Avgiftsfritt: + 1 888-870-3005 410-625-0808 1611 Bush Street, Baltimore, MD 21230, USA sales@dredge.com

Muddring på Marcopper på Filippinerna

källa: Asia Pacific Mining

Marcoppers porfyr koppargropgruva ligger nära det geografiska centrumet för öprovinsen Marinduque i den filippinska skärgården. Ön på 780 kvadratkilometer ligger 170 kilometer söder om Manila. (Marcopper var tills nyligen ett dotterbolag till Placer Dome.)

Ellicott®-serien B890 Wheel-Dragon Dredge

Marcopper Mining Corporation beställdes med en nominell fabrikskapacitet på 15000 ton per dag. Fräsavfall kastades i den närliggande San Antonio-dalen 4 kilometer från koncentratorn. Två dammar byggdes med komprimerad laterit i båda ändarna av dalen för att bilda ett avfall eller bassäng. Huvuddelen av de två dammarna byggdes med undre flöde från de cyklonerade kvarnen till en eventuell topphöjd på 330 meter över havet. På vissa ställen låg damvapnet 50 meter över dalbotten. Nedströms konstruktionsmetod för att bygga upp skräddarsydda dammar resulterade i sandstränder nära dammarna och slamansamling nära mitten av dammet.

Efter att anläggningens initiala kapitalinvestering hade återhämtats började planeringen för att konstruera ett bortskaffningssystem för att transportera förtjockad uppslamning med tyngdkraft till havet. Svansförtjockningsmedel konstruerades för att utvinna vatten för återvinning och för att kontrollera uppslamningstätheten mellan 48 och 50 viktprocent. Sötvattenbehållare expanderade och koncentratorkapaciteten ökades till 25,000 ton per dag. Det nya bortskaffningssystemet består av rörledningar, betongflöden, släpplådor och släpptankar. Svänglinjen hade en initial längd på 13 kilometer från koncentratorn över vilka 4 kilometer var genom en tunnel speciellt driven för detta ändamål. För att undvika sedimentering och samtidigt minska vattnet till ett minimum, inställdes flödesgradienten till -1% och rörgradienten inte mer än -1 / 2% för att minimera slitage. Betongtvättar konstruerades där topografi tillät det och som möjliggjordes med tunnlar. Avsnitt av robust terräng byggdes med dropplådor i områden utan tryck och med släpptankar i stål där huvudet krävdes för att driva flödet ut i havet.

Efter borrning av 139 diamantborrhål i dammet och angränsande områden skissades en malmkropp och visade sig innehålla en total geologisk malmreserv på 200 miljoner ton i genomsnitt 0.56% Cu med 0.40% kopparavskärning. Genomförbarhetsstudier motiverade gruvdrift av den nära ytan högklassiga delen av insättningen. Detta krävde tidigt avlägsnande av de ackumulerade anläggningarna från dammet genom att muddra och transportera den återuppfyllda uppslamningen till anläggningen för avfallshantering i Calancan Bay.

Urval
Efter en världsomspännande studie av alla muddringssystem övervägdes ett italiensk hamndeskylningssystem med en pneumatisk muddring. Metoden krävde det minsta slöseriet med vatten och gav en uppslamning med en kontrollerad densitet mellan 40 och 60 viktprocent. För att fastställa muddrarnas lämplighet testades en liten enhet på gruvplatsen. Efter flera månader med intensiv testning visade man sig vara tillfredsställande.

Utländska och Marcopper-ingenjörer konstruerade och byggde två pneumatiska muddrar med mycket större kapacitet. Dessa togs i drift strax efter. Likaså utvidgades anläggningen för avfallshantering för att rymma de ytterligare muddringsmaterialen. De två muddrarna fungerade effektivt i den grövre och mer friflytande strandsanden på ett djup där intaget är nedsänkt mellan 15 och 20 meter under vattenytan.

På grundare djup och i tätare och mer sammanhängande material var den pneumatiska muddringen mindre effektiv eftersom det hydrostatiska huvudet var otillräckligt för att tvinga materialet in i mudderintaget. Det konstaterades att mer positiva verkande pneumatiska muddrar mötte stora svårigheter. Studier visade att en nyutvecklad skopan med skopa kunde vara mer effektiv när det gäller produktion och flexibilitet för att hantera ett brett spektrum av material på grunt vatten.

En Ellicott® Märke B890 Wheel Dragon ™ muddrar togs i drift. Spannhjulsmuddret, som förväntat, utfördes anmärkningsvärt och visade sig vara mycket överlägset vad gäller prestanda och kostnader jämfört med de tidigare pneumatiska muddrarna. I genomsnitt bedömde skopahjulsproduktionen 8000 ton per dag jämfört med den kombinerade nominella 9500 ton per dag för de två pneumatiska muddrarna. Två år senare en andra Ellicott® varumärke muddrar placerades i drift.

