مقدمه:
ايران با داشتن پيشينه تاريخي و آثار بشري به لحاظ موقعيت جغرافيايي و زمين شناسي يكي از نادرترين كشورهاي جهان مي باشد . ذخاير ارزشمند و گوناگون مواد معدني از جمله مواهب الهي است كه به اين سرزمين ارزاني كرده است .
گذر ايران از دوران مختلف زمين شناسي با كوه زايي ، آتشفشاني ها ، پيشروي و پسروي درياها حكايت از وفور انواع متفاوت مواد معدني در جاي جاي اين خاك پر گوهر دارد .
همزمان با گسترش روز افزون صنايع و در نتيجه نياز صنعت به مواد خام لزوم توسعه فعاليت هاي زمين شناسي و اكتشافات معدني و تجهيز و بهره برداري از معادن بيش از پيش احساس مي گردد. توسعه صنايع مادر چون فولاد ، آلومينيوم ، سرب و روي مصالح ساختماني و صنايع شيميايي و در نتيجه ايجاد اشتغال مولد و پايدار در گرو اهتمام ويژه به شناسايي مواد معدني در توسعه معدنكاري است . متأسفانه علي رغم كليه تلاشهاي انجام گرفته هنوز سهم واقعي بخش معدن در اقتصاد ايران بسيار ناچيز است و كل اكتشافات انجام شده تاكنون كمتر از نيمي از پتانسيل هاي بالقوه معدني در اين كشور مي باشد و بر اساس آخرين آمار ايران با داشتن 52 ميليارد تن ذخاير قطعي و احتمالي داراي قابليت هاي فراواني براي توسعه بخش معدن است . ميزان استخراج مواد معدني در كشور در سال 81 برابر با 130 ميليون تن بوده در حاليكه توليد جهاني در سال 2001 ميلادي حدود 21 ميليارد تن به ارزش بيش از 400 ميليارد دلار بوده است.
خوشبختانه دولت در برنامه سوم و هم در برنامه چهارم توسعه به امر اكتشاف مواد معدني توجه نموده و برنامه هاي خوبي پيش بيني كرده و توجه جدي مجريان برنامه را جهت شكوفايي بخش معدن و ايفاي نقش اساسي در توليد ناخالص داخلي مي طلبد .
در حال حاضر در بيشتر كشورهاي دنيا اكتشاف و پي جويي مواد معدني به عهده بخش دولتي است و بخش خصوصي فقط در امور بهره برداري و استخراج سرمايه گذاري مي كند . كه البته اين مهم نيز مدنظر مسئولان محترم وزارت صنايع و معادن واقع شده است و در دستور كار قرار گرفته و بخش اعظم آن نيز به سازمان زمين شناسي و اكتشافات معدني واگذار شده است كه اميد داريم با اجراي صحيح قوانين موجود و هماهنگي بيشتر وزارت صنايع و معادن ، سازمان حفاظت محيط زيست، منابع طبيعي ، وزارت كشور و كليه سازمانهاي مربوطه و حسن تدبير مسئولان و متوليان امر معدن روز به روز شاهد شكوفايي بيشتر اين بخش از اقتصاد ملي باشيم .
دراثر مسائل صنعتي كليه اندازه گيري ها دقيق و قطعي مي باشد در حاليكه در طبيعت قطعيات در زماني بسيار كوتاه ظاهر مي شوند. از آنجايي كه همواره سعي بر آن است ، مدل ها و مسائل صنعتي به واقعيت نزديكتر شوند، لذا قطعي در نظر گرفتن داده ها و اطلاعات يك مسئله ممكن است كه برخي از جنبه هاي مسائل را از ديد پنهان نمايد .
معدنكاري ، استخراج و جمع آوري مواد اوليه معدني به طور اقتصادي و تحويل اين مواد به مصرف كننده يا بخش صنعت است .

پيشبيني خرج ويژه در عمليات انفجاري معادن سطحي بر اساس خواص فيزيكـي و ژئومكانيكي توده سنگ

پيشبيني خرج ويژه در عمليات انفجاري معادن سطحي بر اساس خواص فيزيكـي و
ژئومكانيكي توده سنگ

