Mijnbouw , proces om nuttig te extraheren mineralen van het aardoppervlak, inclusief de zeeën. Een mineraal, op enkele uitzonderingen na, is een anorganische stof die in de natuur voorkomt en een duidelijke chemische stof heeft samenstelling en onderscheidende fysieke eigenschappen of moleculaire structuur. (Eén organische stof, steenkool, wordt ook vaak als mineraal besproken.) Erts is een metaalhoudend mineraal, of een aggregaat van metaalhoudende mineralen en ganggesteente (geassocieerd gesteente zonder economische waarde), dat met winst kan worden gewonnen. Minerale afzetting duidt op een natuurlijk voorkomen van een nuttig mineraal, terwijl ertsafzetting duidt op een mineraalafzetting van voldoende omvang en concentratie om exploitatie uit te nodigen.
Typische ontwikkelingswerking van een ondergrondse mijn. Encyclopædia Britannica, Inc.
Bij het evalueren van minerale afzettingen is het uiterst belangrijk om de winst in gedachten te houden. De totale hoeveelheid mineraal in een bepaalde afzetting wordt de minerale inventaris genoemd, maar alleen die hoeveelheid die met winst kan worden gedolven, wordt de ertsreserve . Naarmate de verkoopprijs van het mineraal stijgt of de winningskosten dalen, neemt het aandeel van de als erts geclassificeerde delfstoffenvoorraad toe. Uiteraard is het tegenovergestelde ook waar, en een mijn kan de productie stopzetten omdat (1) het mineraal is uitgeput of (2) de prijzen zijn gedaald of de kosten zo sterk zijn gestegen dat wat ooit erts was, nu alleen maar mineraal is.
Archeologische vondsten wijzen erop dat mijnbouw in de prehistorie plaatsvond. Blijkbaar was het eerste mineraal dat werd gebruikt vuursteen, dat vanwege zijn conchoïdale breukpatroon in stukken met scherpe randen kon worden gebroken die bruikbaar waren als schrapers, messen en pijlpunten. Tijdens de Neolithische periode of het nieuwe stenen tijdperk (ongeveer 8000-2000bce), werden schachten tot 100 meter diep verzonken in zachte kalkafzettingen in Frankrijk en Groot-Brittannië om de daar gevonden vuursteenstenen te winnen. Andere mineralen, zoals rode oker en het kopermineraal malachiet, werden als pigmenten gebruikt. De oudst bekende ondergrondse mijn ter wereld werd meer dan 40.000 jaar geleden tot zinken gebracht op Bomvu Ridge in de Ngwenya-bergen, Swaziland , om oker te delven, gebruikt bij begrafenisceremonies en als lichaamskleuring.
Goud was een van de eerste metalen die werd gebruikt en werd gewonnen uit stroombeddingen van zand en grind waar het als een puur metaal voorkwam vanwege zijn chemische stabiliteit. Hoewel chemisch minder stabiel, komt koper in natuurlijke vorm voor en was waarschijnlijk het tweede metaal dat werd ontdekt en gebruikt. Zilver werd ook in zuivere staat gevonden en werd ooit hoger gewaardeerd dan goud.
Volgens historici is de Egyptenaren waren koper aan het delven op de Sinaï-schiereiland zo lang geleden als 3000bce, hoewel wat brons (koper gelegeerd met geloven ) is al in 3700 . gedateerdbce. IJzer is al in 2800 . gedateerdbce; Egyptische gegevens over het smelten van ijzererts dateren uit 1300bce. Gevonden in de oude ruïnes van Troje, werd lood al in 2500 . geproduceerdbce.
Een van de vroegste bewijzen van bouwen met ontgonnen steen was de bouw (2600bce) van de grote piramides in Egypte, waarvan de grootste (Khufu) 236 meter (775 voet) langs de basiszijden is en ongeveer 2,3 miljoen blokken van twee soorten kalksteen en rood graniet . De kalksteen wordt verondersteld te zijn gewonnen vanaf de overkant van de Nijl. Blokken met een gewicht van maar liefst 15.000 kg (33.000 pond) werden over lange afstanden vervoerd en op hun plaats gehesen, en ze vertonen een nauwkeurige snede die resulteerde in fijn passend metselwerk.
waarom zou de doodstraf moeten worden afgeschaft?
