खुले गड्ढे खनन प्रणाली का बुनियादी ज्ञान
I. अवलोकन
1. खनिज संसाधन
खनिजों या उपयोगी तत्वों के समुच्चय को संदर्भित करता है जो भूगर्भीय खनिजीकरण के माध्यम से निर्मित होते हैं, प्राकृतिक रूप से भूपर्पटी या सतह पर पाए जाते हैं, भूमिगत रूप से दबे होते हैं या सतह पर उजागर होते हैं, ठोस, द्रव या गैसीय रूप में, और जिनका विकास और उपयोग मूल्य होता है। खनिज संसाधन अनवीकरणीय संसाधन हैं और उनके भंडार सीमित हैं। विश्व में 168 ज्ञात खनिज हैं, जिनमें से 80 से अधिक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उनकी विशेषताओं और
उपयोगों के आधार पर, इन्हें आमतौर पर चार श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: 11 ऊर्जा खनिज; 59 धातु खनिज; 92 अधात्विक खनिज; 6 जल और गैस खनिज। धात्विक खनिज मूलतः प्रकृति में ठोस रूप में पाए जाते हैं। खनन के दृष्टिकोण से, धातु अयस्क भंडारों का खनन किसी भी धातु के प्रकार की परवाह किए बिना किया जाता है। सोना, चाँदी, ताँबा, लोहा, निकल आदि को एक समान माना जाता है; केवल अयस्क पिंड की स्थिति को ध्यान में रखते हुए, विभिन्न खनन प्रक्रियाओं का चयन किया जाएगा।
2. खनन
आधुनिक समाज में, खनन उद्योग ने उल्लेखनीय प्रगति की है और इसे और अधिक परिष्कृत व उप-विभाजित किया गया है। सामान्यतः, यह खनिजों के अन्वेषण, खनन, लाभकारीकरण, शोधन और अन्य संबंधित व्यवसायों को संदर्भित करता है। एक आधुनिक खदान के निर्माण में खनन भूविज्ञान, सर्वेक्षण, सिविल इंजीनियरिंग, खनन, खनिज प्रसंस्करण, सुरक्षा, पर्यावरण संरक्षण, विद्युत-यांत्रिकीय, एचवीएसी, जल आपूर्ति एवं जल निकासी, स्वचालन, रसायन विज्ञान आदि क्षेत्रों के पेशेवरों की कड़ी मेहनत शामिल होती है।
3. खनन और लाभकारी उद्योग की विशेषताएं
सबसे पहले, श्रम वस्तु भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण द्वारा खोजी गई और स्वाभाविक रूप से होने वाली भूवैज्ञानिक अयस्क निकाय है, और खनन और प्रसंस्करण वस्तु को स्वतंत्र रूप से नहीं चुना जा सकता है;
दूसरा, खनन वस्तु, खनन उपकरण और उत्पादन कर्मियों को लगातार खनन के साथ स्थानांतरित किया जाता है, कोई निश्चित स्थान नहीं है, और औद्योगिक स्थितियां किसी भी समय बदलती हैं, जो सामान्य प्रसंस्करण उद्योग से अलग है;
तीसरा, खनन की भूवैज्ञानिक स्थितियां और खनिज कच्चे माल बहुत जटिल हैं, जिससे खनन परियोजनाओं को मानकीकृत करना मुश्किल हो जाता है।
साथ ही: ⒈ अयस्क भंडार की घटना की स्थितियाँ अस्थिर हैं; ⒉ अयस्क का ग्रेड, संरचना और संघटन बहुत भिन्न है; ⒊ भूवैज्ञानिक संरचना जटिल है; ⒋ अयस्क और आसपास की चट्टानों के भौतिक और यांत्रिक गुण बहुत भिन्न हैं; ⒌ अयस्क भंडार में जल की मात्रा जटिल है। इसलिए, किसी भी खदान का खनन और लाभकारीकरण पूरी तरह से दोहराया नहीं जा सकता।
