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광업
광업(鑛業, Mining Industry)은 유용광물을 탐사(탐광)하고, 이것을 채굴(채광)해서 유용광물과 폐석을 선별(선광)하여 그 정광(精鑛)을 제련하는 산업을 말한다.
광업은 농업과 함께 인간문명 발전의 기간(基幹)을 이루는 2대 산업이다. 농업이 인간에게 생명을 유지하게 하는 음식을 제공해 준다면, 광업은 생활을 영위하게 하는 자재·원료·연료 등을 제공해 주고 있다.
즉, 돌·시멘트·철과 같은 건축자재, 구리·철·납·아연·황·흑연과 같은 공업용 원료, 석탄·석유·천연가스와 같은 연료, 칼륨·인산·질소와 같은 비료원료, 금·은·다이아몬드·루비·청옥과 같은 보석류, 그리고 우라늄과 같은 핵분열물질 등을 인간에게 공급해 주고 있다.
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개요[편집]
광업은 지하 또는 지표 상의 원석, 광맥, 광맥층으로부터 가치있는 광물을 캐고, 고르고 만드는 모든 산업 활동을 말한다.
대한민국 광업법 제4조에는 '광물의 탐광(探鑛) 및 채굴(採掘)과 이에 부속되는 선광(選鑛), 제련(製鍊), 기타의 사업을 말한다.'라고 정의하고 있다. 채굴을 통해 얻어지는 광물에는 보크사이트, 석탄, 철, 귀금속, 납, 석회석, 니켈, 인산염, 암염, 주석, 우라늄, 몰리브덴 등등이 있다. 넓은 의미에서의 광업에는 원유나 천연 가스는 물론이고, 심지어 지하수의 채취까지도 포함된다.
광물을 채취하는 곳은 광산(鑛山)이라고 한다.
자연에서 무언가를 얻는 일이지만 농업, 수산업, 축산업, 임업 등과는 달리 2차산업으로 분류된다. 이는 원료를 채취해서 제련하는 가공 작업이 광업에서 중요한 단계를 차지하기 때문이다.
인류의 산업 문명은 광업과 뗄 수 없는 관계이다. 특히 공업에 필요한 원료들이 전부 광업을 통해 채취되기 때문이다. 그래서 광업과 공업을 합쳐 광공업이라고 하기도 한다.
자원 부국들은 광업이 특히 발달한 나라이다. 하지만 광업에 과도하게 의존하여 다른 산업을 홀대하다 쪽박찬 나라도 많다. 이른바 자원의 저주. 대표적인 예가 나우루와 베네수엘라.
에너지대사율 (RMR) 개념으로도 광업은 극심하게 힘든 일로, 농업 이상으로 어려운 일로 판정된다.
2020년 제3차 광업기본계획에 따르면 한국의 광업은 석회석 1.2조, 무연탄 0.2조등으로 총 2.7조원 규모를 차지하며, 비금속광 86%, 금속 3%, 상위 10개 광석이 86.4%를 차지하고 있다.
연매출 100억원 이상의 광산이 20개 (6%) 일 정도로 업체 규모도 영세하다. 한편 고객은 대기업 몇개사로 제한되는 경우가 많아 수익률이 낮거나 역마진이 발생하고 있다.
역사[편집]
고고학상 가장 오래된 광산은 아프리카 에스와티니에 있는 라이언 케이브(Lion Cave)로 알려져 있다. 이 곳은 방사성탄소연대측정법 분석을 통해 약 43,000년 전의 것으로 밝혀졌다. 구석기인들은 이 곳에서 주철이 함유된 적철광을 채굴해 붉은색 황토원료를 만들어 냈다. 비슷한 시기에 네안데르탈인은 헝가리 지역에서 무기와 도구를 생산하기 위한 부싯돌을 채굴하는 광산이 있었다.
또 다른 고대 채굴장으로 시나이반도를 들 수 있다. 이 곳의 고대 이집트인들은 Wady maghareh에서 터키옥을 채굴하기도 했고, 지금의 미국 뉴멕시코주의 세릴로스 광산 지역(Cerillos Mining District)에서도 아메리카 토착민들이 터키옥을 채굴한 역사가 있다.
1627년 슬로바키아 중부의 광업도시인 반스카슈티아브니차(슬로바키아어: Banská Štiavnica)에서는 흑색 화약을 채굴하기 위해 최초로 갱도(坑道)를 이용했다. 독일에서는 세계 최초의 광산학교가 프라이베르크에 세워졌다. 독일의 베르크 아카데미(Bergakademie:광산학교)는 18세기 독일 지역 여러 곳(클라우슈탈-첼러펠트, 베를린 등)에 세워졌다. 이중 프라이베르크와 클라우슈탈-첼러펠트에 있는 것만 현재 계속 남아 있다. 이곳 출신의 많은 엔지니어들이 특히 러시아에 많이 초빙되어 가서 일했다. 프랑스에서도 독일의 베르크 아카데미를 모범으로 하여 1783년에 국립광산학교(École des Mines) 가 문을 열었다.
