مقدمه
آتشکاری اولین و بهترین گام پروسه تولید در معدن است که خردشوندگی تـورم و جابجـایی وهندسه مناسب تل انفجاری و جلوگیری از صدمات و ضایعات از نتایج قابل انتظـار ایـن پروسـهمی باشد یکی از ارکان طراحی الگوی انفجار که در این اهداف نقش بـسیار مهمـی دارد ، گـلگذاری چالهای انفجاری است. گل گذاری مواد غیر قابل اشتعالی اند که برای پـر کـردن چـال
انفجاری جهت حبس گازهای حاصل از انفجار بکار می روند .
نوع و سایز مواد گل گذاری و ارتفاع ستون گل گذاری سهم عمده ای در خردشوندگی مناسبتوده سنگ دارند و کاهش پرتاب سنگ و لرزش زمین را در بر خواهند داشت که از هزینه هایاضافی و آتشکاری ثانویه و مزاحمت های دیگـر جلـوگیری خواهنـد کـرد و از طرفـی بـا خـردشوندگی بهتر توده سنگ باعث بالا رفتن راندمان آتشکاری و رانـدمان عملیـاتی سـنگ شـکن
خواهد شد .
از آنجا که گل گذاری بر کل روند عملیاتی از معـدن تـا آسـیاب نقـش عمـده ای دارد در ایـنتحقیق سعی بر این شده است تا نقش موثر عملکرد بهینه گل گذاری در انفجار چال هـا مـوردبررسی قرار بگیرد

تئوری انفجار و تأثیر گل گذاری بر عملکرد چالها و آثار منفی گل گذاری نا مناسب

تئوری انفجار و تأثیر گل گذاری بر عملکرد چالها و آثار منفی گل گذاری نا مناسب

فهرست مطالب

چکیده……………………………………………………………………………………………………………………… 1
مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………….3

فصل اول

تئوری انفجار……………………………………………………………………………………………………………….4

-1- شکستن سنگ………………………………………………………………………………………………………. 6
1-1-1- انفجار…………………………………………………………………………………………………………….. 6
1-1-2- انتشار امواج ضربه………………………………………………………………………………………………. 8
1-1-3- انبساط گازها…………………………………………………………………………………………………… 10
1-1-4- جابجائی توده سنگ…………………………………………………………………………………………. 13
1-2- تولید شکاف در سنگ………………………………………………………………………………………….. 15
1-3- پرتاب سنگ………………………………………………………………………………………………………. 16
1-4- لرزش زمین………………………………………………………………………………………………………. 16
1-5- لرزش هوا……………………………………………………………………………………………………….. 17
1-6- بررسی کلی انتقال انرژی……………………………………………………………………………………… 18

فصل دوم

تأثیر گل گذاری بر عملکرد چالها………………………………………………………………………………………20

2-1- عملکرد گل گذاری……………………………………………………………………………………………….. 21
2-2- تأثیر خصوصیات گل گذاری………………………………………………………………………………………. 30
2-2-1- ارتفاع ستون گل گذاری………………………………………………………………………………………. 30
2-2-2- اندازه و شکل و نوع مواد گل گذاری…………………………………………………………………………. 34

فصل سوم

آثار منفی گل گذاری نا مناسب………………………………………………………………………………………… 46

3-1-لرزش هوا و ایجاد سر و صدا………………………………………………………………………………………. 48
3- 2-پرتاب سنگ………………………………………………………………………………………………………….. 49
3-3- لرزش زمین………………………………………………………………………………………………………….. 52
3-4- ایجاد قطعات درشت پس از انفجار………………………………………………………………………………… 55
3-5- آلایندگی هوا………………………………………………………………………………………………………… 56
3-6- عقب زدگی………………………………………………………………………………………………………….. 57
3-7- پرتاب مواد گل گذاری به بیرون…………………………………………………………………………………….. 58

فصل چهارم

نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………. 59
پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………….. 64
منابع………………………………………………………………………………………………………………………. 66

فهرست جداول

جدول 2-1-مقایسه سرعت انفجار آنفو در چال های مشابه………………………………………………………… 44

فهرست نمودارها

1-1- نمودار سرعت انفجار در نقاط مختلف چال……………..و……………………………………………………….. 8
2-1- منحنی های هزینه های واحد معدن ، وابسته به خردشوندگی…………………………………………….. 22
2-2- عمق گل گذاری در قطرهای مختلف با خرج آنفو ……………………………………………………………….. 32
2-3- نمودار مقایسه عملکرد مواد گل گذاری در معدن RED DOG آلاسکا………………………………………….. 36

