Cunoștințe de bază despre minerit în cariere deschise

I. Privire de ansamblu

1. Resurse minerale

Se referă la agregatul de minerale sau elemente utile care se formează prin mineralizare geologică, apar în mod natural în crustă sau la suprafață, îngropate în subteran sau expuse la suprafață, sub formă solidă, lichidă sau gazoasă, și au valoare de dezvoltare și utilizare. Resursele minerale sunt resurse neregenerabile, iar rezervele lor sunt limitate. Există 168 de minerale cunoscute în lume, dintre care peste 80 sunt utilizate pe scară largă. După caracteristicile lor şi

utilizări, acestea sunt de obicei împărțite în patru categorii: 11 minerale energetice; 59 minerale metalice; 92 minerale nemetalice; 6 apă și gaze minerale. Mineralele metalice există practic în formă solidă în natură. Din perspectiva mineritului, zăcămintele de minereu metalic sunt exploatate indiferent de soiurile de metale. Aurul, argintul, cuprul, fierul, nichelul etc. sunt tratați la fel; ținând cont doar de starea de apariție a corpului de minereu, vor fi selectate diferite procese de exploatare.

2. Mineritul

În societatea modernă, industria minieră a făcut progrese mari și a fost mai rafinată și mai subdivizată. În general, se referă la explorarea, exploatarea, valorificarea, rafinarea și alte activități conexe ale mineralelor. Construcția unei mine moderne include munca asiduă a profesioniștilor în geologie minieră, topografie, inginerie civilă, minerit, prelucrare minerală, siguranță, protecția mediului, electromecanic, HVAC, alimentare cu apă și drenaj, automatizare, chimie etc.

3. Caracteristicile industriei miniere și de valorificare

În primul rând, obiectul de muncă este corpul geologic de minereu descoperit prin cercetare geologică și care apare în mod natural, iar obiectul de exploatare și prelucrare nu poate fi selectat în mod liber;

În al doilea rând, obiectul minier, instrumentele miniere și personalul de producție sunt transferați în mod constant odată cu mineritul, nu există un loc fix, iar condițiile industriale se schimbă în orice moment, ceea ce este diferit de industria generală de prelucrare;

În al treilea rând, condițiile geologice miniere și materiile prime minerale sunt foarte complexe, ceea ce face dificilă standardizarea proiectelor miniere.

În același timp: ⒈ Condițiile de apariție a zăcământului de minereu sunt instabile; ⒉ Gradul, compoziția și compoziția minereului variază foarte mult; ⒊ Structura geologică este complexă; ⒋ Proprietățile fizice și mecanice ale minereului și ale rocii din jur variază foarte mult; ⒌ Conținutul de apă al zăcământului de minereu este complex. Prin urmare, nicio exploatare și valorificare a unei mine nu poate fi complet replicată.

2. Exploatarea în cariera deschisă

1. Concepte de bază ale mineritului în cariere deschise

Condiția necesară pentru exploatarea în cariere deschise este prezența zăcămintelor adecvate de minereu. Dacă zăcământul de minereu este potrivit pentru exploatarea în cariera deschisă este cel mai bine evaluat în stadiul incipient al explorării geologice, iar apoi un raport geologic (inclusiv date geologice hidraulice și de mediu) care îndeplinește cerințele de proiectare a minei în cariera deschisă este propus după explorare ulterioară. ; după aprobare, departamentul de proiectare poate realiza proiectarea. Datorită condițiilor de apariție a corpului de minereu expus la suprafață și îngroparea superficială, toată munca de extragere a rocii din ansamblu conform unui anumit proces este denumită în mod colectiv inginerie minieră în cariera deschisă.

Esența exploatării în cariera este îndepărtarea solului și a rocilor din jur care acoperă partea superioară a corpului de minereu într-un spațiu deschis într-un anumit interval și extragerea minereului. Prin urmare, pentru a extrage minereul, trebuie extrasă și roca sterilă.