فهرست مطالب

چكيده ………………………………………………………………………………………………………………………..1

مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………. 2

فصل اول ………………………………………………………………………………………….4

1-1- تاريخچه و سابقه استفاده از مس و معدنكاري آن …………………………………………………………………. 5
1-2- سوابق معدنكاري باستاني در معدن مس ميدوك …………………………………………………………………. 6
1-3- آب و هوا و موقعيت جغرافيايي كانسار مس ميدوك ……………………………………………………………….. 6
1-4-زمين شناسي ………………………………………………………………………………………………………….. 7
1-4-1- انواع كانسارهاي مس ……………………………………………………………………………………………… 7
1-4-2- كانيهاي مس …………………………………………………………………………………………………………. 8
1-4-3- كانسارهاي گرمابي …………………………………………………………………………………………………. 9
1- 4- 4- زمين شناسي كانسار مس ميدوك …………………………………………………………………………….. 10
1-4-5- كاني شناسي داده معدني ……………………………………………………………………………………….. 12
1-4-6- ژنز و مراحل تشكيل كانسار مس ميدوك …………………………………………………………………………. 13
1-5- ژئوتكنيك كانسار ميدوك ……………………………………………………………………………………………….. 14
1-5-1 تكتونيك كانسار ………………………………………………………………………………………………………. 14
1-5-2 انواع درزه ها در محدوده معدن مس ميدوك ………………………………………………………………………..14
1-6- وضعيت مكانيك سنگ كانسار ………………………………………………………………………………………… 19
1-6-1 تخمين پارامترهاي مقامت توده سنگ و ناپيوستگي ها …………………………………………………………. 20
1-7- آبهاي زيرزميني در معدن مس ميدوك ……………………………………………………………………………….. 21
1-8- عيار حد و ميزان ذخيره به تفكيك زونها ………………………………………………………………………………. 22

فصل دوم ……………………………………………………………………………………………. 26

2-1- استفاده از حفاري و آتشباري در معادن ……………………………………………………………………………… 29
2-2- تاريخچة حفاري …………………………………………………………………………………………………………. 30
2-3- حفاري در معادن روباز ………………………………………………………………………………………………….. 30
2-4- آتشباري در معادن روباز………………………………………………………………………………………………… 32
2-4-1 تاريخچه استفاده از مواد منفجره در معادن ………………………………………………………………………… 33
2-4-2- انواع مواد منفجره مورد استفاده در معادن روباز …………………………………………………………………. 33
2-4-3- خواص فني مواد منفجره مورد استفاده در معادن روباز …………………………………………………………. 34
2-5- ارائه الگوي حفاري و آتشباري ……………………………………………………………………………………….. 34
2-6- پارامترهاي طراحي الگوي حفاري و آتشباري معادن روباز …………………………………………………………. 36
2-6-1- اجزاء طراحي الگوي حفاري و آتشباري …………………………………………………………………………… 37
2-6-1-1- قطر چال ……………………………………………………………………………………………………………. 39
2-6-1-2- ضخامت بار سنگ يا فواصل بين چالها در عرض پله …………………………………………………………….40
2-6-1-3- فواصل بين چالها در طول پله ……………………………………………………………………………………… 42
2-6-1-4- ارتفاع پله …………………………………………………………………………………………………………… 44
2-6-1-5- اضافه حفاري ………………………………………………………………………………………………………. 45
2-6-1-6- شيب چال ………………………………………………………………………………………………………….. 47
2-6-1-7- طول چال ……………………………………………………………………………………………………………. 48
2-6-1-8- ضخامت گل گذاري ……………………………………………………………………………………………….. 50
2-6-1-9- پرايمر ……………………………………………………………………………………………………………….. 51
2-6-1-10- خرج ته چال ………………………………………………………………………………………………………. 52
2-6-1-11- خرج ميان چال ……………………………………………………………………………………………………. 55
2-6-1- 12- وزن كل خرج مصرفي در يك چال ………………………………………………………………………………. 56
2-6-1-13- طول كل خرج مصرفي در يك چال ……………………………………………………………………………….. 57
2-6-1-1-14- حجم سنگ مربوط به هر چال …………………………………………………………………………………. 57

فصل سوم …………………………………………………………………………………………..59

3-1-1- ضخامت بارسنگ …………………………………………………………………………………………………….. 61
3-1-1-1- روشهاي محاسبه ضخامت بارسنگ ……………………………………………………………………………..62
3-1-1-2- فرمولها و روشهاي محاسبه ضخامت بارسنگ مرتبط با خواص توده سنگ……………………………………63
3-1-2- محاسبه ضخامت بارسنگ براي عمليات انفجار …………………………………………………………………… 65
3-1-2-1- مقايسه نتايج بدست آمده ……………………………………………………………………………………….. 70
3-2- بهينه سازي ضخامت بارسنگ در عمليات حفاري و انفجار معادن روباز بـا توجـه بـهخواص فيزيكي و ژئومكانيكي توده سنگ …………………………………………………………………………………………………………………………………… 74

