بخشی از مقاله
چکیده
به منظور بهره برداري از هر ذخیره معدنی، براساس ویژگی هاي کانسنگ، سنگ میزبان و شرایط منطقه یک روش انتخاب می شود. با انتخاب روش استخراج نامناسب، مشکلاتی در فرآیند تولید ایجاد شده و یا حتی در برخی موارد، ادامه استخراج کانسار غیراقتصادي خواهد شد. براي یک ذخیره مفروض امکان استفاده از دو یا چند روش استخراج وجود دارد. هر روش مشکلات مخصوص به خود را دارد در نتیجه روشی مناسب است که داراي کمترین مشکلات باشد. سیستم هاي عددي براي ارزیابی یک روش استخراج مناسب براي یک کانسار ویژه کاربرد دارند.
این سیستم ها بر امتیازدهی به پارامترهاي محدودي چون پارامترهاي هندسی،زمین شناسی و ژئومکانیکی براي رسیدن به رتبه بندي روش هاي مختلف استخراج استوار هستند. روش هاي استخراج با امتیاز بالاتر مناسب تر هستند. تنها شیوه اي که براساس روش هاي عددي به ارزیابی روش هاي معدنکاري می پردازد روش نیکلاس است. این شیوه با اعمال تغییراتی توسط روش UBC اصلاح گردید. در این مقاله ضمن بررسی کلی شیوه هاي کمی نیکلاس و UBC در انتخاب روش استخراج و با توجه به نرم افزار تهیه شده براساس این دو روش که به زبان برنامه نویسی ویژوال بیسیک نوشته شده است، به تعیین روش استخراج کانسار مس قلعه زري بیرجند پرداخته می شود.
کلمات کلیدي: انتخاب روش استخراج، نیکلاس، معدن مس قلعه زري بیرجند
-1 مقدمه
انتخاب روش استخراج یکی از ضروریات طراحی معادن می باشد. پس از انتخاب روش استخراج براي کانسار، معمولا تغییر روش و جایگزینی آن با روش دیگر بسیار مشکل و گاها غیرممکن است، زیرا این جایگزینی ممکن است آنقدر هزینه بر باشد که کل پروژه را غیراقتصادي نماید - صمیمی نمین و همکاران،. - 1394 وظیف اصلی در بهره برداري از معدن، انتخاب آن روش استخراجی است که بیشترین و بهترین انطباق را با مشخصات خاص کانسار کانی - ژئومکانیکی، زمین شناسی، زیست محیطی و غیره - که باید استخراج شود، با رعایت محدودیت هاي ایمنی، فنی و اقتصادي به نحوي که کمترین هزینه و بیشترین سود را با بار آورد، داشته باشد - هارتمن،. - 1381به منظور تعیین امکان کاربرد یک روش استخراج به مقایسه شرایط روش و کانسار نیاز داریم.
روش یا روش هاي در نظر گرفته شده براي استخراج کانسار، ابتدا از نظر تکنیکی و فنی و سپس از نظر اقتصادي بررسی می شوند. در صورتی که یک طبقه بندي تکنیکی و فنی برروي تمام روش هاي استخراج زیرزمینی صورت بگیرد - مانند روش هاي بدون نگهداري، همراه با نگهداري و تخریبی - ، تمام روش ها و تنوع موجود، نشان دهنده این حقیقت هستند که هر کانسار، روش استخراج بهینه مخصوص به خود را طلب می کند. از این جهت، معدنکاري زیرزمینی را می توان یک هنر اجرائی نامید. تعیین مشخصات خاص هر کانسار و استفاده صحیح از اصول مهندسی براي طراحی سیستم استخراج بهینه باعث انتخاب یک روش صحیح براي استخراج کانسار می شود.تعیین این مشخصات ویژه هر کانسار به معنی پایان کار نیست، چرا که عملیات بعدي که حتما باید انجام شود اعمال اصلاحات و تغییرات است - قاسم پور،. - 1380
در گذشته شیوه هاي بسیاري براي ارزیابی روش هاي استخراج مناسب براي یک ذخیره معدنی و براساس مشخصات فیزیکی ذخیره از قبیل شکل، عیار و مشخصات ژئومکانیکی سنگ توسعه داده شدند. اما احتمالا رضایت بخش ترین آنها شیوه ارائه شده توسط نیکلاس - 1981 - می باشد - هارتمن،. - 1381 این روش یکی ازشیوه هایی است که با روش هاي عددي و براساس پارامترهاي ویژه ورودي، روش هاي مختلف معدنکاري را رتبه بندي می کند. رتبه عددي هر روش استخراج با جمع این امتیازات بدست می آید - . - Clayton et al,2004به طور کلی براي تشخیص روش هاي معدنکاري عملی مناسب، به مقایسه مشخصات کانسار با مشخصات روش هاي استخراجی نیاز داریم. در مرحله بعد بهترین روش هاي مناسب استخراج از نظر اقتصادي ارزیابی می شوند. دو پارامتر مهم در تعیین روش معدنکاري عبارتند از - حیدري،: - 1380
-خصوصیات فیزیکی و زمین شناسی کانسار
-شرایط کمربالا، کمرپایین و ماده معدنی
