Perlombongan Terbuka: Daripada Penggerudian dan Peledakan kepada Kawalan Air dan Pemulihan Lombong
Perlombongan terbuka kelihatan mudah dari jauh: gerudi batu, pecahkannya, muatkannya dan angkut pergi.
Dalam praktiknya, lombong terbuka yang selamat dan produktif bergantung pada beberapa sistem yang terhubung. Geometri bangku mempengaruhi penggerudian. Kualiti penggerudian mempengaruhi letupan. Letupan mempengaruhi pemuatan, pengangkutan, penghancuran, kestabilan cerun, habuk, saliran, dan akhirnya kos pemulihan.
Memahami alur kerja yang lengkap adalah lebih berguna daripada melihat mana-mana mesin secara berasingan.
1. Dua jenis asas lombong terbuka
"Kontur tertutup" ialah garisan tertutup mendatar yang dibentuk oleh sempadan perlombongan terbuka di permukaan tanah.
Berdasarkan rupa bumi dan kedudukan deposit relatif terhadap kontur ini, lombong terbuka biasanya dibahagikan kepada dua jenis:
Lombong terbuka di lereng bukitterletak di atas kontur tertutup permukaan. Penggalian berlaku di sepanjang cerun, dan graviti mungkin membantu beberapa operasi saliran.
Lombong terbuka kemurunganmemanjang di bawah kontur tertutup permukaan. Lubang-lubang ini selalunya memerlukan kawalan air, perancangan jalan angkut dan pengurusan cerun yang lebih kompleks apabila penggalian menjadi lebih dalam.
Perbezaan ini mempengaruhi susun atur lombong, jalan masuk, sistem saliran dan reka bentuk cerun akhir.
2. Tiga elemen asas bangku
Lombong terbuka dibina dalam aras kerja mendatar yang dipanggil bangku.
Bangku:Lapisan mendatar di mana bijih dan jisim batu dibahagikan. Jarak menegak antara aras kerja ialah ketinggian bangku.
Muka bangku:Permukaan bangku condong yang menghadap kawasan yang telah dilombong. Sudut antara permukaan ini dan satah mendatar ialah sudut permukaan bangku.
Platform atau tanggul:Kawasan mendatar di antara hujung kaki dan puncak permukaan bangku. Lebarnya ialah lebar platform.
Platform yang berbeza mempunyai tujuan yang berbeza:
Platform kerja menyokong penggerudian, peledakan, pemuatan dan pengangkutan.
Tanggul keselamatan atau tambatan membantu memintas batu yang jatuh.
Berm pembersih menyediakan ruang untuk menanggalkan bahan longgar.
Lebar kerja mestilah mencukupi untuk pergerakan peralatan dan pemisahan yang selamat.
Reka bentuk bangku bukan sahaja isu pengeluaran. Ia juga merupakan isu kestabilan cerun dan kawalan akses.
3. Urutan pengeluaran lombong terbuka utama
Aliran kerja pengeluaran teras biasanya merangkumi:
Penggerudian
Letupan atau pemecahan batu
Memuatkan dan mengangkut
Penyingkiran batu buangan
Setiap peringkat akan mempengaruhi peringkat seterusnya. Penggerudian yang lemah boleh menghasilkan letupan yang lemah. Pemecahan yang lemah boleh membebankan jengkaut dan penghancur. Reka bentuk jalan angkut yang lemah boleh mengurangkan output peralatan pemuatan yang berkemampuan.
Penggerudian
Penggerudian merupakan operasi utama yang pertama dalam pengeluaran lombong terbuka. Ia biasanya menyumbang sekitar 10% hingga 15% daripada jumlah kos pengeluaran.
Tiga kategori peralatan digunakan secara meluas.
Rig gerudi DTHmenawarkan sudut penggerudian yang fleksibel, mobiliti yang baik, dan berat serta pelaburan peralatan yang agak rendah. Ia berguna untuk lombong kecil dan sederhana, terutamanya dalam batuan sederhana keras. Penggerudian condong boleh membantu mengawal kualiti bijih, mengurangkan pembentukan jari kaki, dan mengehadkan blok bersaiz besar.
