Επιφανειακή εκμετάλλευση λατομικών ορυκτών

Η μέθοδος της επιφανειακής εκμετάλλευσης με ανοιχτές βαθμίδες είναι η πλέον χρησιμοποιούμενη μέθοδος εκμετάλλευσης κοιτασμάτων στην Ελλάδα, ειδικά όσον αφορά στα μάρμαρα και στα αδρανή υλικά. Η μορφή του λατομείου προσαρμόζεται στις εκάστοτε γεωμορφολογικές συνθήκες και στις ιδιαιτερότητες του κοιτάσματος.

Η εξόρυξη γίνεται με χρήση εκρηκτικών υλών για τις εκμεταλλεύσεις αδρανών υλικών ή βιομηχανικών ορυκτών που απαντούν σε σκληρούς σχηματισμούς, ενώ η εκμετάλλευση των κοιτασμάτων μαρμάρου πραγματοποιείται ειδικά τα τελευταία χρόνια σχεδόν αποκλειστικά με μηχανική εξόρυξη (κυρίως συρματοκοπή).

Βιομηχανικά ορυκτά

    Λατομείο εξόρυξης μπεντονίτη: ΑΓΓΕΡΙΑ ΜΗΛΟΥ (S&B Βιομηχανικά Ορυκτά)

Η εκμετάλλευση βιομηχανικών ορυκτών γίνεται ως επί το πλείστον με επιφανειακές μεθόδους και πιο συγκεκριμένα με την μέθοδο των ορθών βαθμίδων. Η εξόρυξη γίνεται και στην συγκεκριμένη περίπτωση είτε με τη χρήση εκρηκτικών υλών είτε συνηθέστερα με την χρήση μηχανικών μέσων, σε περιπτώσεις όπου τα κοιτάσματα είναι χαμηλής αντοχής. Το ύψος των βαθμίδων κυμαίνεται από 3-8 m, ενώ το πλάτος τους είναι περί τα 6 m.

Χαρακτηριστική εικόνα τέτοιας εκμετάλλευσης είναι το ορυχείο μπεντονίτη στην περιοχή της Αγγεριάς στη νήσο Μήλο, ένα από τα μεγαλύτερα σε διεθνές επίπεδο με παραγωγή περί τους 800.000 tn κατ΄ έτος. Η εκμετάλλευση γίνεται με τη χρήση μηχανικών μέσων (rippers) με τα οποία γίνεται η χαλάρωση και εκσκαφή του κοιτάσματος. Στο σχήμα δίνεται μια χαρακτηριστική άποψη του χώρου του ορυχείου.

 

Αδρανή υλικά

   Χαρακτηριστική εικόνα εκμετάλλευσης λατομείου αδρανών
   (πηγή: Χάλυψ Δομικά Υλικά Α.Ε.)

Οι εκμεταλλεύσεις αδρανών (λατομεία) μπορούν να βρεθούν σχεδόν σε όλες τις περιοχές του Ελλαδικού χώρου, καθώς η ακτίνα εμπορίας των υλικών είναι περιορισμένη για λόγους κόστους. Πλέον έχουν χωροθετηθεί ειδικές περιοχές εκμετάλλευσης, οι λατομικές περιοχές. Βασικό χαρακτηριστικό των εκμεταλλεύσεων αδρανών είναι η μηδενική ουσιαστικά αποκάλυψη του κοιτάσματος, καθώς τις περισσότερες φορές η εκκαφή γίνεται ευθύς εξ' αρχής επί του (ασβεστολιθικού συνήθως) κοιτάματος.

Τα λατομεία αναπτύσσονται με την σταδιακή απόληψη του κοιτάσματος σε βαθμίδες. Ουσιαστικά δηλαδή γίνεται η απόληψη κάθε φορά μιας "φέτας" κοιτάσματος μέχρις ότου φτάσει η εκμετάλλευση στο κατώτερο σημείο της. Οι βαθμίδες κυμαίνονται από 10-15 m σε ύψος, με πλάτος 10 m περίπου κατά τη φάση της λειτουργίας, και 6 m κατά την τελική τους διαμόρφωση. Συνήθως ορύσσονται με μια μικρή κλίση ως προς την κατακόρυφο, έχοντας γωνία περί τις 75-80^ο. Το τελικό πρανές που δημιουργείται σηνήθως έχει τελική κλίση άνω των 60^ο.

 

Μάρμαρα

Οι εκμεταλλεύσεις μαρμαροφόρων κοιτασμάτων γίνονται τόσο με επιφανειακές όσο και με υπόγειες μεθόδους. Στην χώρα μας η πλέον διαδεδομένη είναι η επιφανειακή εκμετάλλευση, ενώ υπόγεια εκμετάλλευση γίνεται μόνο στην περιοχή του Διονύσου Αττικής.
Οι υπαίθριες εκμεταλλεύσεις των λατομείων μαρμάρου πραγματοποιούνται με τη μέθοδο των ορθών βαθμίδων.

