Conoscenze di base dell'attività mineraria a cielo aperto

I. Panoramica

1. Risorse minerarie

Si riferisce all'aggregato di minerali o elementi utili che si formano attraverso la mineralizzazione geologica, che si trovano naturalmente nella crosta o in superficie, sepolti sottoterra o esposti in superficie, in forma solida, liquida o gassosa, e hanno valore di sviluppo e utilizzo. Le risorse minerali sono risorse non rinnovabili e le loro riserve sono limitate. Ci sono 168 minerali conosciuti nel mondo, di cui più di 80 sono ampiamente utilizzati. In base alle loro caratteristiche e

usi, sono solitamente divisi in quattro categorie: 11 minerali energetici; 59 minerali metallici; 92 minerali non metallici; 6 minerali di acqua e gas. I minerali metallici esistono fondamentalmente in forma solida in natura. Dal punto di vista dell'attività mineraria, i depositi di minerali metallici vengono estratti indipendentemente dalle varietà di metallo. Oro, argento, rame, ferro, nichel, ecc. vengono trattati allo stesso modo; considerando solo lo stato di occorrenza del corpo minerale, verranno selezionati diversi processi di estrazione.

2. Estrazione mineraria

Nella società moderna, l'industria mineraria ha fatto grandi progressi ed è stata più raffinata e suddivisa. In genere si riferisce all'esplorazione, all'estrazione mineraria, all'arricchimento, alla raffinazione e ad altre attività correlate di minerali. La costruzione di una miniera moderna include il duro lavoro di professionisti in geologia mineraria, topografia, ingegneria civile, estrazione mineraria, lavorazione dei minerali, sicurezza, protezione ambientale, elettromeccanica, HVAC, approvvigionamento idrico e drenaggio, automazione, chimica, ecc.

3. Caratteristiche del settore minerario e di arricchimento

In primo luogo, l'oggetto del lavoro è il giacimento di minerale geologico scoperto tramite indagine geologica e presente in natura, e l'oggetto di estrazione e lavorazione non può essere selezionato liberamente;

In secondo luogo, l'oggetto di estrazione, gli strumenti di estrazione e il personale di produzione vengono costantemente trasferiti con l'attività di estrazione, non esiste un luogo fisso e le condizioni industriali cambiano in qualsiasi momento, il che è diverso dall'industria di trasformazione generale;

In terzo luogo, le condizioni geologiche minerarie e le materie prime minerali sono molto complesse, il che rende difficile standardizzare i progetti minerari.

Allo stesso tempo: ⒈ Le condizioni di occorrenza del giacimento di minerale sono instabili; ⒉ Il grado, la composizione e la composizione del minerale variano notevolmente; ⒊ La struttura geologica è complessa; ⒋ Le proprietà fisiche e meccaniche del minerale e della roccia circostante variano notevolmente; ⒌ Il contenuto di acqua del giacimento di minerale è complesso. Pertanto, nessuna estrazione e arricchimento di una miniera può essere completamente replicato.

2. Estrazione a cielo aperto

1. Concetti di base dell'attività mineraria a cielo aperto

Il prerequisito necessario per l'estrazione a cielo aperto è la presenza di depositi di minerale adatti. Se il deposito di minerale sia adatto all'estrazione a cielo aperto è meglio valutarlo nella fase iniziale dell'esplorazione geologica, e poi un rapporto geologico (compresi i dati geologici idraulici e ambientali) che soddisfi i requisiti della progettazione della miniera a cielo aperto viene proposto dopo un'ulteriore esplorazione; dopo l'approvazione, il reparto di progettazione può eseguire la progettazione. A causa delle condizioni di occorrenza del corpo di minerale esposto in superficie e della sepoltura poco profonda, tutto il lavoro di estrazione della roccia dall'intero secondo un certo processo è collettivamente chiamato ingegneria mineraria a cielo aperto.

L'essenza dell'estrazione a cielo aperto è quella di rimuovere lo strato superficiale del terreno e le rocce circostanti che ricoprono la parte superiore del corpo di minerale in uno spazio aperto entro un certo intervallo, ed estrarre il minerale. Pertanto, per estrarre il minerale, anche la roccia di scarto deve essere estratta.

