Pengetahuan dasar tentang penambangan terbuka
I. Tinjauan Umum
1. Sumber daya mineral
Mengacu pada agregat mineral atau unsur bermanfaat yang terbentuk melalui mineralisasi geologis, terjadi secara alami di kerak bumi atau di permukaan, terkubur di bawah tanah atau terekspos di permukaan, dalam bentuk padat, cair atau gas, dan memiliki nilai pengembangan dan pemanfaatan. Sumber daya mineral merupakan sumber daya yang tidak dapat diperbarui dan cadangannya terbatas. Ada 168 mineral yang dikenal di dunia, yang lebih dari 80 di antaranya digunakan secara luas. Menurut karakteristik dan
Kegunaannya, biasanya dibagi menjadi empat kategori: 11 mineral energi; 59 mineral logam; 92 mineral non-logam; 6 mineral air dan gas. Mineral logam pada dasarnya ada dalam bentuk padat di alam. Dari perspektif penambangan, endapan bijih logam ditambang tanpa memandang jenis logamnya. Emas, perak, tembaga, besi, nikel, dll. diperlakukan sama; hanya mempertimbangkan keadaan keberadaan tubuh bijih, proses penambangan yang berbeda akan dipilih.
2. Pertambangan
Dalam masyarakat modern, industri pertambangan telah mengalami kemajuan pesat dan telah lebih disempurnakan dan dibagi-bagi. Secara umum mengacu pada eksplorasi, penambangan, pemurnian, pemurnian, dan bisnis terkait lainnya dari mineral. Pembangunan tambang modern mencakup kerja keras para profesional di bidang geologi pertambangan, survei, teknik sipil, pertambangan, pengolahan mineral, keselamatan, perlindungan lingkungan, elektromekanik, HVAC, pasokan air dan drainase, otomatisasi, kimia, dll.
3. Karakteristik industri pertambangan dan pemurnian
Pertama, objek tenaga kerja adalah tubuh bijih geologi yang ditemukan melalui survei geologi dan terjadi secara alami, dan objek penambangan dan pemrosesan tidak dapat dipilih secara bebas;
Kedua, objek pertambangan, peralatan pertambangan, dan personel produksi terus-menerus dipindahkan saat pertambangan, tidak ada tempat yang tetap, dan kondisi industri berubah setiap saat, yang berbeda dengan industri pengolahan umum;
Ketiga, kondisi geologi pertambangan dan bahan baku mineral sangat kompleks, sehingga sulit untuk menstandardisasi proyek pertambangan.
Pada saat yang sama: ⒈ Kondisi endapan bijih tidak stabil; ⒉ Kadar, komposisi, dan komposisi bijih sangat bervariasi; ⒊ Struktur geologisnya kompleks; ⒋ Sifat fisik dan mekanis bijih dan batuan di sekitarnya sangat bervariasi; ⒌ Kandungan air endapan bijih sangat kompleks. Oleh karena itu, tidak ada penambangan dan pemurnian tambang yang dapat ditiru sepenuhnya.
2. Penambangan terbuka
1. Konsep dasar penambangan terbuka
Prasyarat yang diperlukan untuk penambangan terbuka adalah keberadaan endapan bijih yang sesuai. Apakah endapan bijih tersebut sesuai untuk penambangan terbuka sebaiknya dievaluasi pada tahap awal eksplorasi geologi, dan kemudian laporan geologi (termasuk data geologi hidraulik dan lingkungan) yang memenuhi persyaratan desain tambang terbuka diajukan setelah eksplorasi lebih lanjut; setelah disetujui, departemen desain dapat melaksanakan desain tersebut. Karena kondisi keberadaan tubuh bijih yang terekspos di permukaan dan penguburan dangkal, semua pekerjaan penambangan batuan dari keseluruhannya menurut proses tertentu secara kolektif disebut rekayasa penambangan terbuka.
Inti dari penambangan terbuka adalah membuang lapisan tanah atas dan batuan di sekitarnya yang menutupi bagian atas tubuh bijih di ruang terbuka dalam kisaran tertentu, dan menambang bijih tersebut. Oleh karena itu, untuk menambang bijih, batuan sisa juga harus ditambang.