Ellicott®-märket B890 Wheel-Dragon ™ Dredge

Snabbt fallande vattennivå ledde till att en pneumatisk muddra stängdes. När muddringen närmade sig den ursprungliga markkonturen blev användningen av den pneumatiska muddringen mindre användbar för att upprätthålla uppslamning med hög densitet.

Ett försämrat kassaflöde som uppstod genom lågkonjunkturen av metallpriser lämnade uppskattningsvis 5.2 miljoner kubikmeter avräkningar planerade för borttagning efter avslutad muddringsoperation.

En efterföljande ekonomisk vändning för Marcopper (på grund av förbättrade metallpriser) och den förväntade utarmningen av Tapianmalmkroppen gjorde San Antonio kopparprojekt värdigt för omfattande genomförbarhetsstudier.

Svansegenskaper
En typisk analys av bruksanpassning avsatt i dammet visar följande storleksfördelning:

 

Mesh Fraktion

% Kumulativt

+20

0.2

-20

+28

0.8

-28

+35

3.6

-35

+48

9.7

-48

+65

19 / 4

-65

+100

30.4

-100

+150

40.1

-150

+200

49 / 4

-200

+325

58.5

-325

100.0

 

En godtycklig uppdelning mellan sand och slem är inställd på 70% som passerar 270-nät. Av 22.5 miljoner kubikmeter skräddarsydd främst av kaolinitisk lera och klorit. Under den preliminära testperioden trängde det pneumatiska muddhuvudet lätt in i de olika typerna av skräpmaterial på djupet. De strömmade mot inloppsröret på mudderhuvudet och bildade konformade hål i siltbotten.

Två år efter testen avslöjade pneumatisk muddring att de slemmiga lagren hade blivit kompakterade och gelatinösa. Muddring i sanddelarna gav dock tillfredsställande resultat. Muddringshuvudet gravar lätt in i sängen och skapar en kon som kollapsar och flyter lätt mot muddrarhuvudet. Detta resulterade i hög produktion och acceptabla nivåer av massatäthet.

Den pneumatiska muddren
Det pneumatiska muddringssystemet använder det hydrostatiska trycket i den överliggande sjön för att pressa material genom ett nedgrävt rör in i en trycktank som ventileras till atmosfären. När tanken är fylld införes tryckluft i cylindern, stänger inloppsventilen och tvingar slammet att släppas ut till ytan genom ett utlopp på toppen av tanken. Luften ventileras sedan till atmosfären och cykeln upprepar sig med ungefär 20-sekunders intervall. I praktiken är 3-tankar grupperade ihop för att bilda ett muddringshuvud. Tryckluft matas till varje cylinder genom en luftfördelare. Uppslamningen som släpps ut från varje tank passerar in i ett grenrör som är gemensamt för de tre tankarna. Materialet släpps därför ut som en kontinuerlig ström snarare än i partier. Muddringsutrustningen är monterad ombord på fackfärgad stålpråm som mäter 12 meter bred, 32 meter lång och 2.5 meter djup. Muddringshuvudet hänger från ett 15-meter högt torn som är monterat över en öppning i mudergolvet.

Två metoder för muddring användes med pneumapumpen, nämligen: "hålning" och "efterföljande". I hålningen är sugöppningarna försedda med vertikala rör och dessa drivs in i materialet av pumpens vikt. Under baksidan är sugöppningarna försedda med spader och hela pumpen dras längs dammens botten. När vattennivån sjönk i dammen, begränsades driften av de pneumatiska muddrarna till mindre områden. När muddringen blev djupare blev de deponerade slemmen mer komprimerade och sammanhängande och mindre fririnnande. Driften av de pneumatiska muddrarna blev allt svårare eftersom det närmade sig den ursprungliga marken. Så småningom, efter att ha muddrat cirka 16 miljoner ton avfall, stängdes den första pneumatiska muddret i början av 1982 på grund av tyfonskador medan den andra också stängdes av i slutet av samma år. De två muddrarna demonterades senare och såldes.

Bucketwheel Dredge
Man undersökte genomförbarheten av att muddra svansen med användning av annan muddringsutrustning bortsett från de pneumatiska muddrarna. Detta ledde till köp av en sug-muddring för de sista skikten av slem och sand över den ojämna botten av svansdammet.

