способы добычи свинцовой руды
способы добычи свинцовой руды: Комплексный обзор
свинцовая руда, преимущественно в форме галенита (сульфид свинца, ПбС), добывался на протяжении тысячелетий из-за его податливости, Коррозионная стойкость, и использовать в батареях, Радиационная защита, и пигменты. Выбор метода добычи зависит от глубины залегания рудного тела., геометрия, Оценка, и окружающая рок-механика. В широком смысле, добыча свинца делится на две категории: Открытая добыча полезных ископаемых (открытый карьер или карьер) для мелкого, приповерхностные месторождения, и Подземная добыча (Комната и колонна, Вырезка и засыпка, или остановка скважины) для более глубокого, вены более высокого класса. В современной практике, гибридный подход – использование предварительной вскрыши с последующей подземной разработкой – является распространенным явлением.. В этой статье описаны основные методы, сравнивает их применимость, предоставляет реальные примеры эксплуатации, и отвечает на часто задаваемые вопросы, касающиеся практики охраны окружающей среды и безопасности..
1. Методы открытой добычи полезных ископаемых
Открытая добыча применяется, когда свинцовая руда залегает на расстоянии примерно 50–100 метров от поверхности., с коэффициентом зачистки (переработка отходов в руду) это остается экономически жизнеспособным.
Открытая добыча полезных ископаемых
Это предполагает бурение и взрывные работы вскрышных пород. (пустая порода) обнажить рудное тело. Большие электрические экскаваторы загружают руду в самосвалы (обычно грузоподъемность 100–200 тонн). Яма разрабатывается в уступах (15–высота 30 м) для поддержания устойчивости склона. Для свинца, этот метод используется в Свинцовый пояс штата Миссури (США), где рудные тела плоскозалегают и мощные (до 30 м). тот Бьюик Майн (сейчас закрыто) и Калина Тренд исторически в ходе операций использовалась открытая добыча верхних частей рудного тела., достижение возмещения выше 90%..jpg)
Карьерные работы (хард-рок)
Реже встречается для свинца, но используется для небольших, полноценные обнажения на поверхности. По сути, это небольшой открытый карьер с минимальной вскрышной породой.. Этот метод редко является основным выбором из-за обычно низкого содержания поверхностных отложений свинца..
2. подземные методы добычи полезных ископаемых
Подземные методы необходимы, когда рудное тело выходит за пределы экономической глубины вскрыши или когда поверхность экологически чувствительна. (НАПРИМЕР., городские территории или водосборы). Выбор подземного метода зависит от падения рудного тела., Толщина, и прочность камня.
Комнатно-столбовый майнинг
Используется для плоского лежания., таблитчатые рудные тела (окунать < 30°) с грамотной подвесной стеной (крыша). Горизонтальный "комнаты" (10–15 м в ширину) раскопаны, уход "столбы" (10–20 м кв.) поддерживать крышу. Этот метод распространен в Тип долины Миссисипи (МВТ) Депозиты тренда калины. Например, тот Флетчер Майн (Миссури, США) использует комнату и колонну с 60% коэффициент извлечения, оставив столбы в качестве постоянной опоры. Руда бурится, взорванный, и загружен LHD (Погрузка-перевозка-свалка) машины в грузовики или конвейерную систему.
Выемка и засыпка
Применяется для крутого падения (50–90°) рудные тела со слабыми вмещающими породами. Руда добывается горизонтальными пластами. (порезы) начиная с нижней части забоя. После удаления каждого кусочка, пустота засыпается цементированной каменной засыпкой или гидравлической засыпкой (хвосты + цемент) обеспечить рабочую площадку и грунтовую опору. Этот метод используется в Маунт-Айза Майнс (Квинсленд, Австралия) за свои глубокие медно-свинцово-цинковые рудные тела. На горе Айза, свинцово-рудное тело (тот "Блэк Рок" депозит) добывается восходящим способом вскрытия и засыпки с высотой среза 4 метра., достижение минимального разведения (Меньше, чем 10%) и высокая избирательность.
