Горное дело — это добыча ценных геологических материалов и полезных ископаемых с поверхности Земли. Горнодобывающая промышленность необходима для получения большинства материалов, которые невозможно вырастить с помощью сельскохозяйственных процессов или создать искусственно в лаборатории или на фабрике. Руды, добываемые при добыче полезных ископаемых, включают металлы, уголь, горючие сланцы, драгоценные камни, известняк, мел, каменный камень, каменную соль, поташ, гравий и глину. Руда должна представлять собой горную породу или минерал, содержащий ценные компоненты, которые можно добыть или добыть и продать с целью получения прибыли. Горнодобывающая промышленность в более широком смысле включает в себя добычу любых невозобновляемых ресурсов, таких как нефть, природный газ или даже вода.
Современные процессы добычи полезных ископаемых включают поиск рудных тел, анализ потенциальной прибыли предлагаемого рудника, добычу желаемых материалов и окончательную рекультивацию или восстановление земли после закрытия рудника. Горные материалы часто добываются из рудных тел, жил, жил, пластов, рифов или россыпных месторождений. Эксплуатация этих месторождений сырья зависит от инвестиций, рабочей силы, энергии, стоимости переработки и транспортировки.
Горнодобывающие операции могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду как во время горнодобывающей деятельности, так и после закрытия шахты. Следовательно, большинство стран мира приняли правила, направленные на снижение воздействия; однако чрезмерная роль горнодобывающей промышленности в создании бизнеса для зачастую сельских, отдаленных или экономически депрессивных сообществ означает, что правительства часто не в состоянии полностью обеспечить соблюдение таких правил. Безопасность труда уже давно вызывает беспокойство, и современные методы, где их соблюдение обеспечивается, значительно повышают безопасность на шахтах. Нерегулируемая, плохо регулируемая или незаконная добыча полезных ископаемых, особенно в развивающихся странах, часто способствует местным нарушениям прав человека и экологическим конфликтам. Горнодобывающая промышленность также может увековечить политическую нестабильность из-за конфликтов за ресурсы.
С самого начала цивилизации люди использовали камень, глину, а позднее и металлы, найденные вблизи поверхности Земли. Они использовались для изготовления первых инструментов и оружия; например, для создания кремневых орудий использовался высококачественный кремень, найденный в северной Франции, южной Англии и Польше. Кремневые рудники были обнаружены в меловых районах, где за пластами камня следовали под землей шахты и галереи. Особенно известны рудники Граймс-Грейвс и Кшемёнки, которые, как и большинство других кремневых рудников, относятся к эпохе неолита (около 4000–3000 гг. до н.э.). Другие твердые породы, добытые или собранные для изготовления топоров, включали незеленый камень, добываемый в топорной промышленности Лэнгдейла в Английском Озерном крае.
Самая старая известная шахта в археологических данных — это шахта Нгвенья в Эсватини (Свазиленд), возраст которой, как показывает радиоуглеродный анализ, составляет около 43 000 лет. На этом месте люди палеолита добывали гематит для получения красного пигмента охры. Считается, что шахты аналогичного возраста в Венгрии — это места, где неандертальцы могли добывать кремень для оружия и инструментов.
Древние египтяне добывали малахит в Маади. Сначала египтяне использовали ярко-зеленые камни малахита для украшений и керамики. Позже, между 2613 и 2494 годами до нашей эры, крупные строительные проекты потребовали зарубежных экспедиций в район Вади Магаре, чтобы добыть минералы и другие ресурсы, недоступные в самом Египте. Карьеры бирюзы и меди были также обнаружены в Вади-Хаммамате, Туре, Асуане и различных других нубийских местах на Синайском полуострове и в Тимне. На участке Умм-эль-Савван были обнаружены карьеры по добыче гипса; гипс использовался для изготовления погребальных предметов для частных гробниц. Другие минералы, добываемые в Египте от Старого царства (2649-2134 гг. до н. э.) до римского периода (30 г. до н. э. – 395 г. н. э.), включая гранит, песчаник, известняк, базальт, травертин, гнейс, галенит и аметист.
Добыча полезных ископаемых в Египте велась еще во времена самых ранних династий. Золотые рудники Нубии были одними из самых крупных и обширных в Древнем Египте. Эти рудники описаны греческим автором Диодором Сицилийским, который упоминает поджигание как один из методов, используемых для разрушения твердой породы, содержащей золото. Один из комплексов показан на одной из самых ранних известных карт добычи. Шахтеры измельчали руду и измельчали ее до состояния тонкого порошка, прежде чем промывать порошок для получения золотой пыли, известной как процессы сухого и мокрого прикрепления.
Горное дело в Европе имеет очень долгую историю. Примеры включают серебряные рудники Лаурия, которые помогли поддержать греческий город-государство Афины. Хотя на них работало более 20 000 рабов, их технология была по существу идентична технологиям их предшественников бронзового века. В других рудниках, например, на острове Тасос, парийцы добывали мрамор после их прибытия в VII веке до нашей эры. Мрамор был отправлен, и позже археологи обнаружили, что он использовался в зданиях, включая гробницу Амфиполя. Филипп II Македонский, отец Александра Македонского, захватил золотые рудники горы Пангео в 357 г. до н.э. для финансирования своих военных кампаний. Он также захватил золотые прииски во Фракии для чеканки монет, в конечном итоге производя 26 тонн в год.
Однако именно римляне разработали крупномасштабные методы добычи полезных ископаемых, особенно использование больших объемов воды, доставляемой к истоку шахты многочисленными акведуками. Вода использовалась для различных целей, включая удаление вскрышных пород и обломков горных пород (так называемая гидравлическая добыча), а также промывку измельченных или измельченных руд и привод простых машин.
Римляне широко использовали методы гидравлической добычи для разведки рудных жил, особенно используя устаревшую форму добычи, известную как глушение. Они построили многочисленные акведуки для подачи воды к шахте, где вода хранилась в больших резервуарах и резервуарах. Когда был открыт полный резервуар, поток воды смыл вскрышу, обнажив коренную породу под ней и любые золотоносные жилы. Затем скалу обрабатывали путем поджигания, чтобы нагреть ее, а затем загасить потоком воды. В результате теплового удара порода раскололась, что позволило ее удалить дальнейшими потоками воды из верхних резервуаров. Римские горняки использовали аналогичные методы для разработки месторождений касситерита в Корнуолле и свинцовой руды на Пеннинах.
Методы промывки были разработаны римлянами в Испании в 25 г. н. э. для разработки крупных россыпных месторождений золота, крупнейшее из которых находилось в Лас-Медуласе, где семь длинных акведуков соединяли местные реки и промывали месторождения. Римляне также разрабатывали серебро, содержащееся в серебряном галените, в шахтах Картахены (Cartago Nova), Линареса (Castulo), Пласенсуэлы и Асуаги, среди многих других. Испания была одним из важнейших регионов добычи полезных ископаемых, но разрабатывались все регионы Римской империи. В Великобритании местные жители добывали полезные ископаемые на протяжении тысячелетий, но после римского завоевания масштабы работ резко возросли, поскольку римлянам требовались ресурсы Британии, особенно золото, серебро, олово и свинец.
