坑道採掘

坑道採掘とは、地下採掘法による鉱床の採掘、または炭層の露頭に掘られた横坑から炭層にアクセスする採掘のいずれかです。[ 1 ]坑道採掘 とは、坑口またはアクセスが水面より上にあり、通常は丘の斜面にあり、鉱層に水平に掘られた坑道がある地下鉱山です。[ 2 ]

ドリフトとは、より一般的な鉱業用語で、鉱山内のほぼ水平の通路のことを指し、鉱床（例えば石炭層）または鉱脈に沿って進みます。ドリフトは地表と交差する場合と交差しない場合があります。[ 3 ]ドリフトは鉱脈に沿って進みます。鉱脈と交差する横坑や、どちらにもなり得る坑道（レベルや坑道）とは区別されます。[ 4 ] 鉱山内に設けられる水平またはほぼ水平の開発用開口部はすべて、ドリフトという総称で呼ばれます。ドリフトは岩に掘られたトンネルであり、その大きさや形状は運搬、換気、探査など、その用途によって異なります。[ 5 ]

英国の歴史的な坑道採掘

イギリス諸島における最も古い鉱山は坑道採掘であったと考えられる。[ 6 ]初期の鉱夫たちはまず地表に露出している石炭を採掘し、その後地中の層をたどって採掘した。[ 7 ]

13世紀には、イングランドのダラム[ 8 ] 、ノーサンバーランド[ 9 ]、ノッティンガムシャー、ダービーシャー、スタッフォードシャー、ランカシャー、グロスターシャー、スコットランドのロージアン[ 10 ]、ノース[ 11 ]、サウスウェールズで石炭採掘が行われた記録があります。

20世紀には、 ダービーシャー、 ヨークシャー、[ 12 ]カンブリア、ウェールズでまだ坑道採掘が行われていました。[ 13 ] 2025年現在、最大の操業中の鉱山は、南ウェールズにある坑道採掘場のアバーペルグムです。

米国の歴史的な坑道採掘（石炭）

1920 年、テネシー州フォーク マウンテンの坑道入口に立つ炭鉱労働者。

コロラド州

コロラド州ボルダーのマーシャル・メサの下にあるボルダー・ウェルド炭田は、 1863年から1939年まで坑道採掘が行われていました。2003年、2005年、そして2022年の測定で、炭層火災が発生していることが示されました。これは、2021年のマーシャル火災の原因として調査されました。[ 14 ]

イリノイ州

アーガイル湖州立公園のウェブサイトによると、アーガイル・ホロウ（1948年から湖がある）は石炭、粘土、石灰岩の資源が豊富であるとのことです。歴史的に、個人が収入を補うために独自の「漂流鉱山」を開設し、掘削することが一般的でした。[ 15 ]アパラチア地方 では、このような小規模な石炭採掘事業は「カントリーバンク」または「ファーマー」炭鉱として知られており、通常は地元での使用向けに少量しか生産していませんでした。[ 16 ]

インディアナ州

現在ターキーラン州立公園内にあるラスク鉱山は、1800年代後半から1920年代後半まで操業していました。商業的に操業するには規模が小さすぎたため、この鉱山はラスク家に、そして後に公園全体に石炭を供給していたと考えられます。[ 17 ]

ケンタッキー州

1820年、ケンタッキー州初の商業鉱山「マクリーン・ドリフトバンク」が、ミューレンバーグ郡のグリーン川とパラダイスの近くに開設されました。[ 18 ]ケンタッキー州ドリフト では、ビーバー・コール・アンド・マイニング・カンパニーが最も有名な鉱山経営者でしたが、他にも小規模な鉱山（フロイド・エルクホーン統合炭鉱、ターナー・エルクホーン炭鉱など）がありました。[ 19 ]

メリーランド州

ドーシー石炭会社のアシュビー炭鉱（おそらくアッパー・フリーポート炭鉱の小規模な坑道）と、メリーランド州オークランド近郊のテイラー・オファット炭鉱の炭鉱。[ 20 ]

