खनन

खनन उद्योग क्या है?

खनन उद्योग में ऊर्जा, औद्योगिक सामग्री और बुनियादी ढांचे के विकास की मांगों को पूरा करने के लिए खनिज संसाधनों (जैसे कोयला, पेट्रोलियम, धातु आदि) की खोज, निष्कर्षण और प्रसंस्करण शामिल है।

खनन में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले ठोस (जैसे कोयला और खनिज), तरल (जैसे कच्चा तेल) या गैसीय (जैसे प्राकृतिक गैस) खनिजों का निष्कर्षण शामिल है। इसमें भूमिगत या खुली खदानों में खनन, खदान संचालन और कच्चे माल तैयार करने के उद्देश्य से खदान स्थल पर या उसके आस-पास की जाने वाली सभी सहायक प्रसंस्करण गतिविधियाँ शामिल हैं – जैसे कि कुचलना, पीसना, संवर्धन और उपचार। इसमें विपणन योग्य उत्पादों के लिए आवश्यक प्रसंस्करण भी शामिल है। जल संग्रहण/शुद्धिकरण/वितरण, भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण और निर्माण इंजीनियरिंग जैसी गतिविधियाँ इसमें शामिल नहीं हैं।

उद्योग वर्गीकरण (GB/T4754-2017 पर आधारित)

खनन क्षेत्र को निम्नलिखित प्रकार से वर्गीकृत किया गया है:

•कोयला खनन और धुलाई: कोयला संसाधनों का निष्कर्षण और प्रसंस्करण।

•पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैस निष्कर्षण: कच्चे तेल और प्राकृतिक गैस का स्थलीय और अपतटीय निष्कर्षण।

•लौह/अलौह धातु अयस्क खनन: लौह धातुओं (लोहा, मैंगनीज, क्रोमियम) और अलौह धातुओं (तांबा, सीसा, जस्ता, आदि) का निष्कर्षण।

•अधात्विक खनन: रेत, बजरी और रासायनिक अयस्कों जैसे अधात्विक खनिजों का निष्कर्षण।

•खनन संबंधी सहायक गतिविधियाँ: खनन के लिए तकनीकी सहायता और लॉजिस्टिकल सेवाएं प्रदान करना।

•अन्य खनन: इसमें भूतापीय ऊर्जा और खनिज जल जैसे विशेष संसाधन शामिल हैं।

उद्योग श्रृंखला संरचना

खनन मूल्य श्रृंखला में अन्वेषण, निष्कर्षण, प्रसंस्करण (जैसे अयस्क का परिष्करण, गलाने की प्रक्रिया) और संसाधन पुनर्चक्रण शामिल हैं, जो औद्योगिक प्रणालियों के लिए मूलभूत कच्चे माल प्रदान करते हैं।

खनन में परिचालन संबंधी चुनौतियाँ

खनन, वाल्व और पाइपलाइनों का एक प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्र है, जहाँ कठोर परिचालन परिस्थितियाँ पाइपलाइन के चयन, डिज़ाइन और जीवनकाल को सीधे प्रभावित करती हैं। नीचे पाइपलाइनों के लिए खनन संबंधी चुनौतियों का चार आयामों में व्यवस्थित विश्लेषण, सहायक डेटा और उदाहरणों के साथ प्रस्तुत किया गया है:

I. माध्यम की विशेषताएं: उच्च कठोरता, अत्यधिक घर्षण, बहु-चरणीय प्रवाह

•पदार्थ की कठोरता और कण का आकार:

अयस्क के प्रकार:धातु अयस्कों (Fe, Cu, Pb-Zn) की मोह्स कठोरता आमतौर पर उच्च (6-8) होती है। अधात्विक अयस्क (फॉस्फेट, फ्लोराइट) नरम (मोह्स 3-5) होते हैं, लेकिन इनमें अक्सर क्वार्ट्ज जैसी उच्च कठोरता वाली अशुद्धियाँ पाई जाती हैं।