3-2-1- خرج ويژه ……………………………………………………………………………………………………………….. 75
3-2-1-1- سيستم طبقه بندي ژئومكانيكي توده سنگ براي پيش بيني خرج ويژه ……………………………………. 75
3-2-2- روش ديگري براي پيشبيني خرج ويژه ……………………………………………………………………………… 78
3-2-3- پيش بيني خرج ويژه براي معدن مس ميدوك ……………………………………………………………………… 81
3-2-4- مقايسه مقادير خرج ويژه پيش بيني شده با مقادير واقعي خرج ويژه ………………………………………….. 84
3-3- بررسي تأثير پارامترهاي ژئومكانيكي توده سنگ بر طراحي انفجار معادن روباز ………………………………….. 86
3-3-1- مقاومت فشاري تك محوري سنگ ………………………………………………………………………………….. 86
3-3-2- خصوصيات درزه ها …………………………………………………………………………………………………….. 87
3-4- تعيين انديس قابليت انفجار بر اساس پارامترهاي ژئومكانيكي توده سنگ ……و…………………………………. 90
3-5- سيستم طبقه بندي ژئومكانيكي توده سنگ براي پيش بيني خـرج ويـژه در عمليـات
انفجار سطحي ………………………………………………………………………………………………………………… 92
3-6- تعيين خرج ويژه بر اساس پارامترها ژئو مكانيكي توده سنگ ………………………………………………………..96
3-7- تعيين خرج ويژه براي توده سنگ ………………………………………………………………………………………. 97
3-7-1- امتيازدهي بر اساس توصيف توده سنگ ……………………………………………………………………………. 98
3-7-2- امتيازدهي بر اساس فاصلة بين صفحات درزه ها …………………………………………………………………. 98
3-7-3- امتياز دهي براساس جهت صفحه درزه ها ………………………………………………………………………. ..98
3-7-4- امتيازدهي براساس تاثير وزن مخصوص سنگ ……………………………………………………………………. 98
3-7-5-امتيازدهي براساس سختي سنگ ………………………………………………………………………………… 99
3-7-6-تعيين انديس قابليت انفجار ………………………………………………………………………………………….. 99
3-7-7-تعيين خرج ويژه ……………………………………………………………………………………………………….. 99
فصل چهارم ……………………………………………………………………………………………………………………. 101
4-1-نتيجه گيري ………………………………………………………………………………………………………………. 103

فهرست جداول

جدول2-1- اجزاء طراحي الگوي حفاري و آتشباري در معادن روباز ………………………………………………………… 46 جدول2-2- ارتباط بين قطر چال و ارتفاع پله در معادن روباز ………………………………………………………………….. 48 جدول2-3-تعيين اضافه حفاري بر اساس شيب چال ………………………………………………………………………… 54 جدول2-4-محاسبه طول چال شيبدار براي شيبهاي مختلف ………………………………………………………………. 57 جدول3-1- تعيين ضخامت بارسنگ براساس مقاومت فشاري نامحصور سنگ …………………………………………… 73 جدول3-2- خلاصه اطلاعات فيزيكي و ژئومكانيكي جمع آوري شده براي محاسبه ضـخامت
بارسنگ در معدن مس ميدوك …………………………………………………………………………………………………. 74 جدول3-3- نتايج محاسبات تعيين ضخامت بار سنگ براي معدن مس ميدوك با اسـتفادهاز روش هاي مبتني بر خواص فيزيكي و ژئومكانيكي توده سنگ (Br )………………….ا………………………………………………………………………………….75

جدول3-4- نتايج محاسبات ضخامت بار سنگ براي معدن مس ميدك با اسـتفاده از سـايرروش ها ( oB) ………………………………………………………………………………………………………………ا……………………….77

جدول3-5- مقايسه نتايج بدست آمده تعيين ضخامت بارسنگ براي معدن ميدوك ……………………………………….. 79 جدول3-6- پيش بيني خرج ويژه بر اساس خواص فيزيكـي و ژئومكـانيكي تـوده سـنگ در
عمليات انفجار سطحي ………………………………………………………………………………………………………….. 84 جدول3-7- پارامتر، محدوده مقادير و امتيازهاي مربوط براي پيشبيني خرج ويژه …………………………………………… 86 جدول3-8- تصحيح و تعديل امتياز بدست آمده براي تعيين انديس قابليت انفجار …………………………………………. 87 جدول3-9- پيش بيني خرج ويژه براي عمليات انفجار معـادن سـطحي بـر اسـاس انـديس
قابليت انفجار ……………………………………………………………………………………………………………………… 88
جدول3-10- امتيازهاي مربوطه به پارامترهاي فيزيكـي و ژئومكـانيكي تـوده سـنگ بـراي
تعيين انديس قابليت انفجار ……………………………………………………………………………………………………….. 90