Il corpo di minerale classificato come miniera a cielo aperto è chiamato miniera a cielo aperto. Il luogo in cui l'ingegneria mineraria a cielo aperto viene eseguita con attrezzature minerarie è chiamato miniera a cielo aperto. Miniera a cielo aperto: la somma di fosse di estrazione, gradini e trincee a cielo aperto formate durante l'estrazione a cielo aperto.

2. Fasi generali per la costruzione e la produzione di una miniera a cielo aperto:

(1) Preparazione del terreno. Portare le linee di traffico e le linee di trasmissione nell'area mineraria e rimuovere o riposizionare gli ostacoli naturali e artificiali nell'area mineraria, come alberi, paludi, villaggi, fabbriche, strade, canali, cimiteri, ecc.

(2) Isolamento e drenaggio delle acque dell'area mineraria. Tagliare il fiume che attraversa l'area mineraria o deviarlo, drenare l'acqua e abbassare il livello dell'acqua rispetto al livello richiesto.

(3) Ingegneria delle infrastrutture minerarie. Inclusi lo scavo di fossi, la costruzione di strade dal terreno al livello di estrazione; la definizione di linee di lavoro, l'esecuzione di smantellamenti delle infrastrutture per esporre il corpo di minerale estratto; la definizione di linee di trasporto, discariche di detriti, ponti, ecc.; la costruzione di strutture industriali a terra e di edifici civili necessari.

(4) Produzione giornaliera. L'ingegneria delle infrastrutture minerarie può essere trasferita alla produzione dopo che le linee di lavoro di estrazione e di scavo necessarie sono state aperte e una certa capacità di estrazione è stata raggiunta. In genere, ci vorrà del tempo per raggiungere la capacità di produzione progettata. Le aree minerarie devono essere bonificate.

La costruzione e la produzione di miniere a cielo aperto sono progetti di ingegneria molto complessi. L'acquisto di terreni, l'acquisto, l'installazione e la messa in servizio di attrezzature, la formazione del personale, l'istituzione di agenzie di gestione organizzativa e la bonifica dei terreni, ecc., coinvolgono un'ampia gamma di aspetti e sono strettamente correlati tra loro.

3. Sviluppo delle miniere a cielo aperto

Viene introdotto solo lo sviluppo stradale, mentre non viene introdotto lo sviluppo di pozzi orizzontali e di elevatori a rampa.

(1) L'operazione di scavo delle miniere a cielo aperto in collina inizia dal livello più alto dell'area mineraria e procede verso il basso strato per strato; mentre la linea di sviluppo della miniera viene costruita dai gradini di estrazione più bassi a quelli più alti in una volta sola. Man mano che il livello di estrazione diminuisce, la linea di sviluppo della miniera superiore viene gradualmente abbandonata o scompare e la distanza di trasporto del minerale e della roccia si accorcia di conseguenza.

(2) La linea di fossa di sviluppo stradale della miniera a cielo aperto sommersa si forma gradualmente man mano che i gradini di estrazione si estendono verso il basso. I cambiamenti della linea di fossa includono lo sviluppo della linea di fossa fissa e lo sviluppo della linea di fossa mobile. Sviluppo della linea di fossa fissa: la linea di fossa di sviluppo è disposta sulla parete laterale finale all'interno del confine di estrazione e non cambia la sua posizione durante l'intero processo di estrazione dell'area di estrazione. Può essere adottata in modo rettilineo, di ritorno e a spirale. Sviluppo della linea di fossa a spirale: la linea di fossa di sviluppo è disposta a spirale lungo i quattro lati dell'area di estrazione.

Il processo di sviluppo del progetto di sviluppo della linea di miniera fissa: incluso il processo di estrazione dei gradini, l'avanzamento del muro di lavoro e lo sviluppo e l'approfondimento del nuovo livello. Sul lato finale della miniera a cielo aperto, in base alla posizione, alla direzione e alla pendenza della trincea di entrata e di uscita determinate, la trincea di entrata e di uscita inclinata viene scavata dalla superficie (la piastra piana superiore del gradino) alla piastra piana inferiore del gradino. Dopo aver raggiunto l'elevazione della piastra piana inferiore, una nuova trincea di sezione orizzontale viene scavata dall'estremità della trincea di entrata e di uscita per stabilire la linea di lavoro iniziale del gradino di estrazione.

