O mină este un depozit extras de materiale (de exemplu , aur , cărbune , cupru , diamante , fier , sare , uraniu etc.).
Poate fi deschis sau subteran. În anii 1980, aproximativ 20 de miliarde de tone de materiale erau extrase anual din singurele mine de suprafață din lume, dintre care mai mult de jumătate din minerale, în timp ce mai mult de șase miliarde de tone de cărbune , 1,6 miliarde de tone de minereu de fier , 190 de milioane de tone de minereu de aluminiu , se presupune extrase din subsol prin galerii și puțuri la începutul XXI - lea secol.
Distincția dintre mină și carieră se datorează naturii materialului extras (strategic sau valoros pentru mină, de o valoare mai mică pentru carieră); în Franța , codul minier este cel care definește acest lucru.
Minele au existat încă din preistorie (fântâni săpate în cretă pentru extragerea silexului , fântâni sau galerii pentru extragerea diferitelor minerale (fier și cupru în special).
Din XIX - lea secol, progresul tehnic și geologia permis să opereze mai rapid depozite de mai profunde și mai adânc, până când în mare de la o platformă de foraj , nu fără un impact asupra mediului , sociale și directe sau indirecte de sănătate . Exploatarea minieră este responsabilă pentru un număr mare de decese, în galerii sau ca urmare a silicozei , a azbestozei sau a cancerului din cauza radioactivității . Deșeurile și praful din „rocile reziduale” sunt uneori sursa de poluare gravă întârziată în spațiu sau timp ( în special de metale grele ). Unele mine au generat un fenomen de acidificare a mediului, autosustenabil (acest fenomen se numește „ drenaj acid al minelor ”). Minele abandonate sunt, de asemenea, cauza prăbușirii solului la suprafață. Din cutremurele induse pot fi generate de minele mari.
În Franța, existau foarte multe mine în aproape toate regiunile. Zăcămintele de cărbune se găsesc în Nord-Pas-de-Calais (cea mai mare rețea de galerii subterane din lume), în Lorena (unde existau și zăcăminte semnificative de minereu de fier ), în Masivul Central , în Provența , în Sud -Vest (exemplu: Carmaux ) dar și în jurul Saint-Étienne . Rusul are , de asemenea , mai multe depozite de cărbune ( de exemplu , Donbass și Siberia ). Regatul Unit are depozite semnificative de cărbune din nord ( Lowlands în Scoția ), Țara Galilor , în jurul valorii de Manchester , în centrul ( Midlands ) și în Yorkshire .
Exploatarea subsolului datează cel puțin de la sfârșitul erei neolitice din Europa. Bărbații sapau deja fântâni și galerii în stâncă, uneori cu câteva zeci de metri lungime pentru a căuta diverse minerale ( silex , ocru , variscit etc.).
Majoritatea celor mai vechi mine pentru metalurgie datează din Protohistorie, dar unele au început să se dezvolte încă din neolitic , folosind instrumente rustice, dar eficiente, cum ar fi pietricelele din roci dure folosite ca concasoare .
După cum reiese din unele resturi de cărbune preistorice găsite în vechile mine mici din întreaga lume, omul preistoric a învățat timpuriu să folosească și focul și poate focul și apa pentru a sparge roci și a „deschide» mine (tehnică confirmată prin experimentare și arheometrie ); și chiar focul a fost folosit pentru „sacrificare” în galerii, în special în sudul Franței).
De arheologii au recuperat bine în 1980 urme ale acestor tehnici miniere preistorice, mai mult de o duzină de mine de cupru (cu un pic de stibiu și argint ). Aceste mine au fost săpate în regiunea Cabrières din Hérault în urmă cu câteva mii de ani (4310 ± 75 BP), la sfârșitul neoliticului și au fost considerate la momentul descoperirii lor ca fiind cea mai veche companie minieră din Franța.
Primele construcții de piatră au fost o origine probabilă pentru primele ( cariere și agricultură în marnières ). A fost necesar să sapăm pământul pentru a extrage piatra având o calitate suficientă pentru construcție și anumite pietre sunt tăiate mai ușor imediat ce sunt extrase, înainte de a se întări .
Săpat în profunzime, ajungând la un strat de rocă care nu este degradat de micro fauna și flora solului, sau rădăcinile de copaci (o „venă“) și apoi săpat orizontal pentru extragerea rocii acestui strat (stratul următor geologice falduri). Aceste fântâni și coridoare ar putea fi apoi utilizate pentru a se proteja de atacuri .
