صفحه اصلی مقاله های بخش معدن روش استخراج انباره ای

روش استخراج انباره ای

این مورد را ارزیابی کنید
(0 رای‌ها)

مصطفی امیری شمسی

 

روش استخراج انباره ای

Shrinkage Stoping

 

 

 

 

روش انباره‌اي يكي از روش‌هاي بدون نگهداري است. لايه‌هايي كه توسط اين روش استخراج مي‌شوند ضرورتاً باريك و پرشيب‌اند. و به اين دليل به اين روش، روش استخراج قائم نيز گفته مي‌شود.

اين روش كه روش بالاسري است، بدین معني كه جبهه كار روي‌سر و به بالا حركت خواهد نمود. دراين روش ماده معدني را به صورت برش‌هاي افقي از پائين به بالا استخراج مي‌كنند و ماده معدني خرد شده را در قسمت‌هاي استخراج شده مي‌ريزند. درحقيقت دراين روش ماده معدني خود عامل پركردن كارگاه استخراج و درنتيجه نگهداري آن مي‌باشد و درعين حال از ماده معدني باقي‌مانده در داخل كارگاه به عنوان سكويي جهت حفر ماده معدني در قسمت‌هاي بالا استفاده مي‌شود.

قسمت اعظم سنگ‌هاي استخراج شده در كارگاه به روش انباره‌اي داخل قيف‌ها و نقاط واريز انبار مي‌شوند. وقتي كه فاصله بين كف استخراج روي سنگ‌هاي خرد شده و سقف كار كم و ادامه كار غيرممكن شد، به تخليه حساب شده مبادرت مي‌ورزند.

سنگ‌هاي معدني پس از خردشدن متورم مي‌شوند و اين افزايش حجم بين 30 تا40 درصد است. اضافه حجم ماده معدني را از طريق دويل‌هاي مخصوص به تونل‌هاي دنباله‌رو پاييني كارگاه مي‌ريزند و به بيرون منتقل مي‌كنند. بعد از اينكه تمام ماده معدني موجود در يك كارگاه حفر شد با بازكردن دريچه بونكرهاي كارگاه، مواد معدني را درون دريل واگنهاي موجود در اين تونل تخليه و تمامي آن را به بيرون حمل مي‌كنند. پس از بيرون كشيدن تمام ماده معدني،  فضاي كارگاه اشغال شده،  همچنان باقي مي‌ماند.

 

در اين روش سنگ‌هاي كمر بالا و پايين كه لايه معدني در آن محصور است، نبايستي بيش از حد نرم باشد. بلكه به دلايل زير بايد استحكام داشته باشد:

الف ـ دلايل ايمني.

ب ـ مخلوط نشدن ريزش‌هاي كمرها (باطله‌ها) با سنگ معدن اصلي.

 

ماده معدني كه با اين روش استخراج مي‌شوند نبايد داراي خاصيت چسبندگي باشد تا باعث قفل‌شدگي و گيركردن قيف نشود.

در اين روش كارگاه از هر دوسمت توسط ستون‌هاي حائلي كه از جنس خود سنگ حائل مي‌باشد نگهداري مي‌شود. كف كارگاه همان سنگ‌هاي استخراج شده و تخليه نشده مي‌باشد كه خود حكم نگهداري موقت بين كمر بالا و پايين مي‌باشد.

روش انباره‌اي در عمق‌هاي گوناگون و زياد تا 900 متر به اجرا درآمده است. درصد بازيابي اين روش حدود 80 درصد است.

يكي از نكات مهم كه براي اين روش ضروري است، شيب زياد ماده معدني است، زيرا ماده معدني كه در قسمت خالي ريخته مي‌شود در مراحل نهايي بايد تحت نيروي وزن خود از داخل بونكرهاي پايين كارگاه تخليه شود. در زاويه شيب كمتر از 90 درجه مشكل جمع‌شدن ماده معدني وجود دارد و در شيب كمتر از 50 درجه اين روش كاربردي ندارد.

