دانش اولیه معدن روباز
I. نمای کلی
1. منابع معدنی
به مجموعه ای از مواد معدنی یا عناصر مفیدی اطلاق می شود که از طریق کانی سازی زمین شناسی به وجود می آیند، به طور طبیعی در پوسته یا روی سطح ایجاد می شوند، در زیر زمین مدفون شده یا در معرض سطح، به صورت جامد، مایع یا گاز هستند و ارزش توسعه و بهره برداری دارند. منابع معدنی منابع تجدیدناپذیر هستند و ذخایر آنها محدود است. 168 ماده معدنی شناخته شده در جهان وجود دارد که بیش از 80 مورد از آنها به طور گسترده استفاده می شود. با توجه به ویژگی های آنها و
موارد استفاده، آنها معمولا به چهار دسته تقسیم می شوند: 11 مواد معدنی انرژی. 59 کانی فلزی; 92 کانی های غیرفلزی; 6 ماده معدنی آب و گاز. کانی های فلزی اساساً به شکل جامد در طبیعت وجود دارند. از منظر استخراج، ذخایر سنگ فلزی بدون توجه به انواع فلزات استخراج می شوند. طلا، نقره، مس، آهن، نیکل و غیره به همین صورت است. تنها با در نظر گرفتن وضعیت وقوع بدنه سنگ، فرآیندهای مختلف استخراج انتخاب خواهند شد.
2. معدن
در جامعه مدرن، صنعت معدن پیشرفت زیادی داشته است و بیشتر پالایش و تقسیم بندی شده است. به طور کلی به اکتشاف، استخراج، بهره‌برداری، پالایش و سایر مشاغل مرتبط مواد معدنی اشاره دارد. ساخت یک معدن مدرن شامل کار سخت متخصصان زمین شناسی معدن، نقشه برداری، مهندسی عمران، معدن، پردازش مواد معدنی، ایمنی، حفاظت از محیط زیست، الکترومکانیک، تهویه مطبوع، تامین آب و زهکشی، اتوماسیون، شیمی و غیره است.
3. ویژگی های معدن و صنعت بهره مندی
اولاً، شیء کار، بدنه سنگ معدنی زمین شناسی است که با بررسی زمین شناسی کشف شده و به طور طبیعی وجود دارد، و شی معدن و فرآوری را نمی توان آزادانه انتخاب کرد.
دوم، شی معدن، ابزار معدن و پرسنل تولید دائماً با معدن منتقل می شوند، مکان ثابتی وجود ندارد و شرایط صنعتی در هر زمان تغییر می کند که با صنعت پردازش عمومی متفاوت است.
سوم، شرایط زمین شناسی معدن و مواد خام معدنی بسیار پیچیده است و استانداردسازی پروژه های معدنی را دشوار می کند.
در عین حال: ⒈ شرایط وقوع کانسار ناپایدار است. ⒉ عیار، ترکیب و ترکیب سنگ معدن بسیار متفاوت است. ⒊ ساختار زمین شناسی پیچیده است. ⒋ خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ معدن و سنگ اطراف آن بسیار متفاوت است. ⒌ محتوای آب کانسار پیچیده است. بنابراین، هیچ استخراج و بهره برداری از یک معدن نمی تواند به طور کامل تکرار شود.
2. استخراج معادن روباز
1. مفاهیم اولیه معدن روباز
پیش نیاز لازم برای استخراج معادن روباز وجود ذخایر معدنی مناسب است. اینکه آیا کانسار برای استخراج روباز مناسب است یا خیر، در مراحل اولیه اکتشافات زمین شناسی به بهترین وجه ارزیابی می شود، و سپس یک گزارش زمین شناسی (شامل داده های زمین شناسی هیدرولیک و محیطی) که الزامات طراحی معدن روباز را برآورده می کند، پس از اکتشاف بیشتر پیشنهاد می شود. ; پس از تایید، بخش طراحی می تواند طراحی را انجام دهد. با توجه به شرایط وقوع جسم سنگ معدنی در معرض سطح و دفن کم عمق، تمام کار استخراج سنگ از کل طبق یک فرآیند معین، مجموعاً مهندسی معدن روباز نامیده می شود.
ماهیت استخراج روباز این است که خاک سطحی و سنگ های اطراف را که قسمت بالایی بدنه سنگ معدن را می پوشانند در یک فضای باز در محدوده معینی برداشته و سنگ معدن را استخراج کنیم. بنابراین برای استخراج سنگ معدن باید سنگ های باطله نیز استخراج شود.
