مقاله های معدن (39)

25 دی 1392 By

تهیه کننده : احمدی

               جعفری

سی و یکمین گردهمایی علوم زمین آذر 91

سازمان زمین شناسی و اکتشاف معدنی

مزیت­های اقتصادی زهکشی و بازیابی گاز متان در معادن زغال­سنگ

◊◊◊◊

 

1- محمد منتشری*، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی معدن-اکتشاف، دانشکده مهندسی معدن ومتالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر واحد بندر عباس، این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

2-زینب میرزایی، دانشجوی کارشناسی ارشد رشته مدیریت کارافرینی فرهنگی، دانشگاه هنر اصفهان، این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

3- رضا دهقان سیمکانی،استادیار فراوری مواد معدنی، مرکز پژوهشی زغال­سنگ، دانشکده مهندسی معدن ومتالورژی، دانشگاه یزد،این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

 

◊◊◊◊

 

چكيده :

 

در معادن بزرگ زغال­سنگ در کنار استخراج حجم وتناژ بالای زغال­سنگ باید ایمنی در مقابل انفجار گاز متان نیز رعایت شود. واضح است با افزایش استخراج زغال­سنگ، خطر انفجار نیز افزایش می­یابد. این در حالی است که در صورت زهکشی و بازیابی  به موقع گاز متان و استخراج  آن نه تنها ایمنی کافی در معادن زغال­سنگ تامین می­گردد بلکه در گرو این پیشگیری، سود اقتصادی نیز افزایش می­یابد زیرا هزینه­های زهکشی گاز متان در مقابل امتیازاتی همچون تولید برق از گاز زهکشی شده، اعتبار کربن، فرصت در جهت استخراج بیشتر و همچنین امتیازات زیست محیطی جبران می­گردد.

در مقاله پیش­رو مزیت­های اقتصادی حاصل از بکارگیری فناوری­های نوین زهکشی متان در معادن زغال­سنگ مرور شده است.

 

كليد واژه­ها:مزیت، اقتصاد، زغال­سنگ، متان، زهکشی

 

 

 

Abstract:

 

Having a safe environment and preventation of the explosions in mechanized coal mines are of crucial importance. With increasing the mine capacity and the speed of the enhancement and progress in coal mines, the risk of explosion in also increased. However, methane drainage technologies are able to increase both the mining safety and the economical benefits of coal mining operations. In this article, the investment and operating costs of the coal mines methane(CMM) recovery and drainage technologies and the economical advantages of using these techniques are studied. The internation experience shows that the costs of the design and implementation of methane recovery systems are covered due to the benefits of electrical power production from coal mine methane, increasing safety, carbon credit and environmental savings.

 

 

Keywords :Advantage, economics, coal, methane, drainage

◊◊◊◊

 

 

 

مقدمه :

در معادن زغال سنگ پیشرفته برای به دست آوردن بازده مالی قابل قبول از سرمایه، تولید تناژ بالایی از زغال سنگ ضرورت دارد.

 افزایش میزان استخراج زغال سنگ معمولاً باعث افزایش گاز متان در خروجی می­شود. از یک طرف تولید بدون وقفه زغال­سنگ نباید به دلیل عدم توانایی در جلوگیری از خروج گاز متان محدود شود، و از طرف دیگر تخلف از استانداردهای ایمنی گاز باعث انفجار می­شود و زندگی انسان­ها را به خطر می­اندازد. در کنار تأثیرات مستقیم حوادث مخرب بر روی انسان­ها خسارت­های دیگری را نیز مانند تعهدات کیفری ، توقف تولید و جرائم بر طبق مقرارت به بار می­آورد.

هزینه یک حادثه مخرب برای یک شرکت بزرگ معدنی(شامل هزینه­های قانونی، جبران خسارات و جرائم) حدود 2 میلیون دلار تا بیش از 8 میلیون دلار می­باشد.

در بعضی ازکشورها یک حادثه جدی در یک معدن منجر به تعلیق معدن برای چند هفته می­شود. زیرا کارشناسان باید بررسی­های لازم را انجام دهند تا از تکرار آن جلوگیری نمایند.

هزینه­های زهکشی متان بخشی از هزینه­های معدن­کاری و هزینه­های عملیاتی می­باشد. بنابراین توجیه کافی برای سرمایه­گذاری در استخراج مؤثر گاز وجود دارد. با استفاده از یک روش استخراج مکانیزه در شرایط زمین شناسی مناسب می توان سالانه 2 تا 4 میلیون تن زغال سنگ استخراج کرد. اگر قیمت زغال سنگ $/t40باشد در صورت خروج گاز متان و توقف تولیدات برای 10٪ از زمان ،هزینه این توقف به طور سالیانه از 8 تا 16 میلیون دلار می­باشد .

لذا استفاده از سیستم های زهکشی متان و سرمایه­گذاری برای استخراج گاز متان یک فرصت مناسب برای ایجاد در آمد اضافی می­باشد. ]1،2،3[

◊◊◊◊

 

بحث :

 

اهمیت زهکشی گاز متان در معادن زغال­سنگ

زغال سنگ از جمله منابع انرژی است که از دیرباز مورد استفاده بشر بوده است و با توجه به اثرات سوء زیست محیطی ناشی از احتراق زغال سنگ به دلیل وجود گاز متان درون آن، تلاش­های فراوانی به منظور ابداع روش­ها و فن­آوری­های نوین در جهت کنترل و کاهش آلودگی­های حاصل از این فرایند و افزایش راندمان آن صورت گرفته است.

به طور کلی سه دلیل اولیه برای بازیابی متان در معادن زغال سنگ وجود دارد:

·     اولین دلیل برای افزایش ایمنی معدن است. يكي از محصولات جانبي فرايند زغال شدن، گاز متان مي­باشد. گاز متان به شكل­هاي مختلف درمعادن زغال سنگ تجمع و هواي معدن را آلوده مي­سازد و يكي از خطرناكترين حالت­هاي گاز متان، فوران آني گاز مي­باشد كه مي­تواند ميزان ريسك انفجار را در معدن بالا ببرد و انفجار گاز متان ازجمله حوادث خطرناكي مي­باشد كه در مقايسه با ديگر حوادث معدن بيشترين تلفات و خسارات را از خود بجاي مي ­گذارد و علاوه بر تلفات ناشي از خود انفجار دراثر پيدايش گازهاي سمي بعد از انفجار، تلفات بعدي را نيز به دنبال خواهد داشت و نيمي از تلفات انفجارات گازمتان، مربوط به مسموم شدن و مرگ افراد در اثر گازهاي سمي ناشي از انفجار مي­باشد بنابراين لازم است بعد از انفجار با استفاده از تجهيزات خاص و افراد زبده عمليات نجات و بازيابي معادن را انجام داد. در سراسر جهان هزاران مرگ و میر ثبت شده از انفجار معدن وجود دارد که درآن متان یک عامل تشدید کننده است. استفاده از سیستم­های زهکشی متان می­تواند غلظت متان را کاهش دهد و در نهایت نیاز به تهویه را کاهش دهد.

·      دومین دلیل برای پیشرفت اقتصادی معادن است. در سیستم­های زهکشی از طریق کاهش انتشار و جلوگیری از انفجار و خروج ناگهانی می­توان متان را بازیابی کرده و به عنوان سوخت در معدن و یا برای استفاده های دیگر به فروش رساند .

 

·         سومین دلیل برای بازیابی متان و استفاده آن این است که محیط زیست محلی وجهانی از آن سود می­برد. چون متان به عنوان یک گاز گلخانه­ای برای محیط زیست زیان آور است .تصوير­هاي ماهواره­اي يخ­هاي قطب شمال كه به ترتيب در سالهاي 1980 و درسال2003گرفته شده، گوياي ميزان بسيار نگران كننده تأثيرگذاري سياست مصرف انرژي دو دهه اخير در زيست بوم كره زمين است و نشان مي­دهد كه در این مدت بالغ بر 6/1ميليون كيلومتر مربع از سطح يخ­هاي قطب شمال كاملاً آب شده و ضخامت يخ­هاي باقيمانده نيز كاهش يافته است.

در عین حال بازیابی و استفاده از متان به چند دلیل به طور گسترده رواج نیافته است. نخست این که در فرآیندهای صنعتی که گاز منتشر می­کنند، متان یک موضوع ثانویه است. برای مثال، معدن­های زغال سنگ خواهان خارج کردن متان از محیط معدن هستند، زیرا که متان خاصیت انفجاری دارد. از روزگاران قدیم، شرکت های استخراج کننده زغال سنگ هیچ گاه متان را به عنوان یک منبع انرژی تلقی نکرده­اند. دوم این­که احتمالا افرادی که مسئول این فرایندها هستند با فن آوری های موجود برای بازیافت متان یا امکان استفاده­های سودآور از این گاز آشنایی ندارند. این امر به خصوص در کشورهای در حال توسعه مصداق دارد. در این کشورها، بالا بردن اطلاعات و آموزش­های فنی می­تواند در افزایش حمایت از پروژه­های بازیابی متان مؤثر باشد. سرانجام، در بسیاری از کشورها، بازارهای انرژی کارکرد بسیار ضعیفی دارند و صنایع همگانی که از نظر مالی ناتوان هستند، قادر به جذب سرمایه­های بخش خصوصی برای پروژه­های جمع آوری و استفاده از متان نمی­باشند.

یک مشارکت بین الملی ‍‍‍جدید که توسط ایالت متحده پشتیبانی می­شود به دنبال بهبود بازیابی و استفاده از متان به عنوان یک منبع انرژی پاک است. مشارکت متان به بازارها که در نوامبر 2004 آغاز شده است  یک برنامه دولتی – خصوصی است که با همکاری 15 دولت و بیش از 90 سازمان که متعهد به دستیابی به مزایای اقتصادی، محیط زیستی و انرژی می­باشند، اجرا می­شود.

در معادن زغال­سنگ برای کاهش خطرات انفجار، متان پیش یا پس از استخراج ماده معدنی به بیرون معدن منتقل می­شود. تزریق بصورت گاز طبیعی درخطوط لوله برای نیروگاه­های تولید برق و استفاده به عنوان سوخت وسایل نقلیه از کاربردهای متان خارج شده از معادن است.

سالیانه حدود 41-29میلیارد متر معکب متان در معادن زغال سنگ جهان آزاد می­شود 3/2 میلیارد متر معکب از این گاز برای مصارف سوختی است و باقیمانده متان در اتمسفر پخش می­شود که این نشان­دهنده هدر رفتن این منابع انرژی ارزشمند است.

10 تولیدکننده بزرگ زغال در جهان مسئول 90٪  متان منتشر شده هستند. کشور چین بزرگترین انتشاردهنده متان حاصل از معادن زغال است و ایالات مستقل یا CIS ( روسیه ، اکراین و قزاقستان )، ایالت متحده، لهستان، آلمان، افریقای جنوبی، استرالیا، و هند در رتبه های بعدی قرار دارند. در بیشتر این کشورها قسمتی از متان آزاد شده از معادن زغال­سنگ است.

متان خروجی معادن زغال اخیراً برای مصارف مختلف استفاده می­شود. برای گرم­کردن، سوزاندن در دیگ­های بخار، سوخت یا تولید برق که مستقیماً هوا را برای سیستم تهویه گرم می­کند.

تعدادی از معادن در ایالت متحده گاز متان را با کیفیت بالا به توزیع کننده­های گاز طبیعی می­فروشند. البته موانعی برای کاهش انتشار متان وجود دارد که بسیاری از این موانع در کشورهای نامبرده مشترک می­باشد. ]3،4،5[

 هزینه­های زهکشی متان

هزینه­های زهکشی گاز متان به فاکتورهای مختلفی شامل تجهیزات، سرویس کار، تملک زمین و دسترسی سطوح وابسته است. که این فاکتورها از کشوری به کشور دیگر متفاوت می­باشد. این تفاوت قیمت­ها در صورت شرایط معدنی و جغرافیایی خاص در برخی کشورها بیشتر می­شود که باعث ایجاد رنج تفاوت وسیعی شده است. در جدول 1 هزینه­های مربوط به روشهای زهکشی گاز متان به ازای هر تن زغال­سنگ مقایسه شده­است. پایه و اساس این مقایسه، زهکشی طبیعی در پانل­های جبهه کار بلند است که دارای طول کارگاه 2 کیلومتر، عرض کارگاه 250 متر، عمق لایه 600 متر و ضخامت لایه 3 متر می­باشد.

روش زهکشی باید طبق شرایط جغرافیایی و معدن کاری تعیین گردد. به طور مثال حفاری­های متقاطع برای رگه­های بالای لایه در حال­کار با لایه­های سقفی کم کنترل گاز مؤثری را فراهم نمی­کند. در بسیاری از معادن گاز خیز ممکن است قبل از اینکه میزان تولیدات بتواند به صورت امن انجام شود نیازمند بکارگیری ترکیبی از چند روش باشد.

هزینه­های سیستم­های زهکشی در صورت وجود پیچیدگی­های زمین­شناسی افزایش می­یابد. بنابراین باید در این سیستم­ها برای مواقع  تخریب گمانه یا گالری­های زهکشی، کارگر اضافی وجود داشته باشد. چون ممکن است امنیت معدن کاری زیر زمینی به خطر بیفتد. هزینه معمول استخراج متان معادن زغال­سنگ از معادن زیرزمینی زغال در حدود 06/0 تا 24/0 دلار بر متر مکعب است.

