ダイヤモンドの採掘方法(一次鉱床)

母岩採鉱(Host rock mining)
----------------------------------------------------------------------------------------
母岩とは原石を含んだ岩石のことで、一次鉱床から採掘されます。露天掘り、坑内堀りのほか、鍾乳洞など自然に出来た地下の洞窟から掘り出されることもあります。

 

鉱山からダイヤモンドを採掘する工程はキンバーライトの採掘、粉砕、ダイヤモンド原石の回収の順番で行われます。

 

パイプ鉱山

 

パイプ鉱山は最初は露天掘りで地下200m位まで掘ると岩盤が崩壊する可能性が出てくるのでそれ以上掘る場合は穴の下を掘る地下採掘法に切り替えられます。

 

露天掘り(open cut (pit) mine)

 

露天掘りとは、鉱床が地表近くに存在していて表土を取り除きやすい場合に場合に行われる方法で、坑道を掘らずに地下に向かって渦巻き状に掘り進んでいきます。

 

大型重機(ショベルカー)の登場で大規模開発が可能になりました。

 

もともとはダイヤモンドやエメラルドなどの宝石を採掘するために用いられてきましたが、最近では鉄鉱石の採掘なども行われるようになってきました。

 

ただし、露天掘りには自然が失われるなど環境問題もあります。

 

露天掘りには階段式とグローリーホール式があります。

 

露天掘りの採掘方法:階段式(step quarrying system)

 

階段式は鉱床を階段状に採掘していく方法で重機の運用が容易なことから、良く用いられる方法です。

 

露天掘りの採掘方法:グローリーホール式(glory-hole system)

 

グローリーホール式は平地の少ない山岳地帯で有効な採掘方法です。山腹に横坑を鉱床の真下まで掘って、地表に開口している採掘面を中心に漏斗状に採掘された鉱床と貫通させる方法です。

 

掘り出した原石を横坑の近くにある集積所に落下させて、そこからトロッコに乗せて運び出します。

 

地下採掘法:ブロックケービング採掘法(block caving)

 

1953年の南アフリカで採用された方法です。

 

キンバーライト層の下の100m〜200mの間に坑道を12m〜15mの間隔で掘り、坑道の先端を逆円錐形にすることで岩盤の重みで原石が落下すると言う方法です。

 

原石は坑道を落ちて行き待機しているトロッコに載せられて運び出されます。

 

この方法は掘る技術や重量付加計算が難しい問題がありますので何度も改良が加えられています。

 

地下採掘法:チャンバリング採掘法(Chambering)

 

1890年にデ・ビアス社の支配人であるガードナー・ウイリアムズによって導入された方法です。

 

チャンバー(chamber)とは部屋、または箱という意味で、鉱脈の中で箱を掘っていくような方法です。

 

ドリルと発破によって坑道の先から掘り進めると、すでに掘ってあるチャンバー(箱)が落ちてくる仕組みになっています。採掘された原石は立抗を経由して、回収されます。

 

地下採掘法:サブレベルケービング採掘法(sublevel caving)

 

鉱床の中で角度65度の傾斜の階段状に掘り進める方法です。各階段の側面の壁に等間隔に穴を掘って爆薬を仕掛けて、一斉に岩盤を爆破します。

 

そして原石が崩れ落ちて、地下に設置されたふるいに落下させます。ふるいを通らなかった物をさらに爆破したり、ハンマーを使ったりして小さくして、粉砕工場に運んで粉砕した後、地上へ運び出されます。

 

坑内掘り(underground mining)

 

坑道を掘削して、地下の原石を採掘する方法です。

 

ダイヤモンド原石の粉砕と回収

 

採掘の次に粉砕と原石の回収があります。

 

処理・回収施設に運ばれたダイヤモンド原石は、粉砕作業が繰り返されて3cm位の大きさにされ、洗浄されます。

 

その後原石とその他不純物の分離する選鉱が行われて、原石のみが回収されます。

 

選鉱の方法はダイヤモンドの親油性が利用される方法と、X線を当てると蛍光を発する性質を利用する物があります。

 

親油性を利用する場合は、グリースを塗布したベルトにキンバーライトを乗せて、ダイヤモンド原石のみを固着させます。

 

蛍光性を利用する場合は落下するキンバーライトにX線を当てて、蛍光性を発した物に圧搾空気を当てて吹き飛ばし選鉱します。


HOME プロフィール お問い合わせ