광업의 분야별 발전현황[편집]
물리탐사[편집]
물리탐사의 기초이론은 18세기 초기부터 발달하였으나 실제조사에 이용된 것은 19세기 이후부터라 하겠다. 19세기 말부터는 전자기술이 발달함에 따라 각종 야외용 및 실내용 탐사기기가 개발되었으며, 광물자원탐사에 크게 공헌해 왔다. 특히, 1960년대에는 전자기술분야에 일대혁명이라 할 인공위성의 개발에 힘입어 물리탐사용 기기의 개발에도 획기적 전기가 마련되었으며, 한걸음 더 나아가 인공위성에 의한 자원조사까지 가능하게 되었다.
이러한 세계적 추세에 힘입어 물리탐사기술이 1950년대에 도입되었고, 1958년에는 비행기에 의한 항공자력조사가 실시되었다. 1960년대에는 각종 물리탐사기술이 지질조사소와 기술진에 의해 본격적으로 개발되었으며, 탐사대상 광물은 철 · 동 · 연 · 아연 등 금속광산을 대상으로 광산개발에 직결될 수 있는 국부적인 정밀조사에 치중하여 중화학공업용 원료광물 확보에 노력하였다.
과거에는 지표지질조사자료 외에 광상학지식을 토대로 지하의 광상상태를 추정하여 시추(boring)나 갱도굴진에 의한 지하 직접탐광을 시행하는 방법이 취해졌으나, 시추나 갱도굴진은 많은 비용과 시간이 소요되므로 잠재광체를 능률적으로 탐광할 수 있는 기술개발요구에 부응하기 위해 물리탐광법이 개발되었다. 현재 탐광은 노두(露頭)에서부터 잠재광체 또는 심부광체탐광으로 변화하는 추세에 따라 물리탐광법이 급속하게 발전하고 있다.
시추탐사[편집]
시추탐사는 1957년 10월 석탄공사 함백광업소에서 외국기술진의 협조를 받아 본격적으로 시작한 이래 대형시추기가 도입되고, 수입에 의존하던 다이아몬드 비트를 1964년 이후 국내에서 생산하게 됨에 따라서 연간 시추실적은 15만m를 상회하게 되었다. 시추심도는 1974년에는 동원탄좌에서 900m를, 1977년에는 석탄공사 장성광업소에서 1,137m를 돌파하여 증대되고 있으며, 1980년에는 대한광업진흥공사 기술진에 의하여 1,700m 장공시추가 삼척탄전에서 시공되었다.
이와 함께 우리 나라의 시추기술은 최대 55°경사시추(angle boring)까지 가능하게 되었으며, 선진국에 비해서도 손색없는 편차율 7％를 나타낼 수 있었던 것은 벤토나이트(Bentonite) · 시엠시(C.M.C.) · 네오크롬나이트(Neochromnite) · 아스텍스(Astex) 등 화공시약을 사용하게 되어, 시추공 내 출수방지와 매몰방지, 케이싱삽입감소, 공내 사고의 신속정확한 처리 등이 가능하였기 때문이다.
채광[편집]
국내광산의 대부분이 갱내채굴을 하게 됨에 따라 이에 적합한 채광법이 개발, 연구되고 있다. 석탄광의 경우, 부존조건이 대단히 불리하여 탄층은 빈약하며 불규칙하고, 경사 또한 완만한 경사로부터 70°가 넘는 급경사로 변화가 심하여 막장의 기계화가 어려운 실정에 있다. 더구나 근래에 들어 노동력을 구하기 어렵고 채탄이 심부화됨에 따라 지열과 지압이 상승하는 등 위험도가 증가됨에 따라 광산재해는 날로 늘고 있어 기술개선이 요구되고 있다.
채탄방식은 연층채탄과 위경사승붕락법(僞傾斜昇崩落法)이 대부분이며, 그 밖에 하향분층채탄(top slicing) 등도 적용되고 있다. 이들 채탄법 중 위경사승붕락법은 막장 생산능률이 높고 막장운탄이 용이한 장점이 있으나, 채수율이 낮고 2 · 3차 채탄이 불가피하며, 탄질이 저하되고 통기가 불량할 뿐 아니라 승갱도가 붕락될 위험이 있어 광산보안상 문제점이 많다.
