan volume?

Jika depositnya terlalu tipis atau terkubur terlalu dalam untuk pekerjaan permukaan, para penambang akan masuk ke bawah tanah. Mereka menenggelamkan poros. Mereka mengemudikan arus. Namun materinya tidak terkonsolidasi. Itu runtuh. Dukungan berat adalah wajib. Itu mahal dan sulit.

Namun sebagian besar placer tetap berada di permukaan. Operasi dibagi menjadi dua kubu. Berbasis lahan. Atau tanaman terapung.

Bagaimana panning memisahkan nilai dari sampah

Panning adalah nenek moyang dari semua penambangan placer modern. Sederhana saja. Ini efektif. Itu sepenuhnya bergantung pada perbedaan kepadatan.

Anda memasukkan sedimen ke dalam panci. Tambahkan air. Agitasi itu. Mineral berat—emas, berlian, platinum—tenggelam ke dasar. Pasir dan kerikil yang lebih ringan berputar di tepinya dan menghilang.

Ini lambat. Ini padat karya. Tapi itu membuktikan konsepnya. Jika Anda dapat memisahkan barang berat dari barang ringan dengan tangan, Anda dapat melakukannya dengan mesin. Prinsipnya tetap sama. Gravitasi melakukan pekerjaannya. Anda tinggal menyediakan medianya.

Mengapa mendulang tetap menjadi standar keras dalam berburu emas

Panning adalah metode brute force. Itu manual, berkeringat, dan tak kenal ampun. Anda mengisi panci dengan tanah placer, mencelupkannya ke dalam air tenang, dan mulai bekerja.

Di bawah air, Anda menguleni lumpur dengan kedua tangan. Anda memecahkan gumpalan, melarutkan tanah liat, mengambil kerikil. Itu adalah sentuhan. Berantakan. Lalu datanglah goyangan. Pegang wajan hingga rata. Agitasi itu. Benda berat itu tenggelam.

Kemiringan cepat. Kenaikan gaji yang cepat. Bersihkan lapisan atas yang tipis. Ulangi sampai hanya mineral padat dan berharga yang tersisa di dasar.

Sederhana saja. Ini juga melelahkan.

Di mana sebenarnya Anda menemukan emas dengan metode ini?

Anda tidak hanya memilih tempat secara acak. Anda mencari sisa makanan. Tanah yang belum dikerjakan di dekat lokasi tambang tua. Celah-celah pada batuan dasar saluran sungai. Bar sungai tua. Dasar sungai kering tempat air biasa menyeret benda berat ke bawah.

Jika sebelumnya air berpindah ke sana, emasnya mungkin masih ada di sana. Menunggu.

Caranya bukan sekedar mencuci saja. Mengetahui di mana air berhenti membawa beban.

Sluicing mengubah permainan. Ini meningkatkan prosesnya. Alih-alih menggunakan satu panci, Anda menggunakan bak yang panjang dan sempit. Air mengalir melaluinya, membawa kotoran dan puing-puing. Senapan—tonjolan kecil di bagian bawah—menangkap partikel-partikel berat sementara lumpur yang lebih ringan tersapu.

Ini lebih cepat. Kurang membungkuk. Tapi itu membutuhkan aliran air. Aliran yang konstan. Anda tidak bisa masuk ke dalam genangan air.

Mekanika kotak air dan desain riffle

Anda juga dapat menjalankan kotak air. Ini adalah kotak persegi panjang yang kokoh, biasanya terbuat dari kayu, dengan bagian atas terbuka. Bagian bawahnya dibuat kasar oleh riffle. Sebagian besar berupa batang kayu yang dipasang melintang. Terkadang berupa tiang, batu, besi, atau karet. Anda memasukkan air dan meletakkan kotoran di ujung atas kotak miring. Saat mengalir ke bawah, riffle yang berbentuk khusus menggerakkan arus. Hal ini mencegah material yang lebih ringan mengendap. Ini mempertahankan mineral berat yang berharga.

