Nạo vét tại Marcopper ở Philippines

nguồn: Khai thác châu Á Thái Bình Dương

Mỏ lộ thiên đồng porphyr của Marcopper nằm gần trung tâm địa lý của tỉnh đảo Marinduque trong quần đảo Philippines. Hòn đảo rộng 780 km vuông cách thủ đô Manila 170 km về phía nam. (Marcopper cho đến gần đây là công ty con của Placer Dome.)

Tập đoàn khai thác Marcopper được đưa vào vận hành với công suất nhà máy được đánh giá là 15000 tấn mỗi ngày. Các chất thải của nhà máy đã được đưa vào thung lũng San Antonio gần đó, cách khu tập trung. Hai con đập được xây dựng bằng đá ong được nén chặt ở hai đầu thung lũng để tạo thành một hồ chứa hoặc lưu vực. Phần chính của hai con đập được xây dựng với dòng chảy từ các nhà máy nghiền theo chu kỳ đến độ cao đỉnh cuối cùng là 4 trên mực nước biển. Ở một số nơi, đỉnh đập là 330 trên sàn thung lũng. Phương pháp xây dựng hạ lưu xây dựng các đập đuôi dẫn đến các bãi cát gần đập và tích tụ chất nhờn gần trung tâm của ao.

Sau khi thu hồi vốn đầu tư ban đầu của nhà máy, kế hoạch bắt đầu xây dựng một hệ thống xử lý để vận chuyển bùn dày bằng trọng lực ra biển. Chất làm đặc đuôi được xây dựng để thu hồi nước để tái chế và kiểm soát mật độ bùn giữa các chất rắn 48% đến 50% theo trọng lượng. Các hồ chứa nước ngọt được mở rộng, và công suất tập trung được tăng lên hàng tấn 25,000 mỗi ngày. Hệ thống xử lý mới được tạo thành từ các đường ống, khói bê tông, hộp thả và bể thả. Đường đuôi có chiều dài ban đầu là 13 km từ bộ tập trung trong đó trên kmUMUMX đi qua một đường hầm đặc biệt được điều khiển cho mục đích đó. Để tránh lắng và đồng thời giảm lượng nước xuống mức tối thiểu, độ dốc khói được đặt ở mức -4% và độ dốc của ống không quá -1 / 1% để giảm thiểu hao mòn. Rửa bê tông được xây dựng ở nơi địa hình cho phép và như có thể với đường hầm. Các phần của địa hình gồ ghề được xây dựng với các hộp thả ở khu vực không chịu áp lực và với các bể thả bằng thép, nơi cần có đầu để đẩy dòng chảy ra biển.

Sau khi khoan lỗ khoan kim cương 139 trong ao và các khu vực liền kề, một thân quặng đã được phác thảo và được tìm thấy có tổng trữ lượng quặng địa chất là 200 triệu tấn trung bình 0.56% Cu sử dụng loại cắt đồng 0.40%. Các nghiên cứu khả thi đã đảm bảo việc khai thác phần cao cấp gần bề mặt của khoản tiền gửi. Điều này đòi hỏi phải loại bỏ sớm các chất thải nhà máy tích lũy từ ao bằng cách nạo vét và vận chuyển bùn đã được xử lý đến cơ sở xử lý chất thải ở vịnh Calancan.

Lựa chọn
Sau một nghiên cứu trên toàn thế giới về tất cả các hệ thống nạo vét, một hệ thống héo bến cảng của Ý sử dụng nạo vét khí nén đã được xem xét. Phương pháp này đòi hỏi ít lãng phí nước nhất và tạo ra bùn ở mật độ được kiểm soát giữa chất rắn 40% và 60% theo trọng lượng. Để thiết lập sự phù hợp của nạo vét, một đơn vị nhỏ đã được thử nghiệm tại khu vực mỏ. Sau vài tháng thử nghiệm chuyên sâu, kết quả đã được tìm thấy thỏa đáng.

Các kỹ sư nước ngoài và Marcopper đã thiết kế và chế tạo hai máy nạo vét khí nén có công suất lớn hơn nhiều. Những thứ này đã được đưa vào hoạt động ngay sau đó. Tương tự, cơ sở xử lý chất thải được mở rộng để chứa các vật liệu nạo vét bổ sung. Hai tàu nạo vét hoạt động hiệu quả trong cát thô và cát bãi biển chảy tự do hơn ở độ sâu nơi lối vào bị ngập giữa 15 và 20 dưới mặt nước.

