Connaissances de base sur l'exploitation minière à ciel ouvert

I. Présentation

1. Ressources minérales

Désigne l'agrégat de minéraux ou d'éléments utiles qui se forment par minéralisation géologique, se trouvent naturellement dans la croûte ou à la surface, enfouis sous terre ou exposés à la surface, sous forme solide, liquide ou gazeuse, et ont une valeur de développement et d'utilisation. Les ressources minérales sont des ressources non renouvelables et leurs réserves sont limitées. Il existe 168 minéraux connus dans le monde, dont plus de 80 sont largement utilisés. Selon leurs caractéristiques et

Les minéraux métalliques sont généralement divisés en quatre catégories : 11 minéraux énergétiques ; 59 minéraux métalliques ; 92 minéraux non métalliques ; 6 minéraux aqueux et gazeux. Les minéraux métalliques existent essentiellement sous forme solide dans la nature. Du point de vue de l'exploitation minière, les gisements de minerais métalliques sont exploités indépendamment des variétés de métaux. L'or, l'argent, le cuivre, le fer, le nickel, etc. sont traités de la même manière ; en considérant uniquement l'état d'occurrence du gisement, différents procédés d'extraction seront sélectionnés.

2. Exploitation minière

Dans la société moderne, l'industrie minière a fait de grands progrès et s'est raffinée et subdivisée. Elle désigne généralement l'exploration, l'exploitation minière, l'enrichissement, le raffinage et d'autres activités connexes liées aux minéraux. La construction d'une mine moderne comprend le travail acharné de professionnels de la géologie minière, de l'arpentage, du génie civil, de l'exploitation minière, du traitement des minéraux, de la sécurité, de la protection de l'environnement, de l'électromécanique, du CVC, de l'approvisionnement en eau et du drainage, de l'automatisation, de la chimie, etc.

3. Caractéristiques de l'industrie minière et de la valorisation

Premièrement, l’objet du travail est le corps minéralisé géologique découvert par une étude géologique et présent naturellement, et l’objet de l’extraction et du traitement ne peut pas être choisi librement ;

Deuxièmement, l'objet minier, les outils miniers et le personnel de production sont constamment transférés avec l'exploitation minière, il n'y a pas de lieu fixe et les conditions industrielles changent à tout moment, ce qui est différent de l'industrie de transformation générale ;

Troisièmement, les conditions géologiques minières et les matières premières minérales sont très complexes, ce qui rend difficile la standardisation des projets miniers.

En même temps : ⒈ Les conditions d'occurrence du gisement de minerai sont instables ; ⒉ La teneur, la composition et la composition du minerai varient considérablement ; ⒊ La structure géologique est complexe ; ⒋ Les propriétés physiques et mécaniques du minerai et de la roche environnante varient considérablement ; ⒌ La teneur en eau du gisement de minerai est complexe. Par conséquent, aucune exploitation minière et aucun enrichissement d'une mine ne peuvent être entièrement reproduits.

2. Exploitation minière à ciel ouvert

1. Concepts de base de l'exploitation minière à ciel ouvert

La condition préalable nécessaire à l'exploitation à ciel ouvert est la présence de gisements de minerai appropriés. Il est préférable d'évaluer si le gisement de minerai est adapté à l'exploitation à ciel ouvert au début de l'exploration géologique, puis un rapport géologique (comprenant des données géologiques hydrauliques et environnementales) répondant aux exigences de la conception d'une mine à ciel ouvert est proposé après une exploration plus approfondie ; après approbation, le service de conception peut réaliser la conception. En raison des conditions d'occurrence du corps de minerai exposé à la surface et de l'enfouissement peu profond, tous les travaux d'extraction de la roche dans son ensemble selon un certain processus sont collectivement appelés ingénierie minière à ciel ouvert.

L'essence de l'exploitation minière à ciel ouvert est d'enlever la couche arable et les roches environnantes recouvrant la partie supérieure du gisement dans un espace ouvert à une certaine distance, et d'extraire le minerai. Par conséquent, pour extraire le minerai, il faut également extraire les stériles.

