سیستم بارگیری و حمل در معادن روباز
روش روباز یکی از روشهای استخراج معادن سطحی است که ترجیحاً برای معادن فلزی و عمدتاً مس و آهن بکار برده می‌شود. در این روش استخراج به صورت پله‌پله و تا عمقی از ذخیره معدنی که عملیات اقتصادی باشد، ادامه پیدا می‌کند.
در این روش از سطح معدن آنقدر باطلهبرداری می‌شود تا به ماده معدنی دسترسی حاصل شود. باطله‌های روی ماده معدنی پس از برداشت باید عمدتاً به خارج از محدوده معدن منتقل شده و در آنجا انبار شوند. تنها آن بخش از این باطله‌ها که ممکن است در امر جاده‌سازی، ترمیم جاده‌ها، پی‌سازی کارگاهها و پرنمودن گودال مورداستفاده قرار گیرند در داخل محدوده معینی قرار می‌گیرند و برای مابقی حتماً باید در خارج از محدوده معدن محل خاص در نظر گرفت و به شیوه معینی دمپ نمود. انتخاب مکان و یا مکانهای خاص برای دمپ باطله‌ها نیاز به اطلاعات دقیق در مورد حجم باطلهبرداری و خصوصیات شیمایی و فیزیکی آنها دارد و از مواردی است که در بخش طراحی معدن باید مورد مطالعه قرار گیرد. روش روباز در مقایسه با سایر روشهای استخراج از هزینه اولیه زیادی برخوردار است اما تولید بالا، تولید به ازاء هر پرسنل بالا و هزینه استخراج پائین به ازاء هر تن از مزایای عمده این روش است. روش روباز بدلیل استفاده از ماشین‌آلات بارگیری و حمل عظیم‌الجثه که از قدرت و ظرفیت زیاد برخوردارند و دارای تولید بالایی می‌باشد و برای معادن بزرگ که دارای شرایط ژئومکانیکی سخت و بسیار سخت است کاملاً‌مناسب می‌باشد و مورداستفاده قرار می‌گیرد، بویژه ذخایر عظیم که از عیار کم برخوردارند. ذخایر توده‌ای و ذخایری که به صورت رگه ضخیم یا لایه ضخیم اما به طور افقی یا شیب ملایم یا شیب تند از عمق تا سطح ادامه دارند مناسب‌ترین ذخایر برای بکارگیری روش روباز می‌باشند. در روش روباز استخراج به طور غیرپیوسته صورت می‌گیرد یعنی دو سیستم بارگیری و حمل به طور منفک از هم عمل می‌نمایند. در بیش از ۸۰% معادن روباز در دنیا از شاول و تراک به عنوان ماشین‌آلات بارگیری و حمل استفاده می‌شود. در اکثر این معادن از لودر نیز به عنوان ماشین بارگیری کمکی استفاده شده است. در روش روباز به منظور دسترسی به مادة معدنی استخراج از نقطه‌ای شروع خواهد شد که کمترین باطلهبرداری را داشته باشد. جهت آماده‌سازی مواد از حفاری و انفجار استفاده می‌شود. مواد منفجره مصرفی آنفو و در شرایطی که چالهای انفجاری مرطوب یا نمناک باشند برای خنثی نمودن خاصیت آب از آنفو دوغابی استفاده می‌شود. حد نهایی معدن محدوده‌ای است که از نظر اقتصادی تا رسیدن به آن اجازه عملیات استخراجی وجود دارد یا عملیات مقرون به صرفه است. همانطور که ملاحظه می‌شود استخراج مادة معدنی و باطله با ایجاد برش‌هایی از بالا و پائین صورت می‌گیرد و در نهایت فضای خالی شده‌ای در دل زمین ایجاد می‌گردد که دیواره آن شکل پله‌ای دارد. به این فضای خالی ایجاد شده پیت گفته می‌شود. برای آن دسته از ذخایری که در کمتر از ۲۰ متری سطح زمین قرار داشته باشند می‌توان از روش تک پله‌ای استفاده کرد و ماشین‌آلات بارگیری و باربری مختلفی را بسته به فاصله جابجایی لازم برای باطله و مادة معدنی بکار برد. در شرایطی که عمق بیش از ۲۰ متر باشد ایجاد چندین پله جهت استخراج مادة معدنی ضروری است.
ارتفاع، عرض و شیب پله‌ها از پارامترهای مهم طراحی در استخراج معادن روباز می‌باشد و به طور عمده به میزان تولید، جنس سنگ و ماشین‌آلات حفاری، بارگیری و حمل و نقل بستگی دارد.
مشخصه‌های مهم پله معدن روباز با توجه به عوامل یادشده بشرح ذیل تعیین می‌شوند.
