Mudring på Marcopper på Filippinene

kilde: Asia Pacific Mining

Marcoppers gruvedrift av porfyr kobber ligger nær det geografiske sentrum av øyprovinsen Marinduque i den filippinske øygruppen. Øya på 780 kvadratkilometer ligger 170 kilometer sør for Manila. (Marcopper var inntil nylig et datterselskap av Placer Dome.)

Marcopper Mining Corporation ble satt i gang med en nominell møllekapasitet på 15000 tonn per dag. Mølleutskillinger ble avhendt i den nærliggende San Antonio-dalen 4 kilometer fra konsentratoren. To demninger ble bygd med komprimert lateritt i begge ender av dalen for å danne et skudd eller basseng. Hoveddelen av de to demningene ble bygd med underløp fra de syklonerte mølleavskjæringer til en eventuell kamhøyde på 330 meter over havet. Noen steder var damdammen 50 meter over dalbunnen. Nedstrøms konstruksjonsmetode for å bygge opp skreddersydde dammer resulterte i sandstrender i nærheten av demningene og slamopphopning nær sentrum av dammen.

Etter at den opprinnelige kapitalinvesteringen av anlegget hadde blitt gjenvunnet, begynte planleggingen å konstruere et avhendingssystem for å transportere tyknet slam med tyngdekraft til sjøen. Halte fortykningsmidler ble konstruert for å gjenvinne vann for resirkulering og for å kontrollere oppslemmingstetthet mellom 48 til 50 vekt% faststoff. Ferskvannsreservoarer utvidet, og konsentratorkapasiteten ble økt til 25,000 tonn per dag. Det nye deponeringssystemet var bygd opp av rørledninger, betongflommer, slippbokser og slipptanker. Hovedlinjen hadde en første lengde på 13 kilometer fra konsentratoren som over 4 kilometer var gjennom en tunnel spesielt kjørt for dette formålet. For å unngå å sette seg ned og samtidig redusere vannet til et minimum, ble tømmegradienten satt til -1% og rørgradienten ikke mer enn -1 / 2% for å minimere slitasje. Betongvaskere ble konstruert der topografi tillot det og som muliggjort med tunneler. Deler av ulendt terreng ble bygget med fallbokser i ikke-trykkområder og med stålfallstanker der det ble påkrevd hode for å drive strømmen ut i sjøen.

Etter å ha boret 139 diamantborehull i dammen og tilgrensende områder, ble et malmlegeme skissert og funnet å inneholde en total geologisk malmreserve på 200 millioner tonn i gjennomsnitt 0.56% Cu ved bruk av 0.40% kobberavskjæringsgrad. Mulighetsstudier garanterte gruvedrift av den nærliggende overflaten av høy grad av forekomsten. Dette krevde tidlig fjerning av de akkumulerte maleravhengighetene fra dammen ved å mudre og transportere den repulpede slammingen til avfallsanlegget i Calancan Bay.

utvalg
Etter en verdensomspennende undersøkelse av alle mudringssystemer, ble et italiensk havneslappsystem brukt en pneumatisk mudder vurdert. Fremgangsmåten krevde minst mulig vannspilling og ga en oppslemming med en kontrollert tetthet mellom 40 og 60 vekt%. For å fastslå mudringens egnethet ble en liten enhet testet på gruveplassen. Etter flere måneder med intensiv testing ble resultatene funnet tilfredsstillende.

Utenlandske og Marcopper ingeniører designet og bygde to pneumatiske mudder med mye større kapasitet. Disse ble tatt i bruk like etter. På samme måte ble avfallsanlegget utvidet for å imøtekomme de ekstra mudringsmaterialene. De to mudderne opererte effektivt i den grovere og mer frittflytende strandsanden på en dybde der inntaket er nedsenket mellom 15 og 20 meter under vannoverflaten.

På grunnere dybder og i tettere og mer sammenhengende materiale var den pneumatiske mudringen mindre effektiv fordi det hydrostatiske hodet var utilstrekkelig til å tvinge materialet inn i mudderinntaket. Det ble konkludert med at mer positive fungerende pneumatiske mudder møtte store vanskeligheter. Undersøkelser viste at en nyutviklet bøttehjulskran kunne være mer effektiv med tanke på produksjon og fleksibilitet til å håndtere et bredt spekter av materialer på grunt vann.

En Ellicott^® Brand B890 Wheel Dragon mudder ble satt i drift. Bøttehjulskranen, som forventet, utførte bemerkelsesverdig og viste seg å være mye overlegen i ytelse og kostnader sammenlignet med de tidligere pneumatiske mudderne. I gjennomsnitt vurderte bøttehjulsmudringsproduksjonen 8000 tonn per dag sammenlignet med den samlede vurderte 9500 tonn per dag for de to pneumatiske mudderne. To år senere en annen Ellicott^® merke mudder ble satt i drift.

