ขั้นตอนหลักในการขุดแร่: การพัฒนา การเตรียม การตัด และการหยุดแร่หมายถึงอะไร
การทำเหมืองแร่เป็นกิจกรรมทางวิศวกรรมที่ซับซ้อนและใช้เทคโนโลยีขั้นสูง ซึ่งเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอนและการวางแผนอย่างพิถีพิถัน เป้าหมายคือการแปลงทรัพยากรแร่ใต้ดินให้เป็นผลิตภัณฑ์แร่ที่ใช้งานได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ บทความนี้จะวิเคราะห์ขั้นตอนหลัก ๆ ในการทำเหมืองแร่อย่างละเอียด ได้แก่ การพัฒนา การเตรียม การตัด และการหยุดแร่ พร้อมอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างขั้นตอนเหล่านี้
I. การพัฒนาแหล่งแร่
ก่อนอื่น มาอธิบายการพัฒนาแหล่งแร่กันก่อน การพัฒนาแหล่งแร่เกี่ยวข้องกับการขุดอุโมงค์หลายชุดจากพื้นผิวเพื่อเชื่อมต่อกับแหล่งแร่และเชื่อมต่อเข้ากับพื้นผิว ก่อให้เกิดระบบสำหรับการเข้าถึงบุคลากร การระบายอากาศ การขนส่ง การระบายน้ำ ระบบไฟฟ้า ระบบจ่ายอากาศ และน้ำประปา การพัฒนาแหล่งแร่มีหน้าที่หลักสองประการ ประการแรก เพื่อสร้างชุดงานวิศวกรรมที่เข้าถึงแหล่งแร่และสร้างการเชื่อมต่อระหว่างแหล่งแร่และพื้นผิว ประการที่สอง เพื่อสร้างระบบการทำเหมืองใต้ดินขั้นพื้นฐาน ซึ่งรวมถึงเส้นทางสำหรับบุคลากร การขนส่ง การระบายน้ำ ไฟฟ้า ระบบจ่ายอากาศ และน้ำประปา
ในแง่ของวัตถุประสงค์การพัฒนา เราสามารถแบ่งได้เป็นสามส่วน ประการแรก เราต้องขนส่งแร่และหินเสียที่ขุดได้จากใต้ดินขึ้นสู่ผิวดิน ซึ่งเป็นข้อกำหนดพื้นฐานที่สุด โดยมีเป้าหมายเพื่อนำแร่ใต้ดินขึ้นสู่ผิวดิน ประการที่สอง เราต้องปล่อยน้ำเสียและอากาศเสียขึ้นสู่ผิวดิน เพื่อให้แน่ใจว่ามีสภาพแวดล้อมการทำงานที่เหมาะสมสำหรับการดำเนินงานใต้ดิน
ส่วนที่สามเกี่ยวข้องกับอุโมงค์พัฒนา อุโมงค์เหล่านี้ถูกขุดขึ้นเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์การพัฒนาข้างต้น ได้แก่ การสร้างจุดเชื่อมต่อกับแหล่งแร่และระบบการสร้างสำหรับการเคลื่อนย้ายบุคลากร การระบายอากาศ การขนส่ง การระบายน้ำ พลังงาน อากาศ และการจ่ายน้ำ ชุดอุโมงค์นำทางนี้เรียกว่า แนวทางการพัฒนา แล้วอุโมงค์พัฒนาประกอบด้วยอะไรบ้างเป็นหลัก? ตัวอย่างเช่น อุโมงค์เหล่านี้ประกอบด้วยปล่อง อุโมงค์สำหรับขุด ลานเก็บปล่องปล่อง รางแร่หลัก และปล่องเติม รวมถึงอุโมงค์ขนส่งระดับ ซึ่งทั้งหมดนี้เรียกรวมกันว่า แนวทางการพัฒนา
สรุป:
ขั้นตอนแรกของการทำเหมืองแร่คือการพัฒนาแหล่งแร่ ซึ่งสร้างเครือข่ายอุโมงค์จากผิวดินสู่ชั้นแร่ เพื่อให้มั่นใจว่าบุคลากร อุปกรณ์ และวัสดุต่างๆ จะสามารถเข้าออกได้ รวมถึงการขนส่งแร่และหินเสีย วิศวกรรมการพัฒนาไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับการขุดอุโมงค์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการก่อสร้างระบบระบายอากาศ ระบบระบายน้ำ ระบบไฟฟ้า ระบบอากาศ และระบบประปา