مقدمه
آتشكاري اولين و بهترين گام پروسه توليد در معدن است كه خردشوندگي تـورم و جابجـايي وهندسه مناسب تل انفجاري و جلوگيري از صدمات و ضايعات از نتايج قابل انتظـار ايـن پروسـهمي باشد يكي از اركان طراحي الگوي انفجار كه در اين اهداف نقش بـسيار مهمـي دارد ، گـلگذاري چالهاي انفجاري است. گل گذاري مواد غير قابل اشتعالي اند كه براي پـر كـردن چـال
انفجاري جهت حبس گازهاي حاصل از انفجار بكار مي روند .
نوع و سايز مواد گل گذاري و ارتفاع ستون گل گذاري سهم عمده اي در خردشوندگي مناسبتوده سنگ دارند و كاهش پرتاب سنگ و لرزش زمين را در بر خواهند داشت كه از هزينه هاياضافي و آتشكاري ثانويه و مزاحمت هاي ديگـر جلـوگيري خواهنـد كـرد و از طرفـي بـا خـردشوندگي بهتر توده سنگ باعث بالا رفتن راندمان آتشكاري و رانـدمان عمليـاتي سـنگ شـكن
خواهد شد .
از آنجا كه گل گذاري بر كل روند عملياتي از معـدن تـا آسـياب نقـش عمـده اي دارد در ايـنتحقيق سعي بر اين شده است تا نقش موثر عملكرد بهينه گل گذاري در انفجار چال هـا مـوردبررسي قرار بگيرد

تئوري انفجار و تأثير گل گذاري بر عملكرد چالها و آثار منفي گل گذاري نا مناسب

تئوري انفجار و تأثير گل گذاري بر عملكرد چالها و آثار منفي گل گذاري نا مناسب

فهرست مطالب

چكيده……………………………………………………………………………………………………………………… 1
مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………….3

فصل اول

تئوري انفجار……………………………………………………………………………………………………………….4

-1- شكستن سنگ………………………………………………………………………………………………………. 6
1-1-1- انفجار…………………………………………………………………………………………………………….. 6
1-1-2- انتشار امواج ضربه………………………………………………………………………………………………. 8
1-1-3- انبساط گازها…………………………………………………………………………………………………… 10
1-1-4- جابجائي توده سنگ…………………………………………………………………………………………. 13
1-2- توليد شكاف در سنگ………………………………………………………………………………………….. 15
1-3- پرتاب سنگ………………………………………………………………………………………………………. 16
1-4- لرزش زمين………………………………………………………………………………………………………. 16
1-5- لرزش هوا……………………………………………………………………………………………………….. 17
1-6- بررسي كلي انتقال انرژي……………………………………………………………………………………… 18

فصل دوم

تأثير گل گذاري بر عملكرد چالها………………………………………………………………………………………20

2-1- عملكرد گل گذاري……………………………………………………………………………………………….. 21
2-2- تأثير خصوصيات گل گذاري………………………………………………………………………………………. 30
2-2-1- ارتفاع ستون گل گذاري………………………………………………………………………………………. 30
2-2-2- اندازه و شكل و نوع مواد گل گذاري…………………………………………………………………………. 34

فصل سوم

آثار منفي گل گذاري نا مناسب………………………………………………………………………………………… 46

3-1-لرزش هوا و ايجاد سر و صدا………………………………………………………………………………………. 48
3- 2-پرتاب سنگ………………………………………………………………………………………………………….. 49
3-3- لرزش زمين………………………………………………………………………………………………………….. 52
3-4- ايجاد قطعات درشت پس از انفجار………………………………………………………………………………… 55
3-5- آلايندگي هوا………………………………………………………………………………………………………… 56
3-6- عقب زدگي………………………………………………………………………………………………………….. 57
3-7- پرتاب مواد گل گذاري به بيرون…………………………………………………………………………………….. 58

فصل چهارم

نتيجه گيري………………………………………………………………………………………………………………. 59
پيشنهادات……………………………………………………………………………………………………………….. 64
منابع………………………………………………………………………………………………………………………. 66

فهرست جداول

جدول 2-1-مقايسه سرعت انفجار آنفو در چال هاي مشابه………………………………………………………… 44

فهرست نمودارها

1-1- نمودار سرعت انفجار در نقاط مختلف چال……………..و……………………………………………………….. 8
2-1- منحني هاي هزينه هاي واحد معدن ، وابسته به خردشوندگي…………………………………………….. 22
2-2- عمق گل گذاري در قطرهاي مختلف با خرج آنفو ……………………………………………………………….. 32
2-3- نمودار مقايسه عملكرد مواد گل گذاري در معدن RED DOG آلاسكا………………………………………….. 36