Găsim urme din timpuri foarte vechi ale exploatării minelor de argint din Laurion , la aproximativ cincizeci de kilometri sud de Atena . În vremurile clasice , atenienii prezentau energie spectaculoasă și inventivitate pentru a extrage cantitatea maximă de minereu din acesta. În secolul XXI , multe vestigii ale acestor mine (puțuri, galerii, ateliere de suprafață) marchează peisajul regiunii.
În epoca romană, numeroase și importante operațiuni miniere s-au dezvoltat în anumite regiuni, cum ar fi Hispania, precum și în Balcani în Dalmația și Moesia și mai târziu în Dacia . Exploatarea minieră romană este cunoscută din textele autorilor antici precum Strabon sau Pliniu cel Bătrân , precum și din inscripții , precum mesele de bronz din Vipasca, o așezare a unui district minier situat în apropierea orașului actual Aljustrel din Portugalia sau ca inscripțiile de pe lingouri metalice. Săpăturile arheologice au relevat, de asemenea, diferite tehnici de extracție și materiale utilizate de mineri . Acestea aparțineau diferitelor categorii ale populației: dacă în Republica părea să fi dominat munca în serviciu, sub Imperiu importanța lucrătorilor salariați locali părea să fi crescut considerabil. Cu toate acestea, multe situri miniere romane sunt încă slab înțelese.
În Evul Mediu a văzut exploatarea minelor în aproape toate țările din Europa , fie ele de fier sau neferoase mine . Foarte abundent pe suprafața planetei , minereul de fier este disponibil în depozite mici pe suprafața solului sau la adâncime mică. Bărbații din Evul Mediu exploatau în principal locuințele de acest tip care nu necesitau echipamente sofisticate. Difuzarea procesului indirect de reducere a minereului, care a apărut în secolul al XV- lea , a transformat considerabil condițiile de extracție . Cererea în creștere, posibilitatea de a prelucra minereuri mai puțin fuzibile , au dus la căutarea unor depozite mai abundente chiar dacă calitatea acestora era mai mică.
În majoritatea cazurilor, metalele neferoase provin din minele deschise pentru a produce banii aproape din minereuri complexe, cum ar fi sulfurile de cupru și plumb . Pentru o lungă perioadă de timp, plumbul cu argint , care este mai ușor de prelucrat, a făcut obiectul celei mai intense extracții. În perioada carolingiană , minele din Melle , în Poitou , au furnizat cea mai importantă parte a argintului produs în Imperiu . În secolul al XI- lea, alte centre miniere apar în Munții Harz , în Pădurea Neagră și în Vosgi .
XII - lea secol, timpul de creștere a comerțului și stabilirea unor noi puteri, se confruntă cu activitate minieră intensă în Italia , în Europa Centrală și de Franța .
În secolul al XIII- lea, Italia continuă să fie un producător important. Cu toate acestea, Europa Centrală, în special Boemia , ocupă primul loc. Minele franceze se confruntă, de asemenea, cu o mare dezvoltare: prima reglementare minieră franceză păstrată, Carta Hierle din Languedoc, datează din 1272. Alphonse de Poitiers , fratele Saint Louis , se angajează să dezvolte producția minieră în domeniile sale din Midi.
Criza europeană de la mijlocul XIV - lea secol la mijlocul XV - lea secol a dus la o întrerupere a activității miniere a scăzut în Franța și Italia, dar rămâne puternică în Europa Centrală.
A doua jumătate a secolului al XV- lea a cunoscut un nou boom al producției în care au fost implicate cele mai mari averi. Acesta este cazul lui Jacques Coeur sau Jacob Fugger . În același timp, este pus în aplicare un nou sistem de operare, bazat pe transportul prin rulare și prin utilizarea din ce în ce mai importantă a energiei hidraulice .
Jacob Fugger, bancher din Augsburg , este cel mai mare antreprenor minier al Renașterii. El a ajutat la finanțarea politicii lui Carol al V-lea și a preluat controlul asupra minelor de cupru de la Neusohl din Ungaria (în Slovacia actuală), dar a trebuit să le abandoneze în 1546 din cauza complicațiilor apărute în urma războaielor austro-turce și a războaielor de religie dintre Catolici și protestanți. A obținut de la Habsburg monopolul minelor tiroliene de argint și cupru . Minele de argint din Europa Centrală sunt principala sursă a pieței europene: tratatul De re metallica („Despre metale”) publicat în 1556 de umanistul german Georgius Agricola mărturisește un ciclu de producție în vârf în momentul în care piața europeană începe să simtă afluxul de metale prețioase cauzat de cucerirea spaniolă a Americii .
