بهينه سازي انفجار در معادن سنگ آهن (چغارت و گل گهر)

فصل اول: تعریف پارامترهای طراحی انفجار
عنوان
مقدمه     7
1-1- تعریف پارامترهای طراحی انفجار     8
1-2- روش های طراحی پارامترهای انفجار     14
1-2-1- ضخامت بار سنگ     14
1-2-2- روشهای محاسبه بردن     15
1-2-3- فاصله ردیفی چالها     16
1-2-4- ارتفاع پله     17
1-2-5- اضافه چال     18
1-2-6- گل گذاری     19
1-2-7- شیب چال     20
1-2-8- محاسبه وزن ستون ماده منفجره     21
1-2-9- خرج گذاری منقطع یا چند مرحله ای     22
1-2-10- انرژی ویژه     23
1-2-11- خرج ویژه     25
1-2-12- خرج ته چال     27
1-2-13- خرج میان چال     28
فصل دوم :  بهینه سازی چالهای انفجاری                 29
1-2- انواع مواد منفجر ه    30
2-2- مواد منفجره معمول در معادن                  31
2-3- مواد منفجره ژله ای    32
2-4- تئوریهای انفجار         35
2-4-1- تئوری long forse 35
2-4-2- تئوری   ASH       36
2-4-3- تئوری  nitronobel39
2-4-4- تئوری اندرسون       40
2-4-5- تئوری پیرس           41
2-4-6- تئوری کوینا            42
2-4-7- تئوری اولافسون      43
فصل سوم :  بهینه سازی آتشبازی در معدن سنگ آهن چغارت                   48
3-1- بررسی وضعیت خاص معدن سنگ آهن چغارت                  49
3-2- آبشناسی معدن چغارت 50
3-3- بررسی پارامترهای انفجار معدن چغارت     51
3-4- بهینه سازی سیستم حفاری آتشباری             57
فصل چهارم : بهینه سازی آتشباری در معدن سنگ آهن گل گهر    64
4-1- بررسی وضعیت معدن سنگ آهن گل گهر     65
4-1-1- مشخصات معدن گل گهر     65
4-1-2- مراحل کار معدن گل گهر     66
4-2- بررسی سیستم انفجار و بهینه سازی آن در معدن     67
4-3- طراحی نقشه انفجار گل گهر با روشهای تئوریک     71
4-4- بررسی هزینه های انفجار در معدن گل گهر     72
4-5- نتایج حاصل از تحقیقات     72
ضمائم      75

چکیده
این پروژه در ارتباط با بهینه سازی انفجار در معادن سنگ آهن می باشد در ابتدا به بررسی اجزای انفجار و پارامترهای آن پرداخته شده است سپس انواع تئوریهای انفجار به همراه معرفی انواع مواد منفجره آورده شده است.
در قسمت آخر پروژه بهینه سازی انفجار در دو معدن سنگ آهن چغارت و گل گهر مورد ارزیابی قرار گرفته است….

مقدمه
با توجه به اینکه انتخاب روش مناسب جهت انفجار باعث کاهش هزینه های معدن، خردایش مناسب سنگها، ایمنی بیشتر و بسیاری مزایای دیگر می شود، در این تحقیق با شناخت درست اجزای انفجار و تئوریهای مختلف با بهینه سازی انفجار آشنا می شویم. در این تحقیق انواع مواد منفجره و خواص آنها مورد ارزیابی قرار گرفته است بعلاوه بهینه سازی آتشباری در دو معدن بزرگ آهن ایران، چغارت و گل گهر بررسی شده است.