Operasi penempatan berbasis lahan secara mekanis

Operasi lahan mekanis menggunakan dragline, sekop, backhoe, front-end loader, dan dozer untuk menggali material placer. Barang-barang tersebut dikirim ke pabrik konsentrat atau kotak air untuk pemulihan mineral. Metode ini cocok untuk endapan yang sempit, dangkal, atau berbatu-batu. Mereka juga bekerja pada topografi yang tidak beraturan dan curam yang tidak dapat ditangani oleh teknik lain.

Pembuangan air tanah itu istimewa. Ini menambang placer alami dan buatan seperti tumpukan tailing. Aliran air alami memecah dan mengangkut material melalui pintu air. Mineral berharga terkonsentrasi di sana. Hidrolik adalah metode lain. Anda memindahkan aliran air bertekanan tinggi melalui nosel di atas permukaan penambangan. Bubur yang dihasilkan berpindah ke saluran downgrade. Kemudian ke dalam sirkuit berisi untuk berkonsentrasi. Penambangan hidrolik terkadang menambang batu bara di bawah tanah. Namun aplikasi utamanya adalah penambangan permukaan. Ini praktis untuk material berbutir halus dan tidak terkonsolidasi dari placer, tailing, alluvium, dan endapan lateritik. Penerapan utamanya adalah pengupasan lapisan penutup untuk tambang terbuka.

Pengoperasian pabrik terapung dengan dragline atau backhoe

Terkadang yang paling ekonomis adalah menggali material placer dengan dragline atau backhoe yang dipasang di pantai. Anda memasangkannya dengan pabrik konsentrat terapung. Peralatan penggali mungkin berada pada tongkang yang terpisah atau pada tongkang yang sama. Material digali dari sisi dan dasar kolam penambangan. Itu jatuh ke hopper pabrik pencucian. Materi yang terlalu besar akan ditolak melalui penyaringan. Itu dibuang ke tumpukan sampah. Material berukuran kecil didistribusikan ke sistem pemisahan gravitasi. Ini termasuk pintu air berulir, jig, atau perlengkapan serupa. Setelah diolah, sebanyak mungkin sampah dikembalikan ke kolam. Pembengkakan yang dimaksud adalah adanya endapan limbah di luar area kolam. Kolam bergerak mengikuti bagian depan penambangan.

Teknik backhoe menawarkan penggalian yang kuat dan kontrol yang baik.

Metode pengerukan: mekanis vs hidrolik

Pengerukan adalah penggalian deposit placer di bawah air dengan peralatan terapung. Sistem bersifat mekanis atau hidrolik. Hal ini tergantung pada metode pengangkutan material.

Kapal keruk tangga ember, atau garis ember, adalah kapal keruk tradisional. Ini masih merupakan metode yang paling fleksibel untuk berbagai kondisi. Sebuah lambung tunggal mendukung mekanisme penggalian dan pengangkatan, sirkuit penerima manfaat, dan sistem pembuangan limbah. Rantai ember terbuka yang tak ada habisnya mengelilingi rangka atau tangga. Ujung bawah bertumpu pada muka tambang. Itu adalah dasar kolam tempat penggalian dilakukan. Ujung atas berada di dekat pusat kapal keruk, di feed hopper. Rantai melewati sproket penggerak yang disebut tumbler atas. Ini berputar ke bawah ke sproket idler yang disebut tumbler bawah. Ember yang terisi, didukung oleh roller, menarik tangga ke atas. Mereka membuang muatannya ke dalam hopper. Setelah instalasi pengolahan membuang material berharga, limbah dibuang ke bagian belakang.

Kapal keruk kulit kerang adalah sistem mekanis lainnya. Ia menggunakan ember tunggal besar di ujung kabel. Ini beroperasi di perairan yang lebih dalam dibandingkan sistem lainnya. Ini menangani partikel besar dan sampah dengan baik. Tapi ini adalah sistem tipe batch yang terputus-putus. Dibutuhkan sekitar satu gigitan per menit.