Il processo di sviluppo del progetto di sviluppo della linea di miniera mobile: la trincea di entrata e di uscita e la trincea di sezione vengono scavate orizzontalmente dalla piastra superiore o inferiore vicino alla zona di contatto tra il corpo di minerale e la roccia circostante nel campo minerario. Quando la trincea di sezione viene scavata fino a una certa lunghezza, la trincea di sezione viene scavata mentre i lati della trincea di sezione vengono espansi per formare la linea di lavoro di stripping. Durante il processo di estrazione, la trincea di entrata e di uscita si sposta con l'avanzamento del muro di lavoro su un lato finché la linea di lavoro non viene avanzata fino al confine di estrazione finale, quindi viene fissata sul lato finale.

4. Tecnologia di estrazione mineraria a cielo aperto

Il principale processo di produzione delle miniere a cielo aperto comprende tre importanti progetti: scavo, sverniciatura ed estrazione; i collegamenti di produzione includono estrazione-trasporto-scarico (scarico del terreno, scarico del minerale). L'estrazione è il collegamento che interagisce direttamente con lo strato di roccia, tra cui perforazione, brillamento, estrazione e carico, riposizionamento della linea di trasporto e altri processi, ed è il più importante nella produzione di miniere a cielo aperto; il trasporto è il collegamento tra estrazione e scarico, ed è il collegamento che occupa la maggior parte delle attrezzature, consuma la maggior parte dell'energia e della manodopera nella produzione di miniere a cielo aperto; lo scarico è un requisito indispensabile per lo scarico economico e ragionevole dei materiali prodotti nelle miniere a cielo aperto.

Attorno a questi tre principali anelli di produzione, esiste anche una serie di anelli di produzione ausiliari, come la manutenzione delle attrezzature, l'alimentazione elettrica, il drenaggio, ecc.

I sistemi di processo per l'estrazione mineraria a cielo aperto possono essere suddivisi in: processo intermittente, processo continuo e processo semi-continuo.

(1) Il processo intermittente si riferisce al processo in cui l'estrazione e il trasporto di minerale e roccia vengono eseguiti in modo intermittente nei tre principali collegamenti di produzione. Ad esempio: una pala meccanica carica un camion una pala alla volta, e un treno o un'auto trasporta la roccia un camion alla volta. Per ogni pala caricata o camion trasportato, l'attrezzatura completa un ciclo o periodo di conseguenza. Questo processo è anche chiamato processo ciclico o processo periodico.

(2) Un processo continuo si riferisce a un processo in cui l'estrazione e il trasporto di minerale e roccia vengono eseguiti ininterrottamente. Questo è il caso del flusso di minerale e roccia su un escavatore multi-benna e un trasportatore a nastro. Questo flusso di minerale e roccia continuerà ininterrottamente finché l'attrezzatura funziona normalmente. Pertanto, questo processo è anche chiamato processo di flusso.

(3) Un processo semi-continuo è un processo in cui alcuni collegamenti di produzione sono azionati in modo continuo. Ad esempio, un sistema di processo in cui una pala meccanica carica minerale e roccia in un frantoio e poi li trasporta tramite un trasportatore a nastro dopo la frantumazione è un tipico sistema di processo semi-continuo.

5. Termini professionali

a. Quando si estrae su un gradino, il minerale e la roccia vengono divisi in strati orizzontali di un certo spessore dall'alto verso il basso e estratti con metodi indipendenti

attrezzature per l'estrazione mineraria e il trasporto. Ogni strato mantiene una certa relazione di avanzamento, formando così una forma a gradino.

Il gradino è composto dai seguenti elementi: piastra superiore, piastra inferiore, pendenza, linea superiore, linea inferiore, altezza e angolo di pendenza. Angolo di pendenza del gradino: l'angolo tra la pendenza del gradino e il piano orizzontale.

I passaggi si dividono in:

Fasi di lavoro: lavorazione di piastre piane per la sistemazione di attrezzature per l'estrazione mineraria e per il trasporto.

Gradini non funzionanti - piattaforme di sicurezza: utilizzate per ammortizzare e intercettare la caduta di massi e ridurre l'angolo di pendenza.

Piattaforme di pulizia: intercettano le rocce che cadono e le puliscono con attrezzature di pulizia.