روش انباره‌اي روشي با توليدمتوسط، هزينه پایین، غيرمكانيزه و به مهارت و تخصص و كنترل نيارمند است و از طرف ديگر ماده معدني پس از استخراج مدت زماني را در كارگاه محبوس مي‌ماند. اين روش جايي به كار مي‌رود كه مكانيزه كردن آن محل با روش‌هاي ديگر با توليد بالا امكان‌پذير نباشد و معمولاً اين روش را براي لايه‌هاي پرشيب و با عيار بالا به كار مي‌برند. در آمريكا حدود يك درصد از مواد معدني با اين روش استخراج مي‌شوند.

ابعاد كارگاه استخراج در اين روش متأثر از شكل و اندازه كانسار است. دركانسارهاي نسبتاً نازك يا باريك، كارگاه به صورت طولي و در كانسارهاي مواد معدني عريض، كارگاه‌ها به صورت عرضي قرار مي‌گيرند.

شرایط کاربرد روش استخراج انباره ای:

 

این روش استخراج معمولا برای کانسارهای رگه ای باریک و در بسیاری از موارد کانسارهایی که سایر روشهای استخراج برای آنها قابل استفاده و یا اقتصادی نباشند به کار می رود .

ویژگی های مهم برای استفاده از این روش عبارتند از :

 1)      شیب  :

زاویه شیب ایده آل برای کاربرد این روش 90 درجه میباشد و شیب های کمتر از 90 و تا حدود 70 درجه نیز برای استفاده از این روش مطلوب است . هرچه زاویه به 90 نزدیکتر باشد شرایط بهتری ایجاد می شود.

علت این امر سادگی و روان تر شدن تخلیه مواد استخراجی تحت زاویه شیب می باشد .

 2)      ضخامت :

ضخامت رگه ای کانسارهای مناسب برای این روش از 1 تا 3 متر متغیر می باشد اما کانسارهایی که ضخامت آنها بین3 الی20 مترباشد مطلوبتراند .

انتخاب ضخامت در روش  انباره ای خود به شرایط زیر بستگی دارد  :

الف ) پایداری کانسار  ب ) پایداری کمر بالا بدون نگهداری 

 3)      یکنواختی  :

 کانسار باید نسبتا یکنواخت بوده و تغییرات شیب و ضخامت آن کم باشد . چرا که در غیر این صورت جریان مواد به سمت پایین در نقاطی که ضخامت کم می باشد کند شده و مانعی در جهت تخلیه مواد خواهد بود  .

 4)      پایداری ماده معدنی  :

 در روش استخراج انباره ای کانسنگ باید کاملا" پایدار و مقاوم باشد .

استحکام ماده معدنی در این روش بیشتر از سایر روشها اهمیت دارد چراکه در این روش کارهای استخراجی بالای سر کارگر قرار دارد وبه  منظور ایمنی بیشتر در این روش استحکام بیشتر ماده معدنی نسبت به سنگ دیوار بسیار حائز اهمیت می باشد .

ارتعاش حاصل از ماشین آلات چالزنی نیز میتواند هرگونه مواد سست ر ا به پایین بیندازد و مشکل ایمنی برای کارگران ایجاد نماید بنابراین ماده ی معدنی باید کاملا" پایدار باشد و علاوه بر این پس از عملیات آتشباری و قبل از شروع عملیات چالزنی کار لق گیری کاملا انجام شود.

 5)      پایداری دیواره ها :

در این روش سنگ دیوار نیز باید محکم باشد، البته استحکام دیواره می تواند کمی پایین تر از استحکام ماده معدنی نیز باشد .

گاهی اوقات برای استحکام بیشتر دیواره ها در داخل کارگاه پیلار  باقی می گذارند تا کارگاه بسته نشود .

