Técnicas de mineração de superfície são usadas quando uma veia de carvão ou outra substância está tão próxima da superfície que pode ser minerada com bulldozers, pás elétricas e caminhões em vez de usar minas de eixo profundo, dispositivos explosivos ou técnicas de gaseificação de carvão. A mineração de superfície é especialmente útil quando a rocha contém tão pouco do minério a ser extraído que técnicas convencionais, como a escavação em túneis ao longo das veias, não podem ser utilizadas. A mineração de superfície remove a terra e a rocha que fica acima do carvão ou da camada mineral e coloca a sobrecarga de um lado como despojo. O minério exposto é removido e o processamento preliminar é feito no local ou o minério é levado por caminhão para as plantas de processamento. Após a conclusão das operações de mineração, a superfície pode ser recontornada, restaurada e recuperada.
A mineração de superfície já representa mais de 60% da produção mineral total do mundo, e a porcentagem está aumentando substancialmente. Muitos fatores contribuem para a popularidade da mineração de superfície. O tempo de desenvolvimento de uma mina de superfície é em média de quatro anos, em oposição aos oito anos para as minas subterrâneas. A produtividade dos trabalhadores em minas de superfície é três vezes maior do que a dos trabalhadores em operações de mineração subterrânea. O custo de capital para o desenvolvimento da mina de superfície está entre 20 e 40 dólares por tonelada anual de carvão comercializável, e as despesas iniciais das operações de mineração subterrânea são pelo menos o dobro, em média cerca de 80 dólares por tonelada anual.
As etapas preliminares do desenvolvimento da mina envolvem a coleta de informações detalhadas sobre o potencial local de mineração. As escavações e a perfuração do núcleo fornecem informações sobre a camada de carvão, bem como sobre a sobrecarga e a composição geológica geral do local. A análise do núcleo de perfuração a partir da sobrecarga é um passo importante na prevenção de riscos ambientais. Por exemplo, quando o xisto entre as veias do carvão e os estratos subjacentes é perturbado pela mineração, ele pode produzir ácido . Se essa instabilidade nos estratos for detectada pela análise dos núcleos de perfuração, o escoamento ácido pode ser evitado através do projeto apropriado da mina. Os dados obtidos da perfuração preliminar são plotados em mapas topográficos para que a relação entre as veias do minério e o terreno sobrejacente seja claramente visível.
Após a obtenção dos resultados dos testes e de todos os outros dados relevantes, a informação é inserida em um sistema computadorizado para análise. Vários projetos de minas e seqüências de mineração são testados pelos modelos computadorizados e avaliados de acordo com critérios técnicos e econômicos, a fim de determinar o projeto ideal da mina. As imagens de satélite e fotografias aéreas são geralmente tiradas durante as fases exploratórias. Estas fotografias servem como um excelente registro visual das condições ambientais reais antes da operação de mineração, e são freqüentemente utilizadas durante o processo de recuperação.
Existem vários tipos de mineração de superfície, e estes incluem mineração de área, mineração de contorno, mineração de trado e mineração a céu aberto. A mineração de área é utilizada predominantemente nos estados montanhosos do Meio-Oeste e Oeste, onde as costuras de carvão se encontram horizontalmente abaixo da superfície. As operações começam perto do afloramento de carvão – o ponto onde o minério se encontra mais próximo da superfície. Grandes pás ou draglines cavam longas valas paralelas; isto remove a sobrecarga, deixando o minério exposto. A sobrecarga escavada da vala é jogada na vala anterior, da qual já foi extraído o carvão. O processo é semelhante ao de um agricultor que lavra um campo em sulcos. Devido às encostas íngremes e aos terrenos acidentados frequentemente encontrados nas operações de mineração da área, o minério é normalmente recuperado por pequenos equipamentos como carregadeiras de baldes frontais, bulldozers e caminhões.
Area mineração também é praticada em Appalachia, onde muitas das costuras de carvão se encontram sob montanhas ou contrafortes. Este tipo de área de mineração é comumente conhecida como remoção do topo da montanha. As montanhas mineradas com esta técnica geralmente têm longas cristas com depósitos subjacentes. Um corte é feito paralelamente ao cume, e os cortes subsequentes são feitos paralelamente ao primeiro; isto resulta em todo o topo da montanha ser nivelado e aplanado. Quando estas áreas são recuperadas, os usos designados mais frequentes são terras de pastagem ou locais de desenvolvimento.
