پنج روش انفجار معدن: کدام یک با عملیات شما مطابقت دارد؟
استخراج روباز معمولاً به صورت توالی حفاری، انفجار، بارگیری، حمل و نقل و دفع زباله توصیف میشود. در میان این مراحل، انفجار اغلب حدود ۱۵ تا ۲۰ درصد از کل هزینه تولید روباز را تشکیل میدهد. مهمتر از آن، کیفیت خردایش بر بهرهوری بیل مکانیکی، بارگیری کامیون، راندمان خردایش، پایداری شیب و هزینه نهایی به ازای هر تن تأثیر میگذارد.
هیچ روش انفجار واحدی وجود ندارد که برای هر معدن بهترین عملکرد را داشته باشد. انتخاب صحیح به شرایط سنگ، مقیاس تولید، هندسه پله، تجهیزات، محدودیتهای زیستمحیطی و مقررات محلی بستگی دارد.
۱. انفجار چالهای کمعمق
انفجار چاههای کمعمق معمولاً از چاههای کوچکتری استفاده میکند که معمولاً قطری حدود 30 تا 75 میلیمتر دارند. عمق چاه عموماً کمتر از 5 متر است، اگرچه ممکن است هنگام استفاده از یک دستگاه حفاری غولپیکر، به حدود 8 متر یا بیشتر برسد.
این روش معمولاً برای موارد زیر استفاده میشود:
معادن روباز کوچک
معادن کوچک
حفاری تونل
شکستن ثانویه
بریدگیهای جادهای
ساخت معدن جدید
عملیات ویژه خاکبرداری
مزیت اصلی آن انعطافپذیری است. سوراخهای کمعمق راحتتر جایگذاری میشوند و میتوان آنها را با تجهیزات نسبتاً جمعوجور حفر کرد.
محدودیت، حجم تولید است. انفجار در چالههای کمعمق معمولاً برای سکوهای بزرگ که معدن نیاز به جابجایی صدها هزار تن در یک چرخه دارد، کمتر مناسب است.
۲. سندبلاست عمیق حفرهای
انفجار چاه عمیق از تجهیزات حفاری برای ایجاد سوراخهای عمیقتر استفاده میکند که به عنوان فضای بارگیری برای محصول انفجاری تأیید شده عمل میکنند. در معادن روباز، عمدتاً برای انفجار تولیدی روی سکوها استفاده میشود.
محدودههای مرجع معمول تقریباً عبارتند از:
عمق چاه: ۱۵ تا ۲۰ متر
قطر سوراخ: 75 تا 310 میلیمتر
قطر معمول: ۲۰۰ تا ۲۵۰ میلیمتر
انفجار چاه عمیق به طور گسترده برای توسعه، استخراج و تولید معادن استفاده میشود. عملیاتهای بزرگ ممکن است بیش از ۹۰٪ از کل حجم انفجار خود را از آن استفاده کنند.
سوراخهای عمودی و شیبدار هر دو امکانپذیر هستند. سوراخهای شیبدار میتوانند توزیع انرژی یکنواختتری را فراهم کنند و ممکن است شرایط خردشدگی و بارگذاری را بهبود بخشند. بسته به محل، مهندسان ممکن است از طرحهای تأخیر کنترلشده، بارگذاری عرشهای، عرشهسازی هوایی یا سایر تکنیکهای تأییدشده نیز برای مدیریت ارتعاش و بهبود استفاده از انرژی استفاده کنند.
دکلهای حفاری DTH و متههای چالزنی چرخشی هر دو انتخابهای رایجی هستند. سیستم حفاری باید با توجه به سنگ، قطر چال، عمق و میزان تولید مورد نیاز انتخاب شود.
۳. سندبلاست محفظهای
انفجار محفظهای مقدار زیادی از محصول انفجار را درون یک محفظه آماده یا دهانه زیرزمینی قرار میدهد. از آنجا که مقدار مورد استفاده میتواند بسیار زیاد باشد، این روش گاهی انفجار انبوه نامیده میشود.
ممکن است برای موارد زیر در نظر گرفته شود:
پروژههای ساخت معدن
شرایط ویژه معادن روباز
عملیات بزرگ معدنکاری
سایتهایی که حجم زیادی از دادهها باید در تعداد محدودی از رویدادها شکسته شود
این روش میتواند میزان حفاری سطحی مورد نیاز را کاهش دهد و ممکن است سختیهای مختلف سنگ را نیز تحمل کند. همچنین میتواند در مواردی که شرایط حفاری سطحی دشوار است، مورد استفاده قرار گیرد.
با این حال، آمادهسازی محفظه میتواند شرایط کاری نامناسبی را برای خدمه توسعه ایجاد کند و نتیجه ممکن است شامل نسبت بیشتری از سنگهای بزرگ باشد. این روش نیاز به طراحی دقیق، مجوز، بررسی زمینشناسی و مدیریت ایمنی دقیق دارد.
۴. بلاستینگ چند ردیفه در میلیثانیه
با افزایش اندازه سطلهای بیل مکانیکی و ظرفیت تولید معادن، معادن به حجم انفجار بیشتری نیاز داشتهاند. انفجار چند ردیفه در میلیثانیه امکان ایجاد چندین ردیف چال را در یک توالی برنامهریزیشده فراهم میکند.