شکل ها

1-2-شکل انتشار امواج………………………………………………………………………………………………….. 9
1-3-شکل خرد شدن سنگ با انبشاط شکافها……………………………………………………………………… 12
1-4-شکل جهت حرکت توده سنگ شکسته شده با توجه به وضعیت گل گذاری………………………………. 14
1- 5-گل گذاری میان لایه های سست در چال انفجاری……………………………………………………………. 15
2- 1-خرج گذاری منقطع در چال انفجاری……………………………………………………………………………. 24
2-2-پرتاب زودهنگام مواد گل گذاری به بیرون………………………………………………………………………. 26
2-3-ایجاد تل انفجاری در حالتهای مختلف گل گذاری……………………………………………………………… 27
2-4-جهت حرکت قسمتهای توده سنگ پس از انفجار…………………………………………………………… 29
2-5-گل گذاری میان لایه های سست رسی………………………………………………………………………. 33
6-2 خروج گازهای انفجاری از میان لایه های سست در اثر گل گذاری نامناسب…………………………….. 34
2-7-عملکرد خرد ریزه های حفاری و خرده سنگها در مصالح گل گذاری ……………………………………… 37
2-8-دو نمونه از درپوش های گل گذاری………………………………………………………………………….. 40
2- 9-نحوه عملکرد درپوش های گل گذاری در هنگام انفجار…………………………………………………… 42
3- 1-پرتاب سنگ در اثر گل گذاری نامناسب……………………………………………………………………. 51
3-2-حرکت موج انفجار در ایجاد لرزش زمین……………………………………………………………………… 53
3-3-اثر لرزش زمین ناشی از انفجار بر ساختمان مسکونی…………………………………………………….. 54
3-4-موقعیت ایجاد قطعات درشت پس از انفجار چال…………………………………………………………….. 56
3-5-عقب زدگی چال در اثر گل گذاری نامناسب…………………………………………………………………. 58

فصل اول

تئوری انفجار

پروسه آتشکاری نیازمند یک تعداد محاسبات فاصله تا سطح آزاد و فاصـله ردیفـی چـال هـااست بطوریکه طراحی آتشکاری مقدار مواد مورد نیاز را برآورده سازد. وقتی مـاده منفجـره درچالهای انفجاری تحت شرایط محدود منفجر می شوند، تغییرات فوری و سریعی در سـاختمانماده منفجره بوجود می آید در زمان بسیار کوتاهی بعد از انفجار انرژی بسیار زیـادی بـا درجـهحرارت بالا و گازهای با فشار زیاد بوجود می آید. این پروسه سنگهای مجاور چال را خرد مـیکند و درون آنها شکاف ایجاد می کند بطوریکه نیروهای بکار رفتـه در انفجـار چـال بزرگتـر ازمقاومت تنشی سنگهای مجاور است .
این اختلال پیوسته از موقعیت انفجار پخش می شود. این اختلال شناخته شـده اسـت ماننـدموج ضربه که لرزش زمین ، پرتاب سنگ رادر اثر خرج زیاد یا نوع گل گذار ی نامناسب نتیجـهمی دهد .
مقدار گل گذاری مناسب می تواند در تامین اینکه موادمنفجره درهر چال بقدر کافی فشرده شود ، برای تاثًیر مفید انرژی انفجار بکار گرفته شود . در جاییکه پرتاب سنگ مسئله است به سمت استفاده از مواد منفجره در روش های منفجره در روش های محدود شده می رویم .
1-1- شکستن سنگ
بطور کلی شکستن سنگ ناشی از دو عامل زیر است :
– انفجار ماده منفجره و آزاد شدن انرژی
– عکس العمل سنگ در مقابل این انرژی آزاد شده
از لحظه وقوع انفجار تا شکسته شدن و جابجاشدن توده سنگ و سرانجام پایان کار اتفاقات
مشخصی روی می دهد که می توان بطور زیر دسته بندی کرد :
– انفجار
– انتشار امواج ضربه
– انبساط گازهای ناشی از انفجار
– جابجا شدن توده سنگ

