Dalla perforazione, all'esplosivo, alla rimozione del terreno: scopri i 6 processi dell'estrazione mineraria a cielo aperto in un unico articolo!
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Il processo di estrazione delle miniere a cielo aperto è relativamente semplice, e comprende principalmente perforazione, brillamento, estrazione e trasporto, nonché rimozione delle rocce. Ora, parliamo in dettaglio del processo di estrazione delle miniere a cielo aperto.
1. Lavori di perforazione
Il lavoro di perforazione è il processo primario dell'estrazione mineraria a cielo aperto. Nell'intero processo di estrazione mineraria a cielo aperto,
Il costo della perforazione rappresenta circa il 10%-15% del costo totale di produzione.
1. Trivellazione nel foro
L'angolo di perforazione della trivella a fondo foro è ampio, il grado di meccanizzazione è elevato, il tempo di funzionamento ausiliario è ridotto, la velocità di funzionamento della trivella è migliorata e la trivella a fondo foro è flessibile, l'attrezzatura è leggera e il costo di investimento è basso. In particolare, controlla il grado del minerale perforando vari fori inclinati, che possono eliminare le fondamenta, ridurre i pezzi di grandi dimensioni e migliorare la qualità della sabbiatura. Pertanto, le trivelle a fondo foro sono attualmente ampiamente utilizzate nelle miniere di piccole e medie dimensioni in patria e all'estero e sono adatte per la perforazione di rocce di minerale medio-dure.
2. Macchina perforatrice rotativa
Il trapano rotante è un nuovo tipo moderno di attrezzatura di perforazione sviluppata sulla base del trapano rotante. Ha le caratteristiche di elevata efficienza di perforazione, bassi costi operativi, meccanizzazione e alto grado di automazione. È adatto per operazioni di perforazione di rocce minerali di varia durezza. Attualmente, è diventato un'attrezzatura di perforazione comunemente utilizzata nelle miniere a cielo aperto in tutto il mondo.
3. Macchina perforatrice per rocce
La macchina perforatrice per rocce è un nuovo tipo di attrezzatura per perforazione di rocce emersa con lo sviluppo dell'industria mineraria. Consiste nell'installare una o più perforatrici per rocce insieme a eliche automatiche su uno speciale braccio di perforazione o supporto, e ha un meccanismo di camminata per meccanizzare il funzionamento della perforatrice per rocce.
2. Lavori di sabbiatura
Lo scopo del lavoro di brillamento è quello di rompere rocce dure e solide di minerale e fornire materiali di scavo di dimensioni adatte per lavori di estrazione e carico. Nel costo totale dell'estrazione a cielo aperto, i costi di brillamento rappresentano circa il 15%-20%. La qualità della brillamento non solo influisce direttamente sull'efficienza dell'estrazione, del trasporto, della frantumazione grossolana e di altre attrezzature, ma influisce anche sul costo totale della miniera.
1. Sabbiatura di fori poco profondi
Il diametro del foro di esplosione utilizzato nella sabbiatura superficiale è relativamente piccolo, generalmente circa 30-75 mm, e la profondità del foro di esplosione è generalmente inferiore a 5 metri, a volte fino a circa 8 metri. Se si utilizza un carrello di perforazione per praticare il foro, la profondità del foro può essere aumentata.
La brillamento in fori poco profondi viene utilizzata principalmente per miniere a cielo aperto o cave di piccole dimensioni, pietre da grotta, scavo di gallerie, brillamento secondario, nuova lavorazione di sacchi in miniere a cielo aperto, formazione di canali di trasporto a fossa singola a cielo aperto su pendii e altre brillamenti speciali.
2. Sabbiatura di fori profondi
La sabbiatura profonda è un metodo di sabbiatura dello spazio di carica degli esplosivi minerari mediante perforazione di fori più profondi con attrezzature di perforazione. La sabbiatura profonda delle miniere a cielo aperto si basa principalmente sulla sabbiatura di produzione di gradini.