Tubuh bijih yang tergolong tambang terbuka disebut tambang terbuka. Tempat dilakukannya rekayasa penambangan terbuka dengan peralatan penambangan disebut tambang terbuka. Tambang terbuka: jumlah lubang tambang, anak tangga, dan parit terbuka yang terbentuk selama penambangan terbuka.
2. Langkah-langkah umum konstruksi dan produksi tambang terbuka:
(1) Persiapan lahan. Membawa jalur lalu lintas dan jalur transmisi ke area pertambangan, dan menyingkirkan atau memindahkan hambatan alam dan buatan manusia di area pertambangan, seperti pohon, rawa, desa, pabrik, jalan, kanal, kuburan, dll.
(2) Isolasi dan drainase air di area tambang. Memutus aliran sungai yang melewati area tambang atau mengalihkannya, mengalirkan air, dan membuat muka air lebih rendah dari yang dipersyaratkan.
(3) Rekayasa prasarana tambang. Meliputi penggalian parit, pembangunan jalan dari permukaan tanah sampai ke lokasi tambang; pembuatan jalur kerja, pelaksanaan pengupasan infrastruktur untuk mengekspos tubuh bijih tambang; pembuatan jalur transportasi, tempat pembuangan limbah, jembatan, dan lain-lain; pembangunan fasilitas industri di permukaan tanah dan bangunan sipil yang diperlukan.
(4) Produksi harian. Rekayasa infrastruktur tambang dapat diserahkan ke bagian produksi setelah jalur kerja penambangan dan pengupasan yang diperlukan dibuka dan kapasitas penambangan tertentu tercapai. Umumnya, diperlukan waktu untuk mencapai kapasitas produksi yang dirancang. Area yang ditambang perlu direklamasi.
Pembangunan dan produksi tambang terbuka merupakan proyek rekayasa yang sangat kompleks. Pembelian tanah, pembelian, pemasangan dan komisioning peralatan, pelatihan personel, pembentukan badan manajemen organisasi, dan reklamasi lahan, dll., melibatkan berbagai aspek dan saling terkait erat.
3. Pengembangan tambang terbuka
Hanya pengembangan jalan yang diperkenalkan, dan pengembangan poros horizontal serta kerekan rampa tidak diperkenalkan.
(1) Pengupasan tambang terbuka lereng bukit dimulai dari permukaan tanah tertinggi di area penambangan dan berlanjut ke bawah lapis demi lapis; sedangkan jalur tambang pengembangan dibangun dari anak tangga tambang terendah ke anak tangga tambang tertinggi sekaligus. Seiring dengan menurunnya permukaan tanah penambangan, jalur tambang pengembangan atas secara bertahap ditinggalkan atau menghilang, dan jarak pengangkutan bijih dan batu pun diperpendek.
(2) Garis pit pengembangan jalan tambang terbuka yang tenggelam secara bertahap terbentuk saat anak tangga penambangan memanjang ke bawah. Perubahan garis pit meliputi pengembangan garis pit tetap dan pengembangan garis pit bergerak. Pengembangan garis pit tetap: Garis pit pengembangan disusun pada dinding samping akhir di dalam batas penambangan dan tidak mengubah posisinya selama seluruh proses penambangan di area penambangan. Dapat diadopsi dengan cara lurus, kembali, dan spiral. Pengembangan garis pit spiral: Garis pit pengembangan disusun secara spiral di sepanjang keempat sisi area penambangan.
Proses pengembangan proyek pengembangan jalur tambang tetap: meliputi proses penambangan anak tangga, kemajuan dinding kerja, dan pengembangan serta pendalaman level baru. Di sisi akhir tambang terbuka, menurut posisi, arah, dan kemiringan parit masuk dan keluar yang ditentukan, parit masuk dan keluar miring digali dari permukaan (pelat datar atas anak tangga) ke pelat datar bawah anak tangga. Setelah mencapai elevasi pelat datar bawah, parit penampang horizontal baru digali dari ujung parit masuk dan keluar untuk membangun garis kerja awal anak tangga penambangan.
