6 Mga Pangunahing Trend sa Hinaharap na Pagmimina na Hindi Mapapalampas
Sa pag-unlad ng industriya, patuloy na tumataas ang pangangailangan para sa yamang mineral. Sa kasalukuyan, kapwa maunlad at umuunlad na mga bansa ay itinuturing ang pagkakaroon at pagpapaunlad ng mga mapagkukunan bilang mga estratehikong hakbang. Bilang resulta, nakita ng pag-unlad ng pagmimina ang paglitaw ng maraming mahusay, ligtas, at murang mga teknolohiya at pamamaraan ng pagmimina. Mahalagang makasabay sa mga advanced na teknolohiya upang epektibong makabuo ng mga mapagkukunan.
(I) Katalinuhan sa Underground Mines
Sa kasalukuyan, ang mga minahan sa ilalim ng lupa sa buong mundo ay hinahabol ang kahusayan at kaligtasan, na humahantong sa patuloy na pagpapabuti sa mga antas ng mekanisasyon at automation. Kunin ang Kiruna Iron Mine ng Sweden bilang isang halimbawa. Ang Kiruna Iron Mine ay kilala sa paggawa ng mataas na uri ng iron ore (na may nilalamang bakal na higit sa 70%) at isa sa pinakamalaking minahan ng bakal sa mundo. Ang iron ore extraction nito. May kasaysayan ng mahigit 70 taon, lumilipat mula sa open-pit patungo sa underground na pagmimina. Ang katalinuhan ng Kiruna Iron Mine ay pangunahing nakikinabang mula sa paggamit ng malakihang mekanikal na kagamitan, intelligent na remote control system, at modernong mga sistema ng pamamahala. Ang lubos na awtomatiko at matalinong mga sistema at kagamitan sa pagmimina ay susi sa pagtiyak ng ligtas at mahusay na pagkuha.
Pag-unlad. Gumagamit ang Kiruna Iron Mine ng pinagsamang shaft at ramp development system. Ang minahan ay may tatlong shaft para sa bentilasyon, ore at waste rock hoisting. Ang mga tauhan, kagamitan, at materyales ay pangunahing dinadala gamit ang walang track na kagamitan sa pamamagitan ng mga rampa. Ang pangunahing hoisting shaft ay matatagpuan sa footwall ng ore body. Sa ngayon, anim na beses nang ibinaba ang mukha ng pagmimina at pangunahing sistema ng transportasyon, na ang kasalukuyang antas ng pangunahing transportasyon ay nasa 1045 m.
Pagbabarena, Pag-charge, at Pagsabog. Ang pagmamaneho ng tunel ay gumagamit ng mga jumbo drill na nilagyan ng three-dimensional na electronic na mga instrumento sa pagsukat para sa tumpak na pagpoposisyon ng butas. Ginagamit ng Stope drilling ang Simba W469 na remote-controlled na drill rig na ginawa ng Atlas Copco ng Sweden, na may diameter ng butas na 150 mm at maximum na lalim ng butas na 55 m. Gumagamit ang rig na ito ng isang laser system para sa tumpak na pagpoposisyon, ay unmanned, at maaaring gumana sa 24 na oras na tuluy-tuloy na cycle. Ang taunang dami ng ore blasting ay maaaring umabot sa 3 milyong tonelada.
Remote Ore Loading, Transportasyon, at Hoisting. Ang pagbabarena, paglo-load, transportasyon, at pag-angat sa mga hinto ng Kiruna Iron Mine ay nakakamit ng lahat ng katalinuhan at automation, na may mga drill rig at loader na tumatakbo nang walang tao. Ang pag-load ng ore ay gumagamit ng Toro 2500E remote-controlled na loader, na may single-unit na kahusayan na 500 t/h. Kasama sa sistema ng transportasyon sa ilalim ng lupa ang belt conveyance at automated rail transport. Karaniwang binubuo ng 8 ore cars ang automated rail transport, na mga automated na bottom-dump na kotse para sa tuluy-tuloy na pagkarga at pagbabawas. Awtomatikong dinadala ng mga belt conveyor ang ore mula sa istasyon ng pagdurog patungo sa aparatong pangsukat, tinatapos ang paglo-load at pag-alis gamit ang shaft skip, lahat ay nasa ilalim ng remote control.
Remote-Controlled Concrete Spraying Technology at Support Reinforcement Technology. Ang suporta sa tunel ay gumagamit ng kumbinasyon ng shotcrete, rock bolts, at mesh. Kinukumpleto ito ng mga remote-controlled na concrete sprayer, na may mga rock bolts at steel mesh na naka-install gamit ang bolting rigs.