2. खुले गड्ढे खनन प्रणाली का अर्थ
1. खुले गड्ढे खनन प्रणाली की मूल अवधारणाएँ
खुले गड्ढे खनन प्रणाली के लिए आवश्यक पूर्वापेक्षा उपयुक्त अयस्क भंडारों की उपस्थिति है। अयस्क भंडार खुले गड्ढे खनन प्रणाली के लिए उपयुक्त है या नहीं, इसका सबसे अच्छा मूल्यांकन भूवैज्ञानिक अन्वेषण के प्रारंभिक चरण में किया जाता है, और फिर आगे के अन्वेषण के बाद, खुले गड्ढे खनन प्रणाली डिज़ाइन की आवश्यकताओं को पूरा करने वाली एक भूवैज्ञानिक रिपोर्ट (हाइड्रोलिक और पर्यावरणीय भूवैज्ञानिक डेटा सहित) प्रस्तावित की जाती है; अनुमोदन के बाद, डिज़ाइन विभाग डिज़ाइन को क्रियान्वित कर सकता है। सतह पर उजागर अयस्क पिंड और उथले दबे होने की घटना स्थितियों के कारण, एक निश्चित प्रक्रिया के अनुसार समग्र रूप से चट्टान के खनन के सभी कार्य को सामूहिक रूप से खुले गड्ढे खनन इंजीनियरिंग कहा जाता है।
खुले गड्ढे वाली खनन प्रणाली का सार एक निश्चित सीमा के भीतर खुले स्थान में अयस्क के ऊपरी भाग को ढकने वाली ऊपरी मिट्टी और आसपास की चट्टानों को हटाकर अयस्क का खनन करना है। इसलिए, अयस्क के खनन के लिए, अपशिष्ट चट्टानों का भी खनन करना आवश्यक है।
अयस्क निकाय को एक के रूप में वर्गीकृत किया गया हैखुले गड्ढे खनन प्रणाली का अर्थकहा जाता हैखुले गड्ढे मे खननवह स्थान जहाँ खनन उपकरणों के साथ खुले गड्ढे वाली खनन इंजीनियरिंग की जाती है, उसे कहा जाता हैखुले गड्ढे मे खनन.खुले गड्ढे मे खननअर्थ: खुले गड्ढे खनन प्रणाली के दौरान निर्मित खनन गड्ढों, सीढ़ियों और खुले गड्ढे खाइयों का योग।
2. सामान्य चरणखुले गड्ढे मे खनन प्रणाली निर्माण और उत्पादन:
(1) ज़मीन की तैयारी। यातायात लाइनों और ट्रांसमिशन लाइनों को खनन क्षेत्र में लाना, और खनन क्षेत्र में प्राकृतिक और मानव निर्मित बाधाओं, जैसे पेड़, दलदल, गाँव, कारखाने, सड़कें, नहरें, कब्रिस्तान आदि को हटाना या स्थानांतरित करना।
(2) खदान क्षेत्र का जल पृथक्करण और जल निकासी। खनन क्षेत्र से होकर गुजरने वाली नदी को काट दें या उसकी दिशा मोड़ दें, पानी की निकासी करें और जल स्तर को आवश्यक स्तर से कम कर दें।
(3) खदान अवसंरचना इंजीनियरिंग। इसमें खाइयाँ खोदना, ज़मीन से खनन स्तर तक सड़कें बनाना; कार्य रेखाएँ स्थापित करना, खनन किए गए अयस्क को उजागर करने के लिए अवसंरचनात्मक स्ट्रिपिंग करना; परिवहन रेखाएँ, मलबा डंप, पुल आदि स्थापित करना; ज़मीनी औद्योगिक सुविधाएँ और आवश्यक नागरिक भवन बनाना शामिल है।