Gerudi lubang letupan berputarmemberikan produktiviti yang tinggi dan tahap mekanisasi yang tinggi. Ia digunakan secara meluas di lombong terbuka yang besar dan boleh menggerudi formasi merentasi pelbagai kekerasan.
Rig penggerudian batu jumbo atau yang dipasang pada perayapgunakan satu atau lebih gerudi batu dengan suapan automatik yang dipasang pada boom atau rangka. Mobiliti dan operasi mekanikalnya menjadikannya sesuai untuk kerja penggerudian khusus atau yang berubah-ubah.
Untuk penggerudian DTH, tukul, mata gerudi, rod, pemampat, sistem pembilasan dan formasi batuan mesti dipadankan sebagai satu sistem. Diameter lubang, kedalaman, kecondongan dan ketepatan semuanya mempengaruhi hasil letupan atau pembelahan batuan akhir.
Letupan dan pemecahan batu terkawal
Tujuan letupan adalah untuk mewujudkan saiz serpihan yang boleh diurus untuk jengkaut, trak pengangkut dan penghancur utama. Dalam banyak operasi lubang terbuka, letupan mewakili kira-kira 15% hingga 20% daripada jumlah kos pengeluaran.
Kaedah biasa termasuk:
Letupan lubang cetek:Biasanya menggunakan lubang yang lebih kecil, selalunya berdiameter sekitar 30-75 mm, dengan kedalaman lubang secara amnya di bawah 5 m. Ia digunakan di kuari yang lebih kecil, terowong, pemotongan jalan, penebangan sekunder dan kerja penggalian khas.
Letupan bangku lubang dalam:Menggunakan lubang yang lebih dalam yang digerudi oleh DTH atau peralatan berputar. Lubang menegak dan condong boleh digunakan bergantung pada reka bentuk bangku dan keperluan pemecahan.
Letupan kebuk:Meletakkan bahan letupan dalam kuantiti yang lebih besar di dalam ruang atau bukaan bawah tanah. Ia biasanya terhad kepada pembinaan tertentu atau keadaan kuari bervolum tinggi.
Letupan milisaat berbilang baris:Digunakan apabila jumlah pengeluaran yang lebih besar diperlukan. Pemasaan terkawal boleh meningkatkan pemecahan dan mengurus getaran dengan lebih berkesan berbanding permulaan serentak.
Berhampiran cerun akhir, jurutera mungkin menggunakan kaedah letupan terkawal seperti kelewatan milisaat, pra-pemisahan, letupan licin dan letupan penimbal. Objektifnya adalah untuk melindungi jisim batu yang tinggal dan bukan sekadar memaksimumkan kerosakan.
Bagi tapak berhampiran bangunan, landasan kereta api, lebuh raya, talian kuasa atau aset sensitif yang lain, kaedah bukan letupan mungkin lebih sesuai. Sistem Pemisahan Batu Tenaga Gas O2 Gaea Rock menggunakan oksigen cecair dan penyerap mudah terbakar di dalam tiub pemecahan. Ia merupakan proses perubahan fasa terkawal, bukan sistem letupan konvensional.
Sistem O2 boleh dipertimbangkan di mana keamatan gelombang kejutan yang lebih rendah, getaran yang dikurangkan, pengelasan pengangkutan yang lebih mudah dan pemecahan batuan yang terkawal adalah penting. Prosedur penggerudian, penyisipan batang, pengecasan, pencucuhan, pengecualian dan kecemasan yang sebenar mesti direka bentuk dan diselia oleh kakitangan yang berkelayakan.
4. Memuatkan dan mengangkut
Pemuatan merupakan penghubung utama dalam kitaran pengeluaran lombong terbuka. Pengorek mengeluarkan bijih atau batu yang diletupkan dan memuatkannya ke dalam peralatan pengangkutan atau memindahkannya ke lokasi yang ditetapkan.
Peralatan pemuatan biasa termasuk:
Pengorek hidraulik
Penyodok kabel
Penyodok hidraulik
Pemuat roda
Pemuatan dan pengangkutan tidak boleh dioptimumkan secara berasingan. Jengkaut yang lebih besar tidak bernilai jika trak yang beratur di jalan muka atau jalan pengangkutan tidak diselenggara dengan baik.
Infrastruktur pengangkutan boleh mewakili sebahagian besar pelaburan lombong, dan pengangkutan boleh menyumbang lebih separuh daripada jumlah kos bijih dan buruh dalam beberapa operasi.