سنگ معدنی که به عنوان معدن روباز طبقه بندی می شود، معدن روباز نامیده می شود. به مکانی که مهندسی معدن روباز با تجهیزات معدنی انجام می شود، معدن روباز می گویند. معدن روباز: مجموع چاله‌های معدنی، پله‌ها و ترانشه‌های روبازی که در حین استخراج معادن روباز تشکیل می‌شوند.
2. مراحل کلی ساخت و تولید معدن روباز:
(1) آماده سازی زمین. خطوط تردد و خطوط انتقال را به منطقه معدن بیاورید و موانع طبیعی و دست ساز انسان مانند درختان، مرداب ها، روستاها، کارخانه ها، جاده ها، کانال ها، گورستان ها و غیره را در منطقه معدن بردارید یا جابجا کنید.
(2) جداسازی و زهکشی آب منطقه معدن. رودخانه ای که از منطقه معدن می گذرد را قطع کنید یا آن را منحرف کنید، آب را تخلیه کنید و سطح آب را کمتر از سطح مورد نیاز کنید.
(3) مهندسی زیرساخت معدن. از جمله حفر خندق، ساخت جاده از سطح زمین تا سطح معدن. ایجاد خطوط کار، اجرای زیرساخت‌ها برای افشای بدنه سنگ معدن. ایجاد خطوط حمل و نقل، زباله‌دان‌ها، پل‌ها و غیره؛ ساختمان تأسیسات صنعتی زمینی و ساختمانهای عمرانی لازم.
(4) تولید روزانه. مهندسی زیرساخت معدن را می توان پس از باز شدن خطوط کاری معدنی و استریپینگ لازم و رسیدن به ظرفیت معدنی معین به تولید واگذار کرد. به طور کلی، رسیدن به ظرفیت تولید طراحی شده مدتی طول می کشد. مناطق استخراج شده باید احیا شوند.
ساخت و تولید معادن روباز پروژه های مهندسی بسیار پیچیده ای هستند. خرید زمین، خرید، نصب و راه اندازی تجهیزات، آموزش پرسنل، ایجاد سازمان های مدیریت سازمانی و احیای زمین و ... جنبه های وسیعی را در بر می گیرد و ارتباط تنگاتنگی با یکدیگر دارند.
3. توسعه معدن روباز
فقط توسعه راه معرفی شده است و توسعه شفت های افقی و بالابرهای رمپ معرفی نشده است.
(1) عملیات جداسازی معادن روباز دامنه تپه از بالاترین سطح منطقه معدن آغاز می شود و لایه به لایه به سمت پایین ادامه می یابد. در حالی که خط چاه توسعه از پایین ترین تا بالاترین مراحل استخراج در یک زمان ساخته می شود. با کاهش سطح معدن، خط چاله توسعه فوقانی به تدریج رها می شود یا ناپدید می شود و فاصله حمل و نقل سنگ و سنگ بر این اساس کوتاه می شود.
(2) خط گودال توسعه جاده معدن روباز غرق شده به تدریج با گسترش پله های معدن به سمت پایین تشکیل می شود. تغییرات خط گودال شامل توسعه خط پیت ثابت و توسعه خط پیت سیار است. توسعه خط گودال ثابت: خط گودال توسعه بر روی دیواره جانبی نهایی در داخل مرز معدن چیده شده است و در طول کل فرآیند معدنکاری منطقه معدن تغییری در موقعیت خود ایجاد نمی کند. می توان آن را به روش های مستقیم، برگشتی و مارپیچ پذیرفت. توسعه خط گودال مارپیچی: خط چاله توسعه به صورت مارپیچی در امتداد چهار طرف منطقه معدن چیده شده است.
روند توسعه پروژه توسعه خط گود ثابت: شامل فرآیند استخراج مراحل، پیشرفت دیوار کاری و توسعه و تعمیق سطح جدید. در ضلع نهایی معدن روباز، با توجه به موقعیت، جهت و شیب ترانشه ورودی و خروجی تعیین شده، ترانشه ورودی و خروجی شیبدار از سطح (صفحه تخت بالایی پله) به صفحه تخت پایینی حفاری می شود. از مرحله پس از رسیدن به ارتفاع صفحه تخت پایینی، یک ترانشه برش افقی جدید از انتهای ترانشه ورودی و خروجی حفاری می شود تا خط اولیه کار مرحله معدن ایجاد شود.