ซึ่งเป็นการวางรากฐานสำหรับการทำเหมืองในลำดับต่อไป อุโมงค์พัฒนามีหลากหลายรูปแบบ เช่น ปล่อง (เพลา) อุโมงค์ (โฆษณา) ลานวางปล่อง (เพลา-ด้านล่าง ลาน) รางแร่หลัก (หลัก แร่ ช็อต) อุโมงค์ยกหลัก (หลัก ยก) และอุโมงค์ขนส่งระดับ (ระดับ ขนส่ง อุโมงค์) ซึ่งรวมกันเป็นระบบที่เรียกว่า “ระบบนำทางการพัฒนา” (การพัฒนา แนะนำ ระบบ) อุโมงค์เหล่านี้สามารถยกแร่ขึ้นสู่ผิวดินได้ พร้อมกับรับประกันสภาพการทำงานใต้ดินที่เหมาะสม เช่น การจ่ายอากาศบริสุทธิ์และการระบายน้ำเสียอย่างมีประสิทธิภาพ
ครั้งที่สอง. การเตรียมแร่
คำจำกัดความของการเตรียมแร่คืออะไร? เมื่อพัฒนาแหล่งแร่แล้ว เราจำเป็นต้องกำหนดขอบเขตสำคัญๆ ส่วนนี้เรียกว่าการเตรียมแหล่งแร่ มีวัตถุประสงค์สองประการ ประการแรก คือ การแบ่งชั้นแร่ออกเป็นบล็อกๆ เพื่อให้มีหน่วยหยุดแร่อิสระ ประการที่สอง คือ การแบ่งชั้นแร่ออกเป็นบล็อกๆ ต่อไปอีก โดยถือว่าเป็นหน่วยหยุดแร่อิสระ และสร้างเงื่อนไขภายในแหล่งแร่สำหรับการเข้าถึงของบุคลากร การขุดเจาะหิน การดึงแร่ การระบายอากาศ และอื่นๆ เราสามารถจินตนาการได้ว่าการพัฒนาที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ได้สร้างเงื่อนไขพื้นฐานสำหรับการขุดแหล่งแร่ การเตรียมแร่ซึ่งต่อยอดจากการพัฒนา แบ่งชั้นแร่ออกเป็นหน่วยหยุดแร่อิสระ และกำหนดเงื่อนไขสำหรับการเข้าถึงและการระบายอากาศของบุคลากรในหน่วยเหล่านี้ งานของการเตรียมแร่ยังแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักๆ ได้แก่ ประเภทแรก คือ การแบ่งชั้นแร่ออกเป็นบล็อกๆ เพื่อให้มีหน่วยหยุดแร่อิสระ และประเภทที่สอง คือ การสร้างเงื่อนไขสำหรับการหยุดแร่ ซึ่งรวมถึงเส้นทางสำหรับบุคลากร การระบายอากาศ การขุดเจาะหิน และการเชื่อมต่อ
อุโมงค์เตรียมการเปรียบเทียบกับอุโมงค์พัฒนาคืออะไร? อุโมงค์เตรียมการเป็นวิธีการทำงานเตรียมการโดยการขุดอุโมงค์หลายชุด อุโมงค์เหล่านี้เรียกว่าอุโมงค์เตรียมการ ในแผนภาพด้านขวา ลักษณะสำคัญของอุโมงค์เตรียมการประกอบด้วยการยกตัวของบุคลากรและการระบายอากาศ รวมถึงอุโมงค์เชื่อมต่อ ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของอุโมงค์เตรียมการ เมื่อประเมินตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจของการทำเหมือง จะมีตัวชี้วัดสองประการที่เกี่ยวข้องกับการเตรียมการ ได้แก่ อัตราส่วนการเตรียมการและสัดส่วนของงานเตรียมการ
อัตราส่วนการเตรียมหมายถึงจำนวนเมตรของอุโมงค์เตรียมและตัดที่ต้องการต่อปริมาณแร่หนึ่งพันตันที่สกัดจากบล็อก ในทางกลับกัน สัดส่วนงานเตรียมคืออัตราส่วนของปริมาณแร่ที่สกัดจากอุโมงค์เตรียมและตัดในบล็อกต่อปริมาณแร่ทั้งหมดที่สกัดจากบล็อก ซึ่งแตกต่างจากอัตราส่วนการเตรียมซึ่งพิจารณาเฉพาะความยาวของอุโมงค์เตรียมและตัดที่สร้างขึ้นหารด้วยปริมาณแร่ทั้งหมดเพื่อให้ได้อัตราส่วน สัดส่วนงานเตรียมจะพิจารณาค่านี้อย่างละเอียดโดยการคำนวณสัดส่วนของแร่ที่สกัดจากการขุดอุโมงค์เตรียมและตัดเทียบกับปริมาณแร่ทั้งหมดของบล็อก
