Comparación de las perspectivas de la minería a cielo abierto y la minería subterránea en ingeniería minera
La tecnología y la ciencia de la extracción de recursos minerales desde el interior de la corteza terrestre o desde la superficie. En términos generales, se refiere a la extracción de yacimientos de minerales metálicos o no metálicos. La minería en un sentido amplio también incluye la extracción y el procesamiento de minerales de carbón y petróleo.
Los métodos de minería se pueden dividir a grandes rasgos en tres métodos de minería básicos: minería a cielo abierto, minería subterránea y minería líquida. ①Minería a cielo abierto. Es decir, en condiciones de tajo abierto, los minerales enterrados a poca profundidad se extraen de minas a tajo abierto, minas a tajo abierto en laderas o minas a tajo abierto de desmonte. Implica cavar una serie de trincheras secuenciales. La minería con barcazas de arena también es un tipo de mina a cielo abierto de desmonte, que se excava desde un barco de fondo plano. ②Minería subterránea. Se trata de extraer mineral profundamente enterrado bajo tierra utilizando soporte natural, soporte artificial y métodos de minería por hundimiento. ③Minería líquida. También conocido como método de minería especial. Consiste en extraer sustancias útiles de salmueras naturales, lagos, océanos o aguas subterráneas; disolver minerales útiles (o derretirlos con agua caliente) y luego bombear la solución al suelo para su extracción mediante inundación con agua caliente, inundación con gas o combustión; minerales de un pozo a otro para extraerlos. La mayor parte de la minería líquida se realiza mediante métodos de perforación.
Para un depósito mineral específico, se selecciona un método de extracción razonable en función de las condiciones geológicas y los datos de la mecánica de las rocas. Idealmente, el método de minería seleccionado debería lograr los máximos beneficios económicos y al mismo tiempo cumplir con los requisitos de seguridad de producción y extracción adecuada de minerales útiles. Si el método de extracción se selecciona incorrectamente, afectará los indicadores técnicos y los beneficios económicos de la producción minera a largo plazo.
La tecnología y ciencia de extraer recursos minerales del interior de la corteza terrestre o de la superficie. Generalmente se refiere a la extracción de depósitos de minerales metálicos o no metálicos, y la minería en un sentido amplio también incluye la extracción y el procesamiento de minerales de carbón y petróleo. Su esencia es un proceso selectivo de recogida y manipulación de materiales. La industria minera es una importante industria de extracción de materias primas. Por ejemplo, los minerales metálicos son las principales materias primas para la industria metalúrgica, los minerales no metálicos son materias primas químicas y materiales de construcción, y el carbón y el petróleo son importantes fuentes de energía. La mayoría de los minerales necesitan ser beneficiados y enriquecidos antes de que puedan usarse como materias primas industriales.
La base de la ciencia y tecnología minera es la teoría de la trituración de rocas, la migración de materiales sueltos, el transporte de fluidos, la mecánica de rocas mineras y la ingeniería de sistemas mineros. Es necesario aplicar los últimos avances en matemáticas, física, mecánica, química, geología, ciencias de sistemas, computadoras electrónicas y otras disciplinas. Sobre la base del alto grado de mecanización que básicamente ha logrado la industria minera, al mejorar el diseño, la forma, los materiales, los procesos de fabricación, los métodos de inspección y los sistemas de mantenimiento de los equipos mineros totalmente mecanizados, se mejorará aún más su capacidad de producción y utilización de los equipos. . Al mismo tiempo, la mina implementará automatización y control remoto en muchos aspectos, como elevación, transporte, drenaje, ventilación y monitoreo de gas. Tanto las minas subterráneas como las a cielo abierto realizarán una gestión y un seguimiento automáticos, centralizados y computarizados. Algunos países han intentado utilizar robots en los frentes de trabajo de la minería subterránea para extraer minerales que causan mayores daños al personal. Por otro lado, con la extracción continua de minerales subterráneos por parte de los humanos, la ley minera ha aumentado de mayor a menor y los recursos son escasos, lo que obliga al uso de minerales de baja ley, la selección de métodos apropiados de extracción y procesamiento de minerales. , minería integral, utilización integral y mejora de la tasa de utilización y tasa de recuperación, reduciendo la tasa de pérdida y la tasa de dilución del mineral. Sustancias como gases tóxicos, aguas residuales, rocas estériles y polvo, así como factores como el ruido y las vibraciones generados durante los procesos de minería y procesamiento de minerales, han dañado el medio ambiente, la tierra, la atmósfera y la calidad del agua, y siempre han sido un tema de preocupación. . Los países han planteado además la cuestión de la utilización a largo plazo de los recursos al estudiar cuestiones de protección ambiental, centrándose especialmente en la reutilización de residuos, rocas y líquidos residuales, y la reutilización de la tierra después de la destrucción. Desarrollar leyes sólidas y tomar medidas efectivas para garantizar el entorno minero.
