Fasi principali dell'estrazione di minerali: cosa significano sviluppo, preparazione, taglio e arresto del giacimento
L'estrazione di minerali è un'attività ingegneristica complessa e ad alta intensità tecnologica che prevede diverse fasi e una pianificazione meticolosa. Il suo obiettivo è convertire in modo efficiente e sicuro le risorse minerarie del sottosuolo in prodotti minerali utilizzabili. Questo articolo fornisce un'analisi dettagliata delle fasi principali dell'estrazione di minerali – sviluppo, preparazione, taglio e scavo – e ne spiega le relazioni.
I. Sviluppo del giacimento minerario
Innanzitutto, spieghiamo lo sviluppo del giacimento minerario. Lo sviluppo del giacimento minerario comporta lo scavo di una serie di tunnel dalla superficie per collegarsi al giacimento e collegarlo alla superficie, realizzando sistemi di accesso per il personale, ventilazione, trasporto, drenaggio, alimentazione elettrica, aria compressa e acqua. Svolge due funzioni chiave: in primo luogo, realizzare una serie di opere di ingegneria che raggiungano il giacimento minerario e creino collegamenti tra il giacimento minerario e la superficie; in secondo luogo, realizzare i sistemi di estrazione sotterranea di base, inclusi i percorsi per il personale, i trasporti, il drenaggio, l'alimentazione elettrica, aerea e idrica.
In termini di obiettivi di sviluppo, possiamo suddividerlo in tre parti. In primo luogo, dobbiamo trasportare il minerale estratto e la roccia di scarto dal sottosuolo alla superficie: questo è il requisito fondamentale, con l'obiettivo di portare in superficie il minerale sotterraneo. In secondo luogo, dobbiamo scaricare in superficie le acque reflue e l'aria inquinata per garantire un ambiente di lavoro idoneo alle operazioni sotterranee.
La terza parte riguarda le gallerie di sviluppo. Queste gallerie vengono scavate per raggiungere gli obiettivi di sviluppo sopra menzionati, ovvero stabilire collegamenti con il giacimento minerario e realizzare sistemi per il movimento del personale, la ventilazione, il trasporto, il drenaggio, l'alimentazione elettrica, aerea e idrica. Questa serie di gallerie guida è definita "guide di sviluppo". Quindi, cosa includono principalmente le gallerie di sviluppo? Ad esempio, comprendono pozzi, gallerie di accesso, piazzali di fondo pozzo, scivoli principali e pozzi di riempimento, nonché gallerie di trasporto a livello. Tutte queste sono note collettivamente come guide di sviluppo.
Riepilogo:
Il primo passo nell'estrazione mineraria è lo sviluppo del giacimento, che prevede la creazione di una rete di gallerie dalla superficie al giacimento, garantendo l'ingresso e l'uscita di personale, attrezzature e materiali, nonché il trasporto di minerale e roccia di scarto. L'ingegneria di sviluppo non prevede solo lo scavo delle gallerie, ma anche la costruzione di sistemi di ventilazione, drenaggio, alimentazione elettrica, aria e acqua, gettando le basi per le successive operazioni di estrazione. Le gallerie di sviluppo sono di vario tipo, come pozzi, gallerie di accesso, piazzali a fondo pozzo, scivoli principali del minerale, rialzi principali e gallerie di trasporto a livello, che insieme formano il cosiddetto sistema di guida dello sviluppo. Attraverso queste gallerie, il minerale può essere sollevato in superficie garantendo al contempo adeguate condizioni di lavoro nel sottosuolo, come l'apporto di aria fresca e un efficace scarico delle acque reflue.
II. Preparazione del giacimento minerario
Qual è la definizione di preparazione? Una volta sviluppato il giacimento minerario, dobbiamo delineare le aree chiave. Questa fase si chiama preparazione del giacimento minerario. Ha due scopi: in primo luogo, suddividere il livello in blocchi come unità di scavo indipendenti; in secondo luogo, suddividere ulteriormente il livello in blocchi, trattandoli come unità di scavo indipendenti, e creare le condizioni all'interno del giacimento minerario per l'accesso del personale, la perforazione della roccia, l'estrazione del minerale, la ventilazione e altro ancora. Possiamo immaginare che lo sviluppo menzionato in precedenza crei le condizioni di base per l'estrazione del giacimento minerario. La preparazione, basandosi sullo sviluppo, lo suddivide ulteriormente in unità di scavo indipendenti e fornisce le condizioni per l'accesso del personale e la ventilazione in queste unità. Anche le attività di preparazione rientrano in due categorie principali: la prima è suddividere il livello in blocchi come unità di scavo indipendenti; la seconda è creare le condizioni per lo scavo, inclusi i percorsi per il personale, la ventilazione, la perforazione della roccia e i collegamenti.
