دانلود مقاله اصول طراحی در معادن

هدف از این درس آشنایی دانشجو با چگونگی جمع ‌آوری اطلاعات و چگونگی استفاده از داده ها برای طراحی یا معدن و آشنایی با مراحل طراحی جهت آمادگی و یادگیری بهتر می باشد.

چگونگی رسم مقاطع و محاسبه تناژ ماده معدنی : ابتدا نقشه مورد نظر را با مقیاس مناسب ( به 3/3 روی نقشه 100 متر روی زمین) روی کاغذ شطرنجی رسم می نماییم سپسامتداد یعنی جایی که گ سترش ماده معدنی در آنجا بیشتر است مشخص می کنیم سپس دو جهت عمود بر امتداد و به فواصل مشخص متقاطعی رسم می کنیم .

سپس مساحت ماده معدنی در هر یک از مقاطع با شمارش خانه کاغذ شطرنجی بدست آورده سپس با توجه به مقیاس آن را به متر مربع تبدیل می کنیم سپس با توجه به فرمولهای مربوط حجم ماده معدنی را بدست آورده با ضریب حجم در وزن مخصوص ماده معدنی تناژ آن را بدست می آوریم .

و برای سطح باطله یک مستطیل در محدود ماده معدنی مدنظر گرفته که با بدست آوردن مساحت این مستطیل و کم کردن آن از ماده معدنی سطح باطله بدست می آید.

سپس مطابقت ماده معدنی جسم باطله و تناژ باطله رابدست می آوریم .

ضمنا وزن مخصوص ماده معدنی را 4 و وزن مخصوص باطله را 7/2 تن به متر مکعب می گیریم .

فرمولهای مربوطه به محاسبه حجم به قرار زیر است .

مقطع اول و آخر فرمول تناژ مقطع v 560 = مربع بزرگ سطح ماده معدنی = 1670= مربع کوچک میزان باطله= مقطع IV 549= تعداد مربع سطح ماده معدنی = سطح باطله = مقطع III 417= تعدا مربع سطح ماده معدنی = سطح باطله = مقطع II 343= تعداد مربع سطح ماده معدنی = سطح باطله = مقطع I 182= تعداد مربع سطح ماده معدنی = سطح باطله = مقطع VI 440 = تعداد مربع سطح ماده معدنی = سطح باطله = مقطع VII 336= تعداد مربع سطح ماده معدنی = سطح باطله = مقطع VIII 166= تعداد مربع سطح ماده معدنی = سطح باطله مقطع XI 135= تعداد مربع سطح ماده معدنی =75/33 سطح باطله =5/38=75/33-5/8*5/8 تعداد مربع 4 سطح = فرمولهای مربوط به محاسبه حجم به این قرار است .

مقیاس= فرمولهای مربوط به محاسبه حجم برای ماده معدنی مقطع V مقطع IV مقطع 2 مقطع 3 مقطع 4 مقطع 5 مقطع 6 مقطع 7 مقطع 8 مقطع 9 برای ماده معدنی برای باطله مقطع 1 مقطع 2 مقطع 3 مقطع 4 مقطع 5 مقطع 6 مقطع 7 مقطع 8 مقطع 9 V کل باطله محاسبه تناژ ماده معدنی محاسبه تناژ باطله : مقدار نسبت باطله برداری محاسبه نسبت باطله برداری اقتصادی ریال 672000 =قیمت ماده معدنی R= 6 /0 عیار کنستانتره =g 0/95 درصد استحصال =p b= 84000 هزینه هر تن استخراج ماده معدنی به روش روباز C: هزینه هر تن باطله برداری به روش روباز A 138000: هزینه هر تن استخراج ماده معدنی به روش زیر زمینی چون پس روش رو باز جهت استخراج ماده معدنی استفاده می شود .

تعیین مخروط بهینه عیار حد مشخص کردن بیت معدن : برای این کار ابتدا ماده معدنی بلوک بندی می کنیم در اینجا ابعاد بلوک ها cm*1cm1 معادل m3/30*m3/30 در نظر گرفته شده است سپس به هر یک از بلوک ها یک عیاری دهیم سپس با استفاده از فرمول ارزش اقتصادی هر بلوک را مشخص کنیم .