कण वितरण:कुचला हुआ अयस्क: 10-50 मिमी; अपशिष्ट पदार्थ: 0.1-5 मिमी; पिसा हुआ अयस्क: <0.074 मिमी (पाउडर परिवहन)।

प्रभाव:तेज़ बहाव में बड़े कण (>20 मिमी) "गॉजिंग वियर" का कारण बनते हैं; छोटे कण (<5 मिमी) "ग्रूविंग वियर" का कारण बनते हैं। इन दोनों के संयोजन से पाइपलाइन का जीवनकाल काफी कम हो जाता है।

•मीडिया द्वारा व्यक्त की गई स्थिति:

ठोस-तरल प्रवाह (स्लरी):गीली प्रक्रिया में, घोल में ठोस पदार्थों की मात्रा 30%-60% तक पहुँच जाती है (उदाहरण के लिए, तांबा प्लवन अपशिष्ट)। तरल वाहक (पानी/रसायन) कणों के क्षरण को तेज करते हैं।

गैस-ठोस प्रवाह:शुष्क प्रसंस्करण/धूल नियंत्रण में, 15-30 मीटर/सेकंड की वायु गति महीन कणों (कोयला/अयस्क की धूल) को घोल की तुलना में 3-5 गुना अधिक क्षरणकारी बनाती है।

संक्षारणशीलता:सल्फाइड (जैसे, पाइराइट) युक्त घोल नम परिस्थितियों में अम्लीय माध्यम (पीएच <4) बनाते हैं, जिससे धातु का क्षरण तेज हो जाता है।

II. परिचालन वातावरण: चरम स्थितियाँ और जटिलताएँ

•तापमान और दबाव:

तापमान में उतार-चढ़ाव:भूमिगत: 5-35°C; पीसने वाले संयंत्र (यांत्रिक ताप): >50°C; जलतापीय निक्षेप: >80°C।

दबाव का प्रभाव:पंप का शीर्ष 100-300 मीटर (1-3 एमपीए दबाव) होता है। मोड़ों पर अचानक दबाव परिवर्तन से कणों का प्रभाव तीव्र हो जाता है।

•यांत्रिक कंपन और स्थापना संबंधी बाधाएँ:

कंपन के स्रोत:क्रशर और बॉल मिल (10-50 हर्ट्ज आवृत्ति, 2-10 मिमी आयाम) पाइप कनेक्शन को ढीला कर देते हैं और वेल्ड किनारों पर थकान दरारें पैदा करते हैं।

स्थान की सीमाएं:संकरी भूमिगत सुरंगों में तंग मोड़ (त्रिज्या R ≤ 5D) की आवश्यकता होती है, जहां घिसाव की दर सीधे खंडों की तुलना में 5-8 गुना अधिक होती है।

III. उपकरण की स्थितियाँ: उच्च भार और निरंतर संचालन

•परिवहन प्रणाली के पैरामीटर:

प्रवाह वेग और दर:मोटे अयस्क: 3-5 मीटर/सेकंड; महीन घोल: 1.5-3 मीटर/सेकंड। एकल लाइन क्षमता: 1000-3000 घन मीटर/घंटा, जिसमें उच्च दबाव प्रतिरोध और घिसाव प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।

परिवहन दूरी:खुली खदान: कई किलोमीटर; भूमिगत: 500-2000 मीटर। लंबी दूरी के कारण समय के साथ घिसाव बढ़ता जाता है।

•स्टार्ट-स्टॉप चक्र और रखरखाव:

बार-बार साइकिल चलाना:अयस्क की गुणवत्ता के आधार पर प्रक्रिया में किए जाने वाले समायोजन के कारण प्रतिदिन 10-20 बार प्रक्रिया शुरू/बंद करनी पड़ती है। क्षणिक दबाव वृद्धि (वॉटर हैमर) कार्यशील दबाव से 2-3 गुना तक पहुंच जाती है।

कम समय के रखरखाव के लिए निर्धारित अवधि:उच्च उत्पादन निरंतरता वार्षिक शटडाउन को 15 दिनों से कम तक सीमित करती है, जिसके लिए पाइपलाइन को तेजी से बदलने की आवश्यकता होती है।