Huvudsteg i malmbrytning: Vad innebär utveckling, förberedelse, skärning och avstängning av malmkroppar?
Malmbrytning är en komplex och teknikintensiv ingenjörsaktivitet som involverar flera steg och noggrann planering. Målet är att effektivt och säkert omvandla underjordiska mineralresurser till användbara mineralprodukter. Denna artikel ger en detaljerad analys av de viktigaste stegen i malmbrytning – malmutveckling, beredning, skärning och stoppning – och förklarar sambanden mellan dem.
I. Malmkroppsutveckling
Låt oss först förklara malmkroppsutveckling. Malmkroppsutveckling innebär att man gräver en serie tunnlar från ytan för att ansluta till malmkroppen och länka den till ytan, vilket bildar system för personaltillträde, ventilation, transport, dränering, kraftförsörjning, luftförsörjning och vattenförsörjning. Den fyller två huvudfunktioner: för det första, att etablera en serie tekniska arbeten som når malmkroppen och skapar förbindelser mellan malmkroppen och ytan; för det andra, att bilda de grundläggande underjordiska gruvsystemen, inklusive vägar för personal, transport, dränering, kraft, luft och vattenförsörjning.
När det gäller målen för utvecklingen kan vi dela upp den i tre delar. För det första måste vi transportera den brutna malmen och gråberget från underjorden till ytan – detta är det mest grundläggande kravet, med syftet att föra malmen under jord till ytan. För det andra måste vi släppa ut avloppsvatten och förorenad luft till ytan för att säkerställa en lämplig arbetsmiljö för verksamheten under jord.
Den tredje delen omfattar utvecklingstunnlar. Dessa tunnlar grävs för att uppnå ovanstående utvecklingsmål, nämligen att etablera förbindelser med malmkroppen och bilda system för personalrörelser, ventilation, transporter, dränering, kraft-, luft- och vattenförsörjning. Denna serie av ledtunnlar kallas utvecklingsguider. Så vad omfattar utvecklingstunnlar huvudsakligen? De omfattar till exempel schakt, gångar, schaktbottengårdar, huvudmalmrännor och påfyllningsschakt, samt nivåtransporttunnlar. Alla dessa kallas gemensamt för utvecklingsguider.
Sammanfattning:
Det första steget i malmbrytning är malmkroppsutveckling, vilket innebär att man etablerar ett nätverk av tunnlar från markytan till malmkroppen. Detta säkerställer in- och utmatning av personal, utrustning och material, samt transport av malm och gråberg. Utvecklingsteknik omfattar inte bara tunnelgrävning utan även konstruktion av ventilations-, dränerings-, kraft-, luft- och vattenförsörjningssystem, vilket lägger grunden för efterföljande gruvdrift. Utvecklingstunnlar finns i olika typer, såsom schakt, gångar, schaktbottengårdar, huvudmalmrännor, huvudhöjningar och nivåtransporttunnlar, vilka tillsammans bildar det så kallade utvecklingsstyrningssystemet. Genom dessa tunnlar kan malm lyftas upp till markytan samtidigt som lämpliga underjordiska arbetsförhållanden säkerställs, såsom tillförsel av frisk luft och effektiv avloppsvattenavlopp.
II. Malmkroppsberedning
Vad är definitionen av beredning? När malmkroppen har utvecklats måste vi avgränsa nyckelområden. Denna del kallas malmkroppsberedning. Den har två syften: för det första att dela upp nivån i block som oberoende stoppenheter; för det andra att ytterligare dela upp nivån i block, behandla dessa som oberoende stoppenheter och skapa förutsättningar inom malmkroppen för personaltillträde, bergborrning, malmutdragning, ventilation med mera. Vi kan föreställa oss att den tidigare nämnda utvecklingen skapar de grundläggande förutsättningarna för att bryta malmkroppen. Beredning, som bygger på utveckling, delar upp den ytterligare i oberoende stoppenheter och ger förutsättningar för personaltillträde och ventilation i dessa enheter. Beredningsuppgifterna faller också in i två huvudkategorier: den första är att dela upp nivån i block som oberoende stoppenheter; den andra är att skapa förutsättningar för stoppning, inklusive vägar för personal, ventilation, bergborrning och anslutningar.
