تُستخدم تقنيات التعدين السطحي عندما تكون المادة قريبة من سطح الأرض، حيث يمكن تعدينها بالجرافات ومجارف الطاقة والشاحنات بدلاً من استخدام مناجم ذات أعمدة عميقة أو أجهزة متفجرة أو تقنيات أخرى، يعد التعدين السطحي مفيد بشكل خاص عندما تحتوي الصخور على القليل جداً من الخام الذي يتم تعدينه، بحيث لا يمكن استخدام التقنيات التقليدية مثل حفر الأنفاق، وفي هذا المقال سنتعرف على التعدين السطحي.
التعدين السطحي:
يزيل التعدين السطحي التربة والصخور التي تقع فوق طبقات الفحم أو المعادن ويضع الأثقال على جانب واحد كفساد، تتم إزالة الخام المكشوف وتتم المعالجة الأولية في الموقع أو نقل الخام بالشاحنات إلى مصانع المعالجة، بعد اكتمال عمليات التعدين يمكن إعادة تشكيل السطح واستعادته واستصلاحه، يمثل التعدين السطحي بالفعل أكثر من 60% من إجمالي إنتاج المعادن في العالم وتتزايد النسبة بشكل كبير، كما تساهم العديد من العوامل في التعدين السطحي، حيث تبلغ المهلة الزمنية لتطوير منجم سطحي أربع سنوات، مقابل ثماني سنوات للمناجم تحت الأرض.
تبلغ إنتاجية العمال في المناجم السطحية ثلاثة أضعاف إنتاجية العمال في عمليات التعدين تحت الأرض وتتراوح التكلفة الرأسمالية لتطوير المناجم السطحية بين 20 و40 دولار للطن السنوي من الفحم القابل للبيع، كما تبلغ نفقات بدء عمليات التعدين تحت الأرض ضعف ذلك على الأقل بمتوسط حوالي 80 دولار للطن السنوي.
تتضمن المراحل الأولية لتطوير المنجم جمع معلومات مفصلة حول موقع التعدين المحتمل، يوفر حفر الخنادق والحفر الأساسي معلومات عن الطبقة السطحية والتركيب الجيولوجي العام للموقع، يعد تحليل عملية الحفر من الطبقة السطحية خطوة مهمة في منع المخاطر البيئية؛ على سبيل المثال عندما يتم تحريك الصخر الزيتي بين طبقات الفحم والطبقات الأساسية من خلال التعدين، يمكن أن ينتج حامضاً، إذا تم الكشف عن عدم الاستقرار في الطبقات من خلال تحليل عمليات الحفر، فيمكن تجنب الجريان السطحي الحمضي من خلال تصميم المنجم المناسب.
يتم رسم البيانات التي تم الحصول عليها من الحفر الأولي على خرائط طبوغرافية، بحيث تكون العلاقة بين طبقات الركاز والتضاريس التي تعلوها واضحة، بعد الحصول على نتائج الاختبار وجميع البيانات الأخرى ذات الصلة، يتم إدخال المعلومات في نظام الكمبيوتر لتحليلها، يتم اختبار تصميمات المناجم وتسلسلات التعدين بواسطة نماذج الكمبيوتر وتقييمها وفقاً للمعايير الفنية والاقتصادية من أجل تحديد التصميم الأمثل للمناجم، عادة ما يتم التقاط صور الأقمار الصناعية والصور الجوية خلال المراحل الاستكشافية، هذه الصور الفوتوغرافية بمثابة سجل مرئي ممتاز للظروف البيئية الفعلية قبل عملية التعدين.
يمكن أن يكون للتعدين السطحي آثار بيئية شديدة، هذه العملية تزيل كل النباتات وتدمر البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة، كما يتم إزاحة الحياة البرية وتتأثر جودة الهواء وتحدث تغيرات السطح بسبب الأكسدة والتغيرات الطبوغرافية، للهيدرولوجيا المرتبطة بالتعدين السطحي تأثير كبير على البيئة، وقد يؤدي إزالة الغطاء إلى تغيير المياه الجوفية بعدة طرق؛ بما في ذلك تصريف المياه من المنطقة وتغيير اتجاه تدفق الخزان الجوفي وخفض منسوب المياه الجوفية، كما أنه يخلق قنوات تسمح للمياه الملوثة بالاختلاط بمياه طبقات المياه الجوفية الأخرى.
يمكن أن يؤدي جريان المياه الحمضية من عمليات التعدين إلى تلويث المنطقة ومصادر المياه الأخرى، بالإضافة إلى كونها شديدة الحموضة، فإن الجريان السطحي من عمليات التعدين يحتوي أيضاً على العديد من العناصر الأخرى التي تؤثر بشكل سلبي على البيئة، تتطلب اللوائح البيئية إعادة توزيع التربة السطحية بعد اكتمال التعدين، لكن الكثير من الناس لا يعتبرون هذا المطلب كافياً، عندما تتم إزالة التربة تتكسر بنية التربة وتتراكم، ممّا يمنع دخول المواد العضوية الطبيعية إلى التربة، يتم تدمير الكائنات الحية الدقيقة من خلال التغيرات في التربة ونقص المكونات العضوية.
المعدات المستخدمة في التعدين السطحي:
يوجد العديد من المعدات المستخدمة في التعدين السطحي مثل: الجرافات، رافعات الجرافة الأمامية، الكاشطات، الشاحنات، مجارف الطاقة العملاقة، الحفارات وخطوط السحب، على مدى السنوات العشر الماضية ركز التطور التكنولوجي على تطوير المعدات الثقيلة، بسبب العوامل الاقتصادية ركز مصنعو المعدات على تحسين أداء المعدات الموجودة بدلاً من تطوير تقنيات جديدة، منذ الثمانينيات زادت سعة الجرافة وحجم الآلات التقليدية، كما أدى تركيز تكنولوجيا الإنتاج إلى إنشاء أنظمة تعدين تدمج معدات التعدين مع أنظمة النقل المستمر وأجهزة الكمبيوتر المتكاملة في جميع جوانب الصناعة.
