جستجو در تالارهای گفتگو

امروزه معدنكاري و شيوه هاي رايج در آن در حال تحول دائمي است و بسياري از مراكز و موسسات تحقيقاتي فعال در امور معدن براي پيشبرد اهداف معدنكاري دست به توليد موادي مي زنند كه بيشترين بازدهي را دارا بوده و در عين حال علاوه بر ارزاني غيمت ‌‌، با محيط زيست سازگاري داشته باشد. يكي ازمواردي كه به طور روز افزون در كارهاي معدني ايران مورد استفاده قرار مي گيرد انواع پودرهاي منبسط شونده است. اين پودرها پس ازمخلوط شدن با آب، به صورت دوغاب در درون چالهاي از پيش حفاري شده ريخته مي شوند و پس ازمدتي در اثر پديده هيدراتيزاسيون وآبگيري، دوغاب حاصله تا چندين برابر خود افزايش حجم مي دهد و در اثر اين افزايش حجم، يک تنش فشاري بالايي به ديواره چالها وارد مي كند و اين تنش در نهايت موجب شكسته شدن ديواره چال، در نقاط ضعف موجود در اطراف ديواره مي گردد. با حفاري وآرايش چالها در جهت هاي خاص مي توان شكسته شدن ديواره چالها را هدايت نمود و در نهايت قطعات سنگ و يا بتن را به طور دلخواه برش داد. ◄ مزايا استفاده از پودرهاي منبسط شونده: • عدم نياز به استفاده از مواد ناريه : از آنجايي كه بسياري از معادن و يا سازه هاي بتوني زائد و قابل تخريب، در مجاورت مناطق مسكوني جاده ها و يا خطوط تاسيساتي آب و برق نفت قرار دارند، براي رعايت شرايط ايمني امكان استفاده از مواد ناريه وجود ندارد به همين دليل باعث شده كه اين معادن به طور دست نخورده باقي بمانند. و يا بهره برداري از آنها با ظرفيت پايين انجام شود. استفاده از پودرهاي منبسط شونده مي تواند تا حد زيادي به امر استخراج و برش قطعات سنگي و بتني كمك نمايد. ضمناً چون استفاده از مواد ناريه در ايران از نظر امنيتي مستلزم رعايت شرايط خاص مي باشد، به همين خاطر رعايت اين شرايط زمان و هزينه بسيار زيادي صرف مي شود، لذا بسياري از افراد ترجيح مي دهند از مواد جايگزين ديگري به جاي مواد ناريه استفاده كنند. • سهولت استفاده : استفاده از پودرهاي منبسط شونده نياز به نيروي متخصص ندارد وبا يك آموزش كوتاه مدت مي توان از اين پودرها استفاده نمود. • سهولت حمل ونقل : پودرهاي منبسط شونده داراي بسته بندي مخصوصي بوده و به آساني قابل حمل و نقل هستند و در محل مصرف آماده سازي و مصرف مي شوند. • انعطاف پذيري شكل برش: معمولاً در انجام عمليات آتشباري شكل برش چندان دلخواه نيست و با كم و زياد كردن ميزان مواد ناريه و نوع آن، شكل برش از حالت دلخواه خارج مي گردد. اين مسئله به خصوص در معادن سنگ داراي اهميت زيادي است. از آنجايي كه در هنگام استفاده از پودرهاي منبسط شونده، چالها در راستاي برش دلخواه حفر مي شوند و همواره شكست مطابق شكل شماره 2 در راستاي چالهاي حفاري شده رخ مي دهد. لذا مي توان به سادگي به سطح برش مطلوب دست يافت. • سازگاري بامحيط زيست : به طور كلي پودرهاي منبسط شونده تركيباتي از مواد معدني طبيعي مي باشند. كه استفاده ازآنها مشكل خاصي را از نظر زيست محيطي به وجود نمي آورد. ◄ معايب استفاده از پودرهاي منبسط شونده: • استاندارد نبودن بعضي از اين مواد: بسياري از پودرهاي منبسط شونده موجود در بازار ايران توسط توليد كنندگان مختلفي تهيه مي شوند و به دليل رقابت مالي، بسياري از اين توليد كنندگان استانداردهاي توليد را رعايت نمي كنند.