شكل ها

1-2-شكل انتشار امواج………………………………………………………………………………………………….. 9
1-3-شكل خرد شدن سنگ با انبشاط شكافها……………………………………………………………………… 12
1-4-شكل جهت حركت توده سنگ شكسته شده با توجه به وضعيت گل گذاري………………………………. 14
1- 5-گل گذاري ميان لايه هاي سست در چال انفجاري……………………………………………………………. 15
2- 1-خرج گذاري منقطع در چال انفجاري……………………………………………………………………………. 24
2-2-پرتاب زودهنگام مواد گل گذاري به بيرون………………………………………………………………………. 26
2-3-ايجاد تل انفجاري در حالتهاي مختلف گل گذاري……………………………………………………………… 27
2-4-جهت حركت قسمتهاي توده سنگ پس از انفجار…………………………………………………………… 29
2-5-گل گذاري ميان لايه هاي سست رسي………………………………………………………………………. 33
6-2 خروج گازهاي انفجاري از ميان لايه هاي سست در اثر گل گذاري نامناسب…………………………….. 34
2-7-عملكرد خرد ريزه هاي حفاري و خرده سنگها در مصالح گل گذاري ……………………………………… 37
2-8-دو نمونه از درپوش هاي گل گذاري………………………………………………………………………….. 40
2- 9-نحوه عملكرد درپوش هاي گل گذاري در هنگام انفجار…………………………………………………… 42
3- 1-پرتاب سنگ در اثر گل گذاري نامناسب……………………………………………………………………. 51
3-2-حركت موج انفجار در ايجاد لرزش زمين……………………………………………………………………… 53
3-3-اثر لرزش زمين ناشي از انفجار بر ساختمان مسكوني…………………………………………………….. 54
3-4-موقعيت ايجاد قطعات درشت پس از انفجار چال…………………………………………………………….. 56
3-5-عقب زدگي چال در اثر گل گذاري نامناسب…………………………………………………………………. 58

فصل اول

تئوري انفجار

پروسه آتشكاري نيازمند يك تعداد محاسبات فاصله تا سطح آزاد و فاصـله رديفـي چـال هـااست بطوريكه طراحي آتشكاري مقدار مواد مورد نياز را برآورده سازد. وقتي مـاده منفجـره درچالهاي انفجاري تحت شرايط محدود منفجر مي شوند، تغييرات فوري و سريعي در سـاختمانماده منفجره بوجود مي آيد در زمان بسيار كوتاهي بعد از انفجار انرژي بسيار زيـادي بـا درجـهحرارت بالا و گازهاي با فشار زياد بوجود مي آيد. اين پروسه سنگهاي مجاور چال را خرد مـيكند و درون آنها شكاف ايجاد مي كند بطوريكه نيروهاي بكار رفتـه در انفجـار چـال بزرگتـر ازمقاومت تنشي سنگهاي مجاور است .
اين اختلال پيوسته از موقعيت انفجار پخش مي شود. اين اختلال شناخته شـده اسـت ماننـدموج ضربه كه لرزش زمين ، پرتاب سنگ رادر اثر خرج زياد يا نوع گل گذار ي نامناسب نتيجـهمي دهد .
مقدار گل گذاري مناسب مي تواند در تامين اينكه موادمنفجره درهر چال بقدر كافي فشرده شود ، براي تاثًير مفيد انرژي انفجار بكار گرفته شود . در جاييكه پرتاب سنگ مسئله است به سمت استفاده از مواد منفجره در روش هاي منفجره در روش هاي محدود شده مي رويم .
1-1- شكستن سنگ
بطور كلي شكستن سنگ ناشي از دو عامل زير است :
– انفجار ماده منفجره و آزاد شدن انرژي
– عكس العمل سنگ در مقابل اين انرژي آزاد شده
از لحظه وقوع انفجار تا شكسته شدن و جابجاشدن توده سنگ و سرانجام پايان كار اتفاقات
مشخصي روي مي دهد كه مي توان بطور زير دسته بندي كرد :
– انفجار
– انتشار امواج ضربه
– انبساط گازهاي ناشي از انفجار
– جابجا شدن توده سنگ

