Conhecimento básico de mineração a céu aberto
I. Visão geral
1. Recursos minerais
Refere-se ao agregado de minerais ou elementos úteis que são formados por mineralização geológica, ocorrem naturalmente na crosta ou na superfície, enterrados no subsolo ou expostos na superfície, na forma sólida, líquida ou gasosa, e têm valor de desenvolvimento e utilização. Os recursos minerais são recursos não renováveis e suas reservas são limitadas. Existem 168 minerais conhecidos no mundo, dos quais mais de 80 são amplamente utilizados. De acordo com suas características e
usos, eles são geralmente divididos em quatro categorias: 11 minerais energéticos; 59 minerais metálicos; 92 minerais não metálicos; 6 minerais de água e gás. Minerais metálicos existem basicamente na forma sólida na natureza. Da perspectiva da mineração, depósitos de minério de metal são minerados independentemente das variedades de metal. Ouro, prata, cobre, ferro, níquel, etc. são tratados da mesma forma; considerando apenas o estado de ocorrência do corpo de minério, diferentes processos de mineração serão selecionados.
2. Mineração
Na sociedade moderna, a indústria de mineração fez grande progresso e foi mais refinada e subdividida. Geralmente se refere à exploração, mineração, beneficiamento, refino e outros negócios relacionados de minerais. A construção de uma mina moderna inclui o trabalho duro de profissionais em geologia de mineração, topografia, engenharia civil, mineração, processamento de minerais, segurança, proteção ambiental, eletromecânica, HVAC, abastecimento de água e drenagem, automação, química, etc.
3. Características da indústria de mineração e beneficiamento
Primeiro, o objeto de trabalho é o corpo de minério geológico descoberto por pesquisa geológica e que ocorre naturalmente, e o objeto de mineração e processamento não pode ser selecionado livremente;
Em segundo lugar, o objeto de mineração, as ferramentas de mineração e o pessoal de produção são constantemente transferidos com a mineração, não há um local fixo e as condições industriais mudam a qualquer momento, o que é diferente da indústria de processamento geral;
Terceiro, as condições geológicas de mineração e as matérias-primas minerais são muito complexas, dificultando a padronização de projetos de mineração.
Ao mesmo tempo: ⒈ As condições de ocorrência do depósito de minério são instáveis; ⒉ O grau, a composição e a composição do minério variam muito; ⒊ A estrutura geológica é complexa; ⒋ As propriedades físicas e mecânicas do minério e da rocha circundante variam muito; ⒌ O teor de água do depósito de minério é complexo. Portanto, nenhuma mineração e beneficiamento de uma mina podem ser completamente replicados.
2. Mineração a céu aberto
1. Conceitos básicos da mineração a céu aberto
O pré-requisito necessário para mineração a céu aberto é a presença de depósitos de minério adequados. Se o depósito de minério é adequado para mineração a céu aberto é melhor avaliado no estágio inicial da exploração geológica e, então, um relatório geológico (incluindo dados geológicos hidráulicos e ambientais) que atenda aos requisitos do projeto de mina a céu aberto é proposto após exploração adicional; após aprovação, o departamento de projeto pode executar o projeto. Devido às condições de ocorrência do corpo de minério exposto na superfície e enterramento raso, todo o trabalho de mineração da rocha do todo de acordo com um certo processo é coletivamente chamado de engenharia de mineração a céu aberto.
A essência da mineração a céu aberto é remover a camada superficial do solo e as rochas circundantes que cobrem a parte superior do corpo de minério em um espaço aberto dentro de uma certa faixa, e minerar o minério. Portanto, para minerar o minério, a rocha residual também deve ser minerada.
O corpo de minério classificado como mina a céu aberto é chamado de mina a céu aberto. O local onde a engenharia de mineração a céu aberto é realizada com equipamentos de mineração é chamado de mina a céu aberto. Mina a céu aberto: a soma de poços de mineração, degraus e trincheiras a céu aberto formadas durante a mineração a céu aberto.
2. Etapas gerais para construção e produção de minas a céu aberto:
(1) Preparação do solo. Trazer linhas de tráfego e linhas de transmissão para a área de mineração e remover ou realocar obstáculos naturais e artificiais na área de mineração, como árvores, pântanos, vilas, fábricas, estradas, canais, cemitérios, etc.
(2) Isolamento e drenagem de água da área de mina. Corte o rio que passa pela área de mineração ou desvie-o, drene a água e deixe o nível da água abaixo do nível necessário.
(3) Engenharia de infraestrutura de mina. Incluindo escavação de valas, construção de estradas do solo até o nível de mineração; estabelecimento de linhas de trabalho, execução de decapagem de infraestrutura para expor o corpo de minério extraído; estabelecimento de linhas de transporte, depósitos de rejeitos, pontes, etc.; construção de instalações industriais no solo e edifícios civis necessários.
