X
تبلیغات
نماشا
رایتل

Economic Geology

خدمات زمین شناسی و اکتشافات معدنی کیمیا پژوهان زنده رود

معدن

 

خلاصه ای از مشخصات گازهای موجود در معادن و

روش های استخراج معادن سطحی و زیر زمینی

 


فهرست مطالب

 

  • گازهای موجود در معادن
  • روشهای استخراج مواد معدنی
  • مقایسه روشهای روباز و زیرزمینی استخراج مواد معدنی

·         استخراج معادن زیر زمینی به روش روش اتاق و پایه

·         استخراج معادن زیر زمینی به روش کارگاه و پایه

  • استخراج معادن زیر زمینی به روش انباره ای
  • برش سنگ با استفاده از پودرهای منبسط شونده

  کتراک، استامایت و دکسپن

  • روشهای گشایش معادن زیر زمینی
  • روش تونل سازی سپری

به نام ایزد یکتا

 

 گازهای موجود در معادن زیر زمینی و عیار مجاز آنها

 

  متان یا گریزو    ( CH4 ) 
1- چگالی نسبت به هوا: 5545/0
2- خواص فیزیکی: بی بو ، بی رنگ ، بی مزه
3- منابع تولید: لایه های زغال ، آتشباری ، موتورهای احتراقی ، تجزیه مواد آلی
4- آثار مضر: قابل انفجار ، خفه کننده
5- روش تشخیص: دستگاههای گازسنج (گریزومتر) ، چراغ اطمینان شعله ای
6- علائم مشخصه: سمی نیست اما اگر مقدار آن از حد مجاز بیشتر شود باعث کاهش درصد اکسیژن در هوا می شود.
7- حداکثر عیار مجاز: 1 درصد
8- عیار کشنده: در عیار 5 تا 15 درصد قابل انفجار
 هیدروژن سولفوره ( SH2 )
 چگالی نسبت به هوا: 1912/1
 خواص فیزیکی: بوی تخم مرغ گندیده ، بی رنگ ، ترش مزه
 منابع تولید: آب لایه ها ، گاز لایه ها ، آتشباری
آثار مضر: سمی ، قابل انفجار
روش تشخیص: بوی تخم مرغ گندیده ، دستگاههای مخصوص
علائم مشخصه: در عیار کم سبب سوزش چشم و در عیار زیاد باعث فلج شدن سیستم اعصاب و مرگ ، در عیار 01/0 درصد پس از چند ساعت سبب مسمومیت خفیف و در عیار 05/0 درصد بعد از 30 تا 60 دقیقه سبب مسمومیت خطرناک و در عیار 1/0 درصد سبب مرگ فوری می شود.
حداکثر عیار مجاز: 002/0 درصد
عیار کشنده: 1/0 درصد
 انیدرید سولفورو ( SO2 )
چگالی نسبت به هوا: 2636/2
خواص فیزیکی: بوی مشخص ، بی رنگ ، ترش مزه
منابع تولید: احتراق کانیهای گوگرددار ، آتشباری ، موتورهای احتراقی ، آتش سوزی
آثار مضر: سمی
روش تشخیص: بوی گوگرد ، دستگاههای مخصوص
علائم مشخصه: مقدار کم آن باعث مختل شدن سیستم اعصاب به خصوص اعصاب چشم می شود و در عیار 05/0 درصد خطر مرگ را در بر دارد.
حداکثر عیار مجاز: 0005/0 درصد
عیار کشنده: 1/0 درصد
 اکسیدهای ازت  NO) و (NO2
چگالی نسبت به هوا: 5895/1
خواص فیزیکی: بوی مشخص ، رنگ خرمایی ، تلخ مزه
منابع تولید: آتشباری ، موتورهای احتراقی
آثار مضر: سمی
روش تشخیص: رنگ خرمایی ، بوی مشخص ، دستگاههای مخصوص ، روش شیمیایی
علائم مشخصه: سمی هستند ولی آثار آنها فوری نیست و ممکن است 20 تا 30 ساعت بعد عارض شود، تا عیار 0025/0 درصد بی خطرند ولی با افزایش عیار ، خطرناک خواهند شد و آثار مضری بر چشم ، بینی ، دهان و ششها خواهند داشت و در عیار 025/0 درصد سبب مرگ می گردند.
حداکثر عیار مجاز: 002/0 درصد
عیار کشنده: 005/0 درصد

 منواکسیدکربن ( CO )
چگالی نسبت به هوا: 9672/0
خواص فیزیکی: بی بو ، بی رنگ ، بی مزه
منابع تولید: آتشباری ، موتورهای احتراقی ، احتراق ناقص ، اکسیداسیون زغال
آثار مضر: سمی ، قابل انفجار
روش تشخیص: دستگاههای مخصوص
علائم مشخصه: در عیار 1/0 درصد باعث سردرد و مسمومیتهای جزئی ، در عیار 15/0 تا 20/0 درصد سبب مسمومیتهای خطرناک و 20 تا 30 دقیقه تنفس در عیار 5/0 درصد منجر به مرگ می گردد و در عیار 1 درصد سبب مرگ فوری خواهد شد.
حداکثر عیار مجاز: 01/0 درصد
عیار کشنده: 03/0 درصد
 دی اکسیدکربن ( CO2 )
چگالی نسبت به هوا: 5291/1
خواص فیزیکی: بی بو ، بی رنگ ، بی مزه ، اسیدی ، اختناق آور
آثار مضر: خفه کننده
روش تشخیص: تنفس ، دستگاههای مخصوص ، چراغ اطمینان شعله ای
علائم مشخصه: در عیار 1 تا 3 درصد سبب تندی تنفس ، در عیار 5 درصد تنفس خیلی شدید و مشکل می شود. در عیار 10 درصد سبب بیهوشی و در عیار 20 تا 25 درصد منجر به مرگ می گردد.
حداکثر عیار مجاز: 5/0 درصد
عیار کشنده: 18 درصد

 اکسیژن ( O2 )
چگالی نسبت به هوا: 1056/1
خواص فیزیکی: بی بو ، بی رنگ ، بی مزه
منابع تولید: به حالت طبیعی در هوا وجود دارد.
آثار مضر: غیر سمی
روش تشخیص: تنفس [آسان] ، دستگاههای اکسیژن سنج ، چراغ اطمینان شعله ای
علائم مشخصه: در عیار کمتر از 18 درصد باعث تسریع تنفس، در عیار کمتراز 14 درصد سبب استفراغ و ضعف ، در عیار کمتر از 10 درصد سبب کبودی رنگ بدن و حالت اغماء که ادامه تنفس منجر به مرگ تدریجی می گردد. در عیار کمتر از 5 درصد سبب مرگ آنی خواهد شد.
حداکثر عیار مجاز: (حداقل) 5/19 درصد
عیار کشنده: پایینتر از 6 درصد
 هیدروژن ( H2 )
چگالی نسبت به هوا: 0694/0
خواص فیزیکی: بی بو ، بی رنگ ، بی مزه
منابع تولید: آبهای اسیدی ، آتشباری ، شارژ باتری ها
آثار مضر: سمی ، قابل انفجار
روش تشخیص: دستگاههای مخصوص
علائم مشخصه: در عیار 4 درصد مخلوط قابل انفجار با هوا را تشکیل می دهد و غالباً با هیدروکربورهای سنگین در گاز زغال دیده می شود.
حداکثر عیار مجاز: --
عیار کشنده: در عیار 4 تا 74 درصد قابل انفجار

نویسنده: امیرحسین جوادی

منبع اطلاعاتی: minersdatabase.blogfa.com  تاریخ نگارش: 10/01/1386

 

 

تجهیزات استخراج معادن

دراگلاین | اکسکاواتور | شیرر یا رنده | تراک | نوار نقاله | دستگاههای حفاری

 

 

روشهای استخراج مواد معدنی

استخراج مواد معدنی با توجه به عواملی چون نسبت باطله برداری، میزان ذخیره، نوع ماده معدنی و شرایط توپوگرافی به دو دسته کلی تقسیم می شود:

الف) روش استخراج روبازیا openpite
از این روش برای بهره برداری ذخایری سطحی و یا ذخایر بزرگ معدنی زیر زمین، که باطله برداری از آنها اقتصادی باشد به کار می رود. بسیاری از ذخایر فلزی بزرگ مثل آهن و مس حتی تا عمق 300 متری سطح زمین نیز به این روش استخراج می شوند.

ب) روش استخراج زیرزمینی یا  underground
 
این روش در مورد ذخایری زیر سطحی عمیق و یا کوچک کم عمق به کار می رود که امکان باطله برداری از آنها، یا وجود ندارد و یا اقتصادی نمی باشد روش های زیرزمینی با توجه به شرایط توپوگرافی عموما به دو دسته تقسیم می شوند:
 
1-  ذخایری که در مناطق کوهستانی واقع شده اند و می توان با استفاده از تونلهای افقی به آنها دسترسی پیدا کرد.
2- ذخایری که در مناطق مسطح (دشت) واقع شده و فقط با استفاده از تونلهای مورب و یا چاه می توان به آنها دسترسی پیدا کرد.

