نشریه شماره ۶۲۳
روش استخراج مناسب هر ذخیره معدنی بر اساس ویژگیهای آن، مشخصات سنگ میزبان و سا یر شرایط جانبی انتخاب میشود. معمولاً تصمیم گیری بر اساس این ویژگی به یک روش استخراج منحصر به فرد منتهی نمیشود و باید از میان گزینههای مختلف، روش بهینه انتخاب شود. نشریه شماره ۶۲۳ با عنوان راهنمای انتخاب روش استخراج ذخایر معدنی با هدف راهنمایی بهرهبرداران ذخایر معدنی تهیه شده است.
استخراج ذخایر معدنی شامل دو گروه عمده روشهای استخراج سطحی و استخراج زیرزمینی است. روشهایی که محل استخراج در سطح و یا نزدیکی سطح زمین باشد، روشهای استخراج سطحی نامیده میشوند و بر خلاف روشهای زیرزمینی در روشهای استخراج سطحی، عملیات آمادهسازی و استخراج ماده معدنی در فضای باز انجام میشود و محدودیت استفاده از ماشینآلات با ظرفیت بالا وجود ندارد.
روشهای استخراج مکانیکی
در این روشها، از انرژی مکانیکی برای استخراج ماده معدنی استفاده میشود. استخراج مکانیکی معادن سطحی شامل روشهای استخراج روباز، نواری، کواری و استخراج با اوگر است. در بین روشهای یاد شده از نظر میزان تولید و کاربرد دو روش روباز و استخراج نواری در رتبههای اول و دوم قرار میگیرند. در روشهای کواری و استخراج با اوگر، شیوههای خاصی به کار میرود که در مقایسه با دو روش دیگر کاربرد آنها محدودتر است و درصد کمتری از تولید مواد معدنی در دنیا را به خود اختصاص میدهند.
روشهای استخراج با آب
در این روشها، برای استخراج مواد معدنی از آب یا یک حلال مایع و از طریق جریان هیدرولیکی و یا واکنش انحلالی استفاده می شود. با وجود محدودیتهای زیاد در به کارگیری این روشها، به دلیل پایین بودن هزینه نسبی، جذابیت زیادی دارند. روشهای استخراج با آب شامل استخراج هیدرولیکی و استخراج با شناور (برای کانسارهای پلاسری) و استخراج انحلالی در گمانهها و فروشویی است.
روشهای استخراج زیرزمینی
در روشهای زیرزمینی که تمامی عملیات استخراجی در زیر سطح زمین انجام میشود، با توجه به اهمیت نگهداری کارگاه استخراج، روشهای استخراج زیرزمینی را به سه دسته، روشهای بدون نگهداری، همراه با نگهداری و روشهای تخریبی تقسیمبندی میکنند.
روشهای استخراج همراه با نگهداری
روشهای استخراج همراه با نگهداری روشهایی هستند که در آنها برای تامین پایداری فضاهای استخراج شده و کنترل زمین در سرتاسر معدن میزان قابل توجهی وسایل نگهداری مصنوعی مورد نیاز است. این گروه از روشهای استخراج زیر زمینی در سنگهای با مقاومت ضعیف تا متوسط کاربرد دارند.
روشهای استخراج تخریبی
یکی از راههای کنترل فضای استخراجی برای ادامه عملیات استخراج زیرزمینی تخریب کمر بالا به منظور پر کردن فضای استخراج شده است. روشهای استخراج تخریبی شامل سه روش جبهه کار بلند، تخریب در طبقات فرعی و تخریب تودهای است. در این روشها مواد تخریب شده فضای استخراجی را پر کرده و سطحی به عنوان سطح تخریب در زمین و بالای کانسار ایجاد میکند. قابلیت تخریب کمر بالا مهمترین شرط استفاده از این روشها است.
استخراج هیدرولیکی
منظور از استخراج هیدرولیکی استفاده از جت آب با فشار بالا در استخراج ماده معدنی در فضاهای زیرزمینی است. حمل مواد استخراج شده ممکن است به صورت هیدرولیکی یا غیر هیدرولیکی باشد. در این روش معمولاً یک زیر برش در جبهه کار با جت آب ایجاد و سپس برشهایی به صورت قائم یا افقی بریده شده که موجب ریزش و یا تخریب جبهه کار میشود. کندن ماده معدنی با جت آب قابلیت ترکیب با سایر روشهای استخراج را دارد.
شرایط زمینشناسی و آب زمینشناسی در استخراج
بسیاری از عوامل موثر در انتخاب روش استخراج ذخیره معدنی، با زمین شناسی آن ارتباط دارد. توزیع ماده معدنی مورد نظر در داخل کانسار، پیوستگی مناطق کانی دار و کانیهای موجود در این مناطق پارامترهای کانی شناسی موثر در انتخاب روش استخراج هستند. این معیارها در انتخاب روشهای استخراج انتخابی (گزینشی) یا غیر انتخابی (غیر گزینشی) موثر هستند.