- الف- ارتفاع پله
متوسط ارتفاع پله‌ها بین ۴ تا ۲۰ متر متغیر است. این حد عمدتاً به جنس سنگ بستگی دارد و در سنگهای نرم بین ۴ تا ۶ متر، در سنگهای نیمه سخت بین ۶ تا ۸ متر و در سنگهای سخت بین ۸ تا ۲۰ متر تعیین می‌شود. همچنین اندازه انتخاب شده برای ارتفاع پله باید با ارتفاعی که سیستم بارگیری قادر به استخراج است هماهنگی داشته باشد. اگر چه طراحی پله‌های مرتفع موجب کاهش هزینه‌های حفاری و انفجار می‌شوند اما احتمال حادثه را نیز افزایش می‌دهند و از طرف دیگر ارتفاع کمتر از ۴ متر نیز به دلیل افزایش هزینه حفاری، کمتر طراحی می‌شوند. غیر از عوامل یاد شده شرایط جوی نیز در انتخاب ارتفاع پله مؤثرند بالاخص مناطق برف‌گیر که احتمال یخبندان هم زیاد است.
- ب- عرض پله
عرض پله‌ها بین ۸ تا ۴۰ متر متغیر است. این حد به اندازه ماشین حفاری، شیوه انفجار، عرض سیستم بارگیری و سیستم حمل و ایمنی بستگی دارد. هر چه پله از عرض کمتری برخوردار باشد میزان باطلهبرداری کمتر، شیب پله و معدن زیادتر می‌شوند و از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه‌تر خواهند بود اما ایمنی کاهش می‌یابد. در پله‌های عریض شیب پله و معدن کمتر، باطلهبرداری زیاد و از نظر اقتصادی هزینه یک تن تولید نیز افزایش خواهد یافت. حسن پله‌های عریض کاهش حادثه و افزایش راندمان و ایمنی در عملیات است.
- ج- شیب پله
شیب پله معمولاً از شیب معدن زیادتر انتخاب می‌شود. شیب معدن زاویه‌ای است که ین خط افق و خط فرضی که لبه بالاترین پله را به پای پائین‌ترین پله متصل می‌کند، به وجود می‌آید.
شیب معدن بین ۲۰ تا ۷۰ درجه تغییر می‌کند که به نوع و جنس طبقات، شرایط هیدرولوژی و مدت استخراج بستگی دارد. دلیل انتخاب شیب بیشتر برای پله نسبت به شیب معدن این است که فشار یا بار وارد شده برای پله کمتر می‌باشد و به طور کلی سنگها در ارتفاع کم بیشتر می‌تواننند حالت قائم داشته باشند. شیب پله‌ها می‌تواند تا ۹۰ درجه نیز انتخاب شود. انتخاب شیب پله نیز بستگی به جنس سنگ، وضعیت قرارگیری لایه‌ها، درزه و شکاف و عوامل هیدرولیکی دارد. باتوجه به عوامل یاد شده شیب پله معمولاً‌در سنگهای نرم ۳۵ تا ۵۵ درجه، در سنگهای نیمه سخت ۵۵ تا ۷۵ درجه و در سنگهای خیلی سخت ۷۵ تا ۹۰ درجه انتخاب می‌شود.
از دیگر مشخصه‌های هندسی معادن روباز می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- الف- شیب معدن
شیب معدن ممکن است برحسب نوع و جنس طبقات، شرایط هیدرولوژی و مدت زمان استخراج در سنگهای نرم بین ۲۰ تا ۳۲ درجه، در سنگهای نیمه سخت ۳۲ تا ۴۵ درجه و در سنگهای سخت بین ۴۵ تا ۷۰ درجه تغییر کند. هرچه شیب معدن زیادتر انتخاب شود، امکان دسترسی به عمق بیشتر و استخراج مواد معدنی با عیار کمتر وجود دارد. ضمن آنکه هزینه باطلهبرداری نیز کاهش پیدا می‌کند. از معایب شیب زیاد عدم ایمنی آن می‌باشد. در شیب‌های کمتر، ایمنی زیاد می‌شود و احتمال بروز حادثه کاهش پیدا خواهد کرد اما زمان باطلهبرداری افزایش می‌یابد و موجب خواهد شد تا به ماده معدنی دیرتر دسترسی حاصل شود.
- ب- جاده اصلی معدنی
در روش روباز حداقل یک جاده اصلی نیاز است و بسته به شکل ذخیره معدنی ممکن است دارای بیش از یک جاده باشند که تا عمق معدن ادامه دارد. این جاده‌ها در معادن کم عمق مستقیم هستند ما در معادن عمیق به صورت حلزونی‌اند که در پیرامون معدن ایجاد می‌شود و شیب آن کم و بیش از کف تا سطح معدن یکسان است و یا بصورت زیگ- زاگی می‌باشد. از مشخصه‌های اصلی جاده‌ها نیز می‌توان به شیب، پهنا و محل آنها اشاره کرد.
