استخراج و معدنکاری
استخراج مواد معدنی
استخراج شامل خروج و جداسازی هرگونه منبع تجدید ناپذیر مانند مواد معدنی، نفت، گاز طبیعی یا حتی آب می‌شود و به طور کلی استخراج یک فرایند آست که در آن جداسازی اتفاق می‌افتد. استخراج می‌تواند جداسازی مایع از مایع یا به شکل استخراج فاز جامد باشد.
استخراج سنگ و فلز از زمان‌های پیش از تاریخ توسط انسان انجام می‌شده‌است. فرآیندهای معدنکاری مدرن شامل جستجوی بدنه معادن، تجزیه و تحلیل پتانسیل سود یک معدن پیدا شده، استخراج مواد مورد نظر و احیای نهایی زمین پس از بسته شدن معدن است.
بسته به شرایط ماده معدنی تحلیل مدل استخراج متفاوت است.
عوامل مؤثر در انتخاب روش استخراج به شرح زیر می باشد:
- ملاحظات زیست محیطی
- میزان تخریب محیط زیست
- آلودگی های مربوط به هوا (تهویه، حرارت، رطوبت)
- نیازمندی های نیروی انسانی
- میزان ذخیره (تناژ و عیار)
- میزان تولید سالانه
- مدت زمان عمر معدن
- مقایسه هزینه های روش های مختلف استخراج
- زمین شناسی ساختاری منطقه (درز و شكستگی و گسل ها و ...)
- كانی شناسی و سنگ شناسی
- دگرسانی و هوازدگی سنگ های منطقه
- شرایط آب های زیرزمینی
- مقاومت و پایداری سنگ های منطقه
- اندازه (ابعاد به ویژه ارتفاع و ضخامت)
- شكل كانسار (لایه ای، عدسی، توده ای، نامنظم)
- جهت فضایی (انحراف یا شیب)
معدن گودالی است که به منظور استخراج خاک ها و کانی های مفید که در زمین ایجاد می شود. چنین گودالی می تواند در سطح و یا زیرزمین ایجاد شود. اما این معدن به گونه ای که مردم عادی تصور می کنند تنها یک حفره در زمین نیست، اگر چنین بود عملیات به علت مسائل اقتصادی و ایمنی خیلی زود متوقف می شد.
بنابراین برای اطمینان از تولید اقتصادی همراه با ایمنی، باید معدن را در طول عمر کار خود با طراحی و برنامه ریزی اصولی آماده سازی کرد (پودمان).
در ادامه با بررسی مواد ذکر شده باید به انتخاب بهترین روش استخراج و معدنکاری پرداخت.
انواع استخراخ شامل:
کندن و پرکردن
این نوع معدنکاری در شرایطی انجام می شود که کانسنگ دارای مقاومت متوسط تا محکم باشد اما سنگ میزبان از مقاومت کمتری برخودار است. شکل کانسار مسطح است (می تواند نامنظم و ناپیوسته هم باشد) و کانسار دارای شیب متوسط تا نسبتا پر شیب ( بیش از 45 تا 50 درجه) است. اندازه کانسار باریک تا متوسط ( 2 تا 30 متر) و دارای گسترش و وسعت زیادی است. عیار کانسنگ بالا است و عمق متوسط تا کم عمق (کمتر از 2/ 1 تا 4/ 2 کیلومتر) می باشد.
انباره ای
روش استخراج انباره ای به طور عمده در مورد کانسارهای غیر لایه ای پر شیب به کار می رود. و از این لحاظ در کنار روشهای استخراجی مانند استخراج از طبقات فرعی و تخریب در طبقات فرعی قرار می گیرد. که در دسته بندی هارتمن از روش استخراج انباره ای از روش بدون نگهداری مصنوعی نام برده شده است. اساس این روش که روشی با استخراج در جهت رو به بالا و قائم می باشد انبار نمودن حدود 3/2 از سنگ معدنی خرد شده در فضای خالی کارگاه استخراج می باشد. هدف از این کار ایجاد یک سکو برای انجام عملیات استخراج توسط کارگران و خنثی کردن نیروهای سطحی وارد بر کمر بالا و پایین ماده معدنی می باشد .
پیش روی رو به بالا در داخل کارگاهها با برشهای افقی ماده معدنی انجام می گیرد. سنگ پس از استخراج نسبت به حالت بکر خود حدود 30 الی 40 درصد افزایش حجم پیدا می کند بنا بر این باید روزانه این مقدار حجم افزایشی به بیرون منتقل گردیده و بقیه تا پایان عملیات استخراج به صورت انبار شده در درون کارگاه باقی می ماند. این روش به طور عمده روش دستی بوده و قابلیت مکانیزاسیون آن در قیاس با سایر روشهای استخراج بسیار اندک می باشد. به سه دلیل عمده در روش انباره ای نمی تون از ماشین آلات مکانیزه استفاده کرد:
1 ) سطح ناصاف ماده معدنی و عدم استحکام آن بعد از عملیات آتشباری
2 ) کوچک بودن فضا برای ماشین آلات بزرگ مکانیزه
3 ) عدم تخلیه مواد خورد شده به دلیل فشرده شدن در اثر رفت و آمد ماشین آلات
طبقات فرعی
روش استخراج از طبقات فرعی برای استخراج لایه های فلزی با شیب بالای 45 درجه مورد استفاده قرار گرفته و شرط لازم برای این روش وجود کمر بالای مستحکم می باشد. در لایه های پر شیب و با ضخامت کم تا متوسط از روش طولی استفاده می شود و در لایه های با ضخامت متوسط تا زیاد با شیب بالا روش استخراج از طبقات فرعی سبک عرضی را می توان بکار بست. در روش جدید طبقه قیفها به صورت شیب دار (هم شیب لایه) و تونل اسکریبر در امتداد لایه ساخته می شود و سنگهای استخراج شده توسط یک دوبل سنگریز به تونل باربری انتقال می یابد. روش جدید این امکان را فراهم می آورد تا در لایه های کم شیب و با ضخامت متوسط تا زیاد بتوان از روش استخراج از طبقات فرعی که در لایه های کم شیب در معادن فلزی امکان پذیر نیست استفاده کرد و راندمان و تولید بیشتری داشت (بافتی،91).
