مقالات معدنی

مقالات معدنی ( سنگ آهن ) قسمت پنجم

مقالات معدنی

مقالات معدنی

مقالات معدنی

بررسي  كانسارها و منابع معدني سنگهاي ساختماني(فصل سوم)

روشهاي استخراج سنگ قواره :

الف ) استخراج سنگ قواره با آتشباري

ب ) استخراج سنگ با سيستم پاس وگوه

ج ) استخراج سنگ با استفاده از مواد مخصوص يا افزايش حجم

د ) استخراج سنگ به وسيله دستگاههاي برش (ديسكهاي برنده ، سيم الماسه و …)

الف ) استخراج سنگ قواره با آتشباري :

براي استخراج سنگ با آتشباري ابتدا چالهايي با فاصله حداكثر تا 1 متر با واگن دريل از روي پله ها

به صورت قائم و در صورت نياز از كف پله نيز چالهايي افقي حفر و با استفاده از مواد ناريه مناسب

كه سرعت انفجار آن كم وحجم گاز توليدي آن زياد باشد خرج گذاري و آتش مي گردد كه اين عمل در يك آتشبازي

ايده آل باعث حركت خفيف سنگ و باز شدن درزه ها و شكاف هاي موجود درآن خواهد گرديد .

به هر حال اين آتشبازي موجب افت و خرد شدن 30 الي 60 درصد سنگ خواهد شد .

ولي توليد انبوهي كه از اين روش بدست مي آيد قابل مقايسه با هيچ يك سيستمهاي ذكر شده موجود نخواهد بود.

ب ) استخراج سنگ با روش پاس وگوه :

در معادني كه سنگ آن داراي لايه بندي ودرزه هاي مشخصي باشد براي استخراج از چالهاي موازي كه كاملاً در يك خط قرار گيرند

وفواصل آن از هم بين 5 الي 15 سانتي متر باشد ، حفر نموده و به وسيله پاس وگوه وتيك يا دستگاههاي مكانيكي

براي جداكردن بلوك انتخاب شده اقدام مي گردد . بديهي است كه در اين حالت استخراج به صورت انتخابي

و داراي افت كمتري مي باشد ولي توليد در اين سيستم محدود خواهد بود .

ج ) استخراج سنگ با استفاده از مواد مخصوص با افزايش حجم :

در اين روش نيز مانند سيستم پاس وگوه چالهايي موازي و در يك خط در بلوك انتخابي حفر نموده ولي

به جاي استفاده از پاس و گوه از موادي با تماس با آب حجم آن افزايش مي يابد چالهاي حفر شده خرجگذاري شده و رها مي شود

كه پس از گذشت چند ساعت در سنگ ايجاد شكافهايي مينمايد .

بديهي است كه با توجه به گراني اين مواد واتلاف انرژي در سنگهايي كه داراي درزه و شكاف زياد باشد بازده آن مناسب نبوده

و آن طور كه انتظار مي رفته است موفقيت كسب ننموده است .

د ) استخراج سنگ به وسيله دستگاههاي برش

اولين دستگاهي كه براي استخراج سنگ قواره مورد استفاده قرار گرفت در سيكل هاي برنده و سيمهاي هليكوئيدال بوده است

ولي با توجه به اشكالات و محدوديتهايي كه در عمل پيش آورده است ،

استفاده از اين دستگاهها آنچنان كه انتظار مي رفت عموميت نيافته و عملاً جاي خود را به دستگاههي برش با سيم الماسه و اره الماسه داده است

كه در ذيل روشهاي استخراج با استفاده از دستگاههاي مزبور و آماده سازي كارگاهها بيان خواهد گرديد .

مقالات معدنی

1 . آماده سازي دستگاه برش

الف ) انتخاب محل :

با توجه به بالا بودن قيمت تمام شده سنگ قواره اين سيستم در مقايسه با سيستم هاي ديگر انتخاب محل در اين روش بسيار مهم است .

بنابراين محل به كارگيري سيستم برش بايد از هر نظر داراي سنگ سالم ، يكدست وخوشرنگ بوده

و در صورت نياز نمونه هايي از آن بايد مورد آزمايش فيزيكي و شيميايي قرار گرفته وچون بعضي از سنگ هاي سفيد كشور

در تشكيلات مربوط به دوران بسيار قديمي زمين شناسي مي باشند بايد دقت شود

كه سنگ محل مورد نظر تحت تأثير عوامل تكنيكي خورده نشده باشند و سپس تصميم به سرمايه گذاري روي آن گرفته شود.