オハイオ州

1880年代、州鉱山検査官アンドリュー・ロイは、オハイオ州の鉱山と鉱業資源に関する報告書[ 21 ]を発行しました。これには以下の段落が含まれています

州内の鉱山の生産能力、すなわち産出量は大きく異なります。厚い炭層は薄い炭層よりも多くの日産量を得ることができ、一般的に坑道採掘は竪坑採掘よりも迅速に石炭を積み込むという点で有利です。ホッキング渓谷の大きな鉱脈地域にある多くの鉱山では、生産能力は1日あたり1,200～1,500トンに達します。竪坑採掘では、1日あたり600～700トンが良好な産出量とされています。

深さ100フィート、日産600トンの竪坑では、最初の1トンの石炭を採掘するのに、しばしば2万ドル（1888年）以上かかる。また、掘削に大量の水を必要としたため、石炭に到達するまでに10万ドル（1888年）を費やしたという記録もある。坑道採掘は、水を汲み上げたり石炭を引き上げたりするための機械を必要としないため、竪坑採掘の半分以下のコストで済む。

しかし、石炭の 傾斜面に掘られた坑道では水は高価なものであり、そのような状況下での地下への運搬には異常にコストがかかります。

1908 年、ウェストバージニア州の坑道への入り口。ルイス・ハイン撮影。

ペンシルベニア州

インディアナ郡：ブレアズビル近郊のグラフ・ドリフト鉱山。グリーン・タウンシップのコモドール鉱山、第1、第3（ドリフト鉱山）、第2（スロープ鉱山）。シャンクタウンのエンパイア「F」鉱山（1910年頃）。機械採掘による「B」炭層の採掘を行うドリフト鉱山。所有者はクリアフィールドのパイオニア・コール・カンパニー。ペンシルベニア州クライマーのエンパイア「M」鉱山（マッキーン鉱山）（1906年頃）。非ガス式ドリフト鉱山。圧縮空気機械を用いて厚さ38インチのロウアー・キタニング炭層を採掘。換気は8フィートのスタイン式蒸気駆動ファンによって行われている。ペンシルベニア州クライマー。クライマーのドリフト鉱山、ロッドキー鉱山（1906年頃）。ペンシルベニア州インディアナ郡レイン・タウンシップのアーネストにあるアーネスト鉱山第2鉱山（1903～1965年）。[ 22 ]

テネシー州

テネシー州フォークマウンテンの坑道入口は、厚さ84インチの無名の炭層に入りました（上の写真参照）。テネシー州の炭層のほとんどは、これほど厚くありませんでした。[ 23 ]

バージニア州

ポカホンタス炭田で最初の炭鉱であるポカホンタス鉱山は、高さ13フィートのポカホンタスNo.3炭層で有名で、坑道式炭鉱です。[ 24 ]

ウェストバージニア州

『アパラチア炭鉱の町のスクラップブック』 [ 25 ]には、スプレーグ、ケイモア、ナットルバーグ、ヴィーナス、レイランド、エルバートン、カッセルマン（別名キャッスルマン）など、ウェストバージニア州の坑道鉱山に関する数多くの言及と写真が掲載されています

米国の歴史的な坑道採掘（金）

アラスカ

ノーム鉱山地区の初期（1899年以降）には、砂鉱床の採掘に坑道採掘法が広く用いられました。夏の間は地表の鉱床は採掘できましたが、一部の砂鉱床は地中深く埋まっており、地表での採掘は不可能でした。さらに、冬季には砂金を洗い流すための水が入手できませんでした。多くの鉱夫が深い砂鉱床にトンネルを掘り、春の雪解け時に洗い流せるよう良質の砂利を採取しました。ノームの土地の大部分は永久凍土です。坑道採掘によって、鉱夫たちは永久凍土の下に埋まっている金の多くを回収することができました

ノームの金は、現在では海岸沿いの海抜にある3本の古代の砂浜線に集中しており、厚さ約15メートルの永久凍土の下に埋もれていました。その上には2フィートのツンドラ層が覆っていました。金は通常、「偽の岩盤」と呼ばれる、砂浜や河川の堆積物の底に広がる粘土層の上で発見されました。鉱夫たちは当初、永久凍土の上に火を焚き、それが溶けるにつれて泥をシャベルでかき出すことで、鉱脈を探査するために坑道を掘りました。この作業は、鉱脈または岩盤まで続けられました。