Sistem pengerukan hidrolik murni menggunakan pengisapan murni, pengisapan dengan bantuan hidrojet, atau seluruhnya hidrojet. Mereka cocok untuk menggali material lepas berukuran kecil. Bayangkan pasir dan kerikil, endapan cangkang laut, tailing pabrik, dan lapisan penutup yang tidak terkonsolidasi. Pengerukan hidrolik juga menambang deposit berlian, timah, tungsten, niobium-tantalum, titanium, monasit, dan tanah jarang.

Kepala pemotongan di bawah air sangat meningkatkan daya penggalian. Kapal keruk hisap pemotong memiliki kepala pemotongan yang berputar. Ini mengendurkan dan mencampurkan tanah di permukaan tambang. Material jatuh ke mulut pompa sentrifugal. Ini mengangkut bubur dengan 20 hingga 25 persen padatan ke pabrik pengolahan. Tumpukan yang disebut kentang menahan kapal keruk di tempatnya selama pemotongan. Derek dan tali kawat mengayunkan kapal keruk membentuk busur di sekitar kentang. Ini menghilangkan semua materi di busur. Kemudian kapal keruk bergerak maju. Prosesnya berulang.

Kapal keruk hisap pemotong cocok dengan endapan yang lebih lembut. Bahan tersebut memiliki berat jenis yang relatif rendah atau ukuran partikel yang halus. Seperti lubang pasir dan kerikil, tambang fosfat, dan berbagai endapan garam.

Kapal keruk roda ember vs kapal keruk hisap pemotong

Kapal keruk roda ember sangat mirip dengan kapal keruk hisap pemotong. Ide dasar yang sama. Tapi tukarkan pemotong putar itu dengan ekskavator beroda, dan Anda akan mendapatkan binatang yang sama sekali berbeda.

Ini menggali lebih keras. Lebih baik di bagian bawah potongan. Dan ia menangkap barang-barang berat—emas, timah—yang biasanya lolos dari pemotong standar.

Tapi ada kendalanya. Ini rumit secara mekanis. Dan mahal. Anda membayar untuk ketepatan itu.

Mengapa kita belum menambang lautan

Laut pada dasarnya adalah gudang mineral. Yang besar. Kami baru saja menyentuhnya.

Mengapa?

Karena menggali mineral di darat lebih mudah. Lebih murah. Tidak ada tekanan nyata untuk menyelam ke dalam air saat ini.

Ditambah lagi, teknologinya belum cukup sampai di sana. Kami tidak begitu tahu cara mengeksploitasi dasar laut secara ekonomi. Kami bahkan tidak sepenuhnya memahami sumber daya yang ada di sana.

Tapi jika kita melakukannya? Lautan terbagi menjadi tiga zona utama:

• Air laut itu sendiri
• Pantai dan landas kontinen
• Dasar laut yang dalam

Apa yang sebenarnya ada di air laut

Air laut mengandung sekitar 3,5% padatan terlarut menurut beratnya.

Para pemukul berat? Khlorida. Sodium. sulfat. Magnesium. Kalsium. Kalium. Brom. Bikarbonat.

Bukan hanya lautan terbuka. Lautan asin di pedalaman seperti Laut Mati atau Great Salt Lake juga menarik mineral.

Magnesium sebagian besar berasal dari air laut. Tapi garam mendominasi.

Garam meja (natrium klorida, NaCl) adalah rajanya. Kemudian kalium klorida. magnesium klorida. Kalium dan magnesium sulfat.

Bagaimana cara mereka mengeluarkannya? Penguapan.

Murah. Sederhana. Gunakan Matahari.

Peternakan garam yang sempurna

Anda tidak bisa begitu saja meletakkan kolam di sembarang tempat dan menunggu garam. Anda memerlukan kondisi khusus.

• Iklim panas dan kering. Angin kering membantu.
• Mendarat di dekat laut.
• Tanah yang tidak menyerap air. Tahan.
• Tanah datar. Pada atau di bawah permukaan laut.
• Sedikit hujan selama bulan-bulan penguapan.
• Tidak ada aliran air tawar yang mengencerkan air garam Anda.
• Transportasi murah atau pasar dekat.

