Külszíni bányászat alapismeretei

I. Áttekintés

1. Ásványi erőforrások

Olyan ásványok vagy hasznos elemek halmazára utal, amelyek geológiai mineralizáció során keletkeznek, a kéregben vagy a felszínen természetesen előfordulnak, föld alá temetve vagy felszínre kerülnek, szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotban, és fejlesztési és hasznosítási értékkel bírnak. Az ásványkincsek nem megújuló erőforrások, és készleteik korlátozottak. A világon 168 ásvány ismert, amelyek közül több mint 80-at széles körben használnak. Jellemzőik szerint és

felhasználási területein általában négy kategóriába sorolják őket: 11 energiaásvány; 59 fém ásványok; 92 nem fém ásványok; 6 víz és gáz ásvány. A fémes ásványok alapvetően szilárd formában léteznek a természetben. A bányászat szempontjából a fémérclelőhelyeket fémfajtától függetlenül bányászják. Az aranyat, ezüstöt, rezet, vasat, nikkelt stb. ugyanúgy kezelik; csak az érctest előfordulási állapotát figyelembe véve különböző bányászati ​​eljárások kerülnek kiválasztásra.

2. Bányászat

A modern társadalomban a bányászat nagy előrehaladást ért el, finomabbá és felosztottabbá vált. Általában az ásványok feltárására, bányászatára, dúsítására, finomítására és egyéb kapcsolódó tevékenységeire utal. A modern bánya építése magában foglalja a bányaföldtani, földmérési, mélyépítési, bányászati, ásványi feldolgozási, biztonsági, környezetvédelmi, elektromechanikai, légtechnikai, vízellátási és vízelvezetési, automatizálási, kémiai stb. szakemberek kemény munkáját.

3. A bányászat és a hasznosítás jellemzői

Először is, a munkatárgy a geológiai felméréssel feltárt és természetben előforduló geológiai érctest, a bányászati ​​és feldolgozási objektum pedig nem választható szabadon;

Másodszor, a bányászati ​​objektum, a bányászati ​​eszközök és a termelő személyzet folyamatosan átkerül a bányászattal, nincs rögzített hely, és az ipari feltételek bármikor változnak, ami eltér az általános feldolgozóipartól;

Harmadszor, a bányászati ​​geológiai feltételek és az ásványi nyersanyagok nagyon összetettek, ami megnehezíti a bányászati ​​projektek szabványosítását.

Ugyanakkor: ⒈ Az érctelep előfordulási körülményei instabilok; ⒉ Az érc minősége, összetétele és összetétele nagyon eltérő; ⒊ A földtani szerkezet összetett; ⒋ Az érc és a környező kőzet fizikai és mechanikai tulajdonságai nagyon eltérőek; ⒌ Az érctelep víztartalma összetett. Ezért egy bánya bányászata és hasznosítása nem reprodukálható teljesen.

2. Külszíni bányászat

1. A külszíni bányászat alapfogalmai

A külszíni bányászat szükséges előfeltétele a megfelelő érctelepek megléte. Azt, hogy az érctelep alkalmas-e külszíni bányászatra, a geológiai feltárás korai szakaszában a legjobban értékelni, majd a további feltárások után javaslatot teszünk a külszíni bányatervezés követelményeinek megfelelő geológiai jelentésre (beleértve a hidraulikai és környezetföldtani adatokat is). ; jóváhagyás után a tervezési osztály elvégezheti a tervezést. A felszínen feltáruló érctest előfordulási körülményei és a sekély temetkezés miatt a kőzet egészből egy bizonyos folyamat szerint történő bányászatának minden munkáját összefoglalóan külszíni bányamérnökinek nevezzük.

A külszíni bányászat lényege az érctest felső részét borító termőtalaj és a környező kőzetek meghatározott tartományon belüli nyílt térben történő eltávolítása, az érc bányászata. Ezért az érc bányászatához hulladékkőzetet is kell bányászni.

A külszíni bányának minősített érctestet külszíni bányának nevezzük. Külszíni bányának nevezzük azt a helyet, ahol a külszíni bányamérnökséget bányászati ​​berendezésekkel végzik. Külszíni bánya: a külszíni bányászat során keletkezett bányászati ​​gödrök, lépcsőfokok és külszíni árkok összessége.