Остановка скважины (Подуровень Открытый Останов)
Подходит для больших, круто падающий, и относительно компетентные рудные тела. Движение развития (подуровни) создаются с интервалом 20–30 м по вертикали. Длинные взрывные отверстия (до 50 м) пробурены из этих подуровней, и руда взрывается в выемку на дне забоя. Образовавшуюся пустоту оставляют открытой или заполняют позже.. тот Каннингтонская шахта (Квинсленд, Австралия), один из крупнейших в мире серебряно-свинцово-цинковых рудников, использует открытую остановку скважины с закладкой пастой. Рудное тело представляет собой 1,000 м глубиной, и забои 40 м высота, 15 м шириной, и 30 м в длину. Темпы добычи превышают 3 миллионов тонн в год, с содержанием свинца 10–12%.
3. Сравнительная таблица методов добычи свинца
| Метод | Типичная глубина | Падение рудного тела | Толщина рудного тела | Скорость восстановления | разбавление | Эксплуатационные расходы (Родственник) | Ключевое преимущество | Ключевое ограничение |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| открытый карьер | 0–100 м | любой (плоский лучший) | >10 м | 85–95% | 5–10% | Низкий (Большой объем) | Высокая производительность, бюджетный | Высокая очистка отходов, Экологический след |
| Комната и колонна | 50–300 м | <30° | 2–10 м | 60–70% | 10–15% | середина | безопасный, Простой, низкий капитал | Столбы из листьев (потеря руды), ограничено плоскими кроватями |
| Выемка и засыпка | 200–1500 м | >50° | 1–10 м | 90–95% | 5–8% | Высокий (стоимость засыпки) | Высокая селективность, низкое разбавление, хорошая наземная поддержка | медленный, трудоемкий, дорогая засыпка |
| Открытая забойка скважины | 200–1000 м | >50° | >10 м | 75–85% | 10–15% | Средне-высокий | высокая производительность, низкая стоимость за тонну | Требуется грамотный рок, риск разбавления из-за обрушения стены |
4. Практический пример из реальной жизни: Каннингтонская шахта (Юг32, Австралия)
Фон: Месторождение Каннингтон относится к типу Брокен-Хилл. (БХТ) рудное тело, Обнаружено в 1990, расположен 200 км к юго-востоку от горы Айза. Это крупнейший в мире серебряно-свинцово-цинковый рудник., с резервами 23 миллионов тонн в 10.2% Pb, 4.8% Зн, и 450 г/т Ag.
Выбор метода добычи: Рудное тело круто падает (70–80°) и имеет мощность 10–30 м.. Принимающий рок (Кварцит) компетентен, но непосредственная висячая стена представляет собой слабый сланец. После оценки выемки и засыпки и подэтажного обрушения, выбранная шахта открытая заделка скважины с пастовой закладкой.
Выполнение:
- Подуровни разрабатываются каждый 25 м вертикально.
- Взрывные скважины бурятся с помощью автоматизированной буровой установки. (Атлас Копко Симба) с 76 отверстия диаметром мм, 20–30 м в длину.
- Забойки взрываются последовательно (Начальный, вторичный, и высшее) управлять стрессом. Первичные забои заполняются тампонажем. (3% цемент) чтобы обеспечить безопасную разработку соседних второстепенных забоев.
- Руда добывается с помощью погрузочно-доставочных машин с дистанционным управлением. (14-тонна грузоподъемность) от точек отбора до рудоспуска, затем поднимается через скиповую систему на поверхность.
Результаты:
- Производительность: 3.2 млн т/год (По состоянию на 2023).
- разбавление: 12% (в пределах проектного предела 15%).
- Извлечение руды: 82% (восстановление забоя), с общим объемом добычи полезных ископаемых 78% из-за потерь опор.
- безопасность: Частота травм с потерей трудоспособности (LTIFR) из 2.1 за миллион часов (ниже среднего по отрасли).
Урок: Комбинация останова длинных скважин и обратной засыпки пастой позволила Cannington достичь высокой производительности при одновременном управлении слабыми висячими стенками., доказательство того, что выбор метода должен зависеть от конкретного объекта..
