Techniky povrchové těžby se používají tehdy, když se uhelná žíla nebo jiná látka nachází tak blízko povrchu, že ji lze těžit pomocí buldozerů, motorových lopat a nákladních automobilů namísto použití hlubinných šachetních dolů, výbušných zařízení nebo technik zplyňování uhlí. Povrchová těžba je užitečná zejména tehdy, když hornina obsahuje tak málo těžené rudy, že nelze použít běžné techniky, jako je ražba tunelů podél žil. Povrchovou těžbou se odstraňuje zemina a hornina, která leží nad uhelnou nebo nerostnou slojí, a nadloží se ukládá stranou jako hlušina . Odkrytá ruda se odstraní a předběžné zpracování se provádí na místě nebo se ruda odváží nákladními auty do zpracovatelských závodů. Po ukončení těžebních prací může být povrch rekultivován, obnoven a rekultivován.
Povrchová těžba již představuje více než 60 % celkové světové produkce nerostných surovin a tento podíl se výrazně zvyšuje. K oblibě povrchové těžby přispívá mnoho faktorů. Doba přípravy povrchového dolu je v průměru čtyři roky na rozdíl od osmi let u hlubinných dolů. Produktivita pracovníků v povrchových dolech je třikrát vyšší než produktivita pracovníků v hlubinných dolech. Kapitálové náklady na rozvoj povrchového dolu se pohybují mezi 20 a 40 dolary za tunu prodávaného uhlí ročně a počáteční náklady na podzemní těžbu jsou nejméně dvakrát vyšší, v průměru kolem 80 dolarů za tunu ročně.
Předběžné fáze rozvoje dolu zahrnují shromažďování podrobných informací o potenciálním místě těžby. Výkopy a jádrové vrty poskytují informace o uhelné sloji i nadloží a celkovém geologickém složení lokality. Analýza vrtného jádra z nadloží je důležitým krokem v prevenci environmentálních rizik. Například když jsou břidlice mezi uhelnou slojí a podložními vrstvami narušeny těžbou, mohou produkovat kyselé . Pokud je tato nestabilita vrstev zjištěna analýzou vrtných jader, lze vhodným návrhem dolu zabránit kyselým splachům. Údaje získané z předběžných vrtů se zakreslují do topografických map, aby byl jasně patrný vztah mezi rudními slojemi a nadložním terénem.
Po získání výsledků zkoušek a všech dalších relevantních údajů se informace zadají do počítačového systému k analýze. Pomocí počítačových modelů se testují různé návrhy a pořadí těžby a vyhodnocují se podle technických a ekonomických kritérií s cílem určit optimální návrh dolu. Během průzkumných fází se obvykle pořizují satelitní snímky a letecké fotografie. Tyto snímky slouží jako vynikající vizuální záznam skutečných podmínek prostředí před zahájením těžby a často se využívají při rekultivaci.
Existuje několik typů povrchové těžby, a to plošná těžba, obrysová těžba, šneková těžba a povrchová těžba. Plošná těžba se používá převážně na Středozápadě a v západních horských státech, kde uhelné sloje leží horizontálně pod povrchem. Těžba začíná v blízkosti výchozu uhlí – v místě, kde se ruda nachází nejblíže povrchu. Velké odkrývací lopaty nebo drapáky hloubí dlouhé paralelní rýhy; tím se odstraní nadloží a ruda zůstane odkrytá. Nadloží vytěžené z překopu se nahází do předchozího překopu, ze kterého již bylo uhlí vytěženo. Postup je podobný tomu, jako když zemědělec zorá pole v brázdách. Vzhledem ke strmým svahům a členitému terénu, s nimiž se při povrchové těžbě často setkáváme, se ruda obvykle těží pomocí malých zařízení, jako jsou čelní lžícové nakladače, buldozery a nákladní automobily.
Provádí se také povrchová těžba v Apalačsku, kde mnoho uhelných slojí leží pod horami nebo podhůřím. Tento typ plošné těžby je běžně znám jako odstraňování horských vršků. Hory těžené touto technikou mají obvykle dlouhé hřebeny s podložními ložisky. Jeden řez je veden rovnoběžně s hřebenem a další řezy jsou vedeny rovnoběžně s prvním; tím je celý vrchol hory srovnán a zarovnán. Při rekultivaci těchto oblastí jsou nejčastějším určeným využitím pastviny nebo rozvojové plochy.
Konturní těžba se používá především v místě, kde ložisko leží nejblíže povrchu, na strmých svazích, jako například v Appalačském pohoří. V těchto oblastech leží uhlí obvykle v plochých souvislých slojích a dobývání pokračuje po úbočí hory. Vzniká tak dlouhý, úzký překop, podél něhož se táhne výšková stěna – obrysová linie horizontální uhelné sloje. Nedávné federální předpisy zakázaly mnoho postupů obrysové těžby, jako je ponechávání odkryté výškové stěny a hlušiny na svahu hory.