تکنیک هاي انتخاب روش فقط کوششی در جهت ارزیابی روش هاي معدنی است که معدنکار براساس تجربه هاي قبلی و درك مستقیم خود مشخص کرده است که همگی شبیه و در عین حال متفاوت هستند و هدف از ارائه این طرح هاي انتخابی بحث درباره بهترین روش معدنکاري شامل سطحی، زیرزمینی، هیدرولیک و یا سایر روش هاي موجود است. فرآیند انتخاب روش باید اول تعیین کند که کانسار باید به روش سطحی یا زیرزمینی یا ترکیبی از آنها استخراج شود و در مرحله بعد در صورت رد روش هاي قدیمی معدنکاري از نظر تکنیکی یا اقتصادي، روش هاي جدید استخراج را بررسی کند - حیدري،. - 1380
-2 انتخاب روش استخراج به تکنیک نیکلاس
معادن براساس ویژگی هاي هر کانسار و سنگ درون گیرشان با روشی خاص استخراج می شوند. معمولا ویژگی هاي کانسار به نحوي هستند که در یک راستا عمل نکرده و همگی یک روش استخراج زیرزمینی را تجویز می نمایند. بلکه در اکثر قریب به اتفاق موارد، مشخصه هاي کانسار در جهات مختلف عمل کرده و تصمیم گیرنده را دچار تردید می کنند - حیدري،. - 1381اولین بار در سال 1981 میلادي یک روش عددي به وسیله نیکلاس مطرح گردید که راهی نو براي انتخاب روش استخراج معادن بود.این روش براي پروژه هایی مناسب است که حفاري اکتشافی، ذخیره معدنی را مشخص و معین کرده باشد ولی حفریات اکتشافی، یا کلا انجام نشده باشد و یا بسیار کم صورت گرفته باشد - . - Nicholas,1992
انتخاب روش استخراج با استفاده از این روش در دو مرحله انجام می شود. در مرحله اول ذخیره کانسار برحسب شکل هندسی و توزیع عیار و خواص مکانیکی سنگ توضیح داده می شود. هدف اصلی در این مرحله انتخاب روش هایی است که بتوان آنها را با تفصیل بیشتر مورد بررسی قرار داد و ساده ترین روش براي رسیدن به این هدف تعیین پارامترهاي خاص هر کدام از روش ها و سپس بررسی تطابق و مناسبت خواص کانسار مورد نظر با پارامترهاي مورد نظر می باشد. بنابراین در مرحله اول، روش هاي مختلف استخراج با در نظر گرفتن عوامل و مشخصه هاي مختلف امتیازبندي و براساس حداکثر امتیاز مرتب می شوند. در مرحله دوم به منظور کاهش تعداد روش هاي مناسب و محدود کردن دامنه انتخابات، با مطالعات تفصیلی براساس هزینه معدنکاري، سرمایه گذاري مورد نیاز، مقدار استخراج، در دسترس بودن نیروي کار، ملاحظات زیست محیطی و سایر خواص ویژه محلی مناسب ترین روش استخراج مشخص و ارزیابی می شود.
روش هایی که در مرحله قبل دراولویت قرار گرفته اند، مورد بررسی قرار گرفته تا روش مناسب انتخاب شود. لازم به توضیح است که در طول این روند روش هایی که امکان استفاده از آنها براي کانسار مورد بررسی وجود ندارد و یا استفاده از آنها منطقی نباشد، حذف خواهند شد - . - Nicholas,1992به عقیده نیکلاس، مشخصات مکانیک سنگی کانسار می تواند در طی انتخاب روش استخراج به صورت بحرانی مطرح شوند که می تواند با عناوینی چون مقاومت ذاتی سنگ - با تقسیم بندي ضعیف، متوسط و قوي - و فاصله شکستگی - با تقسیم بندي نزدیک، باز و خیلی باز - شناخته شود. بعد از مشخصات کانسار مهمترین مرحله در فرآیند انتخاب روش نیکلاس، قابلیت اجراي هر روش استخراج براي کانسار، با اختصاص امتیازات معین - وزن ها - براي روش هاي استخراج، ارزیابی می شود.
امتیازهاي تخصیصی به روشها، به طور متناسبی براساس شایستگی مشخصات کانسار با روش، افزایش یا کاهش می یابد. براي این هدف مشخصات ماده معدنی براي هر روش استخراج، از هندسه ماده معدنی تا شکل مرزها بررسی و ارزیابی می شوند. اگر بررسی مشخصات ماده معدنی، براي کانسار مفروض روش استخراج قابل اجراتري را موجب شود، امتیاز بالاتري به روش داده می شود و برعکس. بنابراین اگر براي روش استخراج مشخصه اي ارجح باشد امتیاز 3 یا 4 اختصاص می یابد. اگر روش استخراجی بتواند با مشخصه معلوم بدون هیچ مشکلی بکار رود، امتیاز 1 یا 2 اختصاص می یابد.
اگر کاربرد روش استخراج با مشخصه معلوم غیر محتمل باشد اما روش به طور کامل رد نشود، امتیاز0 داده می شود. اگر مشخصه به طور کامل رد شود،به روش امتیاز-49 داده می شود. بنابراین بر طبق این منطق، شایستگی کانسار براي هر روش ارزیابی می شود و بعد از فرآیند رتبه بندي عددي یکی از روش هاي امکان پذیر می تواند براساس کل امتیازهاي حاصله براي هر روش،انتخاب شود - . - Guray et al,2003امتیازدهی پارامترها براساس روش نیکلاس براي هر روش استخراج به صورت جداول 1تا4 می باشند.
