Базовые знания по открытым горным работам
I. Обзор
1. Минеральные ресурсы
Относится к совокупности минералов или полезных элементов, образующихся в результате геологической минерализации, встречающихся в природе в земной коре или на поверхности, залегающих под землей или выходящих на поверхность в твердом, жидком или газообразном состоянии и имеющих ценность для освоения и использования. Минеральные ресурсы являются невозобновляемыми ресурсами, и их запасы ограничены. В мире известно 168 минералов, из которых более 80 широко используются. В зависимости от их характеристик и
По способу применения их обычно делят на четыре категории: 11 энергетических минералов; 59 металлических минералов; 92 неметаллических минерала; 6 минералов, содержащих воду и газ. Металлические минералы в природе в основном существуют в твёрдом состоянии. С точки зрения горнодобывающей промышленности, месторождения металлических руд разрабатываются независимо от вида металла. Золото, серебро, медь, железо, никель и т. д. обрабатываются одинаково; различные методы добычи выбираются только с учётом состояния залегания рудного тела.
2. Добыча полезных ископаемых
В современном обществе горнодобывающая промышленность достигла значительного прогресса, стала более развитой и разветвлённой. Под этим термином обычно понимают разведку, добычу, обогащение, переработку и другие виды деятельности, связанные с добычей полезных ископаемых. Строительство современного рудника требует кропотливого труда специалистов в области горной геологии, геодезии, гражданского строительства, горного дела, обогащения полезных ископаемых, техники безопасности, охраны окружающей среды, электромеханики, систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, водоснабжения и водоотведения, автоматизации, химии и т. д.
3. Характеристика горнодобывающей и обогатительной промышленности
Во-первых, объектом труда является геологическое рудное тело, обнаруженное геологоразведкой и залегающее в природе, а объект добычи и переработки не может быть выбран свободно;
Во-вторых, объекты добычи, орудия добычи и производственный персонал постоянно перемещаются в ходе добычи, нет фиксированного места, а условия производства постоянно меняются, что отличается от общепромышленной деятельности;
В-третьих, горно-геологические условия и минеральное сырье очень сложны, что затрудняет стандартизацию горнодобывающих проектов.
При этом: ⒈ Условия залегания рудного месторождения нестабильны; ⒉ Качество, состав и химическое состояние руды сильно варьируются; ⒊ Геологическое строение сложное; ⒋ Физико-механические свойства руды и вмещающих пород сильно варьируются; ⒌ Обводненность рудного месторождения сложная. Поэтому ни одна горно-обогатительная разработка не может быть полностью воспроизведена.
2. Определение открытой добычи полезных ископаемых
1. Основные понятия определения открытых горных работ
Необходимым условием для определения открытой добычи является наличие подходящих рудных залежей. Оценка пригодности рудного месторождения для открытой добычи наилучшим образом осуществляется на ранней стадии геологоразведочных работ, после чего, после проведения дополнительных геологоразведочных работ, предоставляется геологический отчет (включая гидравлические и геолого-экологические данные), соответствующий требованиям к проектированию открытых горных работ; после утверждения проекта отдел проектирования приступает к его выполнению. В связи с условиями залегания рудного тела, выходящего на поверхность и неглубокого залегания, все работы по добыче горной массы из цельного массива в соответствии с определенной технологией в совокупности называются проектированием открытых горных работ.
Суть открытой добычи заключается в снятии верхнего слоя почвы и вмещающих пород, покрывающих верхнюю часть рудного тела, на открытом пространстве в пределах определённого интервала и последующей добыче руды. Поэтому для добычи руды необходимо также выемка пустой породы.
Рудное тело классифицируется какопределение открытой добычиназываетсяоткрытая добычаМесто, где ведутся горные работы с использованием горнодобывающего оборудования, называетсяоткрытая добыча.открытая добычаопределение: совокупность горных выработок, уступов и траншей, образованных при открытой добыче полезных ископаемых.
2. Общие шаги дляоткрытая добычастроительство и производство:
(1) Подготовка территории. Проведение транспортных линий и линий электропередачи в зону добычи, а также удаление или перемещение естественных и искусственных препятствий, таких как деревья, болота, деревни, фабрики, дороги, каналы, кладбища и т. д.
(2) Водоизоляция и дренаж в районе добычи. Перекрыть реку, протекающую через район добычи, или отвести её в сторону, слить воду и снизить уровень воды ниже требуемого.
(3) Проектирование инфраструктуры горнодобывающей промышленности. Включает рытье траншей, строительство дорог от поверхности земли до уровня горных выработок; прокладку рабочих линий, проведение вскрышных работ для вскрытия добытого рудного тела; создание транспортных линий, отвалов, мостов и т. д.; строительство наземных промышленных объектов и необходимых гражданских зданий.
