Conoscenza di base dell'estrazione 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, presenti naturalmente nella crosta terrestre o in superficie, sepolti nel sottosuolo o esposti in superficie, in forma solida, liquida o gassosa, e che 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

In base agli usi, sono generalmente suddivisi 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 natura in forma solida. Dal punto di vista minerario, i giacimenti di minerali metallici vengono estratti indipendentemente dalle varietà di metallo. Oro, argento, rame, ferro, nichel, ecc. sono trattati allo stesso modo; considerando solo lo stato di estrazione del giacimento, verranno selezionati diversi processi di estrazione.

2. Estrazione mineraria

Nella società moderna, l'industria mineraria ha compiuto grandi progressi, diventando più raffinata e suddivisa. Generalmente si riferisce all'esplorazione, all'estrazione mineraria, all'arricchimento, alla raffinazione e ad altre attività correlate legate ai minerali. La costruzione di una miniera moderna richiede 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 dell'industria mineraria e di arricchimento

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

In secondo luogo, l'oggetto minerario, gli strumenti minerari e il personale di produzione vengono costantemente trasferiti con l'attività mineraria, 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 estrazione del giacimento minerario 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 d'acqua del giacimento minerario è complesso. Pertanto, nessuna attività di estrazione e valorizzazione di una miniera può essere replicata completamente.

2. Definizione di estrazione mineraria a cielo aperto

1. Concetti di base della definizione di estrazione mineraria a cielo aperto

Il prerequisito necessario per la definizione di estrazione a cielo aperto è la presenza di giacimenti minerari idonei. L'idoneità del giacimento minerario all'estrazione a cielo aperto è valutata al meglio nella fase iniziale dell'esplorazione geologica, e successivamente, dopo ulteriori esplorazioni, viene proposta una relazione geologica (comprensiva di dati geologici idraulici e ambientali) che soddisfi i requisiti di progettazione dell'estrazione a cielo aperto; una volta approvata, la progettazione può essere eseguita dall'ufficio progettazione. A causa delle condizioni di presenza del giacimento minerario esposto in superficie e della sua interramento superficiale, l'intero lavoro di estrazione della roccia dall'intero giacimento secondo un determinato processo è collettivamente definito ingegneria mineraria a cielo aperto.

L'essenza dell'estrazione a cielo aperto consiste nel rimuovere il terreno superficiale e le rocce circostanti che ricoprono la parte superiore del giacimento minerario in uno spazio aperto entro un certo intervallo, ed estrarre il minerale. Pertanto, per estrarre il minerale, è necessario estrarre anche la roccia di scarto.

Il corpo minerale classificato come undefinizione di estrazione mineraria a cielo apertosi chiama unminiera a cielo apertoIl luogo in cui viene svolta l'ingegneria mineraria a cielo aperto con attrezzature minerarie è chiamatominiera a cielo aperto.miniera a cielo apertodefinizione: la somma delle fosse di estrazione, dei gradini e delle trincee a cielo aperto formatesi durante l'attività mineraria a cielo aperto.

2. Passaggi generali perminiera a cielo apertocostruzione e produzione:

(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. Intercettare il corso d'acqua che attraversa l'area mineraria o deviarlo, drenare l'acqua e abbassare il livello dell'acqua al di sotto del livello richiesto.

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

(4) Produzione giornaliera. L'ingegneria delle infrastrutture minerarie può essere trasferita alla produzione dopo l'apertura delle necessarie linee di estrazione e di scavo e il raggiungimento di una certa capacità estrattiva. In genere, ci vorrà del tempo per raggiungere la capacità produttiva progettata. Le aree minerarie devono essere bonificate.

La costruzione e la produzione didefinizione di estrazione mineraria a cielo apertosono progetti ingegneristici molto complessi. L'acquisto del terreno, l'acquisto, l'installazione e la messa in servizio delle attrezzature, la formazione del personale, l'istituzione di agenzie di gestione organizzativa e la bonifica dei terreni, ecc., coinvolgono una vasta gamma di aspetti e sono strettamente correlati tra loro.

3.miniera a cielo apertosviluppo

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

(1) L'operazione di sbancamento del pendiominiera a cielo apertoLa linea di scavo inizia dal livello più alto dell'area mineraria e procede verso il basso strato per strato; mentre la linea di scavo di sviluppo viene costruita dal livello minerario più basso a quello più alto in una volta sola. Con la diminuzione del livello minerario, la linea di scavo di sviluppo superiore viene gradualmente abbandonata o scompare, e la distanza di trasporto di minerali e rocce si riduce di conseguenza.