 مقایسه روشهای روباز و زیرزمینی استخراج مواد معدنی

   ●  تولید در معادن روباز بیشتر از زیرزمینی است.

   ●  ایجاد اضافه تولید در زیر زمینی مشکل تر است.

   ●  تاثیر اب وهوا  و شرایط جوی در معادن روباز بیشتر است.

   ●  ایمنی در معادن روباز به دلیل نور کافی و ارتباط با هوای ازاد بیشتر از زیرزمینی است.

   ●  بازیابی در معادن روباز بیش از 90% است اما در معادن زیرزمینی کمتر از 40%.

   ●  افت ماده معدنی معادن روباز به دلیل دقیق بودن اطلاعات اکتشافی کمتر است.

   ●  نسبت باطله برداری : (SR.a) 

هزینه استخراج یک تن ماده معدنی به روش زیرزمینی              CU =

هزینه استخراج یک تن ماده معدنی به روش روباز              CO =

هزینه باطله برداری یک تن به روش روباز              CO.W =

  دلایل افت ماده معدنی :

1) باقی ماندن لنگه های محافظتی برای فضاهای زیرزمینی مثل گالری های استخراج، دنباله روها ، پذیرگاهها

2) فضاهای حفاظتی برای تاسیسات سطحی مثل چاه

3) افت بخاطر روش نامناسب استخراج مثال روش نامناسب اتاق و پایه برای فیروزه

3) افت بخاطر تغیرات شدید عیار

5) افت بخاطر تغیرات شدید شکل کانسار

6) افت ماده معدنی در طول حمل ونقل به محل مصرف

  ضررهای افت ماده معدنی :

1) باعث اتلاف ذخیره معدنی و ثروت ملی می شود.

2) باعث کاهش عمر معدن یا بهم ریختن طراحی های می شود.

3) اگر کانسار مواد خود سوز باشد (گوگرد ،زغال سنگ ، پیریت) به دلیل افت، احتمال اتش سوزی یا الودگی معدن وجود دارد.

استخراج معادن زیر زمینی به روش روش اتاق و پایه

در این روش قسمتی از ماده معدنی را بعنوان اتاق استخراج کرده و قسمتی را نیز برای پایداری معدن بعنوان لنگه(پایه) دست نخورده نگه می دارند. این روش برای کانسار های مسطح، لایه ای و یکنواخت با ضخامت معین قابل استفاده است. اتاقها معمولا منظم و مکعب مستطیل شکل و پایه ها نیز استوانه ای و یا مکعبی است.

فضاهای اماده سازی و فضاهای بهره برداری به موازات یکدیگر احداث می شود سپس با حفر میانبرهایی پایه ها بوجود می اید. ابعاد اتاق در بعضی موارد به 3 تا 5 برابر ابعاد پایه می رسد. استخراج در روش اتاق وپایه به دو صورت پیوسته ( مدرن و مکانیزه) و ناپیوسته (سنتی) صورت می گیرد.
 
 مراحل استخراج ناپیوسته :
1) برش : برش زیری، برش مرکزی، برش فوقانی با شکاف مرکزی، برش تحتانی با شکاف مرکزی
2) چالزنی یا حفاری ( جامبودریل + دریفتر + پرفراتریس + اگر )
3) خرج گذاری و اتشباری
(4) لق گیری
5) نگهداری موقت ( راک بوت + قاب چوبی )
6) بارگیری (بوسیله انواع  لودر زیرزمینی  + LHD +اسکریپر +  ماشین شاتل)
7) باربری (نوار نقاله + واگن + ناوزنجیری LHD +)
 شرایط کاربرد روش اتاق و پایه :
1. مقاومت کانسنگ ضعیف تا متوسط.
2. مقاومت سنگ درونگیر متوسط تا قوی.
3. شکل کانسار لایه ای و یا ورقه ای باشد.
4.  شیب کانسار کمتر از 15 درجه و ترجیحا مسطح.
5. گسترش منطقه ای کانسار زیاد و ضخامت ان کمتر از4.5m باشد
6. عیار کانسنگ کم تا متوسط.
7.  کانسار از لحاظ شکل هندسی نسبتا یکنواخت باشد.
8.  برای زغال سنگ عمق کانسار کمتر از400m و برای سایر مواد معدنی عمق کمتر از 600m باشد.
 
 مزایای روش اتاق و پایه :
1) (راندمان تولید بالاست70 تن بر نفر درهر شیفت کاری
2) هزینه معدنکاری با این روش ، 30% کل هزینه های معدنکاری است.
3)  گروههای کاری در این روش کوچک است و روحیه کارگری و حس همکاری بالاست.
(4)  انعطاف پذیری در این روش بسیار بالاست.
5) )این روش به دلیل سقف و کف محکم و نیز شیب کم قابلیت مکانیزاسیون زیادی دارد.
(6) عملیات تولید در این روش تمرکز کمی دارد و اگر مشکلی در یکی از اتاقها یا کارگاهها پیش اید قسمت های دیگر معدن به تولید ادامه می دهند.
7) در روش اتاق وپایه به دلیل وجود راهروهای زیاد ،اگر تقاضای بازار افزایش یابد می توان تعداد کارگاههای استخراجی را بالا برد.
 معایب روش اتاق و پایه :
1) تهویه در این روش مشکل است به دلیل تعداد اتاقهای فراوان و تمرکز کاری کم.
(2)  در صورت ایجاد سینه کارهای بیشتر بنابه تقاضای بازار سرپرستی این کارگاهها مشک تر می شود.
3) نیاز به تدارکات گسترده ای دارد بطوریکه برای هر اتاق ماشین الات مختلفی برای حفاری ،باربری، بارگیری ،وسایل تهویه لازم است
4) در این روش تولید از اتاقهای مختلفی بدست می اید بنابرین مقداری زمان برای حرکت ماشین الات و تداخل مسیرهای مختلف به هدر می رود.
(5) تخریب و نشست قابل توجهی در صورت بازیابی پایه ها رخ می دهد.
6) به دلیل استفاده از نگهداری طبیعی و وجود سقف باز فراوان ایمنی کارگران در این روش کم است.
7) برای مواد معدنی خود سوز مانند بعضی از زغال سنگها ،کانیهای سولفیدی و سرپانتینی این روش مناسب نیست چرا که سطح پایه ها در تماس با هوا قرار دارند.
8) در اعماق بیشتر با افزایش فشار قطر پایه ها را بیشتر باید درنظر گرفت بنابرین افت بیشتر خواهد شد.

ز آنجایی که بسیاری از معادن و یا سازه های بتونی زائد و قابل تخریب، در مجاورت مناطق مسکونی جاده ها و یا خطوط تاسیساتی آب و برق و نفت قرار دارند ، برای رعایت شرایط ایمنی امکان استفاده از مواد ناریه وجود ندارد به همین دلیل باعث شده که این معادن به طور دست نخورده باقی بمانند. علاوه بر این، در معادن سنگ تزئینی استفاده از مواد منفجره برای استخراج سنگ ممنوع می باشد.

یکی ازمواردی که به طور روز افزون در کارهای معدنی ایران مورد استفاده قرار می گیرد انواع پودرهای منبسط شونده است.

این پودرها پس ازمخلوط شدن با آب، به صورت دوغاب در درون چالهای از پیش حفاری شده ریخته می شوند و پس ازمدتی در اثر پدیده هیدراتیزاسیون وآبگیری ، دوغاب حاصله تا چندین برابر خود افزایش حجم می دهد و در اثر این افزایش حجم یک تنش فشاری بالایی به دیواره چالها وارد می کند و این تنش در نهایت موجب شکسته شدن دیواره چال، در نقاط ضعف موجود در اطراف دیواره می گردد.
با حفاری وآرایش چالها در جهت های خاص می توان شکسته شدن دیواره چالها را هدایت نمود و در نهایت قطعات سنگ و یا بتن را به طور دلخواه برش داد.

از مزایای این پودرها می توان به  سهولت استفاده، سازگاری بامحیط زیست، سهولت حمل ونقل و انعطاف پذیری شکل برش اشاره کرد. از معایب این روش هم می توان به شرایط آب وهوایی، کوچکی ابعاد برش، خطر انفجار و پرتاب سنگ و استاندارد نبودن بعضی از این مواد اشاره کرد.

استخراج معادن زیر زمینی به روش کارگاه و پایه  (stope and pillar )

 این روش بیشتر برای سنگ های سخت کاربرد دارد و همانند روش اتاق وپایه است با این تفاوت که پایه ها شکل و محل ثابتی ندارند و هرزمان که در یک کانسار سه شرط زیر وجود داشته باشد به جای واژه ی اتاق وپایه از واژه ی کارگاه و پایه استفاده می کنند.
1. پایه ها از نظر شکل و اندازه به صورتی نامنظم و تصادفی در یک محل ایجاد می شوند و حدالمقدور پایه ها درون مواد معدنی کم عیار یا باطله ها ایجاد می شود.
2. ضخامت کانسار بیش از 6m باشد.
3. ماده معدنی زغال سنگ نباشد.
 
