undersøk Hvordan Jernmalm blir utvunnet med eksplosiver Og knust og konsentrert med fjernstyrte maskiner

Encyclopediaæ Britannica, Inc.Se alle videoer for denne artikkelen

når et malmlegeme ligger en betydelig avstand under overflaten, blir mengden avfall som må fjernes for å avdekke malmen gjennom overflateutvinning uoverkommelig, og underjordiske teknikker må vurderes. Telling mot underjordisk gruvedrift er kostnadene, som for hvert tonn materiale som er utvunnet, er mye høyere under jorden enn på overflaten. Det er flere grunner til dette, ikke minst at størrelsen på underjordisk gruveutstyr-på grunn av grunnforhold, malmlegeme geometri og andre faktorer – er mye mindre enn i den åpne gropen. Tilgangen er også mye mer begrenset. Alt dette betyr at produktiviteten, målt i tonn produsert per arbeidstaker per skift, kan være 5 til 50 ganger lavere, avhengig av gruvedriftsteknikken, enn på overflaten. Balansert mot dette er det faktum at underjordisk bare malm blir utvunnet, mens i den åpne gropen er det ofte flere tonn avfall strippet for hvert tonn malm.Når en beslutning Er tatt for å gå under jorden, avhenger den spesifikke gruvemetoden som er valgt, av størrelsen, formen og orienteringen av malmlegemet, graden av mineralisering, styrken av bergmaterialene og dybden som er involvert. For eksempel, hvis malmen er veldig høy klasse eller har en høy pris, kan en høyere kostnadsmetode brukes. For å minimere blanding av malm og avfall, er svært selektive utvinningsmetoder tilgjengelige, men hvis malm og avfall lett kan skilles senere (for eksempel ved å bruke magneter i tilfelle magnetitt), kan en mindre selektiv masseutvinningsmetode velges.

orienteringen, spesielt dip, av malmlegemet er spesielt viktig i metodevalg. Hvis dip er større enn ca 50°, kan systemer som bruker tyngdekraften til å flytte malmen vurderes. Hvis dip er mindre enn ca 25°, kan systemer som bruker gummitrent utstyr for malmtransport vurderes. For malmlegemer som har dips i mellom disse, er det nødvendig med spesielle design.

åpningene som er gjort i prosessen med å trekke ut malm kalles stopes eller rom. Det er to trinn involvert i stoping. Den første er utvikling – det vil si å forberede malmblokkene til gruvedrift-og den andre er produksjon, eller stoping, selv. Malmutvikling er generelt mye dyrere per tonn enn stoping, slik at alt er gjort for å maksimere mengden stoping for en gitt mengde utvikling. For bratt dipping malmlegemer, som den som er illustrert i figuren, betyr dette å ha så stor avstand som mulig mellom produksjonsnivåene. De resulterende større åpningene ville gi en mulighet til å bruke større, mer produktivt utstyr, og færre maskiner og arbeidsplasser ville være nødvendig for å oppnå et gitt produksjonsnivå.

i stoping pålegger geometrien—det vil si størrelsen og formen—av malmlegemet en begrensning på størrelsen på åpninger som kan bygges, og styrken av malm-og veggsteinene pålegger en annen. De fleste bergmaterialer er iboende mye sterkere enn betongen som brukes til bygging av motorveier, broer og bygninger, men de inneholder også strukturelle feil av ulike typer, og det er disse feilene som bestemmer styrken av fjellstrukturen. Hvis feilene er svært tett sammen, fylt med knuste materialer og ugunstig orientert, må de underjordiske åpningene holdes små.

når man går dypere inn I Jorden, øker tykkelsen og dermed vekten av den overliggende steinen. Trykk fra sidene øker også med dybde; mengden av dette trykket avhenger av bergtypen og den geologiske situasjonen, men det kan variere fra omtrent en tredjedel av det vertikale trykket til så høyt som tre ganger det vertikale. I verdens dypeste gruver, som er mer enn 4 km (2,5 miles) under overflaten, blir trykket så intens at fjellet bokstavelig talt eksploderer. Disse bergbruddene er store begrensninger for gruvedrift i dybden. Et spesialisert felt av engineering kjent som bergmekanikk omhandler samspillet mellom bergmasse og gruve åpninger.

Gruve utvikling

Før produksjon av malm, en viss kapitalinvestering i gruve utviklingsarbeid er nødvendig. I gruver med åpen pit består dette av å bygge adkomstveier og strippe det overliggende avfallsmaterialet for å eksponere malmen og etablere de første benkgeometriene. For en underjordisk gruve er utviklingsstadiet betydelig mer komplisert. Noen av utviklingskomponentene til en underjordisk gruve er illustrert i figuren.

Vertikale åpninger: aksler og høyninger

hovedinngangen til en underjordisk malmlegeme er en vertikal åpning kalt en aksel. Sjakten er gravd ut, eller senket, fra overflaten nedover til en dybde noe under den dypeste planlagte gruvedrift horisonten. Med jevne mellomrom langs akselen drives horisontale åpninger som kalles drift mot malmlegemet. Hver av disse store arbeidshorisontene kalles et nivå. Akselet er utstyrt med heiser (kalt bur) hvor arbeidere, maskiner og materiale kommer inn i gruven. Malm transporteres til overflaten i spesielle transportbånd kalt hopper.

Aksler har generelt rom hvor medielinjene (f.eks. trykkluft, elektrisk kraft eller vann) er inneholdt. De tjener også som en komponent i det samlede systemet for ventilasjon av gruven. Frisk luft kan komme inn i gruven gjennom produksjonsakselen og gå gjennom en annen aksel, eller omvendt.En annen måte å få tilgang til undergrunnen er gjennom en rampe – det vil si en tunnel drevet nedover fra overflaten. Interne ramper går fra ett nivå til et annet er også ganske vanlig. Hvis topografien er fjellrik, kan det være mulig å nå malmlegemet ved å kjøre horisontale eller nær horisontale åpninger fra fjellsiden.Malm som er utvunnet på de forskjellige nivåene, dumpes i vertikale eller nær vertikale åpninger som kalles malmpassasjer, gjennom hvilke den faller av tyngdekraften til det laveste nivået i gruven. Der er det knust, lagret i en malm bin, og ladet inn hopper på en skip-fyllestasjon. I hoderammen på overflaten dumper hoppene sine laster og returnerer deretter for å gjenta syklusen. Noen vanlige alternative teknikker for malm transport er transportbånd og lastebil transport. Vertikale eller nær-vertikale åpninger er også noen ganger drevet for transport av avfall rock, selv om de fleste gruver prøver å forlate avfall rock under jorden.Vertikale eller subvertiske forbindelser mellom nivåer drives vanligvis fra et lavere nivå oppover gjennom en prosess som kalles heving. Høyninger med diameter på 2 til 5 meter (7 til 16 fot) og lengder opp til flere hundre meter er ofte boret av kraftige heve-boremaskiner. Åpningene så opprettet kan brukes som malm passerer, avfall passerer, eller ventilasjonsåpninger. En underjordisk vertikal åpning drevet fra et øvre nivå nedover kalles en winze; dette er en intern aksel.