金が発見されると、坑道採掘が始まりました。鉱夫たちは、探鉱用の縦坑の底から水平にトンネルを掘り、岩盤の表面に沿って金をたどりました。地表が凍結していたため、トンネルは崩落しませんでした。鉱夫たちは、金を豊富に含む古い地下の浜辺や川の砂利を発見しました。1900年頃、ノームの人口は2万人を超え、その多くが坑道採掘者でした。地表からは手つかずのように見えるノームの金鉱は、ゴールド ラッシュの坑夫たちが残したトンネルで蜂の巣状に広がっています。現代の鉱夫たちは、最新の掘削機器で探鉱を行い、古い坑道にぶつかることがあります。これは、南ウェールズのウェールズ炭鉱労働者からコピーされた技術であり、ベル ピットを使用するよりもはるかに効果的です。

カリフォルニア

金は、州内各地の様々な環境にある砂金鉱床から採掘されてきました。当初は、1864年頃まで、地表や河川の砂金鉱床で容易に発見できる鉱床が採掘されていました。その後20年間、強力な放水砲を使って丘陵全体を洗い流す水圧鉱山が、主な金の供給源となりました。1884年、ロレンゾ・ソーヤー判事は、サクラメント川への水圧採掘の残骸の投棄を禁止する法令を発布し、大規模な水圧採掘を事実上廃止しました。その後14年間、埋没した第三紀の河川における砂金鉱床の漂流採掘は、砂金生産の減少を部分的に補いましたが、全体的な生産量は減少しました。大規模な浚渫の登場により、生産量は再び増加しました。最初の成功した金の浚渫は、 1898年にオロビル近郊のフェザー川下流で導入されました。[ 26 ]

安全と環境問題

丘状地形のプロファイル

ケンタッキー州東部の坑道鉱山は、特に坑口から 100 フィート以内の領域で、丘の継ぎ目による天盤の崩壊の危険にさらされています。

1989年、米国鉱山局は、露頭バリアゾーンの特性を明らかにするための継続研究プログラムの一環として、ケンタッキー州東部の坑道鉱山に関する研究を発表しました。「ヒルシーム」は、露頭バリアゾーン特有の天盤不安定性の主な地質学的原因であることが判明し、多くの天盤落下による負傷や死亡事故の原因となっています。ヒルシームとは、ケンタッキー州東部の鉱山労働者が、地表斜面が急峻な浅い鉱床表土に発生する、風化によって拡大した張力節理を指す用語です。ヒルシームは、石炭層露頭から横方向に200フィート以内、表土から300フィート以下の範囲で最も顕著です。ヒルシームは応力緩和によって形成されるため、地形の等高線や尾根と平行になる傾向があります。特に尾根の先端部では、ヒルシームが様々な角度で交差し、崩壊しやすい巨大な天盤の塊やくさび状の塊を形成することがあります。丘陵層の例は露頭と炭鉱の天井の両方で説明されており、その地質学的特徴と天井の崩壊への寄与を明らかにしている。[ 27 ]