Jämfört med utvecklingstunnlar, vad är förberedelsetunnlar? Förberedelsetunnlar är ett sätt att slutföra förberedelseuppgifter genom att gräva en serie tunnlar. Dessa tunnlar är kända som förberedelsetunnlar. I diagrammet till höger inkluderar de viktigaste egenskaperna hos förberedelsetunnlar personal- och ventilationshöjder, samt anslutande tunnlar – dessa är egenskaper hos förberedelsetunnlar. Vid utvärdering av ekonomiska indikatorer för gruvdrift är två mätvärden relaterade till förberedelse involverade: förberedelsekvoten och andelen förberedelsearbete.
Beredningskvoten avser antalet meter berednings- och skärningstunnlar som krävs per tusen ton malm som utvinns ur blocket. Beredningsarbetsprocenten är å andra sidan förhållandet mellan den malmmängd som utvinns från berednings- och skärningstunnlar i blocket och den totala malm som utvinns ur blocket. Till skillnad från beredningskvoten, som endast tar hänsyn till längden på konstruerade berednings- och skärningstunnlar dividerat med den totala malmutgången för att få fram förhållandet, förfinar beredningsarbetsprocenten detta genom att beräkna andelen malm som utvinns från schaktning av berednings- och skärningstunnlar i förhållande till blockets totala malmutgång.
Förberedelsekvoten återspeglar endast längden på förberedelse- och skärningstunnlarna i blocket, utan att beakta effekten av tunnelns tvärsnittsstorlek eller volym. Andelen förberedelsearbete återspeglar dock endast andelen förberedelse- och skärningstunnlar i venen som är anordnade inom malmkroppen, utan att ta hänsyn till arbetsbelastningen för förberedelse- och skärningstunnlar utanför venen. Detta är skillnaden mellan dem.
Sammanfattning:
Efter att malmkroppsutvecklingen är avslutad går processen vidare till malmkroppsberedning. Syftet med detta steg är att ytterligare dela upp gruvområdet i hanterbara och utvinningsbara små enheter – nämligen block – genom detaljerad planering av den utvecklade malmkroppen. Förberedelsearbetet innefattar inte bara tunnelgrävning utan också skapandet av nödvändiga förhållanden inuti blocken för personaltillträde, bergborrning, malmutdragning och ventilation. Förberedelsetunnlar, även kända som fiskaltunnlar, måste beakta utformningen av personal- och ventilationsgångar samt anslutande tunnlar för att skapa en gynnsam arbetsmiljö för efterföljande gruvdrift. Förberedelsekvoten och andelen förberedelsearbete är två viktiga indikatorer för att utvärdera förberedelseeffektiviteten, mäta de ekonomiska aspekterna av tunnelbyggnation respektive andelen malm som produceras i tunnlar, vilket ger kvantitativa grunder för att optimera förberedelsestrategier.
III. Skärning
Den tredje delen handlar om skärningsarbete. Så, vad är definitionen av skärning? Skärningsarbete bygger på förberedelse och skapar, på den redan förberedda marken, fria ytor och utrymmen för storskalig malmutvinning. Utifrån denna definition kan vi förstå att det syftar till att skapa fria ytor och utrymmen för malmbrytning. Dess syfte är att generera dessa fria ytor och utrymmen.
Skärarbete omfattar huvudsakligen två aspekter: hur man formar fria ytor och fria utrymmen. För det första, genom att gräva skärtunnlar, kan fria ytor och fria utrymmen bildas. Dessutom, baserat på skärning av tunnlar, utförs ytterligare arbete för att expandera de fria ytorna, vilket ger mer fritt utrymme för stickning. Skärtunnlar består huvudsakligen av två delar: underskärningstunnlar (underskärningsdorrar och tvärsnitt) och sågning av förhöjningar. För att ytterligare expandera de fria ytorna krävs även underskärning, trattfräsning och spårfräsning. Detta omfattar hela innehållet i skärarbetet. Utveckling, förberedelse och skärning är alla förberedelser för stickning.
Sammanfattning:
Skärning är det steg som följer på förberedelserna, och syftar till att skapa nödvändiga fria ytor och utrymmen för storskalig stoppning. Detta steg innebär att man gräver specifika tunnlar, såsom undergrävningstunnlar och skärhöjningar, för att ge utrymme för malmsprängning och lossning. Utformningen av skärningstunnlar måste ta hänsyn till malmens fysikaliska egenskaper, malmkroppens struktur och gruvtekniker för att säkerställa ett effektivt genomförande av stoppningsoperationerna. Dessutom utförs operationer som undergrävning, trattgrävning och slitsning för att ytterligare utöka fria utrymmen, vilket underlättar stoppningsaktiviteter.
