Grundkenntnisse des Tagebaus
I. Überblick
1. Mineralressourcen
Bezieht sich auf die Gesamtheit von Mineralien oder nützlichen Elementen, die durch geologische Mineralisierung gebildet werden, auf natürliche Weise in der Kruste oder an der Oberfläche vorkommen, unter der Erde vergraben oder an der Oberfläche freiliegend, in fester, flüssiger oder gasförmiger Form, und einen Entwicklungs- und Nutzungswert haben. Mineralressourcen sind nicht erneuerbare Ressourcen und ihre Reserven sind begrenzt. Es gibt 168 bekannte Mineralien auf der Welt, von denen mehr als 80 weit verbreitet sind. Nach ihren Eigenschaften und
Verwendungszwecke werden sie normalerweise in vier Kategorien unterteilt: 11 Energiemineralien; 59 Metallmineralien; 92 nichtmetallische Mineralien; 6 Wasser- und Gasmineralien. Metallmineralien kommen in der Natur grundsätzlich in fester Form vor. Aus Sicht des Bergbaus werden Metallerzlagerstätten unabhängig von der Metallart abgebaut. Gold, Silber, Kupfer, Eisen, Nickel usw. werden gleich behandelt; nur unter Berücksichtigung des Vorkommenszustands des Erzkörpers werden unterschiedliche Bergbauverfahren ausgewählt.
2. Bergbau
In der modernen Gesellschaft hat die Bergbauindustrie große Fortschritte gemacht und wurde weiter verfeinert und unterteilt. Bezieht sich im Allgemeinen auf die Exploration, den Abbau, die Aufbereitung, die Raffination und andere damit verbundene Geschäfte mit Mineralien. Der Bau einer modernen Mine erfordert die harte Arbeit von Fachleuten in den Bereichen Bergbaugeologie, Vermessung, Tiefbau, Bergbau, Mineralverarbeitung, Sicherheit, Umweltschutz, Elektromechanik, Heizungs- und Lüftungstechnik, Wasserversorgung und -entwässerung, Automatisierung, Chemie usw.
3. Merkmale der Bergbau- und Aufbereitungsindustrie
Erstens ist das Arbeitsobjekt das durch geologische Untersuchungen entdeckte und natürlich vorkommende geologische Erzvorkommen, und das Bergbau- und Verarbeitungsobjekt kann nicht frei ausgewählt werden.
Zweitens werden beim Bergbau die Bergbauobjekte, Bergbauwerkzeuge und das Produktionspersonal ständig verlegt, es gibt keinen festen Standort und die industriellen Bedingungen ändern sich jederzeit, was sich von der allgemeinen verarbeitenden Industrie unterscheidet.
Drittens sind die bergbaulichen geologischen Bedingungen und die mineralischen Rohstoffe sehr komplex, was eine Standardisierung der Bergbauprojekte erschwert.
Gleichzeitig: ⒈ Die Vorkommensbedingungen der Erzlagerstätte sind instabil; ⒉ Qualität, Zusammensetzung und Zusammensetzung des Erzes variieren stark; ⒊ Die geologische Struktur ist komplex; ⒋ Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Erzes und des umgebenden Gesteins variieren stark; ⒌ Der Wassergehalt der Erzlagerstätte ist komplex. Daher kann kein Bergbau und keine Aufbereitung einer Mine vollständig reproduziert werden.
2. Tagebau
1. Grundbegriffe des Tagebaus
Die notwendige Voraussetzung für den Tagebau ist das Vorhandensein geeigneter Erzvorkommen. Ob das Erzvorkommen für den Tagebau geeignet ist, lässt sich am besten im frühen Stadium der geologischen Erkundung beurteilen. Nach weiteren Erkundungen wird dann ein geologischer Bericht (einschließlich hydraulischer und umweltgeologischer Daten) vorgelegt, der den Anforderungen der Tagebauplanung entspricht. Nach der Genehmigung kann die Planungsabteilung die Planung durchführen. Aufgrund der Vorkommensbedingungen des an der Oberfläche freiliegenden und flachen Erzkörpers werden alle Arbeiten zum Abbau des Gesteins aus dem Ganzen nach einem bestimmten Verfahren zusammenfassend als Tagebautechnik bezeichnet.
Das Wesentliche beim Tagebau ist, den Mutterboden und die umgebenden Gesteine, die den oberen Teil des Erzkörpers bedecken, in einem offenen Raum innerhalb eines bestimmten Bereichs zu entfernen und das Erz abzubauen. Um das Erz abzubauen, muss daher auch taubes Gestein abgebaut werden.