1- 1- 1- انفجار :
ماده منفجره در اثر انفجار بلا فاصله تبديل به توده اي از گاز داغ مـي شـود كـه درايـن لحظـهفشار بسيار زيادي دارد. اين فشار را فشار انفجار مي گويند و مقدار آن از 9 كيلـو بـار تـا 275 كيلو بار و درجه حـرارت آن بـه از 3000 درجـه فارنهايـت تـا 7000 درجـه فارنهايـت تغييـر مي كند.
وقتيكه موج انفجار از نقطه شروع آتش شد پرايمر يا پاشني در ستون ماده منفجـره بـا سـرعتمافوق صوت حركت مي كند يعني سرعت حركت موج انفجار در ماده منفجره بـيش از سـرعتسير صوت در ماده منفجره است گرچه سرعت انفجار زياد است اما بهر حال براي تكميل شدنانفجار و آزاد شدن كامل انرژي زمان لازم است كه هرچه اين زمان بيشتر شود مقـدار تركهـا وشكافها بيشتر مي شود و خرد شوندگي مطلوب تري بدست مي آيد كه اين مقدار زمان بوسيلهگل گذاري مناسب حاصل مي شود .
در نمودار زير سرعت انفجار چال در نقاط مختلف چال كه خرج موجود در چال آنفو مي باشـدرا مشاهده مي كنيد كه مقدار شيب نمودار در طول قسمت گل گذاري كم مي شود و حاكي ازسرعت پايين انفجار در اين نقاط است حتماً بايد دقت شود طول گل گذاري به حد بهينه برسدتا راندمان انفجار بهتر شود .
1-1-2- انتشار امواج ضربه
انتشار امواج ضربه در سنگ بلافاصله بعد از انفجار صورت مي گيرد و از آزاد شدن ناگهـانيگازهاي حاصل از انفجار حاصل مي شود. و انتشار امواج بر ايـن اسـاس اسـت كـه سـرعتانفجار بيش از سرعت امواج الاستيك در سنگ است در شرايط معمولي كـه پرايمـر در تـهچال قرار دارد در حاليكه امواج حاصل از انفجار در سـنگهاي اطـراف پـايين چـال در حـالتاثًير هستند خود ماده منفجرا در حال انفجار است و در نتيجه انتشار امـواج در سـنگ بـهشكل گلابي و و صورت شكل 2-1 مي باشد 2{}
همانطور كه مشاهده مي شود هر چه طول گل گذاري بيشتر شود منطقه تاثًير امـواج كـم مـيشود و احتمال بوجود آمدن قطعات درشت سنگ و خرد شوندگي ضعيف زيـاد مـي شـود. در مرحله فشاري موج ضربه ناشي از انفجار با سرعت 3000 تا 6000متر بر ثانيه در سـنگ عبـورمي كند در اين حالت سنگ فشرده شده و شكافها ي درميكروسكوپي در آن ايجـاد مـي شـودموج ضربه پس از رسيدن به سطح آزاد انعكاس پيدا مي كند و موج كششي تبديل مي شـود وبرمي گردد و موجب توليد شكافهاي كوچك اوليه شعاعي در چال مي گردد {15}

تئوري انفجار و تأثير گل گذاري بر عملكرد چالها و آثار منفي گل گذاري نا مناسب

تئوري انفجار و تأثير گل گذاري بر عملكرد چالها و آثار منفي گل گذاري نا مناسب

فصل دوم
تاثير گل گذاري برعملكردچالهاي انفجاري
گل گذاري مي تواندبصورت قراردادن موادغيرقابـل احتـراق بـراي پركـردن چالهـاي انفجـاريتعريـف شـوداگرچه ظـاهرا ازموادغيرانفجـاري تـشكيل ش ده اسـت وبـي اهميـت جلـوه مـيدهدامابامحبوس كردن گازهاي حاصل از انفجار،گل گذاري مي توانداثرقابل تـوجهي بررانـدمانيك انفجار داشته باشد.
گل گذاري باافزايش محـدودكردن گازهـاي انفجـاري درچـال،افزايش درانـرژي انتقـالي مـادهمنفجره به سنگ را نتيجه مي دهد.
گل گذاري درسر چال براي اطمينان ازاين است كه انرژي ماده منفجره بطوركامل مورداستفادهقرارگيرد و به هدرنرودو ضايعات و صدمات ناشي از آتشكاري كنترل شود.