Jika Anda mencapai semua poin tersebut, Anda membangun fasilitas kolam.

Seperti apa bentuknya?

• Tanah dasar yang kedap air dan tanggul untuk menahan air garam.
• Kanal untuk memindahkan air garam dari sumber ke kolam.
• Pompa untuk mengangkat air garam melewati tanggul dan kemiringan tanah.
• Struktur untuk mengatur aliran antar kolam.

Ini adalah rekayasa cuaca pertemuan. Tidak ada keajaiban. Hanya fisika.

Mendapatkan garam dari air laut

Kolam tenaga surya modern tidak hanya diam menunggu keajaiban. Mereka secara aktif memompa air garam mentah ke area pra-konsentrasi. Penguapan melakukan pekerjaan berat, mendorong kadar natrium klorida hingga jenuh. Air garam tersebut mengandung 19–21 persen natrium klorida dan 28–30 persen total padatan terlarut. Kemudian dipindahkan ke kolam kristalisasi.

Waktu bervariasi. Di Great Salt Lake, Anda menunggu sekitar satu tahun. Natrium klorida keluar terlebih dahulu. Bahan terlarut lainnya belum jenuh. Jika Anda hanya ingin garam meja, buang air garamnya lebih awal. Hindari kontaminasi. Jika Anda menginginkan garam kalium, Anda terus menguap. Peras setiap ion natrium terakhir sebelum produk target Anda jenuh.

Setelah garam mengkristal di dasar kolam, saatnya panen. Grader, front-end loader, dan truk pengangkut memindahkan barang ke pabrik pengolahan. Ini adalah pertanian industri untuk mineral.

Mengapa air garam limbah adalah emas

Pabrik penyulingan membuat air tawar dari air laut. Limbah sisa biasanya membuat sakit kepala pembuangan. Sekarang ini adalah sumber daya. Mengekstraksi garam dari aliran limbah ini menghemat uang dan energi.

Tiga alasan mengapa. Pertama, pabrik konversi membayar biaya pemompaan. Kedua, air garamnya panas. Air hangat menguap lebih cepat. Ketiga, konsentrasi garam empat kali lebih tinggi dibandingkan air laut primer. Anda memulai dengan langkah awal. Menambang limbah merupakan hal yang masuk akal secara ekonomi.

Mineral berat di pantai

Pantai bukan hanya pasir dan kerang. Mika, feldspar, kuarsa—mereka membentuk sebagian besar. Namun mineral berat juga bersembunyi di sana. Columbite, magnetit, ilmenit, rutil, zirkon. Mereka menolak pelapukan kimia dan erosi mekanis. Mereka tetap diam sementara benda yang lebih ringan tersapu.

Ada temuan langka. Emas, berlian, kasiterit, scheelite, wolframite, monasit, platinum. Konsentrasi yang dapat ditambang kurang umum namun berharga.

Penambangan di atas permukaan laut menggunakan teknik permukaan konvensional. Draglines bekerja di zona selancar. Lepas pantai membutuhkan peralatan yang berbeda. Metode wire line menurunkan bucket pada kabel baja. Ambil ember, seperti kulit kerang atau kulit jeruk, gigit hingga menjadi sedimen. Mereka menutup, menahan beban, dan mengangkatnya. Buka cangkang di permukaan. Membuang. Mengulang.

Kapal keruk menawarkan proses yang berkesinambungan. Kapal keruk tangga ember menggali berdasarkan ukuran dan kekuatan ember. Mereka telah menambang emas, timah, platinum, dan berlian secara global. Di luar negeri, mereka terutama menargetkan emas dan timah. Kapal keruk hisap hidrolik menghilangkan lapisan penutup. Mereka memindahkan sedimen yang tidak terkonsolidasi dengan berat jenis rendah dalam jarak jauh. Anda membutuhkan persediaan air yang stabil.