Als Tagebau wird das als Tagebau klassifizierte Erzvorkommen bezeichnet. Als Tagebau wird der Ort bezeichnet, an dem Tagebauarbeiten mit Bergbaugeräten durchgeführt werden. Tagebau: die Summe der beim Tagebau entstandenen Bergbaugruben, Stufen und Tagebaugräben.
2. Allgemeine Schritte für den Bau und die Produktion im Tagebau:
(1) Bodenvorbereitung. Verlegen Sie Verkehrs- und Übertragungsleitungen in das Bergbaugebiet und entfernen oder verlegen Sie natürliche und künstliche Hindernisse im Bergbaugebiet wie Bäume, Sümpfe, Dörfer, Fabriken, Straßen, Kanäle, Friedhöfe usw.
(2) Isolierung und Entwässerung des Bergbaugebiets. Der durch das Bergbaugebiet fließende Fluss wird abgeriegelt oder umgeleitet, das Wasser wird abgelassen und der Wasserstand wird unter das vorgeschriebene Niveau gesenkt.
(3) Bau von Infrastrukturmaßnahmen im Bergbau. Hierzu gehören das Ausheben von Gräben, der Bau von Straßen vom Boden bis zur Abbauebene, die Einrichtung von Arbeitslinien, das Abtragen der Infrastruktur, um das abgebauten Erzvorkommen freizulegen, die Einrichtung von Transportlinien, Abraumhalden, Brücken usw. sowie der Bau von industriellen Anlagen und erforderlichen zivilen Gebäuden.
(4) Tägliche Produktion. Die Mineninfrastruktur kann in Betrieb genommen werden, nachdem die erforderlichen Abbau- und Abraumlinien eröffnet und eine bestimmte Abbaukapazität erreicht wurde. Im Allgemeinen dauert es einige Zeit, bis die geplante Produktionskapazität erreicht ist. Die abgebauten Gebiete müssen regeneriert werden.
Der Bau und die Produktion von Tagebaugruben sind sehr komplexe Ingenieurprojekte. Der Kauf von Grundstücken, der Kauf, die Installation und Inbetriebnahme von Geräten, die Schulung des Personals, die Einrichtung von Organisationsverwaltungsbehörden und die Landgewinnung usw. umfassen eine breite Palette von Aspekten und sind eng miteinander verbunden.
3. Entwicklung von Tagebaugruben
Es wird lediglich ein Straßenausbau eingeführt, auf den Ausbau von Horizontalschächten und Rampenaufzügen wird verzichtet.
(1) Der Abraumabbau in Tagebauen an Hängen beginnt auf der höchsten Ebene des Abbaugebiets und schreitet Schicht für Schicht nach unten fort; die Erschließungsgrube wird gleichzeitig von der untersten bis zur höchsten Abbaustufe errichtet. Mit abnehmendem Abbauniveau wird die obere Erschließungsgrube nach und nach aufgegeben oder verschwindet, und die Entfernung zum Erz- und Gesteinstransport verkürzt sich entsprechend.
(2) Die Straßenentwicklungsgrubenlinie des abgesenkten Tagebaus wird allmählich gebildet, während sich die Abbaustufen nach unten erstrecken. Zu den Grubenlinienänderungen gehören die Entwicklung einer festen Grubenlinie und die Entwicklung einer mobilen Grubenlinie. Entwicklung einer festen Grubenlinie: Die Entwicklungsgrubenlinie ist an der letzten Seitenwand innerhalb der Abbaugrenze angeordnet und ändert ihre Position während des gesamten Abbauprozesses des Abbaugebiets nicht. Sie kann in gerader, umgekehrter und spiralförmiger Weise angelegt werden. Entwicklung einer spiralförmigen Grubenlinie: Die Entwicklungsgrubenlinie ist spiralförmig entlang der vier Seiten des Abbaugebiets angeordnet.
Der Entwicklungsprozess des Projekts zur Entwicklung einer festen Grubenlinie: einschließlich des Abbauprozesses der Stufen, des Vorrückens der Arbeitswand und der Entwicklung und Vertiefung der neuen Ebene. Auf der letzten Seite des Tagebaus wird gemäß der ermittelten Position, Richtung und Neigung des Ein- und Ausstiegsgrabens der geneigte Ein- und Ausstiegsgraben von der Oberfläche (der oberen flachen Platte der Stufe) bis zur unteren flachen Platte der Stufe ausgehoben. Nach Erreichen der Höhe der unteren flachen Platte wird vom Ende des Ein- und Ausstiegsgrabens aus ein neuer horizontaler Abschnittsgraben ausgehoben, um die anfängliche Arbeitslinie der Bergbaustufe festzulegen.
