खाणकाम

खाणकाम उद्योग म्हणजे काय?

खाण उद्योगामध्ये ऊर्जा, औद्योगिक साहित्य आणि पायाभूत सुविधांच्या विकासाच्या मागण्या पूर्ण करण्यासाठी खनिज संसाधनांचे (जसे की कोळसा, पेट्रोलियम, धातू इत्यादी) अन्वेषण, उत्खनन आणि प्रक्रिया यांचा समावेश होतो.

खाणकामामध्ये नैसर्गिकरित्या आढळणाऱ्या घन (उदा., कोळसा आणि खनिजे), द्रव (उदा., कच्चे तेल) किंवा वायू (उदा., नैसर्गिक वायू) खनिजांचे निष्कर्षण समाविष्ट आहे. यामध्ये भूमिगत किंवा खुल्या खाणी, खाणकाम आणि कच्चा माल तयार करण्याच्या उद्देशाने खाण परिसरात किंवा त्याच्या जवळ सामान्यतः केल्या जाणाऱ्या सर्व पूरक प्रक्रियांचा समावेश होतो – जसे की, खनिजे बारीक करणे, दळणे, शुद्धीकरण आणि प्रक्रिया करणे. यामध्ये विक्रीयोग्य उत्पादनांसाठी आवश्यक असलेल्या प्रक्रियेचाही समावेश आहे. पाणी संकलन/शुद्धीकरण/वितरण, भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण आणि बांधकाम अभियांत्रिकी यांसारख्या कामांचा यात समावेश नाही.

उद्योग वर्गीकरण (जीबी/टी४७५४-२०१७ वर आधारित)

खाणकाम क्षेत्राचे वर्गीकरण खालीलप्रमाणे केले जाते:

•कोळसा खाणकाम आणि धुलाई: कोळसा संसाधनांचे उत्खनन आणि प्रक्रिया.

•पेट्रोलियम आणि नैसर्गिक वायूचे उत्खनन: कच्चे तेल आणि नैसर्गिक वायूचे भूपृष्ठीय आणि सागरी उत्खनन.

•लोहयुक्त/लोहविरहित धातूंच्या खनिजांचे खाणकाम: लोहयुक्त धातू (लोह, मॅंगनीज, क्रोमियम) आणि लोहविरहित धातू (तांबे, शिसे, जस्त, इत्यादी) यांचे निष्कर्षण.

•अधातू खाणकाम: वाळू, खडी आणि रासायनिक खनिजे यांसारख्या अधातू खनिजांचे उत्खनन.

•खाणकाम सहाय्यक उपक्रम: उत्खननासाठी तांत्रिक सहाय्य आणि लॉजिस्टिक सेवा प्रदान करणे.

•इतर खाणकाम: यामध्ये भूऔष्णिक ऊर्जा आणि खनिज पाणी यांसारख्या विशेष संसाधनांचा समावेश होतो.

उद्योग साखळी संरचना

खाणकाम मूल्य साखळीमध्ये अन्वेषण, उत्खनन, प्रक्रिया (उदा. धातुक शुद्धीकरण, प्रगलन) आणि संसाधन पुनर्चक्रीकरण यांचा समावेश होतो, ज्यामुळे औद्योगिक प्रणालींसाठी पायाभूत कच्चा माल पुरवला जातो.

खाणकामातील परिचालन आव्हाने

खाणकाम हे व्हॉल्व्ह आणि पाइपलाइनसाठी एक प्रमुख उपयोजन क्षेत्र आहे, जिथे खडतर कार्यान्वयन परिस्थितीचा पाइपलाइनची निवड, रचना आणि आयुर्मान यावर थेट परिणाम होतो. खाली चार आयामांमधील पाइपलाइनसमोरील खाणकामाच्या आव्हानांचे, आधारभूत डेटा आणि उदाहरणांसह, एक पद्धतशीर विश्लेषण दिले आहे:

I. माध्यमाची वैशिष्ट्ये: उच्च कठीणता, तीव्र घर्षण, बहु-प्रावस्था प्रवाह

•पदार्थाची कठीणता आणि कणांचा आकार:

खनिजांचे प्रकार:धातूंच्या खनिजांची (लोह, तांबे, शिसे-जस्त) मोह्स कठीणता सामान्यतः जास्त (६-८) असते. अधातू खनिजे (फॉस्फेट, फ्लोराइट) कमी कठीण (मोह्स ३-५) असतात, परंतु टाकाऊ पदार्थांमध्ये अनेकदा क्वार्ट्जसारख्या उच्च-कठीणतेच्या अशुद्धी आढळतात.