Rispetto alle gallerie di sviluppo, cosa sono le gallerie di preparazione? Le gallerie di preparazione sono un mezzo per completare le attività di preparazione scavando una serie di gallerie. Queste gallerie sono note come gallerie di preparazione. Nel diagramma a destra, le caratteristiche principali delle gallerie di preparazione includono gli impianti di ventilazione e di personale, nonché le gallerie di collegamento: queste sono caratteristiche delle gallerie di preparazione. Nella valutazione degli indicatori economici minerari, vengono prese in considerazione due metriche relative alla preparazione: il rapporto di preparazione e la percentuale di lavoro di preparazione.
Il rapporto di preparazione si riferisce ai metri di gallerie di preparazione e taglio necessari per ogni mille tonnellate di minerale estratto dal blocco. La proporzione del lavoro di preparazione, invece, è il rapporto tra la quantità di minerale estratta dalle gallerie di preparazione e taglio nel blocco e il minerale totale estratto dal blocco. A differenza del rapporto di preparazione, che considera solo la lunghezza delle gallerie di preparazione e taglio costruite divisa per la produzione totale di minerale per ottenere il rapporto, la proporzione del lavoro di preparazione lo perfeziona calcolando la proporzione di minerale estratto dallo scavo delle gallerie di preparazione e taglio rispetto alla produzione totale di minerale del blocco.
Il rapporto di preparazione riflette solo la lunghezza delle gallerie di preparazione e di taglio nel blocco, senza considerare l'impatto delle dimensioni o del volume della sezione trasversale della galleria. La percentuale di lavoro di preparazione, tuttavia, riflette solo la percentuale di gallerie di preparazione e di taglio all'interno della vena mineraria disposte all'interno del giacimento, senza tenere conto del carico di lavoro delle gallerie di preparazione e di taglio fuori dalla vena. Questa è la differenza tra i due.
Riepilogo:
Una volta completato lo sviluppo del giacimento minerario, il processo passa alla preparazione del giacimento. Lo scopo di questa fase è suddividere ulteriormente l'area mineraria in piccole unità gestibili ed estraibili, ovvero i blocchi, attraverso una pianificazione dettagliata del giacimento minerario sviluppato. I lavori di preparazione non comportano solo lo scavo del tunnel, ma anche la creazione delle condizioni necessarie all'interno dei blocchi per l'accesso del personale, la perforazione della roccia, l'estrazione del minerale e la ventilazione. I tunnel di preparazione, noti anche come tunnel fiscali, devono tenere conto della disposizione del personale e delle prese d'aria, nonché dei tunnel di collegamento, per creare un ambiente di lavoro favorevole per le successive operazioni di estrazione. Il rapporto di preparazione e la percentuale di lavoro di preparazione sono due indicatori chiave per valutare l'efficienza di preparazione, misurando rispettivamente gli aspetti economici della costruzione del tunnel e la percentuale di minerale prodotto all'interno dei tunnel, fornendo basi quantitative per l'ottimizzazione delle strategie di preparazione.
III. Taglio
La terza parte riguarda il lavoro di scavo. Qual è quindi la definizione di "scavo"? Il lavoro di scavo si basa sulla preparazione e, sul terreno già preparato, crea fronti e spazi liberi per l'estrazione mineraria su larga scala. Da questa definizione, possiamo comprendere che mira a creare fronti e spazi liberi per la scavo. Il suo scopo è generare questi fronti e spazi liberi.
Il lavoro di scavo comprende principalmente due aspetti: come formare superfici libere e spazi liberi. In primo luogo, scavando gallerie di scavo, è possibile formare superfici libere e spazi liberi. Inoltre, sulla base delle gallerie di scavo, vengono eseguiti ulteriori lavori per espandere le superfici libere, creando più spazio libero per la scavo di scavo. Le gallerie di scavo consistono principalmente di due parti: gallerie di sottoscavo (scavi di sottoscavo e tagli trasversali) e rilievi di taglio. Per espandere ulteriormente le superfici libere, sono necessarie anche operazioni di sottoscavo, imbuto e scanalatura. Questo comprende l'intero contenuto del lavoro di scavo. Sviluppo, preparazione e taglio sono tutte fasi di preparazione per la scavo di scavo.
Riepilogo:
Il taglio è la fase successiva alla preparazione, volta a creare le superfici libere e gli spazi necessari per le operazioni di sbancamento su larga scala. Questa fase prevede lo scavo di gallerie specifiche, come gallerie di sottoscavo e rialzi di taglio, per creare spazio per l'esplosivo e la dissodamento del minerale. La progettazione delle gallerie di taglio deve tenere conto delle proprietà fisiche del minerale, della struttura del giacimento e delle tecniche di estrazione per garantire un'implementazione efficiente delle operazioni di sbancamento. Inoltre, operazioni come lo scavo di sottoscavo, la canalizzazione e la fessurazione vengono eseguite per espandere ulteriormente gli spazi liberi, facilitando le attività di sbancamento.