از اين رو بسياري از محصولات توليدي از نظر كيفيت فاقد مشخصات مطلوب هستند. • شرايط آب وهوايي : بسياري از پودرهاي موجود در بازار ايران براي استفاده در شرايط آب و هوايي مختلف توليد نمي شوند. و لذا از پودر واحدي در مناطق گرم و مناطق سرد استفاده مي گردد. از اين رو چون عامل گرما نقش بسيار تعيين كننده اي در فرآيند انبساط اين پودرها دارد، در هواي سرد از بازدهي زماني ومالي معدن به شدت كاسته مي شود. • خطر انفجار و پرتاب سنگ: به دليل پايين بودن كيفيت بسياري از پودرهاي داخل كشور در هنگام استفاده از اين پودرها در هواي گرم و بخصوص در چالهايي كه در سنگ هاي آفتاب خورده حفر شده اند. اين پودرها تقريبا بلافاصله پس از استفاده دچار انبساط شديد شده و تقريبا مشابه مواد منفجره در هنگام انفجار عمل كرده و باعث پرتاب سنگ مي گردد. • كوچكي ابعاد برش: به دليل كيفيت پايين بسياري از پودرهاي داخلي، ميزان انبساط و تنش فشاري ناشي از اين پودرها بسيار محدود است. بعلاوه به خاطر هموژن و يكنواخت نبودن اين پودرها، در بسياري از چالها ميزان انساط با يكديگر تفاوت داشته و سطح برش خورده فاقد شكل صاف و يكنواخت است. • ايمني : بسياري از افرادي كه از بعضي از پودرهاي توليد داخل استفاده كرده اند از بروز بعضي از ناراحتي هاي ريوي، چشمي شكايت مي كنند. اگرچه ارتباط مستقيم بروز اين امراض با استفاده از اين پودرها به اثبات نرسيده است ولي پايين بودن كيفيت توليد و استفاده از مواد مضربه خاطر ارزان تمام شدن قيمت توليد، مي تواند باعث بروز اين بيماريها شود. همچنين امكان توليد گازهاي سمي را در هنگام استفاده از اين پودرها ي غير استاندارد رانمي توان ناديده گرفت. ◄ معرفي پودر جديد منبسط شونده کتراک : کتراک از جمله مواد غير منفجره شيميايي در معادن مي باشد که با استفاده از اعمال نيروي کشش در ديواره چال باعث شکست سنگ مي گردد. کتراک به گونه اي عمل مي کند که گاز و حرارت بالايي توليد نکرده ولي عمل شکست را تقريبا مانند انفجار انجام مي دهد. ◄ آماده سازي کتراک: ماده شيميايي کتراک در اثر اختلاط با آب جهت انجام عمليات تخريبي به کار مي رود. که براي اين اختلاط توجه به نکاتي ضروري مي باشد. 1- نسبت اختلاط کتراک با آب حدود 3 به 1 مي باشد 2- اختلاط مي بايست در ظروف پلاستيکي تميز صورت گيرد. 3- آب مورد نظر بايستي خالص بوده و املاحي نظير ca و mg نداشته باشد. 4- درجه حرارت آب براي اختلاط مي بايست بين 15 تا 20 درجه سانتي گراد باشد. ◄ طراحي چالها: فاصله بين چالها بايستي بر طبق الگويي رعايت شود. فرمول تجربي که در اجرا عموما جهت طراحي فواصل چالها استفاده مي شود به صورت زير مي باشد. 10 * قطر چال = حداکثر فاصله چالها ( ميلي متر ) در حاليکه به صورت تئوريک و در کاتالوگهاي مختلف جداول گوناگوني وجود دارد که از آنها مي توان جهت تعيين ضرايب مورد استفاده در فرمول محاسبه فواصل چالها، در اين روش استفاده کرد. فرمول به صورت زير مي باشد : ضريب * قطر چال = حداکثر فاصله چالها ( ميلي متر ) ضريب مورد نظر در فرمول بالا را مي توان از طريق جداول مخصوصي که براي تعيين مقدار اين ضريب تهيه شده است، استفاده کرد. جدول تعيين ضرايب بر اساس داده هاي تجربي در سر معادن بدست آمده است. جدول تعيين ضرايب جهت طراحي فواصل چال ◄ چگونگي استفاده ازكتراك: كتراك راابتدا با نسبت 3 به 1 باآب خالص مخلوط كرده، سپس دوغاب حاصله رابه مقدارمعين،تا 80% ارتفاع چال پر مي كنيم.