地下采矿通常包括建造地下隧道和硐室。露天采矿成本较低,而地下采矿可能成本更高、风险更大。
使用这种采矿方法的地方屈指可数:狭窄的金矿矿脉或其他富饶的资源。地下矿井的水下钻探能力使其比地面矿井更具优势。
如果满足以下条件,就可以进行地下采矿:
- 矿体的厚度足以通过露天采矿作业成功开采。
- 为了支付费用,矿体的质量和品位应该绰绰有余。
- 与露天采矿相比,它对地貌的影响更小。
在本篇文章中,我们将介绍地下采矿的工作原理。包括硬岩开采和地下软岩开采。让我们开始吧!
地下采矿的过程是怎样的?
最常见的采矿方法是将重型机械开到地下,将岩石打碎,然后倒入地下的罐或槽中。相比之下,目前的技术和程序已经可以在地面上完成整个手术。
近年来,许多新技术的开发使这一过程变得更加简单和安全。由于新技术可以安全地运输和储存包括土壤和岩石在内的所有矿物,地下矿山在未来数年内仍可继续发挥其关键作用。
如果是这样的话,在决定是否适合自己之前,您必须彻底调查这种选择的许多优缺点。
只要地壳中还有矿物,地下采矿就会继续下去。淘金、淘铁矿、石油勘探、石灰石开采、煤炭开采、板岩开采以及许多其他行业都使用地下采矿。
这是一个非常稳定的行业,因为不断需要以前开采的资源,如煤炭。无论您是想建立自己的企业还是为现有企业工作,都要了解这一切是如何运作的。只要稍加练习,您就能胜任这些工作。在开采之前,您需要向该领域的专家尽可能多地了解开采过程。
地下硬岩开采
地下采矿分为硬岩采矿和软岩采矿。因此,地下采矿分为硬岩采矿和软岩采矿。分别是包括金、银、铁、铜、锌、镍、锡和铅在内的 "硬 "矿物通常存在于 "硬岩 "矿床中,这些矿床是用地下采矿方法挖掘出来的。我将解释硬岩采矿的原理。
有许多工艺可用于制造和清除硬岩,甚至硬岩类别本身也是如此。可以使用传统的装药爆破法,也可以使用被称为连续采矿机的机器来代替。
矿工们挖掘出一条通往矿床的斜坡,并在没有高低变化的平坦矿床(岩柱)上以洞(房间)和岩柱(屋顶支撑)的模式开采矿石。连续采矿机形成一个 20 至 30 英尺(6 至 9 米)的挖掘室,并在原地留下一个岩柱,以保持 "屋顶 "的位置。在这一矿物开采过程中,可以看到被创造出来的岩柱和岩室。岩柱在最后一次运行中被钻穿,当机器驶出每个区域时,顶板会落在机器后面。
从地表向下钻出一条通道,直达矿床的最低点,然后用岩石将其填满。然后,操作员可以用钻头在矿石中横向切割,形成漂移。
在最坚硬的岩石中不需要顶板支撑,但在较薄弱的岩石中钻进时,可在顶板上安装螺栓。
掘进完成后,要为下一个掘进创造一个平台,并将回填土或废料撒入开阔的掘进巷道。当钻头再次穿过矿石时,钻头会碾过这些回填土。当钻头刺穿矿床最上层时,该过程再次重复。
在较大的矿藏中,也可以采用钻探两个相邻的通道坡道,并切割两个相邻的掘进巷道,即所谓的掘进和填充。与 "房柱法 "相比,"挖填法 "没有硬岩所需的支撑装置。
在开采煤炭等较软的材料时,房柱式开采法自然是最佳选择。对于低品位矿石,通常只能选择块状崩落法,这是一种最不普遍的硬岩采矿法。
这需要在矿床最底部的矿体上挖一个洞,然后使用爆破使矿床顶板塌陷。一旦支撑物被移除,重力就会控制爆炸点上方的矿石断裂和坍塌。落到地面上的矿石被运出矿场并在那里进行加工。
地下软岩开采
长壁技术和房柱技术是软岩开采中最常用的两种方法。煤盐铀、磷酸盐和油页岩都属于软岩矿床。
大部分煤炭都是采用巷道法开采的。另一方面,长壁开采法正迅速获得青睐。
长壁采矿是一种非常有效的矿物开采方法。使用长壁开采机可以将矿床切成长达 600 英尺(182 米)的长条形,而不是通过钻孔开采。
这些切片落到传送带上,被输送到运输井,然后被提升出矿井。在长壁采矿过程中,机器的顶板支撑位于长壁采矿机的顶部和房间的天花板之间。当机器掘进矿石时,机器后面的区域会坍塌并填满挖掘出的空间。
采用长壁技术可回收多达 90% 的矿石。室柱式开采法的平均回收率约为 50%。
当矿床较薄时,可进行较短的切割。这种特殊形式被称为 "短壁采矿"。
TNT炸药和其他炸药仍被用于破碎矿石,但使用范围有限,不到美国采矿产量的5%[资料来源:Great Mining]。因此,地下采矿的效率越来越高。
因此,在地表深处工作的矿工受到的伤害较少。虽然地下矿井并不是最安全的地方,但它仍然像看起来那样有利可图。
地下采矿设备
重型矿用卡车
矿山需要重型车辆运输物资。这些车辆可以由机械发动机或电力驱动。
这些高负荷采矿车辆采用超大型轮胎,在穿越崎岖地形时可承受大量货物的重量。
大型推土机
有几种巨大的矿用推土机可以移动大量材料。除了车轮或履带外,这些推土机还可以在更广泛的路面上工作。
液压铲
挖掘机也被称为采矿铲。它们是在旧式蒸汽铲的设计基础上发展而来的。为了在坚硬的材料中移动铲子,通常会使用液压装置。
电动绳铲
电动绳铲由滑轮和绳索组成,推动铲子前进。由于这些型号由电力而非液压驱动,因此与液压铲相比,它们的工作效率更高,使用寿命更长。
电机平地机
对于矿山来说,道路并不总是一种选择。他们在运输材料和运出矿产品时仍然需要附近的道路。在矿山附近进行地表作业的平地机负责修建和维护这些道路。
拖绳
拖缆机是一种巨大的挖掘机,吊臂上连接着一个铲斗。在采矿和清除覆盖层时,铲斗会掉落并刮下平坦的表面。铲斗可以在拖式挖掘机的末端摆动,以便将铲斗中的物品投放到特定区域。
刮板
平地机和轮式拖拉机铲运机有很多共同之处。与平地机不同的是,铲运机配有一个垃圾箱,用于收集地面上的碎屑。
装载机和卡车
地下采矿卡车和装载机必须在有限的空间内工作。在矿井内,这些车辆不能产生任何污染。地下采矿需要使用专门的采矿车辆。