Een van de meest complete vroege behandelingen van mijnbouwmethoden in Europa is door de Duitse geleerde Georgius Agricola in zijn Door re metallica (1556). Hij beschrijft gedetailleerde methoden voor het aandrijven van assen en tunnels. Zacht erts en steen werden moeizaam gedolven met een pikhouweel en harder erts met een pikhouweel en hamer, wiggen of hitte (vuurinstelling). Bij het aansteken van het vuur werd een hoop houtblokken op de rotswand gestapeld en verbrand. De hitte verzwakte of brak de rots vanwege: thermische uitzetting of andere processen, afhankelijk van het type gesteente en erts. Waar nodig werd gebruik gemaakt van ruwe ventilatie- en pompsystemen. Het ophijsen van assen en hellingen gebeurde met een ankerlier; het vervoer was in vrachtwagens en kruiwagens. In tunnels werden houten steunsystemen gebruikt.
Grote vooruitgang in de mijnbouw werd geboekt toen het geheim van zwart buskruit het Westen bereikte, waarschijnlijk van China in de late middeleeuwen. Dit werd halverwege de 19e eeuw als explosief vervangen door dynamiet, en sinds 1956 beide ammonium nitraat brandstofstraalmiddelen en slurries (mengsels van water, brandstoffen en oxidatiemiddelen) zijn op grote schaal gebruikt. Een staalboor met een wigpunt en een hamer werden eerst gebruikt om gaten te boren voor het plaatsen van explosieven, die vervolgens in de gaten werden geladen en tot ontploffing werden gebracht om de rots te breken. De ervaring heeft geleerd dat de juiste plaatsing van de gaten en de volgorde van afvuren belangrijk zijn voor het verkrijgen van maximale steenbreuk in mijnen.
De uitvinding van mechanische boren aangedreven door perslucht (pneumatische hamers) verhoogde het vermogen om hard gesteente te ontginnen aanzienlijk, waardoor de kosten en tijd voor opgraving meerdere malen werden verminderd. Het is gemeld dat de Engelsman Richard Trevithick in 1813 een roterende stoomaangedreven boor uitvond. Mechanische zuigerboren die gebruik maken van bevestigde bits op boorstangen en op en neer bewegen als een zuiger in een cilinder dateren uit 1843. In Duitsland in 1853 een boor die leek op moderne luchtboren werd uitgevonden. Zuigerboren werden vervangen door hamerboren met perslucht en hun prestaties verbeterden met een beter ontwerp en de beschikbaarheid van kwaliteitsstaal.
Ontwikkelingen in het boren gingen gepaard met verbeteringen in laadmethoden, van handmatig laden met shovels tot verschillende soorten mechanische laders. Het transport evolueerde eveneens van het overdragen van mensen en dieren naar mijnwagens die werden getrokken door elektrische locomotieven en transportbanden en naar met rubber besmeurde voertuigen met een grote capaciteit. Soortgelijke ontwikkelingen vonden plaats in de dagbouw, waardoor het productievolume toenam en de kosten van metallische en niet-metalen producten drastisch daalden. Grote stripmachines met graafwielen die worden gebruikt in de bovengrondse steenkoolwinning, worden gebruikt in andere soorten dagbouwmijnen.
Water instroom was een zeer belangrijk probleem in ondergrondse mijnbouw tot James Watt de uitvinder van de stoommachine in de 18e eeuw. Daarna konden stoomaangedreven pompen worden gebruikt om water uit de diepe mijnen van de dag te verwijderen. Vroege verlichtingssystemen waren van het type met open vlam, bestaande uit kaarsen of olielontlampen. In het laatste type werd kolenolie, walvisolie of kerosine verbrand. Vanaf de jaren 1890 werd ontvlambaar acetyleengas gegenereerd door water toe te voegen aan calciumcarbide in de voet van een lamp en vervolgens vrijgelaten door een straal in het midden van een heldere metalen reflector. Een vuursteenvonk maakte deze zogenaamde hardmetalen lampen gemakkelijk aan te steken. In de jaren 1930 begonnen batterij-aangedreven kaplampen de mijnen binnen te gaan, en sindsdien zijn er verschillende verbeteringen aangebracht in de lichtintensiteit, de levensduur van de batterij en het gewicht.
Hoewel er veel mythische kennis en romantiek is verzameld rond mijnwerkers en mijnbouw, zijn het in de moderne mijnbouw machines die de kracht leveren en de getrainde mijnwerkers die de hersenen leveren die nodig zijn om te zegevieren in deze zeer competitieve industrie. De technologie heeft zich zo ontwikkeld dat goud nu ondergronds wordt gedolven op een diepte van 4.000 meter (ongeveer 13.100 voet), en de diepste oppervlaktemijnen zijn uitgegraven tot meer dan 700 meter (ongeveer 2.300 voet).
