Conocimientos básicos de minería a cielo abierto

I. Descripción general

1. Recursos minerales

Se refiere al conjunto de minerales o elementos útiles que se forman a través de la mineralización geológica, se encuentran naturalmente en la corteza o en la superficie, enterrados bajo tierra o expuestos en la superficie, en forma sólida, líquida o gaseosa, y tienen valor de desarrollo y utilización. Los recursos minerales son recursos no renovables y sus reservas son limitadas. Existen 168 minerales conocidos en el mundo, de los cuales más de 80 son ampliamente utilizados. Según sus características y

Usos, generalmente se dividen en cuatro categorías: 11 minerales energéticos; 59 minerales metálicos; 92 minerales no metálicos; 6 minerales de agua y gas. Los minerales metálicos existen básicamente en forma sólida en la naturaleza. Desde la perspectiva de la minería, los depósitos de minerales metálicos se extraen independientemente de las variedades de metal. El oro, la plata, el cobre, el hierro, el níquel, etc. se tratan de la misma manera; solo considerando el estado de ocurrencia del cuerpo mineral, se seleccionarán diferentes procesos de extracción.

2. Minería

En la sociedad moderna, la industria minera ha avanzado mucho y se ha refinado y subdividido. Generalmente se refiere a la exploración, extracción, beneficio, refinación y otros negocios relacionados con los minerales. La construcción de una mina moderna incluye el trabajo duro de profesionales en geología minera, topografía, ingeniería civil, minería, procesamiento de minerales, seguridad, protección ambiental, electromecánica, HVAC, suministro de agua y drenaje, automatización, química, etc.

3. Características de la industria minera y de beneficio

En primer lugar, el objeto de trabajo es el yacimiento geológico de mineral descubierto mediante un estudio geológico y de origen natural, y el objeto de extracción y procesamiento no puede seleccionarse libremente;

En segundo lugar, el objeto minero, las herramientas mineras y el personal de producción se trasladan constantemente con la minería, no hay un lugar fijo y las condiciones industriales cambian en cualquier momento, lo que es diferente de la industria de procesamiento general;

En tercer lugar, las condiciones geológicas de la minería y las materias primas minerales son muy complejas, lo que dificulta la estandarización de los proyectos mineros.

Al mismo tiempo: ⒈ Las condiciones de ocurrencia del depósito de mineral son inestables; ⒉ El grado, la composición y la composición del mineral varían mucho; ⒊ La estructura geológica es compleja; ⒋ Las propiedades físicas y mecánicas del mineral y la roca circundante varían mucho; ⒌ El contenido de agua del depósito de mineral es complejo. Por lo tanto, ninguna extracción y beneficio de una mina se puede replicar por completo.

2. Minería a cielo abierto

1. Conceptos básicos de la minería a cielo abierto

El requisito previo necesario para la minería a cielo abierto es la presencia de depósitos de mineral adecuados. La mejor manera de evaluar si el depósito de mineral es adecuado para la minería a cielo abierto es en la etapa inicial de la exploración geológica, y luego, después de una exploración más profunda, se propone un informe geológico (que incluye datos geológicos hidráulicos y ambientales) que cumpla con los requisitos del diseño de la mina a cielo abierto; después de la aprobación, el departamento de diseño puede llevar a cabo el diseño. Debido a las condiciones de ocurrencia del cuerpo de mineral expuesto en la superficie y el enterramiento poco profundo, todo el trabajo de extracción de la roca de la totalidad de acuerdo con un proceso determinado se denomina colectivamente ingeniería de minería a cielo abierto.

La esencia de la minería a cielo abierto es retirar la capa superficial del suelo y las rocas circundantes que cubren la parte superior del yacimiento de mineral en un espacio abierto dentro de un rango determinado y extraer el mineral. Por lo tanto, para extraer el mineral, también se deben extraer los desechos de roca.