 

اقتصاد بهره برداری متان

 بهره برداری از گاز زهکشی شده برای تولید برق نیازمند سرمایه­­گذاری اضافی می­باشد .اما این کار باعث ایجاد درآمد جاری می­شود و یا کاهش هزینه­ای معدن را در پی خواهد داشت. هزینه­های سرمایه­گذاری در هر مگاوات الکتریسیته از متان خروجی معادن زغال (شامل کلیه تجهیزات می­شود) حدود 1 تا5/1میلیون دلار با توجه به استانداردهای جهانی می­باشد.

 اجرای مالی برای تجهیزات نیروی CMM (Coal Mine Methane) به عواملی همچون دسترسی گاز، اعتبار تجهیزات، قبول نیرو توسط کاربر شبکه ملی و درآمد رسیده یا ذخیره شده از بکارگیری نیروی سوختی CMM برای معدن کاری بستگی دارد.

 ترکیبی از طراحی مناسب پروژه، به کارگیری تجهیزات، یک طرح نیرومند و اجرای زمان واقعی برای کسب موفقیت بسیار مهم و حیاتی می­باشد.

 

بودجه کربن و دیگر محرک­ها

اعتبار کاهش انتشارات گاز متان در برخی از کشورها برای تکمیل پروژه های قراردادی یک منبع مالی

 اضافی فراهم می­کند. از جمله محرک­های مالی که به بهره­برداری متان کمک می­کنند امتیازها، اعتبارات و سرمایه­گذاری­های جدید می­باشند. در صورت فقدان این محرک­ها اعتبار کربن برای تکمیل طرح­های بهره­برداری CMM عرضه می­شوند.

 تأثیر اعتبار کربن به گونه­ای است که با توجه به هر تن دی­اکسیدکربن می­تواند یک واحد کاهش انتشار را فراهم کند.

 قبل از انتخاب سود مالی کربن و دیگر محرک­ها جریانات مورد نظر شامل مکانیسم اعتبار، فرایندها و هزینه­های اداری، زمان پیچیدگی، قوانین محلی و قیمت نامعلوم اعتبارات کاهش انتشارات باید بررسی شوند.

 

فرصت هزینه بهره­برداری

 میانگین هزینه اصلی یک دستگاه بهره­برداری متان به مقیاس و نحوه انتخاب روند بهره­برداری بستگی دارد. تخمین اولیه از هزینه­های اصلی بهره­برداری، رقمی حدود 1دلار بر تن فرض شده است. در مقایسه برای نمونه در کشور چین هزینه­های حاشیه­ای برای گسترش ظرفیت تولیدات 12 دلار بر تن گزارش شده است. در صورت سرمایه­گذاری اولیه 1 دلار بر تن، ظرفیت تهیه زغال 083/0 تن افزایش می­یابد. بنابراین برای مثال اگر ظرفیت یک معدن 4 میلیون تن در سال باشد با استفاده از سرمایه مورد نیاز برای بهره­برداری از گاز متان ظرفیت آن به 332/4 میلیون تن در سال خواهد­رسید .اگر قیمت زغال سنگ 30 دلار بر تن باشد درآمد سالیانه اضافی تقریباً 10 میلیون دلار خواهد­بود.

 

جدول1- هزینه­های نسبی تولید هر تن زغال با توجه به روش زهکشی)2009) ]3[

 

هزینه­های زیست محیطی

در حال حاضر بیشتر شرکت­های معدنکاری هزینه­های زهکشی گاز متان را مورد رسیدگی قرار می­دهند.

در صورتی که این هزینه­ها باعث بهره­برداری گاز و کاهش پخش آلاینده­های زیست محیطی شود به عنوان یک هزینه اضافی سرمایه گذاری طبقه­بندی می­شود. 

مالکان معدن ممکن است در آینده برای افزایش ایمنی و اهداف حفاظت محیط زیست نیازمند اجرای عملیات زهکشی باشند.

 با توجه به برآورد یک شرکت معمولی در چین هزینه درونی انتشار متان حدود 12 دلار بر تن از هزینه­های تولید زغال­سنگ را در برمی­گیرد.]3[

 

◊◊◊◊

 

نتيجه گيري :

 

با توجه به مطالب بیان شده مشخص گردید که زهکشی گاز متان در وهله اول پارامتر ایمنی بیشتر در معادن زغال­سنگ را افزایش داده که این امر را می­توان مهمترین دستاورد این عملیات تلقی کرد و از طرفی با توجه به کارایی گاز متان در تولید برق می­توان در این راستا بعضی از مخارج جاری معادن زغال سنگ را کاهش داد.

از سوی دیگر با توجه به بحث محیط زیستی مقوله زهکشی گاز متان در معادن زغال­سنگ این فرصت برای سرمایه­گذاران در این معادن بوجود می­آید تا از امتیازاتی که ارگان­های دوست­دار محیط زیست در قبال این عمل به اجرا کنندگان این مهم می­دهند استفاده کنند.

از دید استخراجی نیز، با توجه به اطمینان خاطر از خروج گاز متان از لایه­های مختلف زغال­سنگ در معادن می­توان راندمان و تناژ استخراجی این معادن را افزایش داد.

 

◊◊◊◊

 

منابع فارسي :

 

1.توكلي، م.، سرشكي، ف.، 1385 ، "گاز زغال و روش هاي كاهش آن (گاززدايي) در معدن پرورده طبس "، پنجمين كنفرانس دانشجويي مهندسي معدن

2.نجفی، م، "امکان سنجی مقدماتی زهکشی گاز متان از کانسارهاي زغالسنگ ایران" اولین کنگره زغال­سنگ ایران

 

◊◊◊◊

 

References:

 

.3 ECONOMIC COMMISSION FOR EUROPE METHANE TO MARKETS PARTNERSHIP "best practice guide for effective methane drainage and use in coal mines (2010).chapter"7

.4 Yao, Y., Liu, D., Tang, D., Tang, S., Che, Y. & Huang, W., 2009, "Preliminary evaluation of the coalbed methane production potential and its geological controls in the Weibei Coalfield, Southeastern Ordos Basin, China", International Journal of Coal Geology,

.5 Venter, J., & Stassen, P., 1953, "Drainage and utilization of firedamp", Bureau of Mines, Washington, D.C. USA

 

 

24 دی 1392 By

تهیه کننده رمضانی

چكيده :

مس از جمله فلزاتي است كه در طول ساليان دراز بسيار مورد استفادة بشر قرار گرفته است. اين فلز به واسطه قابليت هاي خاص خود از قبيل قابليت هدايت الكتريكي و حرارت و غيره به طور گسترده در صنايع مورد استفاده قرار گرفت است. مس در طبیعت به صورت مس خالص ، سولفیدی یا اکسیدی موجود است که بشر به حالت کانی ها سولفیدی چون کالکوپیریت ، کالکو زیت یافت می شود .

به طور کلی تولید مس از طریق فرآیند های پیرو متالوژی و هیدرو متالوژی صورت می گیرد . تولیدات معد نی به محصولا تی اطلاق می شوند که خورا ک فرآیند های  مذ کور را تولید می کنند .

طبق بررسي هاي صورت گرفته كشور ايران از لحاظ ذخاير معدني مس بر روي كمربند جهاني اين فلز قرار گرفته است. اين كمربند در راستاي محور شمال غرب به جنوب شرق كشور امتداد دارد و اكثر معادن مس ايران در امتداد اين محور قرار دارند. از جمله اين معادن مي توان از معدن مس سونگون واقع در آذربايجان شرقي ، معدن ميدوك و معدن بزرگ مس سرچشمه در استان كرمان نام برد.

چرخه بهره برداری مس به صورت رو باز شامل حفاری ، انفجار ، بارگیری و حمل ماده معدنی است .کانه های خورد شده و روباره ها توسط بیل های بزرگ برقی یا دیزلی که در کنار زون شطح فرسایشی یافته و عریان شده ی کانسار به کاری آینده ، بارگیری می شوند و به كارخانه فرآوري حمل مي شوند.

بهره‌برداري از معدن مس سرچشمه بصورت روباز و طراحي اوليه آن توسط شركت آناكاندا انجام شده‌است و تمامي اين مجتمع و واحد هاي زيرمجموعه آن ( معدن ، واحد تغليظ و پرعيار كني ، واحد ذوب ، واحد پالايشگاه ، واحد ريخته گري هاي پيوسته و نيم پيوسته و واحد ليچينگ) دست به دست هم داده تا حاصل فعاليت اين واحد ها به صورت هاي گوناگون از قبيل : مس كاتدي ، مفتول هشت ميليمتري ، شش استوانه اي (بيلت) و شمش تخت (اسلب) به بازارهاي داخلي و خارجي عرضه مي گردد تا گامي ديگر در جهت خودكفايي و بي نيازي از واردات اين فلز برداشته شود.

 

 

فصل اول

معرفی مجتمع مس سرچشمه

 

 

 

 

1-1-          مقدمه

در حال حاضر مجتمع مس سرچشمه اولين توليد كننده مس در ايران است كه تحت پوشش شركت ملي صنايع مس ايران قرار دارد. اين شركت در 12 تير ماه 1351 با نام  «شركت سهامي معادن سرچشمه كرمان» تشكيل شد و در سال 1355 به « شركت ملي صنايع مس ايران» كه در برگيرندة كليه فعاليت هاي معادن مس كشور است تغيير نام داد. از وظايف اين شركت استخراج و بهره برداري از معادن مس ، توليد محصولات پر عيار سنگ معدن و محصولات مسي نظير كاتد ، اسلب ، بيلت و مفتول هشت ميلي متري مي باشد.

شكل (1-1) نمايي از كارخانه

1-2-       موقعيت جغرافيايي

معدن مس سرچشمه با مختصات '52° 55 طول شرقي '56 ° 29عرض شمالي در 160 كيلومتري جنوب غربي كرمان و 50 كيلومتري رفسنجان قرار دارد. اين معدن از طريق جاده‌ي آسفالته به رفسنجان و سيرجان مرتبط بوده و فاصله آن تا بندرعباس 437 كيلومتر است. ارتفاع اين ناحيه از سطح دريا به‌طور متوسط 2620 متر است و بلندترين نقطه‌ي آن از سطح دريا 3280 متر ارتفاع دارد.

1-3- آب و هواي منطقه

-  تغييرات ساليانه‌ي درجه‌ي حرارت در اين ناحيه از 15- تا 32+ درجه‌ي سانتي‌گراد مي‌باشد.

-   ميزان بارندگي در ارتفاعات 550 ميلي‌متر در سال گزارش شده

- ‌  و سرعت باد در اين ناحيه گاهي به 100 كيلومتر در ساعت مي‌رسد.

1-4-       واحدهاي زيرمجموعه

بخش هاي توليدي مجتمع مس سرچشمه عبارتند از :

معدن ، واحد تغليظ و پرعيار كني ، واحد ذوب ، واحد پالايشگاه ، واحد ريخته گري هاي پيوسته و نيم پيوسته و واحد ليچينگ.

تمامي اين كارخانه ها و واحد ها دست به دست هم داده تا حاصل فعاليت اين واحدها به صورت هاي گوناگون از قبيل ؛ مس كاتدي ، مفتول هشت ميليمتري ، شش استوانه اي (بيلت) و شمش تخت (اسلب) به بازارهاي داخلي و خارجي عرضه مي گردد تا گامي ديگر در جهت خودكفايي و بي نيازي از واردات اين فلز برداشته شود.

1-4-1- کارخانه تغلیظ

مواد اولیه پس از گذر از سنگ شکن اولیه توسط نوار نقاله هایی به انبار و از آنجا به کارخانه تغلیظ وارد می شوند . این کارخانه شامل سنگ شکن های ثانویه و ثالثیه،  پر عیار کنی ، مولیبدن ، فیلتر ، خشک کن و کارخانه پخت آهک است. این کارخانه در دی ماه 1360 راه اندازی شده است .

شكل (1-2) سنگ شكن اوليه

مواد معدنی از انبار خاک به کمک نوارهای زنجیری بیرون کشیده شده و روی یک نوار نقاله حامل ریخته شده و به انبار کارخانه سرند کنی منتقل می شوند . مواد معدنی بر انجام عملیات سرند کنی اولیه روی سرند های لرزان ریخته می شوند این سرند ها مواد نرم زیر نیم اینچ را از خود عبور می دهند موادی که از سرند اولیه عبور می کنند روی یک نوار نقاله ریخته شده و به انبار مواد نرمه با ظرفیت 38000 تن برده می شوند .

مواد درشت تر که از سرند عبور نمی کنند، برای انجام عملیات خردایش مجدد به انبار سنگ شکن های ثانویه منتقل   می شوند تا مورد خردایش قرار گیرند .

سنگ شکن های ثانویه از نوع مخروطی استاندارد بوده و قادرند مواد معدنی دریافتی را به دانه بندی 80 درصد زیر نیم اینچ تبدیل کنند . بازده سنگ شکن ها ی ثانویه روی یک سرند دو طبقه تخلیه می گردد ، مواد زیر نیم اینچ به انبار مواد نرم رفته و مواد درشت تر به انبار سنگ شکن های ثانویه منتقل می گردند تا مرحله سوم خرد کنی بروی آنها انجام گیرد . مرحله سوم خرد کنی توسط شش عدد سنگ شکن سر کوتاه مخروطی انجام می گیرد . این سنگ شکن ها نیز خروجی خود را به صورت موادی با دانه بندی 80 درصد زیر نیم اینچ است را روی یک سرند لرزان می ریزند مواد معدنی که از سرند ها عبور می کنند به انبار مواد نرمه رفته و مواد درشت به انبار سنگ شکن ثانویه منتقل می گردند .

همان گونه که گفته شد بازده مفید سنگ شکن های مرحله دوم و سوم به انباری موسوم به انبار مواد نرم منتقل می شوند این انبار ظرفیتی معادل 38000 تن دارد.