2-1- عملكرد گل گذاري
طراحي آتشكاري شامل تغييرات عددي و كيفي خصوصيات سنگ ، مـواد منفجـره و محـصولمي باشد . مهمترين هدف پروسه آتشكاري ، درجه خردشوندگي مـورد نيـاز مـي باشـد كـه بـرهزينه كل تاثير بسزايي دارد. افزايش درجه خردشوندگي ، نرخ توان توليد بالا را به ما مي دهد.{9}
نزديك دهانه چال ارتفاع ماده منفجره و ارتفاع گل گذاري بايد كنترل شود تا با استفاده از مواد گل گذاري به محبوس كردن گازها با يك عمل تاخيري كه بايد به اندازه كافي بطـول انجامـد، كمك شود تا انتشار امواج و گازها قبل از حركت توده سنگ و پرتاب مواد گل گذاري به بيروناتفاق نيافتد.
گل گذاري مناسب اثرات مطلوبي بر عملكرد چالهاي انفجاري دارد ، گل گذاري فقط به معنايبستن دهانه چال نمي باشد بلكه گل گذاري مـي توانـد در بـين مـواد منفجـره بـصورت خـرجگذاري منقطع در موارد زير بكار رود:
– كاهش استفاده از مواد منفجره در نزديكي مناطق سست ، گسلها ويا لايه هاي رسي
– كاهش مقدار خرج انفجـاري در يـك تـاخير و كـم كـردن لـرزش زمـين بخـصوص در
آتشكاريهاي زير زميني كه از روش چالهاي انفجاري طويل استفاده ميكننـد بـه دليـل
كاهش لرزش منطقه معدنكاري و جلوگيري از فعال سازي نيروهاي غير فعـال لرزشـي
زمين
– جايگذاري خرج بصورت متوالي تا دهانه چال براي جلوگيري از ايجـاد قطعـات درشـت
سنگ پس از انفجار
مهمترين جهت مقاومت مواد شكننده در جهت انتشار شكافها مي باشد زيـرا مقاومـت كشـشياين مواد بسيار كمتر از مقاومت فشاري است. بعد از اينكه امواج از بين سنگها عبور كرد در اثـربازگشت امواج كششي باعث ايجاد شكافهاي ريز در سـنگ مـي شـود و ايفـاي نقـش گازهـاي حاصل از انفجاراز اين مرحله آغاز مي شود كه گازهاي داغ از ميان تركها و شكافهاي ايجاد شده
عبور مي كنند و باعث انبساط چال و در نتيجه شكستن و خردشوندگي مناسب مي شوند.
فرآيند انفجار فقط چند ميلي ثانيه بطول مي انجامد كه هر چه زمان و بازداشت ايـن گازهـادر چال بيشتر باشد فرصت و كارايي بيشتري براي انبساط چال دارند.
گل گذاري مناسب ، گل گذاري است كه زمان محبوس كـردن گازهـا را زيـاد كنـد بخـصوصخرده سنگهاي زاويه دار كه وقتي چال منفجر مي شود فشار چال به سمت بالا حركت مي كندو باعث فشرده شدن و قفل شدن اين مواد در هم مي شودكه يك سد مقـاوم در مقابـل خـروجگازها ايجاد مي كند و مسير اين گازهاي داغ را به سمت تركها و شكافها و به سمت سـطح آزادهدايت مي كند. گل گذاري نامناسب بخصوص خرده ريزه هاي حفاري بسيار بي اهميت و كـمتاثيرند ، هماطور كه در شكل 3-2 مشاهده مي شود در اثر فـشار انفجـار ايـن نـوع مـواد گـلگذاري مقاومتي از خود نشان نداده و به شدت از دهانه چال به سمت بالا پرتاب مي شـوند كـهباعث تورم كم و جابجايي كم تل انفجاري در زير پله مي شوند بطوريكـه تـل انفجـاري بوجـودآمده با ارتفاع نامناسب در موقع بارگيري توسط ماشين آلات بـارگيري بـسيار خطرنـاك اسـتچراكه ممكن است بيشتر از ارتفاع دسترسي ماشين آلات شود و احتمال ريـزش آن در هنگـامبارگيري بسيار زياد است.
اگر گل گذاري نا كافي باشد و اگر چاشني در سر چال قرار گيرد ، درصد قابـل تـوجهي از گـازداغ حاصل از انفجار از چال خارج شده و به بيرون مي روندكه بدينسان پتانسيل انرژي حاصـلاز گازهاي محبوس كاهش مي يابد و بطور اضافي و مزاحم باعث ايجاد سـر و صـداي مهيـب ومزاحمتهاي محيطي مي كند.


مقطع : کارشناسی ارشد

قیمت 25 هزار تومان

خرید فایل pdf به همراه فایلword

قیمت:35هزار تومان