1- 1- 1- انفجار :
ماده منفجره در اثر انفجار بلا فاصله تبدیل به توده ای از گاز داغ مـی شـود کـه درایـن لحظـهفشار بسیار زیادی دارد. این فشار را فشار انفجار می گویند و مقدار آن از 9 کیلـو بـار تـا 275 کیلو بار و درجه حـرارت آن بـه از 3000 درجـه فارنهایـت تـا 7000 درجـه فارنهایـت تغییـر می کند.
وقتیکه موج انفجار از نقطه شروع آتش شد پرایمر یا پاشنی در ستون ماده منفجـره بـا سـرعتمافوق صوت حرکت می کند یعنی سرعت حرکت موج انفجار در ماده منفجره بـیش از سـرعتسیر صوت در ماده منفجره است گرچه سرعت انفجار زیاد است اما بهر حال برای تکمیل شدنانفجار و آزاد شدن کامل انرژی زمان لازم است که هرچه این زمان بیشتر شود مقـدار ترکهـا وشکافها بیشتر می شود و خرد شوندگی مطلوب تری بدست می آید که این مقدار زمان بوسیلهگل گذاری مناسب حاصل می شود .
در نمودار زیر سرعت انفجار چال در نقاط مختلف چال که خرج موجود در چال آنفو می باشـدرا مشاهده می کنید که مقدار شیب نمودار در طول قسمت گل گذاری کم می شود و حاکی ازسرعت پایین انفجار در این نقاط است حتماً باید دقت شود طول گل گذاری به حد بهینه برسدتا راندمان انفجار بهتر شود .
1-1-2- انتشار امواج ضربه
انتشار امواج ضربه در سنگ بلافاصله بعد از انفجار صورت می گیرد و از آزاد شدن ناگهـانیگازهای حاصل از انفجار حاصل می شود. و انتشار امواج بر ایـن اسـاس اسـت کـه سـرعتانفجار بیش از سرعت امواج الاستیک در سنگ است در شرایط معمولی کـه پرایمـر در تـهچال قرار دارد در حالیکه امواج حاصل از انفجار در سـنگهای اطـراف پـایین چـال در حـالتاثًیر هستند خود ماده منفجرا در حال انفجار است و در نتیجه انتشار امـواج در سـنگ بـهشکل گلابی و و صورت شکل 2-1 می باشد 2{}
همانطور که مشاهده می شود هر چه طول گل گذاری بیشتر شود منطقه تاثًیر امـواج کـم مـیشود و احتمال بوجود آمدن قطعات درشت سنگ و خرد شوندگی ضعیف زیـاد مـی شـود. در مرحله فشاری موج ضربه ناشی از انفجار با سرعت 3000 تا 6000متر بر ثانیه در سـنگ عبـورمی کند در این حالت سنگ فشرده شده و شکافها ی درمیکروسکوپی در آن ایجـاد مـی شـودموج ضربه پس از رسیدن به سطح آزاد انعکاس پیدا می کند و موج کششی تبدیل می شـود وبرمی گردد و موجب تولید شکافهای کوچک اولیه شعاعی در چال می گردد {15}

تئوری انفجار و تأثیر گل گذاری بر عملکرد چالها و آثار منفی گل گذاری نا مناسب

تئوری انفجار و تأثیر گل گذاری بر عملکرد چالها و آثار منفی گل گذاری نا مناسب

فصل دوم
تاثیر گل گذاری برعملکردچالهای انفجاری
گل گذاری می تواندبصورت قراردادن موادغیرقابـل احتـراق بـرای پرکـردن چالهـای انفجـاریتعریـف شـوداگرچه ظـاهرا ازموادغیرانفجـاری تـشکیل ش ده اسـت وبـی اهمیـت جلـوه مـیدهدامابامحبوس کردن گازهای حاصل از انفجار،گل گذاری می توانداثرقابل تـوجهی بررانـدمانیک انفجار داشته باشد.
گل گذاری باافزایش محـدودکردن گازهـای انفجـاری درچـال،افزایش درانـرژی انتقـالی مـادهمنفجره به سنگ را نتیجه می دهد.
گل گذاری درسر چال برای اطمینان ازاین است که انرژی ماده منفجره بطورکامل مورداستفادهقرارگیرد و به هدرنرودو ضایعات و صدمات ناشی از آتشکاری کنترل شود.

