کنترل کیفیت در معادن روباز

[XMEHRDADX 7514]

کنترل کیفیت در معادن روباز در محل استخراج

 

 

کلیات

معادن منابعی هستند در روی زمین که محل تامین مواد اولیه خام مورد استفاده در صنعت هستند. مانند سنگ آهن،سنگ مس،سنگ ها ی تزئینی وغیره..

برای اینکه این مواد معدنی موجود در معدن قابل استفاده در صنعت شود باید عملیاتی روی زمین و توده معدنی صورت گیرد که محصول مورد نظر صنعت تامین گردد.این عملیات تولید ماده مورد نظر را استخراج معدن گویند.بطور کلی مجموعه فعالیتهای مرتبط به هم در معدن که برای تولید مواد خام اولیه صنعت انجام می شود را استخراج معدن گویند.

استخراج معدن شامل دو مرحله کلی است که عبارتند از :

1. استخراج ماده معدنی و حمل به کارخانه کانه آرایی که خود شامل مراحل زیر است:

a) حفاری.

b) آتشباری.

c) حمل به کارخانه سنگ شکن.

2. کانه آرایی و فر آوری مواد معدنی.که خود شامل مراحل زیر است:

a) مراحل خردایش و سنگ شکنی

b) پر عیار سازی وتغلیظ.

در این مقاله کنترل کیفیت در مرحله استخراج ماده معدنی از توده معدنی مورد بررسی قرار می گیردیعنی کنترل کیفیت محصول تولید شده از استخراج ماده معدنی بر روی زمین. کنترل کیفیت محصول فراوری شده بعدا بصورت جداگانه بررسی می گردد.

 

درمرحله استخراج ،یعنی مرحله تولید محصول برای کارخانه کانه آرایی، ماده معدنی تولید و به سنگ شکن حمل می گردد .پس قاعدتا محصولی که در این مرحله تولید می شود باید دارای مشخصات ویژه باشد که نیاز کارخانه های کانه آرایی رابرآورده کند.این مشخصات ویژه در معادنی که عملیات اکتشاف در آنها انجام شده کم و بیش معلوم است ولی برای اطلاع دقیقتر از مشخصات کیفی ماده معدنی و تصمیم گیری در شرایط اطمینان بالاتر و ارائه محصول با مشخصات مورد نیاز سنگ شکنها یا مشتری وجود یک سیستم کنترل کیفیت موثر و کار آ ضروری می نماید.

 

[XMEHRDADX 7514]

ادامه

چگونگی فرآیند تولید

محوطه یا زمین مورد نظر باویژگی مورد نیازکانه آرایی از قبل مشخص می گرددکه به آن بلوک می گویند.چون این قسمت از زمین برجا و سخت می باشد قابل حمل نیست،لذا بایستی آنرا به قطعات خرد شده تبدبل نمود.برای تبدیل زمین برجا به قطعات خرد شده ،توسط دستگاه حفاری بر روی محل مورد نظر (بلوک) بصورت شبکه ای تعدادی چال حفاری می شود،تعداد این چالها و نحوه حفاری و شبکه حفاری نیاز به طراحی مهندسی دارد که از بحث موضوع ما خارج است.طبق همان طراحی مهندسی مواد ناریه (منفجره)برای بلوک محاسبه کرده ،داخل چالها را با مواد ناریه پر کرده و منفجر می کنند.نتیجه محصولی است برای حمل به کارخانه کانه آرایی و همان محصول مورد بحث . این محصول باید از لحاظ کیفیت با نیازهای کارخانه کانه آرایی تناسب داشته باشد.

