Рударство

Шта је рударска индустрија

Рударска индустрија обухвата истраживање, вађење и прераду минералних ресурса (као што су угаљ, нафта, метали итд.) како би се задовољиле потребе за енергијом, индустријским материјалом и развојем инфраструктуре.

Рударство обухвата вађење природних чврстих (нпр. угаљ и минерали), течних (нпр. сирова нафта) или гасовитих (нпр. природни гас) минерала. Ово укључује подземно или површинско копање, рад рудника и све помоћне активности прераде које се обично спроводе на или у близини локације рудника – као што су дробљење, млевење, обогаћивање и третман – усмерене на припрему сировина. Такође обухвата неопходну прераду за производе који се могу наћи на тржишту. Активности попут сакупљања/пречишћавања/дистрибуције воде, геолошког истраживања и грађевинског инжењерства су искључене.

Класификација индустрије (на основу GB/T4754-2017)

Рударски сектор је класификован на следећи начин:

•Рударство и прање угља: Вађење и прерада ресурса угља.

•Вађење нафте и природног гаса: Вађење сирове нафте и природног гаса на копну и на мору.

•Вађење руде црних/обојних метала: Вађење црних метала (гвожђе, манган, хром) и обојених метала (бакар, олово, цинк, итд.).

•Рударство неметала: Вађење неметалних минерала попут песка, шљунка и хемијских руда.

•Активности подршке рударству: Пружање техничке подршке и логистичких услуга за вађење.

•Остало рударство: Покрива специјализоване ресурсе попут геотермалне енергије и минералне воде.

Структура индустријског ланца

Ланац вредности у рударству обухвата истраживање, вађење, прераду (нпр. обогаћивање руде, топљење) и рециклажу ресурса, обезбеђујући основне сировине за индустријске системе.

Оперативни изазови у рударству

Рударство је кључна област примене вентила и цевовода, где тешки услови рада директно утичу на избор, пројектовање и век трајања цевовода. У наставку је дата систематска анализа изазова рударства за цевоводе у четири димензије, са пратећим подацима и примерима:

I. Карактеристике медија: Висока тврдоћа, јака абразија, вишефазни ток

•Тврдоћа материјала и величина честица:

Врсте руде:Металне руде (Fe, Cu, Pb-Zn) обично имају високу Мосову тврдоћу (6-8). Неметалне руде (фосфат, флуорит) су мекше (Мосова 3-5), али јаловина често садржи нечистоће високе тврдоће попут кварца.

Расподела честица:Дробљена руда: 10-50 мм; Јаловина: 0,1-5 мм; Млевена руда: <0,074 мм (транспорт праха).

Ефекат удара:Велике честице (>20 мм) изазивају „хабање услед жлебљења“ код протока велике брзине; мале честице (<5 мм) изазивају „хабање услед жлебљења“. Заједно, оне драстично скраћују век трајања цевовода.

•Пренесено стање медија:

Проток чврсте материје и течности (суспензија):Код мокрог процеса, садржај чврстих материја у суспензији достиже 30%-60% (нпр. јаловина флотације бакра). Течни носачи (вода/хемикалије) убрзавају ерозију честица.

Проток гаса и чврсте материје:Код суве обраде/контроле прашине, брзине ваздуха од 15-30 м/с чине фине честице (прашину угља/руде) 3-5 пута ерозивнијим него у суспензији.

Корозивност:Суспендовани раствори који садрже сулфиде (нпр. пирит) у влажним условима формирају киселе средине (pH <4), убрзавајући корозију метала.

II. Оперативно окружење: Екстремни услови и сложености

•Температура и притисак:

Флуктуација температуре:Под земљом: 5-35°C; Постројења за млевење (механичка топлота): >50°C; Хидротермална налазишта: >80°C.

Утицај притиска:Висине пумпе од 100-300 м (притисак 1-3 МПа). Нагле промене притиска на кривинама интензивирају удар честица.

•Механичке вибрације и ограничења инсталације:

Извори вибрација:Дробилице, куглични млинови (фреквенција 10-50 Hz, амплитуда 2-10 mm) олабављују спојеве цеви и изазивају пукотине услед замора на ивицама завара.

Ограничења простора:Уски подземни тунели захтевају оштре кривине (полупречник R ≤ 5D), где су стопе хабања 5-8 пута веће него код правих деоница.

III. Услови опреме: Велико оптерећење и континуирани рад

•Параметри транспортног система:

Брзина и брзина протока:Крупна руда: 3-5 м/с; Фина суспензија: 1,5-3 м/с. Капацитет једне линије: 1000-3000 м³/х, захтева високу отпорност на притисак и отпорност на хабање.

Удаљеност превоза:Површински коп: неколико км; Подземље: 500-2000 м. Велике удаљености узрокују кумулативно хабање.

•Старт-Стоп циклуси и одржавање:

Често возити бицикл:Прилагођавања процеса на основу квалитета руде доводе до 10-20 дневних покретања/заустављања. Пролазни удари притиска (водени чекић) достижу 2-3 пута већи радни притисак.

Кратки прозори за одржавање:Висок континуитет производње ограничава годишње застоје на <15 дана, што захтева брзу замену цевовода.