Articles

Podzemní důlní

Studovat, jak se těží železná ruda s výbušninami a drcené a koncentrované s dálkově řízených strojů

Studovat, jak se těží železná ruda s výbušninami a drcené a koncentrované s dálkově řízených strojů

těžba Železné rudy v Kiruna, Švédsko.

Encyclopædia Britannica, Inc.Zobrazit všechny videa k tomuto článku

Když se jakákoli ruda leží tělo značné vzdálenosti pod povrchem, množství odpadu, který musí být odstraněn s cílem odhalit rudy prostřednictvím povrchové těžby se stává neúnosné, a podzemní techniky musí být zváženy. Proti podzemní těžbě se počítají náklady, které jsou za každou tunu vytěženého materiálu mnohem vyšší pod zemí než na povrchu. Existuje řada důvodů pro to, ne nejméně který je, že velikost podzemní důlní zařízení—kvůli terénu, rudného ložiska, geometrie, a další faktory—je mnohem menší než v otevřené jámě. Přístup je také mnohem omezenější. To vše znamená, že produktivita, měřená v tunách vyrobených na pracovníka na směnu, může být v závislosti na těžební technice 5 až 50krát nižší než na povrchu. Balancuje proti tomu fakt, že se v podzemí těží pouze Ruda, kdežto v otevřené jámě je často na každou tunu rudy odklizeno několik tun odpadu.

Jakmile bylo učiněno rozhodnutí, aby se jít do podzemí, konkrétní těžební metodu zvolit, závisí na velikosti, tvaru a orientace těla rudy, stupeň mineralizace, pevnost horniny materiálů, a hlubin podílí. Pokud je například Ruda velmi kvalitní nebo má vysokou cenu, lze použít metodu vyšších nákladů. Aby se minimalizovalo míchání rudy a odpadu, jsou k dispozici vysoce selektivní Extrakční metody, ale pokud lze rudu a odpad snadno později oddělit (například použitím magnetů v případě magnetitu), pak může být zvolena méně selektivní metoda hromadné těžby.

orientace, konkrétně dip, rudního tělesa je zvláště důležitá při výběru metody. Pokud je ponor větší než asi 50°, lze zvážit systémy využívající gravitaci k pohybu rudy. Je-li ponor menší než asi 25°, lze zvážit systémy využívající gumové zařízení pro přepravu rud. U těles rudy, které mají mezi nimi poklesy, jsou vyžadovány speciální konstrukce.

otvory vytvořené v procesu těžby rudy se nazývají stopes nebo místnosti. Existují dva kroky zapojené do zastavení. Prvním je vývoj-tedy příprava rudních bloků pro těžbu—a druhým výroba, neboli zastavování, sama. Vývoj rudy je obecně mnohem dražší na základě za tunu než zastavení, takže je vynaloženo veškeré úsilí k maximalizaci množství zastavení pro dané množství vývoje. Pro strmé namáčení rudných těles, jako je ta, která je znázorněna na obrázku, to znamená mít co největší vzdálenost mezi úrovněmi výroby. Výsledné větší otvory by nabídly příležitost používat větší, produktivnější zařízení a k dosažení dané úrovně výroby by bylo zapotřebí méně strojů a pracovišť.

při stavění geometrie—tedy velikost a tvar-tělesa rudy ukládá jedno omezení velikosti otvorů, které lze zkonstruovat, a síla rudných a stěnových hornin ukládá další. Nejvíce rock materiály jsou ze své podstaty mnohem silnější, než beton použitý při stavbě dálnic, mostů a budov, ale také obsahují strukturální vady různých typů, a to je tyto závady, které určují pevnost horniny struktury. Pokud jsou vady velmi blízko u sebe, naplněné drcenými materiály a nepříznivě orientované, musí být podzemní otvory udržovány malé.

Jak člověk jde hlouběji do země, zvyšuje se tloušťka a následně hmotnost nadložní horniny. Tlak ze stran se také zvyšuje s hloubkou; výše tohoto tlaku závisí na typu skála a geologické situaci, ale může se pohybovat v rozmezí od zhruba jedné třetiny vertikální tlak tak vysoko, jak tři krát vertikální. V nejhlubších dolech světa, které jsou více než 4 km (2,5 mil) pod povrchem, se tlak stává tak intenzivním, že skála doslova exploduje. Tyto skalní výbuchy jsou hlavní omezení těžby v hloubce. Specializované oblasti strojírenství známý jako rock mechanika se zabývá interakcí mezi skalní hmoty a moje otvory.

rozvoj dolů

před výrobou rudy je nutná určitá kapitálová investice do prací na vývoji dolů. V otevřených dolech to spočívá v budování přístupových cest a odstraňování nadložního odpadního materiálu, aby se odkryla ruda a stanovila počáteční geometrie lavice. U podzemního dolu je vývojová fáze podstatně komplikovanější. Některé vývojové komponenty podzemního dolu jsou znázorněny na obrázku.

svislé otvory: šachty a zvedáky

hlavním prostředkem přístupu k podzemnímu rudnímu tělesu je vertikální otvor nazývaný šachta. Šachta je vyhloubena, nebo potopena, od povrchu dolů do hloubky poněkud pod nejhlubším plánovaným horizontem těžby. V pravidelných intervalech podél hřídele jsou vodorovné otvory nazývané drifty vedeny směrem k tělesu rudy. Každý z těchto hlavních pracovních horizontů se nazývá úroveň. Šachta je vybavena výtahy (tzv. klecemi), kterými do dolu vstupují dělníci, stroje a materiál. Ruda je dopravována na povrch ve speciálních přepravách nazývaných přeskoky.

hřídele mají obecně oddíly, ve kterých jsou obsaženy mediální vedení (např. stlačený vzduch, elektrická energie nebo voda). Slouží také jako jedna součást celkového systému větrání dolu. Čerstvý vzduch může vstoupit do dolu přes výrobní šachtu a odejít přes jinou šachtu, nebo naopak.

dalším způsobem, jak získat přístup do podzemí, je rampa-tedy tunel vedený dolů z povrchu. Vnitřní rampy přecházející z jedné úrovně do druhé jsou také docela běžné. Pokud reliéf je hornatý, to může být možné dosáhnout rudy těla při jízdě horizontální nebo téměř horizontální otvory z boku hory; při těžbě kovů, tyto otvory se nazývají štol.

Rudy, který je těžen na různých úrovních je vyhozen do vertikální nebo téměř vertikální otvory zvané ruda průsmyky, přes které padá gravitací na nejnižší úroveň v dole. Tam je rozdrcen, uložen v zásobníku na rudu a nabit do přeskoků na čerpací stanici. V rámu hlavy na povrchu přeskočí své zatížení a pak se vrátí k opakování cyklu. Některé běžné alternativní techniky pro přepravu rud jsou dopravní pásy a nákladní doprava. Vertikální nebo téměř svislé otvory jsou také někdy poháněny pro přepravu odpadní horniny, ačkoli většina dolů se snaží opustit odpadní horniny pod zemí.

vertikální nebo subvertikální spojení mezi úrovněmi jsou obecně poháněna z nižší úrovně nahoru procesem zvaným zvyšování. Zvyšuje s průměrem 2 až 5 m (7 až 16 metrů) a délky až několik set metrů jsou často vrtané silný raise-vyvrtávačky. Takto vytvořené otvory mohou být použity jako průchody rudy, odpadní průchody nebo větrací otvory. Podzemní vertikální otvor poháněný z horní úrovně dolů se nazývá winze; jedná se o vnitřní hřídel.