Sistem pengangkutan biasa termasuk:
Pengangkutan trak
Pengangkutan kereta api
Sistem penghantar
Angkat skip condong
Sistem pengangkutan gabungan
Pengangkutan trak kekal sebagai yang paling biasa kerana ia fleksibel, tetapi lombong yang lebih besar semakin mengintegrasikan penghantar berterusan, perisian penghantaran dan peralatan automatik.
5. Pelupusan batuan buangan
Batuan buangan dan tanah penutup yang dilucutkan mesti dipindahkan ke kawasan pelupusan yang ditetapkan.
Pengendalian batuan sisa mungkin menggunakan pengangkutan jalan raya, pengangkutan kereta api atau penghantar. Kawasan pelupusan boleh direka bentuk sebagai tempat pembuangan sampah bangku tunggal, tempat pembuangan sampah bertutup berbilang bangku atau tempat pembuangan sampah berbilang bangku yang disokong pada hujungnya.
Tempat pembuangan sampah mesti direka bentuk untuk kapasiti, saliran, kestabilan cerun, pemisahan trafik dan pemulihan jangka panjang. Penempatan sisa yang diuruskan dengan buruk boleh menyebabkan ketidakstabilan, larian air, habuk dan masalah penambakan pada masa hadapan.
6. Perlindungan air dan saliran
Kawalan air merupakan salah satu sistem kejuruteraan lubang terbuka yang paling penting.
Pendekatan saliran biasa termasuk:
Saliran graviti untuk lombong lereng bukit
Pengumpulan dasar untuk lubang cetek dengan aliran masuk yang terhad
Saliran pintasan berperingkat untuk lubang yang lebih dalam dengan aliran air yang lebih tinggi
Galeri bawah tanah dan terowong saliran untuk aliran masuk yang sangat tinggi
Beberapa sistem boleh digabungkan bergantung pada rupa bumi dan geologi.
Kalis air juga memerlukan pemeriksaan berkala. Saluran saliran, penghadang, pam, pelapik dan struktur pelindung lain perlu diperiksa sebelum musim hujan dan selepas cuaca ekstrem.
7. Masalah selepas perlombongan
Tapak lubang terbuka yang tidak diurus boleh mengakibatkan bahaya yang serius:
Pengumpulan air di dalam lubang
Cerun yang tinggi dan tidak stabil
Tanah runtuh
Kesan tekanan pada kerja bawah tanah berdekatan
Kegagalan empangan tailings
Aliran lumpur yang menjejaskan komuniti di hilir sungai
Kerosakan ekologi jangka panjang daripada pelepasan sisa buangan
Risiko-risiko ini harus ditangani semasa perancangan lombong, bukan sahaja selepas pengeluaran tamat.
8. Pemulihan lombong
Pemulihan lombong moden biasanya tertumpu kepada empat bidang.
Rawatan cerun:Buang batu yang tidak stabil, kurangkan sudut cerun yang berlebihan, bentuk bangku yang stabil dan tanam semula kawasan yang dirawat.
Pengurusan tailing:Gunakan sisa buangan yang sesuai sebagai tapak pelupusan bawah tanah jika sesuai dari segi teknikal dan undang-undang. Dapatkan semula mineral berharga melalui pemprosesan semula dan terokai kegunaan selamat sebagai bahan binaan.
Rawatan tanah:Gantikan atau perbaiki tanah yang rosak, wujudkan halangan yang mengehadkan migrasi bahan cemar, dan tambahkan pindaan yang memulihkan kesuburan.
Pemulihan tumbuh-tumbuhan:Pilih tumbuhan yang disesuaikan dengan iklim tempatan, tanah yang kurang subur, dan, jika perlu, pendedahan logam berat. Penutupan tumbuh-tumbuhan secara langsung adalah mudah dan menjimatkan; penempatan tanah atas selalunya meningkatkan kelajuan penubuhan dan pemulihan.
Lombong terbuka yang paling cekap bukan sekadar lombong yang menggerakkan paling banyak batu. Ia adalah lombong yang menyelaras penggerudian, pemecahan batu, pemuatan, pengangkutan, saliran, kawalan cerun dan pemulihan dari awal.