(II) Laganap na Aplikasyon ng Leaching Technology
Sa kasalukuyan, malawakang ginagamit ang teknolohiya ng leaching sa pagbawi ng mababang uri ng tanso, gintong ores, uranium ores, atbp. Kasama sa mga teknolohiya ng leaching ang in-situ leaching, heap leaching, at in-situ blasting leaching. Ang mga bansang tulad ng United States, Canada, at Australia ay karaniwang gumagamit ng heap leaching at in-situ blasting leaching upang mabawi ang 0.15%–0.45% low-grade copper ores, higit sa 2% copper oxide ores, at 0.02%–0.1% uranium ores.
Kung isinasaalang-alang ang Estados Unidos bilang isang halimbawa, mayroong higit sa 20 mina na gumagamit ng in-situ blasting leaching para sa tanso. Halimbawa, ang Mike Mine ng Nevada at ang Zonia Copper Mine ng Arizona ay gumagawa ng higit sa 2.2 toneladang tanso bawat araw. Ang Montana's Butte Mine at Copper Queen Branch Mine ay gumagawa ng 10.9–14.97 toneladang tansong metal bawat araw. Sa US, ang leaching copper ay nagkakahalaga ng higit sa 20% ng kabuuang produksyon, ang ginto ay lumampas sa 30%, at ang karamihan sa produksyon ng uranium ay nagmumula sa leaching mining.
(III) Deep Shaft Mining Technology
Habang patuloy na bumababa ang dami ng mapagkukunan, ang lalim ng pagmimina ay tumataas, kadalasang lumalampas sa 1000 m. Nagdadala ito ng maraming paghihirap at problemang hindi nararanasan sa mababaw na pagmimina, tulad ng tumaas na presyon sa lupa, mas mataas na temperatura ng bato, at mas malalaking hamon sa pagtaas, pagpapatuyo, suporta, at bentilasyon.
Mga karaniwang isyu sa deep shaft mine:
Kapasidad ng Pagtaas. Habang lumalaki ang lalim ng pagmimina, ang unang isyu na nahaharap ay ang kapasidad ng pag-aangat ng minahan. Ang mga kasalukuyang hoist ay maaaring makamit ang isang maximum na solong taas ng pag-angat na higit sa 2000 m, tulad ng isang minahan sa Canada na may pinakamalalim na solong pag-angat na 2172 m, at isang minahan ng ginto sa South Africa na may lalim na shaft na 2310.4 m. Ganap na nakakatugon ang mga kakayahan ng kagamitan sa pag-hoisting sa mga kinakailangan ng malalaking deep shaft mine.
Temperatura ng Bato at Paglamig ng Bentilasyon. Habang tumataas ang lalim ng pagmimina, tumataas ang temperatura ng bato. Halimbawa, sa Toyoha Copper-Zinc Mine ng Japan sa antas na -600 m (mga 1200 m mula sa ibabaw), ang temperatura ng bato ay lumampas sa 100°C, ngunit maraming bansa ang nagsasaad na ang temperatura sa ilalim ng lupa ay hindi maaaring lumampas sa 28°C. Ang mga deep shaft mine ay karaniwang nagpapataas ng volume ng bentilasyon sa ilalim ng lupa at nagpapalamig ng hangin gamit ang air cooling at water cooling method. Kapag pumipili ng isa o pareho, bilang karagdagan sa pagpapababa ng mga temperatura, dapat ding bigyang pansin ang pagbabawas ng pag-aalis ng init mula sa underground na mekanikal na kagamitan, kagamitan sa diesel, at kagamitan sa pagpapalamig mismo.
Pamamahala ng Ground Pressure at Mga Paraan ng Pagmimina. Ang mga deep shaft mine sa pangkalahatan ay nagtatatag ng isang kumpletong pagsukat ng presyon sa lupa at sistema ng pagsubaybay, na direktang nakakaapekto kung ang produksyon ng pagmimina ay maaaring magpatuloy nang maayos at ang antas ng mga gastos sa produksyon. Ang pagsabog ng bato ay isang kilalang isyu sa deep shaft mining. Upang mahulaan ang mga pagsabog ng bato, maraming mina ang nag-i-install ng mga microseismic monitoring device sa ilalim ng lupa, gaya ng US Sunshine Silver Mine, na nag-install ng microseismic monitoring sa 2254 m level para sa 24 na oras na pagsubaybay.
Kusang Pagkasunog at Pagsabog. Ang deep shaft mining ay maaari ding makatagpo ng spontaneous combustion ng sulfide ores dahil sa mataas na temperatura ng ore at self-explosion sa panahon ng explosive charging, na nangangailangan ng sapat na atensyon.