.جدول3-11- نتايج اطلاعات جمع آوري شده براي پيش بيني خرج ويژه ………………………………………………………..92

جدول3-12- پيش بيني خرج ويژه براي عمليات انفجار معادن سـنگ آهـن سـه چـاهون مس ميدوك …………………………………………………………………………………………………………………………………………93
جدول3-13-مقايسه خرج ويژه واقعي و خرج ويژه پيش بيني شده معادن مورد نظر ……………………………………… 95

جدول3-15-تعيين طول خرج ته چال بـر اسـاس مقاومـت فشـاري تـك محـوري سـنگ
(mm< ϕh < 165 mm 65) …………………………..ا………………………………………………………………………….97

جدول3-16- تعيين ارتفاع پله و ضخامت گلگذاري براساس مقاومت فشاري تك محـوري
سنگ (mm<ϕh< 450mm180) ……………ا………………………………………………………………………………….98

جدول3-17-تعيين ضخامت بارسنگ و فاصله چال ها در طول پله براساس مقاومت فشـاري
تك محوري سنگ (mm<ϕh< 450mm180) …………ا……………………………………………………………………….. 98 جدول3-18-توصيف توده سنگ براساس تعداد درزه ها در يك متر مكعب (Jv ) …………………………………………ا…. 99 جدول3-19- امتيازهاي مربوط به هر يـك از پارامترهـاي ژئومكـانيكي تـوده سـنگ بـراي
تعيين انديس قابليت انفجار ………………………………………………………………………………………………………. 101
جدول3-20- پارامترها، مقادير و امتيازهاي مربوط براي پيش بيني خرج ويژه……………………………………………….. 103 جدول3-21- تعديل امتياز بدست آمده براي تعيين انديس قابليت انفجار …………………………………………………… 104 جدول3-23- پيش بيني خرج ويژه براي عمليات انفجـار معـادن سـطحي براسـاس انـديس
قابليت انفجار ……………………………………………………………………………………………………………………… 105

فهرست اشكال :

1- 1 درزه هاي شعاعي و كانسار ميدوك [2] …………………………………………………………………………………….15
.1- 2 درزه هاي مخلوطي در كانسار مس ميدوك [2] ………………………………………………………………………….16
.1- 3 شبكه قطبي براي درزه هاي اندازه گيري شده [2] ……………………………………………………………………17
.1- 4 نمايش سيستم شكستگي و چهار نوع درزه به صورت نقشه عمومي درزه ها ……………………………………18
.1- 5 هيستوگرام توزيع مقادير RQD (تعداد كل مقادير 2449) [3] …………………………………………………………..19
.2- 1 اجزاي اصلي يك دستگاه حفاري مورد استفاده در معادن روباز [4] …………………………………………………….31
.2- 2 اجزاي اصلي طراحي الگوي حفاري و آتشباري در معادن روباز …………………………………………………………36
.2- 3 نمايش سطح آزاد پاره سنگ و فاصله رديفي چال ها به صورت پله (S) به صورت پلان ……………………………….41
2- 4 اضافه حفاري چال در چال هاي قائم و شيبدار …………………………………………………………………………….45
.2- 5 نمايش طول چال حفاري در معادن روباز …………………………………………………………………………………….49
.2- 6 نمايش خرج ته چاه و خرج ميان چاه و گل گذاري ……………………………………………………………………….53
.3- 1 نمايش سطح آزاد ، ضخامت پاره سنگ (B) و فاصله رديفي چال ها در طول پله به صورت پلان …………………..62
.3- 2 مقايسه نتايج محاسبات ضخامت پاره سنگ براي معدن مس ميدوك ………………………………………………..73
.3- 3 نمودار مقايسه ………………………………………………………………………………………………………………73
.4- 3 محاسبه خرج ويژه به صورت تابعي از پارامترهاي مختلف ژئومكانيك توده سنگ ……………………………………98
.5- 3 رابطه بين وزن مخصوص سنگ و خرج ويژه پيش بيني شده …………………………………………………………..105

فهرست نقشه ها:

نقشه 1- 1 استان كرمان ………………………………………………………………………………………………………24
نقشه 1- 2 استان كرمان……………………………………………………………………………………………………….25

 