نکته ؟؟؟
روش کارگاه و پابه نسبت به اتاق وپایه اماده سازی کمتری نیاز دارد. زیرا در معادن زغال سنگ بخاطر رعایت شرایط ایمنی قانون معادن حکم می کند فضاهای چند گانه زیادی برای تسهیل تهویه ایجاد شود اما درروش کارگاه و پایه نیازی به حفر فضاهای زیاد نیست. زیرا ماده معدنی غیر زغالی و سخت است و از طرف دیگر چون ماده معدنی در روش کارگاه وپایه بیشتر فلزی است راهروها تابع شکل رگه هاست در نتیجه مثل اتاق و پایه منظم نیست.
 
 در روش کارگاه وپایه چرخه عملیات استخراج شامل مراحل زیر است ؟
   ●
حفاری به کمک چکش های هوا فشرده پایه دار(مثل دریفترها، پرفراتورها،ارابه های چالزنی) که در سنگهای سخت از روش حفاری دورانی و در سنگهای نرم و متوسط روش ضربه ای بکار می رود.
   ●  
اتشکاری بوسیله موادمنفجره ژله ای و امولسیونی
   ●  
بارگیری به کمک ماشین الاتی مثل ناو جنبان، شاول کوچک ،لودرLHD،اسکریپر)
   ●
باربری به کمک وسایلی مثل شاتل و نوارنقاله و واگن
 شرایط کاربرد روش کارگاه و پایه :
   ●
ضخامت کانسار بیش از 6m باشد.
   ●
مقاومت کانسنگ متوسط تا زیاد باشد.
   ●
مقاومت سنگ دربر گیرنده متوسط تا زیاد باشد.
   ●
شکل کانسار عدسی، لایه ای ،رگه ای، توده ای.
   ●
عمق کانسار زیر 600m باشد.
   ●
عیار کانسنگ کم تا متوسط باشد.
   ●
کانسار از لحاظ عیار متغیر باشد.
   ●
شیب کانسار زیر 30 درجه باشد.
 
 مزایای روش کارگاه و پایه :
   ●
راندمان تولید بالاست 27 الی48 تن بر نفر شیفت کاری
   ●
همزمان می توان در چند طبقه کار کرد
   ●
به راحتی قابل مکانیزاسیون است.
   ●
مهارت گسترده ای لازم ندارد و کارگر متخصص لازم نیست.
   ●
روش انتخابی است یعنی می توان باطله یا ماده معدنی کم عیار را بعنوان پایه جا گذاشت.
   ●
بازیابی حدود 75 % و رقت حدود20 % است.
 معایب روش کارگاه و پایه:
A.
اگر کمرهای کانسار و خود کانسار مستحکم نباشد کنترل زمین مشکل است.
B.
مقداری از ماده معدنی در پایه ها به هدر می رود.
C.
چون حجم اتاق ها بزرگ است هوای مورد نیاز جهت تهویه دچار افت فشار خواهد شد.
D.
به تجهیزات زیادی در صورت مکانیزاسیون نیازمند است.

منبع اطلاعاتی: minersdatabase.blogfa.com



استخراج معادن زیر زمینی به روش انباره ای

روش استخراج انباره ای به طور عمده در مورد کانسارهای غیر لایه ای پر شیب به کار میرود. و از این لحاظ درکنار روشهای استخراجی مانند استخراج از طبقات فرعی ٬ vcr و تخریب در طبقات فرعی قرار میگیرد. که در دسته بندی هارتمن از روش استخراج انباره ای از روش بدون نگهداری مصنوعی نام برده شده است.
اساس این روش که روشی با استخراج در جهت رو به بالا و قائم میباشد انبار نمودن حدود 3/2 از سنگ معدنی خرد شده در فضای خالی کارگاه استخراج میباشد. هدف از این کار ایجاد یک سکو برای انجام عملیات استخراج توسط کارگران و خنثی کردن نیروهای سطحی وارد بر کمر بالا و پایین ماده معدنی می باشد.
پیش روی رو به بالا در داخل کارگاهها با برشهای افقی ماده معدنی انجام میگیرد. سنگ پس از استخراج نسبت به حالت بکر خود حدود 30 الی 40 درصد افزایش حجم پیدا میکند بنا بر این باید روزانه این مقدار حجم افزایشی به بیرون منتقل گرددیده و بقیه تا پایان عملیات استخراج به صورت انبار شده در درون کارگاه باقی می ماند. این روش به طور عمده روش دستی بوده و قابلیت مکانیزاسیون آن در قیاس با سایر روشهای استخراج بسیار اندک میباشد.
به سه دلیل عمده در روش انباره ای نمی تون از ماشین آلات مکانیزه استفاده کرد :
1) سطح ناصاف ماده معدنی و عدم استحکام آن بعد از عملیات آتشباری
2) کوچک بودن فضا برای ماشین آلات بزرگ مکانیزه
3) عدم تخلیه مواد خورد شده به دلیل فشرده شدن در اثر رفت و آمد ماشین آلات
 شرایط کاربرد روش استخراج انباره ای:
این روش استخراج معمولا برای کانسارهای رگه ای باریک و در بسیاری از موترد کاتنسارهایی که سایر روشهای استخراج برای آنها قابل استفاده و یا اقتصادی نباشند به کار میرود. ویژگی های مهم برای استفاده از این روش عبارتند از :
1) شیب :
زاویه شیب ایده آل برای کاربرد این روش 90 درجه میباشد و شیب های کمتر از 90 و تا حدود 70 درجه نیز برای استفاده از این روش مطلوب است. هرچه زاویه به 90 نزدیکتر باشد شرایط بهتری ایجاد میشود. علت این امر سادگی و روان تر شدن تخلیه مواد استخراجی تحت زاویه شیب میباشد.
2) ضخامت :
ضخامت رگه ای کانسارهای مناسب برای این روش از 1 تا 3 متر متغیر میباشد اما کاتنسارهایی که ضخامت آنها بین3 الی20 مترباشد مطلوب ترند. انتخاب ضخامت در روش انباره ای خود به شرایط زیر بستگی دارد:
الف ) پایداری کانسار

ب ) پایداری کمر بالا بدون نگهداری
3) یکنواختی :
کانسار باید نسبتا یکنواخت بوده و تغییرات شیب و ضخامت آن کم باشد. چرا که در غیر این صورت جریان مواد به سمت پایین در نقاطی که ضخامت کم می باشد کند شده و مانعی در جهت تخلیه مواد خواهد بود.
4) پایداری ماده معدنی :
در روش استخراج انباره ای کانسنگ باید کاملا مقاوم ٬ پایدار و مقاوم با شد. استحکام ماده معدنی در این روش بیشتر از سایر روشها اهمیت دارد چراکه در این روش کارهای استخراجی بالای سر کارگر قرار دارد و به منظور ایمنی بیشتر در این روش استحکام بیشتر ماده معدنی نسبت به سنگ دیوار بسیار حائز اهمیت میباشد.
ارتعاش حاصل از ماشین آلات چالزنی نیز میتواند هرگونه مواد سست ر ا به پایین بیندازد و مشکل ایمنی برای کارگران ایجاد نماید بنابر این ماده ی معدنی باید کاملا پایدار باشد و علاوه بر این پس از عملیات آتشباری و قبل از شروع عملیات چالزنی کار لق گیری کاملا انجام شود.
5) پایداری دیواره ها :
در این روش سنگ دیوار نیز باید محکم باشد ٬البته استحکام دیواره میتواند کمی پایین تر از استحکام ماده معدنی نیز باشد. گاهی اوقات برای استحکام بیشتر دیواره ها در داخل کار گاه پیلار باقی میگذارند تا کارگاه بسته نشود.
6) خواص فیزیکی ماده معدنی :
مادهی معدنی باید فاقد خواص فیزیکی نامطلوب از قبیل خودسوزی ٬ چسبندگی ٬ و آبداری باشد.

نویسندهسجاد غلامی-    منبع اطلاعاتی-    minersdatabase.blogfa.com :  تاریخ نگارش 05/04/1386:

 

برش سنگ با استفاده از پودرهای منبسط شونده  کتراک، استامایت و دکسپن

نویسنده: سید محمد هادی سیف

: safemine.blogfa.com منبع اطلاعاتی

امروزه معدنکاری و شیوه های رایج در آن در حال تحول دائمی است و بسیاری از مراکز و موسسات تحقیقاتی فعال در امور معدن برای پیشبرد اهداف معدنکاری دست به تولید موادی می زنند که بیشترین بازدهی را دارا بوده و در عین حال علاوه بر ارزانی غیمت ‌‌، با محیط زیست سازگاری داشته باشد.
یکی ازمواردی که به طور روز افزون در کارهای معدنی ایران مورد استفاده قرار می گیرد انواع پودرهای منبسط شونده است. این پودرها پس ازمخلوط شدن با آب، به صورت دوغاب در درون چالهای از پیش حفاری شده ریخته می شوند و پس ازمدتی در اثر پدیده هیدراتیزاسیون وآبگیری، دوغاب حاصله تا چندین برابر خود افزایش حجم می دهد و در اثر این افزایش حجم ، یک تنش فشاری بالایی به دیواره چالها وارد می کند و این تنش در نهایت موجب شکسته شدن دیواره چال، در نقاط ضعف موجود در اطراف دیواره می گردد.
با حفاری وآرایش چالها در جهت های خاص می توان شکسته شدن دیواره چالها را هدایت نمود و در نهایت قطعات سنگ و یا بتن را به طور دلخواه برش داد.