ویژگیهای کیفی

ویژگیهای کیفی محصول که همان سنگ خرد شده است به طورکلی به دو دسته تقسیم بندی می شود:

1. ویژگیهای فیزیکی

2. ویژگیهای شیمیایی

ویژگیهای فیزیکی : طراحی شبکه حفاری و محاسبه مواد ناریه برای آتشباری (انفجار)،به گونه ای صورت می گیرد که بهترین اندازه های مورد نیاز سنگ شکن بدست بیاید و اندازه سنگ بدست آمده قابل عبور از ورودی سیستم سنگ شکن باشد. ولی با تمام کنترلی که بر انفجار صورت میگیرد باز هم مقداری خطای قابل قبول در تولید اندازه های بزرگتر از سایز مجاز وجود دارد . این محصولات بزرگتر از سایز مجاز توسط کنترلچی های با تجربه به صورت چشمی و شهودی قابل تشخیص هستند و در همان محل از حمل آنها به کارخانه جلوگیری می شود .بعدا این اور سایز ها مجددا توسط چکش یا انفجار مجدد، در پروسه تولید قرار می گیرند.

ویژگیهای شیمیایی : ویژگیهای شیمیای به دو بخش تقسیم بندی میشوند:

1. مقدار ماده موثر ومفید موجود در سنگ معدن.این مقدار به صورت درصد بیان میشود و عبارت است از مقدار عنصر یا ترکیبی که بخاطر آن ماده این سنگ استخراج می شود . به این مقدار موثر عیار هم گفته می شوداین مقدار برای قابل قبول بودن باید از یک مقدار خاص بیشتر باشد.به طور مثا ل درصد آهن یا Fe عنصر موجود در سنگ آهن ویا درصد آهک موجود در سنگ آهک و مثال هایی از این قبیل.

2. مقدار ماده مضر موجود در سنگ معدن. معمولا در بعضی از سنگهای معدنی ترکیبات و یا عناصری وجود دارند که در صنعت و در هنگام استحصال و یا استفاده از ماده موثر و مورد نیاز ،ایجاد زحمت نموده و در انجام عملیات خلل وارد می کنند که به این ترکیبات یا عناصر ،مواد مضر گویند و مقدار آنها را با در صد بیان می کنند و باید از حد مجاز کمتر باشد ،مثل گوگرد در سنگ آهن که اگر از 1% بیشتر باشد در کوره بلند ایجاد مشکل می نماید.

فرآیند کنترل کیفیت در معادن روباز

کنترل کیفیت در معادن بصورت آماری انجام می پذیرد و شامل مراحل زیر است:

1. نمونه گیری و نمونه برداری.

2. تحویل نمونه ها به آزمایشگاه .

3. دریافت نتایج نمونه ها از آزمایشگاه.

4. تحلیل آماری و محاسبات کیفیت محصول .

5. تصمیم گیری برای استفاده از محصول.

6. بازخور اطلاعات و اصلاح تولید.

 

ادامه دارد

[XMEHRDADX 7514]

ادامه

 

نمونه گیری

بهترین راه بدست آوردن کیفیت یک محصول اینست که تمام محصول را از لحاظ کیفی مورد آزمایش قرار دهیم که در اینجا یعنی تمام حجم بلوک استخراجی را جهت بدست آوردن عیار مواد مفید و مضر(کیفیت)به آزمایشگاه دهیم. ولی این کار به هیچ وجه ممکن نیست.برای همین به عنوان نماینده محصول که در نهایت نشان دهنده کیفیت کل محصول است، نمونه یا نمونه هایی از محصول ( بلوک استخراجی ) گرفته میشود.چون کیفیت این نمونه ها نماینده کیفیت محصول است بنابراین بایستی بهترین روش و بیشترین دقت را انجام داد تا در نهایت جواب بدست آمده به واقعیت نزدیکتر بوده و کیفیت کل محصول را نشان دهد.

نحوه نمونه گیری : اگر بلوک طراحی شده را انفجار داده و خرد شود و بخواهیم از محصول خرد شده نمونه برداری کنیم با مشکل مواجه خواهیم شد چرا که با تل و دپویی از سنگ خرد شده روبرو می شویم که دسترسی به همه قسمتهای آن به سادگی امکان پذیر نیست وحتی در صورت رعایت دقیق نمونه برداری، برداشتن نمونه های تصادفی با شانس یکنواخت که نماینده کل بلوک باشد وجود ندارد.