Le gisement classé comme mine à ciel ouvert est appelé mine à ciel ouvert. L'endroit où des travaux d'exploitation minière à ciel ouvert sont effectués avec des équipements miniers est appelé mine à ciel ouvert. Mine à ciel ouvert : la somme des puits miniers, des marches et des tranchées à ciel ouvert formées lors de l'exploitation minière à ciel ouvert.

2. Étapes générales de la construction et de la production d’une mine à ciel ouvert :

(1) Préparation du terrain. Introduire les lignes de circulation et les lignes de transmission dans la zone minière et retirer ou déplacer les obstacles naturels et artificiels dans la zone minière, tels que les arbres, les marais, les villages, les usines, les routes, les canaux, les cimetières, etc.

(2) Isolation et drainage des eaux de la zone minière. Couper la rivière qui traverse la zone minière ou la détourner, drainer l'eau et faire descendre le niveau d'eau en dessous du niveau requis.

(3) Ingénierie des infrastructures minières. Y compris le creusement de fossés, la construction de routes depuis le sol jusqu'au niveau de la mine ; l'établissement de lignes de travail, la réalisation de travaux de décapage des infrastructures pour exposer le gisement exploité ; l'établissement de lignes de transport, de terrils, de ponts, etc. ; la construction d'installations industrielles au sol et des bâtiments civils nécessaires.

(4) Production quotidienne. L'ingénierie des infrastructures minières peut être transférée à la production une fois que les lignes de travail d'extraction et de décapage nécessaires sont ouvertes et qu'une certaine capacité d'extraction est atteinte. En général, il faut un certain temps pour atteindre la capacité de production prévue. Les zones exploitées doivent être remises en état.

La construction et l'exploitation des mines à ciel ouvert sont des projets d'ingénierie très complexes. L'achat de terrains, l'achat, l'installation et la mise en service d'équipements, la formation du personnel, la création d'organismes de gestion organisationnelle et la remise en état des terres, etc., impliquent un large éventail d'aspects et sont étroitement liés les uns aux autres.

3. Développement d’une mine à ciel ouvert

Seul l'aménagement routier est introduit, et l'aménagement de puits horizontaux et de monte-charges à rampe n'est pas introduit.

(1) L'exploitation des mines à ciel ouvert à flanc de colline commence au niveau le plus élevé de la zone d'exploitation et se poursuit couche par couche vers le bas, tandis que la ligne de puits de développement est construite du niveau d'exploitation le plus bas au niveau le plus élevé en une seule fois. Au fur et à mesure que le niveau d'exploitation diminue, la ligne de puits de développement supérieure est progressivement abandonnée ou disparaît, et la distance de transport du minerai et de la roche se réduit en conséquence.

(2) La ligne de fosse de développement routier de la mine à ciel ouvert en contrebas se forme progressivement au fur et à mesure que les marches d'extraction s'étendent vers le bas. Les changements de ligne de fosse comprennent le développement de ligne de fosse fixe et le développement de ligne de fosse mobile. Développement de ligne de fosse fixe : La ligne de fosse de développement est disposée sur la paroi latérale finale à l'intérieur des limites de la mine et ne change pas de position pendant tout le processus d'extraction de la zone minière. Elle peut être adoptée en ligne droite, en aller-retour et en spirale. Développement de ligne de fosse en spirale : La ligne de fosse de développement est disposée en spirale le long des quatre côtés de la zone minière.

Le processus de développement du projet de développement de la ligne de puits fixe comprend le processus d'exploitation des étapes, l'avancement du mur de travail et le développement et l'approfondissement du nouveau niveau. Du côté final de la mine à ciel ouvert, selon la position, la direction et la pente de la tranchée d'entrée et de sortie déterminées, la tranchée d'entrée et de sortie inclinée est creusée de la surface (la plaque plate supérieure de la marche) à la plaque plate inférieure de la marche. Après avoir atteint l'élévation de la plaque plate inférieure, une nouvelle tranchée de section horizontale est creusée à partir de l'extrémité de la tranchée d'entrée et de sortie pour établir la ligne de travail initiale de l'étape d'exploitation.