(4) दैनिक उत्पादन। आवश्यक खनन और स्ट्रिपिंग कार्य लाइनें खुलने और एक निश्चित खनन क्षमता प्राप्त होने के बाद, खदान अवसंरचना इंजीनियरिंग को उत्पादन के लिए सौंपा जा सकता है। आमतौर पर, डिज़ाइन की गई उत्पादन क्षमता तक पहुँचने में कुछ समय लगेगा। खनन क्षेत्रों को पुनः प्राप्त करने की आवश्यकता है।
का निर्माण और उत्पादनखुले गड्ढे खनन प्रणाली का अर्थये बहुत जटिल इंजीनियरिंग परियोजनाएँ हैं। भूमि की खरीद, उपकरणों की खरीद, स्थापना और कमीशनिंग, कर्मियों का प्रशिक्षण, संगठनात्मक प्रबंधन एजेंसियों की स्थापना और भूमि पुनर्ग्रहण आदि में कई पहलू शामिल हैं और ये एक-दूसरे से निकटता से जुड़े हुए हैं।
3.खुले गड्ढे खनन प्रणालीविकास
केवल सड़क विकास शुरू किया गया है, तथा क्षैतिज शाफ्ट और रैम्प होइस्ट का विकास शुरू नहीं किया गया है।
(1) पहाड़ी की छीलन प्रक्रियाखुले गड्ढे मे खनन खनन क्षेत्र के उच्चतम स्तर से शुरू होकर परत दर परत नीचे की ओर बढ़ती है; जबकि विकास गड्ढा रेखा एक ही समय में सबसे निचले स्तर से सबसे ऊँचे खनन स्तर तक निर्मित होती है। जैसे-जैसे खनन स्तर घटता है, ऊपरी विकास गड्ढा रेखा धीरे-धीरे त्याग दी जाती है या गायब हो जाती है, और अयस्क और चट्टान परिवहन की दूरी तदनुसार कम हो जाती है।
(2) धँसी हुई सड़क विकास की गड्ढा रेखाखुले गड्ढे मे खननखनन चरणों के नीचे की ओर बढ़ने के साथ-साथ यह धीरे-धीरे बनता है। पिट लाइन परिवर्तनों में स्थिर पिट लाइन विकास और गतिशील पिट लाइन विकास शामिल हैं। स्थिर पिट लाइन विकास: विकास पिट लाइन खनन सीमा के भीतर अंतिम पार्श्व दीवार पर व्यवस्थित होती है और खनन क्षेत्र की संपूर्ण खनन प्रक्रिया के दौरान अपनी स्थिति नहीं बदलती। इसे सीधे, वापसी और सर्पिल तरीकों से अपनाया जा सकता है। सर्पिल पिट लाइन विकास: विकास पिट लाइन खनन क्षेत्र के चारों ओर सर्पिल रूप में व्यवस्थित होती है।
निश्चित गड्ढा रेखा विकास परियोजना की विकास प्रक्रिया: जिसमें सीढ़ियों की खनन प्रक्रिया, कार्यशील दीवार का विकास और नए स्तर का विकास और गहरीकरण शामिल है। अंतिम छोर परखुले गड्ढे खनन प्रणालीनिर्धारित प्रवेश और निकास खाई की स्थिति, दिशा और ढलान के अनुसार, ढलान वाली प्रवेश और निकास खाई सतह (सीढ़ी की ऊपरी सपाट प्लेट) से सीढ़ी की निचली सपाट प्लेट तक खोदी जाती है। निचली सपाट प्लेट की ऊँचाई तक पहुँचने के बाद, खनन सीढ़ी की प्रारंभिक कार्य रेखा स्थापित करने के लिए प्रवेश और निकास खाई के अंत से एक नई क्षैतिज खंड खाई खोदी जाती है।