Ở độ sâu nông hơn và trong vật liệu dày đặc hơn và kết dính hơn, việc nạo vét bằng khí nén ít hiệu quả hơn vì đầu thủy tĩnh không đủ để buộc vật liệu vào đầu hút. Nó đã được kết luận rằng nạo vét khí nén hoạt động tích cực hơn gặp khó khăn lớn. Các nghiên cứu cho thấy một máy nạo vét bucketwheel mới được phát triển có thể hiệu quả hơn về mặt sản xuất và tính linh hoạt để xử lý một loạt các vật liệu ở vùng nước nông.

Một Ellicott^® Tàu nạo vét hiệu B890 Wheel Dragon ™ được đưa vào hoạt động. Việc nạo vét bucketwheel như mong đợi đã thực hiện đáng kể và tỏ ra vượt trội hơn nhiều về hiệu suất và chi phí so với các máy nạo vét khí nén trước đó. Trung bình, việc sản xuất nạo vét bucketwheel đánh giá hàng tấn 8000 mỗi ngày so với tấn 9500 được xếp hạng kết hợp mỗi ngày của hai máy nạo vét khí nén. Hai năm sau một Ellicott thứ hai^® nạo vét thương hiệu đã được đưa vào hoạt động.

Mực nước giảm nhanh đã khiến một máy nạo vét khí nén ngừng hoạt động. Khi nạo vét tiếp cận đường viền mặt đất ban đầu, việc sử dụng nạo vét khí nén trở nên ít áp dụng hơn trong việc duy trì bùn mật độ cao.

Một vị trí dòng tiền xấu đi do suy thoái của giá kim loại đã để lại một lượng chất thải ước tính 5.2 triệu mét khối được lên kế hoạch để loại bỏ sau khi chấm dứt hoạt động nạo vét.

Một bước ngoặt tài chính tiếp theo cho Marcopper (do giá kim loại được cải thiện), và sự cạn kiệt dự kiến ​​của thân quặng Tapian đã khiến dự án đồng San Antonio xứng đáng cho các nghiên cứu khả thi mở rộng.

Đặc điểm đuôi
Một phân tích điển hình của đuôi máy nghiền được gửi vào ao cho thấy sự phân bố kích thước sau:

Một sự phân chia tùy ý giữa cát và chất nhờn được đặt ở mức 70% qua lưới 270. Trong số hàng triệu mét khối đuôi có chủ yếu là đất sét kaolinit và clorit. Trong giai đoạn thử nghiệm sơ bộ, đầu nạo vét khí nén dễ dàng xuyên qua các loại vật liệu đuôi khác nhau ở độ sâu. Chúng chảy về phía ống đầu vào của đầu nạo vét tạo thành các lỗ hình nón ở đáy phù sa.

Hai năm sau các thử nghiệm, nạo vét bằng khí nén cho thấy các lớp nhầy nhụa đã trở nên nén và sền sệt. Nạo vét trong các phần cát, tuy nhiên, đã cho kết quả khả quan. Đầu nạo vét dễ dàng chui vào giường tạo ra một hình nón thu gọn và dễ dàng chảy về phía đầu nạo vét. Điều này dẫn đến sản lượng cao và mật độ bột giấy chấp nhận được.

Nạo vét khí nén
Hệ thống nạo vét bằng khí nén sử dụng áp suất thủy tĩnh của hồ nước quá mức để đẩy vật liệu qua đường ống chôn vào bể áp lực thoát ra khí quyển. Khi bể chứa đầy, khí nén được đưa vào xi lanh, đóng van đầu vào và buộc bùn được thải ra bề mặt thông qua một cửa xả ở đỉnh bể. Không khí sau đó được thổi vào khí quyển và chu kỳ lặp lại sau khoảng thời gian xấp xỉ 20-giây. Trong thực tế, các xe tăng 3 được nhóm lại với nhau để tạo thành một đầu nạo vét. Khí nén được đưa đến từng xi lanh thông qua một nhà phân phối không khí. Bùn thải ra từ mỗi bể sẽ chuyển thành một ống dẫn chung cho ba bể. Do đó, vật liệu được thải ra dưới dạng dòng liên tục chứ không phải theo đợt. Thiết bị nạo vét được gắn trên sà lan bằng thép ngăn cách rộng có chiều rộng 12 mét, dài 32 mét và sâu 2.5 mét. Đầu nạo vét treo trên một tòa tháp cao 15 được gắn trên một lỗ trên sàn nạo vét.