2. A külszíni bányák építésének és termelésének általános lépései:

(1) A talaj előkészítése. Közlekedési vezetékek és távvezetékek behozatala a bányaterületre, valamint a bányaterületen található természetes és mesterséges akadályok eltávolítása vagy áthelyezése, például fák, mocsarak, falvak, gyárak, utak, csatornák, temetők stb.

(2) Bányaterület vízszigetelése és vízelvezetése. Vágja le a bányaterületen áthaladó folyót, vagy terelje el, engedje le a vizet, és állítsa a vízszintet a kívánt szint alá.

(3) Bánya infrastruktúra tervezés. Beleértve az árkok ásását, az utak építését a talajtól a bányászati ​​szintig; munkavonalak létesítése, infrastruktúra-csupaszítás a bányászott érctest feltárása érdekében; szállítási vonalak, szemétlerakók, hidak stb. létesítése; földi ipari létesítmények és a szükséges polgári épületek.

(4) Napi termelés. A bánya infrastruktúra tervezése a szükséges bányászati ​​és csupaszító munkasorok megnyitása és egy bizonyos bányászati ​​kapacitás elérése után kerülhet termelésbe. Általában eltart egy ideig, amíg eléri a tervezett termelési kapacitást. A bányászott területeket helyre kell állítani.

A külszíni bányák építése és termelése nagyon összetett mérnöki projektek. A telekvásárlás, a berendezések beszerzése, telepítése és üzembe helyezése, a személyzet képzése, a szervezetirányítási ügynökségek létrehozása, valamint a földek visszaigénylése stb., sokféle szempontot foglal magában, és szorosan összefügg egymással.

3. Külszíni bányafejlesztés

Csak útfejlesztés kerül bevezetésre, vízszintes aknák és rámpaemelők fejlesztése nem.

(1) A domboldali külszíni bányák csupaszítása a bányaterület legmagasabb szintjéről indul, és rétegről rétegre lefelé halad; míg a fejlesztési gödörsor a legalacsonyabbtól a legmagasabb bányászati ​​lépcsőkig egy időben épül. A bányászati ​​szint csökkenésével a felső fejlesztési gödörsor fokozatosan felhagy vagy eltűnik, ennek megfelelően csökken az érc- és kőzetszállítási távolság.

(2) Az elsüllyedt külszíni bánya útfejlesztési gödörvonala a bányászati ​​lépcsők lefelé nyúlásával fokozatosan alakul ki. A boxvonalak változásai közé tartozik a fix boxvonal fejlesztés és a mobil bokszvonal fejlesztés. Fix gödörsor fejlesztés: A fejlesztési gödörsor a bányahatáron belüli végső oldalfalon van elrendezve, és a bányaterület teljes bányászati ​​folyamata alatt nem változtat a helyzetén. Egyenes, visszatérő és spirális módon is alkalmazható. Spirális gödör kialakítása: A fejlesztési gödör vonal a bányaterület négy oldalán spirálisan van elrendezve.

A kötött gödörvezeték fejlesztési projekt fejlesztési folyamata: a lépcsők bányászatát, a munkafal előrehaladását és az új szint kialakítását, mélyítését tartalmazza. A külszíni bánya végső oldalán a meghatározott be- és kilépőárok helyzetének, irányának és lejtőjének megfelelően a ferde be- és kilépőárok a felszíntől (a lépcső felső síklemeze) az alsó síklemezig kiásásra kerül. a lépésről. Az alsó síklemez magasságának elérése után a be- és kilépőárok végéből új vízszintes szakaszos árkot ásnak ki a bányászati ​​lépés kezdeti munkavonalának kialakítására.

A mobil gödörvezeték fejlesztési projekt fejlesztési folyamata: a bányamezőben az érctest és a környező kőzet érintkezési zónájához közel a felső lemezből vagy az alsó lemezből vízszintesen ásják ki a be- és kilépő árkot és a szelvényárkot. Ha a szakaszos árkot egy bizonyos hosszúságig kiásják, a szakaszos árok kiásásra kerül, miközben a szakaszos árok oldalait kitágítják, hogy kialakítsák a csupaszító munkavonalat. A bányászat során a be- és kilépő árok a munkafal előretolásával az egyik oldalon mozog, amíg a munkavonalat a végső bányahatárig előretolják, majd a végső oldalon rögzítik.