2-1- عملکرد گل گذاری
طراحی آتشکاری شامل تغییرات عددی و کیفی خصوصیات سنگ ، مـواد منفجـره و محـصولمی باشد . مهمترین هدف پروسه آتشکاری ، درجه خردشوندگی مـورد نیـاز مـی باشـد کـه بـرهزینه کل تاثیر بسزایی دارد. افزایش درجه خردشوندگی ، نرخ توان تولید بالا را به ما می دهد.{9}
نزدیک دهانه چال ارتفاع ماده منفجره و ارتفاع گل گذاری باید کنترل شود تا با استفاده از مواد گل گذاری به محبوس کردن گازها با یک عمل تاخیری که باید به اندازه کافی بطـول انجامـد، کمک شود تا انتشار امواج و گازها قبل از حرکت توده سنگ و پرتاب مواد گل گذاری به بیروناتفاق نیافتد.
گل گذاری مناسب اثرات مطلوبی بر عملکرد چالهای انفجاری دارد ، گل گذاری فقط به معنایبستن دهانه چال نمی باشد بلکه گل گذاری مـی توانـد در بـین مـواد منفجـره بـصورت خـرجگذاری منقطع در موارد زیر بکار رود:
– کاهش استفاده از مواد منفجره در نزدیکی مناطق سست ، گسلها ویا لایه های رسی
– کاهش مقدار خرج انفجـاری در یـک تـاخیر و کـم کـردن لـرزش زمـین بخـصوص در
آتشکاریهای زیر زمینی که از روش چالهای انفجاری طویل استفاده میکننـد بـه دلیـل
کاهش لرزش منطقه معدنکاری و جلوگیری از فعال سازی نیروهای غیر فعـال لرزشـی
زمین
– جایگذاری خرج بصورت متوالی تا دهانه چال برای جلوگیری از ایجـاد قطعـات درشـت
سنگ پس از انفجار
مهمترین جهت مقاومت مواد شکننده در جهت انتشار شکافها می باشد زیـرا مقاومـت کشـشیاین مواد بسیار کمتر از مقاومت فشاری است. بعد از اینکه امواج از بین سنگها عبور کرد در اثـربازگشت امواج کششی باعث ایجاد شکافهای ریز در سـنگ مـی شـود و ایفـای نقـش گازهـای حاصل از انفجاراز این مرحله آغاز می شود که گازهای داغ از میان ترکها و شکافهای ایجاد شده
عبور می کنند و باعث انبساط چال و در نتیجه شکستن و خردشوندگی مناسب می شوند.
فرآیند انفجار فقط چند میلی ثانیه بطول می انجامد که هر چه زمان و بازداشت ایـن گازهـادر چال بیشتر باشد فرصت و کارایی بیشتری برای انبساط چال دارند.
گل گذاری مناسب ، گل گذاری است که زمان محبوس کـردن گازهـا را زیـاد کنـد بخـصوصخرده سنگهای زاویه دار که وقتی چال منفجر می شود فشار چال به سمت بالا حرکت می کندو باعث فشرده شدن و قفل شدن این مواد در هم می شودکه یک سد مقـاوم در مقابـل خـروجگازها ایجاد می کند و مسیر این گازهای داغ را به سمت ترکها و شکافها و به سمت سـطح آزادهدایت می کند. گل گذاری نامناسب بخصوص خرده ریزه های حفاری بسیار بی اهمیت و کـمتاثیرند ، هماطور که در شکل 3-2 مشاهده می شود در اثر فـشار انفجـار ایـن نـوع مـواد گـلگذاری مقاومتی از خود نشان نداده و به شدت از دهانه چال به سمت بالا پرتاب می شـوند کـهباعث تورم کم و جابجایی کم تل انفجاری در زیر پله می شوند بطوریکـه تـل انفجـاری بوجـودآمده با ارتفاع نامناسب در موقع بارگیری توسط ماشین آلات بـارگیری بـسیار خطرنـاک اسـتچراکه ممکن است بیشتر از ارتفاع دسترسی ماشین آلات شود و احتمال ریـزش آن در هنگـامبارگیری بسیار زیاد است.
اگر گل گذاری نا کافی باشد و اگر چاشنی در سر چال قرار گیرد ، درصد قابـل تـوجهی از گـازداغ حاصل از انفجار از چال خارج شده و به بیرون می روندکه بدینسان پتانسیل انرژی حاصـلاز گازهای محبوس کاهش می یابد و بطور اضافی و مزاحم باعث ایجاد سـر و صـدای مهیـب ومزاحمتهای محیطی می کند.


مقطع : کارشناسی ارشد

قیمت 25 هزار تومان

خرید فایل pdf به همراه فایلword

قیمت:35هزار تومان