En spännhjulsmuddare valdes som den vanliga sugskärmuddan eftersom den kan tillämpa direkt grävning i båda svängningslägen. Den här funktionen hos skopan gör det möjligt för mudret att direkt tömma sina produkter i avfallssystemet. Efter att ha utvärderat flera offert från olika tillverkare beslutades att köpa en Ellicott® Märke B890 "Wheel-Dragon" Dredge.

Ellicott Brand "Wheel-Dragon" ™ Bucketwheel Muddrar 

Muddra
Ellicott® Brand Bucketwheel dredge är ett icke-självgående hydrauliskt rörlednings-muddrar, vars hela drift kan kontrolleras av en man i ett centralt kontrollrum. Muddringsanläggningen ligger i tre rektangulära skrov av pontontyp av tvärsnittsstål.

Huvudmudderpumpanläggningen installeras i skärskrovpontongen.

En kraftig, rörformig mudringsstege monterad på den främre änden av mitten av skrovpontonen bar det roterande skopan för att gräva materialen som skulle muddras.

Skopans hastighet kan varieras beroende på behovet. Spännhjulet drivs av en hydraulmotor med hög hästkraft och vridmoment monterat på den främre delen av stegen.

Ett sugrör monteras under och är fäst på den rörformiga stegen. En kraftig flexibel anslutning är anordnad mellan stegeinsugröret och skrovet.

Det finns två rörformade stålsputs med stålpunkter, en installerad i en fast spudbrunn för att hålla, och en installerad i en resande vagn för arbete. Spudarna lyfts med hjälp av individuella vinschor med enkla trummor med fritt fall för god penetration. Spudkörningssystemet möjliggör en tre meter framåtkörning av mudret och är positionerad av en resskenaenhet.

De främsta förflyttarna är två dieselmotorer: en för att driva en 14-tums centrifugal-muddringspump som avger material till en flytande rörledning ansluten till mudderstången och en för att driva tunga hydraulpumpar som levererar separata kretsar till respektive hydraulik motorer som driver spännhjulet, svängnings- och spindvinschen, plus stege vinschen.

Utgradering
När spännhjulet roterar i slutet av muderstegen, skopas materialet in och matas in i ett sugsystem. Utformningen av skärhjulet är sådan att när materialet först har klippts, kan det bara komma ut via sugröret och leveranslinjen.

Mudret svängs från sida till sida över snittet med hjälp av enskilda direktlinjevinschar, kabellinjer och ankare. Fartyget svängar på den tunga, stora tvärsnittsbearbetningen. Den framåtriktade rörelsen in i snittet tillhandahålls av en hydrauliskt manövrerad rörelsevagn på vilken arbetsspinden är monterad.

När en skärning är klar efter att vagnen har nått sin maximala körning sänks hållspindeln. Arbetsspudet lyfts upp och vagnen rör sig 3-1 / 2 meter framåt. Arbetsspudet sänks sedan när den önskade rörelsen uppnås, varefter hållspudet höjs. Muddringen är nu redo att göra ytterligare ett snitt.

Muddringskomponenter
Muddringen består av följande:

Strukturkomponenter - Skrovet är tillverkat av tre rektangulära svetsade stålpontoner, två sidopontoner och en mittponton, som är fast anslutna för att ge stabilitet. En A-ram med styva bakstycken är anordnad vid den främre änden av skrovet, vilket i kombination med stegehissen som möjliggör hissning, hållning och sänkning av muddringsstegen.

Muddringskomponenter - Skophjulsmodulen består av ett roterande skophjul som drivs av två radiella kolvar, långsamma 106 axelhästkrafter hydraulmotorer som ger skärskopan totalt 1,400 pund skärkraft. En sugböj av gjutstål är ansluten till skophjulets mottagande behållare i ena änden och till sugröret på stegen i den andra änden. Stegens sugrör är anslutet till sugröret i mittskrovpontongen med hjälp av en flexibel förstärkt gummislang, vilket möjliggör stigning till önskat grävdjup.

Prime Movers - The Ellicott® Varumärket "Wheel-Dragon" är utrustat med två dieselmotorer enligt följande: En 520 hk, CAT-serie 3412, för att driva huvudmuddringspumpen och en 210 hk, CAT 3306, för att driva hydraulpumpen.

Hydraulkraftsystem - Hydraulsystemet består av tre oberoende kretsar med öppen slinga. En krets för skophjulet; en krets för stegehiss och sväng vinschar; och en för spud vinschar och spud vagncylinder. Pumpen drar olja direkt från den lågmonterade oljebehållaren genom ett kraftigt filter.