Le processus de développement du projet de développement de la ligne de fosse mobile : la tranchée d'entrée et de sortie et la tranchée de section sont creusées horizontalement à partir de la plaque supérieure ou inférieure près de la zone de contact entre le corps minéralisé et la roche environnante dans le champ minier. Lorsque la tranchée de section est creusée sur une certaine longueur, la tranchée de section est creusée tandis que les côtés de la tranchée de section sont élargis pour former la ligne de travail de décapage. Pendant le processus d'extraction, la tranchée d'entrée et de sortie se déplace avec l'avancement du mur de travail d'un côté jusqu'à ce que la ligne de travail soit avancée jusqu'à la limite d'extraction finale, puis elle est fixée sur le côté final.

4. Technologie d'exploitation minière à ciel ouvert

Français Le principal processus de production des mines à ciel ouvert comprend trois projets importants : le creusement de tranchées, le décapage et l'exploitation minière ; les liens de production comprennent l'exploitation minière, le transport et le déchargement (déchargement du sol, déchargement du minerai). L'exploitation minière est le lien qui interagit directement avec la couche rocheuse, y compris le forage, le dynamitage, l'exploitation minière et le chargement, le déplacement des lignes de transport et d'autres processus, et est le plus important dans la production des mines à ciel ouvert ; le transport est le lien entre l'exploitation minière et le déchargement, et c'est le lien qui occupe le plus d'équipement, consomme le plus d'énergie et de main-d'œuvre dans la production des mines à ciel ouvert ; le déchargement est une condition indispensable pour le déchargement économique et raisonnable des matériaux produits dans les mines à ciel ouvert.

Autour de ces trois maillons principaux de production, il existe également une série de maillons auxiliaires de production, tels que la maintenance des équipements, l'alimentation électrique, le drainage, etc.

Les systèmes de processus d'exploitation minière à ciel ouvert peuvent être divisés en : processus intermittent, processus continu et processus semi-continu.

(1) Le processus intermittent désigne le processus dans lequel l'extraction et le transport du minerai et de la roche sont effectués de manière intermittente dans les trois principaux maillons de la production. Par exemple : une pelle mécanique charge un camion une pelle à la fois, et un train ou une voiture transporte la roche un camion à la fois. Pour chaque pelle chargée ou chaque camion transporté, l'équipement complète un cycle ou une période en conséquence. Ce processus est également appelé processus cyclique ou processus périodique.

(2) Un processus continu désigne un processus dans lequel l'extraction et le transport du minerai et de la roche sont effectués en continu. C'est le cas du flux de minerai et de roche sur une excavatrice à godets multiples et un convoyeur à bande. Ce flux de minerai et de roche se poursuivra sans interruption tant que l'équipement fonctionnera normalement. C'est pourquoi ce processus est également appelé processus de flux.

(3) Un processus semi-continu est un processus dans lequel certaines étapes de production sont exploitées en continu. Par exemple, un système de processus dans lequel une pelle mécanique charge le minerai et la roche dans un concasseur, puis les transporte par un convoyeur à bande après le concassage est un système de processus semi-continu typique.

5. Termes professionnels

a. Lors de l'exploitation minière en palier, le minerai et la roche sont divisés en couches horizontales d'une certaine épaisseur de haut en bas, et exploités de manière indépendante.

Équipement minier et de transport. Chaque couche maintient une certaine relation d'avance, formant ainsi une forme d'escalier.

La marche est composée des éléments suivants : plateau supérieur, plateau inférieur, pente, ligne supérieure, ligne inférieure, hauteur et angle de pente. Angle de pente de la marche : l'angle entre la pente de la marche et le plan horizontal.

Les étapes sont divisées en :

Étapes de travail - travail de plaques plates pour l'agencement d'équipements miniers et de transport.

Escaliers non fonctionnels - plateformes de sécurité : utilisés pour amortir et intercepter les chutes de pierres et réduire l'angle de pente.

Plateformes de nettoyage : intercepter les chutes de pierres et les nettoyer avec du matériel de nettoyage.