IV. Arresto
La demolizione si riferisce al processo di esecuzione di lavori minerari su larga scala dopo il completamento del taglio. Tipicamente, i lavori minerari su larga scala sono chiamati demolizione, e si suddividono in tre fasi principali: frantumazione del minerale, movimentazione del minerale e gestione della pressione al suolo. Innanzitutto, spieghiamo la definizione di demolizione del minerale: utilizzo dello spazio di taglio come fronte libero e impiego di metodi di perforazione e brillamento della roccia. La demolizione del minerale è solitamente suddivisa in quattro categorie in base alle condizioni di presenza del giacimento, al metodo di estrazione adottato e all'attrezzatura di perforazione della roccia: demolizione in foro superficiale, demolizione in foro medio-profondo, demolizione in foro profondo e brillamento in camera.
La movimentazione del minerale si riferisce al lavoro di spostamento del minerale estratto all'interno del blocco per il trasporto nelle gallerie e al suo caricamento sui carri minerari. La movimentazione è limitata all'interno della miniera, ovvero allo spostamento del minerale nelle gallerie di trasporto, mentre il trasporto si riferisce al processo di sollevamento del minerale dalle gallerie di trasporto alla superficie.
Esistono due metodi principali per la movimentazione del minerale: la movimentazione a gravità e la movimentazione meccanica. La movimentazione a gravità utilizza principalmente il normale sistema di estrazione del minerale a imbuto per il movimento gravitazionale. La movimentazione meccanica impiega attrezzature come rastrelli elettrici, caricatori, raschiatori, camion e nastri trasportatori per la movimentazione assistita.
Nella scelta dei metodi di trasporto del minerale, si devono considerare il metodo di estrazione e le condizioni del giacimento. Ad esempio, i giacimenti fortemente inclinati sono più adatti alla movimentazione a gravità, mentre quelli leggermente inclinati o quasi orizzontali sono più adatti alla movimentazione meccanica.
Il terzo aspetto è la gestione della pressione al suolo. La pressione al suolo si riferisce al fenomeno per cui, dopo l'estrazione del minerale, si forma nel sottosuolo il cosiddetto "goaf" (area estratta) e, nel tempo, i pilastri e la roccia circostante nel muro pensile e nel muro di base si deformano, cedono o crollano. La gestione della pressione al suolo comprende le attività necessarie per prevenire o controllare la deformazione, la rottura e il crollo della roccia circostante. Ciò include l'eliminazione degli effetti negativi della pressione al suolo e la garanzia della sicurezza produttiva, attività note collettivamente come attività di gestione della pressione al suolo.
Sulla base degli attuali metodi di gestione della pressione del terreno, è possibile suddividerlo in tre parti: in primo luogo, utilizzando pilastri di sostegno per sostenere il pendio per la gestione; in secondo luogo, la gestione tramite cedimento della roccia circostante; e, infine, il riempimento del pendio con materiali di riempimento per la gestione.
Riepilogo:
La demolizione è la fase centrale dell'estrazione mineraria e comprende tre fasi principali: la frantumazione del minerale, la sua movimentazione e la gestione della pressione al suolo. La frantumazione del minerale viene eseguita tramite perforazione e brillamento nello spazio di taglio, con profondità di perforazione e metodi appropriati selezionati in base alle condizioni del giacimento. La movimentazione del minerale comporta lo spostamento del minerale brillato nelle gallerie di trasporto e il suo caricamento per il trasporto, distinguendo tra metodi gravitazionali e meccanici, con selezioni basate su fattori come l'inclinazione del giacimento. La gestione della pressione al suolo è fondamentale per garantire la sicurezza dell'estrazione mineraria, richiedendo misure per prevenire e controllare deformazioni, cedimenti e crolli nel giacimento, mantenendo così stabili le operazioni di estrazione in corso.
V. Relazioni tra i passaggi
Le quattro fasi dell'estrazione mineraria sono strettamente interconnesse nel tempo e nello spazio, e si svolgono in sequenza per formare una catena di operazioni che si sostengono a vicenda e che si sviluppano in modo progressivo. Lo sviluppo fornisce l'infrastruttura per la preparazione, la preparazione affina l'area di estrazione, il taglio crea le condizioni per la scavo e, infine, la scavo porta all'estrazione del minerale. L'implementazione di ogni fase deve tenere conto delle esigenze delle operazioni successive, incarnando il principio minerario di estrazione e sviluppo bilanciati, con lo sviluppo che guida la strada.
VI. Conclusion
In sintesi, l'estrazione di minerali è un processo ingegneristico sistematico composto da molteplici fasi continue e interdipendenti, in cui il successo di ogni fase si basa su una preparazione preliminare e una pianificazione accurata. Con i progressi tecnologici e le esigenze di uno sviluppo sostenibile, l'attività mineraria moderna pone sempre più l'accento su un equilibrio tra tutela ambientale, sicurezza ed efficienza economica. Esplora e applica costantemente nuove tecnologie per migliorare l'efficienza estrattiva e ridurre l'impatto ambientale. In futuro, l'estrazione di minerali diventerà più intelligente ed ecologica, avanzando verso livelli più elevati di gestione raffinata.
