Добыча железных руд

Добыча железной руды

Железная руда - это тип минерала и горной породы, из которого экономично извлекается металлическое железо. Эта руда обычно богата оксидами железа и варьируется по цвету от темно-серого, ярко-желтого и темно-фиолетового до ржаво-красного. Само железо обычно находится в форме магнетита (Fe3O4), гематита (Fe2O3), гетита (FeO(OH)), лимонита (FeO(OH).n(H2O)) или сидерита (FeCO3).

Процесс добычи состоит из открытия месторождения железной руды путем добычи железной руды и, наконец, возвращения земли в ее естественное состояние. Он состоит из нескольких отдельных шагов. Во-первых, это обнаружение месторождения железной руды, которое проводится путем поиска или разведки, чтобы найти, а затем определить размеры, местоположение и ценность рудного тела. Это приводит к математической оценке ресурсов размера и качества месторождения. Разведка и оценка состоят из идентификации и количественной оценки рудных тел с использованием ряда геологических, геофизических и металлургических методов. В своих простейших формах разведка включает бурение в отдаленных районах для отбора проб. Данные о разведочных работах часто регистрируются, наносятся на карту, анализируются и интерпретируются с использованием моделей.

После оценки рудного тела разрабатывается подробный план добычи. Этот подробный план определяет, какие рудные тела должны быть добыты и в какой последовательности, чтобы доставить требуемый продукт железной руды по соответствующей цене. Процесс планирования рудника является важным шагом перед началом разработки рудника и продолжается изо дня в день, как только рудник начинает работать.

Чтобы получить доступ к месторождению железной руды на территории, часто необходимо добывать или удалять отходы (также известные как вскрышные породы), которые не представляют интереса. Общее движение руды и отходов составляет процесс добычи. Часто за время существования рудника добывается больше отходов, чем руды, в зависимости от характера и местоположения месторождения руды. Удаление и укладка вскрышных пород является основной статьей расходов при добыче полезных ископаемых.

Методы добычи

Методы добычи обычно состоят из двух типов, основанных на методах раскопок. Это открытая добыча и подземная добыча (подземная добыча). Железная руда добывается почти исключительно открытым способом. Наиболее распространенными открытыми методами добычи железных руд являются методы добычи открытым способом и открытым способом. Однако несколько подземных рудников по добыче железной руды также находятся в эксплуатации по всему миру. Решение о применении добычи открытым или подземным способом зависит от близости рудного тела к поверхности. Открытые и открытые разработки являются наименее затратными методами добычи руды. Коэффициенты вскрыши и вскрыши важны при определении того, следует ли разрабатывать месторождение. Коэффициент вскрыши описывает единицу вскрышных пород, которые необходимо удалить на каждую единицу добытой сырой руды. Типичный карьер по добыче железной руды показан на рис. 1

Рис. 1. Типичный карьер по добыче железной руды

На основе методов добычи железную руду можно разделить на две категории:ручная добыча и механизированная добыча. Крупные шахты по добыче железной руды являются механизированными шахтами, в то время как на небольших шахтах используются ручные методы добычи.

Ручной метод добычи обычно ограничивается плавающей рудой. Добыча рифовой руды также ведется вручную в небольших масштабах. Участок флотационной руды выкапывается вручную кирками, ломами и лопатами, а затем материал вручную просеивается, чтобы отделить плавучую руду размером + 10 мм, которая затем укладывается в штабели. Отходы выбрасываются обратно в ямы. На рифовых рудах скважины глубиной 0,6 м и диаметром 30-40 мм бурят ручными отбойными молотками, приводимыми в действие переносными компрессорами. Эти отверстия расположены на расстоянии около 0,6 м, и каждое отверстие заряжено 150-200 граммами пороховых или желатиновых патронов. Взорванная битая руда сортируется вручную, укладывается в штабели для погрузки в самосвалы для отправки.

Большинство крупных железных рудников являются механизированными шахтами. В них добыча ведется для извлечения железной руды из поверхностных месторождений. В этих шахтах все работы механизированы и горные работы неизменно ведутся путем планомерного формирования уступов буровзрывными работами.

Процесс майнинга

Добыча материала производится из карьера в земле. Вскрышная порода, состоящая из поверхностной растительности, почвы и скального материала, удаляется (вскрывается), чтобы добраться до погребенных рудных залежей. Вскрышные породы постоянно удаляются в течение срока службы шахты, поскольку высокая стенка срезается, чтобы можно было углубить карьер. В процессе добычи руды разрабатывают уступы с целью бурения, взрывных работ и транспортировки руды на дробильную фабрику. Высота уступов зависит от нескольких факторов, таких как потребность в производительности, форма, размер и глубина залегания рудного тела, геологическое нарушение, которому подвергается рудное тело, твердость и плотность рудного тела, тип и размер развернутого для добыча полезных ископаемых и т. д. Длина забоя зависит от различных факторов, таких как контуры залежи, требуемая производительность, изменение содержания, требования к смешиванию и производительность погрузочной техники и т. д. Ширина уступа в значительной степени определяется размером из крупнейших развернутых машин.