Римские методы не ограничивались добычей полезных ископаемых открытым способом. Они следовали за рудными жилами под землей, когда открытая добыча стала невозможной. В Долаукоти они перекрыли жилы и проделали штольни в голых скалах, чтобы осушить забои. Эти же штольни использовались и для вентиляции выработок, что особенно важно при использовании поджога. В других частях объекта они проникли в грунтовые воды и осушили шахты, используя несколько типов машин, особенно водяные колеса с обратным промахом. Они широко использовались на медных рудниках Рио-Тинто в Испании, где одна последовательность состояла из 16 таких колес, расположенных попарно и поднимающих воду на высоту около 24 метров (79 футов). Они работали как беговые дорожки, на верхних планках стояли шахтеры. Многие образцы таких устройств были найдены в старых римских шахтах, а некоторые экземпляры сейчас хранятся в Британском музее и Национальном музее Уэльса.
Горнодобывающая промышленность как отрасль претерпела драматические изменения в средневековой Европе. Горнодобывающая промышленность в раннем средневековье была в основном ориентирована на добычу меди и железа. Использовались и другие драгоценные металлы, в основном для позолоты или чеканки монет. Первоначально многие металлы добывались открытым способом, а руду добывали преимущественно с небольших глубин, а не из глубоких шахт. Примерно в 14 веке растущее использование оружия, доспехов, стремян и подков значительно увеличило спрос на железо. Например, средневековые рыцари часто были нагружены пластинчатыми или кольчужными доспехами весом до 100 фунтов (45 кг) в дополнение к мечам, копьям и другому оружию. Подавляющая зависимость от железа для военных целей стимулировала процессы производства и добычи железа.
Серебряный кризис 1465 года произошел, когда все рудники достигли глубины, на которой шахты уже нельзя было откачивать досуха с помощью имеющихся технологий. Хотя более широкое использование банкнот, кредитных и медных монет в этот период действительно снизило стоимость драгоценных металлов и зависимость от них, золото и серебро по-прежнему оставались жизненно важными для истории средневековой добычи полезных ископаемых.
Из-за различий в социальной структуре общества возрастающая добыча полезных ископаемых в середине XVI века распространилась из Центральной Европы в Англию. На континенте месторождения полезных ископаемых принадлежали короне, и это царственное право решительно поддерживалось. Но в Англии судебным решением 1568 г. и законом 1688 г. королевские права на добычу были ограничены золотом и серебром (запасов которых в Англии практически не было). Англия располагала железными, цинковыми, медными, свинцовыми и оловянными рудами. У землевладельцев, владевших цветными металлами и углем в своих поместьях, тогда возник сильный стимул добывать эти металлы или сдавать месторождения в аренду и получать роялти от операторов шахт. Английский, немецкий и голландский капитал объединились для финансирования добычи и переработки. Были перевезены сотни немецких техников и квалифицированных рабочих; В 1642 году колония из 4000 иностранцев добывала и выплавляла медь в Кесвике в северо-западных горах.
Широко использовалась энергия воды в виде водяных мельниц. Водяные мельницы использовались для дробления руды, подъема руды из шахт и вентиляции галерей с помощью гигантских мехов. Черный порох впервые был использован в горнодобывающей промышленности в Сельмецбанье, Венгерское королевство (ныне Банска Штьявница, Словакия) в 1627 году. Черный порох позволил взорвать горные породы и землю, чтобы ослабить и обнажить рудные жилы. Взрывные работы были намного быстрее, чем поджог, и позволяли добывать ранее непроницаемые металлы и руды. В 1762 году в этом же городе была основана одна из первых в мире горных академий.
Широкое внедрение сельскохозяйственных инноваций, таких как железный лемех плуга, а также растущее использование металла в качестве строительного материала также было движущей силой огромного роста металлургической промышленности в этот период. Такие изобретения, как аррастра, часто использовались испанцами для измельчения руды после добычи. Это устройство приводилось в движение животными и использовало те же принципы, что и при обмолоте зерна.
Большая часть знаний о средневековых методах добычи полезных ископаемых получена из таких книг, как «De la pirotechnia» Бирингуччо и, вероятно, самое важное — из «De re Metallica» Георга Агриколы (1556 г.). В этих книгах подробно описано множество различных методов добычи полезных ископаемых, используемых в немецких и саксонских рудниках. Основной проблемой средневековых шахт, которую Агрикола подробно объясняет, было удаление воды из шахт. По мере того, как горняки копали глубже, чтобы получить доступ к новым жилам, наводнение стало вполне реальным препятствием. Горнодобывающая промышленность стала значительно более эффективной и процветающей с изобретением насосов с механическим и животным приводом.
Металлургия железа в Африке насчитывает более четырех тысяч лет. Золото стало важным товаром для Африки во время транссахарской торговли золотом с 7 по 14 век. Золото часто продавалось средиземноморским экономикам, которые требовали золото и могли поставлять соль, хотя большая часть Африки была богата солью благодаря рудникам и ресурсам в пустыне Сахара. Обмен золота на соль в основном использовался для развития торговли между различными экономиками. После Великого похода в XIX веке добыча золота и алмазов в Южной Африке имела серьезные политические и экономические последствия. Демократическая Республика Конго является крупнейшим производителем алмазов в Африке, объем добычи в 2019 году оценивается в 12 миллионов каратов. Другие виды горнодобывающих запасов в Африке включают кобальт, бокситы, железную руду, уголь и медь.
Добыча золота и угля началась в Австралии и Новой Зеландии в 19 веке. Никель стал важным в экономике Новой Каледонии.
На Фиджи в 1934 году компания Emperor Gold Mining Company Ltd. начала работу в Ватукуле, за ней в 1935 году последовала компания Loloma Gold Mines, N.L., а затем Fiji Mines Development Ltd. (также известная как Dolphin Mines Ltd.). Эти разработки привели к «горнодобывающему буму», когда добыча золота выросла более чем в сто раз, с 931,4 унций в 1934 году до 107 788,5 унций в 1939 году, что на тот момент было сопоставимо с совокупным объемом добычи Новой Зеландии и восточных штатов Австралии.
В доисторические времена первые американцы добывали большое количество меди вдоль полуострова Кевино на озере Верхнее и на близлежащем острове Рояль; металлическая медь все еще присутствовала у поверхности в колониальные времена. Коренные народы использовали медь озера Верхнее по крайней мере 5000 лет назад; Были обнаружены медные инструменты, наконечники стрел и другие артефакты, которые были частью обширной местной торговой сети. Кроме того, добывали, обрабатывали и продавали обсидиан, кремень и другие минералы. Ранние французские исследователи, обнаружившие эти места, не использовали металлы из-за трудностей с их транспортировкой, но в конечном итоге медь стала продаваться по всему континенту по основным речным путям.