جبهه کار طولانی
لایه هایی که ضخامت آنها از ۳ تا ۸ فوت و زاویه شیب کمتر از ۱۲ درجه ، همچنین عمقی بالای ۳۰۰۰ فوت داشته باشند. این شیوه استخراج را می توان در آن ها به کار برد. ویژگی مهم دیگری که بایستی در مشخصات زمین ساختي لايه باشد نازک بودن کمر بالاو ضعیف بودن و قابلیت ریزش کردن آن بعد از تخليه ماده معدنی است. با این ترتیب عمل ریزش کمر بالا (باطله سقف) بایستی با پسروی روی جبهه کار بدون هیچ مقاومته یا تاخیری در پشت پایه های موقت نگهدارنده انجام گیرد. بر خلاف کمر بالا که بایستی شل و قابل ریزش باشد، کمر پایین لایه معدنی ( باطله کف) بایستی به قدری محکم باشد که تجهیزات نگهدارنده (موقت) براثر فشار سقف و نيروی هیدرولیک ( پایه ها به زمین که کارگاه فرو نرود) نشست نکند.
روش استخراج جبهه کار طولانی یکی ازمهمترین روشهای استخراج زیرزمینی زغال سنگ در دنیا است. ویژگیهایی نظیر تولید زیاد زغال و بهره وری بالا باعث فراگیر شدن این روش در استخراج لایه های زغالی درسراسر جهان گردیده است اما این روش درهمه لایه های زغالی امکان استفاده ندارد یکی از عواملی که باعث ایجاد محدودیت دراستفاده ازاین روش می گردد ضخامت لایه زغال است. درضخامت های بالاتر دیگر از این روش نمی توان استفاده کرد (حسینی،93).
تخریب توده ای
روش استخراج تخريب بزرگ، يکي از معدود روشهای استخراج زيرزمیني است که با توجه به هزينه های عملیاتي پايین و مقیاس استخراج بزرگ، قابلیت رقابت با روش استخراج روباز را دارد. از ساير مزيتهای اين روش سطح ايمني بالا برای پرسنل و قابلیت استفاده از اتوماسیون است. رو به پايان بودن معادن روباز کنوني و تقاضای روزافزون بشر برای مواد معدني به ويژه مس و آهن و از طرفي مزيتهای ياد شده، اين روش را در مرکز توجه صنعت معدنکاری قرار داده است (پنهانی،97). عمق متوسط ( 2/ 1 کیلومتر) می باشد. مواد برداشتی در این نوع استخراج باید قابلیت تخریب پس از استخراج ماده معدنی را دارا باشد. این مدل استخراج در کانسارهای با شیب تند و قائم همچنین کانسار بزرگ و با وسعت زیاد قابل استفاده است (پودمان).
استخراج روباز
در انتخاب روش استخراج، اقتصادی بودن روش که بر پایه نسبت باطله برداری محاسبه می شود و همچنین میزان ذخیره کانسار و ارزش آن ماده معدنی مهم و تعیین کننده است. با اینکه در روش استخراج روباز هزینه اولیه بالاتر است ولی هزینه استخراج پایین و تولید ماده معدنی نیز بالاتر از سایر روش ها است و به همین دلیل این روش از بسیاری از روش ها از مزایای بالاتری برخوردار است. از جمله ذخایر قابل استخراج به روش سطحی می توان به ذخایر توده ای، لایه ای و آبرفتی اشاره کرد. مهم ترین روش های استخراج روباز به روش های مکانیکی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:
استخراج با برش های مستقیم: این روش برای مواد معدنی ای استفاده می شود که لایه بندی افقی دارد. معمولا زغال با این روش استخراج می شود.
استخراج پهنه ای یا نواری: این روش معمولا برای مواردی استفاده می شود که ماده معدنی به صورت یک لایه افقی در دو طرف بلندی، رخنمون داشته باشد. این روش نیز عمدتا برای استخراج زغال به کار می رود.
استخراج پلکانی: این روش یک روش کلاسیک برای استخراج است که بیشتر برای کانسارهای فلزی مانند مس، آهن، سرب و روی و... استفاده می شود. در این روش معدن به صورت پله ای حفر می شود و این پله ها به وسیله ی رمپ ها به یکدیگر مرتبط می شوند. این روش عمدتا برای کانسارهای توده ای مانند آهن و مس استفاده می شود.
روش استخراج کواری: این روش مشابه روش پلکانی و مناسب برای استخراج معادن سنگ ساختمانی و مصالح ساختمانی است. معادن شن و ماسه، گرانیت و انواع سنگ های ساختمانی عمدتا با این روش استخراج می شوند.
1400/8/5
تیم زمين شناسي و اكتشاف مجموعه زمین خاک پویان با پرسنلی مجرب و دارای دانش روز در خصوص اکتشاف و استخراج انواع معدن پشتیبان و مشاور شماست.
در صورت نیاز به مشاوره با مهندسین زمین خاک پویان تماس حاصل فرمایید.
تلفن تماس
09124677907
09126784945