Piattaforme di trasporto: servono come canale di collegamento tra le fasi di lavoro e il trasporto della trincea di accesso.

b. Linea di lavoro: una sezione di roccia minerale ben preparata.

c. Zona di scavo: durante l'estrazione, i passaggi vengono divisi in diverse strisce, che vengono estratte una alla volta. Ogni striscia di ogni miniera è chiamata zona di scavo. La larghezza ... dipende dal metodo di brillamento e dai parametri; la pala elettrica ... dipende dal raggio di scavo e scarico della pala elettrica.

d. Ogni striscia dell'area mineraria può anche essere divisa in diverse sezioni e dotata di attrezzature di estrazione e trasporto indipendenti durante l'attività estrattiva. Lunghezza ... la lunghezza della linea di lavoro mineraria occupata da una pala elettrica.

f. Gallerie a cielo aperto: suddivise per scopo:

(1) Trincea di accesso ... una trincea inclinata scavata per stabilire collegamenti di trasporto tra il terreno e il livello di lavoro e tra ciascun livello di lavoro. In base alla forma della sezione trasversale: sezione trasversale intera, fossato a lato singolo.

(2) Fossato a sezione aperta... fossato orizzontale scavato per aprire la linea di lavoro mineraria e stabilire la prima linea di lavoro (fase iniziale).

g. L'area della miniera a cielo aperto in cui è stata svolta o è in corso l'attività mineraria a cielo aperto, formata da gradini e gallerie a cielo aperto.

Miniera a cielo aperto in collina: sopra il cerchio chiuso. Miniera a cielo aperto in depressione: sotto il cerchio chiuso.

Elementi costitutivi:

(1) Parete laterale: la superficie complessiva attorno alla miniera a cielo aperto, suddivisa in: parete superiore, parete inferiore e parete terminale.

(2) Muro di lavoro: il muro laterale composto da gradini che vengono estratti e che verranno estratti.

(3) Pendenza del muro di lavoro e angolo di pendenza del muro di lavoro.

(4) Angolo di pendenza laterale finale: l'angolo tra la pendenza finale del muro e il piano orizzontale

(5) Pendenza finale del muro: piano inclinato immaginario formato dalla linea superiore del gradino superiore del muro non funzionante e dalla linea inferiore del gradino inferiore.

(6) Confine finale della miniera a cielo aperto: posizione definita dalle linee di confine finale superiore e inferiore.

6. Principali indicatori tecnici ed economici: rapporto di stripping

Il rapporto di scavo delle miniere a cielo aperto è un importante indicatore tecnico ed economico, che è correlato alla quantità di minerale estratto, alla quantità di roccia e terreno scavo, nonché alla scala di produzione, alla durata utile, ai costi di produzione, ecc. della miniera.

Rapporto di stripping: quantità di roccia necessaria per estrarre un'unità di minerale estratto.

Il rapporto di stripping è variabile. Il confine di estrazione a cielo aperto definito nel progetto è un confine ragionevole solo in determinate condizioni in un determinato periodo di tempo. L'unità di misura è espressa in m3/m3 o m3/t o t/t.

Rapporto di stripping medio: rapporto tra la quantità totale di roccia nel confine e la quantità totale di minerale.

Rapporto di stripping stratificato: rapporto tra la quantità di roccia in un determinato strato orizzontale all'interno del confine e la quantità di minerale.

Rapporto di estrazione della produzione: rapporto tra la quantità di roccia estratta in un determinato periodo e la quantità di minerale estratto.

Rapporto di spogliamento del confine: rapporto tra l'incremento di roccia causato dall'aumento di profondità unitaria del confine e l'incremento di minerale.

Rapporto di stripping delle riserve: il rapporto di stripping viene calcolato in base alle quantità di minerali e rocce fornite nel rapporto di esplorazione geologica.

Rapporto di stripping del minerale grezzo: il rapporto di stripping viene calcolato in base alla quantità di minerale e roccia ottenuta dalla perdita e dall'esaurimento del minerale durante l'estrazione.

Rapporto di stripping economicamente ragionevole: si riferisce alla quantità massima di stripping di roccia economicamente consentita per unità di volume di minerale nell'estrazione a cielo aperto. Il costo di estrazione dello strato di minerale adiacente al confine dell'estrazione a cielo aperto non è maggiore del costo di estrazione sotterranea.