최근 석탄공사 장성광업소에서는 갱내지보로 수압식 철주(水壓式鐵柱)를 사용하고, 운탄을 체인 컨베이어로 하는 하향분층채탄법을 적용하여, 능률향상은 물론 탄질향상 · 재해감소에 기여하고 있어 이를 도계광업소 등에 확대 보급하고 있다. 강원탄광에서는 미끄럼지주(sliding loof bar)를 이용한 중단붕락법(sublevel caving)을, 충청남도 영보탄광에서는 램플라우(ram plough)채탄법을 적용하고자 준비중인데, 이러한 시험이 성공하면 현재 15％ 수준에 미달하는 막장채탄비율은 30∼40％에 달할 것으로 기대된다.
한편, 일반광산에서는 슈링키지법(shrinkage stoppion)과 중단채광법(sub · level stopping) 등이 채택되고 있으며, 일부 광산에서는 장공착암기를 이용하여 적은 발파수로 다량채광을 시도하고, 상동광산에서는 광사와 광니(sand slime)로 채굴적을 채워 심부화에 따른 지압을 조절하고 가채율을 향상시키고 있다.
또한, 석회석광산과 고령토 · 규석 · 납석광산 등에서는 노천채굴이 적용되고 있는데, 갱내채굴에 비하여 대량채굴이 가능하고 작업이 안전하며 능률적이다. 갱내채굴에서 1인 1교대당 1∼1.4t을 생산할 수 있는 데 비하여 석회석광산에서는 노천채굴로 평균 20t을 생산하고 있으며, 1회 발파에 3만t 채굴하는 쌍용양회에서는 무려 160t이나 된다. 노천채굴에서는 갱내채굴에 비해 장공착암기 · 대구경비트 등이 사용되고, 운반도 35t 트럭을 이용하는 등 모든 장비가 대형화되고 있다.
굴진[편집]
갱도굴착은 작업소마다 월 100m 내외의 굴진속도를 보이는 것이 보통인데, 갱내적재시설이 대형화되고 점보드릴 등을 사용하여 굴착시설도 대형화하는 경향을 나타내고 있으며, 1회발파량 또한 증대되고 있다. 적재시설인 로커셔블(rocker shovel)도 종래에는 궤도를 이용하던 것을 무궤도로 발전시키고, 수평운반에서는 충전차가 일반적이나 셔틀트레인(shuttle train)을 이용하는 광산도 있다.
광차도 대형화되고 자동하강시설로 운반능률의 확대를 기하고 있다. 사갱운반에는 광차직접권양방식이 사용되어 왔으나 물량증가에 따라 벨트컨베이어 계통이 도입되었다. 심부화에 따른 운반능력 증가와 능률향상을 위하여 1963년 강원탄광에서는 각각 내경 4.8m · 3.8m, 심도 456m · 531m인 수갱 2개를 국내기술진에 의해 최초로 완공하였다.
그 뒤, 1968년에는 장성탄광에서 {{%053}}6.4×600m의 대단위 수갱을 완성한 이후 한성 · 삼보 · 함태 · 강원 등에서 580∼690m의 수갱을 굴착, 사용하고 있다. 연화광산에서는 심도 360m · 600m수갱을 준공하였다. 갱내지보로 운반갱도에는 철제빔 · 콘크리트 지보 · 콘크리트라이닝 등이 사용되고, 이 밖에도 쇼트크리트 · 레진볼트(resin bolt) 등에 대한 사용이 연구되고 있으며, 산림보호측면과 지압증가에 따라 목재지보는 다른 지보방식으로 대체되어야 할 실정이다.
광산보안[편집]
선진국의 기술 · 장비 등이 많이 보급, 사용되고 있으며, 석탄광의 경우 갱내출수와 메탄가스발생으로 인한 재해를 감소시키고자 봉명탄광에서는 그라우팅(grouting)공사를 하여 분당 25㎥이었던 출수량을 절반 이하로 감소시켰으며, 장성 · 경동 등 갑종탄광에서는 통기갱도의 형성과 가스추출시험 등으로 가스함량을 감소시키고 있다.
선광[편집]
선광제련부문이 크게 확충되고 해외기술연수와 끊임없는 시험연구 등으로 정광품위와 실수율을 높이는 기술이 발전되었다. 상동광산에서는 화학처리공장이 가동되고 기술이 개선되어, 급 · 광 품위가 1962년에는 1.1％이었던 것이 근년에는 0.6％에서도 충분히 가행할 수 있을 정도로 기술이 크게 발전되었다.