- ج- شیب کف معدن
در بسیاری از معادن کف معدن را شیبدار می‌نمایند تا در فصل بهار که برفها ذوب می‌شوند و یا زمانی که میزان بارندگی زیاد است دفع آب از معدن به آسانی صورت گیرد. این شیب بین ۱ تا ۲ درصد است تا آبهای کف پله از سرعت قابل توجه برخوردار شوند. جهت شیب باید به گونه‌ای باشد که آب از جبهه کار عملیات دورشود.
- د- مخزن
پائین‌تر از کف معدن و به منظور محل جمع شدن آبهای معدن مخزنی ایجاد می‌کنند که آب از این مخزن توسط پمپ آبکشی به بیرون از معدن انتقال داده می‌شود. اندازه مخزن احداث شده به ظرفیت و تعداد پمپ آبکشی بکار رفته بستگی دارد.
با درنظرگرفتن پارامترها و مشخصه‌های فوق، مراحل استخراج روباز را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد.
- آماده‌سازی سطح معدن
این مرحله هرچند ممکن است همیشه نیاز نباشد، اما شامل انتقال گیاهان، خاک، موانع و م سطح نمودن سطح زمین می‌شود. به طور عمده این مرحله به انتقال پوشش‌های روی باطله معدن اختصاص پیدا می‌کند و معمولاً از اسکریپر، بولدوزر یا لودر استفاده می‌شود.
- حفاری باطله‌های روی ماده معدنی
به منظور تسریع در عملیات باطلهبرداری و بالا بردن کارایی ماشین‌آلات و تجهیزات بکار رفته، آماده‌سازی باطله به کمک حفاری و انفجار باید انجام گیرد. حفر چالهای انفجاری در معادن سطحی معمولاً به کمک حفاری چرخشی صورت می‌گیرد اما در بعضی موارد در چالهای با قطر و عمق کم از حفاری ضربه‌ای استفاده می‌شود. قطر، عمق و فواصل چاهها به میزان تولید سالانه، شرایط ژئومکانیکی معدنی، نوع مواد منفجره و ماشین‌آلات بارگیری و حمل و نقل دارد.
- انفجار باطله‌های روی ماده معدنی
پس از حفر چالهای انفجاری، عملیات انفجار انجام می‌پذیرد. نوع مادة منفجره و میزان مصرف آن به جنس سنگ و میزان خردشدگی موردنظر بستگی دارد. غالباً در معادن سطحی از آنفو به دلالیل ایمنی، ارزانی و خردشدگی بهتر در انفجار استفاده می‌شود.
- بارگیری باطله‌ها
به منظور بارگیری باطله‌ها در معادن روباز معمولاً از شاول یا لودر یا ترکیبی از این دو استفاده می‌شود.
- حمل باطله‌ها
حمل باطله‌های روی معدن در معادن روباز به کمک تراک، نوار نقاله و … ریل صورت می‌گیرد.
- حفاری ماده معدنی
حفاری برروی ماده معدنی مشابه حفاری برروی باطله‌های روی ماده معدنی است. انتخاب ماشین، قطر چال، عمق و فواصل چال بستگی به جنس ماده معدنی، میزان تولید و نوع مادة منفجره دارد و به ندرت ماشین حفاریی متفاوت از آنچه در باطلهبرداری استفاده شد، بکار می‌رود.
- انفجار ماده معدنی
انفجار ماده معدنی همانند باطله‌های روی ماده معدنی بستگی به میزان خردشدگی موردنیاز و اندازه سنگ‌شکن دارد. آنفو به همراه چاشنی‌های الکتریکی تأخیری، متداولترین ترکیب برای انفجار می‌باشد. سنگ‌شکن اولیه یکی از عوامل مهم در انتخاب ماشین حفاری، آرایش چالها و نحوه انفجار می‌باشد.
- بارگیری موادمعدنی
درمعادن روباز بارگیری مواد معدنی به کمک شاول و یا لودر صورت می‌گیرد. که معمولاً لودر به عنوان ماشین بارگیری کمکی استفاده می‌شود.
- حمل مواد معدنی
حمل مواد معدنی معمولاً به کمک تراک، تسمه نقاله و ریل صورت می‌گیرد. به دلیل امکان استفاده از ماشین آلاتی مانند شاول و تراک‌های با ظرفیت بالا در روش روباز، میزان تولید این روش نسبت به روشهای دیگر بسیار بالاتر است. همچنین با وجود زیاد بودن سرمایه اولیه لازم، هزینه تولید به ازاء هر تن ماده معدنی پائین می‌باشد که این موارد از محاسن عمده روش روباز می‌باشد.
شکل کلی کاواک معدن (Open Pit)
جزئیات کاواک
نظرات شما عزیزان:
.gif){kind=small}
برچسب‌ها:
آمار
وب سایت: