کاهش هزینه‌های معدنکاری با انفجار اصولی

مشاور معدنی کمیسیون معادن و صنایع معدنی اتاق بازرگانی ایران، درباره انفجار در مراحل معدنکاری اظهار کرد: اجرای نامناسب الگوی انفجار، منجر به پدیدههای نامطلوبی همچون خردایش ضعیف و پرتاب سنگ خواهد شد که درنهایت افزایش هزینههای عملیات را به دنبال خواهد داشت.

علی غنیزاده ضرغامی ادامه داد: با توسعه تکنیکهای انفجار، این آثار سوء و نامطلوب تا حد زیادی کاهش پیدا کردهاند. هرچند هدف اولیه انفجار سنگها در معادن روباز خرد کردن و درنهایت تسهیل در بارگیری است، اما اهداف دیگر نظیر ابعاد سنگهای منفجرشده، نحوه انتقال، جهش و میزان پرتاب خردههای انفجاری به هوا و سقوط آنها در محدوده و خارج از محدوده انفجاری، کمینه کردن لرزش زمین، کاهش شکستگیهای نامطلوب با توجه به تنوع سنگ، ابعاد خردههای انفجاری موردنیاز و شرایط اقتصادی باید مورد توجه قرار گیرد. به گفته وی، بدیهی است که نوع ماده منفجره، شرایط و شیوه انفجار در معادن روباز و حتی در قسمتهای مختلف یک معدن نیز متفاوت است. غنیزاده ضرغامی تصریح کرد: ابعاد سنگهای منفجرشده باید بهاندازه کافی کوچک باشند که بهراحتی داخل جام ماشینآلات بارگیری جایگیرند و نیاز به انفجار ثانویه نداشته باشند.

از سوی دیگر برای کنترل گرد وغبار نیز باید از تولید خردههای بسیار ریز پیشگیری شود. اندازه جام سیستم بارگیری، بزرگترین اندازه سنگهای منفجرشده را تعیین خواهد کرد، اما تعیین کوچکترین اندازه خردههای انفجاری مشکل بوده و چنانچه اندازه سنگهای منفجرشده کوچکتر از اندازه موردنیاز باشد موجب هدر رفتن ماده منفجره و افزایش هزینه خواهد شد. وی در ادامه افزود: بر این اساس با توجه به نوع ماشینآلات بارگیری و اندازه ورودی سنگشکن اولیه، متوسط اندازه خردههای انفجاری در هر معدن باید از یک اندازه بهینه برخوردار باشد. وقتی تغییراتی در الگوی انفجار یا ابعاد خردایش سنگ ایجاد میشود، به طور حتم این تغییرات موجب تغییراتی در پارامترهای هزینههای انفجار و هزینههای حفاری میشود. با بهینهسازی هزینههای انفجار و حفاری متناسب با الگوهای درست انفجار میتوان یک انفجار فنی و اقتصادی مناسب برای معادن در نظر گرفت.

مشاور معدنی کمیسیون معادن و صنایع معدنی اتاق بازرگانی ایران بیان کرد: یکی از پارامترهای مهم در طراحی الگوهای انفجار در معادن خرج ویژه است. به گفته این مشاور معدنی، خرج ویژه عبارت است از مقدار ماده منفجره مصرفی در هر چال بر حجم سنگی که بهوسیله انفجار همان چال بهدست میآید و برحسب کیلوگرم بر مترمکعب یا کیلوگرم بر تن بیان میشود. خرج ویژه متأثر از ویژگیهایی مانند نوع توده سنگ، نوع ماده منفجره، سطح آزاد، میزان خردایش موردنظر سنگ و شرایط ایمنی و اقتصادی است. اگر تعداد درزه و شکاف در سنگهای تودهای کم باشد بهنحویکه سنگ در مقابل شکسته شدن مقاوم باشد، خرج ویژه زیاد مصرف میشود و اگر تعداد درزه و شکاف به صورتی باشد که موجب سست شدن سنگ در مقابل ضربههای حاصل از انفجار باشد، خرج ویژه کممصرف میشود. وی در ادامه افزود: چنانچه وضعیت درزه و شکاف به صورتی باشد که موجب اتلاف گازهای حاصل از انفجار و افت فشار آنها شود، خرج ویژه زیاد مصرف میشود. اجرای نامناسب عملیات انفجار نیز پدیدههایی را ایجاد میکند.
که در شکل زیر معرفی شده است.

شکل آثار اجرای نامناسب عملیات انفجار(۲۰۱۶)

وی با بیان این موضوع که دلایل اصلی ایجاد چنین پدیدههایی در عملیات انفجار، طراحی نامناسب هندسی الگوی انفجار و صحیح محاسبه نشدن خرج ویژه است، اظهار کرد: در نتیجه اهمیت پرداختن به خرج ویژه به منظور انجام عملیات بینقص انفجار بسیار مهم است. وی ادامه داد: در مبحث انفجار ابعاد خردایش سنگ بهعنوان یک شاخص مهم به منظور تشخیص کیفیت عملیات انفجار تلقی میشود و در تمامی مراحل بعدی پس از استخراج ماده معدنی بهعنوان یک شاخص مهم در سیستم حملونقل و فراوری نقش مهم خود را ایفا میکند. تغییرات در بارسنگ، فاصله ردیفی چالها، قطر چال، ارتفاع چال و مصرف ماده منفجره هر یک بهتنهایی میتواند نقش موثری در ابعاد خردایش سنگ پس از انفجار داشته باشد.

