بخشی از مقاله
چکیده
از دید طراحی معدن، استخراج کانسار مس سرچشمه در مرحله گذر از طرح بیست ساله به طرح توسعه میباشد. با نگرش به افزایش ظرفیت تولید، طول مسیرهاي حمل ماده معدنی و عمق معدن در طرح جدید، لزوم انتخاب سیستم مناسبی جهت اصلاح سیستم باربري و کاهش هزینهها ضروري به نظر میرسد و با توجه به افزایش مسیرهاي باربري و زمان حمل، استفاده از سنگ شکن داخل پیت و نوارنقاله اجتناب ناپذیر میباشد. طراحی چنین سیستمی به مشخص نمودن وضعیت توزیع دانه بندي سنگ معدن نیازمند میباشد.
در این تحقیق، تعیین دانهبندي انواع سنگ معدن مس سرچشمه پس از انفجار، به عنوان اولین قدم در بررسی امکان نصب گریزلی در داخل پیت معدن و حمل مواد معدنی با نوار نقاله و حذف مسیر حمل و نقل با کامیون مورد مطالعه و اجرا قرار گرفت. هدف تحقیق، کاهش هزینههاي باربري از طریق جایگزین نمودن سیستم حمل با نوار نقاله به جاي کامیون در بخشهایی از طرح توسعه معدن می باشد. براي تعیین توزیع ابعادي قطعات سنگ معدن، از روش آنالیز تصویري استفاده گردید. تصاویر گرفته شده از سطح توده حاصل از انفجار، با استفاده از نرمافزار Goldsize پردازش و نتایج به صورت نمودار توزیع ابعادي انواع سنگ معدن پس از انفجار نمایش داده شد. نتایج حاصل از آنالیز تصویري انواع سنگ معدن مس سرچشمه نشان داد که D80 هر سه نوع سنگ معدن آتشباري شده در حد 15 تا20 سانتیمتر بوده و به راحتی قابل حمل با نوار میباشد.
براي حمل %20 بالاي این اندازه نیز میتوان با بررسی بیشتر روش سنگشکن داخل پیت و یا حمل با کامیون را مورد مطالعه قرار داد. مطالعه فوق نشان داد که در صورت ثابت ماندن الگوي آتشباري فعلی که ناشی از شرایط خاص معدن مس سرچشمه میباشد، تنها %20 سنگ معدن نیاز به سنگ شکنی اولیه خواهد داشت و %80 سنگ معدن نیاز به خردایش اولیه نداشته و با سرند کنی اولیه توسط گریزلی میتوان هزینههاي سنگ شکنی اولیه را به میزان قابل ملاحظهاي کاهش داد.
مقدمه
دانش بر توزیع ابعادي سنگ معدن در مراحل مختلف معدنکاري و کانهارایی از جمله اطلاعات پایهاي است که در ارزیابی طراحی سنگ شکن و نوارنقاله، عملیات انفجار و کارآیی انواع مواد منفجره و طرحهاي انفجاري، میزان بازیابی کانه به روش لیچینگ، قابلیت بارگیري و حمل توسط تجهیزات معدنی، پایداري شیب، دامپ باطله, دیواره پیت و توده لیچینگ و بهینه سازي مدار خردایش مورد استفاده قرار میگیرد.
از دید طراحی معدن، استخراج کانسار مس سرچشمه در مرحله گذار از طرح بیست ساله به طرح توسعه میباشد. با نگرش به افزایش ظرفیت تولید، طول مسیرهاي حمل ماده معدنی و عمق معدن در طرح جدید، لزوم انتخاب سیستم مناسبی جهت اصلاح سیستم باربري و کاهش هزینهها ضروري به نظر میرسد و با توجه به افزایش مسیرهاي باربري و زمان حمل، استفاده از سنگ شکن داخل پیت و نوارنقاله اجتناب ناپذیر میباشد. طراحی چنین سیستمی به مشخص نمودن وضعیت توزیع دانه بندي سنگ معدن نیازمند میباشد.