Minele de argint din Potosi din viceregatul Peru (astăzi în Bolivia ) sunt exploatate din 1545, iar cele din Zacatecas din Noua Spanie (actualul Mexic ), din 1548. Tehnicile sunt foarte rudimentare în comparație cu cele utilizate în Europa Centrală și exploatare depinde de munca a mii de indieni supuși oboselii, mita , cu prețul unei mortalități ridicate.
În XVII - lea secol, exploatarea Oregrounds de fier din Valonia și în Suedia , dă un impuls mare pentru producția de oțel . Exploatarea cărbunelui , mult timp limitată la câteva domenii , cum ar fi țara Liege , dezvoltă XVIII - lea secol și începutul Revoluției Industriale .
ONU ( UNCTAD ) distinge trei tipuri de exploatare:
Pe planeta de la începutul XXI - lea secol, 15 milioane de aproximativ mineri artizanali ar angaja în această activitate. Acest număr s-a dublat în zece ani. În Africa , 4,5 până la 6 milioane de oameni sapă mine tot sau o parte din an, dintre care 30% până la 40% sunt femei. Aproximativ 40 de milioane de oameni depind de această populație , adică 1 din 20 de africani . Unii autori estimează că această mișcare va crește în continuare în zonele bogate în resurse și că, de exemplu, în Zimbabwe , numărul minerilor artizanali ar putea tripla până în 2000 până în 2010.
Primele cinci specializări care domină scena mondială la începutul XXI - lea secol sunt BHP Billiton , Rio Tinto , Vale , Xstrata si Anglo American , companiile care au tehnologia și stăpânirea de oligopol fiind din ce în ce concurează cu companiile din țările în curs de dezvoltare.
Mai multe operațiuni miniere sau proiecte miniere se confruntă cu provocări din partea comunităților locale. În plus față de autorizațiile de reglementare care trebuie obținute, companiile trebuie să se asigure, de asemenea, că au un „permis social de funcționare” care permite desfășurarea activităților într-un cadru acceptabil pentru populația afectată.
Mineritul pune multe probleme și, prin urmare, implică multe domenii ale științei . Acesta este motivul pentru care în majoritatea țărilor au creat școli specifice de inginerie , școlile miniere .
Minele de cărbune sunt organizate în etape din care se extrag straturile. Fiecare miner sapă un strat pentru a extrage cărbunele care este apoi încărcat în sedan . Această lucrare este foarte dificilă, deoarece trebuie să sapi pentru a nu prăbuși galeria, în plus, există o căldură înăbușitoare, deoarece circulă cu greu aer. Singura modalitate găsită pentru a crea ventilație a fost de a construi cel puțin două puțuri. Primul este utilizat pentru ascensiunea și coborârea minerilor și creșterea cărbunelui. Celălalt este doar pentru ventilație.
Prin creșterea unei tone de cărbune, se extrag șapte tone de subproduse (posibil susceptibile de a conține substanțe toxice sau de a pune probleme prin praf sau turbiditate din apa de scurgere) care sunt descărcate pe grămezi de zgură sau iazuri (de exemplu: coșuri de schlam din operațiuni de cărbune).
Se bazează pe date geologice și istorice, descoperirea zăcămintelor minerale beneficiind și de progresul în geochimie , tehnici de sondare (în special seismice) și modelare. Miniere GISS au apărut , astfel , care ajuta la prospectori, oferindu - le acces combinat la DEM (modelul digital de teren), imagini din satelit , hărți geologice ( metadate ), date referitoare la risc seismic, vulcanismul , resurse. Cunoscute geotermale guri de aerisire, cu cunoscute depozite , geochronological date , fluxul de căldură , gravimetria , tomografia 3D, pericolele naturale , cadastrele , datele de mediu ( rețea verde , poluare , pedologie etc.) etc.