Der Entwicklungsprozess des Projekts zur Entwicklung einer mobilen Grubenlinie: Der Ein- und Ausstiegsgraben und der Abschnittsgraben werden horizontal von der oberen oder unteren Platte in der Nähe der Kontaktzone zwischen dem Erzkörper und dem umgebenden Gestein im Bergbaufeld ausgehoben. Wenn der Abschnittsgraben bis zu einer bestimmten Länge ausgehoben ist, wird der Abschnittsgraben ausgehoben, während die Seiten des Abschnittsgrabens erweitert werden, um die Abtragsarbeitslinie zu bilden. Während des Bergbauprozesses bewegen sich der Ein- und Ausstiegsgraben mit dem Vorrücken der Arbeitswand auf einer Seite, bis die Arbeitslinie bis zur endgültigen Bergbaugrenze vorgerückt ist, und wird dann auf der endgültigen Seite fixiert.
4. Tagebautechnologie
Der Hauptproduktionsprozess von Tagebauen umfasst drei wichtige Projekte: Graben, Abtragen und Abbau; die Produktionsverbindungen umfassen Abbau, Transport und Entladung (Bodenentladung, Erzentladung). Der Bergbau ist die Verbindung, die direkt mit der Gesteinsschicht interagiert, einschließlich Bohren, Sprengen, Abbau und Laden, Verlegung von Transportlinien und anderen Prozessen, und ist die wichtigste in der Tagebauproduktion; der Transport ist die Verbindung zwischen Abbau und Entladung, und es ist die Verbindung, die bei der Tagebauproduktion die meiste Ausrüstung beansprucht, am meisten Energie und Arbeitskräfte verbraucht; die Entladung ist eine unverzichtbare Voraussetzung für die wirtschaftliche und vernünftige Entladung von in Tagebauen produzierten Materialien.
Um diese drei Hauptproduktionsglieder herum gibt es auch eine Reihe von Nebenproduktionsgliedern, wie zum Beispiel Gerätewartung, Stromversorgung, Entwässerung usw.
Prozesssysteme im Tagebau können in intermittierende, kontinuierliche und halbkontinuierliche Prozesse unterteilt werden.
(1) Intermittierender Prozess bezeichnet den Prozess, bei dem der Abbau und Transport von Erz und Gestein in den drei wichtigsten Produktionsketten intermittierend durchgeführt werden. Beispiel: Ein Bagger belädt einen Lastwagen Schaufel für Schaufel, und ein Zug oder Auto transportiert Gestein Lastwagen für Lastwagen. Für jede geladene Schaufel oder jeden transportierten Lastwagen durchläuft das Gerät dementsprechend einen Zyklus oder eine Periode. Dieser Prozess wird auch als zyklischer Prozess oder periodischer Prozess bezeichnet.
(2) Ein kontinuierlicher Prozess ist ein Prozess, bei dem der Abbau und Transport von Erz und Gestein kontinuierlich durchgeführt werden. Dies ist beim Erz- und Gesteinsfluss auf einem Schaufelradbagger und einem Bandförderer der Fall. Dieser Erz- und Gesteinsfluss wird ununterbrochen fortgesetzt, solange die Ausrüstung normal funktioniert. Daher wird dieser Prozess auch als Fließprozess bezeichnet.
(3) Ein halbkontinuierlicher Prozess ist ein Prozess, bei dem einige Produktionsglieder kontinuierlich betrieben werden. Ein typisches halbkontinuierliches Prozesssystem ist beispielsweise ein Prozesssystem, bei dem ein mechanischer Bagger Erz und Gestein in einen Brecher lädt und es nach dem Brechen auf einem Bandförderer transportiert.
5. Berufsbezeichnungen
a. Beim Abbau auf einer Stufe werden Erz und Gestein von oben nach unten in horizontale Schichten einer bestimmten Dicke aufgeteilt und mit unabhängigen
Bergbau- und Transportausrüstung. Jede Schicht behält eine bestimmte Vorwärtsbeziehung bei und bildet so eine Stufenform.
Die Stufe besteht aus den folgenden Elementen: Oberplatte, Unterplatte, Neigung, Oberlinie, Unterlinie, Höhe und Neigungswinkel. Stufenneigungswinkel: der Winkel zwischen der Stufenneigung und der horizontalen Ebene.
Die Schritte sind unterteilt in:
Arbeitsschritte - Bearbeiten von Flachplatten zur Anordnung von Bergbau- und Transportgeräten.
Nicht funktionsfähige Trittstufen – Sicherheitsplattformen: dienen zur Pufferung und zum Auffangen von Steinschlag und zur Verringerung des Hangwinkels.
Aufräumplattformen: Fangen herabfallende Steine ab und säubern diese mit Reinigungsgeräten.