عملیاتهای بزرگ ممکن است تقریباً ۵ تا ۱۰ ردیف را در یک رویداد انفجار دهند، که بسته به طراحی معدن، کل مواد شکسته شده به صدها هزار تن میرسد.
در یک انفجار میلیثانیهای، بارها در چالهای مجاور در فواصل زمانی کوتاه و از پیش تعیینشدهای آغاز میشوند. این زمانبندی به توزیع انرژی و مدیریت حرکت توده سنگ کمک میکند.
مزایای بالقوه عبارتند از:
حجم بیشتر در هر انفجار
حوادث انفجار کمتر و زمان انتظار کوتاهتر
قطعه قطعه شدن بهتر
درصد کمتر برای سایز بزرگ
بهبود استفاده از تجهیزات حفاری
بهرهوری بهتر بیل مکانیکی و کامیون حمل بار
در گزارشهای اولیه میدانی، بهبودهای احتمالی تقریباً ۱۰ تا ۱۵ درصدی برای تجهیزات حفاری و بارگیری-حمل ذکر شده است، در حالی که میتوان اندازههای بزرگتر را در مقایسه با انفجار تک ردیفی به طور قابل توجهی کاهش داد. نتایج واقعی به دقت حفاری، ساختار سنگ، طراحی انفجار و شرایط محل بستگی دارد.
۵. ریختهگری چند ردیفه در میلیثانیه یا انفجار محدود
انفجار محدود چند ردیفه میلیثانیهای در حالی انجام میشود که تودهای از خاکریز قبلی در جلوی جبهه کار باقی مانده است. توده موجود باعث ایجاد محصورشدگی میشود.
آن حبس میتواند:
زمان اقدام مؤثر را افزایش دهید
بهبود تکه تکه شدن
به کنترل عرض توده گل و لای کمک کنید
کاهش حرکت کنترل نشده سنگ
مواد شکسته را غلیظتر نگه دارید
در مقایسه با انفجار چند ردیفه معمولی میلیثانیهای، فاصله تأخیر معمولاً به طور متفاوتی طراحی میشود. زمان دقیق باید توسط مهندسان انفجار واجد شرایط از طریق تجزیه و تحلیل و آزمایشهای خاص محل تعیین شود.
مزایای اصلی آن، بهبود تکهتکه شدن و ایجاد تودهای از گل و لای متمرکزتر است. این میتواند برای معادنی که از حمل و نقل ریلی استفاده میکنند مفید باشد، زیرا ممکن است لازم نباشد قبل از هر انفجار، مسیر را جدا کرد.
بدهبستانها نیز به همان اندازه مهم هستند:
مصرف بیشتر محصول انفجاری
نیاز به پلتفرم کاری گستردهتر
ارتفاع بیشتر توده گل و لای
احتمال تداخل در عملکرد بیل مکانیکی
هماهنگی و کنترل ایمنی دشوارتر
بر اساس شرایط سایت انتخاب کنید، نه بر اساس عادت
یک معدن نباید یک الگوی انفجار را صرفاً به این دلیل که در گذشته جواب داده است، برای همیشه حفظ کند. سختی سنگ، درزها، آب، ارتفاع سکو، تجهیزات و زیرساختهای اطراف، همگی میتوانند تغییر کنند.
قبل از انتخاب روش، موارد زیر را بررسی کنید:
نوع سنگ و ساختار شکستگی
اندازه قطعه مورد نیاز
هندسه نیمکت و شرایط سطح آزاد
تجهیزات حفاری و دقت سوراخ
ظرفیت بارگیری و حمل و نقل
محدودیتهای ارتعاش و پرتاب سنگ
محدودیتهای مربوط به گرد و غبار، سر و صدا و اجتماع
الزامات صدور مجوز و ایمنی محلی
هزینه کل به ازای هر تن، شامل شکست ثانویه
برای مکانهایی که نزدیک ساختمانها، راهآهن، بزرگراهها، خطوط برق یا تأسیسات حساس هستند، انفجارهای مرسوم ممکن است تنها گزینه نباشند. سیستم شکافت سنگ با انرژی گازی O2 شرکت Gaea Rock از اکسیژن مایع و یک جاذب قابل احتراق در داخل یک لوله شکست استفاده میکند. این یک فرآیند تغییر فاز فیزیکی کنترلشده است، نه یک سیستم انفجاری مرسوم.
سیستم O2 را میتوان در مواردی که شدت موج ضربه کمتر، لرزش کمتر، طبقهبندی حمل و نقل سادهتر یا شکافت سنگ کنترلشده مهم است، در نظر گرفت. این سیستم همچنان به حفاری مناسب، ایجاد ساقه، احتراق از راه دور، مناطق ممنوعه، پرسنل آموزشدیده و تأیید مهندسی محلی نیاز دارد.
بهترین روش انفجار، روشی است که بین خردایش، بهرهوری، ایمنی، حفاظت از محیط زیست و کل هزینه عملیاتی تعادل برقرار کند.