Hai phương pháp nạo vét được sử dụng với máy bơm pneuma là: “holing” và “trailing”. Khi vận thăng, các lỗ hút được lắp với các đường ống thẳng đứng và các lỗ này được đưa vào vật liệu nhờ trọng lượng của máy bơm. Ở phía sau các lỗ hút được cung cấp xẻng và toàn bộ máy bơm được kéo dọc theo đáy ao. Khi mực nước trong ao giảm xuống, hoạt động của máy hút khí nén bị hạn chế ở những khu vực nhỏ hơn. Khi nạo vét sâu hơn, các chất nhờn lắng đọng trở nên chặt hơn và kết dính hơn và ít chảy tự do hơn. Hoạt động của các máy hút bùn khí nén ngày càng trở nên khó khăn khi nó tiến gần đến mặt đất ban đầu. Cuối cùng, sau khi nạo vét khoảng 16 triệu tấn chất thải, tàu nạo vét khí nén đầu tiên phải ngừng hoạt động vào đầu năm 1982 do thiệt hại do bão trong khi chuyến thứ hai cũng ngừng hoạt động vào cuối năm đó. Hai tàu nạo vét sau đó đã được tháo dỡ và bán.

Tàu nạo vét Bucketwheel
Tính khả thi của việc nạo vét đuôi với việc sử dụng các thiết bị nạo vét khác ngoài việc nạo vét bằng khí nén đã được nghiên cứu. Điều này dẫn đến việc mua một máy nạo vét hút cho các lớp cuối cùng của cát và cát trên đáy ao không bằng phẳng.

Một máy nạo vét bucketwheel đã được chọn là máy nạo vét hút tiêu chuẩn vì nó có thể áp dụng hành động đào trực tiếp trong cả hai chế độ xoay. Tính năng này của nạo vét bucketwheel giúp cho việc nạo vét có thể xả trực tiếp sản phẩm của mình vào hệ thống xử lý chất thải. Sau khi đánh giá một số trích dẫn từ các nhà sản xuất khác nhau, một quyết định đã được đưa ra để mua một Ellicott^® Nhãn hiệu B890 "Wheel-Dragon" Dredge.

Máy nạo vét Bucketwheel Thương hiệu Ellicott “Wheel-Dragon” ™ 

Nạo vét
Ellicott^® Thương hiệu nạo vét Bucketwheel là một máy nạo vét đường ống thủy lực không tự hành mà toàn bộ hoạt động có thể được điều khiển bởi một người trong phòng điều khiển trung tâm. Nhà máy nạo vét được đặt trên ba thân tàu hình chữ nhật kiểu phao làm bằng thép chịu lực nặng.

Nhà máy bơm nạo vét chính được lắp đặt trong phao thân tàu cắt.

Một chiếc thang nạo vét bằng thép nặng, hình ống được gắn ở đầu phía trước của phao trung tâm thân tàu mang theo cái thùng quay vòng để đào các vật liệu được nạo vét.

Tốc độ của xô có thể thay đổi tùy theo yêu cầu. Bucketwheel được cung cấp bởi một động cơ thủy lực có mã lực và mô-men xoắn cao được gắn trên phần phía trước của thang.

Một ống hút được gắn bên dưới và được cố định vào thang hình ống. Một kết nối linh hoạt hạng nặng được cung cấp giữa ống hút thang và thân tàu.

Có hai thanh thép hình ống có các điểm bằng thép, một được lắp đặt trong một cái giếng cố định để giữ và một được lắp đặt trong một cỗ xe du lịch để làm việc. Các spud được nâng lên bằng các tời trống đơn lẻ với các điều khoản rơi tự do để thâm nhập tốt. Hệ thống đường xe lửa spud cho phép một chuyến đi dài ba mét của nạo vét và được định vị bởi một tổ hợp đường sắt du lịch.

Động cơ chính là hai động cơ diesel: một để điều khiển máy bơm nạo vét ly tâm 14 inch, xả vật liệu vào một đường ống nổi nối với đuôi tàu và một để lái các bơm thủy lực hạng nặng cung cấp các mạch riêng cho thủy lực tương ứng động cơ lái bucketwheel, swing và spud tời, cộng với tời thang.

Hoạt động nạo vét
Khi bucketwheel quay ở cuối thang nạo vét, vật liệu được múc và đưa vào hệ thống hút. Thiết kế của bánh xe cắt là một khi vật liệu được cắt, nó chỉ có thể thoát qua ống hút và đường phân phối.

