SCIENZE - MINERALOGIA - LE MINIERE E LE CAVE
PRESENTAZIONE
Con il termine generico
di "miniere" vengono indicati tutti i giacimenti dai quali vengono
estratti i minerali aventi un interesse industriale e gli impianti per il loro
sfruttamento. Più propriamente occorre distinguere tra le miniere vere e
proprie e le cave. Le prime sono quei giacimenti che si estendono in
profondità, mentre le seconde sono superficiali e sono sfruttabili
prevalentemente a cielo aperto. Lo sfruttamento di una miniera
generalmente inizia in base ad indizi superficiali e si sviluppa con indagini
tendenti a ricavare dati sulla consistenza dell'ammasso, sulla sua natura, sulla
percentuale di minerale utile e, in definitiva, sulla convenienza dello
sfruttamento industriale dal punto di vista tecnico ed economico. Allo scopo,
oltre a svolgere indagini geologiche, si scavano una o più
"trincee" a cielo aperto e, successivamente, piccoli pozzi di
profondità variabile per determinare lo spessore del giacimento. Dai
pozzi, poi, spesso si scavano gallerie orizzontali di dimensioni ridotte nelle
varie direzioni. La convenienza dello sfruttamento dipende da diversi fattori,
ma principalmente dalla richiesta del minerale, dal suo valore commerciale e dai
costi di produzione. Per esempio, è considerato conveniente lo
sfruttamento di un giacimento di ferro in cui quest'ultimo è contenuto in
misura dal 50 al 70%, mentre per il rame la percentuale accettabile può
anche essere solo l'1%. Spesso si riutilizzano gli scarti di scavi effettuati in
tempi antichi, quando le tecniche di estrazione non erano così raffinate e tra i
detriti rimanevano notevoli percentuali di minerale utilizzabile. Lo
sfruttamento dei giacimenti situati talvolta anche a grandi profondità
avviene mediante gallerie a differenti quote, collegate ad uno o più
pozzi verticali. I piccoli pozzi scavati in terreni resistenti possono essere a
pianta quadrata o rettangolare ed essere dotati di un'armatura di protezione.
Quest'ultima è generalmente di legno. I grandi pozzi, invece, hanno quasi
sempre sezione circolare, più raramente ellittica, ed un diametro di
oltre sette metri, con rivestimenti in cemento armato o metallo. Le gallerie
hanno sagoma variabile secondo la natura del terreno; spesso si usano puntelli
lungo la linea mediana oppure armature in ferro o in muratura. Il
trasporto del materiale scavato verso l'esterno della miniera generalmente
avviene a mezzo ferrovia a scartamento ridotto, con trazione elettrica oppure
con nastri trasportatori. Quando la miniera è provvista di pozzi, questi
sono utilizzati per l'installazione di ascensori per il trasporto del personale
e del minerale. Se la cabina è destinata al trasporto del personale
questa deve essere provvista di dispositivi di sicurezza per prevenire le
cadute. Alla sommità del pozzo vi è una torre di acciaio
contenente gli organi per la fermata della cabina e il locale
macchine.
PROBLEMI DI SICUREZZA
Il lavoro all'interno delle miniere è tra i
più pericolosi per la possibilità di crolli, inondazioni e vari
altri incidenti. Le cause che con maggior frequenza provocano sciagure
sono: 1) la presenza del grisou, gas caratteristico delle miniere di
carbone, costituito quasi esclusivamente di metano, fortemente
esplosivo. 2) la produzione di ossido di carbonio, per combustione lenta
del carbone o da scarichi di motori Diesel mal regolati: è esplosivo e
fortemente tossico; 3) la formazione di polvere di carbone o di zolfo che,
sospesa nell'aria in determinate proporzioni, costituisce una miscela
esplosiva. Per evitare le catastrofi che possono essere provocate da queste
ed altre cause si possono utilizzare vari sistemi quali l'innaffiamento con
acqua, lo spandimento di polveri inerti che agiscono come diluenti, l'uso di
sostanze agglutinanti. Ma il rimedio più efficace è un'energica
ventilazione delle gallerie. La ventilazione forzata richiede per la
introduzione e l'estrazione dell'aria la presenza di almeno due pozzi, uno dei
quali può essere quello destinato al montacarichi. In quelle miniere dove
le esigenze di ventilazione sono maggiori è necessario predisporre delle
condutture per la distribuzione dell'aria in punti prefissati. Nelle
gallerie delle miniere sono assai frequenti gli stillicidi di acqua o
addirittura l'irruzione di grandi quantità di acqua dovute all'incontro
casuale con una vena sotterranea. A seconda dell'entità del liquido si
può provvedere allo smaltimento mediante canali o condotte di scolo
oppure mediante sistemi di pompe e condotte forzate. L'illuminazione nelle
miniere moderne è sempre elettrica con conduttori e lampade ben isolate
per il pericolo di scintille che possono innescare esplosioni.