سپس سرچال را باگوه چوبي مي كوبيم تا در چال كيپ شود. سپس پس از د و ساعت از ريختن كتراك در داخل چال، فعل و انفعالات شيميايي انجام مي گيرد. وتوليد گاز مي كند. در اثر فشار گاز گوه چوبي مقداري به سمت بالا حركت مي كند. لازم به ذكر است كه بايستي دقت شود تا 2 ساعت پس از ريختن دوغاب در داخل چال مجدداً پتكها را در داخل چال بكوبيم. براي اينكه كتراك عمل شكستن را به طور كامل انجام دهد بايستي 16 ساعت به آن فرصت داده شود. ◄ نكات ايمني : گاز ناشي از كتراك به قرينه چشم آسيب رسانده و آن را از بين مي برد. بنا براين بايستي كاملاً مراقب بوده و در صورت لزوم حتما از عينكهاي مخصوص شيشه اي دو جداره استفاده گردد. فاصله ايمني ومجاز از محل عمل كتراك نبايستي كمتر از 40تا50 سانتي متر باشد. ◄ مواردكاربردكتراك: استفاده ازكتراك در سنگهاي پردرزه وشكاف مناسب نمي باشد. به خاطر اينكه گازاز درزه ها حركت كرده وشكستگيهاي ناهمگون ايجاد مي كند. بنابراين بهتر است ازاين ماده تنها درمورد سنگهاي بدون درزه وشكاف استفاده كرد. ◄ استامايت : يکي ازمواد به کار رفته در استخراج سنگها ي ساختماني و تاحدودي کمتر در کارهاي عمراني مي باشد. هر چند در نگاه نخست قيمت پايين اين مواد باعث استقبال ازآن مي گردد,اما درنهايت هزينه هاي جنبي وکاهش ميزان استخراج سبب بالا رفتن هزينه هاي تمام شده خواهد بود.استامايت ازجمله مواد منفجره شيميايي غيرمعمول درمعادن مي باشدکه يک ماده تخريب کننده بدون صدا وخطرمي باشد. استامايت هم شبيه مواد منبسط شونده ديگر جهت آماده سازي مي بايستي با مقدار مشخصي آب مخلوط شود. ميزان اختلاط استامايت با آب به ازاي هر 1.5 ليترآب ,5 کيلوگرم ازماده استامايت لازم مي باشد.بعدازريختن دوغاب تهيه شده درداخل چال ,مدت زمان 24 ساعت لازم است که تا اين ماده در داخل چال عمل کرده و باعث شکست سنگ گردد. ◄ طراحي چالها : فواصل بين چالها به صورت تقريبي براي سنگهاي خيلي سخت بين 20تا30 سانتي متر, براي سنگهاي متوسط بين 30تا60 سانتي متر و براي سنگهاي نرم بين 50تا80 سانتي مترمي باشد. اما به طور کلي فواصل چالها در روش بکارگيري استامايت بيش از فواصل چالها در استفاده از کتراک مي باشد. جدول زير جهت برآورد قطر چال و نسبت تراکم و رابطه بين اين دو مي باشد. هر قدر قطر چالها بيشتر باشد کيفيت کاراستامايت بالاتر مي باشد. جدول برآورد قطر چال و نسبت تراکم ◄ مواردکاربرداستامايت: استامايت انواع مختلفي داردکه ازانواع مختلف آن درموردسنگهايي با درجه حرارت محيطهاي مختلف استفاده مي شود. بطورکلي رنج حرارتي که درآن مي توان ازاستامايت وانواع مختلف آن استفاده نمود , بين 5 تابيش از35 درجه سانتي گراد مي باشد.همچنين ازنظر مقاومت فشاري ,سنگها بايستي دررنج مقاومت فشاري خاصي قرار داشته باشند تابتوان در مورد آنها ازاستمايت استفاده نمود.