که در آن ارزش بلوک = قیمت فروش کنستانتره = هزینه بازار= عیار خوراک = عیار کنسانتره = بازیابی استخراج = بازیابی فراوری = قیمت هر تن کنستانتره سازی= هزینه هر تن استخراج ماده معدنی به روش روباز= تناژ ماده معدنی در هر بلوک = تناژ باطله در هر بلوک : هزینه هر تن باطله برداری به روش روباز= در اینجا اطلاعات با توجه به معدن مبنا به قرار زیر است .

: قیمت تمام شده هر تن کنسانتره سازی ما به علت بزرگ شدن اعداد در ارزش بلوک از مدت نظر می کنیم .

ارزش باطله هم 2/0 بدست آمد.

ابتدا به ازیای عیارعایی که در هر مقطع ریختیم ارزش هر بلوک را محاسبه کرده دلایل استفاده از روشهای استخراج روباز : روش مسطحی : برای مواد آبرفتی مورد استفاده قرار می گیرد که عمق این مواد عمدتا چندان زیاد نیست مانند طلای بلا سری در این ر.وش ماده معدنی به صورت لایه به لایه استخراج می شود ماده معدنی باید تقریبا افقی باشد گسترش آن زیاد باشد .

روش کنتوری : عمدتا جهت استخراج سنگهای ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد و برای موادی که دارای بیرون زدگی می باشند کاربرد دارد در این روش مواد را به صورت برش به برش استخراج می کنند این روش جهت موارد کاربرد دارد .

روش کداری : عکس روش opinpit می باشد و برای توده ای که دارای بیرون زدگی به صورت کره یا تپه سر تفع می باشند استفاده می شود و با ایجاد پله مواد استخراج می شوند استخراج از بالا به پایین از کوچکترین پله برعکس روش روباز انجام می گیرد .

روش openpit: جهت مواد توده ای که در دل زمین واقع شده اند استفاده می شود در واقع استخرزاج به روش گردبرداری می باشد در این پروژه چون ماده معدنی توده ای می باشد و در دل زیمن واقع است باید ارزش openpit استفاده کرد.

البته در ابتدا معدن چغارت چون به صورت تپه بود به صورت کداری استخراج می شد و بعد به صورت openpit استخراج شد .

دلایل استفاده از این روش رعایت شیب رعایت حداقل عرض کف معدن رعایت شیب دیواره نهایی معدن روش بدست آوردن اقتصادی ترین پیت : وقتی که ارزش هر بلوک را برای تمامی مقاطع استفاده کردیم در هر مقطع چند مخروط را می اندازیم و ارزش هر مخروط را محاسبه کرده و به عنوان مخروط بهینه استفاده می کنیم که به شرح زیر می باشد .

در مقطع I مخروط با ارزش 51/110 به عنوان مخروط بهینه مورد استفاده قرار می گیرد .

در مقطع II مخروط با ارزش 18/188 به عنوان مخروط بهینه است .

در مقطع III مخروط با ارزش 81/212 به عنوان مخروط بهینه است .

در مقطع IV مخروط با ارزش 47/258 به عنوان مخروط بهینه است .

در مقطع V مخروط با ارزش 49/298 به عنوان مخروط بهینه است .

در مقطع VI مخروط با ارزش 19/235 به عنوان مخروط بهینه می باشد .

در مقطع VII دمخروط با ارزش 41/179 به عنوان مخروط بهینه است .

در مقطع VIII مخروط با ارزش 99/94 به عنوان مخروط بهینه است .

در مقطع XI مخروط با ارزش 18/86 به عنوان مخروط بهینه است .

در ضمن باید بگویین که مخروط را طوری می اندازیم که بیشترین ماده معدنی و کم ترین باطله را در مقطع در بر بگیرید .

و با توجه به خط مقطع مان محدوده نهایی مخروط بهینه را انتخاب کرده چیست کلی که از این 9 مقطع فوتا بدست می آید رسم می کنیم .

