بخشی از مقاله
چکیده
آتشکاری به عنوان یکی از مهمترین و اولین مراحل استخراج معادن، نقش بسیار اساسی در راندمان تولید، برنامهریزی تولید بلندمدت و کوتاهمدت، هزینههای استخراج و نیز مسائل زیستمحیطی دارد. در این مقاله، به بررسی طراحی الگوی چالزنی و انفجار، با نگرشی ویژه به تونلهای آمادهسازی معدن زغالسنگ همکار راور خواهیم پرداخت. آتشکاری مناسب، در مجموع باعث بهبود شرایط استخراج و وضعیت فنیواقتصادی معادن میگردد. عموماً عملیات آتشکاری در معادن، به بخشهای کلی طراحی الگوی انفجار، پیادهسازی طرح و انجام عملیات آتشکاری تقسیم می شود. واضح است که انجام مناسب مرحله سوم، بهطور کامل وابسته به طراحی مناسب و با رعایت اصول مهندسی است.
لذا طراحی الگوی آتشکاری، اولین قدم در چرخه عملیات معدنکاری بهشمار میرود. همچنین میزان خردایش مطلوب، ارتباط تنگاتنگی با آرایش مناسب چالهای 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 تودهسنگ به حد مطلوب از خردایش دست یابد. ارتباط مذکور به صورت دو طرفه می باشد. لذا طراحی صحیح و مبتنی بر مشخصات تودهسنگ و مشخصات ماده منفجره، پروژه را به سوی یک عملیات بهینه فنیواقتصادی سوق میدهد.
-1مقدمه
طراحی الگوی آتشباری مناسب، تأثیری مستقیم بر هزینهها و زمان انجام پروژههای تونلسازی دارد. لذا باید از میان روشهای موجود طراحی، مناسبترین و بهترین روش را انتخاب کرده و به کار برد. امروزه با وجود پیشرفتهای زیاد در حفاری مکانیزه، استفاده از آتشباری هنوز یکی از متداولترین روشها در تونلسازی محسوب میشود. در این روشها، بر مبنای خصوصیات ژئومکانیکی تودهسنگ، ماده منفجره و مشخصات هندسی سینهکار، یکی از مدلها انتخاب شده و اجرا میگردد.
محدوده معدنی سنکلینال زغالسنگ همکار، در شمالغربی حوزه زغالدار کرمان قرار گرفته که از شمالغرب – جنوب و جنوبشرق به رخنمون لایه زغالی d2 و در شمالغربی با برخورد با تشکیلات رسوبی دوره کرتاسه و در شمالشرقی به روراندگی B محدود میگردد. این معدن، در فاصله 15 کیلومتری شمال معدن هشونی واقع شده و دارای طولی برابر با 3/5 کیلومتر و عرض آن 0/7 – 1/5 کیلومتر است. مساحت محدوده معدنی همکار، در حدود 4 کیلومترمربع میباشد. مختصات جغرافیایی محدوده، 31 درجه و 20 دقیقه، تا 31 درجه و 23 دقیقه شمالی و 56 درجه و 24 دقیقه تا 56 درجه و 27 دقیقه شرقی تغییر می-نماید. توپوگرافی منطقه، کوهستانی و مشتمل بر درههای عمیقی است.
مرتفعترین نقاط محدوده معدنی، در قسمت غربی قرار گرفته که ارتفاع مطلق آن به +2670 متر از سطح دریا میرسد. از این ارتفاعات به سمت شمالغربی را، کوهستانهای صخرهای تشکیل داده که ارتفاع آن تا 2850 متر میرسد. میزان متوسط افزایش ارتفاع در منطقه، مابین 30 تا 460 متر متغیر است. یک دره کمعرض با اختلاف ارتفاعی از +2380 تا +2100 متر از سطح دریا در سرتاسر منطقه ادامه داشته و در قسمت شمالشرقی منطقه، مسیر شمالغربی را طی میکند.
آبهای سطحی جاری در منطقه دائمی نبوده و منوط به فصول بارندگی میباشند. محدوده معدنی همکار، در منتهیالیه شمالغربی سنکلینال بزرگ کرمان قرار گرفته که خود شامل سنکلینال کوچکی بوده که دارای سه سری رسوبات زغالدار به نامهای سری D ، سری E و سری F میباشد، که سریهای زغالدار D و Eکاملاَ مورد اکتشاف قرار گرفته و ذخایر آن به تفصیل مطالعه و محاسبه گردیده است. بر طبق دیاگرام مربوط به ارتباط درصد کربن و هیدروژن در زغالهای با درجه متامورفیسم مختلف، زغالهای منطقه همکار، عمدتاَ در گروه III متامورفیسم قرار میگیرند. در شکل 1 تصویر ماهوارهای مناطق زغالی همکار راور نشان داده شده است. در این مقاله، پارامترهای مؤثر در طراحی الگوهای آتشکاری و روشهای طراحی مبتنی بر مشخصات تودهسنگها بیان گردیده است. در ادامه، معدن زغالسنگ همکار راور مورد مطالعه قرارگرفته است.
-2 روش انجام تحقیق
-1-2تئوری انفجار
چالزنی و انفجار، جهت تولید ماده معدنی از جمله مهمترین فعالیت های استخراج در معادن زیرزمینی است که باید بر اساس طرح و برنامهای مشخص و مبتنی بر الگویی متناسب با شرایط هر معدن انجام گیرد. مصرف مواد ناریه در پیشروی تونلها به مراتب بیشتر از معادن روباز است، لذا استفاده از یک پاسپورت آتشباری مناسب میتواند هزینه و زمان تولید در حفریات زیرزمینی را به نحو چشمگیری کاهش دهد. بهطورکلی، شکستن سنگ ناشی از دو عامل اصلی است: الف - انفجار ماده منفجره و آزاد شدن انرژی ب - عکسالعمل سنگ در مقابل انرژی آزاد شده. با وجود تحقیقات متعددی که در سال های اخیر صورت گرفته، هنوز تئوری واحدی برای بیان چگونگی شکستهشدن سنگ در اثر انفجار وضع نشده و آنچه که تاکنون بیان گردیده، بر اساس سال ها تجربه صحرائی، آزمایشگاهی و تجزیه و تحلیل ریاضی نتایج به دست آمده میباشد.
از لحظه وقوع انفجار تا شکسته شدن و جابجا شدن تودهسنگ و سرانجام پایان کار، اتفاقات مشخصی روی می دهد که میتوان هر یک را در بخشی جداگانه بررسی نمود. مجموعه این اتفاقات را در چهار بخش - زمان - میتوان مورد مطالعه قرار داد: -T1 انفجار، -T2 انتشار امواج ضربه، -T3 انبساط گازهای ناشی از انفجار و -T4 جابجا شدن توده سنگ. ماده منفجره در اثر انفجار، بلافاصله تبدیل به تودهای از گاز میشود که در این لحظه دارای فشار بسیار زیادی نیز هست. این فشار را فشار انفجار می نامند و مقدار آن از 9 کیلوبار تا 275 کیلوبار و درجهحرارت 3000 درجه فارنهایت تا 7000 درجه فارنهایت تغییر میکند. در جداول 1 و 2 پارامترهای انفجار تونلهای آمادهسازی معدن زغالسنگ همکار راور بیان شده است.