معمولا مقاومت فشاري سنگها بين 1000تا2000 کيلوگرم برسانتي مترمربع و براي بتونها بين 150تا500کيلوگرم بر سانتي مترمربع مي باشد. چنانچه چالها را به طوريکنواخت وبا طول يکسان حفر کنيم , استامايت مي تواند نيرويي معادل با8000 تن برمترمربع برسنگ واردکند. ◄ انواع استامايت: استامايت در چهارنوع مختلف و در چهار شماره در بازار موجود مي باشد. که هريک از انواع آن براي سنگها در درجه حرارت محيطي خاص به کارمي رود. براي سنگها در درجه حرارت محيط 35درجه سانتي گراد به بالا از استامايت 100,در درجه حرارت 20تا35 درجه سانتي گراد از استامايت 150, در درجه حرارت 15تا20درجه سانتي گراد از استامايت 200و براي درجه حرارت 5 تا 15 درجه سانتي گراد از استامايت 300 استفاده مي شود. ◄ مزاياي استامايت: استامايت يک ماده تخريب کننده بدون صدا وخطر مي باشد که اين از مهمترين مزاياي آن ميباشد. ◄ معايب استامايت: يکي از عيوب اساسي اين ماده دير عمل کردن ودر برخي موارد عمل نکردن اين ماده است.يکي ديگر از بزرگترين معايب اين ماده عدم کارايي در برش کف مي باشد. در اکثر ايران براي برش کف با مشکل روبرو هستند.و اين امر باعث مي شود. تا معدنداران هزينه هايي بابت برش کف متحمل شوند و اين هزينه ها به هزينه هاي استخراج افزوده مي شود. و در نتيجه قيمت تمام شده کوپ استخراجي را بالا مي برد. ◄ مقايسه استامايت با کتراک: استامايت و کتراک هر دو از انواع مواد غيرمنفجره شيميايي در معادن مي باشند.و از بسياري جهات عملکرد آنان به يکديگر شبيه مي باشند. اما در پاره اي از موارد با هم تفاوتهايي نيز دارند از جمله اين عوامل , عوامل اقتصادي يا زمان تاثير و فواصل بين چالها مي باشد. از نظر مسائل اقتصادي استامايت از کتراک کم هزينه تر مي باشد. ازنظر زمان تاثير , مدت زمان تاثير استامايت بيش از کتراک و چيزي حدود24 ساعت به طول مي انجامد. در طراحي چالها نيز فواصل مورد نياز چالها در استامايت بيش از فواصل چال در استفاده از کتراک مي باشد. ◄ معرفي ماده منبسط شونده دكسپن: يكي ديگر از انواع پودر هاي منبسط شونده، پودر منبسط شونده دكسپن مي باشد.اين ماده در حال حاضر در ايالات متحده كاربرد زيادي در استخراج سنگهاي ساختماني وهمچنين تخريب مكانهايي از قبيل ساختمانهاي مسكوني كه در شرايطي قرار گرفته اند كه نمي توان از مواد منفجره استفاده كرد ويا احداث ترانشه هايي براي امور اكتشافي ونهايتاً به طور محدود در حفاري هاي عمراني مورد استفاده قرار مي گيرد. اين ماده را نيز همانند مواد منبسط شونده ديگر، در بازار به صورت پودر، در بسته هاي پنج كيلويي و در جعبه هاي بيست كيلويي مي توان تهيه كرد. ◄ آماده سازي ماده منبسط شونده دكسپن : همانطوري كه در قسمت قبل توضيح داده شد. اين ماده به صورت پودر در بازار موجود بوده وبراي آماده سازي آن مي بايست همانند مواد منبسط شونده ديگر با نسبت مشخصي با آب مخلوط شود.، نسبتي كه شركت سازنده، براي آماده سازي اين ماده پيشنهاد كرده،نسبت 5/1 به 5 مي باشد. براي انجام آماده سازي يك بسته 5 كيلويي از ماده را با 5/1 ليتر آب مخلوط كرده و با يك دستگاه هم زن، ماده را كاملاً وبه طور يكنواخت در آب تركيب مي كنند. بايد توجه داشت كه دوغاب حاصله مي بايست به طور كامل با آب تركيب گردد. لازم به ذكر است به منظور استفاده از اين ماده در برشهاي كف پمپهاي مخصوصي تهيه شده كه به اين ماده اين امكان را مي دهد كه در برشهاي كف نيز مورد استفاده قرار گبرد. ◄ الگوي حفاري پيشنهاد شده : براي حفر چالها مي توان از وسايل ساده حفاري، مثل