参照

参考文献

  1. ^ Paul W. Thrush、「鉱業、鉱物および関連用語辞典」、米国鉱山局、1968年、350ページ。
  2. ^「鉱業用語集」ケンタッキー財団、石炭・エネルギー教育プロジェクト。1996年。2015年12月28日アクセス。http ://www.coaleducation.org/glossary.htm 2014年10月5日アーカイブ、 Wayback Machine。
  3. ^ Paul W. Thrush、「鉱業、鉱物および関連用語辞典」、米国鉱山局、1968年、350ページ。
  4. ^「鉱業用語集」ケンタッキー財団、石炭・エネルギー教育プロジェクト。1996年。2015年12月28日アクセス。http ://www.coaleducation.org/glossary.htm 2014年10月5日アーカイブ、 Wayback Machine。
  5. ^「ドリフトマイニング」ブリタニカ百科事典オンライン。2015年12月28日アクセス。http ://www.britannica.com/technology/drift-mining。
  6. ^ギャロウェイ、RL（1971年）『石炭採掘と石炭貿易の年報』 p.20。（第一シリーズ[1835年まで] 1898年、第二シリーズ[1835-1880年] 1904年。1971年再版。）
  7. ^ 「Mining through the ages」 ukcoal.com英国石炭協会。2015年7月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年7月8日閲覧。
  8. ^ The Durham Coalfield、Coalmining History Research Centre、2011年7月19日時点のオリジナルよりアーカイブ、 2010年12月5日閲覧。
  9. ^ The NorthumberlandCoalfield、Coalmining History Research Centre、2011年7月19日時点のオリジナルよりアーカイブ、 2010年12月5日閲覧。
  10. ^ 「プレストングランジ：産業の原動力」ジョン・グレイ・センター、図書館・博物館・アーカイブ考古学。ジョン・グレイ・センター - 図書館・博物館・アーカイブ。 2025年11月1日閲覧。
  11. ^ The North Wales Coalfield、Coalmining History Research Centre、2016年3月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2010年12月5日閲覧。
  12. ^石炭はどのように採掘されるのか？（PDF）、イングランド国立石炭鉱業博物館、 2025年11月1日閲覧
  13. ^ 「Aberpergwm Colliery」 . Northern Mine Research Society . Northern Mine Research Society . 2025年11月1日閲覧。
  14. ^ https://assets.bouldercounty.gov/wp-content/uploads/2023/06/marshall-fire-investigative-summary.pdf pp10-11
  15. ^「アーガイル湖州立公園」。概要。2015年12月28日アクセス。http ://www.dnr.illinois.gov/Parks/About/Pages/ArgyleLake.aspx。
  16. ^デラミー、クリス。「アッパー・ユーギオゲニー炭田」アパラチア山脈の炭田。2006年11月1日。2015年12月28日にアクセス。http ://www.coalcampusa.com/westmd/upperyough/upperyough.htm。
  17. ^ 「坑道での作業」DNR再生利用ポスター。2005年8月29日。2015年12月28日にアクセス。http ://www.in.gov/dnr/reclamation/files/re-driftmine.pdf。
  18. ^「ケンタッキー州の石炭遺産」ケンタッキー財団、石炭・エネルギー教育プロジェクト。1996年。2015年12月28日アクセス。http ://www.coaleducation.org/coalhistory/default_H.htm 2015年12月29日アーカイブ、 Wayback Machine。
  19. ^デラミー、クリス。「ケンタッキー州東部の炭田」アパラチア山脈の炭田。2006年11月1日。2015年12月28日にアクセス。http ://www.coalcampusa.com/eastky/elkhorn/elkhorn.htm。
  20. ^デラミー、クリス。「アッパー・ユーギオゲニー炭田」アパラチア山脈の炭田。2006年11月1日。2015年12月28日にアクセス。http ://www.coalcampusa.com/westmd/upperyough/upperyough.htm。
  21. ^ロイ、アンドリュー。「オハイオ州の鉱山と鉱業資源」『オハイオ州の鉱山と鉱業資源』1888年。2015年12月28日アクセス。http ://freepages.genealogy.rootsweb.ancestry.com/~henryhowesbook/mines.html。
  22. ^ウォシュラスキー、レイモンド、ライアン・ウォシュラスキー。「ペンシルベニア州西部の炭鉱バーチャル博物館」2010年9月18日。2015年12月28日アクセス。http ://patheoldminer.rootsweb.ancestry.com/ 2016年1月28日アーカイブ、Wayback Machineにて。
  23. ^デラミー、クリス。「テネシー州東部の炭田」アパラチア山脈の炭田。2006年11月1日。2015年12月28日にアクセス。http ://www.coalcampusa.com/tennessee-coal-mines/tennessee-coal-mines.htm。
  24. ^リチャード・P・ロスウェル、ロシター・W・レイモンド、チャールズ・ジュニア・キルヒホフ編（1884年8月2日）。「ノーフォーク・アンド・ウェスタン鉄道とシェナンドー・バレー鉄道会社の支流であるバージニア州の鉱物資源」（PDF）。『エンジニアリング・アンド・マイニング・ジャーナル・アンド・コール』第38巻第5号、70ページ。
  25. ^「アパラチア炭鉱の町のスクラップブック」 http://www.coalcampusa.com/。
  26. ^シルバ、マイケル. 「砂金回収法（SP87）」カリフォルニア州保全局鉱山地質部. 1986年. 2015年12月28日アクセス. [1]
  27. ^ゲイリー・セイムズ、ノエル・モーブス共著。「ケンタッキー州東部の坑道鉱山における丘陵地の地質と露頭付近の地盤不安定性」米国鉱山局。1989年。2015年12月28日アクセス。http ://stacks.cdc.gov/view/cdc/10524/cdc_10524_DS1.pdf。
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