Elsystem - Det elektriska systemet är utformat för att tillhandahålla följande kretsar:

24 volt startsystem på motorn

Batteriladdningssystem

Muddrörspumpar och hjälpmotormätare och avstängningar

Magnetstyrda hydrauliska styrventiler

24 volt internt och externt belysningssystem

Kontrollcenter och driftskontroller. För att främja säkerhet vid drift, flexibilitet och effektivitet är kontrollerna monterade på en konsol i styrcentret för att tillhandahålla enmansdrift av muddringssekvensen.

Support och extrautrustning

En enda motor 235 HP, 10m lång X 3m bred X 1.3m djup bogserbåt. Detta används för att flytta muddrarna över en lång sträcka och för att dra tunga stålankare.

En enda motor 50 HP, 8m lång X 3m bred X 1.3m djup servicebåt. Tunga delar för muddrarna laddas på denna båt. Det används av mekanisk underhållspersonal.

En hydraulisk monitor och en 12 × 10 centrifugalpump som drivs av en 304 hk motor. Alla monterade på en tung pråm 23m lång X 12m bred X 1.25m djup. Detta används för att slussa höga branta strängar av svans ovanför vattenytan som kan kollapsa i skophjulet när de muddras.

En pråm 10m lång X 4.5m bred X 1.8m djup med en 15-ton vinsch för användning i lyft- / dragförankringar, reflugglinjer och andra.

En servicebåt med 9.9 HP utombordsmotor.

En svetsmaskin / klipputrustning i utlandet ett litet flytande däck.

En flytande bränsletank med kapacitet på 15,000 liter.

Övervakning av anpassningar
Utloppet från varje muddra pumpas genom återflödesrör med 16 ″ diameter av rör och flexibla slangar in i en bypasslåda med tre fack innan den släpps ut i blandningslådan som leder till avloppsrännan. Det är vid utmatningspunkten i förbikopplingsboxen att massan som pumpas av varje muddra övervakas med avseende på dess lämplighet för transport genom avfallshanteringssystemet. En kärnmätare mäter densiteten av massan som släpps ut i varje fack. Som en extra kontroll av densiteten skär en manuellt aktiverad provtagare och samlar upp massan som släpps ut. Dessa prover kontrolleras sedan med avseende på densitet och sedimenteringshastighet. Om densiteten är under 45% fastämnen och sedimenteringshastigheten överstiger 4 fot per timme, kanaliseras muddringsutsläppet tillbaka till dammen. Utsläppt till materialrännan med en sedimenteringshastighet som överstiger 5 fot per timme eller mindre än 40% fasta densiteter har resulterat i flushhantering och överflöd. Under dessa förhållanden flyttas muddret till en ny plats för bättre muddringsmaterial där produktionen kommer att ske kontinuerligt. Övningen är att blanda den grova sanden från en muddra med slem från den andra för att producera en massablandning med rätt densitet och partikelavsättningshastighet.

Muddringsplanering

En planerare-sida visar platsen för muddrarna genom triangulering med användning av sextanten. Muddrarnas läge är ritade på en karta och muddringsrörelserna under de kommande 24 timmarna anges på kartan och i fältet.

Produktionen av skopor med skopa är baserad på en volymetrisk undersökning som gjordes i slutet av månaden.

Vid månadsplanering och långtidsplanering, den genomsnittliga mekaniska prestandan och driftsprestandan under de senaste månaderna, topografin för hela dammen med tanke på tjockleken på den återstående svansen, dammens bottenkonfiguration och den fysiska fördelningen av sand och slem anses alla

Medföljande mudderproduktionsschema är en beräknad månatlig vattenbalans som indikerar vattennivån i dammet baserat på utflödet som släpps ut av muddrarna, förångningsförlust och utsläpp. Sminkvatten i dammet tillhandahålls vid behov beroende på vattenbehovet. Hastigheten för förväntat inflöde är beroende av den beräknade månatliga nederbörden baserat på den genomsnittliga nederbörden under en period av tio år.

Projektstatus
Erfarenheterna från den första fasen av muddring med användning av de pneumatiska muddrarna och i den slutliga muddringen med användning av spännhjulsmuddarna visade att Ellicott®  varumärke muddrar är mycket kapabla att framgångsrikt slutföra avlägsnandet av kvarnen anläggningen som deponerades över San Antonio mineral deposition. Vid flera tillfällen användes muddret vid grävning av komprimerad laterit och grus i dammet utan svårigheter förutom för hanteringen av lateriten och grus vid blandningsskålen.

Därefter de två Ellicot® Märke Bucketwheel-muddrar köptes av en gruventreprenör som använde dem framgångsrikt för att bryta hårdkompakterade saltformationer i Döda havet. Muddrarna används fortfarande där idag.

Omtryckt från Asia Pacific Mining

Nyheter och fallstudiekategorier