Η εξόρυξη πραγματοποιείται κατά βάση με χρήση συστήματος συρματοκοπής για την αποκοπή των «πάγκων» μεγάλων διαστάσεων από το μητρικό πέτρωμα, οι οποίοι στη συνέχεια τεμαχίζονται σε όγκους εμπορεύσιμων διαστάσεων. Η κοπή ουσιαστικά του πετρώματος από την αρχική του θέση δημιουργεί χαρακτηριστικές γεωμετρικές δομές.

Η εξόρυξη του μαρμαροφόρου όγκου περιλαμβάνει τα ακόλουθα στάδια:
1. αρχική κοπή (κοπή όγκων μεγάλων διαστάσεων από τη βαθμίδα)
2. αποκόλληση και μετακίνηση (ανατροπή) των όγκων, χωρισμός σε μικρότερους όγκους, φόρτωση, μεταφορά και τελικά κατεργασία.

 

    

Τα ογκομάρμαρα αποτελούν το κύριο προϊόν της εκμετάλλευσης των κοιτασμάτων μαρμάρου. Τα ογκομάρμαρα είναι οι ορθογωνισμένοι όγκοι μαρμάρου (σχήμα ορθογώνιου παραλληλεπιπέδου), σε αντίθεση με το ακανόνοστο σχήμα των αδιαμόρφωτων όγκων («ξοφάρια» ή «ογκοξόφαρα») και προορίζονται, κυρίως, για κοπή σε πλάκες και, στη συνέχεια, για παραγωγή τελικών προϊόντων από φυσικούς λίθους. Το ορθογωνισμένο σχήμα τους επιβάλλεται από την ανάγκη περιορισμού των απωλειών (φύρας) κατά την επεξεργασία των όγκων στα σχιστήρια για την παραγωγή πλακών.

Οι διαστάσεις τους (μήκος x πλάτος x ύψος) ποικίλουν, ανάλογα με το κοίτασμα, φτάνοντας μέχρι τα 320 x 180 x 180 και πλέον εκατοστά. Πρόκειται, δηλαδή, για ορθογωνισμένους όγκους κυβισμού μέχρι 10 και πλέον κυβικά μέτρα και βάρους μέχρι 28 και πλέον τόνους.

Κατά τη διαμόρφωση των ογκομαρμάρων στα λατομεία επιδιώκεται αυτά να είναι «υγιή», δηλαδή, απαλλαγμένα από εσωτερικά ελαττώματα (φυσικές ή τεχνητές ρωγμές, οπές κ.ά.) και οι διαστάσεις τους να είναι οι μεγαλύτερες δυνατές, αφού η τιμή πώλησης ενός υλικού σε μεγάλους ορθογωνισμένους όγκους είναι υψηλότερη από την τιμή σε όγκους μικρών διαστάσεων.

 

   

Παράλληλα με τα ογκομάρμαρα παράγονται σε ένα λατομείο μαρμάρου δύο ακόμα υποπροϊόντα, τα ξωφάρια και οι λατύπες. Τα ξωφάρια είναι όγκοι ακανόνιστου σχήματος, σχετικά μεγάλων διαστάσεων, από τους οποίους είναι δυνατή η παραγωγή πλακών. Λόγω όμως του ακανόνιστου σχήματός τους, οι πλάκες που παράγονται από τα ξωφάρια εμφανίζουν μεγάλο ποσοστό απωλειών, και συνήθως είναι μικρότερων διαστάσεων και επομένως μικρότερης αξίας ανά m².

Οι λατύπες, όπως και τα ξωφάρια, είναι κομμάτια μαρμάρου ακανόνιστου σχήματος, πολύ μικρών όμως διαστάσεων, έτσι ώστε να μην επιτρέπουν την παραγωγή πλακών. Οι λατύπες  χρησιμοποιούνται μόνο για την παραγωγή υποπροϊόντων του λατομείου, δηλαδή για την παραγωγή μαρμαροψηφίδων, μαρμαρόσκονης και άλλων.

 

 

 

Εργασίες συρματοκοπής για την απόσπαση ογκομαρμάρων από το μητρικό πέτρωμα     Συρματοκοπή για τον τετραγωνισμό όγκων στην πλατεία του λατομείου

 

Υπόγεια εκμετάλλευση μαρμάρων

   Φωτογραφία 1. Άποψη των εισόδων της υπόγειας εκμετάλλευσης
   μαρμάρων της εταιρείας Λατομείων Μαρμάρου
   Διονύσου - Πεντέλης AEBE

Η υπόγεια εκμετάλλευση μαρμάρου δίνει τη δυνατότητα να βελτιστοποιηθεί η αξιοποίηση των κοιτασμάτων για τα οποία η επιφανειακή τους εκμετάλλευση δεν μπορεί να γίνει είτε για οικονομικούς λόγους είτε για λόγους προστασίας του περιβάλλοντος.

