部屋と柱のマイニング

部屋と柱 （乳房停止の変形）は、採掘された材料が水平面で抽出され、部屋と柱の水平配列を作成するマイニングシステムです。これを行うには、鉱石の「部屋」を掘り出し、手付かずの素材の「柱」を残して屋根の土砂を支えます。柱のサイズ、形状、位置の計算は複雑な手順であり、活発な研究が行われています。この手法は通常、特定の層に続く堆積物など、比較的平坦な堆積物に使用されます。部屋と柱の採掘は、他の地下採掘技術と比較して地表沈下のリスクを減らすため、有利です。また、機械化することができ、比較的単純であるため、有利です。ただし、鉱石のかなりの部分を取り残さなければならない可能性があるため、回収と利益は低くなる可能性があります。部屋と柱の採掘は、使用された最も初期の方法の1つでしたが、人手が大幅に増えました。

部屋と柱のシステムは、特にマントまたはブランケット鉱床、石と骨材、タルク、ソーダ灰とカリとして発見されたとき、石炭、石膏、鉄、およびウラン鉱石の採掘に使用されます。チェコ共和国から中国、米国まで世界中で使用されています。

処理する

ステージ1-調査と開発

部屋と柱の鉱山の開発計画は、他の採掘方法とほぼ同じように機能し、鉱山の所有権を確立することから始まります。これに続いて、鉱山の地質を分析する必要があります。これにより、鉱山の寿命、生産要件、開発と保守のコストなどの要因が決定されます。

次に、コスト分析では、換気、電力、鉱石の運搬などの要因を考慮する必要があるため、鉱山のレイアウトを決定する必要があります。通常、部屋と柱によって採掘される鉱物鉱床は不均質な性質があるため、鉱山のレイアウトは非常に慎重にマッピングする必要があります。部屋と柱のサイズと形状を一定に保つことが望ましいが、一部の鉱山は計画と堆積特性の欠如のためにこの式から外れた。鉱山のレイアウトには、鉱山の部屋と柱のサイズが含まれますが、エントリの数とタイプ、屋根の高さ、換気、切断順序などの要素も含まれます。

部屋と柱の鉱山は、断層などの地質学的特徴を修正するために規則的なパターンを必要とする場合を除き、グリッドベースで開発されています。柱のサイズは計算によって決まります。採掘される材料の上下の材料の耐荷重能力と、採掘された材料の能力により、柱のサイズが決まります。

ランダムな鉱山レイアウトは換気計画を困難にし、柱が小さすぎる場合、柱が破損するリスクがあります。炭鉱では、屋根が押しつぶされて柱を押しつぶすため、柱の破損は圧搾として知られています。 1つの柱が破損すると、隣接する柱の重量が増加し、その結果、柱の破損の連鎖反応が生じます。いったん開始すると、そのような連鎖反応は、たとえゆっくりと広がったとしても、止めることは非常に困難です。これを防ぐために、鉱山はエリアまたはパネルに分割されています。障壁柱として知られる柱がパネルを分離します。バリア柱は「パネル」柱よりも大幅に大きく、パネルの大部分を支え、パネル柱が破損した場合に地雷が徐々に崩壊するのを防ぐことができるサイズです。

ステージ2-マイニング

従来、マイニングの行為は3つのステップで構成されています。第一に、鉱床は「アンダーカット」であり、そこでは鉱石のセクションの底に沿ってスロットが可能な限り深くカットされます。このアンダーカットにより、後の段階で扱いやすい岩の山が可能になります。 2番目のステップは、セクションのドリルとブラストです。これにより、鉱石の山が作成され、鉱山から積み出されます。これは、採掘プロセスの最終ステップです。より近代的な部屋と柱の鉱山は、より「連続的な」方法を使用します。これは、機械を使用して岩を削り、同時に岩を地表に移動します。

廃棄された尾鉱が採掘されたエリアにアンロードされるバックフィルなどの他のプロセスを使用できますが、必須ではありません。リトリートマイニング（以下）は、このようなプロセスの例です。

リトリートマイニングは、多くの場合、部屋と柱のマイニングの最終段階です。この方法を使用して堆積物が使い果たされると、最初に残されていた柱は取り除かれ、「引っ張られ」、鉱山の入り口に向かって後退します。柱が取り外された後、屋根（または背面）は採掘エリアの後ろで崩壊することができます。洞窟の地面の隣接応力により残りの柱にかかる高い応力のため、労働者に対するリスクを減らすために、柱の取り外しは非常に正確な順序で行わなければなりません。

リトリートマイニングは、特に危険なマイニングです。鉱山安全衛生局（MSHA）によると、ピラーリカバリーマイニングは、石炭鉱業のわずか10％にすぎないにもかかわらず、屋根や壁の破損によるアメリカの炭鉱死亡の25％の歴史的な原因となっています。リトリートマイニングは、地盤沈下が許容されない地域では使用できず、収益性が低下します。

リトリートマイニングが使用されず、地下スペースが気候制御された保管またはオフィススペースとして再利用されることもあります。

ステージ3-メンテナンスと修復

多くの部屋と柱の鉱山は100年もの間放棄されてきました。これは適切に維持されない限り、地盤沈下のリスクを劇的に増加させますが、維持は頻繁に行われません。

「環境スチュワードシップ」の言及は、鉱業会社によってしばしば言及されますが、これがどのように行われているかの例は見つかりません。

歴史

部屋と柱のマイニングは、最も古いマイニング方法の1つです。初期の部屋と柱の鉱山は多かれ少なかれランダムに開発され、柱のサイズは経験的に決定され、見出しは都合の良い方向に駆動されました。

部屋と柱の採掘は、13世紀には早くもヨーロッパ中、18世紀後半からは米国全体で使用されていました。米国全体でまだ使用されていますが、ヨーロッパの一部で完全に減速または停止しています。

米国の石炭採掘は、ほぼ常に部屋と柱のレイアウトで運営されてきましたが、もともとはかなり多くの人力で運営されていました。
石膏の部屋と柱のマイニングは、1892年からアイオワで使用され、表面のマイニングをより実用的、安全、そして費用対効果の高いものにした技術の低回復と開発により、1927年に使用されなくなりました。

現代の使用

モダンな部屋と柱の鉱山は、ほんの少ししかありません。これは、地盤沈下に関連する鉱夫への危険性、機械化を伴う他の方法の使用の増加、露天掘りのコスト削減など、多くの要因によるものです。

長所

部屋と柱の採掘は、鉱床の深さに特に依存していません。特に深い深度では、除去する必要のあるオーバーバーデンが大幅に少ないため、部屋と柱の採掘はストリップ採掘に比べて費用効果が高くなります。これは、今日、部屋と柱の採掘が主に高品位であるが、小さな、深い鉱床に使用されることを意味します。

欠点

場合によっては回収率が40％と低いため、採掘室と柱の採掘は、採算性の面で、ロングウォールや露天など、より機械化された多くのタイプの採掘と競合できません。

廃坑は崩壊する傾向があります。遠隔地では、崩壊は野生生物にとって危険である可能性がありますが、廃坑の地盤沈下は、上下のインフラストラクチャにとって危険である可能性があります。