Cunoștințe de bază despre sistemul de exploatare în carieră deschisă

I. Prezentare generală

1. Resurse minerale

Se referă la agregatul de minerale sau elemente utile care se formează prin mineralizare geologică, apar în mod natural în scoarță terestră sau la suprafață, sunt îngropate în subteran sau expuse la suprafață, în 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. Conform caracteristicilor și...

În ceea ce privește utilizările, acestea sunt de obicei împărțite în patru categorii: 11 minerale energetice; 59 minerale metalice; 92 minerale nemetalice; 6 minerale pentru apă și gaze. Mineralele metalice există practic în natură în formă solidă. Din perspectiva mineritului, zăcămintele de minereu metalic sunt exploatate indiferent de varietățile de metal. Aurul, argintul, cuprul, fierul, nichelul etc. sunt tratate la fel; se vor selecta diferite procese de minerit doar luând în considerare starea de prezență a zăcământului.

2. Minerit

În societatea modernă, industria minieră a înregistrat progrese semnificative și a fost mai rafinată și subdivizată. În general, se referă la explorarea, mineritul, îmbogățirea, rafinarea și alte activități conexe de minerale. Construcția unei mine moderne implică munca asiduă a unor profesioniști în geologie minieră, topografie, inginerie civilă, minerit, prelucrarea mineralelor, siguranță, protecție a mediului, electromecanică, HVAC, alimentare cu apă și drenaj, automatizare, chimie etc.

3. Caracteristicile industriei miniere și de valorificare

În primul rând, obiectul muncii este zăcământul geologic descoperit prin studii geologice și care apare în mod natural, iar obiectul de extracție și prelucrare nu poate fi selectat liber;

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

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 Conținutul, compoziția și structura minereului variază foarte mult; ⒊ Structura geologică este complexă; ⒋ Proprietățile fizice și mecanice ale minereului și ale rocii înconjurătoare 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 reprodusă complet.

2. Semnificația sistemului de exploatare în carieră deschisă

1. Concepte de bază ale sistemului de exploatare în carieră deschisă

Condiția prealabilă necesară pentru definirea unui sistem de exploatare în carieră deschisă este prezența unor zăcăminte de minereu adecvate. Cel mai bine este să se evalueze dacă zăcământul de minereu este potrivit pentru sistemul de exploatare în carieră deschisă în stadiul incipient al explorării geologice, iar după explorări ulterioare se propune un raport geologic (inclusiv date geologice hidraulice și de mediu) care să îndeplinească cerințele de proiectare a sistemului de exploatare în carieră deschisă; după aprobare, departamentul de proiectare poate realiza proiectarea. Datorită condițiilor de prezență a zăcământului expus la suprafață și a îngropării superficiale, toate lucrările de extracție a rocii din ansamblu conform unui anumit proces se numesc în mod colectiv inginerie minieră în carieră deschisă.

Esența sistemului de exploatare în carieră deschisă este de a îndepărta solul vegetal și rocile din jur care acoperă partea superioară a corpului de minereu într-un spațiu deschis, într-o anumită zonă, și de a exploata minereul. Prin urmare, pentru a exploata minereul, trebuie extrasă și roca sterilă.

Corpul de minereu clasificat dreptsemnificația sistemului de exploatare în cariere deschisese numește unminerit în cariere deschiseLocul în care se desfășoară lucrări de inginerie minieră la suprafață cu echipamente miniere se numeșteminerit în cariere deschise.minerit în cariere deschiseînseamnă: suma carierelor miniere, treptelor și șanțurilor de exploatare la suprafață formate în timpul sistemului de exploatare la suprafață.

2. Pași generali pentruminerit în cariere deschise construcția și producția sistemului:

(1) Pregătirea terenului. Introducerea liniilor de trafic și a liniilor de transport electric în zona minieră și îndepărtarea sau relocarea obstacolelor naturale și artificiale din zona minieră, cum ar fi copaci, mlaștini, sate, fabrici, drumuri, canale, cimitire etc.

(2) Izolarea și drenarea apei în zona minieră. Se va întrerupe sau se va devia râul care trece prin zona minieră, se va drena apa și se va reduce nivelul apei sub nivelul necesar.

(3) Ingineria infrastructurii miniere. Inclusiv săparea de șanțuri, construirea de drumuri de la sol până la nivelul minei; stabilirea liniilor de lucru, efectuarea decopertării infrastructurii pentru a expune zăcământul de minereu extras; stabilirea de linii de transport, halde de steril, poduri etc.; construirea de instalații industriale la sol și a clădirilor civile necesare.