Corpul de minereu clasificat ca o mină cu cară deschisă se numește mină cu cară deschisă. Locul în care se desfășoară inginerie minieră în cariera deschisă cu echipamente miniere se numește mină în cariera deschisă. Mină în cariera: suma carierelor miniere, a treptelor și a șanțurilor în cariera deschisă formate în timpul exploatării în cariere deschise.

2. Etape generale pentru construcția și producția de mine în cariera deschisă:

(1) Pregătirea solului. Aduceți liniile de trafic și liniile de transmisie în zona minieră și îndepărtați sau relocați obstacolele naturale și create de om din zona minieră, cum ar fi copaci, mlaștini, sate, fabrici, drumuri, canale, cimitire etc.

(2) Izolarea și drenarea apei din zona mină. Opriți râul care trece prin zona minieră sau deviați-l, scurgeți apa și faceți nivelul apei mai jos decât nivelul necesar.

(3) Ingineria infrastructurii miniere. Inclusiv săparea șanțurilor, construirea drumurilor de la sol până la nivelul minier; stabilirea liniilor de lucru, efectuarea decaparii infrastructurii pentru expunerea corpului de minereu extras; stabilirea liniilor de transport, haldelor, podurilor etc.; construirea terenului instalatii industriale si cladiri civile necesare.

(4) Producția zilnică. Ingineria infrastructurii miniere poate fi predată producției după deschiderea liniilor de lucru necesare pentru minerit și decapare și se atinge o anumită capacitate de exploatare. În general, va dura ceva timp pentru a atinge capacitatea de producție proiectată. Zonele minate trebuie recuperate.

Construcția și producția de mine deschise sunt proiecte de inginerie foarte complexe. Achiziționarea de terenuri, achiziționarea, instalarea și punerea în funcțiune a echipamentelor, pregătirea personalului, înființarea de agenții de management organizațional și recuperarea terenurilor etc., implică o gamă largă de aspecte și sunt strâns legate între ele.

3. Dezvoltarea minei în cariera deschisă

Se introduce doar dezvoltarea drumurilor, iar dezvoltarea puțurilor orizontale și a palanelor cu rampă nu este introdusă.

(1) Operațiunea de demontare a minelor de deal pornește de la nivelul cel mai înalt al zonei miniere și continuă strat cu strat în jos; în timp ce linia de dezvoltare a carierei este construită de la treptele miniere cele mai joase la cele mai înalte la un moment dat. Pe măsură ce nivelul de exploatare scade, linia superioară a carierei de dezvoltare este abandonată sau dispare treptat, iar distanța de transport a minereului și a rocii este scurtată în consecință.

(2) Linia carierei de dezvoltare a drumului a minei în cariera scufundată se formează treptat pe măsură ce treptele de exploatare se extind în jos. Modificările liniei de gropi includ dezvoltarea liniei de cariere fixe și dezvoltarea liniei de gropi mobile. Dezvoltare fixă ​​a carierei: Linia de dezvoltare a carierei este dispusă pe peretele lateral final în limita minieră și nu își schimbă poziția pe parcursul întregului proces de exploatare a zonei miniere. Poate fi adoptat în moduri drepte, retur și spiralate. Dezvoltare în spirală a carierei: linia de dezvoltare a carierei este aranjată în spirală de-a lungul celor patru laturi ale zonei miniere.

Procesul de dezvoltare a proiectului de dezvoltare a liniei fixe de cariere: inclusiv procesul de exploatare a treptelor, avansarea zidului de lucru și dezvoltarea și aprofundarea noului nivel. Pe partea finală a minei cu cariere deschise, în funcție de poziția determinată a șanțului de intrare și ieșire, direcție și panta, șanțul de intrare și ieșire înclinat este excavat de la suprafață (placa plană superioară a treptei) până la placa plană inferioară. a pasului. După atingerea cotei plăcii plane inferioare, un nou șanț de secțiune orizontală este excavat de la capătul șanțului de intrare și de ieșire pentru a stabili linia inițială de lucru a treptei miniere.