خاک نرم توسط نوار نقاله با ظرفیت حداقل 41165 تن درروز به قسمت آسیا کنی منتقل می گردد .در قسمت آسیا کنی خاک به همراه برخی مواد افزودنی دیگر در آسیاب های گلوله ای غول آسا نرم شده وبرای سایز بندی به هیدروسیکلون ها واز آنجا به سلول های رانر ارسال می شوند .

محصول باارزش سلول  های رانر کنسانتره است که به سلول های کلینر (تمیز کننده) وسپس به سلول های ری کلینر (تمیز کننده مجدد) می روند .کنسانتره مس –  مولییدن از سلول های ری کلینر به سمت تیکنر های مس –  مولیبدن و از آنجا به کارخانه فرستاده می شود تا عملیات جداسازی مولیبدن روس آن انجام شود .

کنسانتر مس جدا شده از مولیبدن به صورت دوغاب وارد تیکنر های مس شده و پس از فیلتر و خشک شدن به انبار کنسانتره و یا به محل اختلات و آماده سازی کارخانه ذوب انتقال می یابد این واحد بر اساس طرح برای تولید روزانه 1348 تن کنسانتره مس و مولیبدن با عیار میانگین 17/32 درصد طراحی شده است .

 

شكل (1-3) واحد تغليظ

شكل (1-4) كارخانه پرعيار كني كه قسمتي از تغليظ ميباشد.

1-4-2- کارخانه ذوب :

این واحد شامل انبار کنسانتره ، سیستم آماده سازی خوراک کوره های انعکاسی  ، دیگ های بخار ،کوره های مبدل(CONYERTOR) ،کوره های آند و چرخ های ریخته گری است.

مس حاصل از عملیات فلوتاسیون با عیار 33 درصد مس ،  همراه با 30 درصد سیلیس به عنوان سرباره ساز و اکسید کلسیم به عنوان کمک ذوب ، خوراک ورودی را تشکیل می دهند . خوراک وارد کوره ریورب با ظرفیت 750 تن در روز می گردد و خروجی از کوره به صورت مس مات با عیار 41 درصد وارد کوره کنورتر ( کوره مبدل ) می شود . کوره ریورب کوره ای به ابعاد 35 متر طول 7/9  متر عرض و 4 متر ارتفاع  می باشد . افزایش سیلیس به عنوان روان ساز منحصر به تبدیل آهن پیریتی می شود و در این مرحله که به آن دمش سر باره اطلاق می شود از مس مات جدا                   می گردد، بعد از مرحله سرباره سازی مرحله دمش مس می باشد . در مرحله دمش مس ، مس با اکسیژن وارد واکنش می شود مس حاصله از این مرحله ، مس حفره دار یا بلیستر نامیده می شود . سرباره حاصل از کوره کنورتر به عنوان بار در گردش به کوره ریورب منتقل شده و مس بلیستر نیز به عنوان خوراک به کوره های آند انتقال می یابد که این مرحله تصفیه حرارتی نامیده می شود . و به ازای هر 5 تا 6 تن مس مات ورودی 75/1 تن مس حفره دار بدست می آید ، در کوره های آند دو مرحله اکسیداسیون –  احیا انجام می شود . در ماده ورودی مقداری سولفید مس وجود دارد که همراه مس بلیستر با عیار 5/95 تا 5/75 درصد می باشد .

ابتدا با اعمال حرارت گوگرد موجود در مس به صورت اکسید حذف می گردد . در مرحله اکسیداسیون مرتبا  عمل نمونه گیری انجام می شود تا میزان اکسیژن محاسبه گردد . بعد از عمل اکسیداسیون عمل احیا با گاز بوتان انجام می شود. در ابتدای مرحله احیا میزان اکسیژن با دمیدن گاز بوتان کاهش می یابد و میزان گوگرد به 0001/0 درصد تقلیل می یابد در مرحله تصفیه حرارتی محصول خروجی مس دارای عیار 99-5/98 درصد خواهد بود .

مس مذاب خروجی از کوره آندی وارد مرحله ریخته گری می شود . در مرحله ریخته گری جهت جلو گیری از چسبندگی ماده مذاب به کف قالب از سولفات باریم استفاده می شود .

مس مذاب پس از قالب گیری که توسط چرخ ریخته گری انجام می شود از قالب ها جدا شده و از خنک کاری روی قفسه هایی موسوم به راک قرار گرفته و و توسط ماشین آند بر به انبار پالایشگاه منتقل می گردد .

شكل (1-5) كوره ذوب

1-4-3-  واحد پالایشگاه :

در کارخانه پالایشگاه مس سرچشمه آند ارسالی از کارخانه ذوب تحت عملیات تصفیه الکتریکی قرار گرفته و کاند مس با خلوص 99/99 درصد مطابق با استاندارد حاصل می شود . از آنجا که تصفیه مس به طریق الکترولیز خالص ترین محصول را بدست می دهد بنابراین مس آندی تهیه شده در قسمت ذوب در پالایشگاه به طریقه الکترو لیز مورد تصفیه قرار می گیرد .

واحد پالایشگاه از قسمت زیر تشکیل شده است :

الف ) محوطه مخازن شامل سلول های الکترو لیز تجاری ، آزمایشی و سلول های تهیه کاتد اولیه ، سلول های الکترو لیز عاری ساز و ناحیه تصفیه الکترو لیت

ب ) ناحیه تهیه کاتد اولیه و کاتد شویی

ج ) محوطه بویلر ها

د ) واحدی که وظیفه جدا سازی فلزات گرانبها مثل طلا و نقره را از لجن آندی بر عهده دارد . ( این واحد از مدار خارج شده )

فرآیند پالایش مس :

اولین گام در تصفیه الکتریکی مس تهیه کاتد اولیه می باشد  عملیات تولید کاتد اولیه به ترتیب انجام می شود که ابتدا مس آندی ارسالی از کارخانه ارسالی از کارخانه  ذوب در سلول های الکترو لیزی که به منظور تهیه کاتد اولیه پیش بینی شده اند قرار داده شده پس ورقه های مستطیل شکل از جنس تیتانیم بین مس های آندی قرار گرفته و نقش کاتد را ایفا می کنند .

پس از قرار دادن مس آنی ورق ها در سلول تزریق الکترولیت جریان برق در سلول برقرار شده و فرایند الکترولیز آغاز می گردد و اتم های مس از روی آند جدا شده و روی ورق تیتانیمی قرار می گیرند پس از یک مدت زمان معین ورق های تیتانیم که هم اکنون روکشی از مس را روی خود دارند بوسیله یک جرثقیل سقفی از درون سلول برداشته شده و سپس از شستشو در حوزچه آب مقطر روی قفسه ای قرار می گیرد پس از این مرحله لایه های نازک مس با استفاده از دیلم  به طور دستی از روی ورق های تیتانیم جدا می شوند.

سپس ورق های مس برا ی انجام عملیات سایز بندی به دستگاه سایز کننده فرستاده می شوند، این دستگاه ورق های مس را دریافت کرده و آنها را به صورت ورق های مستطیل شکل با ابعاد استاندارد تبدیل می کند بخشی از ورق های سایز بندی شده برای تهیه لوپ مورد استفاده قرار می گیرند ما بقی نیز برای تهیه کاتد اولیه به دستگاه مربوط فرستاده می شوند.

دستگاه تهیه لوپ هماننده  یک قیچی عمل کرده ورق های مسی را دریافت می کند و پس از دو مرحله برش آنها را به صورت نوارهای مستطیل شکل تبدیل می کند از لوپ های برای متصل کردن دسته کاتد به کاتد اولیه استفاده می شود.

عملیات تکمیلی  تهیه کاتد اولیه به وسیله دستگاهی موسوم به استارت شیث انجام می گردد نحوه عملکرد ان بدین صورت است که ورق های سایز شده را دریافت می کند در مرحله اول به منظور افزایش مقاومت ورق ها در مقابل خم شدن شیارهیی را روی ورق ها ایجاد می کند در مرحله بعد دسته کاتد ها ( شمش هایی از جنس مس  ) را به وسیله لوپ ها به ورق ها  متصل می کند دسته کاتد ها نقش نگه دارنده کاتد را ایفا می کنند.

شكل (1-6) پالايشگاه

1-4-4-  واحد لیچینگ

خاك حمل شده به هيپ عمدتا كاني هاي اكسيدي مي باشند كه به وسيله اسيد سولفوريك رقيق مي شوند . هيپ از دو دره شرقي و غربي تشكيل شده است. لاينر از جنس پلي اتيلن مي باشد. روي لايه محافظ  رسي بالاي لاينر 5 عدد لوله با قطر 400 ميلي متر و يك لوله با قطر 315 ميلي متر از جنس پلي اتيلن قرار گرفته است كه وظيفه اين لوله ها انتقال محلول جمع شده درسطح قاعده هيپ به حوضچه جمع كننده محلول باردار يوني مي باشد. روزانه 9800 تن خاك اكسيدي توسط كاميون روي نواحي انحلال توده اي ريخته مي شود. از شروع خاك ريزي تا لوله برداري 83 روز طول مي كشد و بعد از لوله برداري مجددا سيكل خاكريزي آغاز مي گردد.

محلول باردار يوني خروجي از هيپ ، پس از ارسال به واحد استخراج و از دست دادن مس و جبران نمودن اسيد آن مجددا به هيپ ارسال مي گردد. رافينت ارسالي به هيپ وارد پوند رافينت مي شود. براي هر ناحيه يك انشعاب از حلقه اصلي گرفته، وارد شير فشار شكن و سپس لوله هاي sub main مي شود.روي اين لوله ها انشعباتي به نام اميتر قرار گرفته و روي اميترها قطره چكان هايي به فاصله 762 /0 متر از يكديگر قرار گرفته اند. ميزان دبي هر قطره چكان به طور نرمال 7.2 ليتر بر ساعت.متر مكعب مي باشد. غلظت مس رافينت 0.35 گرم بر ليتر و غلظت اسيد 30 گرم بر ليتر          مي باشد. غلظت مس در محلول باردار خروجي 3.5 گرم بر ليترمي باشد. اين محلول (PLS) توسط پمپ وارد واحد استخراج مي شود.

استخراج با حلال ، فرايندي است كه در آن اجزاي يك محلول مايع به وسيله تماس با يك مايع نا محلول ديگر جدا مي شود. محصولي كه از حلال غني است استخراج شده و مايع باقيمانده كه حل شونده از آن جدا شده است ، پس ماند يا رافينت ناميده مي شود . حلال فاز آلي است، شامل 14درصد  LIXو ACORGA  و86 درصد رقيق كننده، شامل برش هاي نفتي.

 

شكل (1-6) محل هيپ هاي اكسيدي

شكل (1-7) محل تجمع PLS

1-5-       وضعیت اسکان

از نظر تسهیلات زندگی در معدن یک شهرک با ۲۵۰۰ واحد مسکونی برای خانواده‌ها با مساحتی معادل ۲۸۰۰۰۰ متر مربع زیربنا برای سکونت ۲۵۰۰ خانوار احداث گردیده و ۱۵۰ دستگاه کاروان مسکونی با تجهیزات کامل جهت اسکان مجردین در نظر گرفته شده‌است. این شهرک دارای تسهیلات آموزشی از قبیل مهدکودک، کودکستان، دبستان، راهنمایی و دبیرستان، مسجد، فروشگاه، رستوران، استادیوم ورزشی، بانک، سرویس‌های ایاب و ذهاب جهت کارکنان می‌باشد همچنين ادارات تامين اجتماعي و بيمه هاي ديگر نيز در اين شهرك داير ميباشد.

1-6-       وضعیت کنونی

در حال حاضر مجتمع مس سرچشمه اولین تولیدکنندهٔ مس در ایران است که تحت پوشش شرکت ملی صنایع مس ایران قرار دارد. بهره‌برداری از معدن از سال ۱۳۸۰ براساس طرح توسعهٔ معدن که توسط کارشناسان ایرانی تدوین شده، صورت می‌گیرد. میزان کانسنگ خروجی روزانه از جبهه ‌های مختلف معدن که به روش روباز استخراج می‌شود ۴۱۰۰۰ تن و سالیانه حدود ۱۴ میلیون تن با عیار ۱٪ می‌باشد. میزان تولید نیز ۱۲۰۰۰۰ تن در سال بوده که در طرح توسعه به ۲۰۰۰۰۰ تن افزایش یافته‌است. براساس این طرح ظرفیت استخراج روزانه از حدود ۴۰۰۰۰ تن به ۸۰۰۰۰ تن رسیده و عمر مفید معدن با این طرح از ۱۵ سال به ۲۷ سال افزایش یافته و تا سال ۱۴۰۳ شمسی ادامه خواهد یافت.

 

فصل دوم

کارهای انجام شده در دوره کارآموزی

2-1-    مقدمه

در اين فصل كارها و بازديدهايي كه انجام داديم و دوره هاي آموزشي كه برايمان برگذار كردند ، در ذيل به طور مختصر توضيح  داده شده است.

2-2-   زمين شناسي

كمربند كرمان، كمربند آتشفشاني ترشياري به ‌طول 500كيلومتر است كه بلافاصله پس از بسته شدن تتيس در امتداد زون فرورانش تشكيل شده است.  در اين كمربند دست كم 35 سيستم پورفيري شناخته شده‌اند كه تنها سه سيستم آن در بخش جنوب شرقي واقع شده‌اند و مهم‌ترين سيستم پورفيري اين كمربند سرچشمه است.

كاني‌زايي در معدن مس سرچشمه وابسته به نفوذ استوك گرانوديوريتي سرچشمه به سن ميوسنبا تركيب سنگ‌شناسي كالك آلكالن به درون آندزيت‌هاي زير دريايي - توف آندزيتي و برشهاي آندزيتي پورفيري به سن ائوسن مي‌باشد .