Nạo vét được xoay từ bên này sang bên kia qua vết cắt với sự trợ giúp của tời đường dây trực tiếp riêng lẻ, đường cáp và neo. Các trục tàu trên mặt cắt làm việc lớn cắt ngang hạng nặng. Chuyển động tiến vào vết cắt được cung cấp bởi một cỗ xe du lịch hoạt động bằng thủy lực mà trên đó các thanh công tác được gắn vào.

Khi một vết cắt được hoàn thành sau khi cỗ xe đã đạt đến mức di chuyển tối đa của nó, lực giữ giữ được hạ xuống. Spud làm việc được nâng lên và cỗ xe di chuyển 3-1 / 2 về phía trước. Spud làm việc sau đó được hạ xuống khi đạt được hành trình mong muốn sau đó spud giữ được nâng lên. Nạo vét bây giờ đã sẵn sàng để thực hiện một cắt giảm.

Thành phần nạo vét
Nạo vét được tạo thành như sau:

Các thành phần kết cấu - Thân tàu được làm bằng ba phao thép hàn hình chữ nhật, hai phao bên và một phao trung tâm, được kết nối chặt chẽ để tạo sự ổn định. Khung chữ A với các thanh lùi cứng được cung cấp ở đầu phía trước của thân tàu, kết hợp với palăng thang giúp nâng, giữ và hạ thang nạo vét.

Thành phần nạo vét - Mô-đun bánh gầu bao gồm một bánh gầu quay được dẫn động bởi hai piston hướng tâm, động cơ thủy lực trục 106 mã lực tốc độ chậm cung cấp cho gầu cắt tổng lực cắt 1,400 pound. Một khuỷu hút bằng thép đúc được kết nối với phễu nhận của bánh xe gầu ở một đầu và với ống hút trên thang ở đầu kia. Ống hút của thang được nối với ống hút ở phao giữa thân tàu bằng ống cao su dẻo được gia cố, cho phép thang nghiêng đến độ sâu đào mong muốn.

Prime Movers - The Ellicott^® Thương hiệu “Wheel-Dragon” được trang bị hai động cơ diesel như sau: Một động cơ 520 HP, CAT Series 3412, để dẫn động máy bơm nạo vét chính và một động cơ 210 HP, CAT 3306, để dẫn động bơm thủy lực.

Hệ thống điện thủy lực - Hệ thống thủy lực được làm bằng ba mạch vòng hở độc lập. Một mạch cho bánh răng gầu; một mạch cho vận thăng thang và tời xoay; và một cho tời kéo và xi lanh vận chuyển ống. Máy bơm hút dầu trực tiếp từ bình chứa dầu lắp thấp thông qua một bộ lọc hạng nặng.

Hệ thống điện - Hệ thống điện được thiết kế để cung cấp cho các mạch sau:

Hệ thống khởi động 24 volt trên động cơ

Hệ thống sạc pin

Bơm nạo vét và đồng hồ đo động cơ phụ trợ và tắt máy

Van điều khiển thủy lực vận hành

Hệ thống chiếu sáng bên trong và bên ngoài 24 volt

Trung tâm điều khiển và điều khiển vận hành. Để thúc đẩy sự an toàn trong vận hành, tính linh hoạt và hiệu quả, các điều khiển được gắn trên bàn điều khiển trong trung tâm điều khiển để cung cấp cho hoạt động một người của trình tự nạo vét.

Thiết bị hỗ trợ & phụ trợ

Một động cơ duy nhất 235 HP, 10m dài X 3m rộng X 1.3m. Điều này được sử dụng để di chuyển các nạo vét trên một khoảng cách dài và để kéo các neo thép nặng.

Một động cơ duy nhất 50 HP, 8m dài X 3m rộng X 1.3m thuyền phục vụ sâu. Các bộ phận nặng cho nạo vét được tải trên thuyền này. Nó được sử dụng bởi nhân viên bảo trì cơ khí.

Một màn hình thủy lực và một máy bơm ly tâm 12 × 10 chạy bằng động cơ 304 HP. Tất cả được gắn trên một sà lan nặng, dài 23m, rộng 12m, sâu 1.25m. Điều này đang được sử dụng để cống những bờ dốc cao nối đuôi nhau trên mặt nước có thể bị sập vào bánh xe đẩy khi nạo vét.