4. Külszíni bányászati ​​technológia

A külszíni bányák fő gyártási folyamata három fontos projektet foglal magában: árokásás, csupaszítás és bányászat; a termelési kapcsolatok közé tartozik a bányászat-szállítás-kibocsátás (talajkibocsátás, érckibocsátás). A bányászat az a kapcsolat, amely közvetlenül kölcsönhatásba lép a kőzetréteggel, ideértve a fúrást, robbantást, bányászatot és rakodást, a szállítósorok áthelyezését és egyéb folyamatokat, és ez a legfontosabb a külszíni bányatermelésben; a szállítás a kapocs a bányászat és a kibocsátás között, és ez az a kapcsolat, amely a legtöbb berendezést foglalja el, a legtöbb energiát és munkaerőt fogyasztja a külszíni bányászati ​​termelésben; a kibocsátás elengedhetetlen követelmény a külszíni bányákban termelt anyagok gazdaságos és ésszerű kiürítéséhez.

E három fő termelési kapcsolat körül egy sor kiegészítő termelési kapcsolat is található, mint például a berendezések karbantartása, áramellátás, vízelvezetés stb.

A külszíni bányászati ​​folyamatrendszerek szakaszos folyamatokra, folyamatos folyamatokra és félfolyamatos folyamatokra oszthatók.

(1) Az időszakos folyamat az a folyamat, amelyben az érc és a kőzet bányászata és szállítása szakaszosan történik a három fő termelési szakaszon. Például: egy mechanikus lapát egyszerre egy-egy kanalat rak be egy teherautóra, egy vonat vagy személygépkocsi pedig egy teherautót szállít sziklát. Minden egyes megrakott adagolókanala vagy szállított teherautó után a berendezés ennek megfelelően teljesít egy ciklust vagy időszakot. Ezt a folyamatot ciklikus folyamatnak vagy periodikus folyamatnak is nevezik.

(2) Folyamatos eljárásnak nevezzük azt a folyamatot, amelyben az érc és a kőzet bányászata és szállítása folyamatosan történik. Ez a helyzet az érc és a kőzet áramlásával egy több kanalas kotrógépen és egy szalagos szállítószalagon. Ez az érc- és kőzetáramlás megszakítás nélkül folytatódik, amíg a berendezés normálisan működik. Ezért ezt a folyamatot áramlási folyamatnak is nevezik.

(3) A félfolyamatos folyamat olyan folyamat, amelyben egyes termelési kapcsolatokat folyamatosan működtetnek. Például az a folyamatrendszer, amelyben egy mechanikus lapát ércet és kőzetet tölt be a törőgépbe, majd zúzás után szállítószalaggal szállítja, tipikus félfolyamatos folyamatrendszer.

5. Szakmai kifejezések

a. Lépcsős bányászatkor az ércet és a kőzetet felülről lefelé meghatározott vastagságú vízszintes rétegekre osztják, és egymástól függetlenül bányászják.

bányászati ​​és szállítóeszközök. Minden réteg fenntart egy bizonyos előrehaladási kapcsolatot, így egy lépésformát alkot.

A lépcső a következő elemekből áll: felső lemez, alsó lemez, lejtő, felső vonal, alsó vonal, magasság és dőlésszög. Lépés lejtős szöge: a lépcső dőlésszöge és a vízszintes sík közötti szög.

A lépések a következőkre oszlanak:

Munkalépcsők - lapos lemezek megmunkálása bányászati ​​és szállítóeszközök elrendezéséhez.

Nem működő lépcsők – biztonsági platformok: a leeső sziklák ütközésére és elfogására, valamint a lejtőszög csökkentésére szolgál.

Takarítóplatformok: a lehulló sziklákat felfogni és tisztítóberendezéssel megtisztítani.