Sedimen semikonsolidasi membutuhkan kapal keruk hisap roda ember atau pemotong. Kapal keruk pengangkut udara ternyata sangat sederhana. Tidak ada bagian bergerak yang terendam. Udara bertekanan disuntikkan ke dalam pipa pada kedalaman perendaman 60 persen. Kolom fluida di dalamnya kehilangan kepadatan. Jika bagian atas pipa tidak terlalu tinggi di atas air, campuran udara-air akan meluap. Air dan sedimen mengalir deras untuk menggantikannya. Kapasitas untuk mengangkat benda padat cukup besar. Kesederhanaan menang.

Dasar laut dalam

Cekungan laut tidak datar. Perbukitan yang landai mendominasi. Kemiringan jarang melebihi beberapa derajat. Relief bervariasi beberapa ratus meter. Kedalaman rata-rata? 3.800 meter. Kira-kira 12.500 kaki.

Dua sedimen utama menutupi lantai. Kapur merembes dan tanah liat merah.

Cairan berkapur berasal dari organisme planktonik. Cangkang dan kerangka mereka mengendap. Sekitar $10^{16}$ ton mencakup 130 juta kilometer persegi. Itu berarti 50 juta mil persegi. Dekat dengan banyak pantai. Beberapa endapan hampir merupakan kalsium karbonat murni. Lainnya menyerupai batu kapur yang digunakan dalam semen Portland. Potensi bahan bangunan di kedalaman.

Tanah liat merah menutupi area seluas 104 juta kilometer persegi. Sekitar $10^{16}$ ton. Komposisinya tidak mencolok. Tapi itu mungkin memiliki nilai. Bahan baku produk tanah liat. Atau sumber logam masa depan. Rata-rata alumina adalah 15 persen. Beberapa tempat mencapai 25 persen. Tembaga mencapai 0,20 persen. Nikel dan kobalt muncul dalam pecahan kecil. Mangan berada pada kisaran satu persen. Logam-logam ini bersembunyi di fraksi mikronodular tanah liat. Penyaringan atau metode fisik dapat memisahkan mereka.

Dasar laut adalah gudang. Kami baru belajar cara membuka pintu.

Uang Sebenarnya Ada di Lumpur Dan Garam

Lihatlah lebih dekat air asin panas di Laut Merah. Di bawahnya terdapat sesuatu yang jauh lebih menarik daripada ventilasi termal. Cekungan sedimen kaya logam. Mereka duduk di sana menunggu. Atlantis II Deep adalah yang terbesar. Perkiraan menunjukkan bahwa ia memiliki kandungan tembaga, seng, perak, dan emas yang tinggi. Kolam-kolam ini berada sekitar 2.000 meter di bawah. Kira-kira 6.600 kaki. Tepat di antara Sudan dan Jazirah Arab.

Ini penendangnya. Sedimennya berbentuk seperti gel. Memompanya ke permukaan sebenarnya mudah. Ini sedang terbentuk sekarang. Dalam kondisi geokimia saat ini. Ini sangat mirip dengan deposit bijih besar di darat. Lebih dalam lagi.

Tapi pemukul berat sebenarnya ada di tempat lain. Nodul mangan. Fosfor juga ada di luar sana, tetapi bintil mangan adalah sumber bobot ekonominya. Mereka adalah konkresi mangan dioksida. Biasanya lebarnya sekitar 3 sentimeter. Batuan kecil dengan potensi besar.

Pikirkan tentang skalanya. Dasar Samudera Pasifik saja diperkirakan memiliki 1,5 triliun ton benda-benda tersebut. Mereka berkemas dengan ketat. Hingga 38.600 ton per kilometer persegi. Kimianya kaya. Anda mendapatkan 2,5 persen tembaga. nikel 2 persen. 0,2 persen kobalt. Dan 35 persen mangan. Beberapa deposit mencapai 50 persen mangan. Di darat, itu adalah bijih bermutu tinggi. Di sini hanya berserakan di lantai.

Bagaimana cara membangunkannya? Ada dua gagasan utama yang bermanfaat. Kapal keruk tarik laut dalam dan kapal keruk hidrolik laut dalam.