ب ) ارتفاع پله : با توجه به بازديدهاي به عمل آمده از معادن ايتاليا و كاركرد ماشين آلات برش ( سيم الماسه و اره الماسه )

مناسب ترين ارتفاع براي به كارگيري سيستم برش الماسه حدود 4 متر بوده و ارتفاع كمتر از آن باعث اتلاف وقت شده

و ارتفاع بيش از 4 متر نياز به سيم الماسه اي به طول بيش از 20 متر بوده كه در نتيجه باعث پاره شدن سيم خواهد شد .

البته براي دستگاه اره الماسه ، طول تيغه اره (ها واژ ) تعيين كننده ارتفاع پله خواهد بود .

ج ) جهت سينه كار :

در صورت توده اي و بدون درزه و شكستگي بودن كاني ، جهت سينه كار مي تواند در هر جهت ممكن كه راهسازي كمتري نياز دارد باشد

و در صورتيكه سنگ داراي شكستگي يا درزه باشد بهترين جهت سينه كار عمود بر محور اصلي شكستگيهاي موجود بوده

تا بتوان بهترين راندمان ممكن را از سيستم برش گرفت .

مقالات معدنی

2. حفاري

دقيق ترين ومهم ترين عمل در سيستم برش سنگ با استفاده از سيم الماسه ،

نعيين محل و حفر و ارتباط چالها به يكديگر بوده و تعيين محل چالها بايد با توجه به درزه، شكستگي و سطوح موجود

درسنگ وگونيا بوده بلوك مشخص گردد ومعمولاً در اولين مرحله چال قائمي به فاصله حدود 4 متر از جبهه آزاد حفر مي گردد .

عمق اين چال كمي بيش از ارتفاع پله مورد برش خواهد بود .

سپس در افق كف كارگاه دو چال كاملاً در يك افق عمود بر چال عمودي حفر مي گردد كه در نتيجه اين سه چال به صورت يك كنج قائم همديگر را قطع نمايند .

براي تحقق عملي اين موضوع مي توان از دوربين و در حالت عملي تر از شمشه و تراز و شاقول و از نقاط كمكي استفاده نمود .

الف ) ارتباط چالها در سينه كار يا دوجبهه آزاد

ابتدا چال قائمي به طوري كه قبلاً بيان شد حفرو سپس به وسيله شمشه و تراز و شاقول دو نقطه در كف كارگاه مشخص مي نماييم

كه اگر از اين محل ها دو چال افقي حفر گردد چال قائم حفر شده را در يك نقطه قطع نمايد ودقيقاً اين سه چال كنج قائمي را تشكيل دهد

ولي به علت عدم دقت دستگاهها در حفرچالها ممكن است محل تقاطع اين سه چال دقيقاً در يك افق قرار نگيرد كه اين موضوع عبور

سيم الماسه را مشكل خواهد نمود وحتي پس از عبور سيم نيز به علت زوايايي كه در محل تقاطع چالها به وجود مي آيد لازم است

كه سيم را بادست در داخل چالها حركت دهند تا موقع شروع كار با دستگاه برش دستگاه به راحتي راه اندازي گردد .

ب ) ارتباط چالها در سينه كار با يك جبهه آزاد

براي ايجاد سطح آزاد لازم براي برش ابتدا سه نقطه در روي خطي كه در فاصله حدود 4 متر كمتر از سطح آزاد قرار دارد

انتخاب نموده و از دونقطه اول ودوم دوچال به طور موازي وعمود بر يك بلوك انتخاب شده حفر مي گردد .

بديهي است عمق چال اول بايد بيش از ارتفاع جبهه كار باشد . عمق چال دوم تقريبا ً معادل يا كمي بيش از ارتفاع سينه كار مي باشد .

سپس با استفاده از خواص مثلث محل و شيب چال مورب را طوري محاسبه مي كنيم

كه محل برخورد چال مورب و چال دوم در افق كف كارگاه قرار گيرد و حفر چاه مورب را ادامه داده تا چال اول در افق زير كف كارگاه قطع نمايد .

پس از ارتباط اين سه چال درافق كف كارگاه نيز دو چال افقي طوري حفر مي گردد كه چالهاي اول ودوم

را در افق كف كارگاه قطع نمايد . بديهي است بدين ترتيب چال دوم چال مورب را نيز در افق كف كارگاه قطع خواهد نمود .

