بخشی از مقاله
چکیده
در هر پروژه، هدف از طراحی و برنامه ریزی ها رسیدن به سود بالاتر است و این به معنای درآمد بالاتر و هزینه پایینتر می باشد. پروژه های معدنی نیز از این امر مستثنی نیستند. با جایگزینی روش های دیگر حمل سنگ به جای سیستم حمل کامیون می توان به میزان قابل توجهی هزینه های انتقال مواد را کاهش داد. از این رو مفهوم سنگشکنهای درون معدن بیشتر مورد توجه قرار گرفت این امر باعث شد تا طراحی و کاربری سنگ شکنهای متحرک و نیمهمتحرک در عملیات استخراج روباز مورد توجه قرار گیرد. به منظور بررسی کاربرد سایزر در سیستم سنگ شکنی معادن روباز پایگاه داده خصوصیات توده سنگ و خردشدگی سنگ حاصل از عملیات انفجار معدن مس سرچشمه ایجاد شد.
با توجه به این که ابعاد باطله سنگ ها جهت حمل با نوار نقاله 250میلیمتر مد نظر است فقط 30 درصد باطله سنگهای استخراجی نیاز به خردایش دارد از آنجا که سه سنگشکن درون معدن با ظرفیت یکسان برای خردایش باطله سنگها پیشنهاد شده است بر همین اساس ظرفیت هر سه سنگشکن 590 تن بر ساعت محاسبه شد عواملی شامل ظرفیت مورد نیاز خردایش، مقاومت سنگ، خردشدگی ناشی از عملیات انفجار، انرژی مصرفی، محصول تولیدی، تناسب ظرفیت سنگشکن مورد نیاز با سنگ شکن طراحی شده و پارامترهای عملیاتی و اجرایی معدن در پیشنهاد سنگشکن مد نظر بوده است بر همین اساس سایزر سری 1000 با ظرفیت 750 تن بر ساعت به عنوان سنگ شکن درون معدن پیشنهاد شد. با استفاده از سایزر در معادن روباز بزرگ ایران قابلیت کاهش هزینههای تولید وجود دارد.
.1 مقدمه
در اواخر دهه 1940، مشخص شد که با جایگزینی روشهای دیگر حمل سنگ به جای سیستم حمل کامیون می توان به میزان قابل توجهی هزینههای انتقال مواد را کاهش داد، به خصوص اگر فاصله حمل انفجار شده تا سنگ شکن اولیه کاهش داده شود. از این رو مفهوم سنگشکنهای داخل معدن بیشتر مورد توجه قرار گرفت و برخی شرکتها اقدام به نصب سنگشکنهای اولیه ثابت در داخل محدوده معدن نمودند. اما خیلی سریع مشخص شد که با عمیقتر شدن معدن و فاصله گرفتن سینهکارها از سنگشکن، هزینهها افزایش مییابند.
این امر باعث شد تا طراحی و کاربری سنگشکنهای متحرک و نیمهمتحرک در عملیات استخراج روباز مورد توجه قرار گیرد. سنگشکن در داخل محدوده عملیات استخراج به طور کوتاه مدت، میان مدت و بلند مدت استقرار یابد که اصطلاحا سنگشکن درون معدن نامیده میشود - کفایی و همکاران 1384، نیکخواه . - 1394 اولین سامانه سنگشکن درون معدن که با ظرفیت تولید کمتر از 1000 تن بر ساعت شروع به کار کرد و به تدریج پیشرفت نموده و برای خردایش سنگهای سخت نظیر گرانیت، کانسنگ پرعیار مس و سنگ باطله مورد استفاده قرار گرفت Frizzell - ، . - 1985 بر اساس یک آمارگیری 140 عدد تاسیسات سنگشکنی سیار و نیمهسیار از سالهای 1956 تا 1987، طراحی و ساخته شد Goognough - ، . - 1996
سیستم سنگ شکن درون معدن در حداقل شدن هزینه باربری موثر است Konak - و همکاران . - 2007 استفاده از تجهیزات الکتریکی نظیر سیستم سنگشکن دورن معدن به همراه نوار نقاله در مقایسه با تجهیزات کامیونها، منجر به کاهش انتشار دیاکسید کربن کمک میکند Bogunovic and Keojevic - ، . - 2009 استفاده از سیستم سنگ شکنی در مقایسه با هزینه حمل کامیونی 0/18 تا 0/83 دلار آمریکا کمتر است Copper - ، . - 2009 استفاده از سیستم سنگشکن درون معدن در کاهش مصرف سوخت، شرایط کار آسانتر و بهبود در شزایط زیست محیطی تاثیر دارد Senva and Souza - ، . - 2009 سیستم سنگشکن درون معدن در کاهش 4 درصدی تولید گازهای گلخانهای تاثیر دارد Norgate and Haque - ، . - 2013
با توجه به حجم بالای تولید باطله سنگها همچنین دور شدن فاصلههای محل بارگیری نسبت محل تخلیه بررسی به کارگیری سنگشکن درون معدن در طرحهای توسعه این معدن، ضروی است - کفایی و همکاران 1384، نیکخواه . - 1394 هدف این پژوهش، مطالعه انتخاب سیستم سنگیشکنی درون معدن با توجه به خردایش سنگ حاصل از عملیات انفجار میباشد لذا بایستی سیستم سنگ شکنی انتخاب شود که هزینه سرمایهگذاری کمتر، انرژی مصرفی کمتر و قابلیت عملیاتی شدن را داشته باشد.
