Kalnrūpniecība

Kas ir kalnrūpniecības nozare

Kalnrūpniecības nozare ietver minerālu resursu (piemēram, ogļu, naftas, metālu u. c.) izpēti, ieguvi un pārstrādi, lai apmierinātu enerģijas, rūpniecisko materiālu un infrastruktūras attīstības vajadzības.

Ieguves rūpniecība ietver dabiski sastopamu cietu (piemēram, ogļu un minerālu), šķidru (piemēram, jēlnaftas) vai gāzveida (piemēram, dabasgāzes) minerālu ieguvi. Tas ietver pazemes vai atklātas ieguves rūpniecību, raktuvju ekspluatāciju un visas palīgdarbības, kas parasti tiek veiktas raktuvju teritorijā vai tās tuvumā, piemēram, drupināšanu, malšanu, bagātināšanu un apstrādi, kuru mērķis ir sagatavot izejvielas. Tas ietver arī būtisku pārstrādi tirgojamu produktu ražošanai. Tādas darbības kā ūdens savākšana/attīrīšana/sadalīšana, ģeoloģiskā izpēte un būvniecības inženierija nav iekļautas.

Nozares klasifikācija (pamatojoties uz GB/T4754-2017)

Kalnrūpniecības nozare tiek klasificēta šādi:

•Ogļu ieguve un mazgāšana: ogļu resursu ieguve un pārstrāde.

•Naftas un dabasgāzes ieguve: Jēlnaftas un dabasgāzes ieguve sauszemē un jūrā.

•Melno/krāsaino metālu rūdu ieguve: melno metālu (dzelzs, mangāna, hroma) un krāsaino metālu (vara, svina, cinka u. c.) ieguve.

•Nemetālisko minerālu ieguve: Nemetālisko minerālu, piemēram, smilšu, grants un ķīmisko rūdu, ieguve.

•Kalnrūpniecības atbalsta darbības: tehniskā atbalsta un loģistikas pakalpojumu sniegšana ieguves darbiem.

•Cita ieguves rūpniecība: Ietver specializētus resursus, piemēram, ģeotermālo enerģiju un minerālūdeni.

Nozares ķēdes struktūra

Ieguves rūpniecības vērtību ķēde ietver izpēti, ieguvi, apstrādi (piemēram, rūdas apstrādi, kausēšanu) un resursu pārstrādi, nodrošinot pamata izejvielas rūpnieciskajām sistēmām.

Darbības izaicinājumi ieguves rūpniecībā

Ieguves rūpniecība ir galvenā vārstu un cauruļvadu pielietojuma joma, kur skarbi ekspluatācijas apstākļi tieši ietekmē cauruļvadu izvēli, konstrukciju un kalpošanas laiku. Tālāk ir sniegta sistemātiska cauruļvadu ieguves izaicinājumu analīze četrās dimensijās ar pamatojošiem datiem un piemēriem:

I. Materiāla raksturojums: augsta cietība, spēcīga nodiluma pakāpe, daudzfāžu plūsma

•Materiāla cietība un daļiņu izmērs:

Rūdas veidi:Metālu rūdām (Fe, Cu, Pb-Zn) parasti ir augsta Mosa cietība (6–8). Nemetāliskās rūdas (fosfāts, fluorīts) ir mīkstākas (Mohs 3–5), bet atlikumi bieži satur augstas cietības piemaisījumus, piemēram, kvarcu.

Daļiņu sadalījums:Sasmalcināta rūda: 10–50 mm; Atkritumi: 0,1–5 mm; Malta rūda: <0,074 mm (pulverveida masas transportēšana).

Trieciena efekts:Lielas daļiņas (>20 mm) izraisa "rievojuma nodilumu" lielā ātrumā plūsmās; mazas daļiņas (<5 mm) izraisa "rievojuma nodilumu". Kopā tās ievērojami saīsina cauruļvada kalpošanas laiku.

•Pārvadītā multivides stāvokļa:

Cietvielu-šķidruma plūsma (virsmas):Slapjā apstrādē suspensijas cietvielu saturs sasniedz 30–60 % (piemēram, vara flotācijas atlikumi). Šķidrie nesēji (ūdens/ķīmiskās vielas) paātrina daļiņu eroziju.

Gāzes-cietvielas plūsma:Sausajā apstrādē/putekļu kontrolē gaisa ātrums 15–30 m/s padara smalkās daļiņas (ogļu/rūdas putekļus) 3–5 reizes erozīvākas nekā suspensijā.

Kodīgums:Sulfīdus (piemēram, pirītu) saturošas suspensijas mitros apstākļos veido skābu vidi (pH <4), paātrinot metālu koroziju.

II. Darbības vide: Ekstrēmi apstākļi un sarežģītība

•Temperatūra un spiediens:

Temperatūras svārstības:Pazemē: 5–35 °C; malšanas iekārtas (mehāniskā karsēšana): >50 °C; hidrotermālās atradnes: >80 °C.

Spiediena ietekme:Sūkņa spiediens 100–300 m (spiediens 1–3 MPa). Pēkšņas spiediena izmaiņas līkumos pastiprina daļiņu triecienu.

•Mehāniskās vibrācijas un uzstādīšanas ierobežojumi:

Vibrācijas avoti:Drupinātāji, lodīšu dzirnavas (10–50 Hz frekvence, 2–10 mm amplitūda) atbrīvo cauruļu savienojumus un rada noguruma plaisas metinājuma malās.

Vietas ierobežojumi:Šauriem pazemes tuneļiem ir nepieciešami cieši līkumi (rādiuss R ≤ 5D), kur nodiluma ātrums ir 5–8 reizes lielāks nekā taisniem posmiem.

III. Iekārtu stāvokļi: liela slodze un nepārtraukta darbība

•Transportēšanas sistēmas parametri:

Plūsmas ātrums un ātrums:Rupja rūda: 3–5 m/s; smalka suspensija: 1,5–3 m/s. Vienas līnijas jauda: 1000–3000 m³/h, prasīga augsta spiediena izturība un nodilumizturība.

Pārvadāšanas attālums:Atklātā karjerā: vairāki km; Pazemē: 500–2000 m. Lieli attālumi izraisa kumulatīvu nodilumu.

•Start-Stop cikli un apkope:

Bieža riteņbraukšana:Procesa pielāgošana atkarībā no rūdas kvalitātes nozīmē 10–20 ieslēgšanas/apturēšanas reizes dienā. Īslaicīgi spiediena lēcieni (hidrauliskie triecieni) sasniedz 2–3 reizes lielāku spiedienu nekā darba spiediens.

Īsi apkopes periodi:Augsta ražošanas nepārtrauktība ierobežo ikgadējās dīkstāves līdz <15 dienām, kas prasa ātru cauruļvadu nomaiņu.