با توجه به در اختيار بودن اين چالهاي ارتباط يافته به هم مي توان چهار سطح بلوك مورد نظر را برش داده و از سينه كارجدا نمود

و سطوح آزادي براي برشهاي بعدي به وجود آورد .

ج ) ارتباط چالها در برش گوه اي

در روش ديگر ايجاد سطح آزاد از برش گوه اي شكل استفاده مي شود كه ابتدا يك چال عمودي

با فاصله حدود 4 متر از جبهه آزاد سينه كار حفر و در افق كف كارگاه نيز دوچال افقي در راستاي چال حفر شده قبلي

حفر نموده به طوري كه سه چال مزبور در يك نقطه همدگيررا قطع نمايند .

مقالات معدنی

3 . وسايل حفاري

الف ) چكش كوهبري دستي ( پرفراتور )

چون قطر مته حفاري با چكش دستي محدود بوده و با توجه به محل هاي محدود اجباراً بايد از اين دستگاه استفاده گردد .

لذا حفر چالهاي مزبور دقت زيادي لازم داشته تا دقيقاً امتداد و شيب آنها را بتوان كنترل نمود كه چالها همديگر را در نقاط مورد نظر قطع نمايند .

در اين مورد براي كنترل بيشتر  امتداد و شيب چال چكش كوهبري را برروي تخته اي كه تقريباً تراز شده و محل آن ثابت شده است خوابانده و چال را حفر نمايند .


ب ) حفر چال با واگن دريل

براي حفر چالهاي عمودي مي توان  از هر دستگاه واگن دريل موجود استفاده نمود ولي براي حفر چالهاي افقي كف كارگاه نياز به دستگاهي خواهد بود

كه كاملاً در كف كارگاه بتواند چالهاي افقي همكف را حفر نمايد . بديهي است كه براي اين كار دستگاههي مخصوص ساخته شده است .

چون واگن دريل معمولي در كف كارگاه نمي تواند چال كاملاً افقي حفر نمايد در صورت استفاده از

اين واگن دريل كف كارگاه به صورت پله اي وناهموار خواهد گرديد .

ج ) حفاري با دستگاههاي حفاري برقي

استفاده از اين دستگاهها باعث مي شود كه چالهايي با سطوح بسيار صاف حفاري گردند و قطر چالها نيز نسبتاً مناسب مي باشد .

دستگاههاي مزبور را مي توان در كف يا افق بالاتر ودر هر امتدادي تنظيم نمود البته بزرگترين مشكل استفاده از اين

دستگاهها تنظيم و مهار آنها مي باشد و در صورتي كه تغيير ناگهاني فشار در موقع حفر چال به وجود آيد باعث انحراف چال خواهد شد .

مقالات معدنی

4 . برش با استفاده از سيم الماسه

پس از حفر چالها سيم الماسه را از چالهايي كه به هم ارتباط داده شده عبور داده ودستگاه برش را براي انجام برش

در محل مناسب مستقر نموده وبا در نظر گرفتن نكات ذيل اقدام به برش سطح مورد نظر مي گردد .

مقالات معدنی

تعيين اولويت سطوح برش

در اولويت سطوحي كه نخست بايد بريده شود به نكات زير توجه گردد .

  • در صورتي كه بلوك داراي شكستگي باشد و احتمال اينكه بلوك بر روي سيم تكيه نمايد بهتر است نخستبرش افقي كف را انجام داده و سپس سطوح جانبي را برش داد .
  • در صورتي كه سنگ سالم و بدون شكستگي باشد بهتر است اول سطوح جانبي وسپس كف بلوك بريده شود .
  • در صورتي كه برش براي ايجادسطح آزاد ( طريقه سه چال در يك سطح ) اولين سطحي كه مورد برش قرار مي گيرد سطح پشتي بوده و براي روان حركت كردن سيم الماسه بهتر است با عبور يك رشته سيم بكسل با قطر ومقاومت بيشتر از چالها چند باربه وسيله افراد در داخل مسير حركت داده شود تا شروع حركت سيم الماسه روانترگردد .

مقالات معدنی

برش افقي

ريل يا پايه هاي دستگاه برش بايد كاملاً تراز و حتي الامكان نزديك به افق كف كارگاه تنظيم گردد ،

درغير اين صورت در سطوح بريده شده انحناهايي به وجود آمده و ايجاد دندانه هايي نيز در كف كارگاه خواهد شد .