Kapal keruk tarik bekerja seperti penyedot debu raksasa dengan tali. Ia menghilangkan lapisan tipis dari dasar laut. Mengisi embernya. Lalu naik. Sebuah trek di bagian belakang kapal mengangkat ember. Beban dibuang ke dalam hopper. Anda dapat menambang 10.000 hingga 15.000 ton sehari. Dari 6.000 meter ke bawah. Namun hal ini bersifat stop-and-go. Turunkan ember. Angkat. Buang itu. Waktu yang tidak produktif itu mematikan perekonomian. Itu terlalu terputus-putus.

Sistem yang berkelanjutan lebih baik. Masuk ke kapal keruk hidrolik. Ini menggunakan pompa dan sistem pengangkat udara. Kolektor self-propelled bergerak di sepanjang bagian bawah. Mungkin menggunakan ember, alat pengikis, atau pancaran air. Caranya adalah rasio cairan-padatan. Anda harus mengatur kecepatan di dalam pipa. Jika pompa terlalu tinggi atau terlalu rendah maka campuran akan gagal. Ini adalah keseimbangan fisika yang rumit.

Kami belum melakukannya secara komersial untuk mangan. Itu terlalu mahal. Tapi kami telah menambang berlian dari dasar laut. Kendaraan yang dioperasikan dari jarak jauh (ROV) dan pemotong terowongan vertikal menangani pekerjaan itu. Teknologi itu ada. Perekonomian belum bisa mengejar ketinggalan.

Bagaimana Solution Mining Mengubah Batuan Menjadi Cairan

Lupakan laut sejenak. Lihatlah ke tanah. Sumur air garam alami memberi kita sebagian besar brom di dunia. Litium. Boron. Ditambah kalium dan trona. Tapi kami juga membuat air garam buatan. Kami melarutkan formasi mineral larut. Garam karang. Itu adalah garam batu. Kalium karbonat. Trona. Boron.

Ini adalah penambangan larutan air garam. Atau hanya penambangan solusi. Begitulah cara kita mendapatkan garam tanpa menggali lubang dan mengangkut batu.

Ini dimulai dengan lubang bor. Telusuri hingga bagian atas formasi garam. Bungkus dengan pipa baja. Perpanjang lubang ke bawah. Kemudian Anda memilih konfigurasi. Ada empat cara utama untuk melakukannya.

Teknik injeksi teratas sangatlah mudah. Anda menggantungkan pipa ke dasar sumur. Menyuntikkan air ke dalam annulus. Itu adalah cincin antara ban dalam dan casing. Air mencapai bagian atas formasi garam. Ini melarutkan garam di sana. Air garamnya lebih berat. Itu tenggelam. Itu didorong keluar melalui tabung. Hasilnya adalah sebuah gua berbentuk seperti Morning Glory. Lebar di bagian atas. Sempit di bagian bawah.

Injeksi bawah membalik skrip. Anda menyuntikkan air segar melalui tabung gantung di bagian bawah. Anda mengekstrak air garam melalui annulus di bagian atas. Gua itu mulai berbentuk buah pir. Lebar di bagian bawah. Saat tumbuh, ia menjadi berbentuk tong. Teruskan dan itu menjadi kejayaan pagi juga.

Injeksi annular bawah berbeda. Air masuk melalui casing anulus dekat bagian bawah. Air garam keluar melalui pipa yang dipasang sedikit lebih dalam. Ini membuat gua berbentuk tong. Konsisten. Dapat diprediksi.

Ada variasi yang menambah kontrol. Dua tabung konsentris di dalam sumur. Air masuk melalui anulus di antara keduanya. Air garam keluar dari ban dalam bagian bawah. Tapi inilah bagian cerdasnya. Menyuntikkan oli atau udara melalui anulus antara casing dan tabung pertama. Minyak dan udara lebih ringan dari air. Mereka melayang ke puncak gua. Mereka membentuk bantalan. Bantalan itu menghentikan gua agar tidak tumbuh ke atas. Ini memaksa pertumbuhan lateral. Anda mendapatkan gua yang luas tanpa mempertaruhkan masalah struktural di atas. Ketika Anda selesai melebarkannya. Anda menarik oli atau bantalan udara. Gua itu tumbuh. Anda mengontrol bentuknya. Anda mengontrol sumber daya.

