การทำเหมือง

อุตสาหกรรมเหมืองแร่คืออะไร

อุตสาหกรรมเหมืองแร่ครอบคลุมการสำรวจ การสกัด และการแปรรูปทรัพยากรแร่ (เช่น ถ่านหิน ปิโตรเลียม โลหะ ฯลฯ) เพื่อตอบสนองความต้องการด้านพลังงาน วัสดุอุตสาหกรรม และการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน

การทำเหมืองเกี่ยวข้องกับการสกัดแร่ธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ไม่ว่าจะเป็นของแข็ง (เช่น ถ่านหินและแร่ธาตุต่างๆ) ของเหลว (เช่น น้ำมันดิบ) หรือก๊าซ (เช่น ก๊าซธรรมชาติ) ซึ่งรวมถึงการทำเหมืองใต้ดินหรือเหมืองเปิด การดำเนินงานเหมือง และกิจกรรมการแปรรูปเสริมทั้งหมดที่มักดำเนินการ ณ หรือใกล้กับบริเวณเหมือง เช่น การบด การโม่ การเพิ่มคุณภาพ และการบำบัด เพื่อเตรียมวัตถุดิบ นอกจากนี้ยังครอบคลุมถึงการแปรรูปที่จำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์ที่สามารถจำหน่ายได้ กิจกรรมต่างๆ เช่น การเก็บรวบรวม/การทำความบริสุทธิ์/การจ่ายน้ำ การสำรวจทางธรณีวิทยา และวิศวกรรมก่อสร้าง ไม่รวมอยู่ในขอบเขตของการทำเหมือง

การจำแนกประเภทอุตสาหกรรม (อ้างอิงตามมาตรฐาน GB/T4754-2017)

ภาคเหมืองแร่แบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ดังนี้:

•การทำเหมืองถ่านหินและการล้างถ่านหิน: การสกัดและการแปรรูปทรัพยากรถ่านหิน

•การสกัดปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ: การสกัดน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติทั้งบนบกและในทะเล

•การทำเหมืองแร่โลหะเหล็ก/โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก: การสกัดโลหะเหล็ก (เหล็ก แมงกานีส โครเมียม) และโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก (ทองแดง ตะกั่ว สังกะสี ฯลฯ)

•การทำเหมืองแร่ที่ไม่ใช่โลหะ: การสกัดแร่ธาตุที่ไม่ใช่โลหะ เช่น ทราย กรวด และแร่เคมี

•กิจกรรมสนับสนุนการทำเหมือง: การจัดหาการสนับสนุนทางเทคนิคและบริการด้านโลจิสติกส์สำหรับการสกัดแร่

•การทำเหมืองประเภทอื่น: ครอบคลุมทรัพยากรเฉพาะทาง เช่น พลังงานความร้อนใต้พิภพและน้ำแร่

โครงสร้างห่วงโซ่อุตสาหกรรม

ห่วงโซ่คุณค่าของการทำเหมืองประกอบด้วยการสำรวจ การสกัด การแปรรูป (เช่น การแต่งแร่ การถลุงแร่) และการรีไซเคิลทรัพยากร ซึ่งเป็นวัตถุดิบพื้นฐานสำหรับระบบอุตสาหกรรม

ความท้าทายในการดำเนินงานในอุตสาหกรรมเหมืองแร่

การทำเหมืองเป็นพื้นที่ใช้งานหลักสำหรับวาล์วและท่อส่ง ซึ่งสภาพการทำงานที่รุนแรงส่งผลโดยตรงต่อการเลือกใช้ท่อส่ง การออกแบบ และอายุการใช้งาน ด้านล่างนี้คือการวิเคราะห์อย่างเป็นระบบเกี่ยวกับความท้าทายในการทำเหมืองสำหรับท่อส่งในสี่มิติ พร้อมข้อมูลและตัวอย่างประกอบ:

I. คุณลักษณะของตัวกลาง: ความแข็งสูง, การเสียดสีรุนแรง, การไหลแบบหลายเฟส

•ความแข็งของวัสดุและขนาดอนุภาค:

ประเภทแร่:แร่โลหะ (เหล็ก ทองแดง ตะกั่ว-สังกะสี) โดยทั่วไปมีความแข็งตามมาตราโมห์สูง (6-8) ส่วนแร่ที่ไม่ใช่โลหะ (ฟอสเฟต ฟลูออไรต์) จะอ่อนกว่า (3-5) แต่กากแร่ส่วนใหญ่มักมีสิ่งเจือปนที่มีความแข็งสูง เช่น ควอตซ์