L'attrezzatura di perforazione per la sabbiatura di fori profondi utilizza principalmente punte fondo foro e punte coniche. La perforazione può praticare fori profondi verticali o fori di sabbiatura inclinati. Il caricamento dei fori di sabbiatura inclinati è più uniforme e la qualità di sabbiatura del minerale e della roccia è migliore, creando buone condizioni per i lavori di estrazione e carico.
Per ridurre l'effetto sismico e migliorare la qualità della sabbiatura, in determinate condizioni, possono essere adottate misure quali la sabbiatura a microdifferenza su ampia area, la carica intervallata nel foro di sabbiatura o la carica intervallata ad aria sul fondo, per ridurre i costi di sabbiatura e ottenere maggiori vantaggi economici.
3. Sabbiatura della camera
La sabbiatura a camera è un metodo di sabbiatura con quantità relativamente grandi o grandi di esplosivi nel tunnel della camera di sabbiatura. Le miniere a cielo aperto vengono utilizzate solo durante il periodo di costruzione del capitale e in condizioni specifiche, mentre le cave vengono utilizzate quando le condizioni lo consentono e la domanda di attività estrattive è elevata.
4. Metodo di sabbiatura a microdifferenza con fori multi-fila
Negli ultimi anni, con il rapido aumento della capacità della benna dell'escavatore e della capacità di produzione delle miniere a cielo aperto, l'attività di estrazione e brillamento normale delle miniere a cielo aperto richiede sempre più brillamenti ogni volta. Per questo motivo, i metodi di brillamento su larga scala come la brillamento a microdifferenza con fori multi-fila e la brillamento a estrusione a microdifferenza con fori multi-fila sono ampiamente utilizzati nelle miniere a cielo aperto in patria e all'estero.
Vantaggi della sabbiatura microdifferenziale a più file:
Il volume di sabbiatura è elevato in una volta, il che riduce il numero di sabbiature e il tempo per evitarle, migliorando il tasso di utilizzo delle attrezzature minerarie;
Migliora la qualità della frantumazione di minerali e rocce, e la sua capacità di ottenere grandi blocchi è inferiore del 40%-50% rispetto a quella della brillamento a foro singolo;
Migliorare l'efficienza delle attrezzature di perforazione di circa il 10%-15%, grazie all'aumento del coefficiente di utilizzo del tempo di lavoro e alla riduzione del numero di operazioni delle attrezzature di perforazione e dell'area di riempimento post-sabbiatura;
Migliorare l'efficienza delle attrezzature per l'estrazione mineraria e il trasporto di circa il 10%-15%.
5. Metodo di estrusione a microdifferenza di fori multi-fila
Si riferisce alla sabbiatura a micro-differenza con fori multi-fila quando c'è un cumulo di sabbiatura rimanente sulla faccia di lavoro. L'esistenza di un cumulo di scorie crea le condizioni per l'estrusione. Da un lato, può estendere il tempo di azione efficace della sabbiatura, migliorare l'utilizzo dell'energia esplosiva e l'effetto di frantumazione; dall'altro, può controllare la larghezza del cumulo di sabbiatura ed evitare la dispersione di minerale e roccia. Il tempo di intervallo di micro-differenza della sabbiatura per estrusione a micro-differenza con fori multi-fila è preferibilmente dal 30% al 50% più grande di quello della normale sabbiatura a micro-differenza. Da 50 a 100 ms è spesso utilizzato nelle miniere a cielo aperto nel mio paese.
I vantaggi della sabbiatura per estrusione a microdifferenza con fori multifila sono:
(1) Migliore effetto di frantumazione di minerali e rocce. Ciò è dovuto principalmente al blocco del cumulo di scorie nella parte anteriore. Ogni fila di fori di perforazione, inclusa la prima fila, può aumentare la carica e frantumarsi completamente sotto la pressione del cumulo di scorie;
(2) La pila di brillamento è più concentrata. Per le miniere che utilizzano il trasporto ferroviario, il binario può essere lasciato intatto prima della brillamento, migliorando così l'efficienza delle attrezzature di estrazione e trasporto.