El yacimiento clasificado como mina a cielo abierto se denomina mina a cielo abierto. El lugar donde se realiza la ingeniería minera a cielo abierto con equipo minero se denomina mina a cielo abierto. Mina a cielo abierto: conjunto de pozos mineros, escalones y trincheras a cielo abierto que se forman durante la minería a cielo abierto.

2. Pasos generales para la construcción y producción de minas a cielo abierto:

(1) Preparación del terreno. Introducir líneas de tráfico y líneas de transmisión en la zona minera y eliminar o reubicar obstáculos naturales y artificiales en la zona minera, como árboles, pantanos, aldeas, fábricas, caminos, canales, cementerios, etc.

(2) Aislamiento y drenaje de aguas de la zona minera. Cortar el curso de agua del río que pasa por la zona minera o desviarlo, drenar el agua y hacer que el nivel del agua sea inferior al requerido.

(3) Ingeniería de infraestructura minera. Incluye la excavación de zanjas, la construcción de caminos desde el suelo hasta el nivel de la mina; el establecimiento de líneas de trabajo, la realización de desmonte de infraestructura para exponer el cuerpo de mineral extraído; el establecimiento de líneas de transporte, vertederos de escombros, puentes, etc.; la construcción de instalaciones industriales en el suelo y los edificios civiles necesarios.

(4) Producción diaria. La ingeniería de infraestructura minera puede entregarse a producción después de que se abran las líneas de trabajo de extracción y desmonte necesarias y se alcance cierta capacidad de extracción. Por lo general, llevará algún tiempo alcanzar la capacidad de producción diseñada. Las áreas minadas deben recuperarse.

La construcción y explotación de minas a cielo abierto son proyectos de ingeniería muy complejos. La compra de terrenos, la adquisición, instalación y puesta en servicio de equipos, la formación de personal, la creación de organismos de gestión organizativa, la recuperación de tierras, etc., implican una amplia gama de aspectos y están estrechamente relacionados entre sí.

3. Explotación de minas a cielo abierto

Solamente se introduce el desarrollo de carreteras, pero no se introduce el desarrollo de ejes horizontales ni de rampas de elevación.

(1) La operación de desmonte de las minas a cielo abierto en laderas comienza desde el nivel más alto del área de extracción y avanza hacia abajo capa por capa; mientras que la línea de pozos de desarrollo se construye desde el escalón de extracción más bajo hasta el más alto de una sola vez. A medida que el nivel de extracción disminuye, la línea de pozos de desarrollo superior se abandona gradualmente o desaparece, y la distancia de transporte de mineral y roca se acorta en consecuencia.

(2) La línea de pozos de desarrollo de la carretera de la mina a cielo abierto hundida se forma gradualmente a medida que los pasos de minería se extienden hacia abajo. Los cambios de línea de pozos incluyen el desarrollo de línea de pozos fijos y el desarrollo de línea de pozos móviles. Desarrollo de línea de pozos fijos: La línea de pozos de desarrollo está dispuesta en la pared lateral final dentro del límite de la mina y no cambia su posición durante todo el proceso de minería del área minera. Se puede adoptar en formas rectas, de retorno y en espiral. Desarrollo de línea de pozos en espiral: La línea de pozos de desarrollo está dispuesta en espiral a lo largo de los cuatro lados del área minera.

Proceso de desarrollo del proyecto de desarrollo de la línea de tajo fijo: incluye el proceso de extracción de los escalones, el avance del muro de trabajo y el desarrollo y profundización del nuevo nivel. En el lado final de la mina a cielo abierto, de acuerdo con la posición, dirección y pendiente de la zanja de entrada y salida determinadas, se excava la zanja de entrada y salida inclinada desde la superficie (la placa plana superior del escalón) hasta la placa plana inferior del escalón. Después de alcanzar la elevación de la placa plana inferior, se excava una nueva zanja de sección horizontal desde el final de la zanja de entrada y salida para establecer la línea de trabajo inicial del escalón de minería.