Szállítási platformok: összekötő csatornaként szolgálnak a munkalépcsők és a belépőárok szállítása között.

b. Munkasor - jól előkészített érckőzet szakasz.

c. Feltárási zóna: a bányászat során a lépcsőket több sávra osztják, amelyeket egyenként bányásznak. Az egyes bányák minden egyes sávját ásatási zónának nevezik. Szélesség ... függ a robbantási módszertől és paraméterektől; elektromos lapát ... függ az elektromos lapát feltárási és kirakodási sugarától.

d. A bányaterület minden sávja több szakaszra is felosztható, és a bányászat során önálló bányászati ​​és szállítóberendezésekkel szerelhető fel. Hossz ... a bányászati ​​munkasor hossza, amelyet egy elektromos lapát foglal el.

f. Nyitott aknás alagutak: cél szerint osztva:

(1) Hozzáférési árok... egy ferde árok, amelyet a talaj és a munkaszint, valamint az egyes munkaszintek közötti szállítási kapcsolatok kialakítására ástak. Keresztmetszet alakja szerint: teljes keresztmetszet, egyoldali árok.

(2) Nyitott szakasz árok... vízszintes árok kiásva a bányászati ​​munkavonal megnyitásához és az első munkavonal kialakításához (kezdeti lépés).

g. A külszíni bánya azon területe, ahol külszíni bányászatot folytattak vagy folytatnak, lépcsők és külszíni alagutak alkotják.

Domboldali külszín: a zárt kör felett. Depressziós nyitott gödör: a zárt kör alatt.

Alkotó elemek:

(1) Oldalfal: a külszíni bánya körüli teljes felület, felosztva: felső fal, alsó fal és végfal.

(2) Munkafal: a bányászott és bányászandó lépcsőkből álló oldalfal.

(3) Munkafal dőlésszöge és munkafal dőlésszöge.

(4) Végső oldallejtésszög: a fal végső lejtése és a vízszintes sík közötti szög

(5) Végső fallejtés: a nem működő fal felső lépcsőjének felső vonala és az alsó lépcső alsó vonala által alkotott képzeletbeli ferde sík.

(6) Külszíni bánya végső határa: a felső és alsó végső határvonalak által meghatározott helyzet.

6. Főbb műszaki-gazdasági mutatók: sztrippelési arány

A külszíni bányák sztrippelési aránya fontos műszaki és gazdasági mutató, amely összefügg a bányászott érc mennyiségével, a kőzet- és talajleválasztás mennyiségével, valamint a bánya termelési méretével, élettartamával, termelési költségével stb. .

Csupaszítási arány: egységnyi bányászott ércre vetítendő kőzet mennyisége.

A sztrippelési arány változó. A tervben meghatározott külszíni bányahatár csak bizonyos feltételek mellett, meghatározott időn belül ésszerű határ. A mértékegységet m3/m3 vagy m3/t vagy t/t egységben fejezik ki.

Átlagos leválasztási arány: a határban lévő teljes kőzet mennyiségének az összes ércmennyiséghez viszonyított aránya.

Réteges leválasztási arány: a határon belül egy bizonyos vízszintes rétegben lévő kőzet mennyiségének az érc mennyiségéhez viszonyított aránya.

Termelési sztrippelési arány: az adott időszakban lecsupaszított kőzet mennyiségének a kitermelt ércmennyiséghez viszonyított aránya.

Határcsupaszítási arány: a határ egységnyi mélységnövekedése által okozott kőzetnövekmény és az ércnövekmény aránya.

Tartalék leválasztási arány: a leválasztási arány a földtani kutatási jelentésben megadott érc- és kőzetmennyiségek alapján kerül kiszámításra.

Nyersérc leválasztási aránya: a leválasztási arányt a bányászat során keletkező ércveszteségből és kimerülésből nyert érc és kőzet mennyisége alapján számítják ki.

Gazdaságilag ésszerű leválasztási arány: a külszíni bányászatban az egységnyi érctérfogatban gazdaságosan megengedett maximális kőzetleválasztási mennyiségre vonatkozik. A külszíni bányahatárral szomszédos ércréteg bányászati ​​költsége nem haladja meg a felszín alatti bányászati ​​költséget.