อัตราส่วนการเตรียมสะท้อนเฉพาะความยาวของอุโมงค์เตรียมและอุโมงค์ตัดในบล็อก โดยไม่ได้พิจารณาผลกระทบของขนาดหน้าตัดหรือปริมาตรของอุโมงค์ อย่างไรก็ตาม สัดส่วนของงานเตรียมสะท้อนเพียงสัดส่วนของอุโมงค์เตรียมในเส้นแร่และอุโมงค์ตัดที่จัดเรียงอยู่ภายในเนื้อแร่ โดยไม่ได้คำนึงถึงภาระงานของอุโมงค์เตรียมนอกเส้นแร่และอุโมงค์ตัด นี่คือความแตกต่างระหว่างทั้งสอง
สรุป:
หลังจากการพัฒนาแหล่งแร่เสร็จสิ้น กระบวนการจะดำเนินต่อไปสู่การเตรียมแหล่งแร่ วัตถุประสงค์ของขั้นตอนนี้คือการแบ่งพื้นที่การทำเหมืองออกเป็นหน่วยย่อยๆ ที่สามารถจัดการและสกัดได้ เรียกว่า บล็อก ผ่านการวางแผนอย่างละเอียดเกี่ยวกับแหล่งแร่ที่พัฒนาแล้ว งานเตรียมการไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับการขุดอุโมงค์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการสร้างเงื่อนไขที่จำเป็นภายในบล็อกสำหรับการเข้าถึงบุคลากร การขุดเจาะหิน การดึงแร่ และการระบายอากาศ อุโมงค์เตรียมการ หรือที่รู้จักกันในชื่ออุโมงค์การเงิน ต้องพิจารณารูปแบบของการยกตัวบุคลากรและการระบายอากาศ รวมถึงการเชื่อมต่ออุโมงค์ เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมการทำงานที่เอื้ออำนวยต่อการทำเหมืองในลำดับต่อไป อัตราส่วนการเตรียมการและสัดส่วนของงานเตรียมการ เป็นสองตัวชี้วัดสำคัญในการประเมินประสิทธิภาพการเตรียมการ โดยวัดด้านเศรษฐกิจของการก่อสร้างอุโมงค์และสัดส่วนของแร่ที่ผลิตภายในอุโมงค์ตามลำดับ ซึ่งเป็นพื้นฐานเชิงปริมาณสำหรับการปรับกลยุทธ์การเตรียมการให้เหมาะสมที่สุด
สาม. การตัด
ส่วนที่สามเกี่ยวกับงานตัด แล้วนิยามของงานตัดคืออะไร? งานตัดสร้างขึ้นจากการเตรียมการ และบนพื้นที่ที่เตรียมไว้แล้ว จะก่อให้เกิดหน้าว่างและพื้นที่ว่างสำหรับการสกัดแร่ขนาดใหญ่ จากนิยามนี้ เราสามารถเข้าใจได้ว่างานตัดมีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างหน้าว่างและพื้นที่ว่างสำหรับการหยุด จุดประสงค์คือการสร้างหน้าว่างและพื้นที่ว่างเหล่านี้
งานตัดส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองส่วน คือ การสร้างหน้าตัดและพื้นที่ว่าง ประการแรก การขุดอุโมงค์ตัดสามารถสร้างหน้าตัดและพื้นที่ว่างได้ นอกจากนี้ อุโมงค์ตัดยังมีงานเพิ่มเติมเพื่อขยายหน้าตัดเพื่อเพิ่มพื้นที่ว่างสำหรับการหยุด อุโมงค์ตัดส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองส่วน ได้แก่ อุโมงค์ตัดใต้ (การตัดราคา อุโมงค์ และ การตัดขวาง) และส่วนยกตัด เพื่อขยายหน้าตัดให้กว้างขึ้น จำเป็นต้องมีการกัดใต้ การเจาะ และการกัดร่อง ซึ่งครอบคลุมเนื้อหาทั้งหมดของงานตัด การพัฒนา การเตรียมการ และการตัด ล้วนเป็นการเตรียมการสำหรับการหยุด