تعیین جاده های معدنی (دمپ ما ) برای انجام این کار باید ابتدا شکل پیت و پله های آن را تعیین کنیم برای تعیین وضعیت پله ها به یکسری اطلاعات از معدن مبنا نیاز داریم : عرض پله نمایی معدن : 4m مدسه پله استخوانی یک پله ایمنی عرض پله های ایمنی : 8m زاویه قرار گیری خاک 85o ارتفاع پله ها : 12/5m اکنون با توجه به مقاطع عرضی شکل پیت را در سطح زمین میکشیم و از این نظر با توجه به اطلاعات بالا و مقیاس پله های معدن را تا پایین ترین افق رسم میکنیم.

این اطلاعات را با توجه به شیب چک می کنیم اکنون می توانیم دمپ معدنی را طراحی کنیم دو نوع جاده در معدن کاربرد دارد 1) جاده های حلزونی 2) جاده های زیگزاگی جاده های حلزونی کل پیت را قطع کرده و پله ها را قطع می کند این جاده‌ها از نظر کنترل ترافیک و ایمنی بسیار مناسب می باشد اما ازنظر طول بسیار نا مناسب می باشد و با استفاده از از آنجا زمان سیکل دامپتراک ها افزایش می یابد اما جاده های زیگزاگی به دلیل زیگزاگی بودن طول کمتری دارند اما تردد در آ“ها سدشوار وایمنی آنها پایین است از داده های زیگزاگی زمانی استفاده می شود که یک طرف معدن ریزشی باشدلذا جهت جلوگیری از خراب شدن جاده ریزش آن که از لحاظ ایمنی بسیار خطرناک است از جاده های زیگزاگی استفاده نمی شود .

بنابراین ما دراینجا از جاده های حلزونی استفاده می کنیم .

عرض جاده های معدنی : 16 تا 18 متر شی جاده های معدنی : %8 اکنون بایدبا توجه به شیب %8چه طولی را باید در انقاطی کنیم تا پله 5/12 متری را با شیب %8 طی نماییم.

لذا دهانه پرگار به اندازه 5/51 میلیمترباز کرده و از جهت دمپ باطله در جهت راستگرد یا چپ گردگرد یک نیم دایره رسم می کنیم تاپله اول را قطع کند سپس از محل برخورد نیمدایره با پله اول نیم دایره دیگری را در جهت قبلی رسم می کنیم تا پله دوم را قطع کند سپس از محل برخورد نیمدایره دیگری را در جهت قبلی رسم می کنیم تا پله دوم را قطع کند این کار را تا آخرین پله انجام می دهیم بنابرایبن جاده حلرونی مورد نظر رسم می شود اکنون می خواهیم یک خروجی جهت کارخانه لانه آرایی به وجود آوریم بنابراین ساز محل خروجی کارخانه درجهت عکس جهت قبل نیمدایره رسم می کنیم تا پله اول را قطع کند این کار را تا زمانی سکه ماده مورد نظر جاده قبلی را قطع کند انجام می دهیم کلاً جهت رسم جاده های فرعی باید جهتعکس جاده اصلی بگیریم.

نکته : تناژ ماده معدنی در مقاطع مختلف که قابل استخراج می باشد (مواد معدنی در پیت ها ) 165040000 می باشد با توجه به اینکه تولید معدن در سال می باشد عمر معدن 55 سال می باشد .

محاسبه ترابری معدن جهت محاسبه ترابری معدن در هر مرحله احتیاج به یکسری اطلاعات داریم که این اطلاعات را از معدن مبنا می گیریم .

