Quali sono i principali metodi di estrazione dei metalli?

I metodi di estrazione mineraria dei metalli implicano lo studio dei metodi per estrarre il minerale dai corpi mineralizzati. Ciò include tre compiti principali: preparazione, taglio ed estrazione. La somma di queste attività di preparazione, taglio ed estrazione svolte all'interno del corpo mineralizzato per facilitare un migliore recupero del minerale è chiamata metodo di estrazione. Attualmente, i principali metodi di estrazione utilizzati sono: estrazione a camere aperte, estrazione con riempimento e estrazione per crollo.

NO.1 Estrazione a camere aperte

Nell'estrazione a camere aperte, il corpo mineralizzato viene diviso in camere e pilastri durante il processo di estrazione. Le camere vengono estratte per prime, seguite dai pilastri. Le condizioni di base per l'applicazione dell'estrazione a camere aperte sono che il minerale e la roccia circostante siano stabili e che l'area scavata possa avere una grande area esposta per un certo periodo di tempo. I metodi di estrazione ampiamente utilizzati all'interno di questa categoria includono: estrazione a fronte piena, estrazione a camere e pilastri, estrazione per restringimento e estrazione a camere e pilastri a stadi.

01 Estrazione a fronte piena
L'estrazione a fronte piena viene utilizzata in corpi mineralizzati sottili e mediamente spessi, con inclinazione dolce (angolo di inclinazione generalmente inferiore a 30°) dove sia il minerale che la roccia circostante sono stabili. Le sue caratteristiche sono: il fronte di lavoro avanza in modo completo lungo la direzione o l'inclinazione del corpo mineralizzato e, durante il processo di estrazione, la roccia sterile interstratificata o il minerale di bassa qualità nel corpo mineralizzato vengono lasciati come pilastri irregolari per sostenere l'area scavata. Questi pilastri sono generalmente considerati una perdita permanente e non vengono recuperati.
02 Estrazione a camere e pilastri
Utilizzata per l'estrazione di corpi mineralizzati orizzontali o inclinati, in cui camere e pilastri sono disposti alternativamente nel corpo mineralizzato o nell'area scavata. Durante l'estrazione delle camere, vengono lasciati pilastri regolari continui o discontinui per sostenere la roccia del tetto. Ha una gamma di applicazione più ampia rispetto all'estrazione a fronte piena e può essere utilizzata per estrarre non solo corpi mineralizzati sottili, ma anche corpi mineralizzati spessi e molto spessi. Il minerale stabile e la roccia circostante in corpi mineralizzati orizzontali e con inclinazione dolce sono le condizioni di base per l'applicazione di questo metodo di estrazione.
03 Estrazione per restringimento
Gli operai lavorano direttamente sul cumulo di minerale frantumato sotto il fronte esposto della camera, estraendo il minerale a strati dal basso verso l'alto. Ogni volta, circa 1/3 del minerale estratto viene rilasciato per gravità e il resto viene temporaneamente lasciato nella camera come piattaforma di lavoro per continuare l'estrazione verso l'alto. Dopo che tutte le camere sono state estratte, il minerale temporaneamente rimanente nelle camere viene quindi rilasciato in grandi quantità, il che viene chiamato estrazione di massa del minerale. Questo metodo di estrazione è adatto per giacimenti minerali con forte inclinazione dove il minerale e la roccia circostante sono stabili, il minerale non è soggetto a combustione spontanea e il minerale frantumato si ricementa facilmente.
04 Metodo a camere a stadi
Il blocco di minerale è diviso in diverse sezioni in direzione verticale. Camere e pilastri sono disposti orizzontalmente in ogni sezione e il minerale estratto dalla sezione centrale viene trasportato fuori attraverso le gallerie di estrazione del minerale di ogni sezione. Dopo che l'estrazione della camera in una sezione è stata completata, i pilastri in quella sezione possono essere immediatamente estratti e l'area scavata può essere elaborata contemporaneamente.
05 Metodo a camere a stadi
Questo è un metodo di estrazione a camere aperte che utilizza l'estrazione a foro profondo. In base al metodo di estrazione del minerale, può essere diviso in metodo a camere a stadi a foro profondo orizzontale e metodo a camere a stadi a foro profondo verticale. Il primo richiede il sottosquadro sul fondo della camera, mentre il secondo, oltre al sottosquadro, richiede anche l'apertura di una fessura di taglio verticale lungo l'intera altezza della camera.