5. Соображения по охране окружающей среды и безопасности
- Управление хвостохранилищами: Свинцовые хвосты содержат остаточные сульфиды, которые могут образовывать кислотные дренажи шахт. (АМД). На современных рудниках используются хвосты сухого хранения или пастовая засыпка, чтобы уменьшить поверхностное хранение.. Например, тот Рудник Болиден Гарпенберг (Швеция) использует засыпку пасты для 100% своих хвостов, устранение поверхностных дамб.
- Воздействие пыли и свинца: В подземных операциях используются водяные орошения и вентиляция для борьбы со свинцовой пылью.. Поверхностные рабочие носят респираторы, уровень свинца в крови контролируется ежемесячно (по стандартам OSHA, уровень действия 30 мкг/дл).
- Реабилитация: Карьеры необходимо засыпать и восстановить растительность. тот Элура Майн (Австралия) после закрытия успешно превратил свою яму в озеро, с 20-летним планом мониторинга.
6. Часто задаваемые вопросы (Часто задаваемые вопросы)
1 квартал: Какой метод добычи свинцовой руды наиболее распространен сегодня??
А1: Глобально, Подземная добыча (особенно открытая забойка и засыпка длинных скважин) приходится примерно 70% производства свинца, потому что большинство оставшихся запасов находятся на большой глубине и имеют крутое падение. Открытая добыча ограничена крупными, неглубокие отложения, подобные тем, что в Миссури, США..jpg)
2 квартал: Почему выемка и засыпка дороже, чем камерно-столбовая?
А2: Выемка и засыпка требует подготовки и укладки обратной засыпки. (цемент, хвосты, или рок), что увеличивает материальные и трудозатраты. Кроме того, цикл добычи среза, наполняю его, и ожидание затвердевания заливки снижает производительность. Комнатно-столбовая не требует обратной засыпки, но он жертвует рудой в столбах.
Q3: Можно ли добывать свинцовую руду без взрывных работ?
А3: Да, для мягких или выветрелых руд, возможна механическая резка с использованием комбайнов или комбайнов непрерывного действия.. Однако, большинство свинцовых руд (галенит) твердые и хрупкие, требующие буровзрывных работ. В некоторых экспериментальных методах используются струи воды под высоким давлением., но они экономически нежизнеспособны в больших масштабах.
Q4: Как перерабатывается свинцовая руда после добычи?
А4: Руда дробится, земля, и подвергают пенной флотации для отделения галенита от пустой породы. (напрасно тратить). Концентрат (обычно 60–80% Pb) затем плавится в доменной печи или печи взвешенной плавки для получения металлического свинца.. Современные металлургические заводы используют процессы QSL или Kivcet для сокращения выбросов серы..
Q5: Каковы основные риски безопасности при добыче свинца??
А5: Основными рисками являются: (1) камнепады и неустойчивость грунта в подземных шахтах, (2) воздействие свинцовой пыли, вызывающее хроническое отравление (водопроводизм), (3) дизельные выхлопы от оборудования, и (4) обращение со взрывчатыми веществами. Смягчение включает наземную поддержку (рокболты, торкретбетон), мониторинг пыли в режиме реального времени, и обязательные гигиенические протоколы (НАПРИМЕР., раздевалки и умывальники).
Заключение
Выбор метода добычи свинца – это компромисс между геологией, экономика, и экологические ограничения. Добыча открытым способом имеет низкие затраты, но ограничена неглубокими месторождениями.. Подземные методы – камерно-столбовой для плоских грядок., выемка и засыпка для узких крутых жил, и остановку длинных скважин для массивных рудных тел — обеспечивают гибкость и более высокую нефтеотдачу. Шахта Каннингтон является примером того, как современная инженерия, включая засыпку пасты и автоматизированное оборудование, может преодолевать сложные грунтовые условия. Поскольку спрос на свинец сохраняется (особенно для аккумуляторов), отрасль продолжает совершенствовать эти методы для сокращения отходов, более низкие затраты, и защитить здоровье работников.