Tagebau oder Tagebau ist eine Tagebautechnik zur Gewinnung von Gestein oder Mineralien aus der Erde durch Entfernung aus einem Tagebau oder einer Mine.

Diese Form des Bergbaus unterscheidet sich von extraktiven Methoden, die Tunnelbau in die Erde erfordern, wie zum Beispiel Long Wall Mining. Tagebaue werden verwendet, wenn Ablagerungen von kommerziell nützlichen Mineralien oder Gesteinen in Oberflächennähe gefunden werden; das heißt, wenn der Abraum (Oberflächenmaterial, das die wertvolle Lagerstätte bedeckt) relativ dünn ist oder das interessierende Material strukturell für den Tunnelbau ungeeignet ist (wie dies bei Sand, Asche und Kies der Fall wäre). Für Mineralien, die tief unter der Oberfläche vorkommen – wo der Abraum dick ist oder das Mineral als Adern in hartem Gestein auftritt — extrahieren unterirdische Bergbaumethoden das geschätzte Material.

Tagebaue, die Baustoffe und Naturstein produzieren, werden gemeinhin als „Steinbrüche“ bezeichnet.“

Tagebaue werden typischerweise vergrößert, bis entweder die Mineralressource erschöpft ist oder ein zunehmendes Verhältnis von Abraum zu Erz den weiteren Abbau unwirtschaftlich macht. In diesem Fall werden die erschöpften Minen manchmal in Deponien umgewandelt, um feste Abfälle zu entsorgen. Allerdings ist in der Regel eine Form der Wasserkontrolle erforderlich, um zu verhindern, dass die Grube zu einem See wird, wenn sich die Mine in einem Klima beträchtlicher Niederschläge befindet oder wenn Schichten der Grube, die die Mine bilden, an produktive Grundwasserleiter grenzen.

Extraktion

Abbildung 1. Beachten Sie die abgewinkelten und abgestuften Seiten der Goldmine Sunrise Dam, Australien.

Tagebaue werden auf Bänken gegraben, die vertikale Ebenen des Lochs beschreiben. Diese Bänke befinden sich normalerweise in Abständen von vier bis sechzig Metern, abhängig von der Größe der verwendeten Maschinen. Viele Steinbrüche verwenden keine Bänke, da sie normalerweise flach sind.

Die meisten Wände der Grube sind in der Regel in einem Winkel von weniger als vertikal gegraben, um Schäden und Gefahren durch Steinschläge zu verhindern und zu minimieren. Dies hängt davon ab, wie verwittert die Felsen sind, und die Art des Gesteins, und auch, wie viele strukturelle Schwächen auftreten, innerhalb der Felsen, wie ein Fehler, Scheren, Gelenke orfoliations.

Die Wände sind gestuft. Der geneigte Abschnitt der Wand wird als Teig bezeichnet, und der flache Teil der Stufe wird als Bank oder Berme bezeichnet. Die Stufen in den Wänden verhindern, dass Steinschläge die gesamte Wandfläche hinunterfallen. In einigen Fällen ist zusätzliche Bodenunterstützung erforderlich und es werden Felsbolzen, Kabelbolzen und Spritzbeton verwendet. Entwässerungsbohrungen können verwendet werden, um den Wasserdruck durch horizontales Bohren in die Wand zu entlasten, was oft ausreicht, um selbst Fehler in der Wand zu verursachen.

Eine Transportstraße befindet sich normalerweise an der Seite der Grube und bildet eine Rampe, die Lastwagen befahren können, um Erz und Abfallgestein zu transportieren.

An der Oberfläche, nahe dem Rand des Tagebaus, stapelt sich Abfallgestein. Dies wird als Mülldeponie bezeichnet. Die Mülldeponie ist ebenfalls gestaffelt und abgestuft, um die Degradation zu minimieren.

Erz, das verarbeitet wurde, wird als Tailings bezeichnet und ist im Allgemeinen eine Aufschlämmung. Dies wird zu einem Tailings Damm oder Absetzteich gepumpt, wo das Wasser verdunstet. Tailings-Dämme können aufgrund des Vorhandenseins von nicht extrahierten Sulfidmineralien, einigen Formen toxischer Mineralien in der Gangart und häufig Cyanid, das zur Behandlung von Golderz über den Cyanidlaugungsprozess verwendet wird, häufig toxisch sein. Diese Toxizität kann die Umgebung schädigen.

Rehabilitation

Abbildung 2. Opencut Coal Mine Loadout Station und zurückgewonnenes Land in der North Antelope Rochelle Coal Mine in Wyoming, Vereinigte Staaten.

Nach Beendigung des Bergbaus muss das Minengebiet saniert werden. Müllhalden werden konturiert, um sie zu glätten und weiter zu stabilisieren. Wenn das Erz Sulfide enthält, wird es normalerweise mit einer Tonschicht bedeckt, um den Zugang von Regen und Sauerstoff aus der Luft zu verhindern, der die Sulfide oxidieren kann, um Schwefelsäure zu erzeugen, ein Phänomen, das als saure Minenentwässerung bekannt ist. Dieses wird dann im Allgemeinen mit Boden bedeckt, und Vegetation wird gepflanzt, um zu helfen, das Material zu konsolidieren. Schließlich wird diese Schicht erodieren, aber es wird allgemein gehofft, dass die Geschwindigkeit der Auslaugung oder Säure durch die Abdeckung verlangsamt wird, so dass die Umgebung die Belastung mit Säure und damit verbundenen Schwermetallen bewältigen kann. Es gibt keine Langzeitstudien über den Erfolg dieser Abdeckungen aufgrund der relativ kurzen Zeit, in der groß angelegte Tagebau existiert hat. Es kann Hunderte bis Tausende von Jahren dauern, bis einige Müllhalden „säureneutral“ werden und nicht mehr in die Umwelt gelangen. Die Deponien sind normalerweise eingezäunt, um zu verhindern, dass Vieh sie von Vegetation befreit. Der Tagebau ist dann mit einem Zaun umgeben, um den Zugang zu verhindern, und füllt sich im Allgemeinen schließlich mit Grundwasser. In trockenen Gebieten kann es aufgrund des tiefen Grundwasserspiegels nicht füllen.

Abbildung 3. Eine Tagebau-Schwefelmine in Tarnobrzeg, Polen, die sich einer Landsanierung unterzieht

Typische Tagebaugehalte

Gold wird im Allgemeinen in Tagebauminen mit 1 bis 2 ppm (Parts per Million) gewonnen, aber in bestimmten Fällen sind 0,75 ppm Gold wirtschaftlich. Dies wurde durch Haufenlaugung in der Mine Peak Hill im Westen von New South Wales in der Nähe von Dubbo, Australien, erreicht.

Nickel, im Allgemeinen als Laterit, wird im Tagebau bis zu 0,2% abgebaut. Kupfer wird mit Gehalten von nur 0,15% bis 0 extrahiert.2%, im Allgemeinen in massiven Tagebauminen in Chile, wo die Größe der Ressourcen und die günstige Metallurgie Skaleneffekte ermöglichen.

Zu den Materialien, die typischerweise aus Tagebauen gewonnen werden, gehören:

• Bitumen
• Ton
• Kohle
• Kupfer
• Coquina
• Diamanten
• Kies und Stein (Stein bezieht sich auf Grundgestein, während Kies nicht konsolidiertes Material ist)
• Granit
• Kieselstein
• Gips
• Kalkstein
• Marmor
• Metallerze wie Kupfer, Eisen, Gold, Silber und Molybdän
• Uran
• Phosphat

Reflexionsfragen

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