Raskt fallende vannstand førte til at en pneumatisk mudder ble stengt. Etter hvert som mudringen nærmet seg den opprinnelige bakkekonturen, ble bruken av den pneumatiske mudringen mindre anvendelig for å opprettholde slam med høy tetthet.

En forverret kontantstrømsposisjon forårsaket av lavkonjunktur av metallpriser etterlot anslagsvis 5.2 millioner kubikkmeter avskjæringer som var planlagt fjernet etter avsluttet mudringsoperasjon.

En påfølgende økonomisk snuoperasjon for Marcopper (på grunn av forbedrede metallpriser), og forventet uttømming av Tapianmalmkroppen gjorde San Antonio kobberprosjektet verdig for omfattende mulighetsstudier.

Haleegenskaper
En typisk analyse av møllhalsing avsatt i dammen viser følgende størrelsesfordeling:

En vilkårlig inndeling mellom sand og slim er satt til 70% passerende 270-nett. Av 22.5 millioner kubikkmeter skreddersøm hovedsakelig av kaolinittisk leire og kloritt. I løpet av den foreløpige testperioden, trengte det pneumatiske mudderhodet lett inn de forskjellige typene av skreddersøm på dybden. De rant mot innløpsrøret til mudderhodet og dannet kjegleformede hull i siltbunnen.

To år etter testene avdekket pneumatisk mudring at de slimete lagene hadde blitt komprimert og gelatinøs. Mudring i sanddelene ga imidlertid tilfredsstillende resultater. Mudderhodet graver lett inn i sengen og lager en kjegle som faller sammen og flyter lett mot mudderhodet. Dette resulterte i høy produksjon og akseptable nivåer av massetetthet.

Den pneumatiske mudringen
Det pneumatiske mudringssystemet bruker det hydrostatiske trykket i den overliggende sjøen for å skyve materiale gjennom et nedgravd rør inn i en trykkbeholder som er ventilert til atmosfæren. Når tanken er fylt, føres trykkluft inn i sylinderen, lukker innløpsventilen og tvinger slammingen til å slippes ut til overflaten gjennom et utløp på toppen av tanken. Luften ventileres deretter til atmosfæren, og syklusen gjentar seg med omtrent 20-sekunders intervaller. I praksis er 3-tanker gruppert sammen for å danne et mudderhode. Trykkluft føres til hver sylinder gjennom en luftfordeler. Oppslemmingen som slippes ut fra hver tank, passerer inn i en manifold som er felles for de tre tankene. Materialet slippes derfor ut som en kontinuerlig strøm i stedet for i partier. Mudringsutstyret er montert ombord på kammerkomplettert stål lekter som måler 12 meter bredt, 32 meter langt og 2.5 meter dypt. Mudderhodet henger fra et 15 meter høyt tårn som er montert over en åpning i mudringsgulvet.

To metoder for mudring ble benyttet med pneumapumpen, nemlig: "hull" og "etterfølgende". I hullet er sugeåpningene utstyrt med vertikale rør, og disse drives inn i materialet av pumpens vekt. Under henging er sugeåpningene utstyrt med spader, og hele pumpen blir dratt langs bunnen av dammen. Da vannstanden falt i dammen, ble driften av de pneumatiske mudrene begrenset til mindre områder. Etter hvert som mudringen ble dypere, ble de avsatte slimene mer komprimerte og sammenhengende og mindre frittflytende. Driften av de pneumatiske mudrene ble stadig vanskeligere da den nærmet seg den opprinnelige bakken. Etter å ha mudret rundt 16 millioner tonn avgang ble den første pneumatiske mudderet til slutt stengt tidlig på 1982 på grunn av tyfonskader, mens den andre også ble stengt ved slutten av samme år. De to mudrene ble senere demontert og solgt.

Bucketwheel Dredge
Muligheten for å mudre avskjæringen med bruk av annet mudringsutstyr bortsett fra de pneumatiske mudrene, ble undersøkt. Dette førte til kjøp av en suge mudder for de endelige lagene med slam og sand over den ujevne bunnen av haledammen.

En bøttehjulskran ble valgt som standard sugekuttermudder fordi den kan bruke direkte graving i begge svingningsmodus. Denne egenskapen til bøttehjulsmudringen gjør det mulig for mudringen direkte å tømme ut produktene sine i avfallssystemet. Etter å ha evaluert flere tilbud fra forskjellige produsenter, ble det besluttet å kjøpe en Ellicott^® Merke B890 "Wheel-Dragon" Dredge.