Plateformes de transport : servent de canal de liaison entre les étapes de travail et les tranchées d'accès de transport.

b. Ligne de travail - une section de roche minéralisée bien préparée.

c. Zone d'excavation : lors de l'exploitation minière, les marches sont divisées en plusieurs bandes, qui sont exploitées une à une. Chaque bande de chaque mine est appelée zone d'excavation. La largeur ... dépend de la méthode et des paramètres de dynamitage ; la pelle électrique ... dépend du rayon d'excavation et de déchargement de la pelle électrique.

d. Chaque bande de la zone minière peut également être divisée en plusieurs sections et équipée d'équipements miniers et de transport indépendants pendant l'exploitation minière. Longueur ... la longueur de la ligne de travail minière occupée par une pelle électrique.

f. Tunnels à ciel ouvert : classés par fonction :

(1) Tranchée d'accès... tranchée inclinée creusée pour établir des liaisons de transport entre le sol et le niveau de travail et entre chaque niveau de travail. Selon la forme de la section transversale : section transversale entière, fossé d'un seul côté.

(2) Fossé à section ouverte... fossé horizontal creusé pour ouvrir la ligne de travail minière et établir la première ligne de travail (étape initiale).

g. La zone de la mine à ciel ouvert où l'exploitation minière à ciel ouvert a été effectuée ou est en cours, formée de marches et de tunnels à ciel ouvert.

Fosse à ciel ouvert à flanc de colline : au-dessus du cercle fermé. Fosse à ciel ouvert en dépression : au-dessous du cercle fermé.

Éléments constitutifs :

(1) Paroi latérale : la surface globale autour de la mine à ciel ouvert, divisée en : paroi supérieure, paroi inférieure et paroi d'extrémité.

(2) Mur de travail : mur latéral composé de marches qui sont en cours d'exploitation et qui seront exploitées.

(3) Pente du mur de travail et angle de pente du mur de travail.

(4) Angle de pente latérale final : l'angle entre la pente finale du mur et le plan horizontal

(5) Pente finale du mur : le plan incliné imaginaire formé par la ligne supérieure de la marche supérieure du mur non fonctionnel et la ligne inférieure de la marche inférieure.

(6) Limite finale de la mine à ciel ouvert : la position définie par les lignes de limite finale supérieure et inférieure.

6. Principaux indicateurs techniques et économiques : taux de décapage

Le taux de décapage des mines à ciel ouvert est un indicateur technique et économique important, qui est lié à la quantité de minerai extrait, à la quantité de roche et de sol décapés, ainsi qu'à l'échelle de production, à la durée de vie, au coût de production, etc. de la mine.

Taux de décapage : quantité de roche nécessaire à décaper par unité de minerai extraite.

Le taux de décapage est variable. La limite d'exploitation à ciel ouvert définie dans la conception n'est une limite raisonnable que dans certaines conditions et sur une certaine période de temps. L'unité de mesure est exprimée en m3/m3 ou m3/t ou t/t.

Taux de décapage moyen : rapport entre la quantité totale de roche dans la limite et la quantité totale de minerai.

Taux de décapage en couches : rapport entre la quantité de roche dans une certaine couche horizontale à l'intérieur de la limite et la quantité de minerai.

Taux de décapage de la production : rapport entre la quantité de roche décapée au cours d'une certaine période et la quantité de minerai extrait.

Taux de décapage de la limite : rapport entre l'accroissement de la roche causé par l'augmentation de la profondeur de l'unité de la limite et l'accroissement du minerai.

Taux de décapage des réserves : le taux de décapage est calculé en fonction des quantités de minerai et de roche fournies dans le rapport d'exploration géologique.

Taux de décapage du minerai brut : le taux de décapage est calculé en fonction de la quantité de minerai et de roche obtenue à partir de la perte et de l'épuisement du minerai pendant l'exploitation minière.

Taux de décapage économiquement raisonnable : désigne la quantité maximale de décapage de roche économiquement autorisée par unité de volume de minerai dans une exploitation à ciel ouvert. Le coût d'exploitation de la couche de minerai adjacente à la limite de l'exploitation à ciel ouvert n'est pas supérieur au coût d'exploitation souterraine.