アースデイ：廃鉱山は放置されている？地雷のない山も宝物に変わる！

今日は世界地球デーです。私たちの惑星にはさまざまな天然資源があり、その中でも鉱物資源は私たちの日々の食料、衣服、住居、交通に関係しています。鉱物資源の「故郷」である鉱山は、採掘が終わった後は放置されてしまうのだろうか？と疑問に思わずにはいられません。実は、地雷のない山も宝物に変わるんです！

内モンゴル自治区ホリンゴル市の露天掘り鉱山（ギャラリーからの著作権画像。転載は著作権紛争につながる可能性があります）

01 廃鉱山とは何ですか？

鉱山とは、三次元空間で鉱物を採掘する人工の場所です。鉱物資源は再生不可能な性質を持っているため、ほぼすべての鉱山には独自の「寿命」があります。回収可能な資源が枯渇すると、鉱山は放棄または閉鎖される運命となり、廃鉱山となります。

一般的に鉱山は資源の枯渇により放棄されます。しかし近年、環境保護や生態系の限界を理由に多くの鉱山が閉鎖され、鉱山放棄の新たな形となっている。資源枯渇により放棄された鉱山とは異なり、このタイプの鉱山は本質的には「休眠鉱山」のようなものです。なぜなら、このタイプの鉱山には、採掘可能な一定の資源がまだ残っていることが多く、将来、生産プロセスのレベルと環境保護技術が向上したときに、再び生産鉱山に転換できるからです。

鉱山とは、三次元空間で鉱物を採掘する人工の場所です。 (ギャラリーの著作権保護された画像、転載は著作権紛争につながる可能性があります)

廃坑となった鉱山は、廃坑の理由にかかわらず、もはや人類に本来の鉱物資源を提供し続けることができない鉱山、つまり「休鉱」あるいは閉鎖鉱山となります。ただし、廃坑の中には、廃坑になった後に復活したり、再度採掘されたりするものもあります。

02 廃鉱山の危険性

鉱山が通常の生産状態にある場合、採掘活動によって山や鉱床の本来のバランスが崩れます。採掘・生産が進むと、鉱体や山から有害ガスが放出され、浸水や岩盤破裂などさまざまな地質学的問題を引き起こします。採掘作業の安全を確保するには、人工換気、排水、アンカーの介入が必要です。

鉱山が放棄されると、元々の鉱物生産は終了し、元々の換気、排水などの活動も終了し、あるいは関連システムさえも解体され、三次元空間に空洞またはトンネルだけが残ります。しかし、この空洞やトンネルは周囲の非採掘エリアよりも低いことが多いため、時間が経つにつれて空洞エリアに大量の水とガスが蓄積されます。

もともとの鉱石を含む地層には硫黄やリンなどの元素や酸性の有機塩が多量に含まれているため、蓄積された水の一部が長い年月をかけて浸出して酸性の坑水となり、それが地上に溢れ出したり、地下水を汚染したりして水質汚染を引き起こします。

廃炭鉱などの一部の廃鉱山では、炭層メタンが大量に採掘されます。蓄積されると炭鉱の表面の亀裂から溢れ出てメタンが漏れ出し、大気を汚染するほか、火に触れると爆発することもあります。

浅い地下や深い地下の炭鉱の中には、放棄後に多数の採掘場の崩壊が発生し、地盤の亀裂や地表の沈下、地下の石炭火災などの採掘地質災害を引き起こすものがあります。

露天掘り鉱山が廃坑となった後は、地表の植生が破壊され、地層が長期間地表に露出した状態となり、風化や浸食を受け、土石流や地滑りなどの地質災害を引き起こします。

03 廃鉱山には実は宝物がいっぱい

鉱山が放棄された後、さまざまな二次資源が形成されることがよくあります。

無形資源と有形資源

無形資源：鉱山の歴史、鉱山精神、その他の無形資源など、そこに含まれる鉱山文化を指します。

有形資源：廃トンネル、線路、建物、広場、建設用地などのほか、鉱山がある地上や鉱山内の地下の三次元空間。

物質の形態による分類

固形物：尾鉱、周囲の岩石、残留鉱物など。

液体：鉱山水、地下水、地盤沈下帯の水など。

ガス：炭層メタン（メタン、二酸化炭素など）

中国北部の多くの石炭紀-ペルム紀の炭鉱の下部の石炭の下には、大量のボーキサイト資源が存在します。炭鉱の天板や床板、層間にはリチウムやガリウムなどの「三珍」鉱物資源が豊富に存在し、坑内には炭層メタン、坑内水などの資源が大量に存在します。

03 廃鉱山の開発と活用

廃鉱山の場合、廃鉱山を再生する最善の方法は、廃鉱山をそのままにするのではなく、二次開発や利用を通じて自然生態系を回復させることであることが多いです。例えば：

放棄された露天掘り鉱山では、整地と開墾が行われ、新たな農地が形成されます。

降雨量の多い地域では、地域の状況に応じて人工湖や湖畔公園を造成することができます。例えば、我が国徐州​​の嘉王鉱区にある盤安湖国家湿地公園は、国家4A級の観光地となっています。

盤安湖国家湿地公園の一角（出典：新華社）

地下採掘によって生じた廃炭鉱の陥没地帯を人工的に少し整地した後、そこに太陽光発電基地を建設することができる。例えば、インターネット上でよく知られている大同市雲岡区の国内初の太陽光発電「先導」モデル基地などである。

大同市の太陽光発電プロジェクト（出典：新華社通信）

市街地の端近くにある廃鉱山も、鉱山ホテルや競技会場に改造される可能性があります。例えば、北京市門頭溝区の王平鉱区では、「石炭産業文化＋ホテルレジャー」をテーマにした文化観光リゾートホテルを建設する予定です。遼寧省阜新市の新丘露天鉱山は、閉鎖後、国際的なマウンテンカーレースの都市として発展し、レーシングドライバーにとって新たな世界となった。

長い歴史と古代の採鉱の歴史を持つ遺跡の中には、遺跡博物館として建てられるものもあります。例えば、湖北省大冶にある銅廬山古銅山遺跡博物館の歴史は4,000年前にまで遡ります。これは、我が国で発見された最も長い採掘期間、最大の規模、そして最も良好な保存状態を誇る古代の鉱山跡です。

銅廬山古代銅山遺跡の新しい博物館（出典：新華社通信）

密閉状態が良好な放棄された地下塩洞窟は、地下の石油、ガス、二酸化炭素貯蔵庫として使用できます。例えば、わが国の江蘇省常州市金壇と鎮江省栄兵では、2023年末までに廃塩洞窟ガス貯蔵施設4カ所が建設され、120万立方メートルの地下空間の再利用が実現しています。

エネルギー貯蔵発電所は、次のような廃坑のトンネルや空き地にも建設できます。

揚水発電所：坑内採掘や露天採掘により形成された高低差のある立体的な地下空間を利用して、高低差の異なる2つの貯水池を形成し、水域間の高低差により形成される自然の重力位置エネルギーを利用して発電します。

圧縮空気エネルギー貯蔵：炭鉱のトンネルや岩窟内の空間を活用し、発電のピーク時に圧縮空気を介して電気エネルギーを空気位置エネルギーに変換し、電力消費のピーク時に空気を電気エネルギーとして放出することで、ピークを減らし、谷を埋めて電気エネルギーを補充します。

著者: 劉 漢斌、山西省石炭地質局上級エンジニア

査読者: 安徽科技大学鉱山工学部教授 劉 琴傑

制作：中国科学普及協会

制作：中国科学技術出版社、中国科学技術出版社（北京）デジタルメディア株式会社