مقالات معدنی

برش عمودي

هنگام تنظيم دستگاه در برشهاي عمودي بايد توجه نمود كه در يك سطح نبودن پوليهاي دستگاه برش با چالهاي ارتباطي باعث ايجاد انحنا در سطوح برش و كارگاه خواهد گرديد .

مقالات معدنی

زاويه برش

در صورتيكه زاويه سطح برش بسته باشد باعث اشكال در شروع حركت سيم الماسه و يا پارگي درسيم مي گردد .

لذا قبل ازشروع بايد چند مرتبه سيم مزبور را به وسيله افراد در همان مسير حركت داد تا گردش ابتدايي سيم روانتر گردد .

در صورتيكه زاويه سطح برش باز باشد بايد به وسيله نصب پوليهاي كمكي در مسير سيم الماسه از فشار به سيم ودستگاه كاست تا سيم دچار پارگي نگردد .

تذكر : براي كاهش در دندانه هاي به وجود آمده د ركف كارگاه موارد زير مورد توجه قرار گيرد :

  • حتي المقدورطول چالهاي افقي را افزايش داد .
  • چالهاي افقي را كاملاً در افق كف كارگاه حفر نمود .
  • حتي الامكان دستگاه برش  در افق در كف كارگاه تنظيم گردد .

مقالات معدنی

5 . علل پاره شدن سيم الماسه :

عواملي كه باعث پاره شدن سيم در هنگام كار مي شوند ، عبارتند از :

  • پوسيده شدن سيم كه بايد مرتب از سيم بازديد به عمل آيد .
  • داشتن زدگي سيم
  • فشار بيش از حد به سيم يا بالا بردن كشش دستگاه
  • وجود خاك و سنگريزه در مسيربرش
  • برخورد به سيم بسيار نرم در سطح برش
  • انحراف داشتن مسير سيم برش
  • برخورد به سطح بسيارسخت در سطح برش
  • زاويه بسيار تند دربرش
  • زاويه باز در برش عوامل غير قابل پيش بيني در برش مانند تغيير ناگهاني ولتاژ،‌آمپر و يا نقص فني دستگاه برش و برخورد لايه گلي به سيم در سطح برش

مقالات معدنی

6. جهت گردش سيم الماسه

در جهت حركت سيم الماسه بايد به موارد زير توجه شود :

  • گردش طوري باشدكه دانه هاي سگمنت الماسه هميشه با آب تماس داشته خنك شود يا به عبارت ديگر جريان آب در مسير سيم حركت كند .
  • درصورت امكان در برشهاي عمودي جهت حركت سيم از پايين به بالا يا مخالف عقربه هاي ساعت حركت كند و آب در چال پايين باشد .
  • در برشهاي افقي حتماً جريان آب بايد در امتداد شروع برش وموافق جهت گردش سيم قرار گيرد و در هنگام اتصال دو سر سيم الماسه بايد به ازاء هر متر طول سيم آن را سه الي چهار دور پيچ داد تا در زمان برش سيم علاوه بر حركت دوراني در چال به دور خود نيز چرخش داشته وباعث خورده شدن دانههاي سگمنت در يك سطح نشود .

7. علل ناصاف بريده شدن سطح برش

  • دستگاه برش وچالها در يك خط قرار دارند .
  • چالهاي ارتباطي انحراف دارد .
  • پولي بزرگ با پوليهاي كوچك در يك امتداد نيستند .
  • سيم برش به سطح با سختي بيش از حد برخورد نموده است .
  • دستگاه در حال برش دچار تغيير ناگهاني كشش نامنظم شده است .
  • خارج شدن دستگاه از حالت تراز
  • شل شدن پيچ هاي مهار ، پوليهاي كوچك وخارج شدن ان از سطح برش در هنگام كار

8  . استفاده از دستگاههاي اره الماسه: (هاواژ)

بري استفاده از دستگاه مزبور با توجه به طول تيغه دستگاه ارتفاع پله وعمق برش پله ها آماده و طراحي گردد .

اين دستگاهها فقط ميتواند به صورت افقي يا عمودي برش نموده و سطح برش آن حتماً بايد كاملاً تراز يا عمودي باشد .

در استفاده از اين دستگاهها نياز به چالهاي ارتباطي براي عبور سيم نخواهد بود .