محاسبه تعداد شارل مورد نیاز : تولید سالیانه : نوع شارل : شارل 7 متر مکعبی تعداد روزهای کاری سال : روز تعداد شیفت : 3 روزهایی که شارل به دلیل بدی آب دعوا ، تغییر شیفت ، نماز صبحانه کار نکرده است : 80 روز زمان تعمرات و نگهداری : 48 روز ساعات شیفت: 8 ساعت تعداد کار در ساعت : 50 دقیقه زمان نفوذ صندوقه : 5 ثانبه بارآوردن رزقن به سمت کامیون : 15ثانیه تخلیه و برگشت : 15 ثانیه پرکردن جام : 10 ثانیه زاویه چرخش : 90 درجه ارتفاع پله : 12/5m ارتفاع بارگیری : 15m بارگیری از ماده معدنی سیکل شارل = کل ساعات در سال = زاویه چرخش ظرفیت شارل ظرفیت جام راندمان ظرفیت شارل 2- بارگیری باطله : =کل ساعات در سال =ظرفیت شادل با توجه به تولید سالیانه ماده معدنی و نسبت باطله سبرداری 493/0 میزان باطله برداری سددر هر سال به طور متوسط برابر است با 1 دستگاه تعداد دستگاه : 1 تعداد رزورو : 1 2=1+1+1=مجموعه شادل مورد نیاز محاسبه تعداد دامپتراک : ابتدا باشد سیکل دامپتراک را محاسبه کنیم برای این منظور به طول راهی که دامپتراک می پیماید احتیاج داریم اما چون این مقدار در ابتدای معدنکاری به تعداد کمتری دامپتراک احتیاج داریم ولی از طرفی میزان باطله برداری در سال های نخست بیشتر است .

با توجه به معدن مبنا داریم : ظرفیت دامتراک : 60 ton طول رمپ : 1250 متر فاصله ورودی پیت تا محل دمپ باطله : 300 متر فاصاله ورودی پیت تا محل دمپ باطله : 500متر زمان تخلیه : 1 دقیقه زمان بارگیری دامپتراک بر ماده معدنی : 2 دقیقه زمان بارگیری دامپتراک در ماده باطله : 3 دقیقه سرعت دامپتراک با بار = سرعت دامپتواک خالی = ماده معدنی زمان سیکل دامپتراک تولید شدن در ساعت ظرفیت واقعی دامپتراک دامپتراک 1 تعداد دامپتراک جهت = 6 عدد هر شارل باطله : زمان سیکل دامپتراک = ظرفیت واقعی دامپتراک دامپتراک تعداد دامپتراک جهت همر شارل : 4 عدد با توجه به اینکه یک شارل دو ماده معدنی و یک سشارل دو باطله کار می کند داریم : 12= مجموعه دامپتراک عدد 10=4*1+6*1= تعداد دامپتراک عدد 2 = (%2) 10 = تعداد رزرو علاوه بر شارل و دامپتراک یکسری دیگر از ماشین آلالت در معدن وجود دارد که مسقماً با تولید کانسنات مرتبط نبوده ولی بودن بهره گیری از آن عملیات استخوانی مختل می گردد مثل بلدوزر – گریدر – تانکر – کامیون .

محاسبه آتشباری برای محاسبه طرح آتشباری معدن باید اجزاء طراحی را مشخص کنیم .

قطر چال ضخامت بار سنگ فاصله ردیفی چال ها طول چال اضافه حفاری ارتفاع پله ضخامت گل گذاری تراکم خرج میان چال طول خرج میان چال تراکم خرج ته چال طول خرج ته چال شیب چال (درجه) خرج ویژه محاسبه : mm 165 = (خطر خرج) خرج فله‌ای ماده منفجره : آنفو با وزن مخصوص ماده معدنی : مگنیت با وزن مخصوص فرمول Konya جهت محاسبه بار سنگ De : چگال نسبی ماده منفجره Dr : چگالی نسبی سنگ برای کاغسنگ برای باطله پله بلند برای کانسنگ فاصله ردیفی چاله‌ها باطله اضافه حفاری : کانسنگ باطله گل گذاری : کانسنگ باطله خرج ته چال : کانسنگ باطله : وزن مخصوص خرج گناری : 15/1 کانسنگ باطله خرج میان چال کانسنگ باطله کانسنگ باطله خرج ویژه کانسنگ باطله کانسنگ باطله جهت جلوگیری از پرتاب سنگ ، لرزش زمین ، کاهش لرزش هوا و ایجاد سطح آزاد برای ردیف های بعدی از آتشکاری تاخیری در بین ردیف ها استفاده می شود که برای تاخیر بین ردیف های متوالی از تاخیری معدال 15 تا 30 میلی ثانیه استفاده می شود .

جهت آرایش چال ها نیز چون B با S برابر باید از آرایش لوزی مستطیل استفاده شود که جهت توزیع بهتره ماده مفجره و انفجار بهتر و خردشدگی مننااسب سنگها از آرایش لوزی استفاده می شود .