В ранней колониальной истории Америки «самородное золото и серебро было быстро экспроприировано и отправлено обратно в Испанию во флотах галеонов, нагруженных золотом и серебром», причем золото и серебро добывались в основном из рудников в Центральной и Южной Америке. Бирюза, датированная 700 годом нашей эры, добывалась в доколумбовой Америке; в горнодобывающем районе Серильос в Нью-Мексико, по оценкам, «до 1700 года с горы Чалчихуитль с помощью каменных инструментов было удалено около 15 000 тонн породы».
В 1727 году Луи Дени (Дени) (1675–1741), сьер де ла Ронд — брат Симона-Пьера Дени де Бонавентура и зять Рене Шартье — принял командование фортом Ла-Пуэнт в заливе Чеквамегон; где туземцы сообщили ему о медном острове. Ла Ронд получил разрешение французской короны на эксплуатацию рудников в 1733 году, став «первым практическим горняком на озере Верхнее»; семь лет спустя добыча полезных ископаемых была остановлена из-за вспышки конфликта между племенами сиу и чиппева.
Горное дело в Соединенных Штатах получило широкое распространение в 19 веке, и Конгресс Соединенных Штатов принял Общий закон о горном деле 1872 года, поощряющий добычу полезных ископаемых на федеральных землях. Как и во время Калифорнийской золотой лихорадки в середине XIX века, добыча полезных ископаемых и драгоценных металлов, а также скотоводство стали движущим фактором экспансии США на запад к побережью Тихого океана. С освоением Запада возникли шахтерские лагеря, которые «выражали особый дух, непреходящее наследие новой нации»; «Золотые Рашеры» столкнутся с теми же проблемами, что и предшествовавшие им «Лэнд Рашеры» переходного Запада. Благодаря железным дорогам многие люди отправились на Запад в поисках работы в горнодобывающей промышленности. Западные города, такие как Денвер и Сакраменто, возникли как шахтерские поселки.
Когда исследовались новые районы, обычно в первую очередь захватывались и извлекались золото (россыпь, а затем жила), а затем серебро. Другие металлы часто ждут железных дорог или каналов, поскольку крупный золотой песок и самородки не требуют плавки, их легко идентифицировать и транспортировать.
В начале 20-го века золотая и серебряная лихорадка на западе Соединенных Штатов также стимулировала добычу угля, а также цветных металлов, таких как медь, свинец и железо. Районы в современной Монтане, Юте, Аризоне, а затем и на Аляске стали доминирующими поставщиками меди в мире, который все чаще требовал медь для производства электротехнических и бытовых товаров. Горнодобывающая промышленность Канады росла медленнее, чем в Соединенных Штатах, из-за ограничений в транспортировке, капитале и конкуренции со стороны США; Онтарио был крупнейшим производителем никеля, меди и золота в начале 20 века.
Тем временем Австралия пережила австралийскую золотую лихорадку и к 1850-м годам производила 40% мирового золота, после чего были созданы крупные рудники, такие как рудник Маунт-Морган, который действовал почти сто лет, рудное месторождение Брокен-Хилл (одно из крупнейшие месторождения свинцово-цинковых руд) и железорудные рудники Айрон Ноб. После спада производства в 1960-х годах произошел новый бум в горнодобывающей промышленности. Сейчас, в начале 21 века, Австралия остается крупнейшим мировым производителем полезных ископаемых.
В начале XXI века возникла глобализированная горнодобывающая промышленность крупных транснациональных корпораций. Пиковые запасы полезных ископаемых и воздействие на окружающую среду также вызывают беспокойство. В результате развития новых технологий спрос на различные элементы, особенно на редкоземельные минералы, начал расти.
Процесс добычи полезных ископаемых от открытия рудного тела до добычи полезных ископаемых и, наконец, до возвращения земли в ее естественное состояние состоит из нескольких отдельных этапов. Первый — это обнаружение рудного тела, которое осуществляется путем поиска или разведки с целью обнаружения, а затем определения размеров, местоположения и ценности рудного тела. Это приводит к математической оценке ресурсов для оценки размера и качества месторождения.
Эта оценка используется для проведения предварительного технико-экономического обоснования для определения теоретической экономики рудного месторождения. Это позволяет на раннем этапе определить, оправданы ли дальнейшие инвестиции в оценку и инженерные исследования, а также определить ключевые риски и области для дальнейшей работы. Следующим шагом является проведение технико-экономического обоснования для оценки финансовой жизнеспособности, технических и финансовых рисков, а также надежности проекта.
Это когда горнодобывающая компания принимает решение о том, разрабатывать ли рудник или отказаться от проекта. Это включает в себя планирование рудника для оценки экономически извлекаемой части месторождения, металлургию и извлекаемость руды, рыночную стоимость и окупаемость рудных концентратов, инженерные проблемы, затраты на измельчение и инфраструктуру, финансовые и акционерные требования, а также анализ предлагаемого рудника от первоначальной выемки до рекультивации. Доля месторождения, которая экономически извлекаема, зависит от коэффициента обогащения руды в этом районе.
Чтобы получить доступ к месторождению полезных ископаемых в пределах области, часто необходимо добывать или удалять отходы, которые не представляют непосредственного интереса для шахтера. Общее перемещение руды и отходов составляет процесс добычи. Часто в течение срока службы шахты добывается больше отходов, чем руды, в зависимости от характера и местоположения рудного тела. Удаление и размещение отходов является основной статьей расходов для горнодобывающего оператора, поэтому подробная характеристика отходов является неотъемлемой частью программы геологоразведочных работ для горнодобывающей операции.
Как только анализ определяет, что данное рудное тело стоит извлекать, начинается разработка, обеспечивающая доступ к рудному телу. Построены шахтные здания и обогатительные фабрики, приобретено необходимое оборудование. Эксплуатация рудника по добыче руды начинается и продолжается до тех пор, пока компания, эксплуатирующая рудник, считает это экономически выгодным. Как только вся руда, которую может добывать рудник, будет извлечена, можно будет начать рекультивацию, чтобы сделать землю, используемую рудником, пригодной для будущего использования.
Несмотря на технические и экономические проблемы, успешная разработка месторождений должна также учитывать человеческий фактор. Условия труда имеют первостепенное значение для успеха, особенно в отношении воздействия пыли, радиации, шума, опасности взрывчатых веществ и вибрации, а также стандартов освещенности. Сегодня горнодобывающая промышленность все чаще должна учитывать воздействие на окружающую среду и общество, включая психологические и социологические аспекты. Таким образом, преподаватель горного дела Фрэнк Т. М. Уайт (1909–1971) расширил фокус внимания на «общую среду горного дела», включая упоминание о развитии сообщества вокруг горного дела, а также о том, как горное дело представляется городскому обществу, которое зависит от отрасли, хотя по-видимому, не осознавая этой зависимости. Он заявил: «[В] прошлом горным инженерам не приходилось изучать психологические, социологические и личные проблемы их собственной отрасли – аспекты, которые в настоящее время приобретают огромную важность. Горный инженер должен быстро расширять свои знания и свое влияние в этих новых областях».
