طراحی الگوهای آتشکاری و تعیین خرج ویژه در معادن روباز با استفاده از مشخصات توده سنگ برجا

این مقاله در مورد طراحی الگوهای آتشکاری و تعیین خرج ویژه در معادن روباز است و به بررسی روش های مبتنی بر مشخصات توده سنگ برجا، شاخص خردایش و قابلیت آتشکاری در معدن مس سونگون می پردازد.

چکیده
در این طرح ابتدا منابع علمی موجود در زمینه انفجار مورد مطالعه جامع قرار گرفته و پارامترهای مؤثر در طراحی الگوهای آتش کاری و روش های موجود برای طراحی و به طور عمده روش های طراحی مبتنی بر مشخصات توده سنگ ها مرور گردیده است. در ادامه به عنوان مطالعه موردی برای انجام مطالعات صحرایی و جمع آوری اطلاعات، در بیش از هشتاد نقطه معدن مس سونگون مشخصات مهندسی توده سنگ مورد نیاز در تعیین شاخص قابلیت آتش کاری (BI) و شاخص خردایش سنگ (RFI) مورد مطالعه و برداشت صحرایی قرار گرفته است.

از هر یک از نقاط فوق نمونه هایی از ماده سنگ جمع آوری شده و به آزمایشگاه منتقل شده و بر روی کلیه نمونه ها آزمایش های مقاومت فشاری، چگالی و سختی انجام گرفته است. سپس خواص مکانیکی ماده سنگ و مشخصات ژئومکانیکی توده سنگ، شاخص قابلیت آتش کاری و شاخص خردایش سنگ برای توده سنگ های موجود در نقاط هشتاد گانه تعیین شده است.

سپس با استفاده از شاخص های مذکور و نیز روش های سنتی طراحی، مشخصات ژئومتری انفجار طراحی گردیده و خرج ویژه ی انفجارها تعیین شده است. در پایان نتایج طراحی توسط روش های سنتی و روش های مبتنی بر مشخصات ژئومکانیکی توده سنگ با یکدیگر مقایسه شده اند.

مقدمه
آتشکاری به عنوان یکی از مهم ترین و اولین مراحل استخراج معادن روباز نقش بسیار اساسی در راندمان تولید، برنامه ریزی تولید بلندمدت و کوتاه مدت، هزینه های استخراج و نیز مسائل زیست محیطی دارد. آتشکاری مناسب در مجموع باعث بهبود شرایط استخراج و وضعیت فنی و اقتصادی معدن می گردد. عموماً عملیات آتشکاری در معادن به دو بخش کلی تقسیم می شود: الف) طراحی الگوی انفجار و ب) پیاده سازی طرح و انجام عملیات آتشکاری.

واضح است که انجام مناسب مرحله دوم به طور کامل وابسته به طراحی مناسب و با رعایت اصول مهندسی است. لذا طراحی الگوی آتشکاری اولین قدم در چرخه عملیات معدن کاری روباز به شمار می رود. همچنین میزان خردایش مطلوب ارتباط تنگاتنگی با آرایش مناسب چال های انفجاری در هر سیکل دارد. میزان خردایش تعیین کننده این موضوع می باشد که چال های با عمق مشخص با چه بارسنگی و چه فاصله ردیفی آرایش یابند و چه نوع ماده منفجره ای و به چه میزان در هر چال ریخته شود تا توده سنگ به حد مطلوب از خردایش دست یابد. ارتباط مذکور به صورت دوطرفه می باشد؛ لذا طراحی صحیح و مبتنی بر مشخصات توده سنگ و مشخصات ماده منفجره، مقاله را به سوی یک عملیات بهینه فنی و اقتصادی سوق می دهد.

دومین مرحله از عملیات استخراج که بلافاصله پس از مرحله آتشکاری صورت می گیرد، مرحله بارگیری و حمل ماده معدنی و باطله است. این مرحله نیز به شدت به نتایج آتشکاری وابسته است. میزان خردایش حاصل، ضریب تورم توده سنگ، میزان یکنواختی دپو و شکل توده دپو از جمله مهم ترین عوامل ناشی از آتشکاری است که به طور چشمگیری راندمان و پارامترهای عملیاتی ترابری مثل ضریب پرشدگی جام لودر و شاول، سرعت بارگیری و استهلاک ماشین آلات را تحت تأثیر قرار می دهد. لذا هر گونه تغییر در طراحی الگوی انفجار، کلیه پارامترهای فوق و در نهایت توان تولید معدن را تحت تأثیر قرار می دهد.

سنگ شکنی به عنوان آخرین مرحله از عملیات استخراج نیز به میزان قابل توجهی متأثر از نتایج آتشکاری می باشد. میزان خردایش سنگ های تولیدی معدن به عنوان ورودی خط سنگ شکنی و کارخانه فرآوری از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. از نظر فنی ابعاد سنگ تولید شده در معدن نباید از ۸۰٪ دهانه سنگ شکن بزرگ تر بوده و از خروجی سنگ شکن نیز کوچک تر نباشد. خروج از این بازه باعث افزایش هزینه های تولید و کاهش راندمان عملیات سنگ شکن می گردد. همچنین در معادنی که در فرآیند فرآوری آن ها از فلوتاسیون استفاده می شود، کنترل ذرات بسیار ریز حاصل از آتشکاری بسیار حیاتی است. لذا چنانچه شرح داده شد، طراحی الگوهای آتشکاری به عنوان خشت اول عملیات معدن کاری روباز از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است.

در فصل اول این تحقیق، پارامترهای مؤثر بر طراحی الگوهای آتشکاری و نیز روش های مختلف، در ادامه این فصل روش های مختلف طراحی به طور اجمالی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در فصل دوم، برداشت های صحرایی و آزمایش های انجام شده و نتایج آن ها به طور تفصیلی ارائه شده است. در فصل سوم، با استفاده از روش های مختلف، الگوهای آتشکاری در معدن مس سونگون طراحی شده و نتایج طراحی با استفاده از روش های مختلف با یکدیگر مقایسه گردیده اند. در فصل چهارم، نتیجه گیری و پیشنهاداتی برای مطالعات آینده ارائه شده است.