چكشهاي حفاري استفاده كرد كه اين امر نياز به دستگاههاي سنگين وگران قيمت حفاري را برطرف مي كند. لازم به ذكر است كه ميزان طول حفاري انجام شده به اندازه 80 تا 90 درصد طول ديواره سنگي،در هنگام استخراج سنگهاي ساختماني مي باشد. قطر چالها ي حفاري و فاصله ما بين آنها بستگي به نوع كاربرداين ماده دارد. به اين منظور يك سري الگوهاي حفاري پيشنهاد شده از طرف شركت سازنده برا ي اهداف خاص،در زير آمده است • الگوي حفاري ارائه شده براي شكستن سنگها واستخراج سنگ ساختماني : الگوي حفاري پيشنهاد شده در شكل زير از سمت چپ اولين الگو به منظور خردايش و دو الگوي ديگر به منظور استخراج سنگ ساختماني به كار برده مي شود. قطر چال پيشنهاد شده40 تا 50 ميلي متر و فاصله چالها از يكديگر 40 تا 60 سانتي متر، پيشنهاد شده است. • الگوي حفاري ارائه شده براي تخريب پي در پلها : قطر چال 38 تا 50 ميلي متر و فاصله چالها از يكديگر 30 تا 40 سانتي متر،براي تخريب پي در پلها از طرف شركت سازنده پيشنهاد شده است. • الگوي حفاري ارائه شده براي تخريب پي ساختمانها : قطر چال پيشنهاد شده در اين الگو 38 تا 50 ميلي متر و فاصله چالها از يكديگر 20 تا 30 سانتي متر از طرف شركت سازنده پيشنهاد شده است. • الگوي حفاري ارائه شده براي تخريب بتن هاي مسلح : قطر چال 38 تا 50 ميلي متر و فاصله چالها از يكديگر 20 سانتي متر،براي اين منظور از طرف شركت سازنده پيشنهاد شده است. • الگوي حفاري ارائه شده براي حفر ترانشه : قطر چال 50 ميلي متر و فاصله چالها از يكديگر 20 سانتي متر، از طرف شركت سازنده پيشنهاد شده است. ◄ طريقه پر كردن چالها: براي پر كردن چالها ابتدا مي بايست كه چالها را به طور كامل از گرد و غبار پاك كرد. كه بدين منظور مي توان از پمپهاي بادي ساخته شده،استفاده كرد بعد از اينكه چالها به خوبي از گرد وغبارپاك شد. ماده را در آب به نسبت مورد نظر(نسبت 5 به 1 ) تركيب كرده وحداكثر ظرف مدت 10 تا 15 دقيقه مي بايست چالها را از دوغاب پر كرد. هنگام پر كردن بايد توجه داشت كه كل طول چال را نبايد از دوغاب پر كرد بلكه دوغاب در قسمت بالا به اندازه 5/1 تا1 اينچ از لبه چال مي بايست فاصله داشته باشد. ميزان مصرف ماده دكسپن به ازاي چالهاي مختلف در جدول زير نشان داده شده است.كه به طور متوسط در حدود 20 كيلو گرم از اين ماده برا ي پر كردن يك چال به قطر 8/3 سانتي متر و طول 10 متر،مورد استفاده قرار مي گيرد. استفاده از دستكش وعينكهاي مخصوص ايمني در هنگام استفاده از اين ماده از طرف شركت سازنده توصيه شده است ◄ زمان لازم براي ترك و برش سنگ: پديده ترك خوردن به طور متوسط دو ساعت بعد از پر كردن چالها رخ مي دهد. كه اين زمان بستگي به دما ي محيط و نوع سنگ دارد.و در نهايت براي برش سنگ مدت زماني در حدود 16 ساعت نياز مي باشد. بهترين زمان پيشنهاد شده براي استفاده از اين ماده در فصل تابستان، هنگام صبح و يا به هنگام عصر زمانيكه سنگ دماي خود را از دست داده است، مي باشد. در زمستان نيز براي بالا بردن عملكرد اين ماده، پيشنهاد شده است كه مقداري كلريد كلسيم با نسبت 1 به 100 در هنگام تهيه دوغاب به ماده اضافه گردد. براي مثال براي آماده سازي 10 كيلوگرم ماده دكسپن مقدار 100گرم ماده كلريد كلسيم احتياج است تا به آن اضافه گردد. منبع