鉱業
鉱業(こうぎょう、英語:mining)とは、鉱物などの地下資源(場合によっては地表にあるものを含む)を鉱脈や鉱石から資源として取り出す産業である。卑金属、貴金属、鉄、ウラン、石炭、オイルシェール、岩塩、炭酸カリウムなどが採取される。農業で生産できない材料や、研究室や工場で化学合成で作れない材料を一般に採掘する。広い意味では任意の再生不可能な資源の採取を含み、石油や天然ガス、さらには化石水の採掘も含む。
日本は鉱業法では「鉱業」は「鉱物の試掘、採掘及びこれに附属する選鉱、製錬その他の事業」と定義されており(鉱業法4条)、鉱業法の適用鉱物について同法3条で定めている。
音が同じ「工業」などと区別するために「山の鉱業」「金偏の鉱業」などと称することもある。
石や金属の採掘は先史時代から行われていた。現代の鉱業では、鉱体を試掘し、計画中の鉱山の潜在的利益を分析し、必要な素材を抽出し、閉山となった鉱山の土地を最終的に何かに再利用するところまでを含む。鉱山は操業中だけでなく、閉山になってから何年か経っても、周囲の環境の悪影響を及ぼすことがある。このため多くの国々では、鉱山の悪影響を軽減するよう規制を設けている。安全性も重要な課題であり、近年では鉱山における安全は大幅に改善されつつある。
ヨーロッパにおける鉱業の歴史は古く、例えば Laurium の銀鉱はギリシアの都市国家アテナイを支えていた。しかし、鉱業を大規模化させたのは古代ローマ人で、特に多数の用水路を採掘現場にひき、大量の水を使えるようにした。水の用途は様々で、採掘現場から土や余分な岩を取り除くのにも使われた。これを水力採掘と呼ぶ。また、採掘した鉱石を洗うのにも使ったし、単純な機械を水力で駆動した。彼らは大規模に水力採掘を行って鉱脈の在り処を探る方式をとっていた。hushingと呼ばれる現在では行われない方法である。そのため、多数の用水路を建設して水を供給し、採掘現場に大きなため池やタンクを作って水を蓄えた。満杯になった水を解放すると、その流れの力で土が洗い流され、金脈を含む岩盤があらわになる。次に、その岩盤を火力採掘法で熱し、再び水流を使って急速に冷却する。このような熱衝撃で岩盤が割れ、さらに水を流すことで岩の破片を岩盤から除去できる。同様の技法はコーンウォールの錫石鉱床やペナイン山脈の鉛鉱山でも使われた。この技法は紀元25年、スペインのラス・メドゥラスにあった沖積層の大きな金鉱床から採掘するために古代ローマ人が開発した。
近年、アフリカにおける冶金(英語版)の発祥は紀元前3000年から紀元前2500年の頃に遡ると言われており、紀元前7世紀から紀元前6世紀の塊鉄炉(Bloomery)が発見されている。サハラ砂漠以南の地域と地中海沿岸部とのあいだでは先史時代から金や岩塩、象牙、獣皮などのサハラ交易が行われてきた。
1830年代にイギリス領ケープ植民地のオランダ系移民(ボーア人、アフリカーナー)約12000人が内陸に集団移住したグレート・トレックがあり、ボーア人はイギリスとの抗争ののちの1852年、サンド・リバー協定(英語版)によりオレンジ自由国、トランスヴァール共和国(現南アフリカ)を開国していたが、1860年代以降にオレンジ自由国西部のキンバリーでダイヤモンド鉱山が発見され大量の白人の鉱山技師が流入した。1886年にはヨハネスブルグ近郊で豊富な金鉱脈が発見され、トランスヴァールからケープ植民地への鉄道も整備された。1899年のボーア戦争ののちは両国ともイギリスの植民地となり、1910年にはイギリスの自治領南アフリカ連邦が成立した。1934年にはイギリス連邦内で独立国家となったが(英連邦王国)、バントゥースタン制度などの人種隔離政策が推し進められ、シャープビル虐殺事件やアパルトヘイトは国際的に問題視され、同国は1961年に英連邦を離脱して南アフリカ共和国となった。
現在では、ブルキナファソ、マリ共和国、中央アフリカ、ニジェール(以上元フランス植民地)、スーダン(元エジプト・イギリス植民地)も金などの採掘を行っているが、盗掘、密輸がテロ資金源となっている問題や、テロの問題も抱えている。
鉱業技術は、露天掘りと地下掘りの2種類の掘削技法に分類される。地表掘りの方が産出量が多く、アメリカでは85%の鉱物(石油や天然ガスを除く)が露天掘りで採掘されており、金属鉱石では98%にのぼる。採掘対象は大きく2種類に分けられる。漂砂鉱床 (placer deposit) は、鉱物を含んだ砂礫層や他の固結していない沖積層に有用な鉱物が含まれているものを指す。鉱脈鉱床 (lode deposit) は、鉱物が鉱脈の形で地層の中にあり、鉱物は硬い岩の中に含有されている。漂砂鉱床と鉱脈鉱床のどちらも、露天掘りの場合もあるし、地下掘りの場合もある。
漂砂鉱床の場合、洗鉱桶などの重力を使った選鉱法を使う。不要な砂粒などを取り除くため、洗ったり揺すったりする。鉱脈鉱床の場合、鉱石を粉砕して粉末状にしないと選鉱できない。粉砕後の選鉱法には物理的手法と化学的手法を組み合わせて使う。
ウランや希土類元素の鉱山では、原位置抽出法などのあまり一般的でない技法が使われる。抽出対象となる鉱物は可溶性でなければならない。すなわち、塩化カリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、酸化ウランなど水溶性のものが対象となる。
露天掘りでは、地表の土壌や植物、場合によっては岩盤を取り除いて鉱床をあらわにさせる。地表掘りに分類される採掘技法はいくつかある。open-pit mining では、地表から大きな穴を掘り下げていって採掘する。