(4) Ежедневная добыча. Проектирование инфраструктуры горнодобывающей отрасли может быть передано в производство после открытия необходимых горно-вскрышных линий и достижения определённой производительности горных работ. Как правило, выход на проектную производительность занимает некоторое время. Необходимо провести рекультивацию выработанных площадей.
Строительство и производствоопределение открытой добычиЭто очень сложные инженерные проекты. Приобретение земли, закупка, монтаж и наладка оборудования, обучение персонала, создание органов организационного управления, рекультивация земель и т. д. включают в себя широкий спектр аспектов и тесно связаны между собой.
3.открытая добычаразработка
Вводится только развитие дорог, а развитие горизонтальных шахт и пандусных подъемников не вводится.
(1) Операция по очистке склона холмаоткрытая добычаОтработка начинается с самого верхнего уровня горнодобывающего участка и продолжается послойно вниз; при этом линия подготовительных карьеров строится от самого нижнего к самому верхнему этапу добычи одновременно. По мере снижения уровня добычи верхняя линия подготовительных карьеров постепенно закрывается или исчезает, что соответственно сокращает расстояние транспортировки руды и породы.
(2) Линия карьера дорожного строительства затопленногооткрытая добычаПостепенно формируется по мере продвижения вниз по ступеням горных работ. Изменения витков карьера включают стационарную и мобильную линии разработки. Стационарная линия разработки: Линия карьера располагается на конечном боковом борту в пределах границы горных работ и не меняет своего положения в течение всего процесса добычи на участке. Она может быть применена прямым, возвратным и спиральным способами. Спиральная линия разработки: Линия карьера располагается по спирали вдоль четырёх сторон участка разработки.
Процесс разработки проекта разработки карьера с фиксированной линией: включая процесс отработки ступеней, продвижение рабочего борта, а также разработку и углубление нового уровня. На последнем этапеоткрытая добычаВ соответствии с определенным положением, направлением и уклоном входной и выходной траншей, от поверхности (верхней плоской плиты уступа) до нижней плоской плиты уступа отрывается наклонная входная и выходная траншея. После достижения отметки нижней плоской плиты от конца входной и выходной траншеи отрывается новая горизонтальная траншея, устанавливающая начальную рабочую линию уступа.
Процесс разработки проекта мобильной линии разработки карьера: входная и выходная траншеи, а также секционная траншея отрываются горизонтально от верхней или нижней плиты вблизи зоны контакта рудного тела с окружающей породой на горном поле. После отработки секционной траншеи до определенной длины, производится отрывка секционной траншеи, а ее борта расширяются, образуя линию вскрышной выработки. В процессе добычи входная и выходная траншеи перемещаются вместе с продвижением борта выработки с одной стороны до тех пор, пока линия выработки не достигнет конечной границы горных работ, после чего она закрепляется на конечной стороне.
4. Технология открытых горных работ
Основной производственный процессопределение открытой добычи Включает три важных проекта: проходку траншей, вскрышные работы и добычу полезных ископаемых. Производственные связи включают добычу, транспортировку и выгрузку (выгрузку грунта, выгрузку руды). Добыча полезных ископаемых – это звено, непосредственно взаимодействующее с горными породами, включая буровзрывные работы, добычу и погрузку, перемещение транспортных линий и другие процессы, и является наиболее важным воткрытая добычапроизводство; транспортировка является связующим звеном между добычей и выпуском, и это звено, которое занимает больше всего оборудования, потребляет больше всего энергии и рабочей силыоткрытая добычапроизводство; сброс является необходимым условием для экономичного и разумного сброса материалов, произведенных воткрытая добыча.
Вокруг этих трех основных производственных звеньев существует также ряд вспомогательных производственных звеньев, таких как техническое обслуживание оборудования, электроснабжение, водоотведение и т. д.
Системы технологических процессов открытой добычи полезных ископаемых можно разделить на: периодический процесс, непрерывный процесс и полунепрерывный процесс.
(1) Периодический процесс – это процесс, при котором добыча и транспортировка руды и породы осуществляются с перерывами в трёх основных производственных звеньях. Например, экскаватор загружает грузовик по одному ковшу, а поезд или автомобиль перевозит породу по одному грузовику. За каждый загруженный ковш или перевезённый грузовик оборудование завершает цикл или период соответственно. Этот процесс также называется циклическим или периодическим.
(2) Непрерывный процесс – это процесс, при котором добыча и транспортировка руды и породы осуществляются непрерывно. Например, поток руды и породы, подаваемый многоковшовым экскаватором и ленточным конвейером, будет продолжаться непрерывно до тех пор, пока оборудование работает нормально. Поэтому такой процесс также называется поточным.