Η υπόγεια εκμετάλλευση μαρμαροφόρων κοιτασμάτων έχει τις ρίζες της στα αρχαία χρόνια με προεξέχουσα την υπόγεια εκμετάλλευση του "Λυχνίτη" στην περιοχή του οικισμού Μαράθι της Πάρου. Τα υπόγεια λατομεία εκεί λειτούργησαν για πρώτη φορά κατά τη πρωτοκυκλαδική εποχή, ενώ έφτασαν στην ακμή τους τον 5ο αιώνα π.Χ. Προσπάθειες, αναβίωσης των υπόγειων εκμεταλλεύσεων εκεί έγιναν και κατά τα τέλη του 19ου αιώνα.

Σήμερα, στην Ελλάδα οι υπόγειες εκμεταλλεύσεις μαρμάρου είναι δύο. Η πρώτη βρίσκεται στην περιοχή της Πεντέλης, στο χώρο της εκμετάλλευσης των "Μαρμάρων Διονύσου", η οποία άρχισε την δεκαετία του ’90 και λειτουργεί έως και σήμερα. Η δεύτερη βρίσκεται στην περιοχή του Νευροκοπίου Δράμας, όπου και η εκμετάλλευση βρίσκεται στα αρχικά στάδια ανάπτυξης. Και στις δύο αυτές περιπτώσεις, η υπόγεια εκμετάλλευση αρχίζει από υφιστάμενα μέτωπα εξόρυξης, όπως χαρακτηριστικά φαίνεται στην (φωτογραφία 1). Συνεπώς, πρόκειται για επέκταση της επιφανειακής εκμετάλλευσης και το μετασχηματισμό της σε υπόγεια.

 

Φωτογραφία 2. Άποψη εσωτερικού υπόγειας εκμετάλλευσης μαρμάρου. Διακρίνονται οι στύλοι του πετρώματος που έχουν αφεθεί και οι προηγούμενες ανώτερες βαθμίδες εκμετάλλευσης.Στις χώρες του Ευρωπαϊκού Νότου η ανάπτυξη υπόγειων εκμεταλλεύσεων μαρμάρου έχει επίσης μεγάλη ιστορία αλλά και ένα δυναμικό παρόν. Τις πλέον σημαντικές και μεγάλες σε αριθμό εκμεταλλεύσεις έχει η Ιταλία. Ακολουθούν κατά σειρά η Ισπανία, η Κροατία και η Πορτογαλία. Ακόμα, σημαντικές εκμεταλλεύσεις υπάρχουν και σε άλλες χώρες της Ευρώπης και Αμερικής.

Η υπόγεια εκμετάλλευση γίνεται με την εφαρμογή της μεθόδου θαλάμων και στύλων. Συνηθέστερα η εκμετάλλευση αρχίζει με την κατά μέτωπο προσβολή του κοιτάσματος (όρυξη του θαλάμου) και εν συνεχεία η εκμετάλλευση επεκτείνεται κατά βάθος με την δημιουργία ορθών βαθμίδων, έως ότου συναντηθεί το πέρας του κοιτάσματος (Φωτογραφία 2).

Είναι αρκετά σύνηθες οι στύλοι να μην έχουν «κανονική» μορφή διατομής (π.χ. τετραγωνική) αλλά να είναι ακανόνιστοι και να ορίζονται από τα εκάστοτε χαρακτηριστικά του μαρμαροφόρου κοιτάσματος. Έτσι, αν και οι θέσεις και διαστάσεις είναι εξ’ αρχής ορισμένες, μπορούν να γίνουν τροποποιήσεις στο μέγεθος και στη θέση των στύλων ώστε να βελτιστοποιηθεί η απόληψη των όγκων.

Η εκμετάλλευση του κοιτάσματος γίνεται με τη χρήση συρματοκοπών ή αλισοπρίονων τα οποία αποτελούν τα βασικά μηχανήματα εξορύξεως του ογκομαρμάρου από τη φυσική του θέση (Φωτογραφία 3).

Η υποστήριξη των ανοιγμάτων γίνεται κυρίως με τη χρήση κοχλιών ώστε να μπορούν να συγκρατούνται οι επισφαλείς όγκοι (σφήνες) που δημιουργούνται από τα υφιστάμενα επίπεδα ασυνεχειών.

 

 

Φωτογραφία 3. Εργασίες υπόγειας εξόρυξης ογκομαρμάρων.

Το κόστος εκμετάλλευσης είναι αυξημένο σε σχέση με τις επιφανειακές εκμεταλλεύσεις. Παρά το γεγονός αυτό όμως, η υπόγεια εκμετάλλευση έχει να προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα που μπορούν να λειτουργήσουν αντισταθμιστικά του αυξημένου κόστους. Αυτά αφορούν στην σημαντικότατη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, στην επίτευξη αυξημένης απόληψης ογκομαρμάρων καθώς και στη βελτίωση της ποιότητάς τους. Τέλος, μπορεί να γίνει η αξιοποίηση του χώρου για άλλες χρήσεις μετά το πέρας της εκμετάλλευσης.