Технологии горных работ можно разделить на два распространенных типа раскопок: открытые разработки и подземные (подземные) разработки. Сегодня открытая добыча полезных ископаемых распространена гораздо больше, и с ее помощью добывается, например, 85% полезных ископаемых (исключая нефть и природный газ) в Соединенных Штатах, включая 98% металлических руд.
Цели делятся на две основные категории материалов: россыпные отложения, состоящие из ценных минералов, содержащихся в речном гравии, пляжном песке и других рыхлых материалах; и рудные месторождения, где ценные минералы встречаются в жилах, слоях или минеральных зернах, обычно распределенных по всей массе реальной породы. Оба типа рудных месторождений, россыпные или жильные, разрабатываются как поверхностным, так и подземным способом.
Некоторая добыча, в том числе большая часть редкоземельных элементов и добыча урана, осуществляется менее распространенными методами, такими как подземное выщелачивание: этот метод не предполагает рытья ни на поверхности, ни под землей. Для извлечения целевых минералов этим методом необходимо, чтобы они были растворимыми, например поташ, хлорид калия, хлорид натрия, сульфат натрия, которые растворяются в воде. Некоторые минералы, такие как минералы меди и оксид урана, для растворения требуют растворов кислот или карбонатов.
Взрывчатые вещества в горнодобывающей промышленности
Взрывчатые вещества использовались при открытой и подземной добыче полезных ископаемых для взрыва горных пород и руды, предназначенных для переработки. Наиболее распространенным взрывчатым веществом, используемым в горнодобывающей промышленности, является нитрат аммония. Между 1870 и 1920 годами в Квинсленде, Австралия, рост числа несчастных случаев на шахтах привел к ужесточению мер безопасности при использовании взрывчатых веществ в горнодобывающей промышленности. В Соединенных Штатах Америки в период с 1990 по 1999 год в горнодобывающей промышленности и других отраслях промышленности было использовано около 22,3 миллиарда килограммов взрывчатых веществ; При этом «добыча угля использовалась 66,4%, добыча нерудных металлов и карьеров 13,5%, добыча металлов 10,4%, строительство 7,1% и все остальные пользователи 2,6%».
Поверхностная добыча осуществляется путем удаления поверхностной растительности, грязи и коренных пород для достижения захороненных рудных месторождений. Методы открытой добычи полезных ископаемых включают: добычу полезных ископаемых открытым способом, то есть добычу материалов из открытого карьера в земле; разработка карьеров, идентичная добыче полезных ископаемых открытым способом, за исключением того, что речь идет о песке, камне и глине; открытая добыча, которая заключается в снятии поверхностных слоев и обнаружении под ними руды; и удаление вершин гор, обычно связанное с добычей угля, которое включает в себя снятие вершины горы, чтобы добраться до рудных месторождений на глубине. Большинство россыпных месторождений, поскольку они залегают неглубоко, разрабатываются поверхностным способом. Наконец, добыча мусора включает в себя участки, где свалки раскапываются и перерабатываются. Добыча на свалках рассматривалась как долгосрочное решение проблемы выбросов метана и местного загрязнения.
Высотная добыча, произошедшая от шнековой добычи, является еще одной формой открытой добычи. При высотных горных работах оставшаяся часть угольного пласта, ранее разрабатывавшаяся другими методами открытой добычи, имеет слишком много вскрышных пород, которые невозможно удалить, но все же ее можно с прибылью эксплуатировать со стороны искусственного утеса, образовавшегося в результате предыдущей добычи. Типичный цикл чередует откачку, при которой подрезается пласт, и стрижку, при которой поднимается и опускается стрела режущей головки, чтобы срезать угольный пласт на всю высоту. По мере продолжения цикла добычи угля режущая головка постепенно продвигается дальше в угольный пласт. Высокозабойные горные работы позволяют добывать тысячи тонн угля контурно-полосными операциями с узкими уступами, ранее выработанными участками, траншеями и пластами с крутым падением.
Подземная добыча заключается в рытье туннелей или шахт в земле для достижения зарытых рудных залежей. Руда для переработки и пустая порода для утилизации выносятся на поверхность через туннели и шахты. Подземную добычу можно классифицировать по типу используемых шахтных стволов, а также по методу извлечения или технике, используемой для достижения месторождения полезных ископаемых. При штрековой добыче используются горизонтальные туннели доступа, при наклонной добыче используются диагонально наклонные шахтные стволы доступа, а при шахтной добыче используются вертикальные шахтные стволы доступа. Добыча в твердых и мягких горных породах требует разных методов.
Другие методы включают разработку усадочных забоев, при которой добыча ведется вверх, с созданием наклонного подземного помещения, разработку с длинными стенками, при которой происходит измельчение длинной поверхности руды под землей, и добыча в камерах и столбах, при которой руда удаляется из помещений, оставляя столбы на месте для поддержки. крыша комнаты. Добыча комнат и столбов часто приводит к отступающей добыче, при которой опорные столбы удаляются по мере отступления горняков, позволяя помещению обвалиться, тем самым высвобождая больше руды. Дополнительные методы подземной добычи включают добычу твердых пород, добычу скважин, штрековую и заполняющую добычу, разработку длинных склонов скважин, подэтажное обрушение и блочное обрушение.
Тяжелая техника используется в горнодобывающей промышленности для разведки и разработки участков, удаления и складирования вскрышных пород, разрушения и удаления горных пород различной твердости и прочности, переработки руды, проведения рекультивационных работ после закрытия рудника. Для раскопок земли необходимы бульдозеры, дрели, взрывчатка и грузовики. В случае россыпной добычи рыхлый гравий или аллювий подается в оборудование, состоящее из бункера и встряхивающего сита или барабана, которое освобождает нужные минералы из отработанного гравия. Затем минералы концентрируются с помощью шлюзов или отсадочных машин.
Большие буры используются для проходки стволов, выемки забоев и отбора проб для анализа. Трамваи используются для перевозки шахтеров, полезных ископаемых и отходов. Лифты доставляют горняков в шахты и из них, а также вывозят горную породу и руду, а также технику из подземных шахт. Огромные грузовики, экскаваторы и краны используются при открытых горных работах для перемещения больших объемов вскрышных пород и руды. На перерабатывающих заводах используются большие дробилки, мельницы, реакторы, обжиговые печи и другое оборудование для консолидации богатого минералами материала и извлечения из руды нужных соединений и металлов.