Gua-gua yang menyatu menciptakan efisiensi

Ukuran penting di sini. Anda dapat membuat gua dengan diameter 100 meter atau lebih menggunakan teknik yang disebutkan sebelumnya. Ia bekerja di tempat tidur garam. Ia bekerja di garam kubah. Namun trik sebenarnya bukan sekadar menggali lubang. Itu menghubungkan mereka.

Ketika gua-gua yang berdekatan menyatu, produksi melonjak. Anda berhenti memperlakukan sumur sebagai unit yang terisolasi. Sebaliknya, Anda membuat sebuah sistem. Satu sumur mendorong cairan masuk. Sumur lainnya mengeluarkannya. Ini adalah tarian yang terkoordinasi. Biasanya, Anda melihat pola lima titik. Satu sumur injeksi berada di tengah-tengah. Empat sumur produksi mengelilinginya seperti satelit.

Air garamnya menjadi panas dan asin. Itu menuju ke tanaman. Atau mungkin kolam tenaga surya. Di sana, penguapanlah yang melakukan pekerjaan berat. Airnya pergi. Garamnya tetap ada. Fisika sederhana. Kimia yang efektif.

Bagaimana proses Frasch mengekstrak belerang

Belerang tidak hanya diam di permukaan menunggu Anda. Itu terjebak. Khususnya, di puncak kubah garam. Belerang hidup di dalam batu kapur yang berpori atau retak. Batu kapur tersebut terjepit di antara lapisan batuan yang tandus, kedap air, dan tidak larut. Alam membangun wadah yang sempurna. Proses Frasch adalah kunci untuk membukanya.

Metode ini menangani endapan lapisan dan kubah garam. Namun pengaturan kubah adalah contoh klasiknya. Berikut penampakan rekayasanya.

Anda mulai dengan lubang bor di caprock. Anda mengatur casing. Lebarnya sekitar 200 hingga 250 mm. Kira-kira 8 hingga 10 inci. Dari sana, Anda menelusuri bagian bawah lapisan batu kapur-belerang. Anda memasang pipa. Diameter 150 mm. Enam inci. Pipa ini berlubang. Dua tingkat di antaranya.

Di dalam pipa 150 mm itu terdapat satu pipa lagi. Lebar 75 mm. Tiga inci. Hampir sampai ke dasar. Terakhir, pipa kecil berukuran 25 mm menggantung dari permukaan di dalam pipa berukuran 75 mm. Lebarnya hanya satu inci.

Tiga pipa. Bersarang seperti boneka Rusia. Mengapa begitu banyak? Karena Anda memerlukan jalur terpisah untuk pekerjaan yang berbeda.

Air super panas memasuki sistem. Ini panas. Sekitar 170 °C. Suhunya 340 °F. Mengalir ke ruang antara pipa 150 mm dan 75 mm. Itu keluar dari lubang atas. Panasnya menerpa batu kapur. Suhu meningkat. Ini melintasi titik leleh belerang. 115 °C. 240 °F.

Belerang padat berubah menjadi cair.

Belerang cair padat. Lebih berat dari air. Jadi itu tenggelam. Itu menggenang di bagian bawah formasi. Gravitasi melakukan pekerjaannya. Belerang cair mengalir ke lubang bawah pipa 150 mm. Ini memasuki pipa 75 mm.

Sekarang ia perlu bangkit. Itu tebal. Itu berat. Ia tidak akan memanjat dengan sendirinya. Anda menyuntikkan udara bertekanan melalui tabung kecil berukuran 25 mm itu. Udara bercampur dengan belerang. Ini mengurangi kepadatan. Anggap saja membuat bubur lebih ringan. Campurannya menggelembung. Belerang cair naik ke permukaan.

Ini adalah termodinamika kekerasan. Panaskan. Biarkan tenggelam. Meringankan beban. Tarik ke atas. Tidak perlu menggali. Tidak ada penambangan. Hanya pipa dan tekanan.