Một sà lan 10m dài X 4.5m rộng X 1.8m sâu với một tời 15-tấn để sử dụng trong việc nâng / kéo neo, dây phản xạ và các loại khác.

Một chiếc thuyền dịch vụ với động cơ phía ngoài 9.9 HP.

Một máy hàn / trang phục cắt đặt ở nước ngoài một sàn nổi nhỏ.

Bình xăng nổi có dung tích 15,000 lít.

Giám sát chất thải
Chất thải từ mỗi lần nạo vét được bơm qua các đường ống hồi lưu có đường kính 16 inch của ống và ống mềm vào một hộp rẽ ba ngăn trước khi xả vào hộp trộn dẫn đến ống xả đuôi. Tại điểm xả trong hộp bỏ qua, bột giấy được bơm bởi mỗi chất nạo vét được giám sát xem nó có phù hợp để vận chuyển qua hệ thống xử lý chất thải quặng đuôi không. Một máy đo hạt nhân đo mật độ của bột giấy được thải vào mỗi ngăn. Để kiểm tra thêm về mật độ, bộ lấy mẫu được kích hoạt bằng tay sẽ cắt và thu gom bột giấy được thải ra. Các mẫu này sau đó được kiểm tra mật độ và tốc độ lắng. Nếu mật độ chất rắn dưới 45% và tốc độ lắng vượt quá 4 feet / giờ, nước thải nạo vét sẽ được chuyển trở lại ao. Xả vào ống khói của vật liệu với tốc độ lắng vượt quá 5 feet mỗi giờ hoặc mật độ chất rắn dưới 40% đã dẫn đến xử lý khói và tràn. Trong những điều kiện này, chất nạo vét được chuyển đến một vị trí mới để vật liệu nạo vét tốt hơn, nơi sản xuất sẽ liên tục. Phương pháp thực hành là trộn cát thô từ chất nạo vét này với chất nhờn từ chất nạo vét khác để tạo ra hỗn hợp bột giấy có tỷ trọng và tỷ lệ lắng phù hợp.

Kế hoạch nạo vét

Một bên kế hoạch vẽ đồ thị vị trí của các nạo vét bằng cách tam giác với việc sử dụng các sextant. Vị trí của các nạo vét được vẽ trên bản đồ và các chuyển động nạo vét cho các giờ 24 tiếp theo được chỉ định trên bản đồ và trên thực địa.

Việc sản xuất nạo vét bucketwheel dựa trên một cuộc khảo sát thể tích được thực hiện vào cuối tháng.

Trong lập kế hoạch hàng tháng và lập lịch trình dài hạn, tất cả đều được xem xét đến hiệu suất cơ học và vận hành trung bình trong những tháng qua, địa hình của toàn bộ ao có tính đến độ dày của phần đuôi còn lại, cấu hình đáy ao và sự phân bố vật lý của cát và chất nhờn.

Đi kèm với lịch trình sản xuất nạo vét là cân bằng nước hàng tháng dự kiến ​​chỉ ra mực nước trong ao dựa trên dòng chảy ra của nạo vét, mất bốc hơi và rò rỉ. Nước tẩy trang vào ao được cung cấp khi cần thiết tùy thuộc vào nhu cầu nước. Tốc độ của dòng vốn dự kiến ​​phụ thuộc vào lượng mưa dự kiến ​​hàng tháng dựa trên lượng mưa trung bình trong khoảng thời gian mười năm.

Tình trạng của dự án
Kinh nghiệm thu thập được trong giai đoạn nạo vét đầu tiên bằng cách sử dụng nạo vét khí nén và trong lần nạo vét cuối cùng sử dụng nạo vét bucketwheel, cho thấy Ellicott^®  nạo vét thương hiệu rất có khả năng hoàn thành thành công việc loại bỏ các nhà máy nghiền được gửi qua mỏ khoáng sản San Antonio. Trong một số trường hợp, việc nạo vét được sử dụng để đào đá ong và sỏi trong ao mà không gặp khó khăn gì ngoại trừ việc xử lý đá ong và sỏi tại bát trộn.

Sau đó, hai Ellicot^® Các tàu nạo vét Brand Bucketwheel đã được mua bởi một nhà thầu khai thác, người đã sử dụng chúng để khai thác thành công các hình thành muối nén cứng ở Biển Chết. Các tàu nạo vét vẫn còn được sử dụng ở đó ngày nay.

In lại từ Asia Pacific Mining