ستون + سطر + S + متراژ حفاری = مقدار فتیله کورتاکس مقدار فتیله کورتاکی مورد استفاده در هر آتشباری نیز با استفاده از فرمول بالا قابل محاسبه است : متراژ حفاری سالانه در باطله و ماده معدنی : برای بدست آوردن متراژ حفاری سالانه در باطله باید پارامترهای زیر را در نظر بگیریم .

B: ضخامت بار سنگ = 52/3 متر S: فاصله ردیفی چال ها = 93/4 متر H : طول چال = 14 متر K: ارتفاع پله استخراجی = 5/12 متر تناژ باطله برداری مالیانه = وزن مخصوص باطله = طول قابل حفاری با سه مته در سنگ باطله = 750m تناژ باطله برداری سالیانه =متراژ حفاری سالانه باطله N== تعداد سه مته مورد نیاز برای حفاری باطله = برای بدست آوردن متراژ حفاری سالانه در ماده معدنی باید پارامترهای زیر را در نظر بگیریم .

13 : ضخامت بار سنگ = 3/12m S: فاصله ردیفی چال ها = 4/37m H: طول چال ها = 14m K : ارتفاع پله استخراجی = 12/5m تناژ ماده معدنی در سال = طول قابل حفاری سه مته در سنگ = 500m وزن مخصوص ماده معدنی = تناژ کاسنگ =متراژ حفاری سالیانه در کاسنگ N= تعداد سه مته مورد نیاز برای حفاری باطله = با توجه به محاسبات بالا وسایل و ملزومات چالزنی مورد نیاز سالیانه معدن در زیر آمده است .

کمپرسورهای لازم دستگاه های حفاری در معدن به وسیله کمپرسورهای هوای فشرده تغذیه می شود و علت آن هم قدرت بالایی که هوای فشرده از لحاظ ضربه زدن می تواند به سنگ سخت آهن و مگنیت وارد آورد که این را نیروی برق و موتورهای برقی نمی توانند انجام دهندبنابر این جهت تامین هوای فشرده باید از کمپرسور زیر استفاده شود.

برآورد میزان انرژی الکتریکی مصرف کنندگان برق در معدن عمدتا شارل ها می باشد برای روشنایی محوطه معدن تاسیسات جنبی با در نظر گرفتن مقدار روشنایی 5 لوکس مصرف سالیانه برق محاسبه می شود .

آبکشی در معدن درباز: گرچه آبکشی در معدن درباز اهمیت آبکشی در معدن زیر زمینی را ندارد معهذا از نقطه نظر هزینه استخراج در این معادن نیز درصد قابل توجهی را تشکیل می دهد حتی در معدن در باز مدرن هزینه آبکشی تا حدود 18/0 دلار برای استخراج هر تن ماده معدنی گزارش شده است از سوی دیگر وجود آب در معدن درباز سبب بالا رفتن هزینه نگهداری وسرویس ماشین آلات معدن نسبت به حالت خشک است .

در مورد آبکشی در معادن درباز نیز مسایل مشابهی ، آنچه که در مورد زیر زمینی گفته وجود دارد ولی در اینجا مشکلات محافظت تلمبه و تاسیسات آن از خدمات آتشبازی به مسائل معمولی آبکشی اضافه می شود .

از سوی دیگر حجم آبکشی در مقایسه با معادن زیر زمینی متغید تر و ارتفاع آبکشی معمولا کمتر از معادن زیر زمینی است .

طبقات معدن در باز نیز بایستی کمی شیب داشته باشند تا آب جبهه کار ما از درون جدیهای موجود به سمت یک مرکز شود آبی که بدین ترتیب در هر طبقه جمع می شود ممکن است جداگانه از هر طبقه آبکشی کرد و یا اینکه همانند معادن زیر زمینی به کمک نیروی ثقل همه آنکار را در یک نقطه جمع ؟آوری و آبکشی را از این نقطه انجام داد بسته به موقعیت معدن در باز آبکشی را ممکن است به کمک تلمبه ، تونل مخصوص آبکشی یا سیفون انجام داد که به شرح آلفا می پردازیم .