После извлечения минерала его часто подвергают обработке. Наука о добывающей металлургии является специализированной областью металлургии, которая изучает извлечение ценных металлов из руд, особенно химическими или механическими способами.
Обогащение полезных ископаемых (или обогащение полезных ископаемых) — специализированная область металлургической науки, изучающая механические средства дробления, измельчения и промывки, позволяющие отделить (добывающая металлургия) ценные металлы или минералы от их пустой породы (отходов). Переработка россыпного рудного материала состоит из гравитационно-зависимых методов сепарации, таких как шлюзовые короба. Для разделения песка или гравия перед обработкой может потребоваться лишь незначительное встряхивание или промывка. Переработка руды из рудника, будь то открытый или подземный рудник, требует дробления и измельчения каменной руды перед началом добычи ценных минералов. После измельчения рудной руды извлечение ценных минералов осуществляется одним или комбинацией нескольких механических и химических методов.
Поскольку большинство металлов присутствуют в рудах в виде оксидов или сульфидов, металл необходимо восстановить до металлической формы. Это можно сделать химическими способами, такими как плавка, или электролитическим восстановлением, как в случае алюминия. Геометаллургия объединяет геологические науки с извлекающей металлургией и горнодобывающей промышленностью.
В 2018 году исследователи из Университета Нотр-Дам под руководством профессора химии и биохимии Брэдли Д. Смита «изобрели новый класс молекул, форма и размер которых позволяют им захватывать и удерживать ионы драгоценных металлов», сообщается в исследовании, опубликованном в журнале Journal of Американское химическое общество. Новый метод «превращает золотосодержащую руду в золотохлористоводородную кислоту и экстрагирует ее с использованием промышленного растворителя. Молекулы контейнера способны избирательно отделять золото от растворителя без использования отгонки водой». Недавно разработанные молекулы могут исключить очистку воды, тогда как добыча полезных ископаемых традиционно «опирается на 125-летний метод обработки золотосодержащей руды большим количеством ядовитого цианида натрия… этот новый процесс оказывает более мягкое воздействие на окружающую среду и, кроме того, золота, его можно использовать для улавливания других металлов, таких как платина и палладий», а также в городских горнодобывающих процессах, которые удаляют драгоценные металлы из потоков сточных вод.
Страны со строгим соблюдением правил горнодобывающей промышленности обычно требуют оценки воздействия на окружающую среду, разработки планов управления окружающей средой и планирования закрытия шахт до начала горных работ. Также может потребоваться экологический мониторинг во время эксплуатации и после закрытия. Правительственные постановления могут не обеспечиваться должным образом, особенно в развивающихся странах.
Для крупных горнодобывающих компаний и любой компании, стремящейся к международному финансированию, существует ряд других механизмов для обеспечения соблюдения экологических стандартов. Они, как правило, связаны со стандартами финансирования, такими как Принципы Экватора, экологические стандарты МФК и критерии социально ответственного инвестирования. Горнодобывающие компании использовали этот надзор со стороны финансового сектора, чтобы отстаивать определенный уровень саморегулирования отрасли. В 1992 году на Саммите Земли в Рио Центром ООН по транснациональным корпорациям (UNCTC) был предложен проект Кодекса поведения для транснациональных корпораций, но Деловой совет по устойчивому развитию (BCSD) совместно с Международной торговой палатой (ICC) успешно отстаивали саморегулирование вместо этого.
За этим последовала Глобальная инициатива горнодобывающей промышленности, которая была начата девятью крупнейшими металлургическими и горнодобывающими компаниями и привела к формированию Международного совета по горнодобывающей промышленности и металлам, целью которого было «действовать в качестве катализатора» в стремлении улучшить социальные и экологические показатели горнодобывающей и металлургической промышленности на международном уровне. Горнодобывающая промышленность предоставляет финансирование различным природоохранным группам, некоторые из которых работают над природоохранными программами, которые противоречат растущему признанию прав коренных народов – особенно права принимать решения о землепользовании.
Сертификация шахт с передовой практикой осуществляется Международной организацией по стандартизации (ISO). Например, стандарты ISO 9000 и ISO 14001, которые удостоверяют «проверяемую систему экологического менеджмента», предусматривают короткие проверки, хотя их обвиняют в недостаточной строгости.: 183–84 Сертификация также доступна в рамках Глобальной инициативы по отчетности Ceres, но эти отчеты являются добровольными и непроверенными. Для различных проектов существуют и другие программы сертификации, обычно через некоммерческие группы.: 185–86
Целью документа EPS PEAKS 2012 года было предоставить доказательства политики управления экологическими издержками и максимизации социально-экономических выгод от горнодобывающей промышленности с использованием нормативных инициатив принимающей страны. Было обнаружено, что в существующей литературе предлагается, чтобы доноры призывали развивающиеся страны:
Рудные заводы производят большое количество отходов, называемых хвостами. Например, на тонну меди образуется 99 тонн отходов, а при добыче золота этот показатель еще выше: поскольку на тонну руды извлекается только 5,3 г золота, из тонны золота образуется 200 000 тонн хвостов. (Со временем, когда более богатые месторождения истощаются, а технологии совершенствуются, это число снижается до 0,5 г и менее.) Эти хвосты могут быть токсичными. Хвосты, которые обычно производятся в виде шлама, чаще всего сбрасываются в пруды, образовавшиеся в естественных долинах. Эти пруды защищены водохранилищами (плотинами или насыпными дамбами). По оценкам, в 2000 году существовало 3500 хвостохранилищ, и каждый год происходило от 2 до 5 крупных и 35 мелких аварий. Например, во время катастрофы на шахте Маркоппер в местную реку было сброшено не менее 2 миллионов тонн отходов. В 2015 году корпорация Barrick Gold разлила более 1 миллиона литров цианида в пять рек в Аргентине недалеко от своего рудника Веладеро. С 2007 года в центральной Финляндии отходы полиметаллического рудника Талвиваара Террафейм и утечки соленой шахтной воды привели к экологическому коллапсу близлежащего озера. Еще одним вариантом является подводное захоронение хвостов. Горнодобывающая промышленность утверждает, что подводное захоронение хвостов (STD), при котором хвосты удаляются в море, является идеальным, поскольку позволяет избежать рисков, связанных с хвостохранилищами. Эта практика незаконна в США и Канаде, но используется в развивающихся странах.
Отходы классифицируются как стерильные или минерализованные, с потенциалом образования кислоты, а перемещение и хранение этого материала составляют основную часть процесса планирования шахты. Когда минерализованная упаковка определяется экономическим пределом, почти кондиционные минерализованные отходы обычно сбрасываются отдельно с целью последующей переработки, если рыночные условия изменятся и это станет экономически выгодным. При проектировании отвалов отходов используются параметры проектирования гражданского строительства, а к районам с большим количеством осадков и сейсмически активным районам применяются особые условия. Проекты отвалов отходов должны соответствовать всем нормативным требованиям страны, в юрисдикции которой находится шахта. Также общепринятой практикой является рекультивация отвалов в соответствии с международно-приемлемым стандартом, что в некоторых случаях означает, что применяются более высокие стандарты, чем местные нормативные стандарты.