(4) Produção diária. A engenharia de infraestrutura de mina pode ser entregue à produção após as linhas de trabalho de mineração e decapagem necessárias serem abertas e uma certa capacidade de mineração for atingida. Geralmente, levará algum tempo para atingir a capacidade de produção projetada. As áreas mineradas precisam ser recuperadas.
A construção e produção de minas a céu aberto são projetos de engenharia muito complexos. A compra de terras, a compra, instalação e comissionamento de equipamentos, o treinamento de pessoal, o estabelecimento de agências de gestão organizacional e a recuperação de terras, etc., envolvem uma ampla gama de aspectos e estão intimamente relacionados entre si.
3. Desenvolvimento de mina a céu aberto
Apenas o desenvolvimento de estradas é introduzido, e o desenvolvimento de poços horizontais e elevadores de rampa não é introduzido.
(1) A operação de decapagem de minas a céu aberto em encostas começa no nível mais alto da área de mineração e prossegue para baixo, camada por camada; enquanto a linha de cava de desenvolvimento é construída dos degraus de mineração mais baixos para os mais altos de uma só vez. À medida que o nível de mineração diminui, a linha de cava de desenvolvimento superior é gradualmente abandonada ou desaparece, e a distância de transporte de minério e rocha é encurtada de acordo.
(2) A linha de poço de desenvolvimento de estrada da mina a céu aberto submersa é gradualmente formada conforme os degraus de mineração se estendem para baixo. As mudanças na linha de poço incluem desenvolvimento de linha de poço fixa e desenvolvimento de linha de poço móvel. Desenvolvimento de linha de poço fixa: A linha de poço de desenvolvimento é disposta na parede lateral final dentro do limite de mineração e não muda sua posição durante todo o processo de mineração da área de mineração. Pode ser adotada em formas retas, de retorno e espirais. Desenvolvimento de linha de poço em espiral: A linha de poço de desenvolvimento é disposta em uma espiral ao longo dos quatro lados da área de mineração.
O processo de desenvolvimento do projeto de desenvolvimento da linha de cava fixa: incluindo o processo de mineração dos degraus, o avanço da parede de trabalho e o desenvolvimento e aprofundamento do novo nível. No lado final da mina a céu aberto, de acordo com a posição, direção e declive determinados da vala de entrada e saída, a vala de entrada e saída inclinada é escavada da superfície (a placa plana superior do degrau) até a placa plana inferior do degrau. Após atingir a elevação da placa plana inferior, uma nova vala de seção horizontal é escavada do final da vala de entrada e saída para estabelecer a linha de trabalho inicial da etapa de mineração.
O processo de desenvolvimento do projeto de desenvolvimento da linha de poço móvel: a vala de entrada e saída e a vala de seção são escavadas horizontalmente da placa superior ou inferior perto da zona de contato entre o corpo de minério e a rocha circundante no campo de mineração. Quando a vala de seção é escavada até um determinado comprimento, a vala de seção é escavada enquanto os lados da vala de seção são expandidos para formar a linha de trabalho de decapagem. Durante o processo de mineração, a vala de entrada e saída se move com o avanço da parede de trabalho de um lado até que a linha de trabalho seja avançada até o limite final da mineração e, então, é fixada no lado final.
4. Tecnologia de mineração a céu aberto
O principal processo de produção de minas a céu aberto inclui três projetos importantes: abertura de valas, decapagem e mineração; os elos de produção incluem mineração-transporte-descarga (descarga de solo, descarga de minério). A mineração é o elo que interage diretamente com a camada de rocha, incluindo perfuração, detonação, mineração e carregamento, realocação de linha de transporte e outros processos, e é o mais importante na produção de minas a céu aberto; o transporte é o elo entre mineração e descarga, e é o elo que ocupa mais equipamentos, consome mais energia e mão de obra na produção de minas a céu aberto; a descarga é um requisito indispensável para a descarga econômica e razoável de materiais produzidos em minas a céu aberto.
Em torno desses três principais elos de produção, há também uma série de elos auxiliares de produção, como manutenção de equipamentos, fornecimento de energia, drenagem, etc.
Os sistemas de processo de mineração a céu aberto podem ser divididos em: processo intermitente, processo contínuo e processo semicontínuo.
(1) Processo intermitente refere-se ao processo no qual a mineração e o transporte de minério e rocha são realizados intermitentemente nos três principais elos de produção. Por exemplo: uma pá mecânica carrega um caminhão, uma pá de cada vez, e um trem ou carro transporta rocha, um caminhão de cada vez. Para cada pá carregada ou caminhão transportado, o equipamento completa um ciclo ou período de acordo. Este processo também é chamado de processo cíclico ou processo periódico.
(2) Um processo contínuo se refere a um processo no qual a mineração e o transporte de minério e rocha são realizados continuamente. Este é o caso do fluxo de minério e rocha em uma escavadeira multi-caçamba e uma correia transportadora. Este fluxo de minério e rocha continuará ininterruptamente enquanto o equipamento estiver operando normalmente. Portanto, este processo também é chamado de processo de fluxo.