.2 تکنولوژیهای سنگشکنی معادن روباز
عملیات خرد کردن مواد از ابعاد اولیه خارج شده از معدن تا به دست آوردن ابعاد مناسب برای ورود به آسیاها با استفاده از سنگشکنها انجام میگیرد. حمل و نقل مواد تا سنگشکن را نوار نقاله یا کامیون انجام میدهد. عملیات سنگشکنی عموما به صورت خشک و در دو و یا سه مرحله انجام میشود. دلیل وجود چند مرحله سنگشکنی، محدودیت سنگشکنها از لحاظ نسبت خردایش است.
سنگشکنیمعمولاً در یک شیفت انجام میگیرد ولی کارخانه کانهآرایی شبانه روز کار میکند. با توجه به این که سنگشکنهای ژیراتوری و فکی در معادن ایران شناخته شده هستند به توضیحات لازم در مورد دو تکنولوژی مورد نظر، در این پژوهش اشاره نشده است اما سنگشکنهای نوع سایزر تاکنون در معادن ایران استفاده نشده است که مکانیسم و مراحل خردایش مواد توسط سایزر در ادامه توضیح داده شده است.
.1 .2 مکانیسم و مراحل خردایش مواد در سنگشکنهای سایزر یا استوانهای با سرعت پایین1 این سنگ شکنهای در محدوده سال های 1960-1970 و بر مبنای سنگشکنهای استوانهای دندانهدار توسعه یافتند. این سنگشکنها دارای دو روتور با دندانههای بزرگ بوده که بر روی محورهای کوچک قرار میگیرند و دارای سرعت بسیار کم با گشتاور بالا میباشند - نیکخواه، . - 1394 مواد معدنی معمولا در سه مرحله در این سنگشکنها خرد میشوند.
ابتدا مواد توسط سطوح دندانهها که در خلاف جهت هم میباشند گیر افتاده و فشرده میشود و باز شدگی مواد بیشتر از محل ضعیف شدگی طبیعی موجود در آنها - نظیر درزهها و ناپیوستگیهای ساختاری - باز میشود. در مرحله دوم ، مواد موجود از سه نقطه تحت فشار قرار میگیرند - رویه دندانها و ریشه آنها - و خرد می شوند. و نهایتاً در صورت باقیماندن مواد خرد نشده و یا نیاز به خردایش بیشتر در حین عبور از بین روتورها خرد میشوند. مواد معدنی خرد شده در این نوع دستگاها تقریباً هم بعد بود و ذرات طویل و کشیده و یا صفحهای در محصول آنها بندرت دیده میشود که این یکی از ویژگیهای حائز اهمیت در این سیستمهای خردایش میباشد . - 2015
این سنگشکنها در مقایسه با تمامی سنگشکن اولیه دارای وزن کم و کوچک بوده و نیاز به فضای بسیار کم و فونداسیون و ساختمانهای کمی دارند. بر اساس اطلاعات موجود در بروشور شرکت توان الکتروموتور نصب شده بر روی آنهاتقریباًدر محدوده kW500-400 میباشد دندانههای موجود بر روی روتور به عنوان سرند عمل نموده وصرفاً ذرات درشت تحت خردایش قرار میگیرند و ذرات ریز بدون خردایش سریع از آن خارج میشوند.
بنابراین توان مصرفی موجودصرفاٌ برای خردایش ذرات درشت در خوراک بکار برده میشود از طرفی چون ذرات ریز تحت تاثیر خردایش قرار نمیگیرند تولید نرمه در این سیستمهای خردایش پایین میباشد MMD Group - ، . - 2015 خلاصهای از معادن، که در دنیا از سایزر به عنوان سنگشکن درون معدن استفاده نمودهاند می توان به Poland, Cuprum Co, 1998 - ، Poland, Cuprum Co, 2000، USA, Australia, Lane Xang Minerals Co, 2005 Codelco Co, 2004، Brazil, Yamana Desenvolvimento Mineral SA Co, 2006، South Africa, Kansanshi Copper Mine Co, 2006، South Africa, Ausenco Co, 2008، Chile, Codelco Co, 2010، Australia, BHP Billiton Co, 2010، Brazil, CVRD Caraja Co, 2011، اشاره کرد.
.3 سیستم سنگشکن دورن معدن در معادن روباز
سیستمهای سنگشکن درون معدن انواع مختلفی دارند که در شکل 1 به ارتباط ظرفیت و مقاومت سنگ برای رایجترین انواع آنها اشاره شده است:
.1 .3 عوامل موثر در انتخاب سنگشکن درون معدن
انتخاب سنگ شکن نیاز به بررسی طراحی معدن و عملیات معدنی دارد - رحیم دل و عطایی، . - 2014 پارامترهای موثر در انتخاب سنگشکن دورن معدن مشابه پارامترهای سنگشکن خارج معدن - سنگشکن اولیه - است مهمترین عوامل موثر در طراحی سنگشکن شامل Utley - ، -1 : - 2011 قابلیت خردایش یا اندیس کار، -2 حداکثر ابعاد اولیه، - 3 توزیع و منحنی ابعادی بار اولیه، -4 ابعاد محصول مورد نظر، -5 جرم مخصوص و سختی کانه، -6 میزان سایندگی، -7 ظرفیت مورد نظر،