NO.2 Metodo di estrazione per crollo

L'estrazione per crollo è un metodo di estrazione che utilizza il crollo della roccia circostante per gestire la pressione del terreno. Cioè, quando il minerale crolla, la roccia circostante viene forzatamente (o naturalmente) crollata per riempire l'area scavata, controllando e gestendo così la pressione del terreno. Include principalmente il metodo di crollo a strato singolo, il metodo di crollo a strati, il metodo di crollo sezionato e il metodo di crollo a stadi.
01 Metodo di crollo a strato singolo
Questo metodo viene utilizzato principalmente per estrarre filoni minerali con inclinazione dolce con roccia del tetto instabile e uno spessore generalmente inferiore a 3 m. Il filone minerale tra gli stadi è diviso in blocchi di minerale e il lavoro di estrazione dei blocchi di minerale progredisce lungo la direzione del corpo mineralizzato. Dopo che il fronte di estrazione avanza di una certa distanza, ad eccezione dello spazio necessario per le operazioni di estrazione, i sostegni vengono sistematicamente recuperati e il tetto dell'area scavata crolla. La roccia del tetto crollata riempie l'area scavata per controllare la pressione del tetto. In base alla forma del fronte di lavoro, può essere diviso in metodo di crollo a parete lunga, metodo di crollo a parete corta e metodo di crollo all'ingresso.
02 Metodo di crollo a strati
I blocchi di minerale vengono estratti dall'alto verso il basso a strati. Dopo che il minerale in ogni strato è stato estratto, la roccia crollata sovrastante si sposta verso il basso per riempire l'area di estrazione. L'estrazione a strati viene eseguita sotto la protezione del tetto artificiale, dove il tetto artificiale separa il minerale dalla roccia crollata, garantendo così una perdita di minerale e una diluizione minime.
03 Metodo di crollo a sublevello con pilastri inferiori
Questo metodo è anche chiamato metodo di crollo a sublevello con una struttura inferiore. Le sue caratteristiche principali sono: in primo luogo, l'estrazione viene eseguita sezione per sezione; in secondo luogo, viene fornita una struttura inferiore dedicata all'estrazione del minerale sul fondo di ogni sezione e l'estrazione della sezione viene eseguita in sequenza dall'alto verso il basso. Può essere ulteriormente diviso in metodo di crollo a sublevello con esplosione a foro profondo orizzontale con pilastri inferiori e metodo di crollo a sublevello con esplosione a foro profondo verticale con pilastri inferiori. 04 Metodo di crollo a sublevello senza pilastri inferiori
Il fondo della sezione non ha una struttura inferiore composta da gallerie di estrazione del minerale dedicate. Tutte le operazioni come perforazione, esplosione ed estrazione del minerale vengono eseguite nella galleria di estrazione. 05 Metodo di crollo a stadi
L'altezza di estrazione è uguale all'altezza totale dello stadio. Può essere diviso in metodo di crollo forzato a stadi e metodo di crollo naturale a stadi. Il metodo di crollo forzato a stadi può essere ulteriormente diviso in metodo di crollo forzato a stadi con spazio di compensazione e metodo di estrazione continua a stadi forzati.