Gli svantaggi della sabbiatura per estrusione a microdifferenza con fori multi-fila sono:
(1) Grande consumo di esplosivi;
(2) La piattaforma di lavoro richiede una larghezza maggiore per accogliere la pila di scorie;
(3) L'altezza del cumulo di esplosivo è relativamente grande, il che può influire sulla sicurezza delle operazioni dell'escavatore.
III. Misure di brillamento in prossimità del pendio
Man mano che la miniera a cielo aperto si estende verso il basso, la stabilità del pendio diventa sempre più evidente. Per proteggere il pendio, la sabbiatura in prossimità del pendio deve essere rigorosamente controllata. Secondo l'esperienza nazionale ed estera, le misure principali sono l'uso della sabbiatura a micro-differenza, della sabbiatura pre-splitting e della sabbiatura liscia.
1. Utilizzare la microsabbiatura differenziale per ridurre le vibrazioni
Una delle funzioni principali della sabbiatura a micro-differenza è quella di ridurre l'effetto sismico della sabbiatura. Per sfruttare appieno l'effetto ammortizzante della sabbiatura a micro-differenza, la chiave è cercare di aumentare il numero di sezioni di sabbiatura e controllare il tempo di intervallo della micro-differenza.
2. Utilizzare la sabbiatura pre-spaccatura per isolare il pendio
La pre-splitting brillament vicino al pendio consiste nel perforare una fila di fori paralleli densi lungo il confine del pendio, caricare una piccola quantità di esplosivo in ogni foro e farlo esplodere prima che la zona mineraria venga fatta brillare, in modo da ottenere una crepa con una certa larghezza e che attraversi ogni foro. Poiché questa pre-crepa separa la zona mineraria e il pendio, le onde sismiche della successiva brillament mineraria produrranno una forte riflessione sulla superficie della crepa, che indebolisce notevolmente le onde sismiche che la attraversano, proteggendo così il pendio.
3. Utilizzare una sabbiatura delicata per proteggere il pendio
La sabbiatura liscia vicino al pendio consiste nel perforare una fila di fori paralleli densi lungo la linea di confine, caricare una piccola quantità di esplosivo nei fori e far esplodere dopo che i fori di estrazione sono stati fatti esplodere, in modo da formare pareti rocciose parallele lungo i fori densi. La differenza principale tra la sabbiatura liscia e la sabbiatura pre-splitting è il tempo di detonazione. La detonazione del foro di estrazione liscio è successiva a quella delle file precedenti di fori di estrazione, solitamente con un ritardo di 50-75 ms.
Inoltre, c'è un'altra misura per controllare la sabbiatura delle ultime file di fori. La quantità di carica e la linea di resistenza delle ultime file di fori vicino al pendio dovrebbero essere ridotte, il che è chiamato "buffer blasting", che può ridurre il danno della sabbiatura di perforazione al pendio.
4. Estrazione mineraria e trasporti
Estrazione e caricamento
L'estrazione e il caricamento consistono nell'utilizzare macchinari di caricamento per scavare il minerale e la roccia direttamente dal sottosuolo o dalla pila di brillamento, e caricarli nel carrello dei macchinari di trasporto o scaricarli direttamente nella posizione designata. È il collegamento centrale del processo di estrazione a cielo aperto, e altri processi di produzione come la brillamento e il trasporto sono tutti per l'estrazione e il caricamento.
Principali attrezzature per l'estrazione e il carico: escavatore, draga, pala idraulica e pala caricatrice frontale.
Trasporti
Nel processo di estrazione mineraria a cielo aperto, l'investimento di costruzione di capitale per il trasporto della miniera rappresenta circa il 60% dell'investimento totale nella costruzione di capitale della miniera, e il costo di trasporto e la manodopera rappresentano più della metà del costo totale del minerale e della manodopera totale rispettivamente. Ciò dimostra l'importante posizione del trasporto nell'estrazione mineraria a cielo aperto.
Metodi di trasporto nelle miniere a cielo aperto: trasporto automobilistico, trasporto ferroviario, trasporto su nastro, trasporto con sollevamento tramite benna in pendenza e metodi di trasporto combinato, tra cui il trasporto con autocarro con cassone ribaltabile è il più comune.