Sa kasalukuyan, ang lalim ng pagmimina ng mga non-coal mine sa China sa pangkalahatan ay hindi lalampas sa 700–800 m, ngunit sa mga nakalipas na taon, ang ilang deposito ng mineral na nakabaon sa lalim na humigit-kumulang 1000 m ay binuo, kabilang ang Dongguashan Copper Mine sa ilalim ng Tongling Nonferrous Metals Company at ang Jinchuan No. 2 Mining Area.
(IV) Mine Environmental Protection Work
Sa mga dayuhang bansa, lalo na sa mga maunlad na bansa, ang mga komprehensibong hakbang ay pinagtibay para sa pamamahala sa kapaligiran ng minahan. Ang mga mahigpit na teknikal na pamantayan ay nalalapat sa wastewater, mga gas na tambutso, slag, alikabok, ingay, atbp., na pinalabas mula sa mga minahan. Maraming mababang uri ng mga minahan ang hindi maaaring itayo o mailagay sa produksyon dahil sa sobrang gastos sa paggamot sa kapaligiran.
Sa kasalukuyan, may diin sa ibang bansa sa pagtatatag ng walang basura at malinis na mga minahan. Ang Walsum Coal Mine ng Germany sa pang-industriyang lugar ng Ruhr ay isang matagumpay na halimbawa. Gumagamit ito ng coal slime mula sa coal washing plant, ash mula sa coal-fired power generation, at durog na underground waste rock na hinaluan ng semento, na-activate at hinalo, pagkatapos ay ibomba sa ilalim ng lupa gamit ang PM pump upang punan ang mga voids. Ang minahan ay hindi naglalabas ng solidong basura sa labas.
(V) Pagpuno sa Teknolohiya ng Pagmimina
Ang iba't ibang mga materyales sa pagpuno ay ginagamit batay sa iba't ibang mga kondisyon:
Suporta sa Rehiyon. Ang mga de-kalidad na matibay na materyales sa pagpuno ay kailangan upang mabawasan ang nababanat na pagsasara ng volume at ang mga panganib ng pagsabog ng bato.
Rock Strata Control. Ang mga kinakailangan sa kalidad ng pagpuno ng materyal ay hindi mahigpit, ngunit kailangan ang malakihang pagpuno, at ang pagpuno ay hindi dapat lumiit pagkatapos ng pagkakalagay.
Multi-Vein Mining. Ang mga materyales sa pagpuno ay nangangailangan ng katigasan sa ilalim ng mababang kondisyon ng stress upang mabawasan ang pagpapapangit ng bato at pag-aalis.
Kontrol sa Kapaligiran. Upang matiyak na ang nakabitin na pader ay selyadong upang maiwasan ang daloy ng hangin sa lugar na may mina, hindi dapat lumiit ang materyal na pagpuno, at kailangan ang pagpuno ng malalaking lugar.
Pagbabawas ng Waste Rock Hoisting. Paghahanda at pagdurog ng basurang bato sa ilalim ng lupa para sa pagpuno ng mga materyales, sa gayon ay nagpapabuti ng kahusayan.
Mga kasalukuyang pagsasaalang-alang para sa pagpuno:
Ituon ang mga pagsisikap sa pagbuo ng praktikal at maaasahang mga sistema. Magsaliksik at bumuo ng mga epektibong teknolohiya sa pagpuno upang isama ang mga operasyon ng pagpuno sa mga siklo ng pagmimina. Bigyang-diin ang pamamahala ng mga sistema ng pagpuno.
Mga teknolohiya ng pananaliksik upang ma-optimize ang mga umiiral na system, kabilang ang pamamahagi ng laki ng particle para sa mga de-kalidad na materyales sa pagpuno, pinahusay na proseso ng paghahanda ng materyal sa pagpuno sa mga hydrocyclone at pagdurog, at na-optimize na mga teknolohiya sa paghahatid tulad ng pagkawala ng presyon, pagkasira, kaagnasan, at pangkalahatang disenyo ng sistema ng pagpuno.
Palakasin ang dami ng pag-unawa sa paghahanda ng materyal na pagpuno, pagdadala, paglalagay, at mga proseso ng deformation ng pagkarga upang ilatag ang pundasyon para sa ligtas, matatag, at mahusay na pagmimina. Kasama sa mga internasyonal na ginagamit na proseso ng pagpuno ang hydraulic sand filling, dry filling, high-water solid filling, at cemented filling. Ang sementadong pagpuno ay higit na nahahati sa: naka-segment na mga tailing na hydraulic filling (high-concentration gravity conveyance), iba pang filling material na hydraulic filling (high-concentration gravity conveyance), full tailings paste gravity filling, at full tailings paste pumping filling. Ang internasyonal na inirerekomendang paraan ay full tailings paste pumping filling.