Se bazează pe geofizică și rezistența materialelor și pe resursele locale disponibile, ținând cont tot mai mult în amonte de necesitățile de renaturare și restaurare ecologică a peisajului sitului la sfârșitul vieții sale, sau chiar în timpul diferitelor faze ale sitului. . Proiectele mari fac obiectul unui studiu aprofundat de impact și al unor măsuri compensatorii sau de protecție .
Există diferite scenarii pentru a ajunge la depozitul care urmează să fie exploatat și pentru a permite evacuarea produselor. Dacă depozitul este relativ orizontal (în plăci ) și dacă stratul de supraîncărcare nu este prea gros, îl putem extrage în aer liber (vezi mai jos).
Dacă aflorimentele depozit într - o zonă accidentat, de exemplu dealurile cu vedere spre o vale, putem ajunge și opera rezervor prin galerii orizontale ( divizat din bazinul Loire ) deal deschidere. Acesta este cazul, de exemplu, în bazinul de fier din Lorena pentru minele Hussigny - Godbrange , Charles Ferdinand sau Kraemer.
Din contra, dacă depozitul nu este deloc expus sau nu depășește în bune condiții, va săpa (spunem că se întunecă ) fântâni pentru a ajunge. Este cea mai scumpă soluție pentru operațiune și cea mai puțin profitabilă, este, de asemenea, majoritatea cazurilor. Ambele soluții pot fi combinate (cazuri minele de La Mure sau fier mină de Soumont ).
Cazul de fier mina de Saint-Rémy-sur-Orne în Normandia , este interesant pentru că o parte a depozitului este deasupra părții de sus a minei. Cu toate acestea, majoritatea produselor sunt coborâte sub nivelul puțului, rulate până la puț pentru a fi aduse la nivelul panoului pentru tratament, o soluție mai puțin costisitoare decât o ieșire pe deal într-o zonă săracă pe drumuri și mijloace de evadare.
Fântâna servește diferitele etaje de funcționare, fiecare nivel se numește rețetă sau cârlig.
Mărimi și bare transversaleNoi distingem dimensiunile de încrucișate paturi . De dimensiuni sunt utilizate în mod direct pentru exploatarea depozitului. În general, pentru a exploata un depozit, se sapă o galerie de cap superioară și o galerie de bază inferioară. Zăcământul este tăiat în panouri între aceste două galerii și separat prin dimensiune traversând îmbinarea. Aceste dimensiuni permit exploatarea masivului, dar și organizarea ventilației, adică circulația aerului în lucrări. Galeria de bază permite, de asemenea, evacuarea produselor sacrificate (eliberarea) către transport, care le va duce apoi către arborele de extracție. Derivările pot fi tăiate din produsul exploatat (cărbune, minereu) în general sau din roca de pe ambele părți ale stratului. Galeria de transport determină nivelul rețetei fântânii. Setul de lucrări care permit delimitarea unui panou se numesc lucrări pregătitoare (sau trasare ). Ele sunt desigur fundamentale.
Cele transversale paturile sunt aproape întotdeauna săpate în stâncă; permit conectarea dintre fântână (suri) și depozitul exploatat (galeria rulantă). Într-adevăr, în general, fântânile sunt întunecate nu în depozit, ci afară în stâncă. O fântână săpată în cărbune, de exemplu, duce la pierderea funcționării, deoarece va fi necesar să se mențină în jurul fântânii o zonă neexploatată cunoscută sub numele de securitate sau investiții (astfel de parcuri sunt obligatorii în zonele locuite, drumuri, poteci. Fier . ..).
Același raționament se aplică minelor operate pe deal. În acest caz, fantele se deschid direct la lumina zilei pe deal. De la dezastrul Courrières , a existat obligația de a avea cel puțin două prize pe zi (2 puțuri sau 1 puț și 1 priză pe deal, de exemplu).
Pentru a conecta diferitele niveluri de funcționare între ele (vorbim și de podea), conexiunea se poate face fie prin fântână, fie printr-un bure (sau fals-fântână ) sau chiar printr-un plan înclinat. Numim bure un puț interior care nu se deschide spre zi, conectând două niveluri. Planul înclinat este o galerie sau o bancă încrucișată mai des înclinată și, în general, echipată cu un troliu pentru a ridica berlinele sau o bandă transportoare.
Obiectul tehnicii de susținere este toată munca utilă pentru întreținerea săpăturilor subterane.
Încărcarea este operația care constă, imediat după tăiere, în încărcarea manuală sau mecanică a minereului extras în vederea evacuării acestuia de către sedan sau de transportoare (a se vedea transportul) către fântână.