(3) Полунепрерывный процесс – это процесс, в котором некоторые производственные звенья работают непрерывно. Например, система, в которой механическая лопата загружает руду и породу в дробилку, а затем после дробления транспортирует их ленточным конвейером, является типичной полунепрерывной технологической системой.
5. Профессиональные термины
а. При ступенчатой добыче руда и порода разделяются на горизонтальные слои определенной мощности сверху вниз и добываются независимыми
Горнодобывающее и транспортное оборудование. Каждый слой сохраняет определённую степень продвижения, образуя ступенчатую форму.
Ступень состоит из следующих элементов: верхняя пластина, нижняя пластина, уклон, верхняя линия, нижняя линия, высота и угол уклона. Угол уклона ступени: угол между уклоном ступени и горизонтальной плоскостью.
Шаги делятся на:
Рабочие ступени - рабочие плоские плиты для размещения горно-транспортного оборудования.
Нерабочие ступени - защитные платформы: используются для буферизации и остановки падающих камней, а также для уменьшения угла уклона.
Очистные платформы: перехватывают падающие камни и очищают их с помощью чистящего оборудования.
Транспортные платформы: служат соединительным каналом между рабочими ступенями и транспортировкой по подъездным траншее.
б) Выемочная линия – хорошо подготовленный участок рудной породы.
c. Зона выемки: в процессе добычи уступы делятся на несколько полос, которые отрабатываются последовательно. Каждая полоса каждой шахты называется зоной выемки. Ширина ... зависит от способа и параметров взрывных работ; электрическая лопата ... зависит от радиуса выемки и разгрузки электрической лопаты.
г. Каждая полоса горнодобывающего участка может быть также разделена на несколько участков и оснащена независимым горнотранспортным оборудованием в процессе добычи. Длина... длина горной выработки, занимаемая электрическим экскаватором.
е. Открытые тоннели: подразделяются по назначению:
(1) Траншея для доступа ... наклонная траншея, вырытая для обеспечения транспортных связей между землей и рабочим уровнем, а также между каждым рабочим уровнем. По форме поперечного сечения: цельное поперечное сечение, односторонний ров.
(2) Канава открытого сечения... горизонтальная канавка, вырытая для открытия горнодобывающей выработки и установления первой рабочей линии (начальный шаг).
г. Площадьоткрытая добычав местах, где велась или ведется открытая добыча полезных ископаемых, образованная уступами и карьерными штольнями.
Карьер на склоне холма: выше замкнутого круга. Карьер в низинах: ниже замкнутого круга.
Составные элементы:
(1) Боковая стена: общая поверхность вокруготкрытая добыча, разделенная на: верхнюю стенку, нижнюю стенку и торцевую стенку.
(2) Рабочая стена: боковая стена, состоящая из ступеней, которые разрабатываются и будут разрабатываться.
(3) Наклон рабочей стенки и угол наклона рабочей стенки.
(4) Конечный угол наклона: угол между конечным наклоном стены и горизонтальной плоскостью.
(5) Конечный уклон стены: воображаемая наклонная плоскость, образованная верхней линией верхней ступени нерабочей стены и нижней линией нижней ступени.
(6) Окончательная границаопределение открытой добычи: положение, определяемое верхней и нижней конечными граничными линиями.
6. Основные технико-экономические показатели: коэффициент вскрыши
Коэффициент вскрышиоткрытая добычаважный технико-экономический показатель, который связан с объемом добычи руды, объемом вскрыши породы и грунта, масштабами производства, сроками службы, себестоимостью продукции и т. д. рудника.
Коэффициент вскрыши: количество породы, необходимое для вскрыши на единицу добытой руды.
Коэффициент вскрыши варьируется. Граница открытой добычи, определённая в проекте, является разумной только при определённых условиях и в определённый период времени. Единица измерения выражается в м3/м3, м3/т или т/т.
Средний коэффициент вскрыши: отношение общего количества породы на границе к общему количеству руды.
Коэффициент послойной вскрыши: отношение количества породы в определенном горизонтальном слое в пределах границы к количеству руды.
Коэффициент вскрыши при добыче: отношение количества породы, снятой за определенный период, к количеству добытой руды.
Коэффициент вскрыши границы: отношение прироста породы, вызванного увеличением глубины границы на единицу, к приросту руды.
Коэффициент вскрыши запасов: коэффициент вскрыши рассчитывается на основе объемов руды и породы, указанных в отчете о геологоразведочных работах.
Коэффициент вскрыши сырой руды: коэффициент вскрыши рассчитывается на основе количества руды и породы, полученных в результате потерь и истощения руды во время добычи.
Экономически обоснованный коэффициент вскрыши: максимально допустимый объём вскрыши на единицу объёма руды при открытой добыче. Стоимость добычи рудного пласта, прилегающего к границе карьера, не превышает себестоимости подземной добычи.