Proceso de desarrollo del proyecto de desarrollo de la línea de tajo móvil: la zanja de entrada y salida y la zanja de sección se excavan horizontalmente desde la placa superior o la placa inferior cerca de la zona de contacto entre el cuerpo de mineral y la roca circundante en el campo minero. Cuando la zanja de sección se excava hasta una cierta longitud, la zanja de sección se excava mientras los lados de la zanja de sección se expanden para formar la línea de trabajo de desmonte. Durante el proceso de minería, la zanja de entrada y salida se mueve con el avance de la pared de trabajo en un lado hasta que la línea de trabajo avanza hasta el límite de minería final, y luego se fija en el lado final.

4. Tecnología de minería a cielo abierto

El principal proceso de producción de las minas a cielo abierto incluye tres proyectos importantes: excavación, desmonte y minería; los eslabones de producción incluyen minería-transporte-descarga (descarga de suelo, descarga de mineral). La minería es el eslabón que interactúa directamente con la capa de roca, incluyendo perforación, voladura, minería y carga, reubicación de la línea de transporte y otros procesos, y es el más importante en la producción de minas a cielo abierto; el transporte es el eslabón entre la minería y la descarga, y es el eslabón que ocupa la mayor parte del equipo, consume la mayor parte de la energía y la mano de obra en la producción de minas a cielo abierto; la descarga es un requisito indispensable para la descarga económica y razonable de los materiales producidos en las minas a cielo abierto.

Alrededor de estos tres eslabones principales de producción, existen también una serie de eslabones de producción auxiliares, como mantenimiento de equipos, suministro de energía, drenaje, etc.

Los sistemas de procesos de minería a cielo abierto se pueden dividir en: proceso intermitente, proceso continuo y proceso semicontinuo.

(1) El proceso intermitente se refiere al proceso en el que la extracción y el transporte de minerales y rocas se llevan a cabo de manera intermitente en los tres principales eslabones de producción. Por ejemplo: una pala mecánica carga un camión con una pala a la vez, y un tren o un automóvil transporta rocas con un camión a la vez. Por cada pala cargada o camión transportado, el equipo completa un ciclo o período correspondiente. Este proceso también se denomina proceso cíclico o proceso periódico.

(2) Un proceso continuo se refiere a un proceso en el que la extracción y el transporte de minerales y rocas se llevan a cabo de forma continua. Este es el caso del flujo de minerales y rocas en una excavadora de múltiples cangilones y una cinta transportadora. Este flujo de minerales y rocas continuará ininterrumpidamente mientras el equipo funcione con normalidad. Por lo tanto, este proceso también se denomina proceso de flujo.

(3) Un proceso semicontinuo es un proceso en el que algunos eslabones de la producción funcionan de forma continua. Por ejemplo, un sistema de proceso en el que una pala mecánica carga mineral y roca en una trituradora y luego los transporta mediante una cinta transportadora después de la trituración es un sistema de proceso semicontinuo típico.

5. Términos profesionales

a. Cuando se extrae en forma escalonada, el mineral y la roca se dividen en capas horizontales de un cierto espesor de arriba a abajo, y se extraen con

Equipos de minería y transporte. Cada capa mantiene una cierta relación de avance, formando así una forma escalonada.

El escalón se compone de los siguientes elementos: placa superior, placa inferior, pendiente, línea superior, línea inferior, altura y ángulo de pendiente. Ángulo de pendiente del escalón: ángulo entre la pendiente del escalón y el plano horizontal.

Los pasos se dividen en:

Pasos de trabajo - placas planas de trabajo para la disposición de equipos de minería y transporte.

Escalones no funcionales - plataformas de seguridad: se utilizan para amortiguar e interceptar la caída de rocas y reducir el ángulo de la pendiente.

Plataformas de limpieza: interceptan las rocas que caen y las limpian con equipos de limpieza.

