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요약 땅속에 묻혀 있는 석탄·석유·광석 등의 유용광물을 채굴하는 장소.
연승채굴, 보령석탄박물관, 충남 보령시 성주면
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채굴된 광석을 선광·제련하는 시설은 물론 기타 부대시설까지도 포함한다. 특별히 석유의 경우에는 유전, 석탄의 경우에는 탄광이라 하며, 채석장은 광산에 포함시키지 않는 것이 일반적이다.
대체로 금속광산과 비금속광산으로 분류되며, 채굴방식에 따라 갱내광산과 노천광산으로 나누어진다. 또한 광상의 형태에 따라 맥상광산(脈狀鑛山)·층상광산(層狀鑛山)·괴상광산(塊狀鑛山)·산점상광산(散點狀鑛山) 등으로 분류되며, 판매방식에 따라 원광석이나 정광상태로 판매하는 매광광산(賣鑛鑛山)과 광산 내에서 선광 및 제련과정까지 거쳐서 판매하는 광산으로 분류되기도 한다.
광산은 다른 1차적 생산장소와는 달리 몇 가지 특징을 지닌다. 첫째, 광산은 생산량의 한계가 있으며, 단기간 동안에 재생산이 불가능하므로 그 부대시설은 일시적으로 형성되었다가 사라질 수 있다. 둘째, 가행기간의 예측이 어렵고, 투자의 회수기간이 길며, 폐광 후의 부대시설을 다시 활용할 수 없으므로 자본투자의 위험률이 높다. 셋째, 일단 채광이 시작되면 단기간 내에 높은 수익을 얻을 수 있다.
넷째, 작업장에서의 암반붕괴·출수(出水)·가스폭발 등의 산업재해율과 진폐증·규폐증 등의 직업병 발병률이 높다. 다섯째, 2차 산업의 기초가 되므로 2차 산업의 경제동향에 따라 광산의 경기가 변동한다. 여섯째, 산간오지나 도서벽지에 새로운 광산이 개발될 경우 도로 및 상·하수도 등의 하부구조가 신축되어야 하므로 부수적인 투자가 필요하다.
역사
광산활동은 이미 선사시대부터 시작되었으며, 인간이 최초로 이용한 광물은 무기용 부싯돌이다. 금은 최초로 사용된 금속으로 그당시에는 사금형태로 채취되었으며, 천연적인 형태로 채굴된 것은 구리였다. 역사가들은 BC 3000년 전에 이집트에 구리광산이 있었던 것으로 전한다. 광물은 세정·선광·제련 과정을 거쳐야 하므로 광산은 야금술과 같은 처리방법의 발달과 더불어 발전해 왔다.
초기에 개발된 가장 완전한 처리방법 중의 하나는 1556년 독일의 게오르기우스 아그리콜라(Georgius Agricola)가 개발한 환기용 수직갱과 터널을 뚫는 방법이었다. 또한 광산에서 획기적인 발전이 이루어진 것은 중세에 화약이 서양에 전래되면서부터이다. 이후 화약은 다이너마이트로 대치되었으며, 1956년 이후에는 질산암모늄 폭약과 현탄액(slurry)이 널리 사용되어 왔다.
착암기의 발명으로 경암광산에서의 생산량은 현저히 증가했으며, 채굴비용과 시간이 수배로 감소하였다. 전기기관차·컨베이어(conveyer) 등의 운송수단과 대규모의 스트립핑머신(Stripping Machine)과 같은 채굴기술의 발달로 광산활동은 급격히 발전했다.
한편 우리나라에서 광산활동이 이루어지기 시작한 것은 삼한시대로 생각되며, 이후 삼국·고려·조선 시대를 거치는 동안 많은 금·은·동·철광 등이 개발되었다. 조선 말기에 광산개발이 활발히 진행되었으나, 외국인들에게 광산채굴권이 허용되면서 많은 자원이 수탈당하기도 하였다. 현재 광산활동은 사양길에 접어들고 있지만 비금속광산은 아직까지 개발의 여지가 남아 있다.