   مزایا استفاده از پودرهای منبسط شونده:
   •    
عدم نیاز به استفاده از مواد ناریه : از آنجایی که بسیاری از معادن و یا سازه های بتونی زائد و قابل تخریب، در مجاورت مناطق مسکونی جاده ها و یا خطوط تاسیساتی آب و برق نفت قرار دارند، برای رعایت شرایط ایمنی امکان استفاده از مواد ناریه وجود ندارد به همین دلیل باعث شده که این معادن به طور دست نخورده باقی بمانند. و یا بهره برداری از آنها با ظرفیت پایین انجام شود. استفاده از پودرهای منبسط شونده می تواند تا حد زیادی به امر استخراج و برش قطعات سنگی و بتنی کمک نماید. ضمناً چون استفاده از مواد ناریه در ایران از نظر امنیتی مستلزم رعایت شرایط خاص می باشد، به همین خاطر رعایت این شرایط زمان و هزینه بسیار زیادی صرف می شود، لذا بسیاری از افراد ترجیح می دهند از مواد جایگزین دیگری به جای مواد ناریه استفاده کنند.
   •    
سهولت استفاده : استفاده از پودرهای منبسط شونده نیاز به نیروی متخصص ندارد وبا یک آموزش کوتاه مدت می توان از این پودرها استفاده نمود.
   •    
سهولت حمل ونقل : پودرهای منبسط شونده دارای بسته بندی مخصوصی بوده و به آسانی قابل حمل و نقل هستند و در محل مصرف آماده سازی و مصرف می شوند.
   •    
انعطاف پذیری شکل برش: معمولاً در انجام عملیات آتشباری شکل برش چندان دلخواه نیست و با کم و زیاد کردن میزان مواد ناریه و نوع آن، شکل برش از حالت دلخواه خارج می گردد. این مسئله به خصوص در معادن سنگ دارای اهمیت زیادی است. از آنجایی که در هنگام استفاده از پودرهای منبسط شونده، چالها در راستای برش دلخواه حفر می شوند و همواره شکست مطابق شکل شماره 2 در راستای چالهای حفاری شده رخ می دهد. لذا می توان به سادگی به سطح برش مطلوب دست یافت.
   •    
سازگاری بامحیط زیست : به طور کلی پودرهای منبسط شونده ترکیباتی از مواد معدنی طبیعی می باشند. که استفاده ازآنها مشکل خاصی را از نظر زیست محیطی به وجود نمی آورد.
 معایب استفاده از پودرهای منبسط شونده:
   •    
استاندارد نبودن بعضی از این مواد: بسیاری از پودرهای منبسط شونده موجود در بازار ایران توسط تولید کنندگان مختلفی تهیه می شوند و به دلیل رقابت مالی، بسیاری از این تولید کنندگان استانداردهای تولید را رعایت نمی کنند.از این رو بسیاری از محصولات تولیدی از نظر کیفیت فاقد مشخصات مطلوب هستند.
   •    
شرایط آب وهوایی : بسیاری از پودرهای موجود در بازار ایران برای استفاده در شرایط آب و هوایی مختلف تولید نمی شوند. و لذا از پودر واحدی در مناطق گرم و مناطق سرد استفاده می گردد. از این رو چون عامل گرما نقش بسیار تعیین کننده ای در فرآیند انبساط این پودرها دارد، در هوای سرد از بازدهی زمانی ومالی معدن به شدت کاسته می شود.
   •    
خطر انفجار و پرتاب سنگ: به دلیل پایین بودن کیفیت بسیاری از پودرهای داخل کشور در هنگام استفاده از این پودرها در هوای گرم و بخصوص در چالهایی که در سنگ های آفتاب خورده حفر شده اند. این پودرها تقریبا بلافاصله پس از استفاده دچار انبساط شدید شده و تقریبا مشابه مواد منفجره در هنگام انفجار عمل کرده و باعث پرتاب سنگ می گردد.
   •    
کوچکی ابعاد برش: به دلیل کیفیت پایین بسیاری از پودرهای داخلی، میزان انبساط و تنش فشاری ناشی از این پودرها بسیار محدود است. بعلاوه به خاطر هموژن و یکنواخت نبودن این پودرها، در بسیاری از چالها میزان انساط با یکدیگر تفاوت داشته و سطح برش خورده فاقد شکل صاف و یکنواخت است.
   •    
ایمنی : بسیاری از افرادی که از بعضی از پودرهای تولید داخل استفاده کرده اند از بروز بعضی از ناراحتی های ریوی، چشمی شکایت می کنند. اگرچه ارتباط مستقیم بروز این امراض با استفاده از این پودرها به اثبات نرسیده است ولی پایین بودن کیفیت تولید و استفاده از مواد مضربه خاطر ارزان تمام شدن قیمت تولید، می تواند باعث بروز این بیماریها شود. همچنین امکان تولید گازهای سمی را در هنگام استفاده از این پودرها ی غیر استاندارد رانمی توان نادیده گرفت.

1) معرفی پودر جدید منبسط شونده کتراک :
کتراک از جمله مواد غیر منفجره شیمیایی در معادن می باشد که با استفاده از اعمال نیروی کشش در دیواره چال باعث شکست سنگ می گردد. کتراک به گونه ای عمل می کند که گاز و حرارت بالایی تولید نکرده ولی عمل شکست را تقریبا مانند انفجار انجام می دهد.
 
 آماده سازی کتراک:
ماده شیمیایی کتراک در اثر اختلاط با آب جهت انجام عملیات تخریبی به کار می رود. که برای این اختلاط توجه به نکاتی ضروری می باشد.
1- نسبت اختلاط کتراک با آب حدود 3 به 1 می باشد
 
2- اختلاط می بایست در ظروف پلاستیکی تمیز صورت گیرد.
3- آب مورد نظر بایستی خالص بوده و املاحی نظیر ca و mg نداشته باشد.
4- درجه حرارت آب برای اختلاط می بایست بین 15 تا 20 درجه سانتی گراد باشد.

چگونگی استفاده ازکتراک:
کتراک راابتدا با نسبت 3 به 1 باآب خالص مخلوط کرده، سپس دوغاب حاصله رابه مقدارمعین،تا 80% ارتفاع چال پر می کنیم.سپس سرچال را باگوه چوبی می کوبیم تا در چال کیپ شود. سپس پس از د و ساعت از ریختن کتراک در داخل چال، فعل و انفعالات شیمیایی انجام می گیرد. وتولید گاز می کند. در اثر فشار گاز گوه چوبی مقداری به سمت بالا حرکت می کند. لازم به ذکر است که بایستی دقت شود تا 2 ساعت پس از ریختن دوغاب در داخل چال مجدداً پتکها را در داخل چال بکوبیم. برای اینکه کتراک عمل شکستن را به طور کامل انجام دهد بایستی 16 ساعت به آن فرصت داده شود.
 نکات ایمنی :
گاز ناشی از کتراک به قرینه چشم آسیب رسانده و آن را از بین می برد. بنا براین بایستی کاملاً مراقب بوده و در صورت لزوم حتما از عینکهای مخصوص شیشه ای دو جداره استفاده گردد. فاصله ایمنی ومجاز از محل عمل کتراک نبایستی کمتر از 40تا50 سانتی متر باشد.
 مواردکاربردکتراک:
استفاده ازکتراک در سنگهای پردرزه وشکاف مناسب نمی باشد. به خاطر اینکه گازاز درزه ها حرکت کرده وشکستگیهای ناهمگون ایجاد می کند. بنابراین بهتر است ازاین ماده تنها درمورد سنگهای بدون درزه وشکاف استفاده کرد.