در واقع كاني‌زايي در اين محل بنابر نتايج حاصله از سيالات درگير با جوشش سيالات در اثرپائين آمدن سريع‌تر فشار نسبت به دما در ارتباط مي‌باشد که باعث برهم خوردن تعادل سيستم هيدروترمال و ته ‌نشست کالکوپيريت مي‌گردد. مقايسه مطالعه‌ي سيالات درگير درسرچشمه و اطلاعاتي که از روي پترولوژي تجربي درباره سوليدوس ماگماي گرانوديوريتي موجود است، نشان مي‌دهد که پورفير سرچشمه در دماي حدود 700 درجه سانتي‌گراد و فشارآبي حدود 1500 بار متبلور شده است و حدود 6% آب داشته است. حد متوسط 13 آناليزنمونه‌هاي آلتره‌ي پورفير سرچشمه نشان‌دهنده 4.10% آب مي‌باشد. بنابراين مقدار قابل ملاحظه ‌اي آب هنگام تبلور از ماگما بيرون رانده شده است که به احتمال قوي سبب ترک‌ها و شکاف‌هاي زياد (بافت استوک‌ورک) در داخل پورفير سرچشمه شده ‌است و درحقيقت محدود بودن اين ترک ‌ها به پورفير سرچشمه، معلول ترک ‌خوردگي هيدروليکي است وبه هيچ عامل تکتونيک محلي ارتباط ندارد.

2-2-1-   تاريخچه زمين شناسي

این محل از قدیم به‌دلیل جاری بودن آب‌های زنگاری ‌رنگ و تشکیل رسوبات آبی‌رنگ در کف دره‌ها و جویبارها مورد توجه بوده‌است. این رسوبات نمک که سولفات مس می‌باشند،  هم اکنون نیز در کف آبراهه ‌های اطراف معدن قابل مشاهده می‌باشند. این کانسار برای اولین ‌بار توسط مهندس انتظام در سال ۱۹۲۸ کشف شد. او در این منطقه به ‌دنبال سرب و روی بود که مشاهده سرباره ‌های مربوط به قرن ‌های گذشته و آزمایش آن‌ها در منطقه او را به این معدن راهنمایی کرد. اولین کارهای اکتشافی و پی‌جویی در سال ۱۹۶۶ توسط سازمان زمین‌شناسی کشور در این منطقه انجام شد.

 2-2-2-   فعاليت هاي واحد زمين شناسي

-         تهيه نقشه هاي زمين شناسي حين استخراج

-         تهيه گزارش كيفيت خاك ارسالي به كارخانه تغليظ

-         تعيين ذخيره محدوده برداشت حين استخراج

-         هدايت و برنامه ريزي عمليات اكتشافي حين استخراج

-         تهيه نقشه هاي هم عيار مس و آهن

-         كنترل مواد مصرفي كارخانه (آهك و سيليس)

-         تهيه مقاطع ميكروسكوپي و مطالعه آنها

-         استفاده از نرم افزار Mine Sight

2-3-   زهكشي

در اثر واکنش آب و پیریت، آب اسیدی شده و باعث خوردگی وسایل می شود. معايب ديگر وجود آب در معدن :

_ کاهش راندمان تولید: بسته شدن شوت و گیر کردن سنگ شکن، لغزندگی جاده ها (تصادف، طولانی تر شدن) از جمله عوامل آن است.

_ افزایش هزینه های انفجار: به دلیل اینکه نمی توان از آنفو استفاده کرد و استفاده از دیگر مواد منفجره مثل امولیت گران تمام می شود.

_ افزایش هزینه های حفاری: (خراب شدن چال که باعث می شود تعداد چال های زیادتری حفر شود)

_ ناپایداری شیب پله های معدن

_ آلودگی زیست محیطی

_ فرسودگی سریع ماشین آلات معدنی (ترکیب سولفور+ آب= محیط اسیدی، که باعث می شود بخش های فلزی فرسوده شود )

_ بسته شدن کامل معدن

شكل (2-1) نمايي از كانال هاي هدايت آب

چشم انداز آینده :

1-    افزایش حجم آب ورودی به معدن

2-    برخورد به لایه های آبدار تحت قشار

3-    عدم امکان استفاده از روش های ثقلی جهت تخلیه آب

4-    عدم کارایی روش های پمپاژ فعلی

شكل (2-2) وجود آب هاي زير زميني در پيت معدن

2-4-   نقشه برداري

منظور از نقشه برداری : اندازه گیری قسمت های کوچک و بزرگی از سطح زمین که نمایش آن به صورت پلان        می باشد. نقشه برداری به اندازه گیری های ابعادی کره زمین، سطح کشوری و اندازه گیری سطح کوچکی از زمین تقسیم می شود. در صورتی که انحنای کره زمین در نوعی از عملیات نقشه برداری محدوده ی بالای 20 کیلومتر مربع باشد به آن نقشه برداری ژئودزی گفته می شود.

هر نقشه مقیاس خاص خودش را دارد. نقشه های سطحی با مقیاس (500/1)، (1000/1)، (2500/1) تعریف می شود که حدود قطعات زمین ها و ساختمان ها را دقیقاٌ مشخص می کند. نقشه های توپوگرافی با مقیاس های (5000/1)، (250000/1)  که مربوط به نقشه برداری از سطح زمین می باشند تهیه می گردند.

شكل (2-3)  نقشه توپوگرافي كه چال هاي اكتشافي در آن مشخص شده اند.

2-4-1-  نقشه برداري در معدن سرچشمه

در این معدن گروه نقشه برداری کار برداشت روزانه ی تولید را به عهده دارند.هر روزی که سنگ استخراج شده و به سنگ شکن حمل می شود مقدار آن روز بعد توسط نقشه برداری مشخص می شود کار دیگر اینکه این گروه پیاده کردن  blast انفجاری و نقاطی را که قرار است حفاری شوند به عهده دارد.

2-4-2-   شرح وظايف سرپرست نقشه برداري در معدن

1. انجام کارهای نقشه برداری برای قسمت های طراحی ،کنترل سنگ و زمین شناسی و عملیات.

2. تنظیم و مرتب کردن اطلاعات توپوگرافی و یادداشت هایی که از روی زمین برداشت کرده اند.

3. نظارت بر کار کارمندان واحد نقشه برداری  به نحو مؤثر و مفید.

4. آموزش علوم ایمنی به کار مندان واحد نقشه برداری.

5. آموزش تکنسین های نقشه برداری برای آمادگی جهت کار.

وظایف تراز گیرها :

1. کمک به گروه نقشه برداری جهت حمل وسایل وتجهیزات نقشه برداری.

2. نگهداری بادقت کافی از کلیه ی وسایل و دستگاه های نقشه برداری.

3. نگهداری تراز مخصوص rod جهت خواندن نقاط وهمکاری لازم با نقشه بردارها.

 

2-5-  طراحي معدن

واحد طراحی یکی از 5 واحد قسمت مهندسی معدن مس سرچشمه می باشد که وظایف مهمی را به عهده دارد. در معادنی مثل سرچشمه که خیلی بزرگ هستند از همان ابتدا یک معدن بزرگ را طراحی نمی کنند لذا یک طرح اولیه که کوچک است در نظر گرفته می شود تا سریعاٌ به ماده معدنی دست پیدا کنند و به یک سرمایه گذاری جزئی آن ماده را استخراج کنند و از سودی که ناشی از آن نصیب آنها می شود طرح را گسترش میدهند و به این ترتیب معدن را کاملاٌ استخراج و سود کافی بدست آورند که در بحث اقتصادی معدن این امر مهمی تلقی می شود.

2-5-1-  مشخصات كلي معدن

اين معدن به شكل يك بيضي نامنظم به قطر بزرگ 2300 متر و قطركوچك 1200 متر مي باشد. ذخيره نهشته  معدن 740 ميليون تن با عيار 78/0 ( درصد) 03/0 درصد موليبدن ، ppm 27/0 طلا،  ppm 14/1 نقره ، 2/1 ppm  نيكل و ppm 9/0 كبالت است و كل ذخيره زمين شناسي آن 2/1 ميليار تن با عيار 69/0 مس مي باشد. از اين ذخيره 100 ميليون تن آن داراي عيار 5/1 درصد مس است كه شامل يك بلانكت غني شده از كاكلوسيت بوده و ضخامت متوسط آن به 40 متر مي رسد.

ذخيره نهشته اكسيدي 27 ميليون تن برآورد شده است. كه با روشSX – EW فرآوري مي شود. اين زون با ضخامت 26 متر شامل كاني هاي كوپربت ، مالاكيت و آزوريت است.

شكل (2-4) نمايي از پيت معدن

2-6-  توليد وكنترل سنگ

در نهایت واحد کنترل سنگ این طرح را گرفته و آن را در تعیین تعداد شاول ها و کامیون ها پیاده می کنند. مکان حفاری طرح blast را واحد طراحی تعیین می کنند. طرح شش ماهه از یک نظر بر اساس طراحی سالیانه است. بنابراین برای یک طراحی خوب باید موارد زیر را در نظر بگیریم :

1- تناژ : برای هر ماه و هر پله به طور دقیق بنابر حسب شرایط و همچنین  ظرفیت شاول ها مشخص شود.

2-  زاویه : باید منفجره باشد ،که بهترین آن 135 درجه است که شاول به خوبی می تواند کار کند.

3-  فاصله شاول ها از یکدیگر: جابجایی ماکزیمم شاول ها 200 تا 250 متر در یک ماه است پس در طراحی blast ها و سینه کارها باید دقت شود که محدوده ی کار خیلی وسیع در نظر گرفته نشود (حداکثر 250 متر)

4-  هر چه جابجایی شاول کمتر باشد بهینه تر است بهتر است.

5- پله ی پایینی زیر پله بالایی طراحی نشود .

در واقع orelab نداشته باشیم و فاصله ی بین دو پله رعایت شود.

پس از طراحی cut ها (محدوده طراحی شده) نقشه حاوی cut را روی نقشه مدل گذاشته و cut ها را پیاده می کنیم. حالا تعداد کامیون مورد نظر طرح توسط واحد کنترل سنگ  ore controlمحاسبه  می شود .

عوامل مؤثر بر طراحی جاده ها :

1-    موقعیت سنگ شکن و کارخانه تغلیظ

2-    موقعیت خاک ریزهای باطله

3-    وضعیت توپوگرافی محل

 

شكل (2-6) شاول هيدروليكي (معروف به دايناسور)

شكل (2-7) شاول كابلي

2-7-   واحد ژئوتکنیک

 

فعالیت های واحد ژئوتکنیک :

-  مطالعه ناپيوستگي ها و زمين شناسي معدن (گسل ها، شكستگي ها، ساختارها و مدل هاي زمين شناسي و دگرساني)

-  انجام آزمايش هاي ژئومكانيكي

-  انجام مطالعات پايداري شيب مورد نياز (بررسي پيت هاي طراحي شده)

-  پايش دائمي ديواره هاي معدن (توسعه سيستم رفتارسنجي بر روي ديواره هاي معدن)

 

مطالعات سيستماتيك ژئوتكنيكي انجام شده در معدن :

 

-  جمع آوري اطلاعات ژئوتكنيكي :  مطالعات سطحي ناپيوستگي ها

-  تهيه بانك اطلاعات ژئوتكنيكي و بروز رساني آن :  مطالعات عمقي ناپيوستگي ها

-  پردازش اطلاعات جهت استفاده در تحليل پايداري شيب :  بررسي نقشه ها و مقاطع بررسي نقشه ها و مقاطع زمين شناسي و دگرساني

-  تحليل پايداري شيب ديواره هاي معدن(دوبعدي و سه بعدي): آزمايشهاي ژئومكانيكي

-  طراحي سيستم رفتارسنجي ديواره هاي معدن و اجراي فازهاي اول  و دوم: تهيه اطلاعات تكميلي جهت تحليل پايداري شيب مثل: بررسي وضعيت آب هاي زير زميني، بررسي تنش هاي بر جاي منطقه و تعيين تقريبي آن ، بررسي لرزه هاي ناشي از زلزله و آتشباري

 

2-8-  حفاري و آتشباري

بخش عمليات معدن مسئول اجراي طرح هاي استخراجي است. واحد حفاري محدوده هاي طرح را حفاري مي نمايد . شبکه حفاري با توجه به درجه سختي سنگ، متفاوت مي باشد. الگوهاي مورد استفاده شامل اندازه هاي زير است:     6/5 × 8/5 ،7 × 9 ،7/5 × 9/5 ،7/5 × 10 و  ... عمق حفاري 15 متر و قطر آن 20تا 25 سانتيمتر مي باشد. چال هاي استخراجي حفاري شده ، توسط واحد انفجار ، آتشباري مي گردند .

موادي که براي اين منظور استفاده مي گردند عبارتند از : آنفو ، امولان ، بوسترهاي پنتوليتي ، ديناميت و فتيله

 

شكل (2-8) آتشباري توسط شركت معدن كاري اولنگ

 

2-9-   عمليات بارگيري و باربري

در معدن سرچشمه دو نوع شاول براي بارگيري وجود دارد : شاول كابلي و شاول هيدروليكي

دلایل استفاده از شاول کابلی :

-         توانايي توليد بالا.

-         توانايي در بارگيري همه نوع سنگ،صرف نظر از سختي آنها.

-         عمر بالا و ميزان دسترسي بالا.

-         داراي هزينه عملياتي پايين هستند.

-         در همه شرايط جوي كارايي مناسب دارند.

-         براي پله هاي تا 15 متر كاملا مناسب و كارا هستند.