درواقع اگر ابعاد سنگ پس از انفجار در حد استانداردهای لازم باشد میتوان گفت، تا حدی انفجار مطلوب بوده و برای آنکه یک انفجار کامل و بینقص باشد، لازم است به طور حتم عواملی همچون پدیده پرتاب سنگ، لرزش زمین و انفجار هوا نیز در حد استاندارد خود باشند. ملاحظاتی که در محاسبات ابعاد خردشدگی مناسب سنگ باید قبل از انفجار در نظر گرفته شود به زمینشناسی معدن، نوع مواد منفجره، زمان هر انفجار، الگوی حفاری و نحوه خرجگذاری مربوط است و برای آنکه یک انفجار خوب باشد ابتدا لازم است عواملی که در یک انفجار کامل نقش دارند، شناسایی شود و سپس میزان تأثیرگذاری هرکدام، دریک انفجار ایدهآل برازش شود و درنهایت اهمیت آنها را در یک سیکل انفجار مورد بررسی قرار داد. غنیزاده ضرغامی ادامه داد: به طور معمول مطالعه پارامترهای موثر بر انفجار به ۲ یا ۳ عامل محدود میشود. آثار تجمعی این عوامل تنها با انجام عملیات انفجار متعدد (سعی و خطا) و صرف هزینههای گزاف قابل بررسی است. بهعبارت دیگر نیل به کنترل دقیق این عوامل یک چالش همیشگی است. هنر عملیات انفجار با کسب مهارت در درک شاخصهای تاثیرگذار بر یکدیگر، به منظور به حداکثر رساندن کارآیی عملیات است.

وی همچنین بیان کرد: به نظر بسیاری از متخصصان علم انفجار، ابعاد سنگهای خردشده بهوسیله یک عملیات انفجار باید به حدی باشد که حداقل ۸۰درصد سنگهای خردشده از سرند اولیه واحد خردایش عبور کرده و ابعاد آن نیز بهاندازهای ریز نباشد که در حملونقل و انتقال مواد به واحدهای فراوری یا باطله، انرژی زیادی تلف شود. در ادامه با توجه به اهمیت محاسبه خرج ویژه در طراحی الگوی انفجار، جدول خرج ویژه براساس کیفیت توده سنگ به منظور بررسیهای حدودی خرج ویژه ارائه میشود. البته بنا بر اهمیت خرج ویژه و استفاده از آن بهعنوان شاخصی در راستای برآورد کیفیت انفجار، از اواسط دهه ۵۰ قرن نوزدهم میلادی، از سوی اشخاص مختلف روشهای متعددی برای تعیین و پیشبینی خرج ویژه ارائه شده که برخی از آنها مدلها و فرمولهایی نیز ارائه دادهاند؛ هر یک این روشها نقاط ضعف و قوتی نیز دارد که بررسی آن در این مجال نمیگنجد.

غنیزاده ضرغامی در ادامه با اشاره به موضوع قیمت در میان مواد معدنی، اظهار کرد: از آنجایی که قیمت تمام شده ماده معدنی در اقتصادی یا اقتصادی نبودن معدنکاری نقش مهمی دارد، کاهش هزینههای تولید نیز میتواند در کاهش قیمت تمام شده ماده معدنی تاثیر فراوانی داشته باشد. هزینههای انفجار بخشی از قیمت تمامشده ماده معدنی است و بهینهسازی هزینههای انفجار میتواند در کاهش هزینهها و درنهایت کاهش قیمت تمامشده ماده معدنی نقش مهمی داشته باشد. به گفته مشاور معدنی کمیسیون معادن و صنایع معدنی اتاق بازرگانی ایران، پرداختن به پارامتر هزینههای انفجار میتواند در بهینهسازی پارامترهای هندسی انفجار(طراحی الگوهای انفجار) هم نقش موثری داشته باشد. به عبارتی بهینهسازی در خرج ویژه ۰/۰۱ کیلوگرم آنفو به ازای هر مترمکعب در معدنی که سالانه بیش از ۱۰میلیون مترمکعب احجام باطله برداری و استخراج دارد با توجه به قیمت هر کیلوگرم آنفو در حدود ۲هزارتومان به طور تقریبی عددی حدود ۲۰۰میلیون تومان صرفهجویی مالی در بر خواهد داشت که این موضوع حساسیت خرج ویژه بر هزینههای انفجار را مشخص میکند.

ضرورت توجه ویژه به مبحث طراحی انفجار در تولید و استخراج ماده معدنی در شرایط کنونی که کاهش قیمت فروش ماده معدنی در جهان باعث تعطیلی بیشتر معادنی شده که با استانداردهای درآمد و هزینه و شرایط فنی و مهندسی کار نمیکنند، میتواند مزیت رقابتپذیری برخی معادن را بیش از پیش آشکار کند. امروزه در معادن بزرگ دنیا از انفجارهای بزرگ استفاده میشود که هم در وقت و هزینه بسیار صرفهجویی در بر دارد و هم مهندسی عملیات تولید را در شرایط استاندارد قرار میدهد. کاهش هزینههای استخراج با ماشینآلات توسط عملیات مناسب انفجار میتواند نقش مهمی در کاهش هزینههای معدنکاری داشته باشد.