ⓒ 663highland/위키피디아 | CC BY 2.5
광산개발
과거 많은 광상들은 노두(out-crop)에서 발견되었으나 현재 대부분의 새로운 광상들은 지질적인 기술을 이용하여 찾아낸다. 광화작용, 구조, 광상의 환경 등을 통하여 광석이 매장되어 있는 곳을 알 수 있다.
일단 유용한 광산이 발견되면 지질 및 광석구조 등을 파악하기 위한 착암 계획이 세워지며, 여기에서 얻은 자료는 탐사 및 다음 단계의 평가에 이용된다(→ 광상학). 금속광상의 경우는 화산암과 화성암의 존재, 광화작용과 관련된 암석 연령, 기후조건 등을 파악하는 것이 중요하다. 그밖에도 암석을 화학적으로 분석하거나 진동기술, 자력기법, 전기적 방법, 중력기법, 방사성 입자의 역회전을 이용한 지구물리학적 방법으로 광석의 존재를 확인할 수 있다.
광상의 매장규모, 형태, 설비가치 등을 검토한 후 가치있는 광상임이 확인되면, 자본투자에 앞서 시추·착암 및 표본추출이 시행된다. 컴퓨터에 의해 앞으로의 탐사결과, 광산의 손익계산이 행해지며, 이때 투자회수율은 광산이 폐광되기 전까지 적절한 이익을 보장하도록 계산된다. 어떠한 방법을 이용하여 광상을 채굴할 것인가는 지질적 암석의 메커니즘을 통하여 판단한다.
즉 광상의 깊이·형태·위치·주향·경사 등을 비롯해 광석의 강도 및 물리적 특성, 광상을 둘러싸고 있는 암석의 강도 및 물리적 특성, 광석의 등급 및 형태 등의 지질적 특성에 따라 채굴방법이 달라진다. 또한 암석의 강도·변형·변위 측정에 관한 연구는 암석구조의 안정성, 지질조건, 광산의 함몰과 안정성 등을 파악하는 데 도움이 된다.
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광산작업
광산 작업에는 폭발·착암·기중(Hoisting)·적재·운반·환기 및 조명 등이 포함된다. 폭발에는 1950년대에 개발된 질산암모늄 폭약이 사용된다.
권양기, 보령석탄박물관, 충남 보령시 성주면
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착암기에는 진공착암기·회전굴진착암기·화염분출착암기 등이 있으며, 특히 대규모의 굴진에는 수갱용착암기가 이용된다. 최초로 사용된 기중기는 권양기(windlass)였으며, 그후에는 끈이나 밧줄로 이루어진 윈치(winch)를 이용했다.
기계에 의한 기중기는 산화엔진·압축공기모터·전기모터 등을 사용한다. 광석을 적재하고 운반하는 데에는 처음에는 외바퀴손수레가 이용되었으나 현재는 소규모의 노천광산이나 기계적인 운반을 할 수 없는 광산에서만 이용될 뿐 대부분 스크레이퍼나 케이블이 이용되며, 대규모 광산에서는 트럭을 이용한다.
한편 채굴심도가 깊어지면 갱내의 온도는 상승하고 충분한 산소를 공급하도록 적절한 환기시설을 갖추어야 한다. 최소한의 환기시설은 송풍기를 갖춘 2개의 통로를 필요로 한다. 광산에 설치된 대부분의 시설은 전등장치를 지니며, 광부 또한 그들의 모자에 조명시설을 갖추고 있다. 훌륭한 조명시설은 안전한 작업과 효율적인 생산에 필수적인 조건이다. 상업성을 띤 대부분의 광상은 단구·전위단층·단층지대의 광맥이나 이와 관련된 곳에 분포하고 있다.
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