2)  استامایت :
یکی ازمواد به کار رفته در استخراج سنگها ی ساختمانی و تاحدودی کمتر در کارهای عمرانی می باشد. هر چند در نگاه نخست قیمت پایین این مواد باعث استقبال ازآن می گردد,اما درنهایت هزینه های جنبی وکاهش میزان استخراج سبب بالا رفتن هزینه های تمام شده خواهد بود.استامایت ازجمله مواد منفجره شیمیایی غیرمعمول درمعادن می باشدکه یک ماده تخریب کننده بدون صدا وخطرمی باشد. استامایت هم شبیه مواد منبسط شونده دیگر جهت آماده سازی می بایستی با مقدار مشخصی آب مخلوط شود. میزان اختلاط استامایت با آب به ازای هر 1.5 لیترآب ,5 کیلوگرم ازماده استامایت لازم می باشد.بعدازریختن دوغاب تهیه شده درداخل چال ,مدت زمان 24 ساعت لازم است که تا این ماده در داخل چال عمل کرده و باعث شکست سنگ گردد.
 مواردکاربرداستامایت:
استامایت انواع مختلفی داردکه ازانواع مختلف آن درموردسنگهایی با درجه حرارت محیطهای مختلف استفاده می شود. بطورکلی رنج حرارتی که درآن می توان ازاستامایت وانواع مختلف آن استفاده نمود , بین 5 تابیش از35 درجه سانتی گراد می باشد.همچنین ازنظر مقاومت فشاری ,سنگها بایستی دررنج مقاومت فشاری خاصی قرار داشته باشند تابتوان در مورد آنها ازاستمایت استفاده نمود.معمولا مقاومت فشاری سنگها بین 1000تا2000 کیلوگرم برسانتی مترمربع و برای بتونها بین 150تا500کیلوگرم بر سانتی مترمربع می باشد. چنانچه چالها را به طوریکنواخت وبا طول یکسان حفر کنیم , استامایت می تواند نیرویی معادل با8000 تن برمترمربع برسنگ واردکند.
 انواع استامایت:
استامایت در چهارنوع مختلف و در چهار شماره در بازار موجود می باشد. که هریک از انواع آن برای سنگها در درجه حرارت محیطی خاص به کارمی رود. برای سنگها در درجه حرارت محیط 35درجه سانتی گراد به بالا از استامایت 100,در درجه حرارت 20تا35 درجه سانتی گراد از استامایت 150, در درجه حرارت 15تا20درجه سانتی گراد از استامایت 200و برای درجه حرارت 5 تا 15 درجه سانتی گراد از استامایت 300 استفاده می شود.
 مزایای استامایت:
استامایت یک ماده تخریب کننده بدون صدا وخطر می باشد که این از مهمترین مزایای آن میباشد.
 معایب استامایت:
یکی از عیوب اساسی این ماده دیر عمل کردن ودر برخی موارد عمل نکردن این ماده است.یکی دیگر از بزرگترین معایب این ماده عدم کارایی در برش کف می باشد. در اکثر ایران برای برش کف با مشکل روبرو هستند.و این امر باعث می شود. تا معدنداران هزینه هایی بابت برش کف متحمل شوند و این هزینه ها به هزینه های استخراج افزوده می شود. و در نتیجه قیمت تمام شده کوپ استخراجی را بالا می برد.
 مقایسه استامایت با کتراک:
استامایت و کتراک هر دو از انواع مواد غیرمنفجره شیمیایی در معادن می باشند.و از بسیاری جهات عملکرد آنان به یکدیگر شبیه می باشند. اما در پاره ای از موارد با هم تفاوتهایی نیز دارند از جمله این عوامل , عوامل اقتصادی یا زمان تاثیر و فواصل بین چالها می باشد.
از نظر مسائل اقتصادی استامایت از کتراک کم هزینه تر می باشد. ازنظر زمان تاثیر , مدت زمان تاثیر استامایت بیش از کتراک و چیزی حدود24 ساعت به طول می انجامد. در طراحی چالها نیز فواصل مورد نیاز چالها در استامایت بیش از فواصل چال در استفاده از کتراک می باشد.

3)  معرفی ماده منبسط شونده دکسپن:
یکی دیگر از انواع پودر های منبسط شونده، پودر منبسط شونده دکسپن می باشد.این ماده در حال حاضر در ایالات متحده کاربرد زیادی در استخراج سنگهای ساختمانی وهمچنین تخریب مکانهایی از قبیل ساختمانهای مسکونی که در شرایطی قرار گرفته اند که نمی توان از مواد منفجره استفاده کرد ویا احداث ترانشه هایی برای امور اکتشافی ونهایتاً به طور محدود در حفاری های عمرانی مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده را نیز همانند مواد منبسط شونده دیگر، در بازار به صورت پودر، در بسته های پنج کیلویی و در جعبه های بیست کیلویی می توان تهیه کرد.
 آماده سازی ماده منبسط شونده دکسپن :
همانطوری که در قسمت قبل توضیح داده شد. این ماده به صورت پودر در بازار موجود بوده وبرای آماده سازی آن می بایست همانند مواد منبسط شونده دیگر با نسبت مشخصی با آب مخلوط شود.، نسبتی که شرکت سازنده، برای آماده سازی این ماده پیشنهاد کرده،نسبت 5/1 به 5 می باشد. برای انجام آماده سازی یک بسته 5 کیلویی از ماده را با 5/1 لیتر آب مخلوط کرده و با یک دستگاه هم زن، ماده را کاملاً وبه طور یکنواخت در آب ترکیب می کنند. باید توجه داشت که دوغاب حاصله می بایست به طور کامل با آب ترکیب گردد. لازم به ذکر است به منظور استفاده از این ماده در برشهای کف پمپهای مخصوصی تهیه شده که به این ماده این امکان را می دهد که در برشهای کف نیز مورد استفاده قرار گبرد.

4)  معرفی پودر جدید منبسط شونده FRACT.AG :
یکی از بهترین و کارایی ترین پودرهایی که اخیرا توسط کارشناسان ایتالیایی تولید شده، پودری با نام تجاریFRACT.AG است که با بهترین و بالا ترین شرایط استاندارد های جها نی تولید می شود. علاوه بر مزایایی که در بخش معرفی پودرهای منبسط شونده ارائه گردید. پودر FRACT.AG دارای مزایای دیگری به شرح زیر می باشد.
1.  تنوع بالای پودر FRACT.AGدر شرایط مختلف آب و هوایی : پودر FRACT.AG در6 نوع متفاوت و با توجه به درجه حرارت محیط مطابق باجدول زیر تهیه می گردد. باتوجه شرایط آب و هوایی ایران می توان در هر یک از فصول سال و در هر نقطه ای از کشور از پودر FRACT.AG استفاده کرد.و همچنین این قابلیت را دارد که در شرایط آب و هوایی گرمتر، پودر مخصوص و منطبق با شرایط آن تولید کرد.
 

 


رنگ پودر

درجه حرارت محیط

 (سانتی گراد)

1

قرمز

کمتراز5درجه

2

سبز

5 تا20

3

زرد

20 تا35

4

طلایی

35 تا 50

5

آبی

50 تا60

6

نقره ای

60 تا70

جدول انتخاب پودرFRACT.AG


۲. تنظیم سرعت عملکرد : از دیگر مزایای متنوع بودن تولید FRACT.AG می توان به تنظیم سرعت عملکرد این پودر اشاره کرد. به عبارت دیگر در مواردی که برای برش زمان کمی وجود دارد، در شرایط آب و هوای گرمتر و با استفاده از پودرهای مربوط به دمای کمتر می توان سرعت عملکرد را افزایش داد. برای مثال در شرایط گرمای 25 درجه سانتی گراد استفاده از پودر زرد توصیه می شود، حال اگر از پودر سبز که برای دمای کمتر مناسب است استفاده شود، سرعت عملکرد پودر افزایش خواهد یافت.
۳. صرفه جویی در مصرف پودر: از آنجایی که فشار ناشی از انبساط پودر بسیار زیاد است. می توان برای صرفه جویی در مصرف پودر، چالها را یک در میان پر کرد.
۴ -سهولت استفاده در چالهای افقی : برای استفاده بهتر این پودر در چالهای کف فشنگهای مخصوصی از این ماده تولید شده که بر مزایای این ماده منبسط شونده افزوده است.برای تهیه این فشنگها ابتدا با توجه به شرایط محیط نوع ماده فرکت را انتخاب کرده سپس فشنگهای مخصوص فرکت را درداخل یک سطل پر از آب ریخته و بعد از حدوداً 2 الی 3 دقیقه فشنگها را درآورده وبرای استفاده، در داخل چالهای کف قرار می دهیم.
۵-قابلیت پمپاژ: این امکان وجود دارد که برای تزریق دوغاب پودرFRACT.AG از پمپ تزریق استفاده نمود از مزایای این پمپ که توسط که توسط کارخانه سازنده این پودر طراحی و ساخته می شود می توان به سرعت بخشیدن در پرکردن چالها، پرکردن چالهای افقی عمیق و یکنواخت پرشدن چالها اشاره کرد.
۶. عدم تولید گازسمی : باتوجه به تولید پودر FRACT.AGتحت استانداردهای بین المللی،از نظر زیست محیطی این پودر مشکلی برای مصرف کننده ایجاد نکرده وهیچگونه گازسمی رابه جود نمی آورد.
۷. تولید تنش فشاری بسیار زیاد: پودر FRACT.AG بالاترین فشاررا در اثر انبساط تولید می کند.میزان این فشار بیش از 8000 تن برمترمربع است چنین فشاری موجب برش سریع و تمیز سطح مورد نظر برای برش می شود. با چنین فشاری می توان حتی بتن آرماتوردار را به آسانی برش داد.
۸. ایجادسینه کارهای بلند: به دلیل فشار بسیارزیاد تولید شده توسط پودر، می توان بااستفاده ازاین پودر سینه کارهای بسیار بلند وحتی تا ارتفاع 15 متررابه آسانی ایجادنمود. این مسئله باعث افزایش بازدهی تولیدمعدن وبه خصوص سنگهای تزئینی گرانیتی می شود.
۹-عدم نیازبه حفر کامل چال : باتوجه به فشار زیاد ناشی ازانبساط پودرFRACT.AG لازم نیست سرتاسرارتفاع یک قله سنگ حفاری شود.برای مثال اگرارتفاع یک قله 10مترباشد. برای برش قائم آن فقط نیازبه حفرچالهایی به عمق 6.6مترخواهد بود.وپس ازاستفاده از این پودر،سرتاسر10 مترطول این قله به طورصاف بریده خواهد شد.
 نحوه آماده سازی ماده فرکت:
برای آماده سازی فرکت می بایست به صورت زیر عمل کرد: بعد از حفر چالهای مورد نیاز که در قسمت قبل توضیح داده شد.می بایست مقدار5/1 لیترآب رادردرون سطل ریخته وبعد یک بسته 5 کیلویی ازپودر فرکت را باز کرده وکم کم به آب درون سطل اضافه نمود. مخلوط کردن این ماده فقط باید به شکل دورانی صورت بگیرد به طوریکه مخلوط به دست آمده کاملاً یکدست شده باشد. زمان لازم برای مخلوط کردن این ماده حداکثر نبایستی بیشتر از دو دقیقه طول بکشد. و مخلوط به دست آمده را بلافاصله باید درداخل چال ریخت. چالها بایستی کاملاً پر شوند و نیز هر یک چال در میان نیز باید مواد داخل سطل را دوباره مخلوط کرد تا ماده ته نشین نشود وسپس درداخل چال بعدی ریخته شود. برای درست کردن مجدد ماده، باید مواد باقی مانده درون سطل را خالی کرده وسپس اقدام به تهیه دوغاب جدید کرد.