Sa kasalukuyan, mayroong 12 minahan ang Canada gamit ang high-concentration paste filling, at ang South Africa at Australia ay mayroon ding mga bagong paste filling system na gumagana. Ang mga bagong proseso ng pagpuno ay mas makakatugon sa mga kinakailangan para sa proteksyon ng mapagkukunan, proteksyon sa kapaligiran, pagpapabuti ng kahusayan, at pag-unlad ng minahan. Ang pagpuno sa pagmimina ay magkakaroon ng mas malawak na mga prospect sa industriya ng pagmimina noong ika-21 siglo.
(VI) Oceanic Polymetallic Nodule Mining
Ang mga polymetallic nodules ay nangyayari sa seabed sa lalim na humigit-kumulang 3000–5000 m. Upang minahan ang mga ito, ang mga paraan ng pagmimina ay mahalaga. Samakatuwid, ang mga bansa sa buong mundo ay inuuna ang pagbuo ng mga mapagkakatiwalaang pamamaraan ng pagmimina at nagsagawa ng malawak na eksperimentong pananaliksik, ang ilan ay nagsasagawa pa nga ng mid-scale deep-sea mining trials. Mula sa huling bahagi ng 1960s hanggang ngayon, ang mga internasyonal na binuo at nasubok na mga paraan ng pagmimina sa karagatan ay pangunahing nahahati sa tatlong kategorya: Continuous Line Bucket (CLB) mining, seabed remote-controlled vehicle mining, at fluid lift mining.
Paraan ng Pagmimina ng Continuous Line Bucket (CLB). Ang pamamaraang ito ay iminungkahi ng mga Hapones noong 1967. Ito ay medyo simple, pangunahin na binubuo ng isang mining ship, tow cable, bucket, at isang towing ship. Ang mga balde ay nakakabit sa tow cable sa ilang mga pagitan at ibinababa sa seabed. Ang tow cable, na itinutulak ng towing ship, ay nagpapagalaw sa mga balde pababa, sumasalok, at pataas. Ang stepless rope cyclic operation na ito ay bumubuo ng tuluy-tuloy na collection loop. Ang pangunahing tampok ng CLB ay ang kakayahang umangkop sa mga malalim na pagbabago at mapanatili ang mga normal na operasyon. Gayunpaman, ang produksyon ng CLB ay hanggang 100 t/d lamang, mas mababa sa mga kinakailangan sa industriya ng pagmimina. Kaya, ang paraan ng pagmimina ng CLB ay inabandona noong huling bahagi ng 1970s.
Paraan ng Pagmimina ng Sasakyan na Remote-Controlled sa Seabed. Ang pamamaraang ito ay pangunahing iminungkahi ng mga Pranses. Ang seabed remote-controlled na sasakyan ay isang unmanned submersible mining vehicle, na pangunahing binubuo ng apat na sistema: ore collection, self-propulsion, buoyancy control, at ballast. Sa ilalim ng monitoring mula sa surface mother ship, sumisid ang mining vehicle sa seabed ayon sa mga utos upang mangolekta ng mga nodule. Kapag napuno na, ito ay ilalabas at ibinababa ang mga nodule sa receiving bin ng inang barko. Karaniwang kayang kontrolin ng surface mother ship ang maraming sasakyan sa pagmimina nang sabay-sabay. Ang sistema ng pagmimina na ito ay nangangailangan ng malaking pamumuhunan, at may mababang halaga ng produkto at walang mga benepisyong pang-ekonomiya sa loob ng mga dekada, ang French Oceanic Nodule Research and Development Association ay huminto sa pagsasaliksik noong 1983. Gayunpaman, ang mga prinsipyo ng koleksyon at transportasyon ng sasakyang ito ng pagmimina ay itinuturing na promising.
Paraan ng Pagmimina ng Fluid Lift. Sa kasalukuyan, ang pamamaraang kinikilala sa buong mundo na may pinakamaraming potensyal na aplikasyon sa industriya ay ang fluid lift mining. Pagdating ng mining ship sa mining area, ang collector at lift pipe ay konektado at unti-unting ibinababa sa dagat. Kinokolekta ng kolektor ang mga nodule mula sa mga sediment sa ilalim ng dagat at nagsasagawa ng paunang pagproseso. Gamit ang hydraulic o pneumatic lifting, ang tubig sa pipe ay gumagalaw paitaas sa sapat na bilis upang maihatid ang mga nodule sa barkong pang-ibabaw na pagmimina.
Sa pagdating ng pag-unlad at paggamit ng karagatan ng tao sa ika-21 siglo, ang teknolohiya sa pagmimina ng karagatan ay partikular na mahalaga. Ang pag-unlad ng modernong high-tech ay nagbigay daan para sa pagsasamantala sa yamang karagatan, at ang pagbuo at pagsulong nito ay magkakaroon ng positibo at malawak na epekto sa pandaigdigang ekonomiya ng karagatan, kultura, at kamalayan sa karagatan ng tao.