मोबाइल पिट लाइन विकास परियोजना की विकास प्रक्रिया: खनन क्षेत्र में अयस्क पिंड और आसपास की चट्टानों के बीच संपर्क क्षेत्र के पास ऊपरी प्लेट या निचली प्लेट से क्षैतिज रूप से प्रवेश और निकास खाई और सेक्शन ट्रेंच की खुदाई की जाती है। जब सेक्शन ट्रेंच की एक निश्चित लंबाई तक खुदाई की जाती है, तो सेक्शन ट्रेंच की खुदाई की जाती है और सेक्शन ट्रेंच के किनारों को फैलाकर स्ट्रिपिंग वर्किंग लाइन बनाई जाती है। खनन प्रक्रिया के दौरान, प्रवेश और निकास ट्रेंच एक तरफ की वर्किंग वॉल के आगे बढ़ने के साथ तब तक चलती है जब तक वर्किंग लाइन अंतिम खनन सीमा तक आगे नहीं बढ़ जाती, और फिर इसे अंतिम तरफ स्थिर कर दिया जाता है।
4. खुले गड्ढे वाली खनन प्रणाली प्रौद्योगिकी
की मुख्य उत्पादन प्रक्रियाखुले गड्ढे खनन प्रणाली का अर्थ इसमें तीन महत्वपूर्ण परियोजनाएँ शामिल हैं: ट्रेंचिंग, स्ट्रिपिंग और खनन; उत्पादन कड़ियों में खनन-परिवहन-निष्कासन (मृदा निष्कासन, अयस्क निष्कासन) शामिल हैं। खनन वह कड़ी है जो सीधे चट्टान परत से जुड़ती है, जिसमें ड्रिलिंग, ब्लास्टिंग, खनन और लोडिंग, परिवहन लाइन स्थानांतरण और अन्य प्रक्रियाएँ शामिल हैं, और यह सबसे महत्वपूर्ण है।खुले गड्ढे मे खननउत्पादन; परिवहन खनन और निष्कासन के बीच की कड़ी है, और यह वह कड़ी है जिसमें सबसे अधिक उपकरण लगते हैं, सबसे अधिक ऊर्जा और जनशक्ति की खपत होती है।खुले गड्ढे मे खननउत्पादन; उत्पादन में उत्पादित सामग्रियों के किफायती और उचित निर्वहन के लिए निर्वहन एक अपरिहार्य आवश्यकता हैखुले गड्ढे मे खनन.
इन तीन मुख्य उत्पादन लिंक के आसपास, सहायक उत्पादन लिंक की एक श्रृंखला भी है, जैसे उपकरण रखरखाव, बिजली आपूर्ति, जल निकासी, आदि।
खुले गड्ढे खनन प्रणाली प्रक्रिया प्रणालियों को निम्न में विभाजित किया जा सकता है: आंतरायिक प्रक्रिया, निरंतर प्रक्रिया और अर्ध-निरंतर प्रक्रिया।
(1) आंतरायिक प्रक्रिया उस प्रक्रिया को कहते हैं जिसमें अयस्क और चट्टान का खनन और परिवहन तीन मुख्य उत्पादन कड़ियों में आंतरायिक रूप से किया जाता है। उदाहरण के लिए: एक यांत्रिक फावड़ा एक ट्रक में एक बार में एक स्कूप भरता है, और एक रेलगाड़ी या कार एक बार में एक ट्रक चट्टान का परिवहन करती है। प्रत्येक भरे गए स्कूप या परिवहन किए गए ट्रक के लिए, उपकरण तदनुसार एक चक्र या अवधि पूरी करता है। इस प्रक्रिया को चक्रीय प्रक्रिया या आवर्ती प्रक्रिया भी कहा जाता है।
(2) सतत प्रक्रिया से तात्पर्य उस प्रक्रिया से है जिसमें अयस्क और चट्टान का खनन और परिवहन निरंतर होता रहता है। बहु-बाल्टी उत्खनन यंत्र और बेल्ट कन्वेयर पर अयस्क और चट्टान का प्रवाह इसी प्रकार होता है। जब तक उपकरण सामान्य रूप से कार्य कर रहा है, अयस्क और चट्टान का यह प्रवाह निर्बाध रूप से जारी रहेगा। इसलिए, इस प्रक्रिया को प्रवाह प्रक्रिया भी कहा जाता है।