1– 1 –تاريخچه و سابقه استفاده از مس و معدنكاري آن
در مورد زمان و مكان پيدايش مس اتفاق نظر چنداني وجود ندارد. در پاره اي مدارك، سابقه مصرف فلز مس بوسيله بشر حدود 8000 سال و در مداركي ديگر حدود 4000 سال قبل از ميلاد مسيح ذكر شده است.
برخي شواهد بدست آمده توسط باستان شناسان نشان دهنده اين است كه فلز مس براي اولينبار در ايران شناخته شده و مورد استفاده قرار گرفته است و سرزمين ما ايران يكي از كهن ترين خاستگاه هاي فلزكاري در جهان است. همچنين اولين كوره هاي ذوب اين فلز نيز توسط ايرانيان ايجاد شده است كه وجود سربارههاي قديمي حاصل از ذوب سنگ هاي حاوي مس و تعيين سن آنها كه در كنار اكثر معادن مس ايران ديده مي شود و امروز به فعاليت هاي شدادي معروف است، شاهد بر اين مدعاست.
مطالعات باستان شناسي انجام شده در مورد تل ابليس در كرمان نشان مي دهد كه نمونه هاي سنگ مس اين مكان در حدود 6000 سال قدمت دارد. كهن ترين منطقهاي كه تا كنون آثار ذوب مس در آن جا بدست آمده در سيلك كاشان است كه حتي قديمي تر از تل ابليس مي باشد.
در كشور ما تا قبل از راه اندازي مجتمع مس سرچشمه، واحد غنيآباد در حوالي تهران با ظرفيت سالانه 2000تن توليد مس الكتروليز، تنها واحد تأمينكننده مس ايران بوده و بقيه نياز كشور از طريق واردات تأمين ميشد. مجتمع سرچشمه در زمينه ذوب از سال 1361 و در مورد تصفيه مس از اواخر سال 1362 شروع به كار نموده است كه پس از سال 1362 ميزان واردات مس كاهش يافته و بخشي از محصولات توليدي نيز به بازار جهاني عرضه شده است.
با شروع به كار مجتمع مس سرچشمه، سال 1364 اولين سال ذكر براي صادرات مس ايران است. در طي اين سال جمعاً 23045 تن انواع مواد اوليه قطعات و محصولات از مس و آلياژهاي آن صادر شده كه اين عدد نشان دهنده قابليت صدور محصولات مس ايران به بازارهاي جهاني است.
1- 2-سوابق معدنكاري باستاني در معدن مس ميدوك
براساس شواهد موجود از گذشته هاي دور پيرامون اين معدن فعاليت هاي به منظور استخراج فيروزه و همچنين استخراج مس از بخش پر عيار زون اكسيد صورت گرفته است كه وجود توده هاي عظيم سرباره مس در نزديكي دهكده »لاطلا« (يك كيلومتري شمال غرب) نمايشگر اين فعاليت هاست.
شواهد نشان مي دهند كه بهعلت پائين بودن تكنولوژي آن زمان س ربارهها تنها حاصل از ذوب و استخراج مس از منطقه اكسيده و شستشو شده اين معدن بوده است.
1- 3-آب و هوا و موقعيت جغرافيايي كانسار مس ميدوك
كانسار مس ميدوك در 42 كيلومتري شمال شرق شهر بابك و 132 كيلومتري شمال غرب معدن مس سرچشمه در استان كرمان قرار گرفته و فاصله مستقيم كانسار تا شهر بابك 27 كيلومتر است. نام قديمي اين توده معدني»لاچاه« بوده كه اخيراً به مناسبت نزديكي به دهكده ميدوك بدين نام مشهور شده است. بلندترين نقطه آن 2842 متر از سطح دريا ارتفاع دارد، طول و عرض جغرافيايي آن به ترتيب َ 15، ْ 55 و َ 25 ، ْ30 مي باشد.
منطقه ميدوك داراي آب و هواي خاص نواحي كوهستاني و كمرطوبت بوده به طوريكه زمستان هاي نسبتاً سرد و طولاني و تابستان هاي ملايم دارد. حداكثر دماي اين منطقه 35 درجه سانتي گراد و حداقل آن به 15- درجه سانتي گراد ميرسد. ريزش برف به ويژه در زمستان قابل ملاحظه است وهمچنين فصول بارندگي از نيمه آبان تا پايان فروردين مي باشد.
سيماي ظاهري منطقه ميدوك در اغلب نقاط آن شامل تپه ماهورهاي نسبتاً مدوري است كه با شيب ملايم به درههاي كم عمق منتهي مي گردند. عمل فرسايش در كانسار مس ميدوك سبب به وجود آمدن يك فرورفتگي نسبتاً عميق با كناره هاي پرشيب در بخش مركزي كانسار گرديده است.
سطح منطقه را گياهان ريز برگ و خار مانند ويژه مناطق كوهستاني و كمرطوبت پوشانده است. در اين منطقه درختان و درختچههايي از نوع ارجن، گز و زرشك يافت مي شود.
1- 4- زمين شناسي
1- 4- 1- انواع كانسارهاي مس
براساس نظريه تكتون يك صفحهاي، راندگي و برخورد صفحات ليتوسفر زمين علاوه بر پديده هاي مختلفي كه در پي داشته است موجب تشكيل كانسارهاي مس در امتداد اين مناطق فعال زمين گرديده است كه امروزه به كمربندهاي مس معروفند. تكتونيك صفحهاي كمكهاي ارزشمندي به امر اكتشافات ذخاير معدني نموده است و با مشخص شدن ارتباط ذخاير معدني با پديده تكتونيك صفحهاي و از جمله ذخاير مس پورفيري، ميزان ذخاير مس زيادي كشف گرديده اند. كانسارهاي مهم مس را در يك تقسيم بندي كلي مي توان به پنج گروه تفكيك نمود.