   عکس العمل ماده :
در مرحله اول بعد از اینکه ماده وارد چال شد، دمای آن بالا می رود (در برخی شرایط تا ^c 100 در مرحله بعد حبابهایی از داخل چال در آمده و دربعضی مواقع احتمال می رود که، بر اثر گرما مواد از داخل یک الی دو چال خارج شود. (به خاطر ایمنی بیشتر نبایستی به داخل چال نگاه کرد. در مرحله بعد مواد به حالت پودر درآمده وبر اثر انبساط ماده درون چال |،بر روی سنگ ترک ایجاد شده وبعد ازگذشت زمان لازم این ترکها گسترش پیدا کرده وسنگ را در راستای چالها باز می شود.
 مقایسه ماده FRACT.AG با سایر مواد منبسط شونده:
ماده FRACT.AG محصول جدیدی از کشور ایتالیاست که استفاده از آن مزایای بسیار زیادی نسبت به کلیه روشهای استخراج در سنگهای ساختمانی دارد. هزینه های این روش در حالت کلی از بقیه روشهای مشابه پایین تر و نیاز به ماشین آلات سنگین ندارد. علاوه بر خصوصیات بالا استفاده ازاین روش بسیارساده می باشد.شرکت CHIMICA MIDDLE EAST سازنده ماده FRACT.AG از سال 1981 شروع به تولید این محصول در ایتالیا نموده است. و توانسته است تا به امروز سهم عمده ای ازبازار دنیا را به دست آورد. این ماده دارای استاندارد های بین المللی می باشد. و علاوه برآن از نظر بهداشتی نیز زیانی به دستگاه تنفسی و محیط زیست وارد نمی کند.از ویژگی های این ماده،در

مقایسه با مواد مشابه می توان به موارد زیر اشاره نمود:
این ماده می تواند درمحدوده گسترده دمایی (اززیرصفردرجه سانتی گرادتاهفتاددرجه سانتی گراد) بنحوی عمل کند که،هیچ ماده ای تابه امروزنتوانسته است این چنین عملکردی داشته باشد.فاصله جالهای حفرشده دراین روش بین 60-30 سانتی مترمی باشدکه، درمقایسه با وارد مشابه دیگرفاصله بیشتر،ودرنتیجه نیازبه چالهای کمتری می باشد. قطرچالهادراین روش بین 30-50 میلی مترمی باشد. وبه ازای هرارتفاع برش تقریباً 3/2 حفاری کافی می باشد. در صورتی که درمواردمشابه دیگربه ازای هرمیزان ارتفاع برش، نیازمندبه حفاری کامل می باشد. به طورمثال برای برش یک بلوک سنگی به ارتفاع 10متر، تنها نیازبه حفاری چالی به طول 6.6متر می باشد.علاوه براین دراین روش ما می توانیم یک درمیان چالها راپرکرده، بدون اینکه درعملکردماده مشکلی پیش آیددرصورتی که این عمل باموادمشابه دیگر امکان پذیر نمی باشد. هرپنج کیلوگرم ازاین ماده با1.5 لیترآب خالص بادرجه خلوص 30% مخلوط می شودکه درمقایسه بامواردمشابه دیگر، رقیقترمی باشد. زیراکه موادمشابه دیگر،درشرایط برابر غلیظ ترمی بایست تهیه گردندوتهیه آب با درجه خلوص بالا برای اینگونه موادامری ضروری می باشد،که دراکثرمعادن ایران تهیه آب بادرجه خلوص بالا مشکل می باشد.لازم به ذکراست که ماده فرکت برخلاف موادمشابه دیگر می تواند به صورت کاتریج موجود باشدکه ازآن می توان برای برش درکف بلوک سنگی استفاده کرد. ازمزایای دیگر این ماده نسبت به موادمشابه دیگرآن است که ترکهای حاصل ازتنشهای واردشده ازطرف ماده تنهادرراستای چالها انتشار پیداکرده،و این امر از خرد شدن سنگ به هنگام برش در کارخانه جلوگیری می کند. همجنین فشار وارد شده به سنگ به صورت تصاعدی درساعت بالا رفته و این باعث می شود که تنش به یکباره درسنگ به وجود نیامده و در زمان برش در کارخانه، ویاحتی بعدازبرش،ومصرف درساختمان،سنگ استقامت خودراازدست ندهدوترک برندارد.این فشار درساعت اول تا8000 تن برمترمربع ودرساعت دوم تا14000 تن برمترمربع افزایش می یابد. نکته حائزاهمیت آن است که این فشاربه کل ارتفاع چال به طوریکنواخت واردمی شودودر مقایسه بامواردمشابه دیگر،ازبرش زیگزاکی شکل جلوگیری می نماید. شکل سنگ دراین روش به صورت مکعبی بوده ومعادن مجبورنیستندبه دلیل شکل نامشخص سنگ، هزینه باربری اضافی پرداخت کنندتادرکارخانه به حالت مکعبی دربیاورند.وهمچنین کارخانه دارنیز هزینه اضافی بابت برش سنگ پرداخت نمی کند.درحالت کلی می توان 70درصدازسنگ معادن رابااین رو ش موردبهره برداری قرارداد.

 دوغاب حاصل ازاین ماده دارای pH تقریبی 13 می باشدکه توصیه می شوددرهنگام استفاده ازدستکش های مخصوص لاستیکی، عینکهای محافظ، ماسکهای مخصوص اسنفاده نمود. همچنین بعدازپرکردن چالها، به مدت یک تا 3 ساعت می بایست ازتماس مستقیم باچالهای پر شده خودداری کرد.

نویسنده: سید محمد هادی سیف

منبع اطلاعاتی: safemine.blogfa.com

 

روشهای گشایش معادن زیر زمینی

برگرفته از سایت فدک

به تمام روشهای دسترسی به ماده معدنی از سطح به طرف عمق گشایش گویند. در این رابطه تصمیمات اولیه متعددی بایستی گرفته شود که اهم انها عبارتند از:
(1) موقعیت بازکننده های معدن (چاه قائم، تونل مورب ،چاه مورب)

 2) نوع بازکننده ها
3) ابعاد بازکننده ها (سطح مقطع)
 
4) انتخاب سیستم ترابری ( بارگیری +باربری (
5) انتخاب سیستم مناسب استخراج

 عوامل موثر در تعیین نوع گشایش معدن :
1) عمق کانسار
2) شیب کانسار
3) ضخامت کانسار
4) وضعیت توپوگرافی سطح زمین
5) مشخصات زمین شناسی و معدنی کانسار

نکته ؟؟
برای روشهای گشایش و استخراج زیرزمینی سه اصل مهم است :
(1) ایمنی افراد معدن
2) اقتصادی بودن( قیمت تمام شده ماده معدنی + میزان پیشروی به ازای واحد وزن حداقل باشد)
3) کمترین میزان افت

روشهای گشایش :
 
 گشایش بوسیله تونل افقی :
از این روش برای گشایش کانسار در مناطق کوهستانی با دامنه های پرشیب و ترجیحا مواد معدنی رخنمون دار که بصورت رگه ای یا لایه ای شکل گرفته اند استفاده می شود.
تونلی درپایین ترین محل منطقه تا رسیدن به سطح کانسار بصورت عمود برکانسار، موازی کانسار و یا مورب نسبت به آن حفر می شود.اگر منطقه وسیع باشد کانسار را به چند طبقه بوسیله حفر چند تونل در افق های مختلف تقسیم می کنند. مهمترین مزیت گشایش به کمک تونل افقی، کمتر بوده مخارج حفاری ، باربری و ابکشی است.