(3) अर्ध-निरंतर प्रक्रिया वह प्रक्रिया है जिसमें कुछ उत्पादन कड़ियाँ निरंतर संचालित होती रहती हैं। उदाहरण के लिए, एक प्रक्रिया प्रणाली जिसमें एक यांत्रिक फावड़ा अयस्क और चट्टान को एक कोल्हू में लोड करता है और फिर कुचलने के बाद उसे एक बेल्ट कन्वेयर द्वारा परिवहन करता है, एक विशिष्ट अर्ध-निरंतर प्रक्रिया प्रणाली है।
5. व्यावसायिक शब्द
क. जब किसी चरण पर खनन किया जाता है, तो अयस्क और चट्टान को ऊपर से नीचे तक एक निश्चित मोटाई की क्षैतिज परतों में विभाजित किया जाता है, और स्वतंत्र रूप से खनन किया जाता है
खनन और परिवहन उपकरण। प्रत्येक परत एक निश्चित अग्रिम संबंध बनाए रखती है, इस प्रकार एक चरण आकार बनाती है।
सीढ़ी निम्नलिखित तत्वों से बनी होती है: ऊपरी प्लेट, निचली प्लेट, ढलान, ऊपरी रेखा, निचली रेखा, ऊँचाई और ढलान कोण। सीढ़ी ढलान कोण: सीढ़ी ढलान और क्षैतिज तल के बीच का कोण।
चरणों को इस प्रकार विभाजित किया गया है:
कार्य चरण - खनन और परिवहन उपकरणों की व्यवस्था के लिए सपाट प्लेटों का कार्य करना।
गैर-कार्यशील सीढ़ियाँ - सुरक्षा प्लेटफार्म: गिरती चट्टानों को रोकने और ढलान के कोण को कम करने के लिए उपयोग किया जाता है।
सफाई प्लेटफार्म: गिरते हुए पत्थरों को रोकें और उन्हें सफाई उपकरणों से साफ करें।
परिवहन प्लेटफार्म: कार्य चरणों और पहुंच खाई परिवहन के बीच एक कनेक्शन चैनल के रूप में कार्य करते हैं।
ख. कार्य रेखा - एक अच्छी तरह से तैयार अयस्क चट्टान खंड।
ग. उत्खनन क्षेत्र: खनन के दौरान, सीढ़ियों को कई पट्टियों में विभाजित किया जाता है, जहाँ से एक-एक करके खनन किया जाता है। प्रत्येक खदान की प्रत्येक पट्टी को उत्खनन क्षेत्र कहा जाता है। चौड़ाई... विस्फोट विधि और मापदंडों पर निर्भर करती है; विद्युत फावड़ा... विद्युत फावड़े की उत्खनन और उतराई त्रिज्या पर निर्भर करती है।
घ. खनन क्षेत्र की प्रत्येक पट्टी को कई खंडों में विभाजित किया जा सकता है और खनन के दौरान स्वतंत्र खनन एवं परिवहन उपकरणों से सुसज्जित किया जा सकता है। लंबाई... विद्युतीय फावड़े द्वारा खींची गई खनन कार्य रेखा की लंबाई।
च. खुले गड्ढे वाली सुरंगें: उद्देश्य के अनुसार विभाजित:
(1) प्रवेश खाई... ज़मीन और कार्य स्तर के बीच और प्रत्येक कार्य स्तर के बीच परिवहन संपर्क स्थापित करने के लिए खोदी गई एक झुकी हुई खाई। अनुप्रस्थ काट के आकार के अनुसार: पूरा अनुप्रस्थ काट, एक तरफ खाई।
(2) खुला खंड खाई... खनन कार्य लाइन को खोलने और पहली कार्य लाइन (प्रारंभिक चरण) स्थापित करने के लिए क्षैतिज खाई खोदी गई।
छ. का क्षेत्रफलखुले गड्ढे खनन प्रणालीजहां खुले गड्ढे वाली खनन प्रणाली का संचालन किया गया है या किया जा रहा है, जो सीढ़ियों और खुले गड्ढे वाली सुरंगों द्वारा बनाई गई है।
