Principalele etape în exploatarea zăcămintelor de minereu: Ce înseamnă dezvoltarea, pregătirea, tăierea și oprirea zăcămintelor de minereu

Exploatarea zăcămintelor de minereu este o activitate inginerească complexă și tehnologic intensivă, care implică mai multe etape și o planificare meticuloasă. Scopul său este de a converti eficient și în siguranță resursele minerale subterane în produse minerale utilizabile. Acest articol oferă o analiză detaliată a principalelor etape din exploatarea zăcămintelor de minereu - dezvoltarea, pregătirea, tăierea și oprirea - și explică relațiile dintre acestea.

I. Dezvoltarea zăcămintelor

În primul rând, să explicăm dezvoltarea zăcământului. Dezvoltarea zăcământului implică excavarea unei serii de tuneluri de la suprafață pentru a se conecta la zăcământ și a-l lega de suprafață, formând sisteme pentru accesul personalului, ventilație, transport, drenaj, alimentare cu energie electrică, alimentare cu aer și alimentare cu apă. Aceasta îndeplinește două funcții cheie: în primul rând, stabilirea unei serii de lucrări inginerești care ajung la zăcământ și creează conexiuni între acesta și suprafață; în al doilea rând, formarea sistemelor miniere subterane de bază, inclusiv căi pentru personal, transport, drenaj, alimentare cu energie electrică, aer și apă.

În ceea ce privește obiectivele dezvoltării, o putem împărți în trei părți. În primul rând, trebuie să transportăm minereul și roca sterilă din subteran la suprafață - aceasta este cerința fundamentală, cu scopul de a aduce minereul subteran la suprafață. În al doilea rând, trebuie să deversăm apele uzate și aerul poluat la suprafață pentru a asigura un mediu de lucru adecvat pentru operațiunile subterane.

A treia parte implică tunelurile de dezvoltare. Aceste tuneluri sunt excavate pentru a atinge obiectivele de dezvoltare menționate mai sus, și anume stabilirea conexiunilor cu zăcământul și formarea sistemelor pentru mișcarea personalului, ventilație, transport, drenaj, alimentare cu energie electrică, aer și apă. Această serie de tuneluri de ghidare este denumită ghiduri de dezvoltare. Așadar, ce includ în principal tunelurile de dezvoltare? De exemplu, acestea cuprind puțuri, galerii, curți de fund de puț, jgheaburi principale de minereu și puțuri de umplere, precum și tuneluri de transport la nivel. Toate acestea sunt cunoscute colectiv sub denumirea de ghiduri de dezvoltare.

Rezumat:
Primul pas în exploatarea zăcământului este dezvoltarea acestuia, care stabilește o rețea de tuneluri de la suprafață la zăcământ, asigurând intrarea și ieșirea personalului, echipamentelor și materialelor, precum și transportul minereului și al rocilor sterile. Ingineria de dezvoltare nu implică doar excavarea tunelurilor, ci și construcția sistemelor de ventilație, drenaj, energie electrică, aer și alimentare cu apă, punând bazele operațiunilor miniere ulterioare. Tunelurile de dezvoltare sunt de diferite tipuri, cum ar fi puțuri, galerii, curți de fund de puț, jgheaburi principale de minereu, ridicări principale și tuneluri de transport la nivel, care împreună formează așa-numitul sistem de ghidare a dezvoltării. Prin aceste tuneluri, minereul poate fi ridicat la suprafață, asigurând în același timp condiții adecvate de lucru subteran, cum ar fi alimentarea cu aer proaspăt și evacuarea eficientă a apelor uzate.

II. Pregătirea zăcămintei

Care este definiția pregătirii? Odată ce zăcământul a fost dezvoltat, trebuie să delimităm zonele cheie. Această parte se numește pregătirea zăcământului. Are două scopuri: în primul rând, împărțirea nivelului în blocuri ca unități de oprire independente; în al doilea rând, subdivizarea în continuare a nivelului în blocuri, tratându-le ca unități de oprire independente și creând condiții în interiorul zăcământului pentru accesul personalului, forajul rocilor, extragerea minereului, ventilație și multe altele. Ne putem imagina că dezvoltarea menționată anterior creează condițiile de bază pentru exploatarea zăcământului. Pregătirea, bazându-se pe dezvoltare, îl împarte în continuare în unități de oprire independente și oferă condiții pentru accesul personalului și ventilație în aceste unități. Sarcinile pregătirii se încadrează, de asemenea, în două categorii principale: prima este subdivizarea nivelului în blocuri ca unități de oprire independente; a doua este crearea condițiilor pentru oprire, inclusiv căi pentru personal, ventilație, foraj și conexiuni.