روند توسعه پروژه توسعه خط گودال متحرک: ترانشه ورودی و خروجی و ترانشه مقطع به صورت افقی از صفحه بالایی یا صفحه پایینی نزدیک منطقه تماس بین بدنه سنگ و سنگ اطراف در میدان معدن حفاری می شود. هنگامی که ترانشه مقطع به طول معینی حفاری می شود، ترانشه مقطع حفاری می شود در حالی که کناره های ترانشه مقطع منبسط می شود تا خط کار کنده کاری را تشکیل دهد. در حین استخراج، ترانشه ورودی و خروجی با پیشروی دیواره کاری از یک طرف حرکت می کند تا خط کار تا مرز نهایی معدن پیش برود و سپس در سمت نهایی ثابت می شود.
4. فن آوری معدن روباز
فرآیند اصلی تولید معادن روباز شامل سه پروژه مهم است: ترانشه برداری، برداشت و استخراج معادن. پیوندهای تولید شامل معدن - حمل و نقل - تخلیه (تخلیه خاک، تخلیه سنگ معدن) است. معدن پیوندی است که به طور مستقیم با لایه سنگ از جمله حفاری، انفجار، معدن و بارگیری، جابجایی خط حمل و نقل و سایر فرآیندها در تعامل است و در تولید معدن روباز مهم ترین است. حمل و نقل رابط بین معدن و تخلیه است و این پیوندی است که بیشترین تجهیزات را اشغال می کند، بیشترین انرژی و نیروی انسانی را در تولید معادن روباز مصرف می کند. تخلیه یک نیاز ضروری برای تخلیه اقتصادی و معقول مواد تولید شده در معادن روباز است.
در اطراف این سه لینک اصلی تولید، یک سری لینک های تولید کمکی مانند تعمیر و نگهداری تجهیزات، منبع تغذیه، زهکشی و غیره وجود دارد.
سیستم های فرآیند استخراج روباز را می توان به دو دسته تقسیم کرد: فرآیند متناوب، فرآیند پیوسته و فرآیند نیمه پیوسته.
(1) فرآیند متناوب به فرآیندی اطلاق می شود که طی آن استخراج و حمل و نقل سنگ معدن و سنگ به طور متناوب در سه حلقه اصلی تولید انجام می شود. به عنوان مثال: یک بیل مکانیکی یک بار کامیون را یک اسکوپ بارگیری می کند و یک قطار یا ماشین سنگ را یک بار کامیون حمل می کند. برای هر اسکوپ بارگیری شده یا کامیون حمل شده، تجهیزات یک چرخه یا دوره را بر این اساس تکمیل می کنند. این فرآیند را یک فرآیند چرخه ای یا یک فرآیند دوره ای نیز می نامند.
(2) فرآیند پیوسته به فرآیندی اطلاق می شود که در آن استخراج و حمل و نقل سنگ معدن و سنگ به طور مداوم انجام می شود. این مورد در مورد جریان سنگ و سنگ در یک بیل مکانیکی چند سطلی و یک نوار نقاله است. این جریان سنگ و سنگ تا زمانی که تجهیزات به طور عادی کار می کنند بدون وقفه ادامه خواهد داشت. بنابراین به این فرآیند فرآیند جریان نیز می گویند.
(3) یک فرآیند نیمه پیوسته فرآیندی است که در آن برخی از پیوندهای تولید به طور مداوم عملیاتی می شوند. به عنوان مثال، سیستم فرآیندی که در آن یک بیل مکانیکی سنگ و سنگ را در سنگ شکن بارگیری می کند و سپس آن را پس از خرد کردن توسط نوار نقاله حمل می کند، یک سیستم فرآیند نیمه پیوسته معمولی است.
5. اصطلاحات حرفه ای
الف هنگام استخراج بر روی یک پله، سنگ معدن و سنگ به لایه های افقی با ضخامت معین از بالا به پایین تقسیم می شوند و به صورت مستقل استخراج می شوند.
تجهیزات معدن و حمل و نقل. هر لایه رابطه پیشروی خاصی را حفظ می کند، بنابراین یک شکل پله را تشکیل می دهد.
پله از عناصر زیر تشکیل شده است: صفحه بالایی، صفحه پایینی، شیب، خط بالا، خط پایین، ارتفاع و زاویه شیب. زاویه شیب پله: زاویه بین شیب پله و صفحه افقی.
مراحل تقسیم می شوند:
مراحل کار - کار کردن صفحات مسطح برای تنظیم تجهیزات معدن و حمل و نقل.
مراحل غیر کاری - سکوهای امنیتی: برای بافر و رهگیری سنگ های در حال سقوط و کاهش زاویه شیب استفاده می شود.
سکوهای تمیز کردن: سنگ های در حال سقوط را رهگیری کنید و آنها را با تجهیزات تمیز کردن تمیز کنید.
