Open-pit mining, eller open-cast mining är en ytbrytningsteknik för att extrahera sten eller mineraler från jorden genom att de avlägsnas från en öppen grop eller låna.

denna form av gruvdrift skiljer sig från utvinningsmetoder som kräver tunnling i jorden, såsom långväggsbrytning. Öppna gruvor används när avlagringar av kommersiellt användbara mineraler eller stenar finns nära ytan; det vill säga där överbelastningen (ytmaterial som täcker den värdefulla insättningen) är relativt tunn eller materialet av intresse är strukturellt olämpligt för tunnling (som skulle vara fallet för sand, aska och grus). För mineraler som förekommer djupt under ytan-där överbelastningen är tjock eller mineralet uppstår som vener i hårdrock—underjordiska gruvmetoder extraherar det värderade materialet.

Öppna gruvor som producerar byggmaterial och dimension sten kallas ofta ”stenbrott.”

Öppna gruvor förstoras vanligtvis tills antingen mineralresursen är uttömd eller ett ökande förhållande mellan överbelastning och malm gör ytterligare gruvdrift oekonomisk. När detta inträffar omvandlas de uttömda gruvorna ibland till deponier för bortskaffande av fast avfall. I alla fall, någon form av vattenkontroll krävs vanligtvis för att hålla gruvgropen från att bli en sjö, om gruvan ligger i ett klimat av betydande återfödelse eller om några lager av gropen som bildar gruvgränsen produktiva akviferer.

extraktion

Figur 1. Notera de vinklade och stegade sidorna av Sunrise Dam guldgruva, Australien.

öppna gjutna gruvor grävs på bänkar, som beskriver vertikala nivåer av hålet. Dessa bänkar är vanligtvis på fyra till sextio meters intervall, beroende på storleken på den maskin som används. Många stenbrott använder inte bänkar, eftersom de vanligtvis är grunda.

de flesta väggarna i gropen grävs i allmänhet i en vinkel mindre än vertikal för att förhindra och minimera skador och fara från bergfall. Detta beror på hur vittrade klipporna är, och vilken typ av sten, och även hur många strukturella svagheter förekommer inom klipporna, såsom en fel, saxar, leder ellerfoliations.

väggarna är stegade. Den lutande delen av väggen är känd som smeten, och den platta delen av steget är känd som bänken eller berm. Stegen i väggarna hjälper till att förhindra att berg faller fortsätter ner hela väggens yta. I vissa fall krävs ytterligare markstöd och bergbultar, kabelbultar och sprutbetong används. Avvattningsborrningar kan användas för att lindra vattentrycket genom att borra horisontellt i väggen, vilket ofta är tillräckligt för att orsaka fel i väggen av sig själv.

en dragväg ligger vanligtvis vid sidan av gropen och bildar en ramp upp som lastbilar kan köra, med malm och avfall.

Avfallsten staplas upp vid ytan, nära kanten av den öppna gropen. Detta kallas avfallsdumpen. Avfallsdumpen är också differentierad och stegad för att minimera nedbrytningen.

Malm som har bearbetats kallas avfall och är i allmänhet en uppslamning. Detta pumpas till en avfallsdamm eller sedimenteringsdamm, där vattnet avdunstar. Avfallsdammar kan ofta vara giftiga på grund av närvaron av oextraherade sulfidmineraler, vissa former av giftiga mineraler i gangue och ofta cyanid som används för att behandla guldmalm via cyanidläckningsprocessen. Denna toxicitet kan skada den omgivande miljön.

rehabilitering

Figur 2. Opencut kolgruva loadout station och återvunnen mark vid North Antelope Rochelle kolgruva i Wyoming, Usa.

efter gruvdrift måste gruvområdet genomgå rehabilitering. Avfallsdumpar är konturerade för att platta ut dem, för att ytterligare stabilisera dem. Om malmen innehåller sulfider är det vanligtvis täckt med ett lager av lera för att förhindra åtkomst av regn och syre från luften, vilket kan oxidera sulfiderna för att producera svavelsyra, ett fenomen som kallas syragruvdränering. Detta täcks sedan i allmänhet med jord och vegetation planteras för att konsolidera materialet. Så småningom kommer detta lager att erodera, men det hoppas generellt att utlakningshastigheten eller syran kommer att bromsas av locket så att miljön kan hantera belastningen av syra och tillhörande tungmetaller. Det finns inga långsiktiga studier om framgången för dessa omslag på grund av den relativt korta tiden då storskalig öppen gropbrytning har funnits. Det kan ta hundratals till tusentals år för vissa avfallsdumpar att bli” syraneutrala ” och sluta läcka ut i miljön. Dumparna är vanligtvis inhägnade för att förhindra boskap som förnekar dem av vegetation. Den öppna gropen omges sedan med afence, för att förhindra åtkomst, och den fylls i allmänhet så småningom med grundvatten. I torra områden kan det inte fyllas på grund av djupa grundvattennivåer.

Figur 3. En svavelgruva med öppen grop i Tarnobrzeg, polen som genomgår markrehabilitering

typiska öppna Snittkvaliteter

guld extraheras vanligtvis i öppna gruvor vid 1 till 2 ppm (delar per miljon) men i vissa fall är 0,75 ppm guld ekonomiskt. Detta uppnåddes genom utlakning av bulklack vid Peak Hill mine i västra New South Wales, nära Dubbo, australien.

Nickel, vanligtvis som laterit, extraheras via öppen grop ner till 0,2%. Koppar extraheras vid kvaliteter så låga som 0,15% till 0.2%, i allmänhet i massiva öppna gruvor i Chile, där resursernas storlek och gynnsam metallurgi möjliggör stordriftsfördelar.

material som vanligtvis extraheras från öppna gruvor inkluderar:

• Bitumen
• lera
• kol
• koppar
• Coquina
• diamanter
• grus och sten (sten avser berggrunden, medan grus är okonsoliderat material)
• granit
• Gritstone
• gips
• kalksten
• marmor
• metallmalmer, såsom koppar, järn, guld, silver och molybden
• uran
• fosfat

reflektionsfrågor

• vilken skicklighet hjälper detta innehåll dig att utveckla?
• vilka är de viktigaste ämnena som behandlas i detta innehåll?
• hur kan innehållet i det här avsnittet hjälpa dig att visa behärskning av en specifik färdighet?
• vilka frågor har du om detta innehåll?