بخشی از مقاله
چکیده:
حفر تونلهای مختلف در سراسر دنیا به دو روش مکانیزه و سنتی - چالزنی و انفجار - قابل انجام است. امروزه با وجود مزایای روشهای حفاری مکانیزه، استفاده از روش چالزنی و آتشباری در حفر تونلها به ویژه در سنگهای سخت، امری رایج میباشد. سرمایهگذاری کمتر و انعطافپذیری بیشتر در روش سنتی، دلایل اصلی این امر میباشند.
در این مقاله، با هدف اقتصادی کردن روش حفاری تونل، اقدام به طراحی حفر تونل با روشهای انتقال انرژی از ماده منفجره به سنگ، نیترونوبل و کونیا در تونل بازکننده زو بوکسیت جاجرم شده و نتایج بهدست آمده با روش فعلی موجود در معدن مقایسه گردیده است. با توجّه به نتایج به دست آمده، به نظر میرسد که روش کونیا اقتصادیترین روش بوده و دارای برتری نسبت به سایر روشها باشد. مقادیر خرج ویژه، حفاری ویژه و مصرف چاشنی در روش کونیا حداقل بوده، لذا استفاده از این تکنیک در تونل زو بوکسیت جاجرم پیشنهاد شده است.
.1 مقدمه
بشر امروزه پیشرفت و تکنولوژی مدرن خود را مرهون استفاده از منابع سرشار زیرزمینی میداند. در عصری که تمام فعالیتهای بشری در راستای ترقی و توسعه برنامهریزی میشود، تهیه یک طرح بهینه جهت استخراج مواد معدنی امری ضروری به نظر میرسد. بدین لحاظ، ارائه یک طرح مناسب برای پیشروی در تونلهای معدنی میتواند هزینههای کلی را کاهش داده و راندمان حفاری را نیز افزایش دهد.
روش چالزنی و انفجار سالهاست که به شکلی متداول و مرسوم در حفر تونلهای معدنی مورد استفاده قرار گرفته است. اگر چه ممکن است از دستگاههای رودهدر و ماشینهای تمام مقطع نیز استفاده شود. بهینهسازی الگوی انفجار در تونلها، باعث کاهش مصارف خرج، چال و چاشنی شده و بدین ترتیب با کم شدن صدمات زیست محیطی، راندمان پیشروی نیز افزایش مییابد.
.2 آشنایی با معدن بوکسیت جاجرم
کانسار بوکسیت جاجرم، در 19 کیلومتری شمالشرق جاجرم، در کوه زو در استان خراسان شمالی قرار گرفته است. وسعت منطقه معدنی 12 کیلومتر مربع میباشد که بین طولهای 56 27 30 تا 56 33 شرقی و عرضهای 37 2 تا 37 4 شمالی قرار دارد - شکل . - 1 میزان بارندگی سالیانه منطقه 179/5 میلیمتر بوده و حداکثر رطوبت نسبی %84 و حداقل %4 میباشد. جهت وزش بادهای منطقه، عمدتاً از سمت غرب، شمالغرب و شمالشرق میباشد.
از لحاظ زمینشناسی، ناحیه مورد مطالعه در مرز بین حوضههای رسوبی - تکتونیکی البرز شرقی، کپه داغ و شرق ایران قرار گرفته و واحدهای مختلف سنگ شناسی آن در زمانهای مختلف متأثر از شرایط آب و هوایی و رسوبگذاری آنها بوده و مجموعه قابل توجهی از نهشتههای رسوبی را در منطقه بر جای گذاشته است - شکل . - 2 منطقه کانسار، با توجه به گسلهای اصلی، به چهار بخش اصلی تقسیم شده است که شامل بخشهای سنگ تراش، تاگویی، زو و گل بینی میباشند.
تونل اصلی در این معدن، در واقع به عنوان حفره بازکننده کانسار در نظر گرفته شده است. این تونل در مسیر خود به ترتیب از سازند مبارک، رسوبات سرخ شیل و سازند الیکا عبور میکند. قدیمیترین سازند موجود در مسیرتونل، سازند مبارک است. در این سازند، تناوبی از لایههای آهک، همراه با میان لایههای شیلی تا شیل آهکی و آهکهای ضخیم رخنمون دارد. سازند الیکا که از سنگهای دولومیتی و دولومیت آهکی تشکیل شده است، بر روی سازند مبارک قرار گرفته است. پروفیل طولی تونل در شکل 3 مشاهده میگردد.
.3 بررسی الگوی انفجار فعلی در تونل معدن بوکسیت جاجرم
الگوی انفجار فعلی که هم اکنون در معدن به کار میرود، به صورت تجربی به دست آمده است. در این الگو، چالهای برش از نوع گوهای و با اندکی انحراف نسبت به محور تونل حفر میگردند - شکل . - 4 بعد از انفجار چالهای برش، یک گوه به ابعاد0/7×0/7 متر در سطح گوه و0/2×0/2 متر در عمق تشکیل میشود. چاشنیهای به کار رفته از نوع الکتریکی میباشند و برای هر چال از یک چاشنی استفاده میشود. ماده منفجره به کار رفته، از نوع دینامیت اخگر22 میباشد که مشخصات آن در جدول1 مشاهده میگردد. مشخصات هندسی و اطلاعات الگوی انفجار تونل در جداول 2 و 3 درج شده است. در جدول 4 نیز دادههای مربوط به سنگها دیده میشود.