سکوهای حمل و نقل: به عنوان یک کانال ارتباطی بین مراحل کاری و حمل و نقل ترانشه دسترسی عمل می کند.
ب خط کار - یک بخش سنگ معدنی که به خوبی آماده شده است.
ج منطقه حفاری: در حین استخراج، مراحل به چند نوار تقسیم می شوند که یک به یک استخراج می شوند. هر نوار از هر معدن، منطقه حفاری نامیده می شود. عرض ... بستگی به روش و پارامترهای انفجار دارد. بیل برقی ... بستگی به شعاع گودبرداری و تخلیه بیل برقی دارد.
د هر نوار از منطقه معدن نیز می تواند به چندین بخش تقسیم شود و در حین استخراج به تجهیزات معدنی و حمل و نقل مستقل مجهز شود. طول ... طول خط کار معدن اشغال شده توسط یک بیل الکتریکی.
f. تونل های روباز: تقسیم بر اساس هدف:
(1) ترانشه دسترسی ... یک ترانشه شیبدار حفر شده برای ایجاد پیوندهای حمل و نقل بین زمین و سطح کار و بین هر سطح کاری. با توجه به شکل مقطع: کل مقطع، خندق یک طرفه.
(2) خندق بخش باز ... خندق افقی حفاری شده برای باز کردن خط کار معدن و ایجاد اولین خط کاری (مرحله اولیه).
g. منطقه معدن روباز که در آن معدن روباز انجام شده یا در حال انجام است که توسط پله ها و تونل های روباز تشکیل شده است.
گودال روباز دامنه تپه: بالای دایره بسته. فرورفتگی روباز: زیر دایره بسته.
عناصر تشکیل دهنده:
(1) دیوار جانبی: سطح کلی اطراف معدن روباز، تقسیم شده به: دیوار بالا، دیوار پایین و دیوار انتهایی.
(2) دیوار کاری: دیوار جانبی متشکل از پله هایی که در حال استخراج هستند و استخراج خواهند شد.
(3) شیب دیوار کار و زاویه شیب دیوار کار.
(4) زاویه شیب سمت نهایی: زاویه بین شیب دیوار نهایی و صفحه افقی
(5) شیب دیوار نهایی: صفحه مایل خیالی ساخته شده توسط خط بالایی پله بالایی دیوار غیر کاری و خط پایینی پله پایینی.
(6) مرز نهایی معدن روباز: موقعیتی که توسط خطوط مرزی نهایی بالا و پایین مشخص می شود.
6. شاخص های فنی و اقتصادی اصلی: نسبت سلب
نسبت سلب بندی معادن روباز یک شاخص مهم فنی و اقتصادی است که به میزان سنگ معدن استخراج شده، میزان برداشت سنگ و خاک و مقیاس تولید، عمر مفید، هزینه تولید و غیره معدن مربوط می شود. .
نسبت سلب: مقدار سنگ مورد نیاز برای جداسازی در هر واحد سنگ معدن استخراج شده.
نسبت برهنه کردن متغیر است. مرز معدن روباز تعریف شده در طرح تنها یک مرز معقول تحت شرایط خاص در یک دوره زمانی معین است. واحد اندازه گیری بر حسب m3/m3 یا m3/t یا t/t بیان می شود.
نسبت برهنه کردن متوسط: نسبت کل مقدار سنگ در مرز به مقدار کل سنگ معدن.
نسبت لایه برداری: نسبت مقدار سنگ در یک لایه افقی معین در داخل مرز به مقدار سنگ معدن.
نسبت سلب تولید: نسبت مقدار سنگ کنده شده در یک دوره معین به مقدار سنگ معدن استخراج شده.
نسبت سلب مرزی: نسبت افزایش سنگ ناشی از افزایش عمق واحد مرز به افزایش سنگ معدن.
نسبت سلب بندی ذخایر: نسبت سلب بر اساس مقادیر سنگ و سنگ ارائه شده در گزارش اکتشاف زمین شناسی محاسبه می شود.
نسبت سلب بندی سنگ خام: نسبت سلب بر اساس مقدار سنگ و سنگ حاصل از تلفات و تخلیه سنگ معدن در حین استخراج محاسبه می شود.
نسبت سلب بندی معقول اقتصادی: به حداکثر مقدار مجاز برداشت از نظر اقتصادی سنگ در واحد حجم سنگ معدن در معدن روباز اشاره دارد. هزینه استخراج لایه سنگ معدن در مجاورت مرز معدن روباز بیشتر از هزینه استخراج زیرزمینی نیست.