هدف از انجام تحقیق
ذخیره کل کانسار مس سرچشمه بر اساس آخرین محاسبه ذخیره در سال 1364 به میزان 1/2 میلیارد تن سنگ سولفوري با عیار متوسط %0/69 و عیار حد 0/25٪ تخمین زده شده است. تا چندي پیش عملیات استخراج ماده معدنی در محدوده طرح بیست ساله استخراج قرار میگرفت. در طرح بیست ساله تنها 30 % از ذخیره مذکور قابل استخراج بود و %70 از سنگ سولفور باقی میماند و چنانچه جهت توسعه و افزایش طول عمر معدن اقدام نمیگردید، پس از اتمام محدوده طرح بیست ساله، تولید مس متوقف میشد و شروع مجدد تولید مستلزم صرف زمان و هزینه زیادي بود. از اینرو طرح توسعه معدن پیشنهاد گردید و عملیات استخراج در مس سرچشمه در حال گذار از طرح بیست ساله به طرح توسعه میباشد.
بر طبق طرح جدید بالاترین پله معدن در ارتفاع
2912/5 متر و پایینترین آن در ارتفاع 2062/5 متر خواهد بود. با توجه به اینکه در طرح توسعه معدن متوسط فاصله باربري تا سنگشکن حدود 3 کیلومتر و متوسط فاصله باربري کلی حدود 4/5 کیلومتر بوده و میزان استخراج روزانه نیز تا 000،200 تن پیشبینی گردیده است، لازم است سیستم مناسبی براي باربري طراحی گردد، به گونهاي که با حداقل هزینه بتوان تولید روزانه معدن را جابجا نمود. در غیر این صورت براي اجراي طرح توسعه دهها دستگاه شاول و کامیون مورد نیاز خواهد بود که از نظر اقتصادي هزینههاي بسیار بالایی را تحمیل مینماید.
در واقع تعیین دانهبندي انواع سنگ معدن مس سرچشمه پس از انفجار مقدمهاي بر پروژه بررسی امکان نصب گریزلی و بونکر در داخل پیت و حمل با نوار نقاله در فاصله معدن تا سنگ شکن اولیه و حذف مسیر حمل و نقل با کامیون در مسیر فوق میباشد. در طرح توسعه در صورت پایین بودن درصد قطعات بزرگ6 به کل خاك ارسالی به تغلیظ، میتوان با استفاده از گریزلی و بونکر قطعات فوق را در داخل معدن جدا نمود و با کمک نوار نقاله، خاك با دانه بندي کوچکتر از حد مورد نظر را به انبار درشت تغلیظ هدایت نمود و قطعات درشت را در طول شیفت جمع آوري و به کمک یکی از دو روش زیر به خارج از معدن جابجا نمود :
-1 حمل با کامیون به سنگ شکن اولیه
-2 خردایش در معدن به کمک سنگ شکن سیار داخل معدن و حمل با نوار به انبار درشت تغلیظ. در این صورت در هزینه حمل صرفه جویی شده و تعداد کامیون مورد نیاز بسیار کمتر خواهد شد.
از سوي دیگر با توجه به آنکه کامیون میتواند سنگها را به هر اندازهاي که قابل بارگیري باشد حمل نماید، اما حداکثر اندازه سنگ براي حمل با نوار نقاله به عرض، سرعت و شیب نوار بستگی دارد. با انجام این مطالعات میتوان اندازه عرض نوار را تخمین زد. به طور کلی بزرگترین اندازه سنگ قابل حمل توسط نوار نقاله نباید بزرگتر از %30 عرض نوار باشد.
روش تحقیق
-1 معرفی آنالیز تصویري
در روشهاي آنالیز تصویري براي تعیین دانه بندي، باید سه مرحله - 1 انتخاب محل نمونهگیري - 2 تصویر برداري و - 3 آنالیز تصویري را به دقت انجام داد. مرحله نمونهگیري شامل انتخاب محلهایی میباشد که نمونه معرفی از توده منفجر شده را ارائه دهد. در مرحله تصویربرداري، باید عکسهایی با کیفیت خوب که قابل بررسی در مرحله آنالیز باشند، تهیه نمود. در مرحله آنالیز تصویري، پس از رسم محیط قطعات در تصویر، توزیع ابعادي قطعات مشخص شده در تصویر اندازهگیري میگردد.