LE CAVE
Le cave sono luoghi di estrazione di materiale
roccioso utilizzabile per costruzioni edilizie, idrauliche, stradali e
ferroviarie. Da esse si estrae anche la torba, carbon fossile ad alto contenuto
acqueo. Il termine è di solito seguito dall'indicazione del prodotto
estratto (cava di pozzolana, di ghiaia, ecc.). A differenza delle miniere, le
cave non appartengono allo Stato, che però può procedere alla loro
espropriazione, per ragioni di pubblica utilità. A seconda che il
materiale utile venga estratto dall'esterno oppure da zone sotterranee
raggiungibili con pozzi e gallerie, le cave si classificano in cave a cielo
aperto o in galleria. Le prime si suddividono poi in vari tipi, a seconda del
sistema adoperato in dipendenza dalla natura del materiale e del terreno. In
pianura le cave sono in genere a fossa o ad imbuto, si approfondiscono
cioè gradualmente con l'estrazione del materiale, procedendo
eventualmente per gradini, quando la profondità diventa notevole; nelle
zone montuose o collinari e nel caso di estrazione di rocce da usare in blocchi
o in lastre si procede con il sistema ad anfiteatro, distaccando il materiale
dalla zona in pendio, che costituisce il fronte di attacco e ricorrendo a
gradini se il pendio è molto ripido; nel caso di pendio dolce si procede
a varata, cioè al distacco di grossi blocchi con filo elicoidale o con
cunei o con mine di piccola potenza ed al loro trasporto a valle con vari mezzi.
Per materiali da usare in frammenti informi più o meno minuti si usano
mine più potenti in modo che la roccia frantumata ricada sul piazzale di
lavoro della cava, mentre per materiali incoerenti (pozzolane, sabbie) si
adoperano mezzi meccanici quali escavatori a cucchiaio, a benna, ecc. Nel
caso di piccole cave il materiale può anche essere abbattuto e asportato
con utensili a mano. Nelle cave in galleria, allorché il banco di
materiale utile è stato raggiunto dall'esterno con pozzi e cunicoli, si
procede con mezzi vari, sia manuali sia meccanici, a seconda della natura del
materiale trattato.
Una cava di marmo
LE MINE
Il significato esatto del termine "mina"
è molto diverso da quello che noi comunemente intendiamo; infatti le mine
sono quelle cavità aperte artificialmente nelle quali si colloca e si fa
esplodere una carica di esplosivo per frantumare e abbattere rocce e murature.
Comunemente oggi si intende per mina non solo la cavità (detta
propriamente foro o fornello oppure meglio camera di mina), ma anche la carica
di esplosivo che in essa viene introdotta. Il foro nel quale viene depositato
l'esplosivo viene praticato a mano, mediante appositi strumenti quali il
fioretto e la barramina, oppure, più frequentemente, con attrezzi
meccanici come perforatrici e martelli pneumatici. Importantissimi ai fini del
risultato sono la lunghezza e il diametro delle camere di mina; conviene infatti
dare ai fori la massima lunghezza e il minimo diametro, poiché il volume
di roccia abbattuta sarà tanto maggiore quanto più alto
sarà il rapporto tra profondità e lunghezza. In genere le camere
di mina hanno diametri di 20-50 mm se eseguite a mano e di 70-80 mm se
realizzate per mezzo di una perforatrice meccanica; la lunghezza varia e nelle
cave all'aperto si può toccare una profondità di 10-15 metri.
Sempre nelle cave, quando è necessario abbattere grandi quantità
di roccia, si usano delle mine speciali; fra queste ricordiamo: le mine a camera
allungata, ottenute allargando il fondo di un foro grande e profondo mediante
utensili in rotazione o con esplosioni di piccole cariche; le mine progressive,
ottenute allargando le fratture naturali con cariche preparatorie; le mine a
fornello, costituite da una camera sotterranea collegata all'esterno da una
galleria di piccola sezione con andamento a zig-zag, in modo che l'intasamento
produca un effetto dirompente. La quantità di esplosivo da utilizzare
dipende dal tipo di roccia, dalla profondità della camera, dalla natura
dell'esplosivo stesso e soprattutto dalla pezzatura del materiale che si
desidera ottenere.
Una cava di marmo