광업의 기술개발[편집]
핵자원[편집]
석유 · 석탄 등 에너지자원의 유한성과 편재성으로 인하여, 핵연료 자원 중 우라늄은 현재 국내외적으로 대체에너지원으로 개발되고 있다. 국내 원자력발전 장기계획에 의하면 2000년대까지 40여 기의 원자력발전소를 건설할 계획인바, 우라늄의 안전 공급원 확보를 위해 옥천계를 대상으로 정밀지질광상조사 · 물리탐사 및 시험시추를 실시하였다. 1996년 현재까지 옥천계에서 확보된 우라늄 총매장량은 1억1600만t(U3O8：0.03∼0.04％)으로서, 회수가 가능한 우라늄 정광으로 환산하면 약 2만6000t에 달하며, 부산물인 석탄은 2200만t 정도 회수할 수 있게 된다.
그 밖에 경기육괴(京畿陸塊) 변성암 및 백악기 퇴적암 분포지역 2만2000㎢(55도폭)에 대한 방사능분포도가 작성되어 진천 · 홍천 · 봉화 등 10여개 소에서 우라늄 부존가능성지역이 설정되었다. 항공탐사 자료의 전산처리 소프트웨어 개발로 종래 외국에 의존했던 자료해석도 자체적으로 해결할 수 있는 능력을 갖추게 되었다.
해저자원[편집]
세계적 자원보고인 해저자원 개발을 위한 장기연구사업으로, 국토의 3배가 넘는 대륙붕 및 주변 연근해저에서 석유 · 천연가스 등 유용광물 부존가능성을 규명하기 위해, 정부에서는 대륙붕을 7개 광구로 구분하여 외국 석유회사들과 기술합작을 통하여 물리탐사와 시추를 실시하여 개괄적으로 해저지질 구조파악과 지층의 퇴적환경을 규명하였다.
전대륙붕에 대한 탐사자료를 획득하고 연차적으로 각 광구에 대한 자료를 정밀 해석하고 전산처리하여 석유부존 여부와 유망 시추후보지를 선정하고, 제2광구 내 액화수소 집적유망부존지역 12개 소를 선정하였다. 제5광구에서는 석유부존 가능한 퇴적분지(堆積盆地) 2개 소를 확인함으로써, 1981년 이래 36개 소에 유망 시추후보지를 선정하였다. 또한 탐사자료를 전산처리하여 실용화하게 됨으로써, 종래 외국에 의존하던 석유탐사 자료 전산처리 및 분석기술을 용역업무로 대행하여 20만 달러에 상당하는 외화를 절감하게 되었다.
1972년부터 1982년까지는 외국기업이 주도하여 5만1437L · km의 물리탐사와 12개 공의 탐사시추를 실시하였으며, 1983년부터는 대한석유개발공사가 주도적으로 석유탐사활동을 전개하여 6만3375L · km의 물리탐사와 18개 공의 탐사시추를 실시하였다. 1987년에는 제6 · 1광구 돌고래지역에서, 그리고 또한 고래지역에서 각각 상당한 규모의 가스층을 발견하였다. 그러나 확인된 매장량이 생산 가능한 경제규모에는 부족하므로 매장량을 추가로 확보하기 위하여 1996년부터 1997년까지 제6 · 1광구를 포함한 국내 대륙붕 전반에 대한 종합기술평가를 실시하여 하루 생산량 7500만 입방피트의 가스와 1,546배럴의 콘덴세이트가 산출되어 산유국의 대열에 한발 다가서게 되었다.
또한 남해∼ 거제간 연근해저 지질을 조사하여 장차 해양자원개발 때 기초자료가 되는 25만분의 1 대륙붕지질도를 완성하였다. 해저 유용광물자원을 확보하기 위하여 규소광을 조사한 결과, 서해 안면도 일대에서 해빈규사 450만t을 추가로 확보하였다.
광업 유명 도시[편집]
한반도[편집]
해외[편집]
- 아타카마 사막 (칠레) - 구리
- 루르 (독일) - 석탄
- 도네츠크 (우크라이나 도네츠크 인민공화국) - 석탄
- 미르니 (러시아) - 다이아몬드
- 유바리시 (일본) - 석탄
- 캘리포니아 금, 네바다 은, 애리조나 구리 - 각각 Golden State, Silver State, Copper State이라는 닉네임이 붙을 정도로 유명하다. 이 중 네바다를 제외한 나머지 두 주는 아직도 현역이다.
- 키루나(스웨덴) - 철광
- 포토시 (볼리비아) - 은
- 호주 전역 - 전 국토에 석탄, 금, 은, 철광, 보크사이트 등 각종 광물이 풍부하게 난다.
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