สรุป:
การตัดเป็นขั้นตอนต่อจากการเตรียมการ มุ่งสร้างพื้นที่ว่างและพื้นที่ที่จำเป็นสำหรับการหยุดแร่ขนาดใหญ่ ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการขุดอุโมงค์เฉพาะ เช่น อุโมงค์ตัดใต้และอุโมงค์ยกตัด เพื่อให้มีพื้นที่สำหรับการระเบิดและการคลายแร่ การออกแบบอุโมงค์ตัดต้องคำนึงถึงคุณสมบัติทางกายภาพของแร่ โครงสร้างของเนื้อแร่ และเทคนิคการทำเหมือง เพื่อให้มั่นใจว่าการดำเนินการหยุดแร่มีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ ยังมีการดำเนินการต่างๆ เช่น การตัดใต้ การอัด และการเจาะรู เพื่อขยายพื้นที่ว่างให้มากขึ้น ซึ่งเอื้อต่อกิจกรรมการหยุดแร่
สี่. การหยุด
การหยุดแร่ (การหยุด) หมายถึงกระบวนการดำเนินงานเหมืองขนาดใหญ่หลังจากการตัดแร่เสร็จสิ้น โดยทั่วไป งานเหมืองขนาดใหญ่เรียกว่าการหยุดแร่ ซึ่งแบ่งออกเป็นสามขั้นตอนหลัก ได้แก่ การสกัดแร่ การจัดการแร่ และการจัดการแรงดันดิน ขั้นแรก เรามาอธิบายความหมายของการสกัดแร่กันก่อน ซึ่งได้แก่ การใช้พื้นที่ในการตัดแร่เป็นหน้าตัดอิสระ และวิธีการเจาะและระเบิดหิน โดยทั่วไปการสกัดแร่แบ่งออกเป็นสี่ประเภทตามสภาพการเกิดของเนื้อแร่ วิธีการทำเหมืองที่ใช้ และอุปกรณ์ขุดเจาะหิน ได้แก่ การสกัดแร่แบบหลุมตื้น การสกัดแร่แบบหลุมลึกปานกลาง การสกัดแร่แบบหลุมลึก และการระเบิดแบบห้อง
การจัดการแร่ หมายถึง การเคลื่อนย้ายแร่ที่ระเบิดแล้วภายในเหมืองเพื่อขนส่งอุโมงค์ และการโหลดเข้าไปในรถเหมือง การจัดการจำกัดอยู่เพียงภายในเหมือง หมายถึง การเคลื่อนย้ายแร่ไปยังอุโมงค์ขนส่ง ในขณะที่การขนส่ง หมายถึง กระบวนการยกแร่จากอุโมงค์ขนส่งขึ้นสู่ผิวดิน
การจัดการแร่มีสองวิธีหลัก ได้แก่ การจัดการโดยแรงโน้มถ่วงและการจัดการโดยกลไก การจัดการโดยแรงโน้มถ่วงส่วนใหญ่ใช้การดึงแร่ด้วยกรวยธรรมดาเพื่อการเคลื่อนที่โดยแรงโน้มถ่วง การจัดการโดยกลไกใช้อุปกรณ์ต่างๆ เช่น คราดไฟฟ้า รถตักดิน รถขูดดิน รถบรรทุก และสายพานลำเลียงสำหรับการจัดการแบบช่วยเหลือ
เมื่อเลือกวิธีการขนส่งแร่ ควรพิจารณาถึงวิธีการทำเหมืองและสภาพของแร่ ตัวอย่างเช่น แหล่งแร่ที่มีความลาดเอียงสูงจะเหมาะสมกว่าสำหรับการจัดการด้วยแรงโน้มถ่วง ในขณะที่แหล่งแร่ที่มีความลาดเอียงเล็กน้อยหรือเกือบแนวนอนจะเหมาะสมกว่าสำหรับการจัดการด้วยเครื่องจักร
ประเด็นที่สามคือการจัดการแรงดันดิน แรงดันดินหมายถึงปรากฏการณ์ที่หลังจากการสกัดแร่ โกฟ (พื้นที่ที่ถูกขุด) ก่อตัวขึ้นใต้ดิน และเมื่อเวลาผ่านไป เสาหินและหินโดยรอบในผนังแขวนและผนังฐานจะเสียรูป พังทลาย หรือพังทลาย การจัดการแรงดันดินเกี่ยวข้องกับงานที่จำเป็นเพื่อป้องกันหรือควบคุมการเสียรูป พังทลาย และการพังทลายของหินโดยรอบ ซึ่งรวมถึงการกำจัดผลกระทบด้านลบจากแรงดันดินและการสร้างความมั่นใจในความปลอดภัยในการผลิต ซึ่งเรียกรวมกันว่างานจัดการแรงดันดิน