Šnekový postup se používá především při záchranných pracích. Pokud již není ekonomicky výhodné odstraňovat nadloží ve výškové stěně, využívají se šnekové techniky k získání další tonáže. Šnek těží uhlí vrtáním pod konečnou výškovou stěnu. V současné době tvoří těžba šnekem pouze 4 % povrchově vytěženého uhlí ve Spojených státech.
Těžba šnekem se používá především v západních státech, kde jsou uhelné sloje silné nejméně 30 m (100 stop). Tenké nadloží se odstraní a odveze z místa těžby nákladním autem, přičemž zůstane obnažená uhelná sloj. Tento typ těžby je velmi podobný těžbě v kamenolomech.
Zařízení používané při povrchové těžbě sahá od buldozerů, čelních lžícových nakladačů, škrabáků a nákladních automobilů až po obří motorové lopaty, lžícová rýpadla a drapáky. V posledních deseti letech se technologický vývoj soustředil na mechanizaci a vývoj těžkých zařízení. Vzhledem k ekonomickým faktorům se výrobci zařízení zaměřili na zlepšování výkonnosti stávajících zařízení namísto vývoje nových technologií. Od recese v 80. letech 20. století se zvýšila kapacita lžíce a velikost konvenčních strojů. Koncentrace výrobních technologií vytvořila těžební systémy, které zahrnují těžební zařízení s průběžnými dopravními systémy a integrovanými počítači do všech aspektů odvětví.
Povrchová těžba může mít závažné dopady na životní prostředí. Proces odstraňuje veškerou vegetaci, ničí mikroflóru a mikroorganismy . Půda , podloží a vrstvy jsou rozbity a odstraněny. Dochází k vytlačování volně žijících živočichů, zhoršuje se kvalita ovzduší a dochází ke změnám povrchu v důsledku oxidace a topografických změn.
Hydrologie spojená s povrchovou těžbou má významný vliv na životní prostředí . Odstranění nadloží může změnit podzemní vody mnoha způsoby, včetně odtoku vody z oblasti, změny směru proudění ve vodonosné vrstvě a snížení hladiny podzemní vody. Vytváří také kanály, které umožňují mísení kontaminované vody s vodou z jiných vodonosných vrstev. Odtok kyselých vod z důlní činnosti může kontaminovat oblast a další vodní zdroje. Kromě toho, že jsou vysoce kyselé, obsahují splachy z důlní činnosti také mnoho dalších stopových prvků, které nepříznivě ovlivňují životní prostředí.
Federální předpisy vyžadují, aby byla po ukončení těžby znovu rozprostřena svrchní vrstva půdy, ale mnoho lidí tento požadavek nepovažuje za dostatečný. Když je půda odstraněna, struktura půdy se rozpadá a zhutňuje, což brání tomu, aby se do půdy dostaly běžné organické látky. Změny v půdě a nedostatek organických složek ničí mikroorganismy. Míra eroze v těžebních oblastech se také značně zvyšuje v důsledku absence původní vegetace.
Odstranění vegetace a nadloží v místě těžby vytlačuje veškerou volně žijící zvěř a velká část z ní může být zcela zničena. Některé formy volně žijících živočichů, jako jsou ptáci a zvěř, se mohou z oblasti bezpečně dostat, ale ti, kteří přezimují nebo se zahrabávají, obvykle v důsledku těžby hynou. Rybníky, potoky a bažiny jsou před zahájením těžby běžně vysušovány a veškerý vodní život v oblasti je zničen.
Kromě krátkodobých dopadů na životní prostředí má povrchová těžba také dlouhodobý dopad na flóru a faunu v oblasti dolu. Soli, těžké kovy , kyseliny a další minerály vystavené při odstraňování nadloží potlačují rychlost růstu a produktivitu. V důsledku změn ve složení půdy se mnoho původních druhů rostlin nedokáže přizpůsobit. Úbytek vegetace znamená ztrátu potravních stanovišť, což následně narušuje migrační vzorce. Vytlačené druhy zasahují do sousedních ekosystémů, což může způsobit přemnožení a narušení sousedních biotopů.
Viz také zákon o kontrole a rekultivaci povrchových dolů
REZERVACE
PERIODIKÁLY
Chironis, N. „With Dozers Bigger Is Better“. Coal Age 91 (červenec 1986): 56.
Sanda, A. „Draglines Dominate Big Surface Mines.“
„Velkým povrchovým dolům dominují drapáky“. Coal Age 96 (červenec 1991): 30.
Schmidt, B. „GAO to Interior: GAO: „Get Tough on Mining“. American Metal Market 96 (21. prosince 1988): 2.
Singhal, R. K. „In Pit Crushing and Conveying Systems“. World Mining Equipment 10 (leden 1986): 24.
„Náklady na povrchovou těžbu na středozápadě klesají“. Mining 91 (květen 1986): 10.
.