(4) Producția zilnică. Ingineria infrastructurii miniere poate fi predată producției după ce liniile de exploatare și de descopertare necesare sunt deschise și se atinge o anumită capacitate minieră. În general, va dura ceva timp pentru a atinge capacitatea de producție proiectată. Zonele exploatate trebuie recuperate.

Construcția și producția desemnificația sistemului de exploatare în cariere deschisesunt proiecte inginerești foarte complexe. Achiziționarea de terenuri, achiziționarea, instalarea și punerea în funcțiune a echipamentelor, instruirea personalului, înființarea de agenții de management organizațional și recuperarea terenurilor etc. implică o gamă largă de aspecte și sunt strâns legate între ele.

3.sistem de exploatare în cariere deschisedezvoltare

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

(1) Operațiunea de decapare a coastei de coastăminerit în cariere deschise începe de la cel mai înalt nivel al zonei miniere și avansează în jos, strat cu strat; în timp ce linia de dezvoltare a carierei este construită de la cele mai joase la cele mai înalte trepte de exploatare simultan. Pe măsură ce nivelul de exploatare scade, linia superioară de dezvoltare a carierei este abandonată treptat sau dispare, iar distanța de transport a minereului și a rocilor se scurtează în mod corespunzător.

(2) Linia gropilor de dezvoltare a drumurilor din zona scufundatăminerit în cariere deschisese formează treptat pe măsură ce etapele de exploatare se extind în jos. Modificările liniei carierei includ dezvoltarea unei linii fixe de carieră și dezvoltarea unei linii mobile de carieră. Dezvoltarea unei linii fixe de carieră: Linia de dezvoltare a carierei este dispusă pe peretele lateral final din limita minei și nu își schimbă poziția pe parcursul întregului proces de exploatare al zonei miniere. Poate fi adoptată în moduri drepte, de întoarcere și spiralate. Dezvoltarea unei linii spiralate de carieră: Linia de dezvoltare a carierei este dispusă în spirală de-a lungul celor patru laturi ale zonei miniere.

Procesul de dezvoltare a proiectului de dezvoltare a liniei fixe a carierei: inclusiv procesul de exploatare a treptelor, avansarea peretelui de lucru și dezvoltarea și adâncirea noului nivel. În partea finală asistem de exploatare în cariere deschiseÎn funcție de poziția, direcția și panta determinate ale șanțului de intrare și ieșire, se excavă șanțul înclinat de intrare și ieșire de la suprafață (placa plană superioară a treptei) până la placa plană inferioară a treptei. După atingerea cotei plăcii plane inferioare, se excavă un nou șanț cu secțiune orizontală de la capătul șanțului de intrare și ieșire pentru a stabili linia inițială de lucru a treptei de minerit.

Procesul de dezvoltare a proiectului de dezvoltare a liniei mobile de carieră: 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, acesta este excavat, în timp ce laturile șanțului de secțiune sunt extinse pentru a forma linia de lucru de decapare. În timpul procesului de exploatare, șanțul de intrare și ieșire se deplasează odată cu avansarea peretelui de lucru pe o parte, până când linia de lucru este avansată până la limita finală a minei, apoi este fixată pe partea finală.

4. Tehnologia sistemului de exploatare în carieră deschisă

Principalul proces de producție alsemnificația sistemului de exploatare în cariere deschise include trei proiecte importante: săparea de șanțuri, decaptarea și exploatarea minieră; legăturile de producție includ exploatarea minieră-transport-descărcare (descărcarea solului, descărcarea minereului). Exploatarea minieră este legătura care interacționează direct cu stratul de rocă, inclusiv forajul, explozia, exploatarea și încărcarea, relocarea liniei de transport și alte procese și este cea mai importantă înminerit în cariere deschiseproducție; transportul este legătura dintre minerit și descărcare și este legătura care ocupă cele mai multe echipamente, consumă cea mai multă energie și forță de muncăminerit în cariere deschiseproducție; evacuarea este o cerință indispensabilă pentru evacuarea economică și rezonabilă a materialelor produse înminerit în cariere deschise.

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 electrică, drenajul etc.

Sistemele de procesare a sistemelor miniere în carieră deschisă pot fi împărțite în: procese intermitente, procese continue și procese semicontinue.

(1) Procesul intermitent se referă la procesul în care extracția și transportul minereului și rocilor se desfășoară intermitent în cele trei verigi principale de producție. De exemplu: o lopă mecanică încarcă un camion câte o lopă pe rând, iar un tren sau o mașină transportă roci câte un camion pe rând. Pentru fiecare lopă încărcată sau camion transportat, echipamentul finalizează un ciclu sau o perioadă în consecință. Acest proces este numit și proces ciclic sau proces periodic.