ولي به طوري كه مسئولين كارگاههاي برش در كشور ايتاليا اظهار مي نمودند

،نگهداري دستگاههاي مزيور مشكل بوده ونياز به تخصص نسبتاً بالايي داشته و ابزار برش آن نيز گرانقيمت بوده وهزينه توليد را بالا خواهد برد .

9 . چگونگي بيرون كشيدن بلوك بريده شده از سينه كار

براي بيرون آوردن بلوك بريده شده از سينه كار اول بايد مطمئن گرديد كه تمام سطح بلوك كاملاً بريده شده باشد

و كاملاً از سينه كار جدا شده آنگاه در صورت بزرگ بورن بلوك مي توان با استفاده از جك هاي كيسه اي

يا ستوني هيدروليكي حدود چند سانتي متر بلوك را حركت داده و پس از آن در صورتيكه بلوك كاملاً سالم وبدون درزه و شكستگي است

با حفر چالي در زيرآن را با يك برش به دو ويا چند بلوك تقسيم نمود  وآنگاه از لودر يا جرثقيل ،

بلوك را روي مقداري خاك نرم غلطانده و بعداً به محل مناسبي در كارگاه منتقل گردد ودر صورت نياز مجدداً آن را به ابعاد كوچكتر تقسيم نمود .

10 . ماشين آلات و نيروي انساني مورد نياز

براي بازدهي بهتر و استفاده كامل از ماشين آلات برش بهتر است در هر كارگاه برش حداقل دو سينه كار

يا دو پله با هم بهره برداري گردد ونفرات گروه با توجه به دو سينه كار وحداقل دو دستگاه برش سازمان داده شود.

ماشين آلات موردنياز و افراد در اين قسمت به شرح زير خواهد بود :

  • يك دستگاه لودر كه ابتدا مي تواند كار جرثقيل را وهم بارگيري ضايعات را انجام دهد .
  • پس از وسعت پيدا كردن كارگاه ومشكل پيدا كردن پله ها نياز به يك دستگاهجرثقيل ثابت خواهد بود .
  • دو دستگاه برش كه توسط يكي برش استخراجي انجام معمولاً به وسيله دستگاه ديگر سنگهاي استخراج شده قواره تقسيم مي گردد .
  • پرسنل مورد نياز عبارتند از : سرپرست ومسئول كارگاه ، يك نفر كه ميتواند به عنوان عمل كننده دستگاه جرثقيل نيز وارد كار گردد . راننده لودر يك نفر ، كارگر ماهر برش ووحفار دو نفر .

مقايسه سيستمهاي استخراج سنگ قواره

با توجه به مطالب اشاره شده و امكانات توليد بهترين نتيجه اي كه ميتوان از ماشين آلات قابل دسترسي بدست آورد

روشهاي برش تلفيقي از دو سيستم برش اراه اي و سيم الماسه خواهد بود كه در مرحله اوليه تا ايجاد يك پله تراز سطح

از دستگاه سيم الماسه استفاده گردد ولي پس از آن براي كف  بري از سيم الماسه و براي برش سطح هاي عمودي

از دستگاه اره الماسه استفاده گردد . ضمناً با توجه به ميزان توليد و مرغوبيت سنگ استحصالي وميزان سرمايه گذاري

و بازده كار وغيره جدولي تنظيم وروشهاي اشاره شده مورد مقايسه قرار گرفته است .

موارد آتشباري پاس وگوه مواد مخصوص با افزايش حجم برش
ميزان توليد بسيار بالا پايين پايين پايين
مرغوبيت توليد بدون شكل داراي شكستگي سالم ،خوب متوسط سالم ، خوب
ميزان سرمايه گذاري بسيار بالا پايين پايين متوسط
نياز ارزي زياد پايين زياد متوسط (سگمنت)
بازده كار زود نسبتاً زود نسبتاً زود نياز به آماده‌سازي
ايمني كار پايين ايمن ايمن كاملاً ايمن
آلودگي محيط زياد متوسط متوسط بدون آلودگي
درصد ضايعات توليد 30 الي 60% كم متوسط كم
هزينه استخراج بسيار پايين متوسط بالا بالا
متر مربع پلاك دوسانتي به روش توليد 5 الي 8 متر مربع 5 الي 9 متر مربع 5 الي 9 متر مربع 9 الي 12 متر مربع
امكان رقابت در بازارجهاني ندارد دارد دارد كاملاً قابل رقابت

جستجو ، اكتشاف و ارزيابي سنگ

اولين مرحله شامل يافتن مناطقي است كه احتمال دارد سنگ يا ماده معدني مورد نياز در آنجاوجود داشته باشد .

