일기장 광해방지기사 필기 2일차

3.2 광산개발 일반

  자원개발

  협의 : 광상을 찾아 목적하는 광물으 모암에서 분리하여 채취하는 것

  광의 : 광물자원을 탐사, 채광한 후 선광과 제련 등의 과정을 거쳐 상품을 가치있는 재료로 제조하는 일련의 과정

  현대의 광산개발

  광석이나 유용광물을 찾는 탐사(prospecting) - 광상의 규모와 가치를 결정하는 탐광(exploration) - 채광을 위해 광상을 개척하는 개갱(development) - 광물의 실질적인 회수를 위한 채광(explotation) - 채광지의 복원을 위한 복구

 

  채광 전 단계 : 탐사, 탐광

  개발단계 : 개갱, 채광

  폐광단계 : 복구작업

 

  복구는 친환경 자원개발이라는 시대적인 요청에 부응한 것으로 최근 중요성이 더욱 증가

  폐광부지의 활용 등을 통한 성공적 복구는 자원개발의 인식을 긍정적으로 변화시키므로 자원개발 초기부터 고려

 

  광산의 폐광 및 복구 계획

  - 광산의 개발단계 전에 광산개발로 인하여 환경에 미치는 영향 및 채광작업 완료 후 채광지에 대한 복구·복원 계획을 수립. 이에 따라 채광계획은 복구를 고려해 채광비용과 복구비용이 합산하여 최소화되도록 설계

 

 ◎ 일반사항

  - 현장 유치, 광구 범위, 현재의 토지 지목 및 상태, 현장 전반에 대한 설명

  - 광산 건설에 의해 영향을 받을 지역의 지형

  - 현장 작업 중 환경에 영향을 끼쳤던 과거 활동에 대한 내역

  - 계획 중인 광산개발 내역에 대한 일반적 서술

  - 건설·운영·폐광에 따른 생태계 및 사회경제적 영향에 대한 서술

  - 허가 과정에 대한 보고

 

 ◎ 광산 및 개발·건설·운영활동에 대한 상세한 서술

  - 지질학적 특성(지역의 지형, 지질학적 특징, AMD의 가능성)

  - 광산건설 방안 일정에 대한 서술(시설물 및 기반시설 건설)

  - 광산의 운영방안(채굴방안, 사용될 중장비, 생산량 등)

  - 광산배수 및 폐기물 처리(수질관리, 광산배수·폐석·폐기물 처리, 유류·화학물·폭발물·유해묵 보관 및 처리 등)

  - 광산건설 및 운영에 따른 환경보호 대책방안(환경피해 예상, 최소화 방안, 응급대처 방안 등)

  - 광산 운영 기간의 현장 복구 일정 및 단계

  - 광산개발이나 생산이 중지될 경우의 위험방지 대책 및 모니터링 방안

 

 ◎ 폐광에 따른 광산 매립 및 현장 복구·복원 방안에 대한 서술

  - 채굴장 및 갱의 폐쇄와 건물 및 구조물(선광장, 전력선, 파이프라인 등)의 해체 또는 철거방안

  - 현장복구에 활용될 기술 및 방안

  - 심부 작업지, 광미적치창, 경사지의 매립 및 안정화 작업

  - 잔류물, AMD 및 폐기물 처리 및 처분

  - 현장의 복원 및 재녹화 방안과 일정

 

 * 자원개발의 5단계

<표 참조>

 

3.2.1 개갱법

  탐광 작업이 끝나 광상의 크기, 모양, 품위 등이 확인되면 기술적, 경제적 평가를 통하여 가행가치가 있다고 판단될 때 개갱 계획을 수립하여 개갱작업을 실시

  개갱 : 지표에 갱구를 설치하고 그 갱구로부터 수평갱(level), 사갱(incline), 수갱(shaft)을 굴착하여 광체에 도달해 그곳에서부터 각종의 채굴준비 갱도를 굴진하여 광석을 채굴하는 것

  → 지표의 상황, 지하의 광체 부존 현황, 확보광량 분제와 자본금에 의해 선택

 

 수평갱

  - 사용 목적에 따라 갱내와 갱외를 연경하는 통동(adit level)

  - 광맥의 직각 또는 직각에 가까운 각도로 개설하는 크로스갱도(cross level)

  - 광맥의 주향방향으로 굴착해 들어가는 연층갱도(drift level)

  - 갱내수 배수를 위한 소수갱도(drainage level)

  - 운반갱도

  → 일반적으로 갱도구배는 자연배수와 광차의 운반을 위해 지표갱구로부터 1/100~1/500 정도로 설정

 사갱

  - 비교적 심부의 광석을 채굴하기 위해 지표 갱구에서부터 경사를 가지고 개갱하는 방법

  - 기계력을 이용한 권양운반이나 기계배수로 사거리(최대 1000m 이내)와 경사가 제한되기 때문에 심부광석의 채광에는 일반적으로 수갱에 의존

 수갱

  - 지표 또는 갱구로부터 수직 또는 수직에 가까운 각도로 개착되는 개갱법

  - 주로 심부의 괴상 광체를 채굴대상으로 하며 가장 짧은 거리로 심부까지 도달할 수 있는 개갱법

  장점

  ▷ 사갱보다 굴착이나 사용함에 있어 지압의 영향이 적어 갱도유지비가 감소

  ▷ 지보형태가 축벽이므로 거의 영구적

  ▷ 배수 수송관이 짧아져 시설비와 동력비가 감소

  ▷ 통기효율이 우수

  ▷ 종업원의 수송과 운반이 빠르고 운반량이 증가

  단점

  ▷ 굴착비와 굴착기간이 많이 소요

  ▷ 굴착 후 불필요한 설비가 많아짐

  ▷ 광층과 수갱 교차점의 유지 문제가 어려움

  ▷ 많은 양의 보안광주를 남겨야 함

 