(2) Un proces continuu se referă la un proces în care extracția și transportul minereului și rocilor se desfășoară continuu. Acesta este cazul fluxului de minereu și rocă pe un excavator cu mai multe cupe 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 semicontinuu este un proces în care unele verigi de producție funcționează continuu. De exemplu, un sistem de proces în care o lopată mecanică încarcă minereu și rocă într-un concasor și apoi le transportă cu ajutorul unui transportor cu bandă după concasare este un sistem de proces semicontinuu tipic.

5. Termeni profesionali

a. La exploatarea pe o treaptă, minereul și roca sunt împărțite în straturi orizontale de o anumită grosime de sus în jos și exploatate cu schelete independente

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

Treapta este compusă din următoarele elemente: placa superioară, placa inferioară, pantă, linia superioară, linia inferioară, înălțime și unghiul de înclinare. Unghiul de înclinare al treptei: unghiul dintre panta treptei și planul orizontal.

Etapele sunt împărțite în:

Etape de lucru - prelucrarea plăcilor plate pentru aranjarea echipamentelor miniere și de transport.

Trepte nefuncționale - platforme de securitate: utilizate pentru a amortiza și intercepta căderile de pietre și pentru a reduce unghiul de pantă.

Platforme de curățare: interceptarea pietrelor care cad și curățarea lor cu echipamente de curățare.

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

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

c. Zona de excavare: în timpul exploatării, treptele sunt împărțite în mai multe fâșii, care sunt exploatate una câte una. Fiecare fâșie a fiecărei mine se numește zonă de excavare. Lățimea ... depinde de metoda și parametrii de explozie; lopata electrică ... depinde de raza de excavare și de descărcare a lopătei 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. Lungime ... lungimea liniei de lucru miniere ocupată de o lopată electrică.

f. Tuneluri în carieră deschisă: împărțite în funcție de scop:

(1) Șanț de acces ... un șanț înclinat săpat pentru a stabili legături de transport între teren și nivelul de lucru și între fiecare nivel de lucru. Conform formei secțiunii transversale: secțiune transversală întreagă, șanț pe o singură parte.

(2) Șanț cu secțiune deschisă... șanț orizontal excavat pentru a deschide linia de lucru minieră și a stabili prima linie de lucru (etapa inițială).

g. Zonasistem de exploatare în cariere deschiseunde s-a realizat sau se desfășoară un sistem de exploatare în carieră deschisă, format din trepte și tuneluri în carieră deschisă.

Carieră la suprafață în versant: deasupra cercului închis. Carieră la suprafață în depresiune: sub cercul închis.

Elemente constitutive:

(1) Perete lateral: suprafața totală din jurulsistem de exploatare în cariere deschise, împărțit în: peretele superior, peretele inferior și peretele frontal.

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

(3) Panta peretelui de lucru și unghiul de înclinare al 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 format de linia superioară a treptei superioare a peretelui nefuncțional și linia inferioară a treptei inferioare.

(6) Limita finală asemnificația sistemului de exploatare în cariere deschise: poziția definită de liniile de delimitare finale superioară și inferioară.

6. Principalii indicatori tehnici și economici: rata de decopertare

Raportul de stripare alsistem de exploatare în cariere deschiseeste un indicator tehnic și economic important, care este legat de cantitatea de minereu extrasă, cantitatea de rocă și sol decoperit, precum și de scara de producție, durata de viață utilă, costul de producție etc. al minei.

Raportul de decapare: cantitatea de rocă necesară pentru decapare per unitate de minereu extrasă.

Raportul de decopertare este variabil. Limita sistemului minier în carieră deschisă definită în proiect este o limită rezonabilă doar 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 decopertare: raportul dintre cantitatea totală de rocă din limită și cantitatea totală de minereu.

Raportul de decapare stratificat: raportul dintre cantitatea de rocă dintr-un anumit strat orizontal din interiorul limitei și cantitatea de minereu.

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

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

Raportul de decopertare a rezervelor: raportul de decopertare se calculează pe baza cantităților de minereu și rocă furnizate în raportul de explorare geologică.

Raportul de decapare a minereului brut: raportul de decapare se calculează pe baza cantității de minereu și rocă obținută din pierderea și epuizarea minereului în timpul exploatării.

Raport de decapare rezonabil din punct de vedere economic: se referă la cantitatea maximă de decapare a rocilor permisă din punct de vedere economic per unitatea de volum de minereu în exploatarea în carieră deschisă. Costul de exploatare a stratului de minereu adiacent limitei carierei deschise nu este mai mare decât costul exploatării în subteran.