Como funciona a mineração subterrânea

Em 2010, pessoas de todos os lugares ficaram fascinadas com a história dos 33 mineiros no Chile presos a 700 metros de profundidade em uma mina de cobre e ouro. Os mineiros passaram mais de dois meses lá, recebendo comida, ar e cartas de entes queridos através de colinas perfuradas até sua localização em uma sala de trabalho protegida. Enquanto isso, a perfuração em larga escala de um poço de escape progrediu lentamente. Finalmente, no dia 69, os socorristas retiraram cada um dos mineiros vivos [fonte: Boston ].

A saga lembrou ao mundo não minerador uma verdade geralmente invisível. Nas profundezas da superfície da Terra encontram-se algumas das fábricas mais assustadoras do mundo: minas subterrâneas.

As minas subterrâneas são a alternativa às minas de superfície. As minas de superfície escavam de cima para baixo, um método que pode se tornar ineficiente em profundidades superiores a cerca de 60 metros [fontes: Illinois Coal Association , De Beers ]. As minas de carvão subterrâneas podem atingir 750 metros na Terra e outros tipos ainda mais profundos – as minas de urânio podem atingir 6.500 pés, ou 2 quilômetros. Mas essas profundezas são extremas; mais superior (ou inferior) a cerca de 1.000 pés (300 metros) [fontes: Times Wire , ARMZ , Illinois Coal Association ].

A mineração mudou muito das imagens que temos do século 19, quando homens com pás carregavam canários para garantir que o ar subterrâneo não fosse tóxico. As minas modernas apresentam amplos sistemas de ventilação e drenagem de água, redes de comunicação de alta tecnologia e máquinas cada vez mais computadorizadas que reduzem o número de humanos necessários no subsolo.

Todas as minas subterrâneas têm alguns componentes cruciais em comum: poços de ventilação para limpar gases tóxicos de perfuração e detonação; rotas de fuga; poços de acesso aos trabalhadores e equipamentos inferiores; túneis de transporte de minério; poços de recuperação para levar o minério escavado à superfície; e sistemas de comunicação para enviar e receber informações entre a superfície e as profundezas [fonte: Hamrin ].

Não há duas minas iguais, no entanto. Aplicações de tecnologia e decisões básicas sobre projeto e método de mineração baseiam-se em considerações como o tipo de minério que está sendo extraído, composição da rocha circundante, forma e orientação do depósito de minério, características geológicas subterrâneas e economia simples [fonte: United Mine Workers of America ] .

E, muito cedo no processo, a determinação de hard ou soft.

1. Mineração subterrânea de rocha dura
2. Mineração Subterrânea de Rocha Leve
3. Perigos na Mineração Subterrânea

Existem minas subterrâneas de rocha dura e minas subterrâneas de rocha macia. Os depósitos de carvão, por exemplo, vivem em rochas sedimentares relativamente moles. Os depósitos de ouro vivem em rochas ígneas ou metamórficas, que são relativamente duras, assim como diamantes , cobre, prata, níquel e zinco [fonte: Great Mining ].

Mesmo dentro da categoria de hard rock, os métodos de projeto e extração variam, mas quase todos giram em torno de algumas técnicas básicas:

Sala e Pilar – Para depósitos de minério relativamente planos, com pouca variação de elevação ao longo, os mineradores perfuram uma rampa de acesso ao depósito e retiram o minério em um padrão de furos (salas) e suportes de telhado (pilares). As salas podem ser extraídas usando técnicas convencionais de carga e explosão ou, mais comumente agora, com uma máquina chamada minerador contínuo . O minerador contínuo perfura a rocha até formar uma sala escavada, talvez de 6 a 9 metros (20 a 30 pés), deixando no local um pilar de rocha para sustentar o "teto" [fonte: United Mine Workers of America]. A máquina percorre o minério, criando salas e pilares, até que todo o depósito seja coberto. Uma passagem final perfura os pilares para recuperar o minério, permitindo que os telhados desabem atrás da máquina quando ela sai de cada sala.

Corte e aterro – Para depósitos de minério relativamente estreitos, os mineradores perfuram uma rampa de acesso adjacente ao depósito de minério, desde a superfície até o ponto mais baixo do depósito. Um operador então perfura o minério, criando uma deriva , ou um corte horizontal, de um lado do depósito para o outro. Na rocha mais dura, não é necessário suporte de telhado; em rochas mais macias, os parafusos podem ser colocados no telhado à medida que a perfuração avança [fonte: Mining Know-How ]. Uma vez que o desvio esteja completo, o aterro , ou material residual, é espalhado no desvio aberto, criando uma plataforma para a próxima passagem. A broca é conduzida em cima deste aterro para cortar outra deriva através do minério. Isso continua até que a broca faça um desvio no topo do depósito de minério.

Esse método também pode ser usado em depósitos mais amplos, perfurando duas rampas de acesso adjacentes e cortando duas derivações adjacentes, muitas vezes chamadas de deriva e aterro [fontes: Mining Know-How ].

Cut and fill é para hard rock, pois não possui os mecanismos de suporte inerentes e centrais a um método como sala e pilar. A abordagem de sala e pilar, por outro lado, cruza facilmente as coisas mais macias – e a maioria das minas de carvão.

Mineração a granel: espeleologia em bloco

O método menos comum na mineração de rochas duras, a escavação em bloco, é normalmente reservado para minério de baixo teor. Trata-se de perfurar uma seção de minério no fundo do depósito e depois explodir para fazer o telhado desabar. A gravidade então assume o controle, pois o minério acima do local da explosão fratura e colapsa sucessivamente à medida que o suporte é retirado. O minério desmoronado é retirado da mina para processamento [fonte: Great Mining ].