Ellicott Brand "Wheel-Dragon" ™ Bucketwheel Dredges 

mudre
Ellicott^® Brand Bucketwheel dredge er en ikke-selvgående hydraulisk rørledning kutterkutter som hele driften kan kontrolleres av en mann i et sentralt kontrollrom. Mudringsanlegget holder til på tre rektangulære skrog av seksjon av pontontype av tungt stål.

Hovedmudringspumpeanlegget er installert i kutterhullet pontong.

En kraftig, rørformet mudringsstige montert på den fremre enden av den midterste skrogpontongen bar det roterende bøttehjulet for å grave ut materialene som skulle mudres.

Bøttens hastighet kan varieres avhengig av behovet. Bøttehjulet drives av en hydraulisk motor med høy hestekrefter og dreiemoment montert på den fremre delen av stigen.

Et sugerør er montert under og festes til den rørformede stigen. En kraftig fleksibel forbindelse er anordnet mellom stigesugerøret og skroget.

Det er to rørformede stålspudder med stålpunkter, en installert i en fast spudbrønn for å holde, og en installert i en reisevogn for arbeid. Spudene løftes ved hjelp av individuelle vinsjer med enkelt trommel med fritt fall for god penetrering. Spud-kjørebanesystemet gir mulighet for en tre meter fremkjøring av mudringen og er plassert av en skinneanordning.

De viktigste bevegerne er to dieselmotorer: en for å drive en 14-tommers sentrifugal mudringspumpe som slipper ut materiale til en flytende rørledning koblet til akterenden av mudderen, og en for å drive kraftige hydrauliske pumper som forsyner separate kretsløp til de respektive hydrauliske motorer som driver bøttehjulet, sving- og spindevinsjene, pluss stigevinsjen.

Mudringsoperasjon
Når bøttehjulet dreier i enden av mudringsstigen, blir materialet øvet og matet inn i et sugesystem. Utformingen av kutterhjulet er slik at når materialet først er kuttet, kan det bare slippe ut via sugerøret og leveringslinjen.

Mudringen svinges fra side til side over kuttet ved hjelp av individuelle direkte linjevinsjer, kabellinjer og ankere. Fartøyet svinger på den kraftige, store tverrsnittsarbeidspudden. Den fremadrettede bevegelse inn i snittet tilveiebringes av en hydraulisk betjent bevegelsesvogn som arbeidsspinden er montert på.

Når et kutt er fullført etter at vognen har nådd sin maksimale kjøring, senkes holdespinden. Arbeidsspudet heves og vognen kjører 3-1 / 2 meter fremover. Arbeidsspudet senkes deretter når den ønskede kjøringen oppnås, hvoretter holdespudet heves. Mudringen er nå klar til å gjøre et nytt kutt.

Mudringskomponenter
Mudringen består av følgende:

Strukturelle komponenter - Skroget er laget av tre rektangulære sveisede stålpontonger, to sidepontonger og en midtpontong, som er stivt koblet for å gi stabilitet. En A-ramme med stive bakstenger er anordnet ved den fremre enden av skroget, som i forbindelse med stigeheisen som sørger for heising, hold og senking av mudderstigen.

Mudringskomponenter - Bøttehjulsmodulen består av et roterende skovlhjul som drives av to radiale stempler, hydrauliske motorer med lang hastighet på 106 aksel hestekrefter, som gir skjærebøtten totalt 1,400 pund skjærekraft. En støpejern i sugebøylen er koblet til bøttehjulet i den ene enden og til sugerøret på stigen i den andre enden. Stigens sugerør er koblet til sugerøret i det midterste skrogpontongen ved hjelp av en fleksibel forsterket gummislange, som muliggjør stigning til ønsket gravedybde.

Prime Movers - The Ellicott^® Merket "Wheel-Dragon" er utstyrt med to dieselmotorer som følger: Én 520 HK, CAT-serie 3412, for å drive hovedmudderpumpen, og en 210 HK, CAT 3306, for å drive hydraulikkpumpen.

Hydraulic Power system - Hydraulikksystemet er laget av tre uavhengige kretser med åpen sløyfe. Én krets for bøttehjulet; en krets for stigeheisen og sving vinsjer; og en for spud vinsjer og spud vogn sylinder. Pumpen trekker olje direkte fra det lavmonterte oljereservoaret gjennom et tungt filter.