آبکشی به وسیله تلمبه : این روش متداولیترین روش آبکشی در معادن درباز است در این روش مخزن آبی در عمیق ترین نقطه احداث کرده و آب را از درون آن به بیرون پمپاژ می شود انواع تلمبه ها در این روش کاربرد دارد بدیهی است این تلمبه ها حتی المقدور باید به سیستم خودکار مجهز باشد .

آبکشی به وسیله تونل : در مواقعی که معدن رو باز در نواحی مرتفع و کف آن نیز از زمینهای اطراف بلندتر باشد می توان مخصوصی در عمیق تین نقطه معدن حفر و از درون آن آب را به بیرون معدن عوایت کرد .

و از تونلی که به این منظور حفر می شود علاوه بر آبکشی به عنوان حمل و نقل و رفت و آمد افراد نیز استفاده می شود آبکشی به وسیله سیفون : در مناطق کوهستانی که نقطه تخلیه آب پایین تر از مخزن و بین آنها تپه ای نه چندان مرتفع وجود داشته باشد تخلیه آب را می توان به صورت سیفون انجام داد بدیهی است در این امر محدودیت هایی وجود دارد اولا به طوری که گفته شد محل تخلیه بایستی پایین تر از مخزن باشد و ثانیا ارتفاعی که آب بالا می رود و سپس سقوط می کند از حد معینی بیشتر نباشد .

.

تلمبه های برقی : در مواردی که کاربرد الکتریسیته در داخل معدن اشکالی نداشته باشد می توان از تلمبه ها با موتور الکتریکی معمولی استفاده کرد .

در معدن چغارت آبکشی به وسیله تلمبه صورت می گیرد و آب را کف معدن پمپاژ می کنند و به کمک لوله به سمت بیرون از معدن هدایت می کنند.

دانشگاه آزاد اسلامی واحد بافق پروژه: اصول طراحی در معادن استاد: جناب آقای مهندس حاجی زاده دانشجو : مهدی حاجعلی رشته : استخراج معدن زمستان 1385 فهرست مطالب عنوان چگونگی رسم مقاطع و محاسبه تناژ ماده معدنی فرمولهای مربوطه به محاسبه به قرار زیر است فرمولهای مربوط به محاسبه حجم برای ماده معدنی محاسبه تناژ ماده معدنی محاسبه تناژ باطنه مقدار نبت باطله برداری محاسبه نسبت باطله برداری اقتصادی تعیین مخروط بهینه عیار حد مشخص کردن بیت معدن دلا یل استفاده از روشهای روباز روش مسطحی روش کنتوری روش کداری روش openpit دلایل استفاده از این روش تعیین جاده های معدنی (دمپ ما ) دو نوع جاده در معدن کاربرد دارد محاسبه ترابری معدن محاسبه تعداد دامپتراک محاسبه آتشباری گل گذاری خرج ته چال خرج میان چال خرج ویژه متراژ حفار سالانه در باطل و ماده معدنی کمپرسورهای لازم برآورد میزان انرژی الکتریکی آبکشی در معدن درباز آبکشی به وسیله تلمبه آبکشی به وسیله تونل آبکشی به وسیله سیفون تلمبه های برقی ارزشهای بلوک مقاطع شرحواحدوزن (ton)تعداد مورد نیازدستگاه حفاری بنوماتیکیدستگاه25/45دامپتراکدستگاه6012شارلدستگاه14/3653کامیون حمل مواد ناریسهدستگاه62لودردستگاه953بلدوزردستگاه832گریدردستگاه772تانکر آبدستگاه93 شرحواحدمقدارسه مته حفاری برای کاسنگعدد124سه مته حفاری برای باطلهعدد67میله مته حفاری (راد)عدد145شیلنگ انتقال هوای فشرده 2 اینچیعدد380مته کوهبری 80 تا 320 سانتیعدد95مته کوهبری 18 کیلوییعدد12شیلنگ هوای فشرده اینچیعدد850 نوع کمپرسورظرفیتفشارتعداد21 bar20 شرحواحدتعدادمیزانمصرف هر واحد (kw)کارکرد سالیانه ساعتی هر واحدشارلدستگاه362532936174375روشنایی محوطه و مصارف جنبیدستگاه3563650204400