A mineração de contornos é usada principalmente no ponto onde a costura fica mais próxima da superfície, em inclinações íngremes, como nas montanhas Apalaches. Nessas áreas, o carvão geralmente se encontra em leitos planos contínuos, e a escavação continua ao longo da encosta da montanha. Isto produz uma trincheira longa e estreita, com paredes altas que se estendem ao longo da trincheira – a linha de contorno para costuras horizontais de carvão. Regulamentos federais recentes proibiram muitas práticas de mineração de contorno, tais como deixar a parede alta exposta e o despoeiramento na encosta da montanha.
O processo da broca é usado principalmente em operações de salvamento. Quando não é mais lucrativo economicamente remover a sobrecarga na parede alta, técnicas de trado são utilizadas para recuperar a tonelagem adicional. A broca extrai o carvão por perfuração sob a parede alta final. Atualmente, a mineração com trado representa apenas 4% da produção de carvão em minas de superfície nos Estados Unidos.
Mineração em poço aberto é usada principalmente nos estados ocidentais, onde as veias do carvão têm pelo menos 30 m de espessura. A fina camada de carvão é removida e retirada do local por caminhão, deixando a camada de carvão exposta. Este tipo de operação de mina é muito semelhante às operações de pedreiras de rocha.
O equipamento usado na mineração de superfície varia de escavadeiras, carregadeiras de balde frontal, raspadeiras e caminhões a gigantescas pás mecânicas, escavadeiras de roda de balde e draglines. Nos últimos dez anos, o desenvolvimento tecnológico se concentrou na mecanização e desenvolvimento de equipamentos pesados. Devido a fatores econômicos, os fabricantes de equipamentos têm se concentrado em melhorar o desempenho dos equipamentos existentes, em vez de desenvolver novas tecnologias. Desde a recessão dos anos 80, a capacidade da caçamba e o tamanho das máquinas convencionais têm aumentado. A concentração da tecnologia de produção criou sistemas de mineração que incorporam equipamentos de mineração com sistemas de transporte contínuo e computadores integrados em todos os aspectos da indústria.
A mineração de superfície pode ter graves efeitos ambientais. O processo remove toda a vegetação, destruindo a microflora e os microorganismos. O solo , subsolo , e estratos são quebrados e removidos. A vida selvagem é deslocada, a qualidade do ar sofre, e mudanças superficiais ocorrem devido à oxidação e mudanças topográficas.
Hidrologia associada à mineração de superfície tem um grande efeito sobre o meio ambiente . A remoção da sobrecarga pode alterar as águas subterrâneas de inúmeras maneiras, incluindo a drenagem da água da área, alterando a direção do fluxo do aqüífero e baixando os lençóis freáticos. Também cria canais que permitem a mistura de água contaminada com água de outros aquíferos. O escoamento ácido da água das operações de mineração pode contaminar a área e outras fontes de água. Além de ser altamente ácido, o escoamento das operações de mineração também contém muitos outros elementos que afetam negativamente o meio ambiente.
Os regulamentos federais exigem que o solo superficial seja redistribuído após a mineração estar completa, mas muitas pessoas não consideram esta exigência suficiente. Quando o solo é removido, a estrutura do solo decompõe-se e compacta, impedindo que a matéria orgânica normal entre no solo. Os microorganismos são destruídos pelas mudanças no solo e pela falta de componentes orgânicos. A taxa de erosão nas áreas de mineração também aumenta muito devido à falta de vegetação nativa.
A remoção da vegetação e da sobrecarga no local da mineração desloca toda a vida selvagem, e uma grande parte dela pode ser completamente destruída. Algumas formas de vida selvagem, tais como aves e animais de caça, podem sair da área com segurança, mas aquelas que hibernam ou enterram geralmente morrem como resultado da mineração. Lagoas, riachos e pântanos são drenados rotineiramente antes do início das operações de mineração e toda a vida aquática na região é destruída.
Além dos efeitos ambientais a curto prazo, a mineração de superfície também tem impacto a longo prazo sobre a flora e fauna dentro da região da mina. Sais, metais pesados, ácidos e outros minerais expostos durante a remoção da sobrecarga suprimem a taxa de crescimento e a produtividade. Devido a mudanças na composição do solo, muitas espécies de plantas nativas são incapazes de se ajustar. A perda de vegetação significa a perda de áreas de alimentação, o que, por sua vez, perturba os padrões de migração. As espécies deslocadas invadem os ecossistemas vizinhos, o que pode causar superpopulação e perturbação dos habitats adjacentes.
Ver também Surface Mining Control and Reclamation Act
RESOURCES
PERIODICALS
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