بنابراین بهترین راه نمونه برداری،نمونه گیری قبل از انفجار و خرد شدن سنگ است . بدین ترتیب که در هنگام حفاری چالهای انفجاری، پودر سنگ حاصل از حفاری را به عنوان نمونه جمع آوری و برداشت کرد.قابل توجه این که در هنگام انجام عملیات حفاری در معادن در هنگام برش سنگ توسط مته خرده های سنگ ایجاد می شود که به صورت دانه ریز و پودر بیرون می آید.بعضی از دستگاه های حفاری دارای کیسه و یا محفظه جمع آوری نمونه هستند.ولی در صورتی که دستگاه چنین محفظه ای نداشت می توان پودر سنگی که اطراف چال می ریزد جمع آوری نمود.

هر چال و به عبارتی پودر سنگی که از آن چال برداشته می شود .نماینده ویزگی کیفی حجمی از بلوک است به شکل مکعب مستطیل که یک یال آن عمق چال ،یال دیگر آن فاصله چال تا چال جلویی ویال دیگر نصف فاصله چال تا چال سمت راست به اضافه نصف فاصله چال تا چال سمت چپ.در نهایت وقتی از تمام چالها نمونه برداشت شود ،کل بلوک را پوشش میدهد.

 

آماده سازی نمونه ها: دقیقترین و بهترین نتیجه برای کیفیت محصول (عیار سنگ معدن)زمانی بدست می آید که از تک تک چالها بصورت جداگانه نمونه گیری شده و به آزمایشگاه ارسال شود..ولی در شرایط خیلی خاص که هدف اصلی کم کردن هزینه است، می توان نمونه های کمتری گرفت که این کار کاملا بستگی به وضعیت موجود دارد اعم از تخصص و مهارت کارشناس مربوطه ،تجربه کاری او،عملیات اکتشاف که قبلا اجرا شده وبلوکهای رویی و کناری که قبلا برداشت شده.که در این صورت می توان :

1. فقط از تعدادی از چالها نمونه برداری کرد :بلوک کاملا همگن ویکنواخت است .

2. نمونه های همه چال ها را با هم مخلوط کرد و در نهایت یک نمونه برداشت : بلوک کاملا همگن است وتغییرات خیلی کم ولی یکنواخت مشاهده میشود.

3. منطقه را به قسمتهای همگن تقسیم کرد و نمونه های آن مناطق را با هم مخلوط کرد : بلوک از چند قسمت همگن تشکیل شده.

4. منطقه را به قسمتهای همگن تقسیم کرد و از منطقه فقط چند نمونه گرفت:بلوک به چند قسمت کاملا همگن و یکنواخت تقسیم شده.

البته توصیه میشود برای اطمینان خاطر از دقت کار از کلیه چالها نمونه برداری شود.

 

ادامه دارد

[XMEHRDADX 7514]

ادامه

 

تحویل نمونه ها به آزمایشگاه

پس از نمونه گیری ،نمونه ها در دفاتر و مراجع ثبت شده و به آزمایشگاه ارسال میگردد تا آزمایشگاه با انجام آزمایشهای مربوطه درصد مواد مفید و مضر موجود در محصول(سنگ معدن )را بدست بیاورد.

 

دریافت نتایج آزمایشها از آزمایشگاه

آزمایشگاه پس طی مراحل مربوطه نتایج آزمایشها(عیار) را گزارش می کند .