به اين مرحله ” پي جويي ” مي گويند .

در مورد مواد معدني ساختماني مهم ترين عامل همواره عبارت از فاصله كانسار تا بازار مصرف است .

مواد معدني ساختماني به قيمت نازلي در سر معدن فروخته مي شوند براي اينكه هزينه هاي حمل ونقل بخش عمده اي از قيمت فروش نهايي را تشكيل مي دهد .

قدم مهم در مرحله پي جويي آن است كه ماده معدني مورد جستجو دقيقاً تعريف شوداگر سنگ ساختماني است ،

چه نوع استحكام ، سختي ظاهر ونمودي مورد نياز است؟ اگر سنگ دانه است چه نوع دانه بندي يا تركيب كانه شناسي بايد داشته باشد؟

اقدام بعدي او استفاده مشورتي از نقشه زمين شناسي محلي است .

همه كشورها به نوعي داراي سازماني هستند كه مسئوليت تهيه نقشه هاي زمين شناسي را به عهده دارند

واولين قدم در كارهاي اكتشافي همانا دستيابي به دفاتر انتشارات اينگونه سازمانهاست .

مرحله دوم، اجراي عمليات اكتشاف شروع مي شود . انديسهاي سطحي كه بيشترين نقشه برداري زمين شناسي

بر اساس آنها انجام مي گيرد اولين نشانه هاي بودن يا نبودن يكماده معدني معين به شمار مي‌آيند.

اگركانسار كم عمق باشد ، حفاريهاي آزمايشي با استفاده از وسايل مكانيكي رضايتبخش است .

در صورت نياز به حفاري عميق تر كه روش گرانقيمتي نيز هست، بايد در چاه اصلي شمع زني انجام گيرد

تا از ريزش ديواره ها جلوگيري كند. در اكتشافات عميق تر اصولاً بايد گمانه هاي اكتشافي حفر شوند

والبته چنين كاري براي همه مواد معدني به صرفه نيست .

مقالات معدنی

ارزانترين روش حفر گمانه ، حفاري كابلي ضربه اي است .

در اين روش فقط به يك جرثقيل كابل دار پرقدرت نياز است كه بتوان يك چكش سنگين را بالا برد وبر روي يك لوله فولادي فرودآورد

تا آن را با فشار به داخل زمين فروكند.

همين جرثقيل يك اسكته سنگين را بالا مي برد وبرروي مواد داخل لوله توخالي فولادي فرود مي آورد و آن را پودر مي كند .

سپس مواد پودر شده از داخل لوله تخليه مي شوند . اين را يك نمونه دست نخورده مي گويند.

ديگر روشهاي حفاري همگي دوراني هستند كه طي آن رشته اي از لوله هاي حفاري تو خالي در داخل زمين مي چرخند .

سرعت دوران از مقادير بسيار كم تا حدود 600 دور در دقيق متغير است.

در رسوبات تحكيم نيافته ، روشي مطلوب تر از حفاري ضربه اي به كار گرفته مي شود كه آن را پرماي پيوسته مي نامند .

در اين روش قطعات مته ، كه قطر آنها عموماً 150 تا 200 ميلي متر است ،

در فاصله يك متري يا همين حدود به داخل زمين فرو مي‌روند و سپس بيرون كشيده مي شوند و نمونه ها در تيغه هاي مته بر جاي مي مانند.

مقالات معدنی

با تغييرات جزئي در روش ياد شده روش ديگري به نام پرماي توخالي ابداع شده كه در آن مركز مته يك لوله توخالي است

وغالباًدر ته آن لبه برنده اي تعبيه شده است. با نيرويي كه برروي پره هاي مته وارد مي آيد

لوله توخالي به داخل زمين فرو مي رود و در سنگ هاي سست مي تواند نمونه هاي نسبتاً دست نخورده اي را به دست دهد .

در سنگ هاي سخت تر و در جايي كه نمونه هاي كمتر دست خورده مورد احتياج است بايد به روش ديگري به نام حفاري مغزه گيري دوراني توسل جست.

در اين روش براي تهيه مغزه استوانه اي شكل از سنگ سخت،

از يك سر مته فولادي سخت شده استوانه اي استفاده شده ونمونه در يك مغزه گير مي كند و در انتهاي لوله حفاري نگه داشته مي شود.