कणांचे वितरण:ठेचलेले धातुक: 10-50 मिमी; अवशेष: 0.1-5 मिमी; दळलेले धातुक: <0.074 मिमी (पावडर वहन).

परिणाम:मोठ्या कणांमुळे (>२० मिमी) जास्त वेगाच्या प्रवाहात 'गौगिंग वेअर' (खाचा पडणे) होते; लहान कणांमुळे (<५ मिमी) 'ग्रूव्हिंग वेअर' (खाच पडणे) होते. एकत्रितपणे, ते पाईपलाईनचे आयुष्य मोठ्या प्रमाणात कमी करतात.

•माध्यमांनी दिलेली माहिती:

घन-द्रव प्रवाह (स्लरी):ओल्या प्रक्रियेमध्ये, स्लरीमधील घन पदार्थांचे प्रमाण ३०% ते ६०% पर्यंत पोहोचते (उदा., कॉपर फ्लोटेशन टेलिंग्ज). द्रव वाहक (पाणी/रसायने) कणांची झीज होण्यास गती देतात.

वायू-घन प्रवाह:कोरड्या प्रक्रियेत/धूळ नियंत्रणात, १५-३० मी/से वेगाच्या हवेमुळे बारीक कण (कोळसा/खनिजाची धूळ) स्लरीच्या तुलनेत ३-५ पट अधिक क्षरणकारी बनतात.

क्षरणक्षमता:सल्फाइड (उदा., पायराइट) असलेले स्लरी दमट परिस्थितीत आम्लधर्मी माध्यम (पीएच <४) तयार करतात, ज्यामुळे धातूंचे क्षरण वाढते.

II. कार्यान्वयन वातावरण: अत्यंत कठीण परिस्थिती आणि गुंतागुंत

•तापमान आणि दाब:

तापमानातील चढउतार:भूमिगत: ५-३५°से; दळण संयंत्रे (यांत्रिक उष्णता): >५०°से; जलऔष्णिक साठे: >८०°से.

दाबाचा परिणाम:पंप हेड १००-३०० मीटर (१-३ एमपीए दाब). वळणांवर दाबातील अचानक बदलांमुळे कणांचा आघात तीव्र होतो.

•यांत्रिक कंपन आणि स्थापनेतील मर्यादा:

कंपनाचे स्रोत:क्रशर, बॉल मिल (10-50 Hz वारंवारता, 2-10 mm अॅम्प्लिट्यूड) पाईपचे जोड सैल करतात आणि वेल्डच्या कडांवर थकव्यामुळे तडे निर्माण करतात.

जागेची मर्यादा:अरुंद भुयारी बोगद्यांमध्ये तीव्र वळणे (त्रिज्या R ≤ 5D) आवश्यक असतात, जिथे झीजेचा दर सरळ भागांपेक्षा ५-८ पट जास्त असतो.

III. उपकरणांची स्थिती: उच्च भार आणि सतत कार्यान्वयन

•वहन प्रणालीचे मापदंड:

प्रवाहाचा वेग आणि दर:जाडसर धातुक: ३-५ मी/से; बारीक स्लरी: १.५-३ मी/से. एकल लाइन क्षमता: १०००-३००० मी³/तास, ज्यासाठी उच्च दाब प्रतिरोध आणि झीज प्रतिरोध आवश्यक असतो.

वाहतुकीचे अंतर:खुली खाण: अनेक किमी; भूमिगत: ५००-२००० मीटर. जास्त अंतरामुळे संचयी झीज होते.

•सुरू-थांबा चक्र आणि देखभाल:

वारंवार सायकलिंग:खनिजाच्या दर्जावर आधारित प्रक्रियेतील बदलांमुळे दररोज १०-२० वेळा प्रक्रिया सुरू-बंद करावी लागते. तात्पुरते दाबाचे झटके (वॉटर हॅमर) कार्यरत दाबाच्या २-३ पटींपर्यंत पोहोचतात.

अल्पकालीन देखभाल कालावधी:उत्पादनातील उच्च सातत्यामुळे वार्षिक शटडाउन १५ दिवसांपेक्षा कमी राहतो, ज्यामुळे पाइपलाइनची तातडीने पुनर्स्थापना करणे आवश्यक ठरते.