NO.3 Metodo di estrazione con riempimento

Questo è un metodo di estrazione che riempie gradualmente l'area scavata con materiale di riempimento man mano che il fronte di estrazione avanza. A volte, i sostegni vengono utilizzati in combinazione con il materiale di riempimento per mantenere l'area scavata. Lo scopo principale del riempimento dell'area scavata è utilizzare il corpo di riempimento formato per la gestione della pressione del terreno per controllare il collasso della roccia circostante e il cedimento della superficie e per creare condizioni sicure e convenienti per l'estrazione. A volte viene utilizzato anche per prevenire incendi interni in minerali autoignitanti. In base alla struttura del blocco di minerale e alla direzione dell'avanzamento del fronte di estrazione, può essere diviso in metodo di estrazione con riempimento a strato singolo, metodo di estrazione con riempimento a strati orizzontale verso l'alto, metodo di estrazione con riempimento a strati verso il basso e metodo di estrazione con riempimento selettivo. In base ai diversi materiali di riempimento e ai metodi di produzione utilizzati, può essere diviso in metodo di estrazione con riempimento a secco, metodo di estrazione con riempimento idraulico e metodo di estrazione con riempimento cementato.

01 Metodo di estrazione con riempimento a strato singolo
Questo metodo è adatto per corpi mineralizzati sottili con inclinazione dolce. Viene utilizzato un fronte di estrazione di tipo a parete, che si estende per l'intera lunghezza del blocco di minerale, per estrarre l'intero spessore del corpo mineralizzato in un'unica passata lungo la direzione. Man mano che il fronte di lavoro avanza, l'area scavata viene sistematicamente riempita con riempimento idraulico o cementato per controllare il tetto.
02 Metodo di estrazione con riempimento a strati orizzontale verso l'alto
Questo metodo è adatto per corpi mineralizzati sottili con inclinazione dolce. Viene utilizzato un fronte di estrazione di tipo a parete, che si estende per l'intera lunghezza del blocco di minerale, per estrarre l'intero spessore del corpo mineralizzato in un'unica passata lungo la direzione. Man mano che il fronte di lavoro avanza, l'area scavata viene sistematicamente riempita con riempimento idraulico o cementato per controllare il tetto.
03 Metodo di estrazione con riempimento a strati inclinato verso l'alto
La differenza tra questo metodo e il metodo di riempimento a strati orizzontale verso l'alto è che vengono estratti strati inclinati. Il trasporto del minerale e del materiale di riempimento nella camera si basa principalmente sulla gravità. Questo metodo può utilizzare solo il riempimento a secco.
04 Metodo di estrazione con riempimento a strati verso il basso
Questo metodo viene utilizzato per l'estrazione di corpi mineralizzati molto instabili o di quelli in cui sia il minerale che la roccia circostante sono molto instabili e il tenore del minerale è molto alto o il corpo mineralizzato di metalli non ferrosi o rari è di altissimo valore. L'essenza di questo metodo di estrazione è: estrazione a strati e riempimento dall'alto verso il basso, con l'estrazione di ogni strato eseguita sotto la protezione di un falso tetto artificiale dallo strato precedente. Gli strati di estrazione sono orizzontali o inclinati con un angolo di 4°–10° o 10°–15° rispetto all'orizzontale. Gli strati inclinati sono principalmente per il riempimento del tetto immediato e facilitano anche il trasporto del minerale, ma le operazioni di perforazione e supporto sono meno convenienti rispetto agli strati orizzontali.
05 Metodo di estrazione e riempimento selettivo
Quando lo spessore della vena minerale è inferiore a 0,3–0,4 m, i minatori non possono lavorarci estraendo solo il minerale. È necessario estrarre selettivamente il minerale e la roccia circostante separatamente per ottenere uno spessore di lavoro minimo (0,8–0,9 m) nell'area scavata. Il minerale estratto viene trasportato fuori dalla camera, mentre la roccia circostante scavata viene utilizzata per riempire l'area scavata, creando le condizioni per la continuazione dell'estrazione verso l'alto. Questo metodo di estrazione è chiamato metodo di estrazione e riempimento selettivo. 06 Metodo di estrazione con puntellamento a telaio quadrato
In passato, le vene minerali sottili venivano per lo più estratte utilizzando metodi di supporto a traversa o a telaio. In condizioni in cui il corpo mineralizzato è spesso, il minerale e la roccia circostante sono estremamente instabili, la forma del corpo mineralizzato è molto complessa e il minerale è prezioso, questo metodo di estrazione rimane efficace.