Comparativ cu tunelurile de dezvoltare, ce sunt tunelurile de pregătire? Tunelurile de pregătire sunt un mijloc de finalizare a sarcinilor de pregătire prin excavarea unei serii de tuneluri. Aceste tuneluri sunt cunoscute sub numele de tuneluri de pregătire. În diagrama din dreapta, principalele caracteristici ale tunelurilor de pregătire includ creșteri ale personalului și ale ventilației, precum și tunelurile de conectare - acestea sunt caracteristici ale tunelurilor de pregătire. La evaluarea indicatorilor economici minieri, sunt implicați doi indicatori legați de pregătire: raportul de pregătire și proporția lucrărilor de pregătire.

Raportul de pregătire se referă la metrii de tuneluri de pregătire și tăiere necesari pentru fiecare mia de tone de minereu extras din bloc. Pe de altă parte, proporția lucrărilor de pregătire este raportul dintre cantitatea de minereu extrasă din tunelurile de pregătire și tăiere din bloc și minereul total extras din bloc. Spre deosebire de raportul de pregătire, care ia în considerare doar lungimea tunelurilor de pregătire și tăiere construite împărțită la producția totală de minereu pentru a obține raportul, proporția lucrărilor de pregătire rafinează acest lucru prin calcularea proporției de minereu extras din excavarea tunelurilor de pregătire și tăiere față de producția totală de minereu a blocului.

Raportul de pregătire reflectă doar lungimea tunelurilor de pregătire și tăiere din bloc, fără a lua în considerare impactul dimensiunii secțiunii transversale sau al volumului tunelului. Cu toate acestea, proporția lucrărilor de pregătire reflectă doar proporția tunelurilor de pregătire în venă și tăiere dispuse în interiorul zăcământului, fără a lua în considerare volumul de muncă al tunelurilor de pregătire în afara venei și tăiere. Aceasta este diferența dintre ele.

Rezumat:
După finalizarea dezvoltării zăcământului, procesul trece la pregătirea acestuia. Scopul acestei etape este de a subdiviza în continuare zona minieră în unități mici, ușor de gestionat și extractibil - și anume blocuri - printr-o planificare detaliată a zăcământului dezvoltat. Lucrările de pregătire nu implică doar excavarea tunelurilor, ci și crearea condițiilor necesare în interiorul blocurilor pentru accesul personalului, forarea rocilor, extragerea minereului și ventilație. Tunelurile de pregătire, cunoscute și sub denumirea de tuneluri fiscale, trebuie să ia în considerare amplasarea personalului și a grinzilor de ventilație, precum și conectarea tunelurilor pentru a crea un mediu de lucru favorabil pentru operațiunile miniere ulterioare. Raportul de pregătire și proporția lucrărilor de pregătire sunt doi indicatori cheie pentru evaluarea eficienței pregătirii, măsurând aspectele economice ale construcției tunelurilor și, respectiv, proporția de minereu produs în tuneluri, oferind baze cantitative pentru optimizarea strategiilor de pregătire.

III. Tăiere

A treia parte se referă la lucrările de tăiere. Așadar, care este definiția tăierii? Lucrările de tăiere se bazează pe pregătire și, pe terenul deja pregătit, creează fronturi libere și spații libere pentru extracția minereului la scară largă. Din această definiție, putem înțelege că își propune să creeze fronturi libere și spații libere pentru opriri. Scopul său este de a genera aceste fronturi libere și spații.

Lucrările de tăiere includ în principal două aspecte: cum se formează fețe libere și spații libere. În primul rând, prin excavarea tunelurilor de tăiere, se pot forma fețe libere și spații libere. În plus, pe baza tunelurilor de tăiere, se efectuează lucrări suplimentare pentru a extinde fețele libere, oferind mai mult spațiu liber pentru oprire. Tunelurile de tăiere constau în principal din două părți: tuneluri de subtăiere (galeturi de subtăiere și tăieturi transversale) și ridicări de tăiere. Pentru a extinde în continuare fețele libere, sunt necesare și operațiuni de subtăiere, canalizare și canelare. Aceasta cuprinde întregul conținut al lucrărilor de tăiere. Dezvoltarea, pregătirea și tăierea sunt toate pregătiri pentru oprire.

Rezumat:
Tăierea este etapa care urmează pregătirii, menită să creeze fețele libere și spațiile necesare pentru oprirea la scară largă. Această etapă implică excavarea unor tuneluri specifice, cum ar fi tuneluri de subforare și supraetaje de tăiere, pentru a oferi spațiu pentru explozia și afânarea minereului. Proiectarea tunelurilor de tăiere trebuie să țină cont de proprietățile fizice ale minereului, de structura zăcământului și de tehnicile de exploatare pentru a asigura implementarea eficientă a operațiunilor de oprire. În plus, operațiuni precum subforarea, perforarea și canelarea sunt efectuate pentru a extinde în continuare spațiile libere, facilitând activitățile de oprire.