6)      خواص فیزیکی ماده معدنی :

ماده معدنی باید فاقد خواص فیزیکی  نامطلوب از قبیل  خود سوزی٬ چسبندگی  و آبداری  باشد .

 

آماده سازي :

ابتدا تونل  ( 1 ) را حفر مي كنيم و سپس با گذاشتن يك لنگه ، دويل ( 2 ) را حفر مي كنيم . اين دو دويل به تهويه ي هم كمك مي كنند  . سپس با ارتفاع  5 m  از سقف تونل  ( 1 ) يك   under cut

حفر مي كنيم .

 

نكته ها :

1- عرض  under cut   برابر ضخامت ماده ي معدني است ولي عرض تونل  transport   ارتباطي با ضخامت ماده ي معدني ندارد .

 

2- اين روش يك روش  selective mining    است و بيشترين طراحي در داخل معدن صورت مي گيرد .

ودر صورتيكه عيار و خصوصيات قسمتي از ماده ي معدني براي ما مناسب نباشد الزامي به استخراج ان نداريم و مي توانيم آن را به صورت لنگه باقي گذاريم .

 

3- اصطلاح پل زدگي :

اين عامل يك عامل محدود كننده در ارتفاع كارگاه استخراج مي باشد و با افزايش ارتفاع ، وزن مواد نابرجا زياد و باعث گير كردن و متراكم شدن مواد و در نتيجه از دست دادن آنها مي شويم .

 

معایب پل زدگي :

                     1- امكان از دست دادن مواد معدني

                     2- امكان ريزش ناگهاني وجود دارد كه ممكن است آماده سازي هاي انجام شده مانند     

                         بونكرها حتي تونل  transport     تخريب شود .

نكته :

 

در شرايطي كه احتمال پل زدگي وجود داشته باشد ارتفاع كارگاه استخراج را كمتر  در نظر مي گيرند .

 

عوامل مؤثر در پل زدگي :

 

1- رطوبت                          2- نوع ماده ي معدني

 

نكته :

هرچه دانه بندي غير يكنواخت تر باشد پل زدگي بيشتر مي شود .

راه هاي جلوگيري از پل زدگي :

 

1- سرعت بالاي تخليه                             2- تخليه ي تك به تك سيستم هاي تخليه

3- شروع تخليه از سمت كمر پايين و ادامه ي آن به طرف كمر بالا

در مرحله ي تخليه ي نهايي چنانچه پل زدگي ايجاد شده باشد ، تا حد ممكن با فشار آب از بالاي كارگاه و انجام آتشباري ثانويه آن را از بين مي برند .

 

نكته :

چنانچه تصميم بر پر شدن كارگاه باشد ، بهتر است كه پر شدن به طور همزمان انجام شود چون ديواره هاي كارگاه پس از تخليه روز به روز تغييرات شكل مي دهند و پر شدن آن هر چه ديرتر انجام شود تأثير كمتري خواهد داشت .

 

    مراحل استخراج:

چالزنی + خرج گزاری  +  آتشباری  +  تخلیه  +  تسطیح

 

      ابعاد کارگاه :

·        عرض کارگاه : 1- 30 متر ( بهترین 3- 20 متر می باشد )

·        طول کارگاه : 45 تا 90 متر ( کمتر از 45 متر هم ممکن است باشد )

·        ارتفاع کارگاه : 60 تا 90 متر ( کمتر از 60 متر هم ممکن است باشد ولی قیمت تمام شده به ازای واحد تولید بالا خواهد رفت )

 

     عدم مکانیزاسیون روش:

·        سطح ناصاف ماده ی معدنی خرد شده و عدم استحکام آن پس از عملیات آتشباری

·        کوچک بودن فضا برای ماشین آلات بزرگ مکانیزه

·        عدم تخلیه مواد به دلیل فشرده شدن در اثر رفت و آمد ماشین آلات

       شرایط نا مطلوب برای روش انباره ای:

·        ماده معدنی سخت باشد ( آن قدر سخت باشدکه به راحتی کنده نشود )

·        ضخامت کانسار کم باشد

·        کانسار یکنواخت نباشد.