-2 مزایا و معایب روش آنالیز تصویري
سیستمهاي آنالیز تصویري دیجیتال نه تنها در تحقیقات بلکه در صنعت نیز از رشد روزافزونی برخوردارند. امروزه با ظهور کامپیوترهاي سریع و کم هزینه، الگوریتمها و تکنیکهاي فرآیند تصویري پیشرفته و دوربینهاي ویدئویی حساس به نور، کمهزینه و سبک، تعیین دانهبندي مواد بسیار راحت گردیده است. در روش آنالیز تصویري محدودیتی در ابعاد و حجم توده وجود ندارد. تهیه نمونه - تصاویر - سریع بوده و در تولید اختلال ایجاد نمینماید. به علاوه نتایج به سرعت قابل تحلیل بوده و میتوان پارامترهاي طرح انفجاري را با توجه به آن بهینه نمود. همچنین با توجه به سادگی تهیه نمونه، میتوان تعداد زیادي تصویر تهیه و خطاي آنالیز را کاهش داد. قیمت تجهیزات مورد نیاز در این روش نیز مناسب است.
از معایب روش آنالیز تصویري، وابسته بودن دامنه اطلاعات اولیه به سطح توده میباشد. لذا لازم است نمونه از یک سطح معرف تهیه گردد. از طرفی براي مرزیابی دقیق قطعات و کاهش خطا، لازم است تصاویري با کیفیت بالا تهیه گردد. مرزیابی دستی دانهها به کمک اشاره گر نیز هر چند دقیق میباشد، اما بسیار وقتگیر است. مشکل دیگر استخراج اطلاعات صحیح سه بعدي از تصاویر دوبعدي میباشد و باید فرضیاتی از بعد سوم قطعات نیز در نظر گرفت.
به علاوه قطعات سنگ در تصویر همپوشانی داشته و باید ابعاد قطعات را با توجه به این موضوع نیز تصحیح نمود. همچنین براي بررسی کامل بخشهاي ریز و درشت توده باید تصاویري با مقیاسهاي مختلف تهیه و سپس آنها را با هم ترکیب نمود تا منحنی توزیع ابعادي نهایی بدست آید. با این وجود، امروزه با پیشرفت نرمافزارهاي آنالیز تصویري این خطاها تا حد زیادي قابل تصحیح میباشد.
-3 تجهیزات مورد استفاده و روش کار نرمافزار
در این تحقیق براي تعیین دانهبندي سنگ معدن پس از انفجار از نرمافزار آنالیز تصویري Goldsizeمحصول شرکت Golder استفاده گردید. این نرم افزار تحت سیستم عامل ویندوز عمل مینماید. جهت تهیه تصاویر نیز از یک دوربین فیلمبرداري دیجیتال سونی مدل DCR-PC110E استفاده شد. این دوربین داراي یک حافظه 4 مگابایتی براي ذخیره 20 عدد تصویر با قدرت تفکیک640×480 بود. همچنین با استفاده از یک حلقه فیلم MDV، تصاویري از سطح توده منفجر شده تهیه و سپس این تصاویر توسط خود دوربین به عکس تبدیل و به نرمافزار منتقل گردید. براي تعیین مقیاس تصاویر نیز از دو عدد توپ بسکتبال به قطر 24 سانتیمتر استفاده شد. وجود دو عدد توپ در بالا و پایین تصویر براي کاهش خطاي پرسپکتیو لازم بود.
روش کار با نرم افزار به این شکل است که در ابتدا از سطح توده سنگ معدن پس از انفجار عکسبرداري میگردد - شکل . - 1 عملیات با تعریف اندازه توپهاي بسکتبال به عنوان مقیاس اندازه گیري قطعات توسط نرم افزار، ادامه مییابد و تعیین مرز قطعات سنگ به طور دستی و به کمک ماوس انجام میگیرد - شکل . - 2 این روش زمان زیادي میبرد، اما این اطمینان را میدهد که مرز قطعات به دقت مشخص گردیده است.