IV. Stopp
Stoppning avser processen att utföra storskaligt gruvarbete efter att skärningen är avslutad. Vanligtvis kallas storskaligt gruvarbete för stoppning, vilket är indelat i tre huvudsteg: malmbrytning, malmhantering och marktryckshantering. Låt oss först förklara definitionen av malmbrytning: att använda skärutrymmet som en fri yta och använda bergborrnings- och sprängmetoder. Malmbrytning delas vanligtvis in i fyra kategorier baserat på malmkroppens förekomstförhållanden, den använda brytningsmetoden och bergborrutrustningen: brytning av grunda hål, brytning av medeldjupa hål, brytning av djupa hål och sprängning i kammaren.
Malmhantering avser arbetet med att flytta sprängmalm inom blocket till transporttunnlar och lasta den i gruvvagnar. Hantering är begränsad till inom gruvan, vilket innebär att flytta malm till transporttunnlar, medan transport avser processen att lyfta malm från transporttunnlar till markytan.
Det finns två huvudsakliga metoder för malmhantering: gravitationshantering och mekanisk hantering. Gravitationshantering använder huvudsakligen vanlig trattdragning av malm för gravitationsrörelse. Mekanisk hantering använder utrustning som elektriska kratta, lastare, skrapor, truckar och bandtransportörer för assisterad hantering.
Vid val av malmtransportmetoder bör man beakta brytningsmetod och malmkroppsförhållanden. Till exempel är brant lutande malmkroppar mer lämpade för hantering med hjälp av gravitation, medan svagt lutande eller nästan horisontella malmkroppar är bättre lämpade för mekanisk hantering.
Den tredje aspekten är marktryckshantering. Marktryck avser det fenomen där, efter malmutvinning, goaf (det utbrutna området) bildas under jord, och med tiden deformeras, brister eller kollapsar pelarna och det omgivande berget i hängväggen och fotväggen. Marktryckshantering innefattar arbete som är nödvändigt för att förhindra eller kontrollera deformation, brott och kollaps av det omgivande berget. Det inkluderar att eliminera de negativa effekterna av marktryck och säkerställa produktionssäkerhet, gemensamt känt som marktryckshanteringsarbete.
Baserat på nuvarande metoder för hantering av marktryck kan det delas in i tre delar: för det första, användning av bibehållna pelare för att stödja markgropen för förvaltning; för det andra, hantering genom rasbrytning av det omgivande berget; och slutligen, fyllning av markgropen med återfyllningsmaterial för förvaltning.
Sammanfattning:
Avstängning är kärnfasen i malmbrytning och omfattar tre huvudsteg: malmbrytning, malmhantering och marktryckshantering. Malmbrytning utförs via bergborrning och sprängning i skärutrymmet, med lämpliga borrdjup och metoder valda baserat på malmkroppens förhållanden. Malmhantering innebär att flytta sprängd malm till transporttunnlar och lasta den för transport, med åtskillnad mellan gravitation och mekaniska metoder, med val baserade på faktorer som malmkroppens lutning. Marktryckshantering är nyckeln till att säkerställa gruvsäkerhet och kräver åtgärder för att förebygga och kontrollera deformation, brott och kollaps i berget, och därigenom upprätthålla stabila pågående utvinningsoperationer.
V. Samband mellan stegen
De fyra stegen i malmbrytning är nära sammankopplade i tid och rum och utvecklas sekventiellt för att bilda en ömsesidigt stödjande och progressiv kedja av operationer. Utveckling tillhandahåller infrastruktur för förberedelse, förberedelse förfinar gruvområdet, skärning skapar förutsättningar för brytning, och slutligen uppnår brytning malmutvinning. Implementeringen av varje steg måste beakta behoven hos efterföljande operationer och förkroppsliga gruvprincipen om balanserad gruvdrift och utveckling, med utveckling i täten.
VI. Slutsats
Sammanfattningsvis är malmbrytning en systematisk ingenjörsprocess som består av flera kontinuerliga och ömsesidigt beroende steg, där ett framgångsrikt genomförande av varje steg är beroende av förberedelser och noggrann planering. Med tekniska framsteg och kraven på hållbar utveckling betonar modern gruvdrift i allt högre grad en balans mellan miljöskydd, säkerhet och ekonomisk effektivitet. Den utforskar och tillämpar kontinuerligt nya tekniker för att förbättra utvinningseffektiviteten och minska miljöpåverkan. I framtiden kommer malmbrytning att bli mer intelligent och miljövänlig, och gå mot högre nivåer av förfinad hantering.