(3) Um processo semicontínuo é um processo no qual alguns elos de produção são operados continuamente. Por exemplo, um sistema de processo no qual uma pá mecânica carrega minério e rocha em um britador e então os transporta por uma correia transportadora após a britagem é um sistema de processo semicontínuo típico.
5. Termos profissionais
a. Na mineração em degrau, o minério e a rocha são divididos em camadas horizontais de uma certa espessura de cima para baixo e extraídos com
equipamentos de mineração e transporte. Cada camada mantém um certo relacionamento de avanço, formando assim um formato de degrau.
O degrau é composto dos seguintes elementos: placa superior, placa inferior, declive, linha superior, linha inferior, altura e ângulo de declive. Ângulo de declive do degrau: o ângulo entre o declive do degrau e o plano horizontal.
As etapas são divididas em:
Etapas de trabalho - placas planas de trabalho para organizar equipamentos de mineração e transporte.
Degraus não funcionais - plataformas de segurança: usadas para amortecer e interceptar pedras que caem e reduzir o ângulo de inclinação.
Plataformas de limpeza: interceptam pedras caídas e as limpam com equipamentos de limpeza.
Plataformas de transporte: servem como canal de conexão entre as etapas de trabalho e o transporte por vala de acesso.
b. Linha de trabalho - uma seção de rocha de minério bem preparada.
c. Zona de escavação: durante a mineração, as etapas são divididas em várias faixas, que são mineradas uma a uma. Cada faixa de cada mina é chamada de zona de escavação. Largura ... depende do método de detonação e parâmetros; pá elétrica ... depende do raio de escavação e descarga da pá elétrica.
d. Cada faixa da área de mineração também pode ser dividida em várias seções e equipada com equipamentos independentes de mineração e transporte durante a mineração. Comprimento ... o comprimento da linha de trabalho de mineração ocupada por uma pá elétrica.
f. Túneis a céu aberto: divididos por finalidade:
(1) Trincheira de acesso ... uma trincheira inclinada escavada para estabelecer ligações de transporte entre o solo e o nível de trabalho e entre cada nível de trabalho. De acordo com o formato da seção transversal: seção transversal inteira, vala lateral única.
(2) Vala de seção aberta... vala horizontal escavada para abrir a linha de trabalho de mineração e estabelecer a primeira linha de trabalho (etapa inicial).
g. A área da mina a céu aberto onde a mineração a céu aberto foi realizada ou está sendo realizada, formada por degraus e túneis a céu aberto.
Poço aberto em encosta: acima do círculo fechado. Poço aberto em depressão: abaixo do círculo fechado.
Elementos constituintes:
(1) Parede lateral: a superfície total ao redor da mina a céu aberto, dividida em: parede superior, parede inferior e parede final.
(2) Parede de trabalho: parede lateral composta por degraus que estão sendo minerados e serão minerados.
(3) Inclinação da parede de trabalho e ângulo de inclinação da parede de trabalho.
(4) Ângulo de declive lateral final: o ângulo entre o declive final da parede e o plano horizontal
(5) Inclinação final da parede: o plano inclinado imaginário formado pela linha superior do degrau superior da parede não funcional e pela linha inferior do degrau inferior.
(6) Limite final da mina a céu aberto: a posição definida pelas linhas de limite final superior e inferior.
6. Principais indicadores técnicos e econômicos: taxa de stripping
A taxa de extração de minério de minas a céu aberto é um importante indicador técnico e econômico, que está relacionado à quantidade de minério extraído, à quantidade de extração de rocha e solo, e à escala de produção, vida útil, custo de produção, etc. da mina.
Taxa de extração: quantidade de rocha necessária para extração por unidade de minério extraído.
A taxa de stripping é variável. O limite de mineração a céu aberto definido no projeto é apenas um limite razoável sob certas condições em um certo período de tempo. A unidade de medida é expressa em m3/m3 ou m3/t ou t/t.
Taxa média de extração: a razão entre a quantidade total de rocha no limite e a quantidade total de minério.
Proporção de desmonte em camadas: a proporção entre a quantidade de rocha em uma determinada camada horizontal dentro do limite e a quantidade de minério.
Taxa de extração de produção: a razão entre a quantidade de rocha extraída em um determinado período e a quantidade de minério extraído.
Taxa de remoção do limite: a razão entre o incremento da rocha causado pelo aumento da profundidade unitária do limite e o incremento do minério.
Taxa de extração de reserva: a taxa de extração é calculada com base nas quantidades de minério e rocha fornecidas no relatório de exploração geológica.
Taxa de extração de minério bruto: a taxa de extração é calculada com base na quantidade de minério e rocha obtida pela perda e esgotamento do minério durante a mineração.
Razão de stripping economicamente razoável: refere-se à quantidade máxima de stripping de rocha economicamente permitida por unidade de volume de minério em mineração a céu aberto. O custo de mineração da camada de minério adjacente ao limite de mineração a céu aberto não é maior do que o custo de mineração subterrânea.