معایب شاول کابلی :

-         انعطاف پذيري كم.

-         قابليت تحرك اندك.

-         قيمت اوليه بالاست،در نتيجه براي معادن كوچك مناسب نيست.

شكل (2-9) تصوير گرافيكي از نحوه بارگيري

 

در معدن سرچشمه براي حمل ماده معدني و باطله از تراك هاي 50 تني  Comatso ، 80 تني  Terex، 140 تني و 240 تني Belaz استفاده مي شود.

 

فصل سوم

زمین شناسی کانسار

 

3-1- فرآيند تشكيل كانسار مس سرچشمه از ديدگاه زمين شناسي

- نفوذ يك توده از ديوريت هورنبلند بيوتيت دار در 2 كيلومتري شمال غربي منطقه معدن در دره پران و احتمالاٌ چين خوردگي سنگهاي ولكانيكي .

- نفوذ يك استوك گرانيتي تا گرانوديوريتي (پورفيري) در سنگهاي ولكانيكي در دوره ميوسن و يا قبل از آن   (بيش از 15 ميليون سال قبل) .

- ترك خوردگي شديد استوك و سنگهاي ولكانيكي اطراف كه به دنبال آن فازهاي آرژيليزاسيون، سيليسيفيكاسيون و مينراليزاسيون صورت گرفته است )در سنگهاي آندزيت و سرچشمه پورفيري ( .

- فوران گدازه، تشكيل سنگهاي ولكانيكي جوانتر )5/ 1 ميليون سال قبل) از يك مركز ولكانيك پليوستوسن در كوه اميرالمومنين ) 4 كيلومتري شمال معدن) كه قسمتي يا تمامي مجموعه پورفيري را با برشهاي ولكانيكي، داسيتي، ايگنمبريت و لاواهاي ولكانيكي مي پوشاند كه به طور محلي يك تپه نشانه است .

 - فرسايش، ظاهر شدن مجموعه پورفيري و اكسيداسيون و شسته شدن سولفورهاي نزديك سطح زمين .

- همزمان با فازهاي آلتراسيون، دايك هاي با مينراليزاسيون كم و پراكنده نفوذ كرده اند كه معمولاٌ جهت آنها شمال، شمال غرب  جنوب، جنوب غرب است و آخرين دايك حدود 2 ميليون سال قبل نفوذ كرده است .

- رسوب كردن يك منطقه وسيع از سنگ هاي آهكي تراورتن به وسيله چشمه هاي آب گرم ولكانيكي در اوايل دوران چهارم در سطح زمين .

-  تشكيل پستي و بلندي هاي فعلي به وسيله ادامه فرسايش، تشكيل منطقه ثانويه شسته شده با مقداري اكسيدهاي مس .

3-2-  زمين شناسي كانسار

شکل کانسار بیضوی بوده دارای قطر بزرگی معادل 2300 متر و قطر متوسط 1200 متر میباشد. استوک گرانودیوریتی سرچشمه در اواخر ترشیری استقرار یافته است. این استوک بخشی از مجموعه ی کمپلکس های ماگمایی مرتبط با توده های نفوذی تزریق شده  در ترشیری که با فاصله کمی از توده گرانودیوریتی قدیمی با ابعاد یک باتولیت می باشد.

استوک گرانودیوریتی سرچشمه توسط  مجموعه ای از دایک های منشـآ گرفته شده ازتوده اولیه، احاطه گردیده است. توده های آتشفشانی آندزیتی، استوک گرانودیوریتی و دایک های اولیه بوسیله توده های نفوذی ریز دانه که برش آتشفشانی را بوجود آورده اند، خرد شده اند. این کمپلکس توسط مجموعه ای از دایک مرتبط با کانی سازی  و سپس بوسیله گروهی از دایک های بعد از مرحله کانی سازی قطع شده است. مجموعه ی استوک سرچشمه  پورفیری و آندزیت در برگیرنده آن کاملا کانی سازی شده اند. دایک های اولیه مرتبط با کانی سازی ممکن است شامل کانی سازی قابل توجهی برای تشکیل کانسار اولیه (پروتور) عیار پایین باشد. دایک های تاخیری مرتبط با کانی سازی از نظر کانی سازی حائز اهمیت، ارزشی ندارند. اگرچه بطور محلی کانی سازی سولفیدی فعال بوده، دایک های بعد از مرحله کانی سازی کاملا عقیم هستند.

فاز اصلی نفوذی و مواد کانسار سازی در منطقه سرچشمه با نام محلی استوک  سرچشمه پورفیری با ترکیب گرانودیوریت به سن رادیو ایزوتوپی 5/12 میلیون سال می باشد که با نفوذ در مرکزمنطقه  و سنگ های آتشفشانی ائوسن، محدوده ای به وسعت 2 کیلومتر مربع را ضمن دگرسانی، کانی سازی نموده است و در این زمان است که کانسار مس پورفیری سرچشمه شکل می گیرد.

اندکی بعد از جایگیری ، تبلور و آزاد شدن محلول های گرمابی کانه دار در سنگهای آتشفشانی دیواره ای در مراحل میانی نهایی و بعد از کانسار سازی بترتیب توده های نفوذی کوچکی به نام پورفیری دانه ریز و دایک هایی با روند شمال وشمال غرب  و جنوب و جنوب شرق به ترتیب از قدیم به جدید بنام های دایک های هورنبلند پورفیری پسین ، فلدسپات پورفیری و بیوتیت پورفیری وغیر مینرالیزه به سن سه تا چهار میلیون سال در سنگهای قدیمی تر منطقه از جمله سنگ های آتشفشانی ائوسن و استوک  پورفیری سرچشمه به سن میوسن میانی نفوذ کرده اند و در مواردی باعث جابجایی، شکستگی و قطع شدن کانی زایی در این سنگ ها گردیده اند. بعد از نفوذ آخرین دایک بنام بیوتیت پورفیری جدید ترین واحد های سنگی منطقه آتشفشان جوان امیرالمؤمنین با سن 5/0 تا 5/1 میلیون سال است که متشکل از توف، ایگنیمبریت و برش با ترکیب داسیتی می باشد و در شمال معدن رخنمون دارد. این واحد روی تشکیلات قبلی را پوشانده است.

3-3-  كاني سازي در معدن مس سرچشمه

كاني سازي در سه زون مختلف صورت گرفته است :

3-3-1-  زون اكسيدي

کلاهک شسته شده و اکسيدي که به طور متوسط 26 متر ضخامت دارد،  بر روي زون سوپرژن سولفيدي قرار گرفته است. مرز بين اين کلاهک و زون سوپرژن نسبتاً مشخص و متمايز مي باشد و از توپوگرافي تبعيت مي کند .

کانيهاي موجود در اين منطقه شامل اکسيدهاي مس نظير: کوپريت و تنوريتکربنات هاي مس نظير: مالاکيت و

آزوريت-  اکسيدهاي آهن نظير: ليمونيت،  هماتيت و گوتيت مي باشند. ذخيره اکسيدي اين زون، 22 ميليون تن سنگ معدن با عيار 0/78 درصد مس برآورد شده است.

                                                                                                                                        

شكل (3-1) كاني هاي شاخص زون اكسيدي

3-3-2-  زون سوپرژن

ضخامت زون سوپرژن به طور متوسط حدود 37 متر است .  عيار زون سوپرژن تقريباً دو برابر زون هايپوژن است. کاني اصلي مس در زون سوپرژن، کالکوسیت پراکنده است و ذخیره اين زون ، 110 ميليون تن سنگ معدن با عيار متوسط  50/1  درصد برآورد شده است .

شكل (3-2) كالكوپيريت ،يكي از كاني هاي زون سوپرژن

3-3-3-  زون هايپوژن

عيار زون هايپوژن، با استناد به حفاري هاي انجام شده، در زون هاي آلتراسيون مختلف مجموعه هاي سولفيدي و انواع سنگ ها به طور واضحي نسبت به عمق ثابت است. سولفيدهاي اصلي شامل پيريت، کالکوپيريت و موليبدنيت هستند. بورنيت اگر چه در يک تونل مشاهده شده است اما عموميت نداشته و در همه حفاري ها ديده نشده است. ظاهراً اندازه دانه هاي کالکوپيريت، وابسته به جنس سنگ ميزبان است به طوري که دانه هاي کالکوپيريت در آندزيت هاي مينراليزه به طور متوسط ريزترند و در سنگ سرچشمه پورفيري دانه هاي کالکوپيريت درشت ترند. موليبدنيت، به صورت ورقه هاي پراکنده،  معمولا با رگه هاي کوارتز کالکوپيريت دار همراه است. عمده آلتراسيون  هايپوژن در اطراف استوک سرچشمه پورفيري متمرکز شده است.  ذخيره اين زون،  بالغ بر يک ميليارد تن سنگ معدن با عيار متوسط 60/0درصد برآورد شده است .

 

شكل (3-3) كاني هاي شاخص زون هايپوژن

3-4-    زون هاي آلتراسيون در معدن

آلتراسيون را بر مبناي يک يا چند کاني مهم تفکيک مي‌کنند وبه هر بخش يک زون مي‌گويند.

مدل کلی زون های آلتراسیون در معدن مس سرچشمه  از مدل لول و گیلبرت تبعیت میکند.

از مرکز به سمت حاشیه این زونها شامل:

زون پتاسيک : اين زون در مرکز معدن قرار دارد و کاني شاخص آن در سنگهاي گرانوديوريتي  بصورت کاني هاي فلدسپار پتاسيم و در سنگ هاي آندزيتي  بصورت بيوتيت ثانويه ديده مي شود.

زون پروپليتيک : اين زون بصورت هاله اي در خارج از معدن قرار دارد و کاني سازي مس در آن تشکيل نمي شود و در کارهاي اکتشافي سطحي راهنماي بسيار خوبي مي باشد و کاني هاي شاخص آن اپيدوت و کلريت مي باشد.
 زون فيليک : اين زون در اطراف زون پتاسيک قرار دارد و کاني هاي شاخص آن شامل کوارتز و پيريت مي باشد.
زون آرژيليک : اين زون برخلاف ديگر زون ها بصورت هاله کاملي نمي باشد و بصورت پيچ هايي در اطراف ديگر زونهاي ديگر قرار دارد. و کاني هاي شاخص آن کاني هاي رسي مي باشند.

فصل چهارم 

صنعت مس

 4-1-  هر آنچه درباره صنعت مس ایران و جهان باید بدانیم

تاریخ استفاده از مس به هشت هزار سال قبل از میلاد بازمی گردد . تاریخ اولین ذوب مس مربوط به حدود هشت هزار سال قبل است . در ایران قدیمی ترین اشیای کشف شده مسی مربوط به پنج هزار سال قبل از میلاد مسیح است . تپه زاغه ، تپه سیلک و تل ابلیس از قدیمی ترین مناطقی هستند که ایرانیان برای نخستین بار در این محل ها از فلز مس استفاده کردند .

مس جزء محدود فلزاتی است که به صورت آزاد هم در طبیعت پیدا می شود . و دارای قابلیت هدایت الکتریکی و حرارتی بالا ، ماشین کاری و مشکل پذیری بسیار خوبی است . به همین دلیل در صنعت امروز جهان به عنوان یک فلز اساسی مطرح شده است . مس در دمای 1083 درجه سانتی گراد ذوب و در دمای 2300 به غلیان در می آید ( آ لیاژ های مس با روی را برنج و آلیاژ ) حذف آلیاژ های مس با روی ، قلع آلومینیوم و ... دارای خواص مکانیکی خیلی بالا تری نسبت به مس خالص هستند و بنا بر این کا ربرد وسیعی در صنعت امروزی  پیدا کرده اند . آلیاژ مس و روی را برنج و آلیاژ مس و قلع را مفرغ یا برتر می نامند .  

آلیاژ مس با آلومینیوم دارای کاربردهای زیادی در صنعت است . مس همچنین با سایر فلزات سیلیسیم ، بریلیوم ، سرب و نیکل  آلیاژ های مختـلفی را تشکیل می دهد که کاربردهای مختلفی در صنایع دارد . کانی مس در طبیعت به سه صورت یافت می شود که بر حسب اهمیت فراوانی به ترتیب عبارتند از سولفید ، کربنات و سیلیکات .

 همچنین مس گاهی در طبیعت بصورت آزاد ( مس طبیعی ) نیز یافت می شود .

سنگ های اکسـیدی که عمدتا در سطح پیوسته زمین قرار دارند ، عمومـا  سنگ های  سولفوره ای هستند که در اثر تغییرات آب و هوا و همچنین فعل و انفعالات شیمیایی که در طبیعت صورت می گـیرد به مرور زمان به سنـگ های اکسیده تبدیل می شوند .

     

4-2-  انواع ذخاير مس

ذخائر مس به سه دسته تقسیم می شوند :

- ذخایر نوع پرفیری، که حجم زیادی از ذخایر جهان را تشکیل می دهند . این ذخایر حاوی بالا ترین حجم ذخیره و کمترین درصد مس محتوی هستند . عمدتـا  در کشور های شیلی ، پرو ، آمریکا ، مکزیک ، کانادا ، قاره اقیانوسیه  قرار دارد . عیار مس در این ذخایر عمدتا ً 3/0 درصد تا 2 درصد متغیر است و حدود 45 درصداز مس جهان از این نوع تولید می شود .

- ذخایر نوع استراتی باند، که حجم این نوع به مراتب کمتر از ذخایر پرفیری است اما عیار مس در این نوع بیشتر است . اکثر این ذخایر در کشورهای آفریقایی واقع شده است و حدود 26/4 درصد از مس جهان از این نوع تولید می شود .