Transportplattformen: dienen als Verbindungskanal zwischen Arbeitsstufen und Zugangsgrabentransport.
b. Arbeitslinie – ein gut vorbereiteter Erzgesteinsabschnitt.
c. Abbauzone: Beim Abbau werden die Stufen in mehrere Streifen unterteilt, die nacheinander abgebaut werden. Jeder Streifen jeder Mine wird als Abbauzone bezeichnet. Die Breite ... hängt von der Sprengmethode und den Parametern ab; die elektrische Schaufel ... hängt vom Abbau- und Entladeradius der elektrischen Schaufel ab.
d. Jeder Streifen des Bergbaugebiets kann auch in mehrere Abschnitte unterteilt und während des Bergbaus mit unabhängigen Bergbau- und Transportgeräten ausgestattet werden. Länge … die Länge der von einer elektrischen Schaufel belegten Bergbauarbeitslinie.
f. Tagebautunnel: unterteilt nach Zweck:
(1) Zugangsgraben ... ein geneigter Graben, der gegraben wird, um Verkehrsverbindungen zwischen dem Gelände und der Arbeitsebene sowie zwischen den einzelnen Arbeitsebenen herzustellen. Je nach Form des Querschnitts: durchgehender Querschnitt, einseitiger Graben.
(2) Offener Abschnittsgraben ... horizontaler Graben, der ausgehoben wird, um die Bergbau-Arbeitslinie freizugeben und die erste Arbeitslinie festzulegen (erster Schritt).
g. Der aus Stufen und Tagebautunneln bestehende Bereich des Tagebaus, in dem Tagebau betrieben wurde oder wird.
Tagebau am Hang: oberhalb des geschlossenen Kreises. Tagebau in der Senke: unterhalb des geschlossenen Kreises.
Bestandteile:
(1) Seitenwand: die gesamte den Tagebau umgebende Fläche, unterteilt in Deckwand, Bodenwand und Stirnwand.
(2) Abbauwand: die aus Stufen bestehende Seitenwand, die im Abbau ist und abgebaut werden soll.
(3) Neigung der Arbeitswand und Neigungswinkel der Arbeitswand.
(4) Endgültiger Seitenneigungswinkel: der Winkel zwischen der endgültigen Wandneigung und der horizontalen Ebene
(5) Endgültige Wandneigung: die imaginäre schiefe Ebene, die durch die obere Linie der obersten Stufe der nicht arbeitenden Wand und die untere Linie der untersten Stufe gebildet wird.
(6) Endgrenze des Tagebaus: die durch die obere und untere Endgrenzlinie definierte Stelle.
6. Wichtigste technische und wirtschaftliche Indikatoren: Abraumverhältnis
Die Abraumquote im Tagebau ist ein wichtiger technischer und wirtschaftlicher Indikator, der mit der Menge des abgebauten Erzes, der Menge des Gesteins- und Erdabraums sowie dem Produktionsumfang, der Nutzungsdauer, den Produktionskosten usw. der Mine in Zusammenhang steht.
Abraumverhältnis: die Gesteinsmenge, die pro Einheit abgebauten Erzes abgetragen werden muss.
Das Abraumverhältnis ist variabel. Die im Entwurf definierte Tagebaugrenze ist nur unter bestimmten Bedingungen in einem bestimmten Zeitraum eine sinnvolle Grenze. Die Maßeinheit wird in m3/m3 oder m3/t oder t/t angegeben.
Durchschnittliches Abraumverhältnis: das Verhältnis der Gesamtgesteinsmenge im Randbereich zur Gesamterzmenge.
Schichtweises Abraumverhältnis: das Verhältnis der Gesteinsmenge in einer bestimmten horizontalen Schicht innerhalb der Grenze zur Erzmenge.
Produktionsabraumverhältnis: das Verhältnis der in einem bestimmten Zeitraum abgetragenen Gesteinsmenge zur geförderten Erzmenge.
Grenzabtragungsverhältnis: das Verhältnis der Gesteinszunahme durch die Tiefenzunahme der Grenze je Einheit zur Erzzunahme.
Reservenabraumquote: Die Reservenabraumquote wird auf Grundlage der im geologischen Explorationsbericht angegebenen Erz- und Gesteinsmengen berechnet.
Abraumverhältnis von Roherz: Das Abraumverhältnis wird auf Grundlage der Erz- und Gesteinsmenge berechnet, die durch Erzverlust und Erschöpfung beim Abbau gewonnen wird.
Wirtschaftlich sinnvolles Abraumverhältnis: bezieht sich auf die maximal wirtschaftlich zulässige Gesteinsabraummenge pro Erzvolumeneinheit im Tagebau. Die Abbaukosten der Erzschicht neben der Tagebaugrenze sind nicht höher als die Untertagebaukosten.