Proses pengembangan proyek pengembangan jalur tambang bergerak: parit masuk dan keluar serta parit penampang digali secara horizontal dari pelat atas atau pelat bawah di dekat zona kontak antara badan bijih dan batuan di sekitarnya di lapangan penambangan. Ketika parit penampang digali hingga panjang tertentu, parit penampang digali sementara sisi parit penampang diperluas untuk membentuk jalur kerja pengupasan. Selama proses penambangan, parit masuk dan keluar bergerak dengan kemajuan dinding kerja di satu sisi hingga jalur kerja maju ke batas penambangan akhir, dan kemudian dipasang di sisi akhir.
4. Teknologi penambangan terbuka
Proses produksi utama tambang terbuka mencakup tiga proyek penting: penggalian parit, pengupasan, dan penambangan; hubungan produksi meliputi penambangan-pengangkutan-pembuangan (pembuangan tanah, pembuangan bijih). Penambangan adalah hubungan yang berinteraksi langsung dengan lapisan batuan, termasuk pengeboran, peledakan, penambangan dan pemuatan, relokasi jalur transportasi, dan proses lainnya, dan merupakan yang terpenting dalam produksi tambang terbuka; transportasi adalah hubungan antara penambangan dan pembuangan, dan merupakan hubungan yang paling banyak menggunakan peralatan, paling banyak mengonsumsi energi dan tenaga kerja dalam produksi tambang terbuka; pembuangan merupakan persyaratan yang sangat diperlukan untuk pembuangan material yang diproduksi di tambang terbuka secara ekonomis dan wajar.
Di sekitar ketiga mata rantai produksi utama ini juga terdapat serangkaian mata rantai produksi tambahan, seperti pemeliharaan peralatan, pasokan listrik, drainase, dan lain-lain.
Sistem proses penambangan terbuka dapat dibagi menjadi: proses intermiten, proses kontinyu, dan proses semi-kontinyu.
(1) Proses intermiten mengacu pada proses di mana penambangan dan pengangkutan bijih dan batu dilakukan secara intermiten di tiga mata rantai produksi utama. Misalnya: sekop mekanis memuat truk satu sekop pada satu waktu, dan kereta api atau mobil mengangkut batu satu truk pada satu waktu. Untuk setiap sekop yang dimuat atau truk yang diangkut, peralatan menyelesaikan satu siklus atau periode yang sesuai. Proses ini juga disebut proses siklik atau proses periodik.
(2) Proses berkesinambungan mengacu pada proses penambangan dan pengangkutan bijih dan batu secara terus-menerus. Hal ini berlaku pada aliran bijih dan batu pada ekskavator multi-bucket dan konveyor sabuk. Aliran bijih dan batu ini akan terus berlanjut tanpa henti selama peralatan beroperasi secara normal. Oleh karena itu, proses ini juga disebut proses aliran.
(3) Proses semi-kontinyu adalah proses di mana beberapa mata rantai produksi dioperasikan secara terus-menerus. Misalnya, sistem proses di mana sekop mekanis memuat bijih dan batu ke dalam penghancur dan kemudian mengangkutnya dengan konveyor sabuk setelah dihancurkan adalah sistem proses semi-kontinyu yang umum.
5. Istilah profesional
a. Pada penambangan secara bertahap, bijih dan batuan dibagi menjadi lapisan-lapisan horizontal dengan ketebalan tertentu dari atas ke bawah, dan ditambang dengan cara yang independen.
peralatan pertambangan dan transportasi. Setiap lapisan mempertahankan hubungan maju tertentu, sehingga membentuk bentuk tangga.
Anak tangga terdiri dari elemen-elemen berikut: pelat atas, pelat bawah, lereng, garis atas, garis bawah, tinggi, dan sudut lereng. Sudut lereng anak tangga: sudut antara lereng anak tangga dan bidang horizontal.
Langkah-langkahnya dibagi menjadi:
Langkah kerja - mengerjakan pelat datar untuk mengatur peralatan pertambangan dan transportasi.
Tangga yang tidak berfungsi - platform keamanan: digunakan untuk menahan dan mencegat batu yang jatuh dan mengurangi sudut lereng.
Platform pembersihan: mencegat batu yang jatuh dan membersihkannya dengan peralatan pembersih.