- ذخایر ماسیو، کانسار های ماسیو سولفید فعالیت آتشفشان های زیر دریایی گسترده بود ه و مربوط به دوره های کامبرین هستند و حدود 22/6 درصد از ذخایر مس جهان را تشکیل می دهند . این ذخایر عمدتا ً در کانادا ، استرالیا ، آفریقای جنوبی و هندوستان کشف شده اند .

 

شكل (4-1) نمودار نشان دهنده عيار و ميزان ذخيره انواع كانسار مس

 میزان ذخایر مس جهان حدود 400 میلیون تن مس محتوا برآورده شده است که شیلی با 120 میلیون تن ذخیره مس محتوی حدود 30% آن را دارا بوده و در رتبه اول و سپس کشورهای ایالا ت متحده آمریکا و مکزیک با 58 و 38 میلیون تن در رده های دوم و سوم قرار دارند . ذخایر ایران حدود 14 میلیون تن مس محتوی برآورده شده که حدود 5/3 درصد از ذخایر جهانی را تشکیل می دهد .

4-3-  مس در طبیعت

مس در طبیعت به صورت مس خالص ، سولفیدی یا اکسیدی موجود است که بشر به حالت کانی ها سولفیدی چون کالکوپیریت ، کالکو زیت یافت می شود .

مس طبیعی در حالت آزاد به صورت توده های بزرگ یا به شکل ذرات پراکنده در سنگ های آذرین در قشر زمین به وجود آمده است . در واقع این نوع مس در طبیعت زیاد نیست و فقط در برخی نقاط دنیا مانند نواحی دریاچه « سوپریور» در ایالات متحده آمریکا در کشور بولیوی ، چین ، شیلی و ایران دیده شده است .

عیار چنین مسی اگر به صورت توده ای باشد بیش از 92 درصد و اگر به صورت ذرات پراکنده باشد در حدود یک تا یک ونیم درصد می باشد .

کانه های اکسیدی مس بیشتر در قشری که نزدیک به سطح زمین است پیدا می شود و در اثر تغییرات جوی و واکنش های آرام شیمیایی که در رگه های سولفیدی کانه دار مس صورت می گیرد به وجود می آیند .

از طرف دیگر آب های طبـیعی به روی کانـه های سولفیـدی مس اثر کرده و به تدریـج آنها را به کربنات ، اکسید ، سولفات و گاهی اوقات آنها را به سیـلیکات مس تبدیل می کند . کـانه های سولفیدی مس که مـهم ترین ماده مس را تشکیل می دهند ، در حدود 95 درصد از محصولات مس دنیا را شامل می شوند .

بیشترین تجمعات کانی زایی مس جهان در میشـیگان و آریزونای آمریکا ، آلمان ، روسیه و استرالیا یافت می شود .

4-4-  کانه های مس

مس در ساختمان بلوری 250 کانی می نشیند و تنها شمار اندکی از آنها از نقطه نظر اقتصادی اهمیت دارند از این میان

شماری از کانی ها که فراوان ترین کانه های اصلی مس می باشند از اهمییت ویژه ای برخوردارند . عبارتند از :

کالکوپیریت ، کالکو سیت ،کوولین  ، پرنیت  ، مس طبیعی  ، مالاکیت و آزوریت .

برخی دیگر از کانی های مس گرچه فراوانند ولی به عنوان کانه یا عنصر جنبی در فرآوری و استخراج بدست می آیند همانند تترائدریت ، آنارژیت و بورنونیت .

در فرآیند پیدایش ، اکسیداسیون و انباشتگی دوباره مس کانـی های مس نظم خاصـی می گیـرند به گونه ای که وجود یک کانی می تواند مبین وقوع یکی از پدیده ها در زون خاصی باشد .

لازم به ذکر است که بعضی از کانی ها هم می توانند به زون هیپوژن و هم به زون سوپر ژن متعلق باشند مثل کالکوسیت و بورنیت .

4-5-  فرآیند تولید

به طور کلـی تولید مس از طـریق فرآیند های پـیرو متـالوژی و هیدرو متـالوژی صورت می گـیرد . تولیـدات مـعد نی به محصولا تی اطلاق می شوند که خورا ک فرآیند های  مذ کور را تولید می کنند .

این مواد شامل کنسانتره مس مس که قابل کاربرد در فرآورده های پـیرو متالوژی و کانسنگ های اکسیدی ( و برخی موارد سنگ های سولفوری کم عیار ) که مس آنها از طریق فرآیندهای هیدرو متالوژی استحصال می شود . میزان تولید مس همواره دارای رشد فزاینده ای بوده و مهمترین دلایل رشد ، توسعه صنایع الکتریکی و مخابراتی بوده است .

میانگین رشد تولیدات معدنی مس طی سالهای 1900 تا 2000 میلادی سالانه حدود 2/3 درصد بوده است .

تولیدات مس را می توان به دو بخش تولیدات معد نی و تولیدات حاصل از قراضه های مس که حدود 10 تا15 درصد از تولیدات جهانی را تشکیل می دهند ، تقسیم کرد.

کل تولیدات جهانی مس معدنی در سال 2003 معادل 2/13 میلیون تن بوده که شیلی با تولید  9/4  میلیون تن رتبه ا ول تولید را در جها ن دا را است  ( 37 درصد کل تولید جهانی ) . بعد از آن ایا لات متحد ه آمریکا با تولید 1/1  میلیون تن ، 8  درصد تولید جهانی را داراست . ایران با 133 هزار تن تولید در سال 2003 در رتبه پانزدهم قرار دارد که تنها یک درصد تولید دنیا را داراست .

4-6-  مصرف مس

مس به دلیل قابلیت الکتریکی و حرارت بالا بعد ازنقره ، مقاومت در برابر خوردگی ، چکش خواری عالی ، با قابلیت ماشین کاری ، سختی کم ، استحکام کششی خوب و خاصیت آلیاژی عالی موارد استفاده فراوانی در صنایع مختلف دارد. سهم مصرف مس در صنایع مختلف جهان در صنایع ساختمانی 35 درصد ، صنایع الکتریکی و الکترونیکی 25 درصد ، ماشین آلات و تجهیزات صنعتی 15 درصد ، حمل و نقل 12 درصد و صنایع عمومی و مصرفی 3 درصد است . این نسبت ها به صورت میانگین بوده و در نواحی مختلف سهم آنها متفاوت است که نشان دهند الگوی مصرف مناطق مختلف  جهان است که این ا لگو با توجه به صنعتی بودن ، جمعیت ، تکنولوژی و غیره متفاوت است . در حالی که در دهه 70 میزان مصرف  در نواحی اروپایی غربی و آمریکای شمالی بیشتر از بقیه نواحی بود ، از سال 2000 مقدار مصرف در کشورهای اروپایی پیش گرفته است . از مهمترین دلایل این رشد که از دهه های 80 و 90  آغاز شد ، رشد صنعتی و توسعه اقتصادی کشورهای آسیایی مخصوصا کشور های شرق و جنوب شرق آسیا بوده است . کل مصرف جهانی مس در سال 2003 معادل 5/15 میلیون تن بوده که بیشترین مقدار آن در آسیا با 2/7 میلیون تن بوده است که که از این مقدار سه میلیون مربوطه به مصرف کشور چین است .

پیش بیـنی می شود مصرف از میانگـین 6/2 درصـد در دهه 90 به حـدود 3/9 درصد طـی سال های 2004 تا 2009 برسد و پیش بینی می شود چین در راس کشورهای مصرف کننده طی سال های آینده باقی بماند .

4-7-  صنعت مس در ایران

کشور ایران از موقعیت نسبتا خوبی از لحاظ معادن مس در جهان برخوردار است . ذخایر کشور تا کنون حدود 14 میلیون تن مس محتوا بر آورده شده است که به طور عمده در استان های کرمان ، آذربایجان غربی و شرقی و روی کمر بند مس ایران ( که روی کمربند مس اروپا است ) قرار دارد . در ایران تا قبل از بهره برداری از معدن مس سرچشمه در سال 1368، تنها از محصولات کارخانه مس غنی آباد در اطراف تهران آن هم برای مصارف نظامی استفاده می شد و ما بقی نیازها از طریق واردات مس چه به صورت محصولات اولیه و چه به صورت محصولات نیمه ساخته مسی و آلیاژهای گوناگون تامین شده است . اما پس از بهره برداری از معدن مس سرچشمه و رشد تولیدات این مجتمع ، علاوه بر برطرف کردن کلیه نیازهای داخلی ، بخشی از محصولات به خارج از کشور نیز صادر می شوند.

 

شكل (4-2) اشكال مختلف فلز با ارزش مس براي عرضه به بازار

4-8-  استخراج مس

چرخه بهره برداری مس به صورت رو باز شامل حفاری ، انفجار ، بارگیری و حمل ماده معدنی است .کانه های خورد شده و روباره ها توسط بیل های بزرگ برقی یا دیزلی که در کنار زون شطح فرسایشی یافته و عریان شده ی کانسار به کاری آینده ، بارگیری می شوند .

خرد کننده های متحرک مجهز به نوار نقاله در برخی معادن رو باز نصب می شوند تا ماده معدنی خورد شده را به کارخانه مربوطه منتقل نمایند که این کار باعث صرفه جویی قابل ملاحظه ای در هزینه هاست . در سال های اخیر به کار گیری واگن برای حمل و نقل ماده معدنی به دلیل بالا بودن هزینه نگهداری و طولانی بودن مسیر حمل و نقل که گاه تا چند مایل می رسد منتفی شده است روند کلی به سوی بار گیری کامیون های حمل و نقل که ظرفیت آنها به 120 تن و بیشتر می رسد سوق داده شده است .                                                                                                                                بخـشی در خور توجه از بهره برداری مـس جـهان از طریق روش های زیـر زمینی است که معمـولا  نیروی کـار و هزینه بیشتری نسبت به روش رو باز می طلبد . مس بهره برداری شده از معادن زیرزمینی در بازار به 84/3 میلیون تن می رسد که 52% آن در کشور شیلی تولید می شود . بیشتر معدن کاری های زیرزمینی به دو روش غار زنی و تونل های تقویت شده صورت می گیرد .

شكل (4-3) نمودار مراحل مختلف توليد مس در جهان

مراجع

-  شرکت صنایع ملی مس ایران

-  سازمان زمین شناسی و اکتشافات مواد معدنی

-  سازمان صنایع و معادن استان کرمان

-  شرکت معدن کاری اولنگ

 

 

 

 

 

 

 

 

پايان . . .                

23 دی 1392 By

تهیه کننده : رمضانی

 

اکسکاواتور جام چرخشي يا ريکلايم

اکسکاواتور جام چرخشي يا ريکلايمر يکي از بزرگترين انواع ماشين آلات بارگيري در معادن مي باشد. اساس كار ماشين اين استوار است كه يك چرخ دوار بزرگ كه محور آن افقي است و داراي تعداد زيادي (تا 24) جام است توسط ناخنهاي فولادي مواد را كنده ، به بالا مي برد و سپس در حركت دوراني خود مواد را بوسيله نقليه منتقل مي كند. اين وسيله در معادن ليگنيت ، بنتونيت ، خاك رس (كليه موادي كه داراي مشخصات مكانيكي مشابه است) و معادني كه بصورت نواري هستند ، بخوبي و با رغبت بكار مي رود

                                                                                                                 

 

.

 

Description: http://www.fadak.us/A.database/mine/learn/L.001/Image/A.0046.1.jpg

 

Description: http://www.fadak.us/A.database/mine/learn/L.001/Image/A.0046.2.jpg

 

در بعضي معادن بزرگ مثل معادن سنگ آهن گل گهر ، چغارت و چادرملو به منظور همگن سازي بار ورودي به کارخانه فرآوري و همچنين ذخيره سنگ آهن مورد نياز کارخانه فرآوري در زمان هايي که معدن قادر به تامين سنگ آهن نمي باشد، ابتدا ابتدا سنگ آهن خرد شده توسط سنگ شکن را در دپوهاي بزرگي که توسط دستگاه استاکر ايجاد مي شود ذخيره مي کنند سپس با استفاده از ريکلايمر از اين دپوها براي تامين خوراک ورودي به کارخانه بارگيري انجام مي شود

 

Description: http://www.fadak.us/A.database/mine/learn/L.001/Image/A.0046.3.jpg

 

در زير مشخصات و تصاوير يکي از بزرگترين اکسکاوانور هاي جهان که توسط آلمانيها ساخته شده است را مي توانيد مشاهده کنيد. اكسكاواتور جام چرخشي داراي وزني حدود 13000 تن است. قدرت موتور جامهاي آنها كه جمعاً 18 عدد است 3360 كيلو وات است. سرعت برش خاك در محل دندانه ها تا 3 متر بر ثانيه مي باشد. قطر چرخ جامدار در اين حالت 26.6 متر و توان خاكبرداري ماشين 240000 مترمكعب در روز است (ظرفيت اسمي آن 12000 مترمكعب در ساعت مي باشد ).
طول اين نوع ماشينها بيش از 200 متر و ارتفاع آنها بيش از 100 متر مي باشد. قيمت آنها تا 100 ميليون دلار نيز ميرسد ، 5 سال مونتاژ آن طول مي كشد و براي هدايت آن 5 نفر لازم مي باشد                                                                                                                                  

.