Procesul de dezvoltare a proiectului de dezvoltare a liniei de cariere mobile: șanțul de intrare și ieșire și șanțul de secțiune sunt excavate orizontal din placa superioară sau placa inferioară în apropierea zonei de contact dintre corpul de minereu și roca înconjurătoare din câmpul minier. Când șanțul de secțiune este excavat la o anumită lungime, șanțul de secțiune este excavat în timp ce părțile laterale ale șanțului de secțiune sunt extinse pentru a forma linia de lucru de decopertare. În timpul procesului de exploatare, șanțul de intrare și de ieșire se deplasează odată cu înaintarea peretelui de lucru pe o parte, până când linia de lucru este avansată până la limita finală a exploatării, apoi este fixată pe partea finală.

4. Tehnologia de exploatare a carierei deschise

Principalul proces de producție al minelor la cariere cuprinde trei proiecte importante: șanțuri, decapare și exploatare; verigile de producție includ minerit-transport-descărcare (deversare în sol, descărcare de minereu). Mineritul este legătura care interacționează direct cu stratul de rocă, inclusiv foraj, explozie, exploatare și încărcare, relocarea liniilor de transport și alte procese și este cea mai importantă în producția de mine în cartier deschis; transportul este legătura dintre minerit și deversare și este legătura care ocupă cele mai multe echipamente, consumă cea mai mare energie și forță de muncă în producția de mine în cartier deschis; deversarea este o cerință indispensabilă pentru deversarea economică și rezonabilă a materialelor produse în minele cu cară deschisă.

În jurul acestor trei verigi principale de producție, există și o serie de verigi auxiliare de producție, cum ar fi întreținerea echipamentelor, alimentarea cu energie, drenajul etc.

Sistemele de proces de exploatare în cariera deschisă pot fi împărțite în: proces intermitent, proces continuu și proces semi-continuu.

(1) Procesul intermitent se referă la procesul în care exploatarea și transportul minereului și al rocului se desfășoară intermitent în cele trei verigi principale de producție. De exemplu: o lopată mecanică încarcă un camion câte o cupă, iar un tren sau o mașină transportă rock câte un camion. Pentru fiecare cupă încărcată sau camion transportat, echipamentul finalizează un ciclu sau o perioadă corespunzător. Acest proces este numit și proces ciclic sau proces periodic.

(2) Un proces continuu se referă la un proces în care exploatarea și transportul minereului și rocilor sunt efectuate continuu. Acesta este cazul fluxului de minereu și rocă pe un excavator cu mai multe găleți și un transportor cu bandă. Acest flux de minereu și rocă va continua neîntrerupt atâta timp cât echipamentul funcționează normal. Prin urmare, acest proces este numit și proces de flux.

(3) Un proces semi-continuu este un proces în care unele verigi de producție sunt operate continuu. De exemplu, un sistem de proces în care o lopată mecanică încarcă minereu și rocă într-un concasor și apoi le transportă printr-un transportor cu bandă după zdrobire este un sistem tipic de proces semi-continuu.

5. Termeni profesionali

o. Atunci când exploatează pe o treaptă, minereul și roca sunt împărțite în straturi orizontale de o anumită grosime de sus în jos și extrase cu independent

echipamente miniere și de transport. Fiecare strat menține o anumită relație de avans, formând astfel o formă de pas.

Treapta este compusă din următoarele elemente: placa superioară, placa inferioară, panta, linia de sus, linia de jos, înălțimea și unghiul de înclinare. Unghiul pantei pasului: unghiul dintre panta pasului și planul orizontal.

Pașii sunt împărțiți în:

Etape de lucru - plăci plate de lucru pentru amenajarea echipamentelor miniere și de transport.

Trepte nefuncționale - platforme de securitate: utilizate pentru a tampona și a intercepta căderea pietrelor și pentru a reduce unghiul pantei.

Platforme de curățare: interceptați pietrele care cad și curățați-le cu echipamente de curățare.