(2) La linea di sviluppo stradale del pozzo sommersominiera a cielo apertosi forma gradualmente man mano che i gradini di estrazione si estendono verso il basso. Le variazioni della linea di estrazione includono lo sviluppo della linea di estrazione fissa e lo sviluppo della linea di estrazione mobile. Sviluppo della linea di estrazione fissa: la linea di estrazione di sviluppo è disposta sulla parete laterale finale all'interno del confine di estrazione e non cambia 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 estrazione a spirale: la linea di estrazione 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 scavo dei gradini, l'avanzamento del muro di lavoro e lo sviluppo e l'approfondimento del nuovo livello. Sul lato finale delminiera a cielo apertoIn base alla posizione, alla direzione e alla pendenza della trincea di ingresso e di uscita determinate, la trincea inclinata di ingresso e di uscita viene scavata dalla superficie (la piastra piana superiore del gradino) alla piastra piana inferiore del gradino. Dopo aver raggiunto la quota della piastra piana inferiore, viene scavata una nuova trincea a sezione orizzontale dall'estremità della trincea di ingresso 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 ingresso e di uscita e la trincea di sezione vengono scavate orizzontalmente dalla piastra superiore o inferiore in prossimità della zona di contatto tra il corpo minerario 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 ingresso e di uscita si sposta con l'avanzamento della parete di lavoro su un lato finché la linea di lavoro non avanza fino al confine di estrazione finale, per poi essere fissata sul lato finale.

4. Tecnologia di estrazione mineraria a cielo aperto

Il principale processo produttivo didefinizione di estrazione mineraria a cielo aperto comprende tre importanti progetti: scavo, scavo di trincee ed estrazione mineraria; i collegamenti di produzione includono estrazione-trasporto-scarico (scarico del terreno, scarico del minerale). L'estrazione mineraria è il collegamento che interagisce direttamente con lo strato roccioso, inclusi perforazione, brillamento, estrazione e carico, spostamento delle linee di trasporto e altri processi, ed è il più importante inminiera a cielo apertoproduzione; il trasporto è il collegamento tra l'estrazione e lo scarico, ed è il collegamento che occupa la maggior parte delle attrezzature, consuma la maggior parte dell'energia e della manodopera inminiera a cielo apertoproduzione; lo scarico è un requisito indispensabile per lo scarico economico e ragionevole dei materiali prodotti inminiera 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 minerali e rocce vengono eseguiti in modo intermittente nei tre principali anelli di produzione. Ad esempio: una pala meccanica carica un camion una pala alla volta, mentre 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 corrispondente. 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 minerali e rocce vengono effettuati ininterrottamente. È il caso del flusso di minerali e rocce su un escavatore a più benne e un nastro trasportatore. Questo flusso di minerali e rocce continuerà ininterrottamente finché l'attrezzatura funzionerà normalmente. Pertanto, questo processo è anche chiamato processo di flusso.

(3) Un processo semicontinuo è un processo in cui alcuni collegamenti di produzione vengono gestiti ininterrottamente. Ad esempio, un sistema di processo in cui una pala meccanica carica minerale e roccia in un frantoio e poi li trasporta tramite un nastro trasportatore dopo la frantumazione è un tipico sistema di processo semicontinuo.

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 inclinazione. Angolo di inclinazione 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 minerarie e di 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 delle trincee di accesso.

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

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

d. Ogni striscia dell'area mineraria può anche essere divisa in più 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 laterale singolo.

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

g. L'area delminiera a cielo apertodove è stata effettuata o è in corso un'attività estrattiva 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 allaminiera a cielo aperto, divisi 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 della parete di lavoro e angolo di pendenza della parete 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 deldefinizione di estrazione mineraria a cielo aperto: la posizione definita dalle linee di confine finali superiore e inferiore.

6. Principali indicatori tecnici ed economici: rapporto di stripping

Il rapporto di stripping diminiera a cielo apertoè un importante indicatore tecnico ed economico, correlato alla quantità di minerale estratto, alla quantità di roccia e terreno estratti, nonché alla scala di produzione, alla durata di vita, ai costi di produzione, ecc. della miniera.

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

Il rapporto di stripping è variabile. Il limite di estrazione a cielo aperto definito nel progetto è un limite ragionevole solo in determinate condizioni e 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 estrazione economicamente ragionevole: si riferisce alla quantità massima di estrazione 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 superiore al costo di estrazione in sotterraneo.