در فواصل معين كل لوله حفاري به سطح زمين كشيده شده و مغزه را از دورن مغزه گير بيرون مي آورند .

سرمته بايد مسلح به وسيله اي باشد كه بتواند سنگ سخت را برش دهد.

اين وسيله ممكن است فولاد سخت شده (براي رس ها و سنگ‌هاي نرم) وتنگستن كاربيد، الماس طبيعي يا مصنوعي براي سنگ هاي سخت‌تر باشد.

زمين شناسان غالباً از روش ارزانتري به نام حفاري دوراني حفره باز بهره مي گيرند.

در اين روش مته حفاري به هنگام پيشروي در سنگ آن را مي شكند و ترانشه هاي حاصل از آن به كمك مايع حفاري به طور مستمر به سطح زمين آورده مي شوند

تغيير در جنس سنگها را مي توان با آزمايش ترانشه هاي حاصل از حفاري تشخيص داد و بدين ترتيب يك ستون چينه شناختي را تهيه و ترسيم كرد ،

درمقايسه با روش حفاري مغزه‌گيري، روش حفره باز بسيار سريع تر و ارزانتر است

و استفاده از آن در اكتشاف كانسارهاي بزرگ روز به روز مطلوبيت بيشتري پيدا مي كند.

حفاري بهينه :

بهينه سازي روشهاي چالزني ، نقش مؤثري در بازدهي استخراج وقواره دهي مناسب سنگ دارد .

به تعبير ديگر حفاري بهينه به سهم خود، دستيابي به بيشترين بازده را امكان‌پذير مي سازد .

تعريف بازده حفاري

وظيفه سازنده ابزار حفاري، طراحي ساقه، مته و سرمته به ترتيبي است كه بيشترين انرژي ممكن از پيستون محرك براي شكستن سنگ منتقل شود.

افت انرژي را نبايد به حساب از دست رفتن عادي انرژي گذاشت.

اين افت به فرسايش چالزن وابزارهاي چالزني هم مربوط مي شود. افت سيستم هيدروليكي يا بادي كه سرعت برخورد پيستون را تأمين مي كند

تحت تأثير ابزارهاي چالزني قرار نمي گيرند. وقتي پيستون به سرعت برخورد پيدا كند، مطابق فرمول زير انرژي جنبشي نيز مي گيرد:

وقتي پيستون به ساقه ضربه مي‌زند ، موج برخورد انرژي را به خود به سرمته و سنگ منتقل مي كند.

سرمته، به درون سنگ رانده مي شود و آن را مي شكند.

كار انجام شده روي سنگ ( نيرو * فاصله ) برابر با سطح زير منحني نيرو ـ نفوذ براي برخورد واقعي سر مته وسنگ است .

بازده سيستم به صورت نسبت مقاديردو انرژي ، تعريف و معمولاً بر حسب درصد بيان مي شود .

براي دستيابي به بيشترين بازده ممكن، يعني حفاري بهينه،

ساق مته بايد طوري طراحي شود كه ويژگي هاي لازم رابراي انتقال انرژي به بهترين وجه ممكن داشته باشد .

به علاوه شكل هندسي پيستون ، طرح سرمته وخواص سنگ نيز بايد با يكديگر هماهنگي داشته باشند.

معمولاً براي چالزن هيدروليكي از داده هاي نمونه استفاده مي كنيم ،

مقالات معدنی

يعني پيستون 500 ميليمتري به قطر 38 ميلي متر و سرعت 10 متر بر ثانيه .

چنين پيستوني در حدود 4 كيلوگرم وزن دارد وتقريباً 200 ژول انرژي برخورد ايجاد مي كند.

اين سيستم در نهايت مي تواند نيروي ماكزيمم 400 كيلونيوتني و حداكثر 2 ميليمتر نفوذ به وجود آورد.

هنگام چالزني، مقدار نيرو و نفوذ به وسيله سرمته و سنگ تعيين مي شود كه از نمودار همبستگي حداثر نيرو وحداكثر نفوذ در منحني زير تبعيت مي كنند.

حداكثر نيرو تابعي است از سرعت برخورد وسطح مقطع پيستون . حداكثر نفوذ تابعي است از سرعت برخورد در طول پيستون.

فقط سرعت برخورد را مي توان به راحتي در كارگاه تنظيم كرد .

اين كار با تغيير دادن فشار مكانيسم برخورد انجام ميشود . منحني نشانمي دهد كه تغيير سرعت فقط بزرگي نيروونفوذ را تغيير مي دهد و نه شكل آن را.