Încărcarea poate fi manuală (lopată) sau mecanizată (răzuitoare, lopeți cu cupă, încărcătoare pentru picioare de homar )
Laminarea este transportul produselor (cărbune, minereu, dar , de asemenea , steril) de pe fața de lucru (sau, mai precis din punctul de încărcare a sistemului de site - uri de eliberare) la rețeta de jos a gropii, apoi , eventual, din primirea superioară a puțului către atelierele de prelucrare. Transportul produselor, în minele industrializate, se efectuează în salturi (sau berlini ) de capacități variate în funcție de fermele (de la 500 litri la 25.000 litri) trase cu mâna în ferme nemecanizate, de către un cal (sau măgar sau catâr) ) apoi de locotractori , electric, aer comprimat , benzină sau motorină sau pur și simplu prin gravitație . Acestea sunt, în general, benzi înguste cu o lățime mai mică de 1 m . Laminarea este un factor fundamental în funcționarea unei mine, de fapt condiționează, împreună cu arborele, capacitatea de extracție.
Înainte de a trece la exploatarea industrială subterană, regiunile miniere au experimentat deseori exploatarea artizanală a aflorării. Era o exploatare în aer liber cunoscută sub numele de cayat , cayauderie, perrières (în bazinul cărbunelui din Loire). Trebuie remarcat faptul că, deși vechile regiuni miniere au toate multe străzi cayat, sensul expresiei a fost pierdut.
Rubricile 19 și 11 din Loos-en-Gohelle .
O grămadă de 11-19 în Loos-en-Gohelle.
Roată șasiu cu roată zimțată.
Cablu plat împletit pentru manevrarea arborilor ascensorului .
Cablu în carcasa sa din camera mașinilor.
Aerarea sau ventilația reprezintă furnizarea de aer proaspăt către o mină.
Minerii obișnuiau să scoată un canar în cușcă, care atunci când se agita, sau chiar murea, sau chiar dădea semne de sufocare era semnul că era necesar să reasamblați .
Studiul iluminării are un interes secundar doar în minele libere de foc sau de praf.
Operația de tăiere constă în desprinderea stâncii de extras din masiv și reducerea acesteia în elemente mai mici pentru a-l manipula și transporta. Această operație se poate face în mai multe moduri:
Deși nu este un accident „violent”, focul minelor de cărbune este o problemă în creștere, în special în China. În prezent, se estimează că aproximativ 1% din producția de gaze cu efect de seră provine din aceste focuri de mină ( 20 de milioane de tone de cărbune ar arde în fum în fiecare an). La temperatura camerei, cărbunele reacționează în mod natural și spontan cu oxigenul din aer pentru a da dioxid de carbon. Dacă căldura astfel creată nu este eliminată (de exemplu prin ventilație), aceasta din urmă crește temperatura cărbunelui până când atinge pragul de combustie. Prin urmare, focul de mină este foarte frecvent în minele cu jet deschis sau în aer liber.
O mină de suprafață sau o groapă deschisă implică mutarea unor cantități mari de sol și subsol și apoi extragerea minereului. O mină în aer liber este amenajată atunci când minereul este relativ aproape de suprafață. Roca este sablată și minereul este apoi încărcat pe mașini uriașe pentru prelucrare.
Mina de cupru cu carieră deschisă, Chino Copper Mine , New Mexico , Statele Unite .
Mina de cărbune de suprafață ( Wyoming , Statele Unite).
Degradarea pădurii tropicale datorită minei de cărbune Siderópolis ( Brazilia ).
Mina în aer liber: extracția lignitului la Garzweiler ( Germania ).
Vârful minelor de deplasare sau îndepărtarea vârfurilor de munte (MTR) în limba engleză sunt un tip special de carieră deschisă, utilizat aproape exclusiv în munții Statelor Unite . Vegetația este mai întâi distrusă, apoi solul sfâșiat. Butașii sunt pur și simplu împinși în fundul văii, ceea ce face posibilă nivelarea unei regiuni deluroase, dar provoacă și poluare semnificativă.
În Apalași , înfundarea fundurilor văii îndepărtează 500 de munți și 200 km de căi navigabile pe an, crescând astfel riscul de inundații. Peisajul supraviețuitor este în general lunar.
Postminarea este toate consecințele încetării activității miniere.