पहाड़ी खुला गड्ढा: बंद घेरे के ऊपर। अवनमन खुला गड्ढा: बंद घेरे के नीचे।
घटक तत्व:
(1) साइड दीवार: चारों ओर की समग्र सतहखुले गड्ढे खनन प्रणाली, ऊपरी दीवार, निचली दीवार और अंतिम दीवार में विभाजित है।
(2) कार्यशील दीवार: सीढ़ियों से बनी वह पार्श्व दीवार जिसका खनन किया जा रहा है और किया जाएगा।
(3) कार्यशील दीवार ढलान और कार्यशील दीवार ढलान कोण।
(4) अंतिम पार्श्व ढलान कोण: अंतिम दीवार ढलान और क्षैतिज तल के बीच का कोण
(5) अंतिम दीवार ढलान: गैर-कार्यशील दीवार के शीर्ष चरण की शीर्ष रेखा और निचले चरण की निचली रेखा द्वारा बनाया गया काल्पनिक झुकाव वाला विमान।
(6) अंतिम सीमाखुले गड्ढे खनन प्रणाली का अर्थ: ऊपरी और निचली अंतिम सीमा रेखाओं द्वारा परिभाषित स्थिति।
6. मुख्य तकनीकी और आर्थिक संकेतक: स्ट्रिपिंग अनुपात
स्ट्रिपिंग अनुपातखुले गड्ढे खनन प्रणालीएक महत्वपूर्ण तकनीकी और आर्थिक संकेतक है, जो अयस्क खनन की मात्रा, चट्टान और मिट्टी की स्ट्रिपिंग की मात्रा और खदान के उत्पादन पैमाने, सेवा जीवन, उत्पादन लागत आदि से संबंधित है।
स्ट्रिपिंग अनुपात: खनन किये गए अयस्क की प्रति इकाई स्ट्रिपिंग के लिए आवश्यक चट्टान की मात्रा।
स्ट्रिपिंग अनुपात परिवर्तनशील है। डिज़ाइन में परिभाषित ओपन-पिट खनन प्रणाली की सीमा, एक निश्चित समयावधि में, कुछ निश्चित परिस्थितियों में ही एक उचित सीमा है। माप की इकाई m3/m3 या m3/t या t/t में व्यक्त की जाती है।
औसत स्ट्रिपिंग अनुपात: सीमा में चट्टान की कुल मात्रा और अयस्क की कुल मात्रा का अनुपात।
स्तरित स्ट्रिपिंग अनुपात: सीमा के भीतर एक निश्चित क्षैतिज परत में चट्टान की मात्रा और अयस्क की मात्रा का अनुपात।
उत्पादन स्ट्रिपिंग अनुपात: एक निश्चित अवधि में निकाली गई चट्टान की मात्रा और खनन किए गए अयस्क की मात्रा का अनुपात।
सीमा वियोजन अनुपात: सीमा की इकाई गहराई वृद्धि के कारण होने वाली चट्टान वृद्धि का अयस्क वृद्धि से अनुपात।
रिजर्व स्ट्रिपिंग अनुपात: स्ट्रिपिंग अनुपात की गणना भूवैज्ञानिक अन्वेषण रिपोर्ट में उपलब्ध कराए गए अयस्क और चट्टान की मात्रा के आधार पर की जाती है।
कच्चे अयस्क का स्ट्रिपिंग अनुपात: स्ट्रिपिंग अनुपात की गणना खनन के दौरान अयस्क की हानि और कमी से प्राप्त अयस्क और चट्टान की मात्रा के आधार पर की जाती है।
आर्थिक रूप से उचित स्ट्रिपिंग अनुपात: खुले गड्ढे खनन में प्रति इकाई अयस्क आयतन के लिए आर्थिक रूप से अनुमत अधिकतम रॉक स्ट्रिपिंग अनुपात को संदर्भित करता है। खुले गड्ढे खनन सीमा से सटे अयस्क परत की खनन लागत भूमिगत खनन लागत से अधिक नहीं होती है।