Бурение в уступах открытых горных работ производится для добычи железной руды механизированными бурами, специфическими для каждого способа добычи. Основной задачей буровых работ является создание в горной породе скважины подходящего диаметра, глубины и направления для размещения взрывчатых веществ для проведения взрывных работ. Бурение скважин обычно выполняется по определенной схеме, которая зависит от высоты уступа, диаметра скважины, используемого бурового оборудования, характера породы и типов используемых взрывчатых веществ. Взрывные скважины обычно вертикальные, но их можно наклонять для получения лучших результатов взрывных работ.

Целью взрывных работ является раскрытие рудного тела для добычи, а также дробление руды. Основным требованием к взрывчатому веществу, используемому в шахте, является возможность полного сгорания без подачи кислорода извне. Взрывчатые материалы, используемые во время взрывных работ в предыдущие дни, в основном представляют собой нитоглицерин, углеродистый материал и окислитель. Иногда в качестве взрывчатого вещества используют патроны с эмульсионным или гелевым взрывчатым веществом. Однако в наши дни наиболее распространенными взрывчатыми веществами являются смесь нитрата аммония и мазута (ANFO). Взрывчатые вещества детонируют с помощью фугасного капсюля-детонатора и/или капсюля. В настоящее время нонель используется в качестве детонатора. Нонель – детонатор с ударной трубкой, предназначенный для инициирования взрывов. Вместо электрических проводов импульс зажигания подается на детонатор полой пластиковой трубкой, что делает его невосприимчивым к большинству опасностей, связанных с блуждающим электрическим током. Он состоит из трехслойной пластиковой трубки небольшого диаметра, на внутреннюю стенку которой нанесено реактивное взрывчатое вещество, которое при воспламенении распространяет низкоэнергетический сигнал, аналогичный взрыву пыли. Реакция протекает со скоростью примерно 2000 м/с по длине трубки с минимальным возмущением снаружи трубки. В конструкции детонаторов nonel используются запатентованные технологии, в том числе амортизирующий диск (CD) и буфер замедленного воспламенения (DIB), обеспечивающие надежность и точность во всех взрывных работах

Участки открытых горных работ выбираются с помощью плана горных работ. Затем отмеченные области помечаются. Руда добывается из крупных карьеров поступательной выемкой по уступам или уступам. Уступы обеспечивают доступ к все более глубокой руде по мере удаления верхнего уровня. После того, как почва и вышележащая порода очищены, руда бурится и взрывается. Участок рудного тела, подлежащий удалению, сначала бурят буровыми установками по соответствующей схеме. Затем пробуренные скважины загружаются взрывчатыми смесями, заряжаются и взрываются. Возникший взрыв разрушает материал до размера, необходимого для копания.

После взрывных работ отбитая руда загружается для транспортировки экскаваторами, экскаваторами или фронтальными погрузчиками на большие самосвалы для транспортировки на дробильно-промывочную установку. Транспортировка облегчается за счет содержания шахтных подъездных дорог. Сухопутные ленточные конвейеры используются для транспортировки рудного материала при наличии больших расстояний между карьерами и дробильными установками, а также между дробильными установками и погрузочными площадками. Широкие ямы в земле, образовавшиеся в результате бурения, взрывных работ и извлечения руды, называются карьерами.

Дробление и промывка руд

На дробильно-обогатительных фабриках осуществляется переработка руды. Переработка руды варьируется от простого дробления и просеивания и разделения различных фракций руды до процессов, которые обогащают или улучшают качество продуктов из железной руды. Это делается с помощью физических процессов, которые удаляют примеси за счет разности плотности или размера частиц, силы тяжести или разделения по размерам. Обработка может быть влажной или сухой. Дальнейшие операции по обработке руды, промывке и сортировке механизируются на дробильно-обогатительных фабриках.

Переработанная руда складируется и смешивается в соответствии с требованиями к качеству продукции, а затем перерабатывается и загружается либо в железнодорожные вагоны, либо в самосвалы для отправки клиентам.

Экологические проблемы

Отходы, образующиеся в результате добычи открытым способом, включают вскрышные породы, пустую породу и шахтные воды, содержащие взвешенные вещества и растворенные вещества. Другие отходы могут включать небольшое количество масла и смазки, пролитых во время экстракции. Шахтная вода содержит растворенные или взвешенные компоненты, подобные тем, которые находятся в самом рудном теле. Они могут включать следы алюминия, сурьмы, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, меди, марганца, никеля, селена, серебра, серы, титана, цинка и т. д.