Carvão, sal , urânio , fosfato e xisto betuminoso vivem em rochas moles e existem dois métodos principais na mineração de rochas moles: longwall e sala e pilar [fonte: Great Mining ]. A maior parte do carvão é extraída usando a abordagem de sala e pilar descrita anteriormente [fonte: United Mine Workers of America ]. No entanto, a mineração de longwall está explodindo em popularidade [fonte: Great Mining ].

A mineração Longwall é extraordinariamente eficiente. Em vez de perfurar o depósito de minério, uma máquina longwall o corta, cortando fatias de até 182 metros de comprimento. Essas fatias caem diretamente em um transportador em movimento contínuo, que as transporta para um poço de transporte que as retira da mina. Na mineração longwall, os suportes do teto são embutidos na máquina, entre o topo do minerador longwall e o teto da sala. À medida que a máquina avança no minério, os suportes se movem com ela, permitindo que a área atrás dela desmorone e preencha a área escavada.

O método longwall pode recuperar até 90% do minério disponível. A abordagem de sala e pilar normalmente recupera cerca de 50% [fonte: Illinois Coal Association ].

Quando o minério se deposita em forma relativamente estreita, são feitos cortes mais curtos. Essa variação é chamada de mineração shortwall.

A técnica antiga de mineração por explosão , que usa explosivos como o TNT para quebrar o minério, ainda está em uso, mas apenas um pouco – menos de 5% da produção dos EUA [fonte: Great Mining ].

A mineração subterrânea, então, está se tornando cada vez mais eficiente. Requer menos trabalho humano, o que coloca menos mineiros em perigo enquanto trabalham nas profundezas da superfície. Ainda assim, as minas subterrâneas não são os lugares mais seguros para se estar.

O custo ambiental da mineração subterrânea é significativo. Inclui poluição do ar, mudanças nos padrões de fluxo de água, infiltração de produtos químicos e de gás no abastecimento de água e no solo, incêndios inacessíveis em minas abandonadas e mudanças dramáticas na composição da terra que podem tornar a área inutilizável após a operação de mineração [fonte: Saxena ].

Depois, há o pedágio humano. A maioria dos acidentes de mineração ganha pouca atenção da mídia, especialmente aqueles envolvendo poucas vítimas ou ocorrendo em países em desenvolvimento. Em 2010, quase 2.500 mineiros chineses morreram no trabalho, nenhum deles atribuído a "grandes acidentes" [fonte: Macia ].

Aquele ano foi terrível para a mineração em geral. Nos Estados Unidos, uma catástrofe de mineração na Virgínia Ocidental deixou 29 mortos, o mesmo número que morreu em um acidente na Nova Zelândia. No Chile, 33 mineiros foram resgatados no dramático incidente relatado anteriormente, mas outros 45 morreram em outros acidentes no mesmo ano [fonte: Macia ].

Muitos acidentes ocorrem quando os suportes da mina desmoronam devido a tremores de terra. Explosões também provocam vítimas quando os sistemas de ventilação não conseguem remover efetivamente os gases de exaustão dos equipamentos de mineração, poeira de carvão e vazamentos de gás natural subterrâneo. A explosão pode inflamar esses gases, levando a mortes tanto pelas próprias explosões quanto pelo subsequente colapso das estruturas da mina; uma explosão de gás metano matou aqueles 29 mineiros em West Virginia [fonte: Macia ].

Problemas de saúde de longo prazo também são um sério risco de trabalho. Respirar continuamente poeira mineral pode causar doenças pulmonares como pneumoconiose ou o temido pulmão negro. A inalação de fumos de soldagem, radônio ou mercúrio (frequentemente encontrados em minas) também causa doenças respiratórias. A perda auditiva devido a equipamentos barulhentos e lesões nas costas ao levantar cargas pesadas também são comuns [fonte: Live Science ].

A maioria dos países agora tem leis e regulamentos projetados para tratar de questões ambientais e de segurança. Alguns exigem que a mineradora devolva a área minerada próxima ao seu estado original. Outros exigem que as minas sejam inspecionadas regularmente para garantir que sejam seguras. E novas técnicas de mineração também diminuíram o número de mortos. Nos EUA, a indústria de mineração viu milhares de mortes por acidentes a cada ano no início de 1900. Isso caiu para cerca de cem por ano na década de 1990 e apenas 35 em 2012 [fonte: Mine Safety and Health Administration ]. A China teve 7.000 mortes em mineração em 2002, mas 2.500 em 2010 [fonte: Macia ].

Embora a segurança tenha definitivamente aumentado nos países desenvolvidos, ainda há um longo caminho a percorrer em alguns países em desenvolvimento. Mas podemos ver um dia em que as minas subterrâneas não serão algumas das fábricas mais assustadoras da Terra. Em qualquer lugar.

Nota do autor: Como funciona a mineração subterrânea

É importante saber que muitas das melhorias de segurança que observei como melhorias nas "minas modernas" se aplicam principalmente à mineração de primeiro mundo. As taxas de mortalidade da China, que caíram significativamente nos últimos anos, permanecem na casa dos milhares – bem acima dos dois dígitos relatados na maioria dos países ocidentais e desenvolvidos. No front socioeconômico, deduzi de minha pesquisa algumas coisas: que segurança séria requer financiamento sério, e muitas nações em desenvolvimento simplesmente não a têm; que a preocupação com a segurança das minas parece estar proporcionalmente relacionada à preocupação com os direitos humanos; e que mesmo os mineiros subterrâneos australianos que ganham salários de seis dígitos não estão ganhando o suficiente.

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