Description: http://www.fadak.us/A.database/mine/learn/L.001/Image/A.0046.4.jpg                 

 

 

 

 

23 دی 1392 By

تهیه کننده : علی کوشانی نیا

ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز

ارسال شده توسط علیرضا رستگار در تاریخ آذر ۹, ۱۳۹۲ در ماشین آلات و تجهیزات, مقاله و تحقیق | ۰ دیدگاه

ماشین آلات ناپیوسته در معادن روبازReviewed by علیرضا رستگار on Nov 30Rating: 5.0ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز

دراگلین(dragline):

از جمله ماشین آلاتی هست که برای باربرداری و انتقال بار مورد استفاده قرار می گیرد. معمولا موادی که دراگلین جابجا می کند در سطح ایستاد آن قرار دارد در این حالت بخصوص در مواردی که سطح زیرین مرطوب و امکان حرکت کامیون وجود ندارد با دراگلین می توان مواد را بارگیری و در محل دیگر دپو کرد.

Description: 1x1.trans ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز<img class="aligncenter size-large wp-image-2879 colorbox-2878" alt="Curragh Dragline 3 ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" src="http://www.mining-eng.ir/wp-content/uploads/Curragh_Dragline_3.jpg" width="520" height="346" title="ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" /> Description: 1x1.trans ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز<img class="aligncenter size-large wp-image-2880 colorbox-2878" alt="Dragline excavator ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" src="http://www.mining-eng.ir/wp-content/uploads/Dragline_excavator.png" width="511" height="482" title="ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" />

بیل های مکانیکی نوع دراگلین با شاول دارای این تفاوت است که جام آن روی شاسی (بازو) نصب نشده بلکه به کمک جام جابجا می شود. به کمک بازوی بلند دراگلین و به دلیل اینکه کابل انعطاف پذیر است تحرک ماشین برای بارگیری زیاد است. گذشته از این به دلیل اینکه قطعات متحرک کم وزن است انرژی ویژه این ماشین کمتر از شاول است البته این وسیله در مواردی که سنگ و خاک سخت باشد کاربرد ندارد و کار با آن به مواردی محدود می شود که مواد مورد بارگیری نرم یا دانه ای باشد.

نوعی دراگلین ساخته شده که جام آن در محلبارگیری باز می شود و سپس با فرمان راننده دو نیمه جام به هم نزدیک و بسته می شود. و بدین وسیله بارگیری انجام می شود. این گونه جام ها که کلامشل نام دارند برای بارگیری دانه های بسیار ریز و گل و لای کاربرد دارد.

مزیت دراگلین  نسبت به شاولدر این است که دراگلین شعاع عمل بیشتری دارد و توانایی باربرداری در سطح و عمق را دارا است ولی به لحاظ اینکه دراگلین با کابل هدایت می شود کنترل جام آن مشکل است.

انواع دراگلین:

۱-دراگلین هایی که بر واگن سوارند

۲-دراگلین هایی که بر کامیون سوارند

۳-دراگلین های نوع چرخ زنجیری

۴-دراگلین های راه رونده

از دراگلین نوع اول و دوم در عملیات نسبتا کوچک استفاده می شود.از دراگلین چرخ زنجیری در محل هایی که زمین سست است و انواع دیگر قادر به کارگیری نیستند مورد استفاده قرار می گیرد. دراگلین راه رونده با داشتن پایه لولهقطور و بازوی بسیار قوی دارای پایداری کافی برای کارهای بزرگ و زمان طولانی است.

وسیله حرکت در بعضی انواع دراگلین های راه رونده در هر طرف از قاب.صفحه گردنده. بازو و کفش تشکیل شده است. قاب دارای شکل مثلثی شکل است و در قسمت بالا به یک بازو متصل شده است. بازو به یکستون مفصل شده است. قاب در قسمت وسط حول محوری که بر سطح صفحه گردنده و عمود بر آن نصب شده می چرخد.با حرکت صفحه گردنده قاب بصورت خارج از مرکز حول محور مذکور می چرخد.قسمت پایین قاب به یک بازو مفصل شده و سر دیگر این بازو به کفشک مفصل شده است. با حرکت صفحه گردنده که حول محور محرکه مخصوص انجام می گیرد قاب به سمت پایین یا بالا حرکت می کند.

سیکل بارگیری دراگلین:

اولین عمل برای انجام بادگیری بوسیله دراگلین قرار گرفتن صندوق بر روی توده معدنی و نفوذ در مواد است در مرحله دوم صندوقه به کمک کابل کششی به سمت جلو حرکت کرده و پر می شود.و پس از پر شدن در حالیکه از نیروی کششی تدریجا کاسته می شود و به نیروی بالابری افزوده می شود.در نتیجه صندوق با سرعت کنترل شده به سمت بالا حرکت می نماید تا به ارتفاع مورد نظر برسد.

لازم به ذکر است که عمل چرخش بازو و صندوقه در حالیکه صندوقه زمین را پاک می کند آغاز شده و با بالا رفتن تدریجی صندوقه این چرخش ادامه یافته و هنگامی که صندوقه به ارتفاع مورد نظر رسید خاتمه می یابد.

هرگاه زمان چرخش زیاد و ارتفاع تخلیه کم باشد صندوقه پر را در ارتفاع مورد نظر تا رسیدن به محل تخلیه را نگه می دارند وقتیکه صندوقه به نقطه تخلیه می رسد عمل چرخش کند و متوقف می شود.در این حالت نیروی کششی روی صندوقه آزاد شده و صندوقه تخلیه می شود.پس از تخلیه ماشین حرکت عکس انجام داده و به وضعیت بارگیری بر می گردد.

تعیین قابلیت بارگیری دراگلین:

P = C * H * Ff * Fs * E

P – توان بارگیری

C – ظرفیت صندوقه(متر مکعب)

H – زمان کار سالانه برنامه ریزی شده

Ff – فاکتور پرشوندگی

Fs – فاکتور تورم

E – ضریب صندوقه با توجه به جدول زیر است

       قابلیت نفوذ

       نوع مواد

E

مواد با قابلیت نفوذ آسان

ماسه، شن های دانه ریز

۸۵ تا۱۰۰

مواد با قابلت نفوذ متوسط

شن های رس دار، خاکهای فشرده شده

۸۰ تا ۹۰

مواد با قابلیت نفوذ متوسط تا سخت

سنگ آهک خوب آتشباری شده ، رس های مرطوب سنگین

 ۷۰ تا ۸۰

مواد با قابلیت نفوذ سخت

گرانیت، سنگ آهک مستحکم

۴۰ تا ۶۰

 

بولدوزر(Bulldozer):

Description: 1x1.trans ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز<img class="aligncenter size-large wp-image-2881 colorbox-2878" alt="machin transet 08 ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" src="http://www.mining-eng.ir/wp-content/uploads/machin-transet-08.jpg" width="484" height="363" title="ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" />

وسیله ای است قوی که جلوی آن یک تیغه فولادی نصب شده است. این وسیله در معادن بویژه معادن روباز کاربرد زیادی دارد. بولدوزر که اغلب با موتور دیزل کار می کند دارای قدرت های متفاوتی است که قدرت آن به۳۰۰ اسب بخار هم می رسد. بولدوزر روی چرخ لاستیکی یا زنجیری حرکت می کند. بولدوزرهایی که در معدن کار می کنند به لحاظ شرایط سخت کف زمین و عبور از شیب های تند چرخ زنجیری دارند.

بجلو راندن یا هول دادن مواد توسط این دستگاه نباید طولانی باشد زیرا این مواد جهت حمل و نقل اقتصادی نیست به عبارت دیگر کار آن کندن سنگ و خاک از زمین همراه جابجایی در فاصله کوتاه است نه باربری.

تیغه جلوی بولدوزر بوسیله یک یا دو بازوی هیدرولیکی یا بوسیله کابل بالا و پایین می شود.این بازوهای هیدرولیکی نیز عاملی برای فشار و انتقال مواد هستند.تیغه ممکن است بوسیله یک بازوی هیدرولیکی که در سمت چپ ماشین قرار دارد کج شده و تا ۲۵ درجه نسبت به یک محور عرضی زاویه پیدا کند

با بستن یک یا چند چنگال به قسمت عقب عقب بولدوزر که به ناخن یا ریپر موسوم است، می توان  قلوه های بزرگ سنگی را از زمین بیرون آورد

موارد کاربرد:

۱-راندن سنگ و بلوک روی وسیله نقلیه

۲-جمع کردن سنگ آتشباری شده و پراکنده

۳-جابجایی خاک ها و پخش خاک روی بستر

۴-کندن زمین

۵-پر کردن گودال

انواع تیغه های بولدوزر:

۱-تیغه لبه مستقیم     ۲-تیغه U شکل مستقیم     ۳- تیغهu شکل

۱-تیغه لبه مستقیم: در این نوع، لبه برش تیغه مستقیم است و فقط ممکن است در انتهای دو طرف یک زاویه کوچک داشته باشد. از نظر فیزیکی این تیغه نسبت به دو نوع دیگر کوچکتر است، اما بخاطر امکان کار در عملیات مختلف بیشتر از انواع دیگربکار گرفته می شود .

۲-تیغه U  شکل مستقیم: از نظر فیزیکی از انواع لبه مستقیم بزرگتر است و از انواع لبه U شکل کوچکتر می باشد این تیغه کمی حالت تقعر دارد.

۳- تیغه U شکل این تیغه جام مانند بوده و لبه تیغه آن بشکل Uمی باشد. این تیغه از نظر فیزیکی بزرگترین بوده و برای جابجایی توده های سنگی و خاکی برای مسافت نسبتا زیاد قابل استفاده است.

محاسبه توان عملیاتی بولدوزر:

توان عملیاتی بولدوزرها را در موقع جابجا کردن مواد در سطح افقی بطریق زیر محاسبه می کنیم.

P = 2/3S * D

P- توان عملیاتی دستگاه (متر مکعب)

D- عرض تیغه (m)

S- سطح مقطع توده خاکی را که در جلو تیغه جابجا می شود (متر مربع)

معمولا در سنگ و خاک نرم، سطح مقطععرضی خاک جلوی بولدوزر (S) را میتوان سطح مثلث قائم الزاویه ای فرض کرد که ضلع افقی آن ۱٫۶ برابر ارتفاع تیغه (H1.6) و ضلع قائم آن را ۱٫۱ برابر ارتفاع تیغه (H1.1) باشد بنابرین مقدار S برابرخواهد شد با:

(S = 1/2(1.1H * 1.6H

بنابرین مقدار P برابر است با:

P = 0.5H^2 * D

لودر معدنی:

Description: 1x1.trans ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز<img class="aligncenter size-large wp-image-2882 colorbox-2878" alt="machin transet 09 ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" src="http://www.mining-eng.ir/wp-content/uploads/machin-transet-09.jpg" width="438" height="242" title="ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" />

لودر های معمولی در کارهای ساختمانی و یا در معادن روباز با تولید پایین عنوان بار کننده اصلی در کمنار بولدوزر کار می کنند یا به عنوان بار کننده فرعیدر معادن بزرگ در کنار اسکاواتورها کار بارگیری انجام میدهد.بسیاری از معادن روباز با عمر کوتاه برای بارگیری با لودرهای معمولی تجهیز شده اند.

لودر های معمولی در موقع بارگیری دارای قدرت کندن نسبتا کمی هستند. بهمین دلیل بیشتر برای بارگیری موادی بکار گرفته می شوند که خوب شکسته و خرد شده اند.علت اینکه لودر های معدنی دارای قدرت نفوذ و کندن کمی هستند این است که صندوق این لودر ها دارای عرض زیاد است.و این بدان جهت است که صندوق بتواند(بخصوص در انواع چرخ لاستیکی) حفاظتی برای چرخ های آن باشد البته با حرکت وضربه هایی که بوسیله صندوق انجام می شود می توان به نیروی نفوذ افزود اما به هر حال از این نظر با اسکاواتور ها قابل مقایسه نیستند.

موارد کاربرد لودرهای معدنی:

۱-تمیز کردن و اماده سازی جبهه کار

۲-کندن و بارگیری مواد معدنی یا مواد باطله سست بعنوان بارکننده اصلی

۳-بارگیری مواد معدنی یا باطله بصورت ماشین کمکی برای اسکاواتور

۴-عملیات ساختمان و نگهدااری جاده ها

۵-اختن بندها و سدها

۶-تغییر مکان لوله آب رسانی

۷-جابجا کردن پمپ ها

۸-جابجا کردن کابل های برق

مقایسه لودر های چرخ لاستیکی و زنجیری:

۱-سرعت چرخ لاستیکی در مقایسه باچرخ زنجیری بیشتر است

۲-لودر های چرخ لاستیکی علاوه بر بارگیری بار را تا مصافتی نیز حمل می کنن

۳-هزینه نگهداری لودر های چرخ لاستیکی در مقایسه با زنجیری کمتر است

۴-با توجه به سطح نسبتا زیاد چرخ زنجیری فشار وارد بر سطح بوسیله لودرهای چرخ زنجیری کمتر بوده بدین ترتیب در زمین های سست کاربرد دارد

۵-لودر های چرخ زنجیری در مقایسه با چرخ لاستیکی قابلیت نفوذ بیشتری دارند

۶-لودر های چرخ زنجیری به محل بیشتری برای مانور احتیاج دارند.

محاسبه تولید واقعی لودر:

برای محاسبه تولید واقعی لودر می توان از رابطه زیر استفاده کرد.