Platform transportasi: berfungsi sebagai saluran penghubung antara langkah kerja dan transportasi parit akses.
b. Garis kerja - bagian batuan bijih yang dipersiapkan dengan baik.
c. Zona penggalian: selama penambangan, langkah-langkah dibagi menjadi beberapa strip, yang ditambang satu per satu. Setiap strip dari setiap tambang disebut zona penggalian. Lebar ... tergantung pada metode dan parameter peledakan; sekop listrik ... tergantung pada radius penggalian dan pembongkaran sekop listrik.
d. Setiap jalur area penambangan juga dapat dibagi menjadi beberapa bagian dan dilengkapi dengan peralatan penambangan dan transportasi yang independen selama penambangan. Panjang ... panjang jalur kerja penambangan yang ditempati oleh sekop listrik.
f. Terowongan tambang terbuka: dibagi berdasarkan tujuannya:
(1) Parit akses ... parit miring yang digali untuk membuat hubungan transportasi antara tanah dan permukaan kerja dan antara setiap permukaan kerja. Menurut bentuk penampang: seluruh penampang, parit satu sisi.
(2) Parit penampang terbuka...parit horizontal digali untuk membuka jalur kerja penambangan dan membangun jalur kerja pertama (langkah awal).
g. Daerah tambang terbuka tempat penambangan terbuka telah dilakukan atau sedang dilakukan, yang dibentuk oleh anak tangga dan terowongan tambang terbuka.
Lubang terbuka di lereng bukit: di atas lingkaran tertutup. Lubang terbuka depresi: di bawah lingkaran tertutup.
Elemen penyusun:
(1) Dinding samping: keseluruhan permukaan sekitar tambang terbuka, dibagi menjadi: dinding atas, dinding bawah, dan dinding ujung.
(2) Dinding kerja: dinding samping yang terdiri dari anak tangga yang sedang dan akan ditambang.
(3) Kemiringan dinding kerja dan sudut kemiringan dinding kerja.
(4) Sudut kemiringan sisi akhir: sudut antara kemiringan dinding akhir dan bidang horizontal
(5) Kemiringan dinding akhir: bidang miring imajiner yang dibuat oleh garis atas anak tangga teratas dinding yang tidak berfungsi dan garis bawah anak tangga terbawah.
(6) Batas akhir tambang terbuka: posisi yang ditentukan oleh garis batas akhir atas dan bawah.
6. Indikator teknis dan ekonomi utama: rasio pengupasan
Rasio pengupasan tambang terbuka merupakan indikator teknis dan ekonomi penting, yang terkait dengan jumlah bijih yang ditambang, jumlah pengupasan batuan dan tanah, serta skala produksi, masa pakai, biaya produksi, dll. dari tambang.
Rasio pengupasan: jumlah batuan yang perlu dikupas per unit bijih yang ditambang.
Rasio pengupasan bervariasi. Batas penambangan terbuka yang ditetapkan dalam desain hanya merupakan batas yang wajar dalam kondisi tertentu dalam jangka waktu tertentu. Satuan pengukuran dinyatakan dalam m3/m3 atau m3/t atau t/t.
Rasio pengupasan rata-rata: rasio jumlah total batuan di batas terhadap jumlah total bijih.
Rasio pengupasan berlapis: rasio jumlah batuan dalam lapisan horizontal tertentu dalam batas terhadap jumlah bijih.
Rasio pengupasan produksi: rasio jumlah batuan yang dikupas dalam periode tertentu terhadap jumlah bijih yang ditambang.
Rasio pengupasan batas: rasio pertambahan batuan yang disebabkan oleh pertambahan kedalaman batas per satuan terhadap pertambahan bijih.
Rasio pengupasan cadangan: rasio pengupasan dihitung berdasarkan kuantitas bijih dan batuan yang diberikan dalam laporan eksplorasi geologi.
Rasio pengupasan bijih mentah: rasio pengupasan dihitung berdasarkan jumlah bijih dan batuan yang diperoleh dari kehilangan dan penipisan bijih selama penambangan.
Rasio pengupasan yang wajar secara ekonomi: mengacu pada jumlah maksimum pengupasan batuan yang diizinkan secara ekonomi per satuan volume bijih dalam penambangan terbuka. Biaya penambangan lapisan bijih yang berdekatan dengan batas penambangan terbuka tidak lebih besar dari biaya penambangan bawah tanah.