Breve historia Los humanos primitivos podían recolectar piedras, pulirlas para convertirlas en herramientas de producción y recolectar arcilla para hacer cerámica, que fue el primer brote de la minería. La minería en la antigua China tiene una larga historia. En la antigua mina de cobre de Tonglushan en Daye, provincia de Hubei, se han desenterrado una variedad de herramientas de producción hechas de cobre, hierro, madera, bambú y piedra que se utilizan para minería, carga, elevación, drenaje. iluminación, etc., así como cerámica, lingotes de cobre, armas de cobre y otros objetos, prueban que en el período de primavera y otoño se utilizaron pozos verticales, pozos inclinados y túneles horizontales para el desarrollo conjunto, y se formó inicialmente un sistema de minería subterránea. Durante la dinastía Han Occidental, el sistema minero estaba bastante completo. En ese momento, se habían comenzado a extraer hierro, cobre, carbón, oro de placer y otras minas en Hebei, Shandong, Hubei y otros lugares. Al final del Período de los Reinos Combatientes, Li Bing, prefecto de Shu en el estado de Qin, cavó pozos de sal en el condado de Shuangliu, hoy provincia de Sichuan, para recolectar salmuera y cocinar sal. Antes de la dinastía Ming, se producían principalmente hierro, cobre, estaño, plomo, plata, oro, mercurio y zinc. A principios del siglo XVII, los europeos utilizaban pólvora negra importada de China para la minería y utilizaban la perforación y voladura de rocas para arrojar mineral en lugar de la excavación manual. Esto fue un hito en el desarrollo de la tecnología minera.
A finales del siglo XIX y principios del XX se inventaron sucesivamente los explosivos mineros, los detonadores, las cuerdas detonantes y los equipos de perforación de rocas, formando la moderna tecnología de voladuras, el uso de palas mecánicas eléctricas, locomotoras eléctricas y levantamiento de energía, comunicaciones, drenaje y otros equipos formaron tecnología de voladura moderna. Desde la primera mitad del siglo XX, la tecnología minera se ha desarrollado rápidamente, han aparecido explosivos de nitrato de amonio, se ha utilizado tecnología de voladuras en pozos profundos subterráneos, se han mejorado y ampliado continuamente diversos equipos de minería y se han mecanizado procesos de minería adecuados para diferentes condiciones de depósito mineral. se han ido formando paulatinamente. Se proponen métodos científicos para el diseño de minas, la evaluación de depósitos minerales y la gestión de planes mineros para desarrollar la minería desde la tecnología hasta la ciencia de la ingeniería. Después de la década de 1950, debido al uso de nuevos equipos, como equipos de perforación de fondo de pozo, equipos de perforación de cono de rodillos y equipos de perforación de rocas autopropulsados, los equipos de minería se hicieron más grandes, los equipos de transporte y elevación se automatizaron y aparecieron las locomotoras sin conductor. . La tecnología informática electrónica se utilizó en la gestión, planificación y diseño de la producción minera, y se comenzaron a utilizar sistemas de cálculo científico para estudiar los problemas mineros, y nació la ingeniería minera de sistemas. La producción minera comenzó a establecer sistemas de control automático, utilizando modernos equipos de prueba, tecnología de prueba y computadoras electrónicas para predecir y resolver ciertos problemas prácticos. Por lo tanto, se propuso y reconoció formalmente la disciplina de ingeniería de minas.
Características En comparación con otras industrias, el entorno de producción y el proceso de producción de la minería tienen las siguientes características: ① Las principales materias primas para la minería y el procesamiento son yacimientos minerales naturales. Los sitios mineros no pueden seleccionarse libremente y las reservas industriales de los depósitos minerales no pueden importarse ni regenerarse. La capacidad de producción, la vida útil y los beneficios económicos de una mina están estrechamente relacionados. Cada mina tiene que pasar por el proceso de construcción, puesta en servicio, producción normal, reducción de la producción y cierre de la mina. ② El equipo y el personal de minería a menudo se mueven con el proceso de minería y los objetos de procesamiento, y no existe un taller de procesamiento fijo. El yacimiento que se va a extraer debe cavar una serie de túneles y realizar preparativos mineros (precisión minera) antes de que pueda comenzar la minería. Sólo coordinando el trabajo de desarrollo, minería y recuperación se podrá garantizar una producción minera normal. De lo contrario, provocará un desequilibrio en la explotación o en la minería, lo que obligará a las minas a reducir la producción. ③La tendencia general del trabajo minero es que las condiciones mineras son cada vez peores, la ley del mineral extraído disminuye gradualmente y el costo puede aumentar en consecuencia. Debido a que la mezcla de rocas diluirá el mineral y reducirá su calidad, parte del mineral no se puede extraer y se pierde bajo tierra. Por lo tanto, es necesario mejorar continuamente la tecnología de minería y procesamiento de minerales y llevar a cabo una utilización integral para reducir costos. Reducir la tasa de dilución y la tasa de pérdida es una tarea importante de gestión de calidad en la producción minera y tiene un gran potencial económico. ④Las condiciones de ocurrencia y las formas de los yacimientos son complejas y la distribución de leyes es desigual. Las reservas industriales pueden cambiar significativamente durante el proceso minero, lo que dificulta la estandarización del diseño minero. Además, el período de construcción de la mina es largo y la inversión en infraestructura es grande, por lo que los riesgos de inversión también son altos. ⑤ El trabajo minero se realiza en minas a cielo abierto o subterráneas. La carga de trabajo es grande, las condiciones de trabajo son deficientes, la seguridad es deficiente y es difícil lograr una mecanización y automatización integrales, por lo que se debe prestar especial atención a mejorar la protección laboral y las condiciones ambientales. ⑥Los resultados operativos de una mina están determinados en gran medida por la oferta, la demanda y el valor del mercado de los minerales extraídos. Por lo tanto, la evaluación del nivel de gestión de la mina no puede basarse únicamente en beneficios económicos absolutos como otras industrias.