IV. Oprirea

Oprirea se referă la procesul de efectuare a lucrărilor miniere la scară largă după finalizarea extracției. De obicei, lucrările miniere la scară largă se numesc oprire și sunt subdivizate în trei etape principale: spargerea minereului, manipularea minereului și gestionarea presiunii la sol. Mai întâi, să explicăm definiția spargerii minereului: utilizarea spațiului de extracție ca front liber și utilizarea metodelor de foraj și împușcare a rocilor. Spargerea minereului este de obicei împărțită în patru categorii în funcție de condițiile de prezență a zăcământului, metoda de extracție adoptată și echipamentul de foraj: spargerea la mică adâncime, spargerea la adâncime medie, spargerea la mare adâncime și împușcare în cameră.

Manipularea minereului se referă la munca de mutare a minereului explodat în interiorul blocului pentru a fi transportate în tuneluri și încărcarea acestuia în vagoanele de mină. Manipularea se limitează la interiorul minei, adică la mutarea minereului în tunelurile de transport, în timp ce transportul se referă la procesul de ridicare a minereului din tunelurile de transport la suprafață.

Există două metode principale de manipulare a minereului: manipularea gravitațională și manipularea mecanică. Manipularea gravitațională utilizează în principal extragerea minereului prin pâlnie obișnuită pentru mișcarea gravitațională. Manipularea mecanică utilizează echipamente precum greble electrice, încărcătoare, scrape, camioane și transportoare cu bandă pentru manipulare asistată.

La selectarea metodelor de transport al minereului, se iau în considerare metoda de exploatare și condițiile zăcământului. De exemplu, zăcămintele cu înclinație abruptă sunt mai potrivite pentru manipularea gravitațională, în timp ce zăcămintele cu înclinație ușoară sau aproape orizontale sunt mai potrivite pentru manipularea mecanică.

Al treilea aspect este gestionarea presiunii asupra solului. Presiunea asupra solului se referă la fenomenul prin care, după extracția minereului, se formează sub pământ zona exploatată (goaf), iar în timp, stâlpii și roca înconjurătoare din peretele suspendat și din peretele de bază se deformează, cedează sau se prăbușesc. Gestionarea presiunii asupra solului implică lucrările necesare pentru a preveni sau controla deformarea, ruperea și prăbușirea rocii înconjurătoare. Aceasta include eliminarea efectelor adverse ale presiunii asupra solului și asigurarea siguranței producției, cunoscute colectiv sub numele de lucrări de gestionare a presiunii asupra solului.

Pe baza metodelor actuale de gestionare a presiunii asupra solului, aceasta poate fi împărțită în trei părți: în primul rând, utilizarea unor stâlpi reținuți pentru a susține capul de sapă în vederea gestionării; în al doilea rând, gestionarea prin prăbușirea rocii înconjurătoare; și, în final, umplerea capului de sapă cu materiale de umplutură pentru gestionare.

Rezumat:
Oprirea zăcământului este faza centrală a exploatării minereului, cuprinzând trei etape majore: spargerea minereului, manipularea minereului și gestionarea presiunii la sol. Spargerea minereului se efectuează prin foraj și împușcare în spațiul de tăiere, cu adâncimi de foraj și metode adecvate selectate în funcție de condițiile zăcământului. Manipularea minereului implică mutarea minereului explodat în tuneluri de transport și încărcarea acestuia pentru transport, făcând distincție între metodele gravitaționale și cele mecanice, cu selecții bazate pe factori precum înclinarea zăcământului. Gestionarea presiunii la sol este esențială pentru asigurarea siguranței în minerit, necesitând măsuri de prevenire și control al deformării, cedului și prăbușirii în zăcământ, menținând astfel operațiuni de extracție stabile în curs de desfășurare.

V. Relațiile dintre etape

Cele patru etape din exploatarea zăcămintelor de minereu sunt strâns interconectate în timp și spațiu, desfășurându-se secvențial pentru a forma un lanț de operațiuni progresiv și care se susține reciproc. Dezvoltarea asigură infrastructura pentru pregătire, pregătirea rafinează zona minieră, tăierea creează condiții pentru oprire și, în cele din urmă, oprirea realizează extracția minereului. Implementarea fiecărei etape trebuie să ia în considerare nevoile operațiunilor ulterioare, întruchipând principiul mineritului echilibrat ("), dezvoltarea fiind în fruntea carierei.

VI. Concluzie

În concluzie, exploatarea zăcămintelor de minereu este un proces ingineresc sistematic, compus din mai multe etape continue și interdependente, în care executarea cu succes a fiecărei etape se bazează pe o pregătire prealabilă și o planificare temeinică. Odată cu progresele tehnologice și cerințele dezvoltării durabile, mineritul modern pune din ce în ce mai mult accent pe un echilibru între protecția mediului, siguranță și eficiență economică. Acesta explorează și aplică continuu noi tehnologii pentru a îmbunătăți eficiența extracției și a reduce impactul asupra mediului. În viitor, exploatarea zăcămintelor de minereu va deveni mai inteligentă și mai ecologică, avansând către niveluri mai ridicate de management rafinat.