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ダイヤモンドの採掘方法

ダイヤモンドの採掘方法をご紹介します。

ダイヤモンドの採掘方法 パイプ鉱床からの採掘 堆積(漂砂)鉱床での採掘 露天堀りでの採掘 チャンバリング採掘法 ブロックケービング採掘法 サブレベルケービング採掘法 ダイヤモンドの回収

パイプ鉱床からの採掘

パイプ鉱床でダイヤモンドを採掘する工程は、キンバーライト(ダイヤモンド原石を含む岩石)の『採掘』、『粉砕』、『ダイヤモンドの回収』の3つの作業に大別されます。キンバーライトは、爆薬で粉砕され集められます。ダイヤモンド原石の回収率は、掘り起こしたキンバーライトのおよそ2000万分の1。そのうち宝石用品質のダイヤモンドは10〜20%です。

堆積(漂砂)鉱床での採掘

火山で円筒状に残ったパイプ鉱床から、風化や侵食によりキンバーライトが河川に流れ出し、流域の砂礫(砂利)の中に堆積して河床や川岸に鉱床を作ります。さらに海に流れ出したものは、再び海岸に打ち寄せられ、海岸に堆積し、再びダイヤモンド鉱床をつくり出します。こうした漂砂鉱床での採掘には、パイプ鉱床のような大規模な採掘機械類は不要で、採掘する範囲が広いため、移動に簡単な採取装置が使われます。ダイヤモンド原石の回収率は砂礫中から約1億分の1の割合でしか見つからず、そのうちの宝石用品質は30%〜40%です。

露天堀りでの採掘

アフリカ南部にあるような近代的ダイヤモンド鉱山では、パワーショベルで採掘されています。パイプ鉱床での採掘の初期は、オープン・カストという露天掘りで進められます。地上から螺旋状に大型掘削機で鉱床を掘り下げ、鉱石は大型ダンプで地上まで搬送されます。深さがおよそ 200mほどになると、穴の周囲から岩石の崩壊が起り作業が危険になるため、穴の下を掘る地下採掘法に切り換えられます。

地下採掘法1:チャンバリング採掘法

チャンバリングのチャンバーとは『箱』を意味します。この名のとおり、鉱脈の中で箱を掘っていくような工法です。坑道の先からドリルと発破で下から上へと堀り進められ、上の階まで掘り終ると、すでに掘ってあるチャンバー(箱)が上から落ちてくるという仕組みです。掘削された鉱石は立杭まで運ばれ、地上へと回収されます。これは、1890年当時のデ・ビアス社支配人のガードナー・ウイリアムズによって導入された採掘法です。

地下採掘法2:ブロックケービング採掘法

人手をあまり必要としない工法として、考案された採掘法です。キンバーライトの層の下100〜200mに水平間隔で12〜15mごとに坑道を掘り、坑道の先を逆円錐形に掘ることで鉱石が岩盤の重みで落ちるという工法です。落ちてきた鉱石は坑道を通り、一定間隔で待機しているトロッコに乗せられて地上へ運ばれます。1953年南アフリカでは、一斉にこのブロックケービング採掘法に切り換えられましたが、掘り方の技術や重量負荷計算が必要などの問題があり、数々の改良が加えられてきました。

地下採掘法3:サブレベルケービング採掘法

鉱脈の中で、約65度の傾斜がある階段状に掘削していく掘削法です。階段の側壁に等間隔に穴を開け、一斉に岩盤を爆破します。崩れ落ちた鉱石は、地下に設けられたふるいに落下します。ふるいを通らない大きい岩は、ハンマーや発破で小さくされます。鉱石は専用の道を通って下の粉砕工場に運ばれて粉砕された後、地上へ運ばれます。

ダイヤモンドの回収

地上に運ばれた鉱石は、処理・回収プラントに運ばれます。そこで繰り返し粉砕され、3cmほどの大きさの粒にされます。さらに水洗いされ、重液を利用した選鉱が行われます。ここで不要鉱物の約80%が取り除かれます。繰り返しこの工程が行なわれ、回収工程でダイヤモンドと他の鉱物との分離が行われます。この回収工程では、ダイヤモンドが粘着性の高い『グリース』と呼ばれる油に粘着する特性を利用しています。グリーステーブルと呼ばれる、このグリースを塗ったベルトの上に付着したダイヤモンドをグリースと一緒に集め、グリースを蒸気で溶かすことで、ダイヤモンドだけを回収します。またダイヤモンドは、X線を当てると蛍光を発する性質があります。これを利用して、落下する鉱石にX線を当て、蛍光を感知する装置がダイヤモンドにタイミングを合わせて圧搾空気を吹き出し、ダイヤモンドだけを回収する方法もあります。

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