خلاصه اينكه وقتي چالزن و ساقه مته انتخاب شدند رابطه ميان نيرو ونفوذ تعيين مي شود .

تنظيم فشار برخورد مي تواند بزرگي نيرو ونفوذ را تغيير دهد ولي رابطه ميان آن دو را تغيير نمي دهد.

سرمته

وقتي سرمته به درون سنگ رانده مي شود فرآيند عمل را مي توان با نوعي منحني نيروـ نفوذ توضيح داد .

چنين آزمايشي مي تواند به وسيله دستگاه آزمون عمومي انجام شود.

سرمته هاي كلاهكي حداقل وقتي صحبت ازنيرو ونفوذ در چالزنهاي امروزي است نمودار رابطه اي خاص ميان نيرونفوذ را نشان مي دهد  .

شيب نمودار مربوط به مراحل بارگذاري، نشانگر چيزي است كه آن را مقاومت نفوذي سنگ مي ناميم .

هرچه شيب بيشتر باشد، مقاومت نفوذي هم بيشترخواهد بود . البته مقاومت نفوذي سنگ ، بسته بهنوع سنگ وطراحي وابعاد سرمته ، در گستره وسيعي تغيير مي كند.

بازده

وقتي چالزن، ساقه مته، سرمته و سنگ مرتبط شدند و چالزني شروع شد، مي توانيم با تلفيق

11. كنترل و بسته بندي

توصيف تكنولوژي

  • تبديل بلوك مرمر به نوار : اين عمل با استفاده ازماشين بلوك بر چند ديسكي پر قدرت انجام مي شود .
  • نوارهاي حاصل از ماشين بلوك بر داراي مشخصه هاي زيرند : الف ) ضخامت آنها برابر ضخامت فراورده نهايي است يا به اندازه مورد نياز براي انجام عمليات ساب زني نهايي از ضخامت نهايي بيشتر است.
  • پهناي آنها برابر پهناي فرآورده نهايي است يا به اندازه مورد نياز براي انجام عمليات ساب زني نهايي از پهناي نهايي بيشتر است.
  • دوجانب نوار كاملاً مستقيم وبا يكديگرموازي اند.
  • سطوح بالايي وپاييني آنها كاملاً تخت ، يكنواخت و موازي با يكديگرند.
  1. آرايش سروته، براي توليد نواري كه طول آن مضربي ازطول فرآورده نهايي باشد:

اين عمل با استفاده از ماشين عرضي يك يا چند ديسكي انجام مي شود هدف از انجام اين عمل حذف سروته نامنظم نوار ونيز توليد نواري است

كه طول كل آن مضربي از طول فرآورده نهايي باشد ودر نتيجه از انجام عمليات ماشين كاري روي ماده اي كه مصرف نخواهد شد، اجتناب شود.

لزوم استفاده ازكامپيوتر:

در مورد چالزنها وساقه مته هايي با شكلهاي هندسي پيچيده تر از آنچه در اينجا توصيف شد،اصول مشابهي صادق است .

ولي انجام محاسبات دقيق به كامپيوتر نياز دارد. وقتي محاسبات در روي شكلهاي هندسي واقعي انجام مي شود،

بازده را به صورت تابع مستقيم مقاومت نفوذي سنگ تعيين مي شود.

 بازده ماكزيمم، درمقاومت كم:

وجود نقطه ماكزيمم به ازاي مقادير پايين مقاومت نفوذي اينطور توجيه مي شود كه چالزني در مرتبه دوم رسيدن

موج برخورد به سرمته (پس از يك بار رفت وبرگشت درطول ساقه مته )مجدداً نيز انجام مي شود .

نفوذ وبازده زياد هستند ولي به ساقه مته تنش كششي شديدي وارد مي شود.

با فرسوده شدن سرمته در جريان چالزني مقاومت نفوذي افزايش يافته و بازده و نفوذ تا نقطه بحراني كاهش پيدا ميكنند .

سرمته را بايد از نو سنگزني يا تعويض كرد . وضع ايده آل اين است كه سيستم در فاصله ميان سنگزني مجدد سرمته ، به حداكثر بازده خود برسد .

مقالات معدنی

قسمت های بعدی این مقاله توسط هلدینگ آداک بازهم انتشار خواهد شد…

اشتراک گذاری پست

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *


چطور میتونم کمکتون کنم؟
فرستادن ازطریق واتس آپ