 گشایش به کمک چاه قائم :
شرایط مناسب برای این بازکننده عبارتند از:
1) سطح هموار و مسطح زمین
2) حجم زیاد کانسار و جنس مناسب کمربالا و کمر پایین کانسار برای حفاری.
اگر شیب کانسار کم باشد چاه قائم در کمربالای کانسار حفر شده و از درون کانسار عبور خواهد کرد و مقداری از ماده معدنی بصورت حریم به هدر خواهد رفت اما در عوض مخارجی برای احداث شبکه معدن به خاطر کوتاه شدن طول میانبر ها خواهد یافت و در عمق های مختلف با حفر چندین تونل طبقات معدنی را بوجود می اوریم. ارتفاع هر طبقه 70 تا 120 متر است.
 
اگر شیب کانسار زیاد باشد معمولا چاه را در خارج از ماده معدنی حفاری می کنند و از عمق های مختلف میانبرهایی جهت احداث شبکه معدن حفاری می شود معمولا برای کانسار های کم عیار چاه را داخل ماده معدنی و برای کانسار های پر عیار و کم حجم چاه را بیرون ماده معدنی حفاری می کنند. در این حالت بایستی صبر کرد تا تمام چاه حفر شده شبکه احداث شود وسپس استخراج اغاز گردد و امکان اینکه چند متر چاه حفاری کنیم و سپس مقداری ماده معدنی استخراج کنیم وجود ندارد زیرا مقطع چاه و تاسیسات درون آن اجازه کار همزمان حفاری و استخراج را نمی دهد.

 چاه مایل ( تونل مورب   (
)
سطح مقطع تونل مورب از چاه مایل کوچکتر است و تونل موربی که شیب آن از 30درجه بیشتر باشد معمولا چاه مایل نامیده می شود (
اگر کانسار به شکل رگه یا لایه ی به شیب 10 تا 45 درجه باشد و سطح زمین هموار و شرایط برای استفاده از تونل یا چاه قائم مهیا نباشد از تونل مورب یا چاه مایل برای گشایش استفاده می کنند. وسیله باربری درون آن که نوار نقاله و یا واگن است (وسیله باربری درون چاه اسکیپ و وسیله بارگیری درون چاه بارکننده چنگالی می باشد)

نکته ؟؟
متر چاه قائم، 35سانتی متر چاه مایل و یک متر تونل افقی0.5 در ایران در یک روزکاری به روش سنتی قابل حفاری است

) روش سنتی= چالزنی +انفجار +بارگیری +باربری    ،    روش مدرن حفاری = ماشین  TBM   که برای تونل کوتاه به صرفه نیست)

نکته ؟؟
مقایسه بین هزینه های حفاری تونل افقی و تونل مورب و چاه قائم بصورت زیر است.
در عمق کم (زیر200متر)= هزینه تونل افقی < هزینه چاه مایل <هزینه چاه قائم
در عمق زیاد(بیشتر از200متر)=هزینه تونل افقی <هزینه چاه قائم <هزینه چاه مایل.

 مزایای چاه مایل:
1) حفر بصورت مایل اسان تر از چاه قائم است.
2) در صورت حفر چاه مایل در لایه های زغال سنگ و بعضی مواد دیگر ماده معدنی مسیر چاه بلافاصله قابل استفاده است.
3) در چاه مایل امکان استفاده از نوار باربری(نوار نقاله) با راندمان کار بالا وجود دارد.

 معایب چاه مایل نسبت به چاه قائم :
1) چاه مایل طول بیشتری نسبت به چاه قائم دارد.
2)  سرعت باربری در چاه مایل کمتر است.
3) به علت فشار زیاد سنگ های کمربالا درچاه مایل تعمیر و نگهداری بیشتری لازم است.
4) چون طول چاه مایل بیشتر است کابلهای کشنده و وسایل بیشتری مستهلک می شوند.

افزار تونل :
مقداری از کانسار که به کمک یک تونل قابل استخراج است افراز تونل نامیده می شود.
 
رقت ماده معدنی :
مقدار باطله ای که به همراه کانه استخراج می شود.
 
نکته ؟؟؟
در فضاهای زیرزمینی با شیب 12 تا 15 درجه از کامیون های کوچک معدنی برای باربری استفاده می شوند.و در فضاهایی با شیب 15 تا20 درجه نوار نقاله مناسبتر است.

 الگوی حفاری پیشنهاد شده :
برای حفر چالها می توان از وسایل ساده حفاری، مثل چکشهای حفاری استفاده کرد که این امر نیاز به دستگاههای سنگین وگران قیمت حفاری را برطرف می کند. لازم به ذکر است که میزان طول حفاری انجام شده به اندازه 80 تا 90 درصد طول دیواره سنگی،در هنگام استخراج سنگهای ساختمانی می باشد. قطر چالها ی حفاری و فاصله ما بین آنها بستگی به نوع کاربرداین ماده دارد. به این منظور یک سری الگوهای حفاری پیشنهاد شده از طرف شرکت سازنده برا ی اهداف خاص،در زیر آمده است

   •    الگوی حفاری ارائه شده برای شکستن سنگها واستخراج سنگ ساختمانی :
الگوی حفاری پیشنهاد شده در شکل زیر از سمت چپ اولین الگو به منظور خردایش و دو الگوی دیگر به منظور استخراج سنگ ساختمانی به کار برده می شود. قطر چال پیشنهاد شده40 تا 50 میلی متر و فاصله چالها از یکدیگر 40 تا 60 سانتی متر، پیشنهاد شده است.
   •    
الگوی حفاری ارائه شده برای تخریب پی در پلها :
قطر چال 38 تا 50 میلی متر و فاصله چالها از یکدیگر 30 تا 40 سانتی متر،برای تخریب پی در پلها از طرف شرکت سازنده پیشنهاد شده است.
   •    
الگوی حفاری ارائه شده برای تخریب پی ساختمانها :
قطر چال پیشنهاد شده در این الگو 38 تا 50 میلی متر و فاصله چالها از یکدیگر 20 تا 30 سانتی متر از طرف شرکت سازنده پیشنهاد شده است.
   •    
الگوی حفاری ارائه شده برای تخریب بتن های مسلح :
قطر چال 38 تا 50 میلی متر و فاصله چالها از یکدیگر 20 سانتی متر،برای این منظور از طرف شرکت سازنده پیشنهاد شده است.

   •    الگوی حفاری ارائه شده برای حفر ترانشه :
قطر چال 50 میلی متر و فاصله چالها از یکدیگر 20 سانتی متر، از طرف شرکت سازنده پیشنهاد شده است.
 طریقه پر کردن چالها:
برای پر کردن چالها ابتدا می بایست که چالها را به طور کامل از گرد و غبار پاک کرد. که بدین منظور می توان از پمپهای بادی ساخته شده،استفاده کرد بعد از اینکه چالها به خوبی از گرد وغبارپاک شد. ماده را در آب به نسبت مورد نظر(نسبت 5 به 1 ) ترکیب کرده وحداکثر ظرف مدت 10 تا 15 دقیقه می بایست چالها را از دوغاب پر کرد. هنگام پر کردن باید توجه داشت که کل طول چال را نباید از دوغاب پر کرد بلکه دوغاب در قسمت بالا به اندازه 5/1 تا1 اینچ از لبه چال می بایست فاصله داشته باشد. میزان مصرف ماده دکسپن به ازای چالهای مختلف در جدول زیر نشان داده شده است.که به طور متوسط در حدود 20 کیلو گرم از این ماده برا ی پر کردن یک چال به قطر 8/3 سانتی متر و طول 10 متر،مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از دستکش وعینکهای مخصوص ایمنی در هنگام استفاده از این ماده از طرف شرکت سازنده توصیه شده است
 زمان لازم برای ترک و برش سنگ:
پدیده ترک خوردن به طور متوسط دو ساعت بعد از پر کردن چالها رخ می دهد. که این زمان بستگی به دما ی محیط و نوع سنگ دارد.و در نهایت برای برش سنگ مدت زمانی در حدود 16 ساعت نیاز می باشد. بهترین زمان پیشنهاد شده برای استفاده از این ماده در فصل تابستان، هنگام صبح و یا به هنگام عصر زمانیکه سنگ دمای خود را از دست داده است، می باشد. در زمستان نیز برای بالا بردن عملکرد این ماده، پیشنهاد شده است که مقداری کلرید کلسیم با نسبت 1 به 100 در هنگام تهیه دوغاب به ماده اضافه گردد. برای مثال برای آماده سازی 10 کیلوگرم ماده دکسپن مقدار 100گرم ماده کلرید کلسیم احتیاج است تا به آن اضافه گردد.