Elektrisk system - Det elektriske systemet er designet for å sørge for følgende kretser:

24 volt startsystem på motoren

Oppladning av batterier

Mudringspumpe og hjelpemotorer og avstengninger

Magnetdrevne hydrauliske reguleringsventiler

24 volt internt og eksternt lyssystem

Kontrollsentral og betjeningskontroller. For å fremme sikkerhet i drift, fleksibilitet og effektivitet er kontrollene montert på en konsoll i kontrollsenteret for å sørge for enmannsdrift av mudringssekvensen.

Støtte og ekstrautstyr

En enkelt motor 235 HP, 10m lang X 3m bred X 1.3m dyp slepebåt. Dette brukes til å flytte mudderne over lang avstand og for å trekke tunge stålankre.

En enkelt motor 50 HP, 8m lang X 3m bred X 1.3m dyp servicebåt. Tunge deler til mudringene er lastet på denne båten. Det brukes av mekanisk vedlikeholdspersonell.

En hydraulisk monitor og en 12 × 10 sentrifugalpumpe drevet av en 304 HK motor. Alt montert på en tung lekter 23m lang X 12m bred X 1.25m dyp. Dette blir brukt til å luske høye bratte bredder av haler over vannoverflaten som kan kollapse i bøttehjulet når det mudres.

En lekter 10m lang X 4.5m bred X 1.8m dyp med en 15-tonns vinsj for bruk i løfte / trekke ankere, refow linjer og andre.

En servicebåt med 9.9 HP påhengsmotor.

Et sveiseapparat / skjæreutstyr satt i utlandet til et lite flytende dekk.

En flytende drivstofftank med kapasitet på 15,000 liter.

Overvåking av skreddersøm
Utslippet fra hver mudder pumpes gjennom tilbakeslagslinjer med 16 45 diameter av rør og fleksible slanger inn i en bypass-boks med tre rom før den slippes ut i blandeboksen som fører til haleventilen. Det er ved utslippspunktet i bypassboksen at massen som pumpes av hver mudder overvåkes med tanke på dens egnethet for transport gjennom avfallshåndteringssystemet. En atommåler måler tettheten av massen som slippes ut i hvert rom. Som en ekstra kontroll av tettheten kutter og samler en manuelt aktivert prøvetaker massen som tømmes ut. Disse prøvene blir deretter sjekket for tetthet og avsetningshastighet. Hvis tettheten er under 4% faste stoffer og sedimenteringshastigheten overstiger 5 fot per time, kanaliseres mudringsutslippet tilbake til dammen. Utslipp til materialrennen med en sedimenteringshastighet på mer enn 40 fot per time eller mindre enn XNUMX% faststofftetthet har resultert i røykhåndtering og overløp. Under disse forholdene flyttes mudderen til et nytt sted for bedre mudringsmaterialer der produksjonen vil være kontinuerlig. Praksisen er å blande grov sand fra den ene mudderen med slim fra den andre for å produsere en masseblanding med riktig tetthet og partikkelbelastningshastighet.

Mudringsplanlegging

En planlegger-side tegner plassering av mudrene ved triangulering med bruk av sekstanten. Plassering av mudrene er plottet på et kart, og mudderbevegelsene for de neste 24 timene er angitt på kartet og i feltet.

Produksjonen av bøttehjulsmudringene er basert på en volumetrisk undersøkelse gjort i slutten av måneden.

I månedlig planlegging og langdistanseplanlegging, gjennomsnittlig mekanisk ytelse og driftsytelse de siste månedene, topografien til hele dammen med tanke på tykkelsen på den gjenværende halingen, damens bunnkonfigurasjon og den fysiske fordelingen av sand og slim.

Ledsager mudringsproduksjonsskjemaet er en anslått månedlig vannbalanse som indikerer vannstanden i dammen basert på utstrømningen som mudres ut, fordampningstap og sivning. Avhengig av vannbehovet leveres sminkevann i dammen etter behov. Hastigheten for forventet tilsig er avhengig av den anslåtte månedlige nedbøren basert på gjennomsnittlig nedbør over en periode på ti år.

Prosjekt status
Erfaring samlet i den første fasen av mudring ved bruk av pneumatiske mudder og i den endelige mudringen med bruk av bøttehjulsmudderne, viste at Ellicott^®  merke mudring er svært i stand til å fullføre fjerningen av fabrikken tailing som ble avsatt over San Antonio mineral forekomst. Ved flere anledninger ble mudringen brukt til å grave komprimert lateritt og grus i dammen uten vanskeligheter, bortsett fra for håndtering av lateritten og grusen ved blandeskålen.

Deretter de to Ellicot^® Brand Bucketwheel mudre ble kjøpt av en gruveentreprenør som brukte dem med hell for å utvinne hardt komprimerte saltformasjoner i Dødehavet. Mudrene er fortsatt i bruk der i dag.

Gjengitt fra Asia Pacific Mining