Apph=pph*Ff*Fs*Je

Apph- تولید واقعی در ساعت

Pph- تولید نظری دز ساعت

Ff- فاکتور پر شوندگی

Fs- فاکتور تورم

Je- کارایی عملیات

جهت محاسبه تولید نظری می توان از رابطه زیر استفاده کرد:

Pph = Npph * TBC

Npph- تعداد دفعاتی که لودر در ساعت با جام بارگیری می کند

TBC- ظرفیت نظری جام لودر

برای محاسبه Npph  خواهیم داشت

Npph = 60/Ct

Ct – زمان یک سیکل بارگیری لودربر حسب دقیقه از رابطه زیربدست میاید:

Ct =Ft + Vt

Ft =Mt + Dt + Lt

Vt =Tf + Te

Ft – زمان ثابت بارگیری

Vt – زمان متغیر بارگیری

Mt – زمان مانور لودر

Dt – تاخیر هایی که لودر به هنگام بارگیری،گردش وچرخش و در حال تخلیه مواد به کامیون دارد

Lt – مدت زمان بارگیری

Tf – مدت زمانی که لودر نیاز داردتا پس از بارگیری سینه کار را ترک و با دنده عقب به عقب برگشته و پس از قرار گرفتن در مقابل کامیونم(عمود بر صندوقه کامیون) با دنده جلوتخلیه به سمت صندوق کامیون پیش رود.

Te – مدت زمانی که لودر نیاز دارد تا پس از تخلیه مواد به داخل کامیون، محل کامیون را با دنده عقب ترک و پس از قرار گرفتن در مقابل سینه کار با دنده جلو به منظور بارگیری به سمت سینه کار پیش رود.

ظرفیت لودر های معمولی:

ظرفیت صندوق لودر های معمولی که در حال حاضر در معدن مشغول بکار می باشند ۲۰ یارد مکعب و یا ۲/۱۵ متر مکعب است.مکزیمم ظرفیتی که تاکنون که بیشتر مورد استفاده قرار گرفته ۱۵ یارد مکعب و یا ۱۰ متر مکعب می باشد.

اسکریپر (Scrapers):

Description: 1x1.trans ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز<img class="aligncenter size-large wp-image-2883 colorbox-2878" alt="machin transet 10 ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" src="http://www.mining-eng.ir/wp-content/uploads/machin-transet-10.jpg" width="506" height="358" title="ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" />

اسکریپرها به دو دسته موتور دار و بدون موتور تقسیم میشوند.اغلب اسکریپرها دارای یک محور بوده و قسمت دیگر اسکریپرو وزن بار توسط ترتکتور حمل می شود. بعضی اسکریپرها توسط ترتکتورهای چرخ لاستیکی یا زنجیری کشیده میشوند وبعضی دیگر قسمتی از یک تراکتور،اسکریپر را تشکیل می دهد.اسکریپرهایی که دو محور دارند توسط تراکتورهای زنجیر دار کشیده می شوند زیرا اینگونه تراکتورها نمی توانند بار قائم را تحمل کنند و بنابرین نمی توانند اسکریپر یک محوری را بکشند.

تیغه های برنده:

تیغه های بلند اسکریپرها از قطعات تیز متعددی تشکیل می یابند که به انتهای جلویی جام (مغزن بار گیر) پیچ شده اند. در سیستم استینگر قسمت وسطی تیغه بیش از قسمتهای کناری بیرون آمده است. در سیستم برشی طراز تمام قسمت های تیغه به یک اندازه امتداد یافته اند. سیستم استینگر بیشتر بکار می رود چون ایجاد نیروی نفوذ کننده و برشی بیشتر مینماید. بعضی مواقع به دلیل فوق از تیغه های منحنی استفاده می شود. سیستم تیغه طراز وقتی بکار می رود که امکان شکستن تیغه وجود دارد و همچنین از این سیستم برتی برای تمیز کاری آخر کار استفاده می شود. تیغه های دندانه دار هم برای  کارهای سنگین تر موجودند. اسکریپرها دارای بالابر، معمولا دارای دندانه اضافی هستند که به انتهای تیغه تیغه عادی متصل شده است.

تولید اسکریپر:

مانند اغلب ماشین آلات خاکبرداری،تولید اسکریپر با تخمین بار متوسطاسکریپر در هر سیکل کار و ضرب آن در تعداد سیک های انجام شده در واحد زمان محاسبه می شود. برای تعیین تعداد سیکل های انجام شده در واحد زمان مدت زمان هر سیکل باید تخمین زده شود.

زمان بارگیری عبارت است از زمان لازم جهت بارگیری اسکریپر می باشد. زمان شتاب دهی به اسکریپر مدت زمانی است که تراکتور پس از پایان عملیات بارگیری اسکریپر در تماس با اسکریپر باقی می ماند تا با فشار به آن به اسکریپر کمک کند تا شتاب لازم جهت خروج از منطقه حفاری کسب کند. زمان برگشت، مدت زمان لازم برای بر گشت تراکتور به منطقه شروع بارگیری می باشد. زمان انتقال مدت زمان لازم برای ترتکتور کمکی جهت ایجاد تماس با اسکریپر و آغاز یک سیکل بارگیری جدید می باشد.

محاسبه میزان تولید در اسکریپر:از رابطه زیر به دست میاید

APPH = PPH *Ff * Fs

Ff – فاکتور پر شوندگی

Fs – فاکتور تورم

APPH – متوسط تولید در ساعت

PPH – تولید نظری در ساعت و از رابطه زیر بدست میاید:

PPH =NPPH * Bc

Bc – ظرفیت جام اسکریپر بر حسب متر مکعب یا تن

NPPH – تعداد دفعاتی که اسکریپر در ساعت قادر به بارگیری است و از رابطه زیر بدست میاید.

NPPH = 60/Cts

Cts – زمان یک سیکل عملیات با اسکریپرکه شامل زمان ثابت ومتغیر است

Cts = Ft + Ct

 Ft = SLT + Mt + Dt

Vt = HD/V1 + HD/V2

Ft – زمان ثابت بر حسب دقیقه

SLT – زمان بارگیری با اسکریپر بر حسب دقیقه با توجه به تجربیات بدست آمده با انواع اسکریپرها بین ۲/۱ تا یک دقیقه متغیر است

Dt,Mt – زمان مانور و تاخیر بر حسب دقیقه بر اساس تجربیات بدست آمده حدود یک دقیقه است

Vt – زمان متغیر بر حسب دقیقه

شاول (Shovel):

Description: 1x1.trans ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز<img class="aligncenter size-large wp-image-2884 colorbox-2878" alt="machin transet 11 ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" src="http://www.mining-eng.ir/wp-content/uploads/machin-transet-11.jpg" width="507" height="380" title="ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" />

شاول نوعی از مجموعه بیل مکانیکی است که برای بارگیری سنگهای سخت و(استثنائاخاکها) و اغلب در فضای بازمعادن روباز مورد استفاده قرار می گیرد. بدلیل عدم محدودیت در فضا بر خلاف معادن زیر زمینی ،می توان برای افزایش بارگیری از ماشین های بزرگتر بهره گرفت. ساختمان شاول مانند سایر لودرها و ماشین های مشابه عبارت است از موتور،شاسی،بازو وجام.بدیهی است که بین هر یک از بخشهای ماشین،هماهنگی قدرت و ظرفیت وجود دارد. شاول و ماشینهای مشابه،به کمک موتور دیزل، نیروی برق یا یک واحد مشترک دیزل ژنراتور که روی شاول تعبیه شده است ،کار می کند.

کار شاول بارگیری و حرکت به طرف نقطه دلخواه است. شاول ها معمولاروی چرخ زنجیری حرکت می کنند زیرا وزن شان آن زیاد استکه برای تقلیل فشار ویژه به کف زمین که گاهی نرم یل خاکی است، در سطح بیشتری قرار گیرد. شاخص توان بارگیری شاول ها ظرفیت جام آنهاست حجم جام شاول بین چند صد لیتر تا چندین متر مکعب است. هر چه ظرفیت جام بیشتر باشد،وزن و ابعاد و قدرت موتور آن بیشتر می شود.

شاول های قدیمی مکانیکی و شاول های جدید هیدرولیکی کار می کنند.

شاول ها معمولا از پایین به بالا بار را بر می دارند ولی شاول هایی ساخته شده که بار را از بالا به پایین بر می دارند.

شاول می تواند با چرخ لاستیکی نیزساخته شود اینها درمواردی که مقدار بارگیری نسبتا کم است وشاول نیاز به جابجایی زیاد داشته باشد کاربرد دارند.

انواع شاول:

۱- شاول استاندارد: در معدنکاری سطحی و برای اهداف عام بکار میکار می رود.ازآنها برای بارگیری انواع کانسنگ ها و باطله استفاده می شود. ظرفیت آنها معمولا بین ۷ تا۴۰ متر مکعب می باشد.

۲- شاول های دکل بلند: دارای دکل بلندتر و جام کوچکتر هستند و کاربردهای خاص دارند.اندازه صندوقه این شاولها حدود ۲۵ درصد از انواع استاندارد کوچکتر است و دکل آنها بسته بسته به اندازه جام انتخاب شده ۳۵درصد وگاهی بیش از آن بلندتر است شاولهای دکل بلند، با صندوقه تا ۱٫۵ متر مکعب نیز ساخته شده اند.

۳- بارکننده های زغالی: مشابه شاولهای استاندارد می باشند ولی بیل آنها حدود ۷۵ درصداز انواع استاندارد مشابه است.ظرفیت این بار کننده ها تا ۱۰۰ متر مکعب نیز می رسد.

عملیات بارگیری شاول:

۱-نفوذ کردن در سینه کار و پر کردن صندوقه بوسیله بازوی جام

۲-بالا آوردن صندوقه و بلند کردن آن تا سینه کار

۳-دور زدن به محل تخلیه

۴-تخلیه بوسیله باز کردن دریچه بیل

۵-چرخش مجدد بطرف سینه کارجهت شروع چرخه بعدی

۶-در صورت نیاز حرکت به محل بارگیری جدید بوسیله چرخ زنجیری

 محاسبه ظرفیت شاول:

برای محاسبه ظرفیت شاول از رابطه زیر استفاده می کنیم.

ABC = TBC / Ff *Fs *Je

ABC – ظرفیت واقعی جام شاول

TBC- ظرفیت نظری جام شاول بر حسب تن یا متر مکعب

Ff- فاکتور پر شوندگی

Fs- فاکتور تورم

Je- کارایی عملیات

نحوه محاسبه ظرفیت نظری لودر:

TBC = PPY / NTCPY

PPY- تولید سالیانه بر حسب تن یا متر مکعب

NTCPY- تعداد دفعلتی که با جام شاول باید در یک سال تولید سالانه را انجام داد.

نحوه محاسبه  :NTCPY

NTCPY = Syh * 3600 / Ct

Syh – ساعت کار سالانه

Ct – زمان یک سیکل عملیاتی شاول بر حسب ثانیه

نحوه محاسبه ساعت کار سالانه:

Syh = WhPs *SPd * DPW * WPm * MPy

WhPs- تعداد ساعت کار در هر شیفت

SPd- تعداد نوبت کاری (شیفت) در روز

DPW- تعداد روزهای کار در هفته

WPm- تعداد هفته های کار در ماه

MPy- تعداد ماه در سال

 دمپر یا کامیون های معدنی:

Description: 1x1.trans ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز<img class="aligncenter size-full wp-image-2885 colorbox-2878" alt="machin transet 12 ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" src="http://www.mining-eng.ir/wp-content/uploads/machin-transet-12.jpg" width="520" height="419" title="ماشین آلات ناپیوسته در معادن روباز" />

در حال حاضر کامیون ها متداولترین وسیله حمل در معادن روباز می باشند و اولین بار در اواسط دهه ۱۹۳۰ در معادن روباز مورد استفاده قرار گرفت که ظرفیت آنها ۱۵ تن بوده است. از آن تاریخ به بعد به دلیل اینکه ذخایر با عیار بالا و نزدیک در سطح زمین به تدریج استخراج و رو به کاهش نهاده اند و در شرایط فعلی غالب معادنی که به روش روباز استخراج می شوند دارای عیار کم اما حجیم و نسبت به سطح زمین فاصله دارند باعث شده که ظرفیت کامیونها افزایش افزایش یابد به نحوی که هم اکنون کامیونهایی با ظرفیت ۴۰۰ تنی جهت استفاده در معادن روباز ساخته شده است. و کامیونهای با ظرفیت ۲۰۰ تنی به تعداد قابل توجه در حال استفاده در معادن روباز می باشند و پیش بینی می شود کامیون هایی با ظرفیت ۱۰۰۰ تنی در معادن به کار گرفته میشود.

کامیون ها علاوه بر اینکه در زمینه ظرفیت توسعه پیدا کرده اند در بعضی از قسمت های دیگر نیز تکامل حاصل نموده اند به نحوی که موجب افزایش بازدهی کامیون شده اند این موارد عبارت اند از:

۱- افزایش اندازه لاستیک و کیفیت آن

۲- کاهش وزن موتور نسبت به وزن کل ماشین

۳- استفاده از سیستم  ترمز دینامیکی

۴- بکارگیری موتورهای دیزل

۵- افزایش سرعت کامیون ضمن ـنکه قدرت کامیون ها نیز افزایش یافته

کامیون ها انواع متعددی دارند.در شرایطز حاظر چهار نوع از کامیون ها مورد استفاده قرار می گیرند. عبارتند از:

۱-کامیون های معمولی عقب باز شو

۲- کامیون های عقب باز شو از نوع تراکتور- تریلر

۳- کامیون های بغل باز شو از نوع تراکتور- تریلر

۴- کامیون های کف باز شو

متداول ترین نوع  کامیون های معمولی عقب بازشو دارای چرخ لاستیکی اند و قادرند همه نوع مواد را حمل کنند.

محاسبه تولید نظری کامیون در ساعت:

TPH = 60 / TCT * TC * Fs *Ff

TPH- تولید نظری کامیون بر حسب تن در ساعت

TCT- زمان یک سیکل کاری کامیون بر حسب دقیقه

TC- ظرفیت کامیون بر حسب تن

Fs- فاکتور تورم

Ff- فاکتور پر شوندگی