طراحی چالها:
فاصله بین چالها بایستی بر طبق الگویی رعایت شود. فرمول تجربی که در اجرا عموما جهت طراحی فواصل چالها استفاده می شود به صورت زیر می باشد.
* 10  قطر چال  =  حداکثر فاصله چالها ( میلی متر (
در حالیکه به صورت تئوریک و در کاتالوگهای مختلف جداول گوناگونی وجود دارد که از آنها می توان جهت تعیین ضرایب مورد استفاده در فرمول محاسبه فواصل چالها، در این روش استفاده کرد. فرمول به صورت زیر می باشد :
  ضریب  * قطر چال =  حداکثر فاصله چالها ( میلی متر (
ضریب مورد نظر در فرمول بالا را می توان از طریق جداول مخصوصی که برای تعیین مقدار این ضریب تهیه شده است، استفاده کرد. جدول تعیین ضرایب بر اساس داده های تجربی در سر معادن بدست آمده است.

  

36

38

40

42

44

46

48

50

نسبت تراکم(kg/m)

7/1

9/1

1/2

3/2

5/2

8/2

3

2/3

جدول برآورد قطر چال و نسبت تراکم

 

 (میلی متر)

40

50

65

نوع سنگ

ضرایب ارائه شده جهت طراحی فواصل چال

بتن مسلح

7

9

11

آهکی

11

16

26

کوارتز

6

7

8

سنگ آذرین

6

7

8

بتن غیرمسلح

15

13

15

گرانیت

6

8

10

مرمر

10

16

20

ماسه سنگ

8

11

15

جدول تعیین ضرایب جهت طراحی فواصل چال

 

روش تونل سازی سپری

در ابتدا این روش برای ایجاد و حفر تونل در زمینی نرم و از زیر رودخانه استفاده شد شیوه عملیات مبتنی بود بر فشار و فرو بردن استوانه ای فلزی و انعطاف ناپذیر در داخل خاک و سپس ایجاد ساختار تونل به طورکل عملیات شامل فرو راندن سپر در داخل خاک و ایجاد لاینینگ از پشت سر سپربود به این طریق تونل در آن شرایط و بدون ریزش و تخریب در سطوح بالایی تونل مورد نظر حفر شد که البته رانش سپر در داخل توده خاک توسط جکهایی قابل اجراست. این کار در 1823 در زیر رودخانه thames لندن اجرا شد که سطح مقطع سپر به کار رفته نیز مستطیل شکل بود طراحی مقطع دایروی برای سپرهای مذکور در سال 1869 و از جانب Greathead James Henry مهندس انگلیسی ارائه شد استفاده از سگمنتهای فولادی خاکریزی ونیز تزریق از سوی او در پروه اش به کار برده شد
همانگونه که گفته شد سپر جسمی‏است فولادی معمولاً‌به شکل استوانه که از ریزش مواد به داخل تونل جلوگیری کرده و خود را به جلو و داخل زمین می‏راند. انواع سپرها عبارتند از :
      ●  
سپرهای باز
      ●  
سپرهای کور
      ●  
سپرهای تعادل فشار خاک
      ●  
سپرهای گل آبی
میتوان گفت که کشور ژاپن نقشی عمده در توسعه این روش داشته است در تونلهای احداث شده در شهرهای بزرگ ژاپن به دلیل اینکه اکثرا در زمینهای سست بوده و همچنین به دلیل تراکم رفت و آمد در مناطق پر ترافیک و شلوغ بیشتر به روش سپری حفر شده اند. این کشور همچنین در امر طراحی و ساخت انواع سپرها و ماشین آلات سپری بسیار پیشرفته میباشد. از روش تونل سازی سپری در اواخر دهه شصت قرن نوزدهم و برای احداث تونلهای زهکشی و فاضلاب استفاده شد و بعد از آن نیز برای ساخت انواع دیگر تونلها نظیر تونلهای کابلهای انتقال برق و همچنین برای احداث تونلهای زیرزمینی و مترو که از آن به عنوان روش ایجاد تونل در مناطق شهری یاد میشود تعمیم یافت.
 دلایل استفاده از این روش:
با استفاده از روش تونلسازی گسترشی یا همان روش توسعه ی تونلهای ایجاد شده به روش سپری ما میتوانیم قطر تونل موجود را افزایش دهیم.
در روش تونلسازی سپری متعارف و معمولی قطر تونل از ابتدا تا به انتها ثابت میماند ولی با این حال مواردی است که مانیاز مند افزایش قطر موجود در نواحی خاصی از تونل میباشیم در چنین مواردی قبل از معرفی روش گسترشی ما مجبور به ایجاد مقطع با استفاده از کند و آکند و یا روش ناتم بودیم که البته آن هم باید پس از بهسازی توده سنگ در مقیاس بزرگ انجام میگرفت.
ولی با توجه به مشکلات عدیده آبهای زیر زمینی به خصوص در مناطق سست ضعف روشها بارز بود و منجر به توسعه روش گسترشی شد البته در مورد تغییرات جزیی قطر.

 

مرجع : بخش معدن سایت فدک

http://www.fadak.us/B.scientific/Mine/Learn/Learn.015.htm

 تنظیم مطالب: اسداله کاظمی

www.ec-geology.blogsky.com

فروردین 1389

تاریخ ارسال: شنبه 21 فروردین 1389 ساعت 15:59 | نویسنده: اسدالله کاظمی | چاپ مطلب
نظرات (3)
شنبه 21 فروردین 1389 19:01
فاطیما [ ]
امتیاز: 0 0
لینک نظر
سلام دوست عزیز.خسته نباشی.وبت رو دیدم.[گل][گل][گل]

همه چیز خوب و عالی بود.[لبخند][لبخند][لبخند]

معلومه برای طراحی اون زحمت کشیدی.[دست][دست][دست]

من فاطیما هستم.خیلی خوشحال میشم که به وبلاگ منم سر بزنی

[خجالت][خجالت][خجالت][خجالت]

ادرسشو بهت میدم:http://mylove2010.mihanblog.com

ادرس گروه یاهو مو برات مینویسم.حتما توش عضو شو.

میتونی با من و همه ی اعضای گروه مرتبط بشی.

تبادل اطلاعات کنیم و با هم دیگه اشنا بشیم.

http://mylove2010.mihanblog.com/extrapage/group

[لبخند][نیشخند][نیشخند][نیشخند][نیشخند][نیشخند]

موافقی با هم تبادل لینک داشته باشیم[تفکر][تفکر][تفکر]

ازت میخوام منو لیک کنی[گریه][گریه][گریه][گریه]

منو با اسم وبکده ی عشق لینک کن.[بوسه][بوسه][بوسه][بوسه][بوسه]

منتظرم ها[نیشخند][نیشخند][نیشخند][نیشخند]منم لینکت میکنم. بای

[خداحافظ][خداحافظ][خداحافظ][خداحافظ][خداحافظ]
شنبه 21 فروردین 1389 21:00
غزل [ ]
امتیاز: 0 0
لینک نظر

`*. .*
. . * ) . * )
( . ( . . . `
_____****__________****
___***____***____***__ ***
__***________****_______***
_***__________**_________***
_*** دوست خوبم وبلاگت خیلی ***
_*** _____قشنگه موفق _____***
__*** ____ باشی ___ ***
___***اگه وقت کردی یه سریم ***
____***______به ما بزن___***
______***ممنون میشم__***
________***_______***
__________***___***
____________*****
_____________***
______________*( . * ( . * ( . * ( . *
............................................................................................................

سلام دوست گلم[بغل][بغل][بغل]

امیدوارم دلشاد و سر زنده باشی.[گل][گل][گل]

وبتو دیدم واقعا زیبا و پر محتوا بود بهت تبریک میگم .[دست][دست][دست]

به خاطر این همه سلیغه و هوش و زکاوت…

من غزل هستم.دعوتت می کنم که به وبلاگ منم بیای و دربارش نظر بدی

[خجالت][خجالت][خجالت][خجالت]

http://shameless.mihanblog.com/

این ادرس گروه یاهوی منه:

http://shameless.mihanblog.com/extrapage/shameless

توش عضو شی ها.میتونیم باهم اشنا بشیم مطالبمونو به هم بدیم
و.........
اگه اجازه بدی می خوام باهات تبادل لینک کنم…[قلب][قلب][قلب]

منو با اسم (جوک محشرمیخوای؟اینجاست) لینک کن.

فکر نمی کنم که ضرری داشته باشه. منتظرم ها.[بدرود][بدرود][بدرود]
یکشنبه 29 فروردین 1389 00:39
سید محمد هادی سیف [ ]
امتیاز: 0 0
لینک نظر
مطالبی که راجع به مواد منبسط شونده درج کرده اید توسط اینجانب گرد آوری شده و برای اولین بار در وب گذاشته شد که سر از دهها سایت در آورد.
به عنوان اولین سایتی که ذکر منبع کردید از شما متشکرم.
برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)
نام :
پست الکترونیک :
وب/وبلاگ :
ایمیل شما بعد از ثبت نمایش داده نخواهد شد