ตามวิธีการจัดการแรงดันพื้นดินในปัจจุบัน สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ส่วน คือ ส่วนแรก ใช้เสาค้ำยันเพื่อรองรับคานสำหรับการจัดการ ส่วนที่สอง การจัดการโดยการถล่มของหินโดยรอบ และส่วนสุดท้าย เติมคานด้วยวัสดุถมหลังสำหรับการจัดการ
สรุป:
การหยุดแร่ (การหยุด) เป็นขั้นตอนหลักของการทำเหมืองแร่ ครอบคลุมสามขั้นตอนหลัก ได้แก่ การแตกแร่ การจัดการแร่ และการจัดการแรงดันดิน การแตกแร่จะดำเนินการผ่านการเจาะหินและการระเบิดในพื้นที่ตัด โดยเลือกความลึกและวิธีการเจาะที่เหมาะสมตามสภาพของแร่ การจัดการแร่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนย้ายแร่ที่ระเบิดแล้วไปยังอุโมงค์ขนส่งและการโหลดเพื่อการขนส่ง โดยแยกความแตกต่างระหว่างวิธีการทางแรงโน้มถ่วงและทางกล โดยพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความเอียงของแร่ การจัดการแรงดันดินเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างความมั่นใจในความปลอดภัยในการทำเหมือง ซึ่งจำเป็นต้องมีมาตรการป้องกันและควบคุมการเสียรูป ความเสียหาย และการยุบตัวของแผ่นแร่ (แพะ) เพื่อรักษาเสถียรภาพในการสกัดอย่างต่อเนื่อง
V. ความสัมพันธ์ระหว่างขั้นตอน
ขั้นตอนทั้งสี่ในการทำเหมืองแร่มีความเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิดทั้งในด้านเวลาและพื้นที่ ดำเนินไปตามลำดับขั้นตอนจนก่อให้เกิดห่วงโซ่การดำเนินงานที่สนับสนุนซึ่งกันและกันและก้าวหน้า การพัฒนาเป็นโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการเตรียมการ การเตรียมการช่วยปรับปรุงพื้นที่การทำเหมือง การตัดสร้างเงื่อนไขสำหรับการหยุด และท้ายที่สุด การหยุดก็นำไปสู่การสกัดแร่ การดำเนินการในแต่ละขั้นตอนต้องคำนึงถึงความต้องการของการดำเนินงานในลำดับถัดไป โดยยึดหลักการทำเหมืองแบบสมดุล ว๊าวววว การทำเหมืองและการพัฒนา โดยมีการพัฒนาเป็นผู้นำทาง ว๊าวววว
หก. บทสรุป
โดยสรุป การทำเหมืองแร่เป็นกระบวนการทางวิศวกรรมที่เป็นระบบ ประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ อย่างต่อเนื่องและพึ่งพากัน ซึ่งความสำเร็จในแต่ละขั้นตอนต้องอาศัยการเตรียมการล่วงหน้าและการวางแผนอย่างละเอียดถี่ถ้วน ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและความต้องการด้านการพัฒนาอย่างยั่งยืน การทำเหมืองสมัยใหม่จึงให้ความสำคัญกับความสมดุลระหว่างการปกป้องสิ่งแวดล้อม ความปลอดภัย และประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจมากขึ้น การสำรวจและประยุกต์ใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ อย่างต่อเนื่องเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ในอนาคต การทำเหมืองแร่จะมีความชาญฉลาดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น มุ่งสู่การจัดการที่ล้ำสมัยยิ่งขึ้น