การกระจายตัวของอนุภาค:แร่บด: 10-50 มม.; กากแร่: 0.1-5 มม.; แร่บดละเอียด: <0.074 มม. (การลำเลียงผง)

ผลกระทบ:อนุภาคขนาดใหญ่ (>20 มม.) ทำให้เกิด "การสึกหรอแบบเซาะร่อง" ในการไหลที่มีความเร็วสูง ส่วนอนุภาคขนาดเล็ก (<5 มม.) ทำให้เกิด "การสึกหรอแบบร่องลึก" เมื่อรวมกันแล้วจะทำให้อายุการใช้งานของท่อส่งสั้นลงอย่างมาก

•สื่อที่ถ่ายทอด:

การไหลของของแข็งและของเหลว (สารละลายข้น):ในกระบวนการเปียก ปริมาณของแข็งในสารละลายข้นจะสูงถึง 30%-60% (เช่น กากแร่ทองแดงจากการลอยตัว) ตัวทำละลายเหลว (น้ำ/สารเคมี) จะเร่งการสึกกร่อนของอนุภาค

การไหลของก๊าซและของแข็ง:ในกระบวนการแห้ง/การควบคุมฝุ่น ความเร็วลม 15-30 เมตร/วินาที ทำให้ฝุ่นละอองขนาดเล็ก (ฝุ่นถ่านหิน/แร่) มีฤทธิ์กัดกร่อนมากกว่าในสภาวะที่เป็นสารละลายถึง 3-5 เท่า

การกัดกร่อน:สารละลายข้นที่มีซัลไฟด์ (เช่น ไพไรต์) จะก่อให้เกิดสภาวะเป็นกรด (pH <4) ในสภาวะที่มีความชื้นสูง ซึ่งจะเร่งการกัดกร่อนของโลหะ

II. สภาพแวดล้อมการทำงาน: สภาวะสุดขั้วและความซับซ้อน

•อุณหภูมิและความดัน:

การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ:ใต้ดิน: 5-35°C; โรงงานบด (ความร้อนเชิงกล): >50°C; แหล่งแร่ไฮโดรเทอร์มอล: >80°C

แรงกระแทก:แรงดันน้ำในปั๊มอยู่ที่ 100-300 เมตร (1-3 MPa) การเปลี่ยนแปลงแรงดันอย่างฉับพลันบริเวณส่วนโค้งจะทำให้การกระแทกของอนุภาคมีความรุนแรงมากขึ้น

•การสั่นสะเทือนทางกลและข้อจำกัดในการติดตั้ง:

แหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือน:เครื่องบดหินและเครื่องบดลูกบอล (ความถี่ 10-50 เฮิรตซ์, แอมพลิจูด 2-10 มม.) ทำให้ข้อต่อท่อหลวมและก่อให้เกิดรอยแตกร้าวจากความล้าที่ขอบรอยเชื่อม

ข้อจำกัดด้านพื้นที่:อุโมงค์ใต้ดินที่แคบจำเป็นต้องมีการโค้งงออย่างมาก (รัศมี R ≤ 5D) ซึ่งอัตราการสึกหรอจะสูงกว่าส่วนตรงถึง 5-8 เท่า

III. สภาพการใช้งานอุปกรณ์: การใช้งานหนักและต่อเนื่อง

•พารามิเตอร์ของระบบลำเลียง:

ความเร็วและอัตราการไหล:แร่หยาบ: 3-5 เมตร/วินาที; สารละลายละเอียด: 1.5-3 เมตร/วินาที กำลังการผลิตต่อสายการผลิต: 1000-3000 ลูกบาศก์เมตร/ชั่วโมง ต้องการความทนทานต่อแรงดันสูงและความทนทานต่อการสึกหรอสูง

ระยะทางการขนส่ง:เหมืองเปิด: หลายกิโลเมตร; เหมืองใต้ดิน: 500-2000 เมตร ระยะทางไกลทำให้เกิดการสึกหรอสะสม

•รอบการสตาร์ท-หยุด และการบำรุงรักษา:

การปั่นจักรยานเป็นประจำ:การปรับกระบวนการตามเกรดแร่ส่งผลให้มีการเริ่ม/หยุดการทำงาน 10-20 ครั้งต่อวัน แรงดันกระชากชั่วขณะ (แรงดันกระแทกจากน้ำ) อาจสูงถึง 2-3 เท่าของแรงดันใช้งาน

ช่วงเวลาการบำรุงรักษาที่สั้น:ความต่อเนื่องในการผลิตที่สูงช่วยลดระยะเวลาหยุดการผลิตประจำปีเหลือน้อยกว่า 15 วัน ซึ่งจำเป็นต้องมีการเปลี่ยนท่อส่งอย่างรวดเร็ว