3.2.2 채광법

  금속광산, 석탄광산, 비금속광산에서 적용방식이 다르며 어떠한 채광법이라도 광상에 적용할 때에는 채광조건의 3요소인 광량(ore reserves), 품위(ore grade), 채광 소요비용(mining cost)를 조사

  일반적으로 고아산의 물리적·지질학적 특성 및 지반상태에 대한 직접적인 요소와 채굴에 따른 자본비용 및 환경문제 등의 간접적인 요소들을 종합적으로 검토한 후 가장 적한한 채광법을 선택

  채광법 선정 이후에도 채굴조건이 변화되면 채광법도 달라져야 하므로, 채굴이 진행됨에 따라 달리는 조건을 고려하여 적합한 채광법을 개발

  광상의 부존 위치에 따라 노천채광법, 갱내채광법으로 크게 분류

 

  - 노천 채광법

 장점

  ▷ 갱내채광법에 비해 채굴비가 저렴

  ▷ 작업이 용이하여 재해가 감소하고, 감독이 용이

  ▷ 대형 기계시설을 할 수 있어 대량생산 가능

  ▷ 지주가 필요하지 않음

 단점

  ▷ 작업이 기후의 영향과 심도의 제한을 받음

  ▷ 설비가 분산되며 표토 및 폐석처리 문제 곤란

  ▷ 작업장이 주변 환경조건에 심한 영향

  - 갱내 채광법

  광석을 채굴하는 장소의 암반강도에 의한 지보의 적용 조건에 따라 나뉨

  ▷ 무지지 채광법(주방식, 광주식, 슈린케이지, 중단)

  ▷ 지지 채광법(충전식, 타주식, 스퀘어세트)

  ▷ 붕락식 채광법(장벽식, 중단붕락식, 블록케이빙 등)

 

 * 채광법의 분류(Hartman & murmansky, 정소걸 등, 2010) 표 참조

 

3.2.3 선광 및 제련

  광산에서 채광되어 운송된 원광에는 유용광물과 가치가 없는 맥석광물이 혼재되어 있으며, 원광을 파·분쇄한 후 광물의 물리적·화학적 특성을 이용하여 유용광물의 품위를 높이고 유해성분을 미리 제거하는 광물처리(mineral processing) 실시

 

 채굴(굴착, 발파) → 운송(hauling) → 파쇄(crushing) → 분쇄(grinding) → 부유선별(flotation) → 침출(leaching) → 제련(smelting)

 운송 과정의 폐석과 침출 과정의 광미를 폐석 적치장, 광물찌꺼기 댐에 모음

 침출에서 제련으로 넘어가는 과정에 정광(concentrate)를 실시

 

  일반적으로 금속광물은 선광 후 제련소에서 금속을 필요한 순도로 추출하는 제련공정 실시

  금속제련법에는 건식제련법과 습식제련법이 존재

 

3.3 광산 현황

  「광산보안법」상 일반광산, 석탄광산, 석유광산으로 구분. 석탄광산은 다시 갑종광산과 을종광산으로 구분.

  2010년 기준 등록 광구는 약 5300개, 이중 비금속광산이 약 80%인 4300여 개

  전체 광산의 2/3가 4개도(강원, 충남, 경북, 충북)에 집중

  가행광산의 90%가 비금속광산이고, 석회석과 고령토 광산이 전체의 60%를 차지

  가행광산의 규모는 연 생산액이 20억 이상 광산 58개, 1~20억 광산 141개로 대부분 1억원 미만의 불규칙한 영세광산

 

<광산개발현황(산업통산자원부, 2010> 표 참조

 

3.4 광해 유형

  가행광산과 휴지·폐광산에서 다르게 나타나고, 광종(석탄, 금속, 비금속, 석유)에 따라 많은 차이를 보임. 또한 광산개발형태에 따라 광해원인과 광해양상이 각각 다름

 

 <광해의 원인 및 양상>

  가행 및 휴·폐광산에서 발생할 수 잇는 광해유형

    → 산림훼손, 채굴적에 의한 지반침하, 광산배수 유출, 폐석 및 광미 유실, 소음·진동 및 분진, 폐시설물 등이 복합적으로 발생

  광산개발과정에서 기계·장비의 사용과 화약발파, 운반 및 선광 등의 과정에서 발생하는 소음·진동 및 분진으로 인한 광해는 가행광산에서 발생

  폐시설물에 의한 광해는 폐광산에서 발생

 

  대부분 단일광종인 비금속광산이나 석탄광산에서는 유해한 광미가 발생하지 않지만, 금속광산의 경우 채굴한 원광 중 극히 일부분에 유가금속이 존재하므로 특정 금속을 회수하기 위한 선광·제련 과정에서 광미가 발생

 → 광미에 의한 광해는 금속광산에서 발생, 광미에 의한 광해는 피해가 가장 심각하고 규모가 큰 토양오염 등이 발생.