 

تحلیل آماری و محاسبات کیفیت محصول

میانگین ریاضی نتایج بدست آمده برای نمونه ها ،کیفیت محصول یا عیار میانگین سنگ است که در صورتی که عمق چالها برابر باشد به صورت زیر محاسبه می شود:

 

عیار میانگین=تعداد کل چالها/ مجموع عیار چالها

 

اگر عمق چالها برابر نباشد ،عمق به عنوان وزن یا ضریب عیار هر چال حساب می شود و میانگین عیار از رابطه زیر حساب می شود:

 

عیار میانگین=مجموع عمق چالها/مجموع( عمق چال *عیار چال)

 

تصمیم گیری برای استفاده از محصول

با داشتن نتیجه کیفیت محصول(عیار میانگین سنگ معدن)می توان تصمیم گیری کرد که این محصول در چه زمان و به کجا حمل شود و ایا اصلا در حال حاضر استفاده گردد یا خیر.

 

باز خور اطلاعات و اصلاح تولید

از نتیجه کار و بازخور اطلاعات می توان برای عملیات تولید استفاده کرد که نهایتا کمک شایانی در تصمیم گیری برای استخراج بلوک بعدی میکند. همچنین همانطور که می دانید یکی از کارهای کنترل کیفیت اصلاح تولید است.

 

سعی میکنم یه مثال عددی در پست بعدی بیارم،منتها من با گذاشتن جدول و شکل در پستها مشکل دارم یا به عبارتی بلد نیستم. از Word هم که کپی و پیست میکنم ،اینجا عجیب غریب در میاد.

 

ادامه دارد

[M.A.M 22]

با سلام

بسیار متشکر از اطلاعاتتون.

اگر مثال عددی هم بزنید میتونه مثال خوبی برای کنترل کیفیت آماری باشه.

 

با تشکر و احترام

[XMEHRDADX 7514]

راستش مثال عددی نیاز به جدول و شکل داره که آپلود نمیشه ی.یعنی جدول و شکل و نمیتونم در متن بذارم .

ولی بازم سعی خودمو میکنم.

[XMEHRDADX 7514]

در اینجا چندتاعکس از یه شبکه حفاری شده در یک معدن براتون میذارم:

کپه هایی که در عکس ها دیده میشن همون پودر بدست اومده از عملیات حفاری. هستن که نمونه ها هم از همینا گرفته میشه.این کپه های پودر در کنار چال ریخته شده. یعنی هر کپه نشاندهنده یک چال در کنارش هست(چالهاپشت کپه ها هستش و دیده نمیشن).

همونطور که میبینین این کپه ها به صورت شبکه ای و منظم هستن.که در اصل یعنی چالها منظم و شبکه ای حفاری شده.

همونطور ک

 

 

 

 

اینم عکس یه چال کنار کپه پودر چال:

 

 

 

 

اینم عکس یه کپه از پودر چال که باید ازش نمونه گیری بشه:

[XMEHRDADX 7514]

از اونجایی که بعضی از خواننده های این تاپیک ممکنه معدی نباشن و یا با فنون معدنکار ی آشنایی نداشته باشن و با توجه به اهمیت مبحث شبکه حفاری در کنترل کیفیت معادن روباز ،یه توضیح مختصری دررابطه با شبکه حفاری ارائه میدم و بعدش دو تا مثال عددی هم حل میکنم.

 

شبکه حفاری:

شبکه حفاری عبارت است از چیدمان و شکل قرار گرفتن چالها بر روی زمین (یا دیواره در تونلها)بر اساس یک طرح منظم و از پیش طراحی شده .شبکه حفاری در معادن روباز بر اساس ردیف شناخته میشود. یک شبکه حفاری شامل چند ردیف(حد اقل یکی) و هر ردیف شامل چند چال میباشد.وقتی میگوییم شبکه حفاری 4*3 است یعنی فاصله ردیفها(بردن)3 متر و فاصله چالها (اسپیس) 4 متر میباشد.محل و آدرس هر چال در شبکه حفاری را میتوان به صورتi-j داد که i ردیف وj شماره چال می باشد (تقریبا مانند ماتریس)در هر شبکه حفاری مانند یک ماتریس میباشد.