نتایج حاصل از تحقیقات :
در مجموع محاسباتی که انجام گردید معلوم شد که بهتر است الگوی معدن بر مبنای روش Ash طراحی و اجرا گردد .
البته باید به انجام چندین انفجار عملی و منظور نمودن نتایج به دست آمده و رفع نواقص اقدام به این کار نمود . به هرحال به نظر می رسد که آرایش بهینه چالها انفجاری در معدن سنگ آهن گل گهر سیرجان به صورت مستطیلی و با ابعاد 7-5 متر باشد . اضافه حفاری 5/1 متر ، عمق چالها 5/16 متر و طول انسداد 5 متر .
در عملیات حفاری که در معدن انجام می شود همانطور که مشاهده گردید چالهای انفجاری با عمق یکسان حفر نمی شوند و گاهی تا 4 متر اختلاف ارتفاع بین آنها وجود دارد. همچنین در بعضی از عملیات حفاری مقدار بسیار کمی برای اضافه حفاری منظور نموده اند. تفاوت بین عمق چالها باعث اختلاف در اضافه حفاری ، انسداد و طول خرج خواهد شد . بدین ترتیب توزیع نامناسبی از خرج در بلوک مورد نظر به خصوص در کف پله ها ایجاد می شود  و این امر می تواند باعث ایجاد قوزک در پای پله بشود . بدین جهت بهتر است در هنگام حفاری تمام چالها با عمق یکسان و اضافه حفاری مناسب حفر شوند .
به دلیل آنکه دستگاه های حفاری چالهايی قائم حفر می کنند ، ضخامت بار سنگ در نوک و پای پله با یکدیگر متفاوت خواهد بود . این امر نیز می تواند به ایجاد قوزک در پای پله کمک کند . برای بالا بردن راندمان می توان چالها را به موازات شیب پله حفر نمود تا ضخامت بار سنگ در بالا و پایین پله برابر شود . البته حفر چالها به موازات شیب مشکل بود و احتیاج به مهارت اپرتور و تنظیم دقیق دستگاه حفاری دارد . اما می تواند به عنوان راه حلی جهت حل مشکل قوزک در پای پله مطرح باشد . علاوه بر آن چنانچه چال ها به موازات شیب پله حفر شوند میزان عقب زدگی بسیار کمتر خواهد بود .
در تعدادی از عملیات انفجار در معادن سنگ آهن پدیده عقب زدگی ایجاد شده است . این امر می تواند ناشی از زیاد بودن بار سنگ باشد . به طور مثال در گل گهر سیرجان بار سنگ برابر 6 متر در نظر گرفته شده اما مطابق روش Ash میزان بار سنگ 5 متر پیشنهاد شده که ممکن است بتواند مشکل عقب زدگی را مرتفع نماید . به هر حال عقب زدگی باعث ایجاد درزه و شکاف در پشت چال ها خواهد شد . این امر باعث ایجاد مشکلاتی در هنگام حفر چالهای بعدی می شود .
ضریب سفتی 3/2 تا 5/2 نشان می دهد که میزان خرد شدگی ، لرزش هوا پرتاب سنگ و لرزش زمین وضعیت مناسبی ندارد . اما با توجه به روابط تئوریک این میزان 3 در نظر گرفته شده . با توجه به این ضریب ، میزان خرد شدن خوب ، لرزش هوا ، پرتاب سنگ و لرزش زمین کم خواهد بود . بدین ترتیب روشهای مناسب آرایش چالها باید در نظر گرفته شود . قطر چالهای انفجاری در سنگ آهن چغارت 125 تا 250 میلیمتر است با توجه به این موضوع قطر 251 میلیمتر برای چال ها چندان مناسب به نظر نمی رسد با توجه به درزه دار بودن و آبدار بودن سنگها اگر قطر چالها مقداری کمتر شود چالها به هم نزدیک تر خواهد شد، مقدار سنگهای درشت کاهش پیدا کرده و خردشدگی نیز افزایش می یابد و بدین ترتیب نیازی به حفر چالهای آتشباری ثانویه نخواهد بود . حفاری در این سنگها می تواند از نظر انحراف چال حائز اهمیت باشد . لذا باید به تمامی عواملی که باعث انحراف چال می شوند توجه کامل شود تا چال از مسیر اصلی منحرف نگردد . انحراف چال باعث عدم توزیع یکنواخت خرج و گاهی تداخل ناخواسته چال ها با یکدیگر می شود . در سنگهایی که دارای درزه و شکاف هستند سیستم چالزنی دورانی از این نظر مناسب ترین است .