Plataformas de transporte: sirven como canal de conexión entre los pasos de trabajo y el transporte por la zanja de acceso.

b. Línea de trabajo: una sección de roca mineral bien preparada.

c. Zona de excavación: durante la explotación minera, los escalones se dividen en varias franjas, que se extraen una a una. Cada franja de cada mina se denomina zona de excavación. El ancho... depende del método y los parámetros de la voladura; la pala eléctrica... depende del radio de excavación y de descarga de la pala eléctrica.

d. Cada franja de la zona de explotación minera puede dividirse también en varias secciones y equiparse con equipos de extracción y transporte independientes durante la explotación. Longitud... la longitud de la línea de trabajo minera ocupada por una pala eléctrica.

f. Túneles a cielo abierto: divididos por finalidad:

(1) Zanja de acceso... zanja inclinada excavada para establecer enlaces de transporte entre el terreno y el nivel de trabajo y entre cada nivel de trabajo. Según la forma de la sección transversal: sección transversal completa, zanja de un solo lado.

(2) Zanja de sección abierta... zanja horizontal excavada para abrir la línea de trabajo minera y establecer la primera línea de trabajo (paso inicial).

g. La zona de la mina a cielo abierto en que se ha realizado o se está realizando explotación minera a cielo abierto, formada por escalones y túneles a cielo abierto.

Tajo abierto en ladera: por encima del círculo cerrado. Tajo abierto en depresión: por debajo del círculo cerrado.

Elementos constituyentes:

(1) Pared lateral: la superficie total alrededor de la mina a cielo abierto, dividida en: pared superior, pared inferior y pared final.

(2) Muro de trabajo: es el muro lateral compuesto por escalones que se está minando y que será minado.

(3) Pendiente del muro de trabajo y ángulo de pendiente del muro de trabajo.

(4) Ángulo de pendiente lateral final: el ángulo entre la pendiente final de la pared y el plano horizontal

(5) Pendiente final del muro: es el plano inclinado imaginario formado por la línea superior del escalón superior del muro no funcional y la línea inferior del escalón inferior.

(6) Límite final de la mina a cielo abierto: la posición definida por las líneas de límite final superior e inferior.

6. Principales indicadores técnicos y económicos: ratio de desbroce

La tasa de desmonte de las minas a cielo abierto es un indicador técnico y económico importante, que está relacionado con la cantidad de mineral extraído, la cantidad de roca y suelo extraído, y la escala de producción, la vida útil, el costo de producción, etc. de la mina.

Relación de desmonte: cantidad de roca necesaria para extraer por unidad de mineral extraído.

La relación de extracción es variable. El límite de explotación a cielo abierto definido en el diseño es solo un límite razonable en determinadas condiciones y en un período de tiempo determinado. La unidad de medida se expresa en m3/m3 o m3/t o t/t.

Relación de desmonte promedio: la relación entre la cantidad total de roca en el límite y la cantidad total de mineral.

Relación de desmonte en capas: la relación entre la cantidad de roca en una determinada capa horizontal dentro del límite y la cantidad de mineral.

Relación de extracción de mineral: relación entre la cantidad de roca extraída en un período determinado y la cantidad de mineral extraído.

Relación de desmonte del límite: relación entre el incremento de roca causado por el aumento de la profundidad unitaria del límite y el incremento de mineral.

Relación de desmonte de reservas: la relación de desmonte se calcula en función de las cantidades de mineral y roca proporcionadas en el informe de exploración geológica.

Relación de desmonte del mineral crudo: la relación de desmonte se calcula en función de la cantidad de mineral y roca obtenida de la pérdida y el agotamiento del mineral durante la minería.

Ratio de desmonte económicamente razonable: se refiere a la cantidad máxima de desmonte de roca económicamente permitida por unidad de volumen de mineral en la minería a cielo abierto. El costo de extracción de la capa de mineral adyacente al límite de la minería a cielo abierto no es mayor que el costo de la minería subterránea.