Горное дело существует во многих странах. Лондон является штаб-квартирой крупных горнодобывающих компаний, таких как Anglo American, BHP и Rio Tinto. Горнодобывающая промышленность США также велика, но в ней преобладает добыча угля и других неметаллических полезных ископаемых (например, горных пород и песка), и различные правила направлены на снижение значения горнодобывающей промышленности в Соединенных Штатах. В 2007 году общая рыночная капитализация горнодобывающих компаний составила 962 миллиарда долларов США, что можно сравнить с общей глобальной рыночной капитализацией публично торгуемых компаний в 2007 году примерно в 50 триллионов долларов США. По сообщениям, в 2002 году Чили и Перу были крупнейшими горнодобывающими странами в мире. Южная Америка. Горнодобывающая промышленность Африки включает добычу различных полезных ископаемых; она производит относительно мало промышленных металлов — меди, свинца и цинка, но, по одной из оценок, имеет в процентах от мировых запасов 40% золота, 60% кобальта и 90% мировых металлов платиновой группы. Горнодобывающая промышленность в Индии составляет значительную часть экономики этой страны. В развитом мире горнодобывающая промышленность в Австралии, где BHP основана и имеет штаб-квартиру в этой стране, а также горнодобывающая промышленность в Канаде имеют особое значение. Сообщается, что в 2013 году Китай контролировал 95% добычи редкоземельных минералов.
Хотя разведка и добыча полезных ископаемых могут осуществляться индивидуальными предпринимателями или малыми предприятиями, большинство современных рудников представляют собой крупные предприятия, для создания которых требуется большой объем капитала. Следовательно, в горнодобывающем секторе промышленности доминируют крупные, часто транснациональные компании, большинство из которых котируются на бирже. Можно утверждать, что то, что называется «горнодобывающей промышленностью», на самом деле представляет собой два сектора: один специализируется на разведке новых ресурсов, а другой — на добыче этих ресурсов. Сектор геологоразведки обычно состоит из частных лиц и небольших компаний по добыче полезных ископаемых, называемых «юниорами», которые зависят от венчурного капитала. Горнодобывающий сектор состоит из крупных транснациональных компаний, которые поддерживаются за счет добычи полезных ископаемых. Различные другие отрасли, такие как производство оборудования, экологические испытания и металлургический анализ, полагаются и поддерживают горнодобывающую промышленность во всем мире. Канадские фондовые биржи уделяют особое внимание горнодобывающим компаниям, особенно младшим геологоразведочным компаниям через венчурную биржу TSX в Торонто; Канадские компании привлекают капитал на этих биржах, а затем инвестируют деньги в геологоразведку по всему миру. Некоторые утверждают, что ниже юниоров существует значительный сектор нелегитимных компаний, ориентированных в первую очередь на манипулирование ценами на акции.
Горнодобывающие операции можно разделить на пять основных категорий с точки зрения соответствующих ресурсов. Это добыча нефти и газа, добыча угля, добыча металлических руд, добыча и разработка нерудных полезных ископаемых, а также деятельность по поддержке горнодобывающей промышленности. Из всех этих категорий добыча нефти и газа остается одной из крупнейших по своему глобальному экономическому значению. Разведка потенциальных участков добычи полезных ископаемых, жизненно важная область деятельности горнодобывающей промышленности, теперь осуществляется с использованием сложных новых технологий, таких как сейсморазведка и спутники дистанционного зондирования. На горнодобывающую деятельность сильно влияют цены на сырьевые полезные ископаемые, которые часто нестабильны. Сырьевой бум 2000-х годов («сырьевой суперцикл») привел к росту цен на сырьевые товары, что привело к агрессивной добыче полезных ископаемых. Кроме того, в 2000-х годах цена на золото резко выросла, что привело к увеличению добычи золота; например, одно исследование показало, что преобразование лесов в Амазонке увеличилось в шесть раз с периода 2003–2006 годов (292 га в год) по период 2006–2009 годов (1915 га в год), в основном из-за кустарной добычи полезных ископаемых.
Горнодобывающие компании можно классифицировать по размеру и финансовым возможностям:
Об их оценке и характеристиках фондового рынка см. Оценка (финансы) § Оценка горнодобывающих проектов.
Новые правила и процесс законодательных реформ направлены на улучшение гармонизации и стабильности горнодобывающего сектора в странах, богатых полезными ископаемыми. Новое законодательство для горнодобывающей промышленности в африканских странах все еще остается проблемой, но потенциально ее можно решить, когда будет достигнут консенсус относительно наилучшего подхода. К началу 21 века быстро развивающийся и все более сложный горнодобывающий сектор в странах, богатых полезными ископаемыми, приносил лишь небольшую выгоду местным сообществам, особенно с учетом проблем устойчивого развития. Растущая дискуссия и влияние со стороны НПО и местных сообществ потребовали новых подходов, которые также включали бы обездоленные сообщества и работали в направлении устойчивого развития даже после закрытия шахт (включая прозрачность и управление доходами). К началу 2000-х годов вопросы развития сообществ и переселения стали основной проблемой горнодобывающих проектов Всемирного банка. Расширение горнодобывающей промышленности после повышения цен на минеральное сырье в 2003 году, а также потенциальные бюджетные доходы в этих странах создали упущение в других секторах экономики с точки зрения финансов и развития. Кроме того, это выявило региональный и местный спрос на доходы от добычи полезных ископаемых и неспособность субнациональных органов власти эффективно использовать эти доходы. Институт Фрейзера (канадский аналитический центр) обратил внимание на законы об охране окружающей среды в развивающихся странах, а также на добровольные усилия горнодобывающих компаний по улучшению их воздействия на окружающую среду.
В 2007 году Инициатива прозрачности добывающих отраслей (ИПДО) была внедрена во всех странах, сотрудничающих со Всемирным банком в реформировании горнодобывающей промышленности. ИПДО действует и внедряется при поддержке многостороннего донорского трастового фонда ИПДО, управляемого Всемирным банком. Целью ИПДО является повышение прозрачности сделок между правительствами и компаниями добывающих отраслей посредством мониторинга доходов и выгод между отраслями и правительствами-получателями. Процесс вступления является добровольным для каждой страны и контролируется множеством заинтересованных сторон, включая правительства, частные компании и представителей гражданского общества, ответственных за раскрытие и распространение отчета о сверке; однако конкурентный недостаток публичного отчета по каждой компании является, по крайней мере, для некоторых предприятий в Гане основным препятствием. Таким образом, оценка результатов с точки зрения провала или успеха нового регулирования ИПДО лежит не только «на плечах правительства», но также на гражданском обществе и компаниях.
