כְּרִיָה

מהי תעשיית הכרייה

תעשיית הכרייה כוללת את החיפוש, ההפקה והעיבוד של משאבים מינרליים (כגון פחם, נפט, מתכות וכו') כדי לענות על דרישות האנרגיה, החומרים התעשייתיים ופיתוח התשתיות.

כרייה כוללת הפקת מינרלים מוצקים (למשל, פחם ומינרלים), נוזליים (למשל, נפט גולמי) או גזיים (למשל, גז טבעי) המופיעים באופן טבעי. זה כולל כרייה תת-קרקעית או בבור פתוח, הפעלת מכרות וכל פעילויות העיבוד הנלוות המבוצעות בדרך כלל באתר המכרה או בסמוך לו - כגון ריסוק, טחינה, הטמעה וטיפול - שמטרתן הכנת חומרי גלם. זה מכסה גם עיבוד חיוני למוצרים שיווקיים. פעילויות כמו איסוף/טיהור/חלוקת מים, סקרים גיאולוגיים והנדסת בנייה אינן נכללות בקטגוריה.

סיווג תעשייתי (מבוסס על GB/T4754-2017)

מגזר הכרייה מסווג כדלקמן:

•כריית פחם ושטיפה: הפקה ועיבוד של משאבי פחם.

•הפקת נפט וגז טבעי: הפקה יבשתית וימית של נפט גולמי וגז טבעי.

•כריית עפרות מתכות ברזליות/אל ברזליות: הפקת מתכות ברזליות (ברזל, מנגן, כרום) ומתכות אל ברזליות (נחושת, עופרת, אבץ וכו').

•כרייה לא מתכתית: הפקת מינרלים לא מתכתיים כמו חול, חצץ ועפרות כימיות.

•פעילויות תמיכה בכרייה: מתן תמיכה טכנית ושירותים לוגיסטיים לצורך כרייה.

•כרייה אחרת: מכסה משאבים מיוחדים כמו אנרגיה גיאותרמית ומים מינרליים.

מבנה שרשרת התעשייה

שרשרת הערך של הכרייה כוללת חיפוש, הפקה, עיבוד (למשל, עיבוש עפרות, התכה) ומיחזור משאבים, המספקים חומרי גלם בסיסיים למערכות תעשייתיות.

אתגרים תפעוליים בכרייה

כרייה היא תחום יישום מרכזי עבור שסתומים וצנרת, כאשר תנאי תפעול קשים משפיעים ישירות על בחירת הצנרת, תכנוןה ותוחלת החיים שלה. להלן ניתוח שיטתי של אתגרי כרייה עבור צנרת על פני ארבעה ממדים, עם נתונים ודוגמאות תומכים:

א. מאפייני מדיה: קשיות גבוהה, שחיקה קשה, זרימה רב-פאזית

•קשיות חומר וגודל חלקיקים:

סוגי עפרות:עפרות מתכת (Fe, Cu, Pb-Zn) בדרך כלל בעלות קשיות מוס גבוהה (6-8). עפרות לא מתכתיות (פוספט, פלואוריט) רכות יותר (מוס 3-5), אך פסולת מכילה לעתים קרובות זיהומים בעלי קשיות גבוהה כמו קוורץ.

התפלגות חלקיקים:עפרה כתושה: 10-50 מ"מ; פסולת: 0.1-5 מ"מ; עפרה טחונה: <0.074 מ"מ (הובלת אבקה).

אפקט השפעה:חלקיקים גדולים (מעל 20 מ"מ) גורמים ל"שחיקה" בזרימות במהירות גבוהה; חלקיקים קטנים (פחות מ-5 מ"מ) גורמים ל"שחיקה של חריצים". יחד, הם מקצרים באופן דרסטי את חיי הצינור.

•מצב המדיה המועברת:

זרימה מוצקה-נוזלית (סלארי):בעיבוד רטוב, תכולת מוצקי התרחיף מגיעה ל-30%-60% (למשל, שאריות נחושת). נשאים נוזליים (מים/כימיקלים) מאיצים את שחיקת החלקיקים.

זרימת גז-מוצק:בעיבוד יבש/בקרת אבק, מהירויות אוויר של 15-30 מטר/שנייה הופכות את החלקיקים העדינים (אבק פחם/עפרות) לגרועים פי 3-5 יותר מאשר בתרחיף.

קורוזיביות:תרחיפים המכילים סולפידים (למשל, פיריט) יוצרים מדיה חומצית (pH <4) בתנאים לחים, מה שמאיץ את קורוזיית המתכת.

II. סביבת הפעלה: תנאים קיצוניים ומורכבויות

•טמפרטורה ולחץ:

תנודות טמפרטורה:תת-קרקעי: 5-35°C; מפעלי טחינה (חום מכני): >50°C; משקעים הידרותרמיים: >80°C.

השפעת לחץ:ראשי משאבה של 100-300 מטר (לחץ של 1-3 מגה פסקל). שינויי לחץ פתאומיים בכיפופים מעצימים את פגיעת החלקיקים.

•רטט מכני ואילוצי התקנה:

מקורות רטט:מכונות ריסוק וטחנות כדוריות (תדר 10-50 הרץ, משרעת 2-10 מ"מ) משחררות חיבורי צינורות וגורמות לסדקים בעייפות בקצוות הריתוך.

מגבלות מקום:מנהרות תת-קרקעיות צרות מחייבות כיפופים חדים (רדיוס R ≤ 5D), שבהם שיעורי הבלאי גבוהים פי 5-8 מאשר מקטעים ישרים.

ג. תנאי ציוד: עומס גבוה ופעולה רציפה

•פרמטרים של מערכת שינוע:

מהירות וקצב זרימה:עפרה גסה: 3-5 מטר/שנייה; תרחיף דק: 1.5-3 מטר/שנייה. קיבולת קו בודד: 1000-3000 מ"ק/שעה, הדורש עמידות גבוהה בלחץ ובבלאי.

מרחק שינוע:בור פתוח: מספר ק"מ; תת קרקעי: 500-2000 מטר. מרחקים ארוכים גורמים לבלאי מצטבר.

•מחזורי התחלה-עצירה ותחזוקה:

רכיבה על אופניים תכופה:התאמות תהליך המבוססות על רמת העפרה מובילות ל-10-20 התחלות/עצירות יומיות. עליות לחץ חולפות (פטיש מים) מגיעות לפי 2-3 מלחץ העבודה.

חלונות תחזוקה קצרים:רציפות ייצור גבוהה מגבילה את ההשבתות השנתיות לפחות מ-15 ימים, מה שמחייב החלפה מהירה של הצינורות.