 

 

مقايسه ي روش استخراج انباره اي و روش استخراج از طبقات فرعي :

 

1-  در اين روش انباره اي احتمال گير كردن بونكرها خيلي كم است زيرا سنگ كنده شده در كف كارگاه مي ريزد و در صورت درشت بودن مي تواند آن را به راحتي خرد كرد در حالي كه در روش

Sub level stoping     مواد كنده شده در داخل بونكر ها مي ريزند.

 

2- در روش انباره اي بازيابي لنگه ها را مي توان انجام داد ← در صورتي كه كمر بالا و كمر پايين مقاوم باشد و احتمال ريزش وجود نداشته باشد .

 

    * اگر قرار باشد به جاي روش استخراج انباره اي از روش ديگري استفاده نماييم مي توانيم از دو روش زير استفاده كنيم :

 

اگر كمر بالا مقاوم تر از ماده ي معدني باشد از روش  :  1- sub level stoping                           

اگر ماده ي معدني قابليت خود سوزي داشته باشد :  2- cut & fill                                          

 

 

تخلیه نهایی:

1-  در پايان استخراج در شرايطي كه احتمال ريزش وجود داشته باشد مجبوريم به طرق مختلف فضاي استخراج شده را پر كرد .

2- جهت تخليه ي مناسب و بروز گرفتگي از فشار آب 5-10 kg .cm   با نازل هايي به قطر        2-3 cm  استفاده مي شود .

3-  تخليه مواد ممكن است از تمتم  draw point   ها يا از تك تك آنها صورت مي گيرد .

در صورتي كه فشار آب جهت تخليه كم و دبي آن زياد باشد ايجاد گل و لاي خواهد كرد كه خود تخليه را مشكل تر مي كند هرچه سرعت تخليه بيشتر باشد احتمال پل زدگي كمتر خواهد بود .

4-  در صورتي كه احتمال پوسته ، پوسته شدگي وجود داشته باشد ،بهتر است تخليه ي همزمان صورت گيرد ، كه در اين صورت اختلاط ماده ي معدني و باطله وجود دارد اما اختلاط ماده ي معدني از حالتي كه  draw point   ها به صورت تك تك تخليه انجام مي شود ، كمتر خواهد بود .

5-  در صورتي تخليه به صورت تك تك انجام مي گيرد كه نرخ توليد زياد مد نظر نباشد و احتمال پل زدگي كمتر باشد ، از ويژگي هاي اين روش است . گل شدگي كمتر اتفاق مي افتد زيرا به هرحال آب از يك مكان خارج مي شود.

پر كردن نهايي  stop  ها براي كنترل زمين بسيار مهم است و به 3 روش :

هيدروليكي ، پنوماتيكي و دستي و يا به صورت همزمان و غير همزمان انجام مي شود .

6-  در اين روش  out put per man shift ( o.m.s )   ( مقدار استخراج به ازاي هر نفر در شيفت )

فوق العاده كم است چون درجه ي مكانيزاسيون آن از ساير روش ها كمتر است .

در شرايط بد تقريباً   10 ton  در هر شيفت و در شرايط مساعد ممكن است تا   20 ton  در هر شيفت استخراج شود .

در اين روش احتمال ترفيق شدگي زياد است و براي رفع اين مشكل قبل از آتشباري يك سري ورقه هاي فلزي ،پهن مي كنند و ايجاد يك فصل مشترك بين مواد معدني و مواد پر شده مي كنند .

