Открытая добыча железной руды: безопасный и эффективный способ добычи

Железная руда является одним из наиболее важных минеральных ресурсов, используемых в производстве стали и других металлических изделий. Добыча железной руды является сложным процессом, который требует соблюдения строгих мер безопасности и эффективного использования ресурсов. Одним из наиболее распространенных способов добычи железной руды является открытая добыча, которая позволяет добывать руду из открытых карьеров.

Как снимается и складируется плодородный почвенный слой

В ходе эксплуатации месторождения, при выполнении вскрышных работ, плодородный слой почвы убирается бульдозером, параллельно вскрышному уступу. После этого почва сбрасывается на рабочую площадь, затем основное технологическое оборудование загружает ее, и транспорт доставляет ее либо на временное складирование, либо на участки, нуждающиеся в рекультивации.

Вскрышные манипуляции

Вскрышные породы делятся на рыхлые и скальные. Рыхлые породы легко поддаются экскавации без необходимости предварительного буровзрывного рыхления. Для добычи таких пород в условиях умеренного климата используются многоковшовые роторные и цепные экскаваторы, а также драглайны, которые загружают породу на конвейерный, железнодорожный или автомобильный транспорт.

Помимо роторных экскаваторов, для разработки рыхлых вскрышных пород используется гидромеханический метод. Он включает разработку, транспортировку и укладку грунта с помощью воды. Сильный водяной напор, размывающий рыхлые породы, создается гидромониторной установкой, состоящей из монитора (стального ствола с насадками, закрепленного шарнирным соединением) и подключенной системы подачи воды.

Буровзрывные операции

Буровзрывные работы - это комплексные процедуры, предназначенные для подготовки скального массива к экскавации. Скальные породы настолько крепки, что экскаваторы, подобные канатным, реечным или гидравлическим, не способны разрушить их без подготовительного рыхления, производимого механически или буровзрывным способом. Такое рыхление применяется для подготовки к выемке плотных, рыхлых, смерзшихся или скальных пород. Оно осуществляется либо механическим способом (с использованием фрез или рыхлителей), либо буровзрывной методикой.

Основным инструментом для бурения скважин являются станки шарошечного бурения (СБШ), которые широко применяются в открытых горных работах, особенно при добыче железа. Шарошечное бурение включает использование шарошечных долот для создания скважин.

В условиях высокой обводненности (более 80%) для затирки устья и колонок скважин используется бентонитовая глина, известная своим свойством эффективно предотвращать утечки воды.

Метод скважинных рядов заключается в размещении взрывчатого вещества внутри наклонных или вертикальных скважин, которые сверху закрываются (забойка) инертным материалом. Забойка выполняется с использованием песка, буровой мелочи или специально разработанных забоечных материалов. Это позволяет контролировать направление взрыва и улучшить процесс разрушения породы.

Извлечение руды

Добычные работы включают процессы по извлечению руды из горных пород, и в железорудных карьерах это чаще всего осуществляется с помощью экскаваторов. Этапы экскавации руды включают в себя срезание стружки режущей кромкой ковша, поворот экскаватора к месту разгрузки, выгрузку ковша и возврат рабочего органа в забой для повторения цикла.

Выемка взорванной горной массы, особенно крепких пород, производится путем заглубления ковша в развал. Экскаваторы, используемые в этом процессе, делятся на два типа по способу перемещения рукояти с ковшом: канатные и гидравлические.

Канатные экскаваторы

Черпание в канатных экскаваторах осуществляется благодаря усилию напорного механизма на стреле и подъемных канатах от подъемных лебедок. Траектория черпания у этих экскаваторов является постоянной, начинаясь в нижней части забоя. Разгрузка происходит путем открытия днища ковша прямо над местом разгрузки.

Гидравлические экскаваторы

Гидравлические экскаваторы обладают более гибкой траекторией черпания, что стало возможным благодаря особому соединению рукояти со стрелой и наличию дополнительного механизма поворота ковша на конце рукояти. Такая конструкция позволяет регулировать угол черпания, обеспечивая большую маневренность и адаптивность. Разгрузка у гидравлических экскаваторов происходит путем опрокидывания или раскрытия ковша.

Руда разгружается либо в автосамосвалы (для транспортировки по дороге), либо в железнодорожные думпкары (для транспортировки по жд).