کانسارهای بدون توزیع عیار یکنواخت که عیارهای بالاتر در قسمتهای خاصی متمرکز شده نیاز به روشهای استخراج با قابلیت انتخابی دارند. کانسارهای گرمابی رگهای با فواصل منظم روشهای اتاق و پایه یا کارگاه و پایه مناسبترین روشهای استخراج محسوب میشود. ذخایر رسوبی به ویژه اگر دچار دگرگونی شدید ناحیهای شده باشند، باید با روشی با حداقل فضای باز شده همراه با پایههای دایمی استخراج شوند. کانسارهای پلاسری نزدیک سطح زمین معمولاً با روشهای سطحی استخراج میشوند و اگر در ذخایر پلاسری عمیقتر، استخراج زیرزمینی اقتصادی تشخیص داده شود، به دلیل غیر مقاوم بودن سنگهای مجاور، معمولاً این ذخایر به بلوکهای کوچک تقسیم شده و هر بلوک به صورت جداگانه استخراج میشود. از دیگر عوامل موثر در انتخاب روش استخراج میتوان از ساختار زمین شناسی نظیر چینها، گسلها، ناپیوستگیها، تودههای نفوذی یا صفحاتی نظیر درزهها و هوازدگی مرزی کانسار با سنگ میزبان نام برد.
الگوی جامع انتخاب روش استخراج
به منظور پرهیز از محاسبات پیچیده و تصمیم گیری در محیط فازی، الگوی جامع انتخاب اولیه روش استخراج ذخایر معدنی توسط معدنکاران و شرکتهای معدنی یک الگوی کیفی ساده و جامع ارایه شده که پایه و اساس آن طبقهبندیایی است که در طرح تهیه دستورالعمل انتخاب روش اکتشاف ذخایر معدنی ارایه شده است. سعی شده که این طبقهبندی مشابه طبقهبندی در طرح یاد شده باشد تا در اجرا برای معدنکاران پیچیدگی به وجود نیاید. در این الگو موارد زیر رعایت شده است.
- سهولت به کارگیری توسط مهندسان معدن و شرکتهای معدنی یا سایر افرادی که در صدد اخذ مجوز استخراج هستند.
- با شرایط و تکنولوژی بومی کشور متناسب باشد.
- گزینههای گوناگونی را پیشنهاد دهد تا تصمیم گیرنده با توجه به سرمایه و تجهیزات در دسترس، تصمیم نهایی را اتخاذ کند.
- به صورت گرافیکی و ساده ارایه شود.
- طبقهبندی ارایه شده در نشریه شماره ۶۲۳، با طبقهبندی ارایه شده در دستورالعملهای اکتشاف ذخایر تا آنجا که امکان دارد، بیشترین انطباق را داشته باشد.
فهرست مطالب نشریه شماره ۶۲۳
نشریه شماره ۶۲۳ در ۴ فصل تهیه و گردآوری شده است. در فصل ۲ نشریه شماره ۶۲۳، معیارهای موثر در انتخاب روش استخراج و ارزیابی آن ارایه شده است. معیارهای موثر در انتخاب روش استخراج به دو گروه کلی تقسیم میشوند. گروه اول معیارهای مرتبط با مشخصات کانسار هستند که از این گروه، میتوان به شاخصهای هندسی کانسار از جمله شیب، عمق و نظایر آن اشاره کرد. گروه دیگر از این معیارها مرتبط با ذخیره معدنی نیستند و شرایط محیطی شامل وضعیت تکنولوژی، شرایط اقتصادی و وضعیت بازار را در بر میگیرند. هر چند تاثیر عوامل محیطی در بلند مدت خود را نشان میدهد، لیکن این موضوع به معنی کم اهمیت تر بودن این عوامل نسبت به معیارهای گروه اول نیست.
در فصل سوم میتوان به منظور انتخاب اولیه روش استخراج ذخایر معدنی کشور استفاده کرد.
هدف فصل ۴ ارایه نکاتی است که به هنگام استفاده از این الگوها باید مورد توجه قرار گیرند. مهم ترین مزیت الگوهای کیفی، سرعت بالای دسترسی به پاسخ و قابل فهم بودن آن برای مهندسان و معدنکاران است. این الگوها بر اساس تقسیمبندی تجربی روشهای استخراج معادن هستند.
ردهبندی روشهای استخراج و ارایه شرایط کاربرد آنها
- روشهای استخراج سطحی
- روشهای استخراج زیرزمینی
عوامل موثر در انتخاب روش استخراج
- معیارهای مربوط به مشخصات کانسار
- معیارهای فنی – اقتصادی
- مشخصات فنی روش های استخراج
- مشخصات اقتصادی موثر در انتخاب روش استخراج
الگوهای متداول انتخاب روش استخراج
- الگوهای کیفی
- الگوهای امتیازدهی عددی
- مدلهای تصمیم گیری چند معیاره
ارایه راهنمای انتخاب روش استخراج مناسب برای ذخایر معدنی ایران
- بررسی قابلیت به کارگیری الگوهای رایج انتخاب روش استخراج در ایرا
- الگوی جامع انتخاب روش استخراج