الف- ذخاير مس پورفيري ب- اسكارن هاي مس دار ج- ماسيو سولفيدها
د- ذخاير رسوبي استراتي باند هـ- ذخاير رگه اي مس
مهمترين ذخاير شناخته شده در ايران تاكنون، در رديف ذخاير پورفيري قرار گرفته اند. كانسارهاي مس پورفيري به دليل ذخاير زياد و ناچيزبودن هزينههاي بهرهبرداري و بيشترين سهم در توليد مس از اهميت بالائي برخوردارند. كانسارهاي پورفيري را بر اساس موقعيت تكتونيكي و سنگ هاي همراه به دو گروه تقسيم مي شوند كه عبارتند از:
– كانسارهاي مس پورفيري نوع مونزونيتي
– كانسارهاي مس پورفيري نوع ديوريتي كانسار مس سرچشمه از نوع مونزونيتي مي باشد.
1- 4- 2- كاني هاي مس
بر طبق نظريه هارگيوز و فرومسون مس در بيش از 250 كاني يافت مي شود كه 6 كاني بيشترين فراواني را دارند. اين كاني ها عبارتند از:
كالكوپيريت، كالكوسيت، كريزوكولا، مالاكيت، آزوريت و بورينت.
مس بدليل تغيير شكل غير معمول شبكه و اثر ناپايداري انرژي، در كانيهاي سيليكاته وارد نمي شود.
در نتيجه فقط مي تواند از كاني هايش در شكلهاي عناصر طبيعي، اكسيد، سولفات و كربنات استحصال شود.
مس به صورت طبيعي به شكل توده، دانه رشته و شاخهاي يافت مي شود. بلورهاي آن به شكل مكعب كامل بوده و سطح شكست آن ناصاف ميباشد و رنگ مس طبيعي معمولاً قرمز و سطح آن غالباً تيره است و بر اثر تجزيه تبديل به كوپريت يا مالاكيت مي شود. مس طبيعي داراي جلاي فلزي، چكش خوارو كدر است و غالباً مقداري نقره با آن همراه مي باشد.
1- 4- 3- كانسارهاي گرمابي
كانسارهاي گرمابي حاصل كانه سازي محلول هاي كانه دار گرم است كه در زيرزمين جريان دارند. اين محلول ها ممكن است منشأ ماگمايي داشته و يا آب هاي سطحي گرم شده در اثر توده هاي فعال دروني باشند. عناصر فلزي موجود در اين آب ها نيز ممكن است داراي منشأ ماگمايي بوده و يا اين كه در مسير حركت آب قرار گيرند و ضمن همراه شدن تدريجي با آن، محلول كانه اي را به وجود آورند. كانسارهاي گرمابي به پنج گروه تقسيم مي شوند كه در شرايط حرارتي و فشار سيال خاص خود تعريف شده اند:
1- كانسارهاي هيپوترمال درجه حرارت زياد 500- 300 درجه سانتي گراد
2- كانسارهاي مزوترمال فشار و حرارت متوسط 300-200 درجه سانتي گراد (كانسارهاي پورفيري در اين گروه جاي مي گيرند.)
3- كانسارهاي اپي ترمال فشار و حرارت كم 200-50 درجه سانتي گراد
4- كانسارهاي تله ترمال فشار ودماي كم
5- كانسارهاي زينوترمال فشار كم و دماي زياد
كانسارهاي پورفيري كه در گروه مزوترمال جاي مي گيرند از لحاظ نوع سنگ هاي دربرگيرنده، دگرساني گرمابي، منشاء و طرز تشكيل و تقسيمبندي به زون هاي سوپرژن، هيپوژن و اكسيده، خواص منحصر به فرد خود را در ذخاير گرمابي دارا هستند و غالب معادن روباز بزرگ دنيا از قبيل چوكي كامانا در شيلي و بينگهام در ايالت يوتا در آمريكا و ذخيره مس پورفيري سرچشمه در اين گروهجاي مي گيرند.
1- 4- 4- زمين شناسي كانسار مس ميدوك
منطقه ميدوك قسمتي از بخش مس خيز استان كرمان است كه از نظر زمين شناسي مي توان آن را قسمتي از سيستم كوهزايي آلپ- هيماليا دانست كه سيستم كوهزايي مزبور در برگيرنده عمده ترين كمربند مس دار ميباشد. سيماي كلي ناحيه مسخيز كرمان داراي توپوگرافي كوهستاني است و در برگيرنده رشته كوه هاي متعددي است كه بيشتر در راستاي شمال غربي- جنوب غربي كشيده شده است.
تشكيلات به وجود آورنده كمربند مس دار فوق الذكر را مخلوطي از سنگ هاي رسوبي متنوع(سنگ آهك، چرت و ماسه سنگ) همچنين توده هاي نفوذي آذرين بازيك(اسپليت ها، ديابازها و گابروها) كه بعضاً به گرانيت و ديوريت تغيير يافته اند به وجود آورده است.
كمربند فلززايي آلپ- هيماليا شامل سه خط عمده و اصلي بوده كه در برگيرنده مهمترين تودههاي مس است و كمربند فلززايي ايران مركزي نيز يكي از مهمترين خطوط كمربندي سيستم مزبور به شمار ميرود. در ناحيه مس خيز كرمان سنگ هاي گوناگون آذر آواري(با تركيبات ريوليتي تا آندزيت بازالتي)، گدازه هاي جرياني، سنگ هاي آهكي و ماسه سنگ عمده ترين رخساره سنگ شناسي بوده و عموماً متعلق به ائوسن مي باشند.
مطالعات انجام شده نشان مي دهد كه كشور ما ايران از نظر معادن مس از پتانسيل معدني بسيار خوبيبرخوردار است كه بزرگترين كمربند شناخته شده آن همراه با زون ولكانيكي، پلوتونيكي، قلعه دختر اروميه مي باشد. كانسار مس ميدوك و سرچشمه در اين كمربند واقع هستند.