Однако реализация имеет проблемы: включение или исключение кустарной добычи и мелкомасштабной добычи (ASM) из ИПДО и как обращаться с «неденежными» платежами, производимыми компаниями в субнациональные органы власти. Кроме того, непропорциональные доходы, которые горнодобывающая промышленность может принести сравнительно небольшому числу людей, которых она нанимает, вызывают другие проблемы, такие как отсутствие инвестиций в другие менее прибыльные сектора, что приводит к колебаниям государственных доходов из-за волатильности на нефтяных рынках. Кустарная добыча, несомненно, является проблемой в странах ИПДО, таких как Центральноафриканская Республика, Демократическая Республика Конго, Гвинея, Либерия и Сьерра-Леоне, т. е. почти половина стран, реализующих ИПДО. Среди прочего, ограниченная сфера применения ИПДО, включающая неравенство в плане знания отрасли и навыков ведения переговоров, до сих пор гибкость политики (например, свобода стран выходить за рамки минимальных требований и адаптировать ее к своим потребностям), создает еще один риск неудачной реализации. Повышение осведомленности общественности, где правительство должно выступать в качестве моста между общественностью и инициативой для успешного результата политики, является важным элементом, который следует учитывать.
Всемирный банк участвует в горнодобывающей промышленности с 1955 года, в основном за счет грантов от Международного банка реконструкции и развития, а Многостороннее инвестиционное гарантийное агентство банка предлагало страхование политических рисков. В период с 1955 по 1990 год он предоставил около 2 миллиардов долларов на пятьдесят горнодобывающих проектов, которые в целом можно отнести к реформам и реабилитации, строительству новых шахт, переработке полезных ископаемых, технической помощи и инжинирингу. Эти проекты подвергались критике, особенно проект Ferro Carajas в Бразилии, начатый в 1981 году. Всемирный банк установил горнодобывающие кодексы, направленные на увеличение иностранных инвестиций; в 1988 году он запросил отзывы от 45 горнодобывающих компаний о том, как увеличить их участие.: 20
В 1992 году Всемирный банк начал настаивать на приватизации государственных горнодобывающих компаний с использованием нового набора кодексов, начиная со своего доклада Стратегия горнодобывающей промышленности в Африке. В 1997 году крупнейшая горнодобывающая компания Латинской Америки Companhia Vale do Rio Doce (CVRD) была приватизирована. Эти и другие события, такие как Закон о горной промышленности на Филиппинах 1995 года, побудили банк опубликовать третий отчет («Содействие развитию и реформированию горнодобывающего сектора в странах-членах»), в котором одобрено обязательное проведение оценок воздействия на окружающую среду и внимание к беспокойства местного населения. Кодексы, основанные на этом отчете, оказывают влияние на законодательство развивающихся стран. Новые кодексы призваны стимулировать развитие посредством налоговых каникул, нулевых таможенных пошлин, снижения подоходного налога и связанных с этим мер.: 22 Результаты этих кодексов были проанализированы группой из Университета Квебека, которая пришла к выводу, что кодексы способствуют иностранным инвестициям, но «очень не обеспечивают устойчивого развития». Наблюдаемая отрицательная корреляция между природными ресурсами и экономическим развитием известна как ресурсное проклятие.
Безопасность уже давно является проблемой в горнодобывающем бизнесе, особенно при подземной добыче полезных ископаемых. Катастрофа на шахте Courrières, самая крупная авария на шахте в Европе, унесла жизни 1099 шахтеров в Северной Франции 10 марта 1906 года. Эту катастрофу превзошла только авария на шахте Benxihu Colliery в Китае 26 апреля 1942 года, в результате которой погибло 1549 шахтеров. Хотя сегодня добыча полезных ископаемых значительно безопаснее, чем в предыдущие десятилетия, несчастные случаи на шахтах все еще происходят. Правительственные данные показывают, что ежегодно в результате несчастных случаев погибает 5000 китайских шахтеров, в то время как другие отчеты предполагают цифру до 20 000. В период с 1870 по 1920 год в Квинсленде, Австралия, рост числа несчастных случаев на шахтах привел к принятию дополнительных мер безопасности, связанных с использованием взрывчатых веществ для добычи полезных ископаемых. Аварии на шахтах продолжаются по всему миру, включая аварии, в результате которых одновременно погибли десятки человек, такие как катастрофа на шахте «Ульяновская» в России в 2007 году, взрыв на шахте Хэйлунцзян в Китае в 2009 году и катастрофа на шахте «Аппер Биг Бранч» в США в 2010 году. Национальный институт охраны труда (NIOSH) определил горнодобывающую промышленность как приоритетный сектор промышленности в Национальной программе исследований в области труда (NORA) для выявления и предоставления стратегий вмешательства в отношении проблем охраны труда и техники безопасности. Управление по охране труда и технике безопасности на шахтах (MSHA) было создано в 1978 году для «работы по предотвращению смерти, заболеваний и травм в результате горнодобывающей деятельности и содействия созданию безопасных и здоровых рабочих мест для шахтеров США». С момента его внедрения в 1978 году количество смертельных случаев на шахтерах сократилось с 242 шахтеров в 1978 году до 24 шахтеров в 2019 году.
Горнодобывающая деятельность связана с многочисленными профессиональными опасностями, включая воздействие каменной пыли, которая может привести к таким заболеваниям, как силикоз, асбестоз и пневмокониоз. Газы в шахте могут привести к удушью, а также к возгоранию. Горнодобывающее оборудование может создавать значительный шум, подвергая рабочих риску потери слуха. Обвалы, камнепады и воздействие избыточного тепла также представляют собой известные опасности. Текущий рекомендуемый предел воздействия шума (REL) NIOSH составляет 85 дБА со скоростью обмена 3 дБА, а допустимый предел воздействия MSHA (PEL) составляет 90 дБА со скоростью обмена 5 дБА как средневзвешенное по времени 8-часовое значение. NIOSH обнаружил, что 25% рабочих, подвергающихся воздействию шума в горнодобывающей промышленности, карьерах и добыче нефти и газа, имеют нарушения слуха. Распространенность потери слуха среди этих работников увеличилась на 1% с 1991 по 2001 год.
Исследования шума были проведены в нескольких горнодобывающих предприятиях. Погрузочные платформы (84–102 дБА), комбайны (85–99 дБА), вспомогательные вентиляторы (84–120 дБА), машины непрерывного горного производства (78–109 дБА) и анкерные машины (92–103 дБА) относятся к наиболее шумному оборудованию. в подземных угольных шахтах. Нефтяники драглайнов, операторы бульдозеров и сварщики, использующие воздушную дугу, были профессиями с самым высоким уровнем шума среди горнодобывающих предприятий. На угольных шахтах была самая высокая вероятность травм, вызванных потерей слуха.