Platforme de transport: servesc ca canal de legătură între treptele de lucru și transportul în șanțuri de acces.

b. Linie de lucru - o secțiune de rocă de minereu bine pregătită.

c. Zona de excavare: în timpul exploatării, treptele sunt împărțite în mai multe fâșii, care sunt extrase una câte una. Fiecare fâșie a fiecărei mine se numește zonă de excavare. Lățimea... depinde de metoda și parametrii de sablare; lopata electrica ... depinde de raza de excavare si descarcare a lopetii electrice.

d. Fiecare fâșie a zonei miniere poate fi, de asemenea, împărțită în mai multe secțiuni și echipată cu echipamente independente de minerit și transport în timpul exploatării. Lungimea ... lungimea liniei de lucru minier ocupată de o lopată electrică.

f. Tuneluri deschise: împărțite după scop:

(1) Şanţ de acces ... un şanţ înclinat săpat pentru a stabili legături de transport între sol şi nivelul de lucru şi între fiecare nivel de lucru. După forma secțiunii transversale: întreaga secțiune transversală, șanț cu o singură parte.

(2) Şanţ de secţiune deschisă... şanţ orizontal excavat pentru deschiderea liniei de lucru minieră şi stabilirea primei linii de lucru (etapa iniţială).

g. Zona minei la cariera in care s-a desfasurat sau se desfasoara exploatarea la cariera, formata din trepte si tuneluri in cariera.

Cariera deschisă pe deal: deasupra cercului închis. Depresiune în cariera deschisă: sub cercul închis.

Elemente constitutive:

(1) Peretele lateral: suprafața totală din jurul minei cu cară deschisă, împărțită în: perete de sus, perete de jos și perete de capăt.

(2) Perete de lucru: peretele lateral compus din trepte care sunt exploatate și vor fi exploatate.

(3) Panta peretelui de lucru și unghiul de pantă a peretelui de lucru.

(4) Unghiul de pantă laterală finală: unghiul dintre panta finală a peretelui și planul orizontal

(5) Panta finală a peretelui: planul înclinat imaginar realizat de linia superioară a treptei superioare a peretelui nefuncțional și linia de jos a treptei de jos.

(6) Limita finală a minei în cariera deschisă: poziția definită de liniile de limita finală superioară și inferioară.

6. Principalii indicatori tehnici și economici: raportul de stripare

Rata de decapare a minelor cu cariere deschise este un indicator tehnic și economic important, care este legat de cantitatea de minereu extrasă, cantitatea de rocă și sol de decapat, precum și scara producției, durata de viață, costul de producție etc. .

Raportul de decapare: cantitatea de rocă necesară pentru a demonta pe unitate de minereu extras.

Raportul de stripare este variabil. Limita minieră în cariere deschise definită în proiect este doar o limită rezonabilă în anumite condiții într-o anumită perioadă de timp. Unitatea de măsură este exprimată în m3/m3 sau m3/t sau t/t.

Raportul mediu de stripare: raportul dintre cantitatea totală de rocă din limită și cantitatea totală de minereu.

Raportul de stripare stratificat: raportul dintre cantitatea de rocă dintr-un anumit strat orizontal din limite și cantitatea de minereu.

Raportul de decapare a producției: raportul dintre cantitatea de rocă decapată într-o anumită perioadă și cantitatea de minereu extras.

Raportul de decapare a limitei: raportul dintre incrementul de rocă cauzat de creșterea unității de adâncime a limitei și incrementul de minereu.

Raportul de stripare a rezervei: raportul de stripare se calculează pe baza cantităților de minereu și rocă prevăzute în raportul de explorare geologică.

Raportul de stripare a minereului brut: raportul de stripare este calculat pe baza cantității de minereu și rocă obținute din pierderea și epuizarea minereului în timpul exploatării.

Raport de decapare rezonabil din punct de vedere economic: se referă la cantitatea maximă de decapare permisă economic pe unitatea de volum de minereu în exploatarea în cariere deschise. Costul de exploatare al stratului de minereu adiacent limitei de exploatare în cariera nu este mai mare decât costul exploatării subterane.