پيشبيني خرج ويژه در عمليات انفجاري معادن سطحي بر اساس خواص فيزيكـي و ژئومكانيكي توده سنگ

پيشبيني خرج ويژه در عمليات انفجاري معادن سطحي بر اساس خواص فيزيكـي و
ژئومكانيكي توده سنگ

فصل دوم
حفاري و آتشباري در معادن روباز
عمليات حفاري و انفجار در سيكل عمليات معدنكاري داراي اهميت فوقالعاده اي ميباشد. زيرا از طرفي عمده ترين هزينه هاي معدنكاري را به خود اختصاص ميدهد. به طوريكه در معادن داراي سنگ هاي سخت ومقاوم اين مقدار تا 50% كل هزينه ها نيز مي رسد. همچنين با اصلاح الگوي حفاري و رسيدن به دانهبندي مورد نظر ميتوان تا حد بسيار زيادي از ساير هزينههاي معدنكاري از جمله بارگيري، باربري و سنگ شكني اوليه را كاهش داد، كه اين كاهش هزينه ها بسيار قابل توجه خواهد بود.
روش هاي كلاسيك طراحي الگوي حفاري و انفجار با استفاده از معادلات ساده رياضي و در نظر گرفتن پارامترهاي مختلف ژئومكان يكي و خواص مواد منفجره الگوي انفجار را بيان مي دارند ولي اين روش ها نمي توانند براي هر ناحيه اي جوابگو باشند به عنوان مثال از ميان روش هاي مختلف طبق تحقيق انجام شده روش هاي اش، لانچ فورس و آلسمان براي محيط ايران مناسب مي باشد و طراحي با روش هاي ديگر چندان براي معادن كشور مناسب نيست. از طرف ديگر اين روش ها نميتوانند ديد مناسب نسبت به دانهبندي انفجار ارائه دهند، و در واقع نميتوانند وجود اندازه هاي بزرگ در انفجار را پيش بيني كنند.
حفاري و انفجار متداول ترين روش حفر سنگ ها در معادن روباز و زيرزميني ميباشد. هدف از حفاري و انفجار خردكردن ماده معدني به ابعاد قابل قبول و انتقال آن ها به بيرون از معدن است. همچنين بايد هزينه هاي انفجار و لطمات و صدمات پس از آن در حداقل مقدار خود قرار داشته باشد.
حفاري و آتشباري در مهمترين مراحل عملياتي در معادن روباز به شمار ميآيد. با پيشرفت تكنولوژي و علوم، اين عمليات نيز به طريق علميتر و با اصول پايدارتر اجرا مي شود به طور كلي هدف از حفاري ايجاد حفره در سنگ به وسيله دستگاه هاي حفاري براي عمليات آتشباري ميباشد.
در حفاري پارامترهاي گوناگوني دخالت دارند كه شناخت صحيح هر كدام و تعييم مقدار آنها نياز به دقت بالا و فهم مهندسي قوي در اين زمينه دارد در صورت عدم رعايت اين پارامترها علاوه بر بالارفتن هزينه حفاري باعث هدر رفتن زمان مي شود.
عمليات حفاري در معادن از اهميت ويژهاي برخوردار است. امروز با توجه به بالابودن هزينه هاي حفاري از قبيل تعمير، سرويس دستگاهها و قطعات يدكي آنها سعي شده است كه با انتخاب بهترين نوع سيستم حفاري، دستگاههاي حفاري را به گونهاي انتخاب نمود كه ضمن داشتن حداكثر پتانسيل كاري و همچنين برخوردار بودن از توان بالاي مورد نياز در موارد خاص، از نظر هزينه هاي جاري نيز در كمترين حد ممكن باشد.