 

 

مزايا
1) بيرون كشيدن مواد از كارگاه تحت نيروي ثقل.
2) كاربرد روش در معادل كوچك به دلیل سادگی روش.
3) ميزان توليد متوسط تا کم.
4) سرمايه‌گذاري پايين.
5) احتياج به نگهداري كم.
6) بازيابي نسبتاً خوب (75 تا 80 درصد) و اختلاط باطله کم (زیر 10 درصد)

 


 معايب
1) راندمان توليد پايين تا متوسط (در آمريكا 5 تا 10 تن به ازاي هر نفر در شيفت)
2) هزينه استخراج متوسط تا نسبتاً بالا (به طور نسبي 50 درصد)
3) مكانيزاسيون مشكل.
4) ماده معدني در معرض اكسيدشدن قرار مي‌گيرد.

5) شرایط سخت کاری بخصوص در معادن کوچک و رگه های باریک

6) وجود ریسک از دست دادن ماده معدنی انبار شده

7) عدم امکان فروش  60 تا 70 درصد از ماده معدنی تا قبل از اتمام عملیات استخراج

 

 

 

 

 

 

 

Shrinkage Stoping

In shrinkage stoping ore is excavated in horizontal slices, starting from the bottom of the stope and advancing upward. Part of the broken ore is left in the mined-out stope, where it serves as a working platform for mining the ore above and to support the stope walls.Through blasting, rock increases its occupied volume by about 50%. Therefore, 40% of the blasted ore must be drawn off continuously during mining to maintain suitable headroom between the back and the top of the blasted ore. When the stope has advanced to the upper border of the planned stope, it is discontinued, and the remaining 60% of the ore can be recovered.Smaller ore bodies can be mined with a single stope, whereas larger ore bodies are divided into separate stopes with intermediate pillars to stabilize the hanging wall. The pillars can generally be recovered upon completion of regular mining. Shrinkage stoping can be used in ore bodies with

  • Steep dips (the dip must exceed the angle of repose),
  • Firm ore,
  • Comparatively stable hanging wall and footwall,
  • Regular ore boundaries,
  • Ore that is not affected by storage in the stope (certain sulfide ores tend to oxidize and decompose when exposed to the atmosphere).

The development for shrinkage stoping consists of

  • A haulage drift along the bottom of the stope,
  • Crosscuts into the ore underneath the stope,
  • Finger raises and cones from the crosscuts to the
    undercut,
  • An undercut or complete bottom slice of the stope
    5 to 10 m above the haulage drift, and
  • A raise from the haulage level passing through the
    undercut to the main level above to provide access and ventilation to the stope.

The development of the bottom section of the stope can be simplified in the same way as for sublevel stoping--the finger raises are deleted, and the cross-cuts are developed for drawpoint loading.

Drilling and blasting are carried out as overhead stoping. The rough pile of ore in the stope prevents the use of mechanized equipment. Standard practice is to use air-leg rock drills and stoper drillers.

The traditional ore handling system in shrinkage stoping entails direct dumping of ore into rail cars from chutes below the finger raises. Shovel loaders are more effective in conjunction with a drawpoint loading system.

Shrinkage stoping was a common and important method in the days when few machines were employed in underground mining. Its advantage is the fact that the ore could be dumped directly into cars through the chutes, eliminating hand-loading. This is of little importance today, and the drawbacks--that is, the method is labor intensive, working conditions are difficult and dangerous, productivity is limited, and the bulk of the ore remains stored in the stope for a long period of time--have resulted in the replacement of shrinkage stoping by other methods. Sublevel stoping, vertical retreat stoping, sublevel caving, and cut-and-fill mining are methods that usually can be applied under similar conditions.

Shrinkage stoping remains, however, as one of the methods that can be practiced with a minimum of investment in machinery and yet is still not entirely dependent on manual capacity.

خواندن 1509 دفعه آخرین ویرایش در دوشنبه, 09 تیر 1393 ساعت 11:27
برای ارسال نظر وارد سایت شوید
صفحه اصلی مقاله های بخش معدن روش استخراج انباره ای