Помимо воздействия горнодобывающих процессов на окружающую среду, заметной критикой в отношении этой формы добывающей деятельности и горнодобывающих компаний являются нарушения прав человека, происходящие на горнодобывающих объектах и в близлежащих к ним сообществах. Зачастую, несмотря на защиту международных трудовых прав, горнякам не предоставляется соответствующее оборудование, обеспечивающее защиту от возможного обрушения шахты или от вредных загрязняющих веществ и химикатов, выбрасываемых в процессе добычи полезных ископаемых, они работают в нечеловеческих условиях, проводя много часов в сильную жару и темноту. и 14-часовой рабочий день без предоставления перерывов.
К нарушениям прав человека, происходящим во время горнодобывающих работ, относятся случаи использования детского труда. Эти случаи являются причиной широкой критики добычи кобальта, минерала, необходимого для питания современных технологий, таких как ноутбуки, смартфоны и электромобили. Многие из этих случаев использования детского труда наблюдаются в Демократической Республике Конго. Участились сообщения о том, что дети носят мешки с кобальтом весом 25 кг из небольших шахт местным торговцам, получая за свою работу только еду и проживание. Ряд компаний, таких как Apple, Google, Microsoft и Tesla, были замешаны в исках, поданных семьями, чьи дети были серьезно ранены или убиты во время горнодобывающей деятельности в Конго. В декабре 2019 года 14 конголезских семей подали иск против Glencore, горнодобывающей компании, которая поставляет необходимый кобальт этим транснациональным корпорациям, обвиняя их в халатности, которая привела к гибели детей или травмам, таким как переломы позвоночника, эмоциональные страдания и принудительный труд.
Также имели место случаи убийств и выселений, связанные с конфликтами с горнодобывающими компаниями. По данным Global Witness, почти треть из 227 убийств в 2020 году были совершены активистами по защите прав коренных народов, находившимися на передовой борьбы за изменение климата, связанной с лесозаготовками, добычей полезных ископаемых, крупным агробизнесом, плотинами гидроэлектростанций и другой инфраструктурой.
Отношения между коренными народами и горнодобывающей промышленностью определяются борьбой за доступ к земле. В Австралии аборигены Бининдж заявили, что добыча полезных ископаемых представляет угрозу их живой культуре и может нанести ущерб священным объектам наследия.
На Филиппинах движение против горнодобывающей промышленности выразило обеспокоенность по поводу «полного игнорирования исконных прав [коренных общин] на землю». Противодействие народа ифугао добыче полезных ископаемых привело к тому, что губернатор объявил запрет на добычу полезных ископаемых в горной провинции на Филиппинах.
В Бразилии более 170 племен организовали марш, чтобы противостоять спорным попыткам лишить коренные народы прав на землю и открыть их территории для добычи полезных ископаемых. Комиссия ООН по правам человека призвала Верховный суд Бразилии защитить права коренных народов на землю, чтобы предотвратить эксплуатацию горнодобывающими группами и промышленным сельским хозяйством.
По состоянию на 2019 год шахта Мпоненг является самой глубокой шахтой в мире от уровня земли, ее глубина достигает 4 км (2,5 миль) ниже уровня земли. Путь от поверхности до дна шахты занимает более часа. Это золотой рудник в южноафриканской провинции Гаутенг. Подземные и наземные работы, ранее известные как шахта Западного глубокого уровня № 1, были сданы в эксплуатацию в 1987 году. Рудник считается одним из самых крупных золотых рудников в мире.
На золотом руднике Моав Хутсонг в Северо-Западной провинции (Южная Африка) имеется самый длинный в мире намоточный стальной трос, который способен спускать рабочих на высоту 3054 метра (10 020 футов) за одно непрерывное четырехминутное путешествие.
Самая глубокая шахта в Европе — это 16-я шахта урановых рудников в Пршибраме, Чехия, на высоте 1838 метров (6030 футов). На втором месте находится Бергверк Саар в Сааре, Германия, на высоте 1750 метров (5740 футов).
Самый глубокий открытый карьер в мире — это шахта Бингем-Каньон в Бингем-Каньоне, штат Юта, США, на высоте более 1200 метров (3900 футов). Самый крупный и второй по глубине медный рудник открытого типа в мире — Чукикамата на севере Чили на высоте 900 метров (3000 футов), где ежегодно добывается 443 000 тонн меди и 20 000 тонн молибдена.
Самый глубокий карьер открытого типа по отношению к уровню моря — Тагебау Хамбах в Германии, дно карьера которого находится на 299 метров (981 фут) ниже уровня моря.
Крупнейшая подземная шахта — шахта Киирунаваара в Кируне, Швеция. С 450 километрами (280 миль) дорог, 40 миллионами тонн ежегодно добываемой руды и глубиной 1270 метров (4170 футов) это также одна из самых современных подземных шахт. Самая глубокая скважина в мире — Кольская сверхглубокая скважина глубиной 12 262 метра (40 230 футов), но это связано с научным бурением, а не с добычей полезных ископаемых.
В течение 20-го века разнообразие металлов, используемых в обществе, быстро росло. Сегодня развитие таких крупных стран, как Китай и Индия, а также достижения в области технологий стимулируют все больший спрос. В результате деятельность по добыче металлов расширяется, и все больше и больше мировых запасов металлов находятся в эксплуатации над землей, а не под землей в качестве неиспользованных резервов. Примером являются используемые запасы меди. В период с 1932 по 1999 год потребление меди в США выросло с 73 килограммов (161 фунт) до 238 килограммов (525 фунтов) на человека.
95% энергии, используемой для производства алюминия из бокситовой руды, экономится за счет использования переработанного материала. Однако уровень переработки металлов в целом низок. В 2010 году Международная группа ресурсов, организованная Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП), опубликовала отчеты о запасах металлов, существующих в обществе, и степени их переработки.
Авторы доклада отмечают, что запасы металлов в обществе могут служить огромными антропогенными шахтами над землей. Однако они предупредили, что темпы переработки некоторых редких металлов, используемых в таких устройствах, как мобильные телефоны, аккумуляторы для гибридных автомобилей и топливные элементы, настолько низки, что, если в будущем темпы переработки по окончании срока службы не будут резко увеличены, эти критические металлы становятся недоступными для использования в современной технике.
Поскольку уровень переработки низок и уже добыто так много металла, на некоторых свалках концентрация металла теперь выше, чем в самих шахтах. Особенно это касается алюминия, используемого в консервных банках, и драгоценных металлов, встречающихся в выброшенной электронике. Кроме того, отходы по прошествии 15 лет все еще не разложились, поэтому потребуется меньшая обработка по сравнению с добычей руд. Исследование, проведенное Университетом Крэнфилда, показало, что всего на четырех свалках можно добыть металлов стоимостью 360 миллионов фунтов стерлингов. В отходах также содержится до 20 МДж/кг энергии, что потенциально делает реэкстракцию более прибыльной. Однако, хотя первая свалка была открыта в Тель-Авиве, Израиль, в 1953 году, работы велись мало из-за обилия доступных руд.