به طور كلي جهت استخراج اكثر معادن روباز يا زيرزميني نياز مبرم به عمليات حفاري و انفجار است.
مبحث حفاري در معادن روباز و ارائه يك متد و روش قابل قبول ومفيد كه پارامترهاي موثر زيادي در آن نقش دارند ميتواند علاوه بر ايجاد توليد بالا در معدن هزينهها را نيز به نحو چشم گيري كاهش دهد.
روش هاي حفاري با توجه به مكانيزم كار به سه دسته ضربه اي، ضربه اي چرخشي و چرخشي تقسيم مي شوند كه در معادن روباز بيشتر از دو طريق ضربه اي چرخشي و چرخشي استفاده مي شود.
در روش ضربه اي چرخشي، حفر چال در ميان سنگ ها با اعمال ضربه هايي پي درپي كه از طريق مته به سنگ منتقل ميگردد، صورت مي گيرد و مته به ازاء هر ضربه، اندكي بهطور اتوماتيك مي چرخد تا فرآيند خردشدن سنگ را سرعت ببخشد.
ماشينهاي حفاري ضربهاي به دو گروه تقسيم مي شوند.
الف- ماشين هايي كه ضربه زدن آنها در روي زمين قرار دارد.
ب- ماشين هايي كه ضربه زن آنها پشت مته و در داخل چال قرار مي گيرد.
2- 1- استفاده از حفاري و آتشباري درمعادن
مواد نرم و بعضي از كانيهاي صنعتي را ميتوان به راحتي و به كمك ماشينهاي مخصوص استخراج كرد، اما در مواقعي كه سنگ ها سخت باشند، ابتدا بايد آن ها را توسط آتشكاري خرد نمود تا بتوان اين مواد را استخراج كرد.
از طرف ديگر كانههاي فلزي و صنعتي سخت و سنگ هايي كه استحكام زيادي دارند را تنها به كمك مواد منفجره مي توان به صورت اقتصادي شكست و به قطعات كوچكتر تبديل كرد، كه اين فرآيند شكست سنگ مستلزم حفر چال هاي براي قرار دادن مواد منفجره داخل آن ها مي باشد.
بنابراين براي خرد كردن سنگ و استخراج مواد معدني بايد ابتدا در سنگ جهت احداث چال ها عمليات حفاري انجام شود و سپس با قرار دادن مواد منفجره در چال هاي انفجاري، سنگ ها را منفجر ساخته و آن ها را خرد نمود.
2- 2- تاريخچه حفاري
تاريخچه حفاري تقريباً مبهم و نامشخص ميباشد. از ميان اقوام باستاني داراي سوابق فرهنگي و تاريخي ايرانيان، چيني ها و مصريان از حفاري براي دستيابي به خواستههاي خود استفاده مي كردند.
براي مثال در ايران و چين، هنوز آثاري از تونل، قنات و چاه هاي عميق كه به منظور دسترسي به آب در سنگ حفر گرديدند، مشاهده مي شوند. همچنين مصريان باستان نيز چالهاي در ميان سنگ هاي پورفيري بوسيله كروندوم حفر كرده بودند.
تا چند دهه قبل از سيستم حفاري دستي جهت حفر چال استفاده ميشد و البته هنوز هم از اين سيستم در بعضي از مناطق استفاده مي گردد، اما به تدريج سيستم حفاري دستي تكامل پيدا كرده و سيستم هاي حفاري چكشي، كابلي، چرخشي و ضربه اي- چرخشي ب هوجود آمدند.


مقطع : کارشناسی ارشد

قیمت 25 هزار تومان

خرید فایل pdf به همراه فایلword

قیمت:35هزار تومان