کلاس قابلیت انفجار
فاکتور مؤثر بر قابلیت انفجار
پارامتر توصیف
خیلی راحت
1
راحت
2
متوسط
3
سخت
4
خیلی سخت
5
مقاومت
مقاومت فشاری تک محوره (MPa)
25
25-60
60 – 100
100 – 180
180

شاخص بار نقطه‌ای (Mpa)
1
1–5/2
5/2 – 4
4 – 9
9
مقاومت در برابر شکست
مقاومت کششی (Mpa)
5/1
5/1–3
3 – 6
6 – 12
12
سفتی سنگ
چگالی (t/m3)
2
2–4/2
4/2 – 75/2
75/2 – 3
3
الاستیسیتۀ سنگ
E (GPa)
5/1
5/2–5/1
5/2 – 3
3 – 4
4
سختی سنگ
مقدار عدد چکش اشمیت
15
15-30
30 – 40
40 – 50
50
شکل پذیری
نسبت پواسن
35/0
3/0–35/0
25/0 – 3/0
2/0 – 25/0
<2/0
مقاومت گسستگی
زیری ترک سنگ (MPa.m1/2)
<5/0
5/0–5/1
5/1 – 5/2
5/2 – 5/3
>5/3
اندازۀ برجای بلوک‌ها
بعد فراکتال توده سنگ برجا، D
<35/0
35/0–55/0
55/0– 75/0
75/0 – 9/0
> 9/0
مقاومت در برابر بارگذاری دینامیک
سرعت موج P (km/s)
<5/1
5/1–5/2
5/2 – 5/3
5/3 –◦/4
>◦/4
یکپارچگی سنگ
نسبت سرعت میدانی موج P به سرعت آزمایشگاهی
<5/3
5/3–5/5
5/5 – 5/7
5/7 –9/◦
>9/◦

RQD(%)
<40
40-60
60 – 75
75 – 90
>90
مقاومت صفحات ناپیوستگی
چسبندگیC(MPa)
<05/0
05/0–15/0
15/0-25/0
25/0-5/0
>50/0

زاویۀ اصطکاک φ(0)
<5/7
5/7-15
15-20
20-30
>30

1-9-7- یاراحمدی و دشتکی45
یاراحمدی و دشتکی در سال 2005 بر اساس طبقه بندی مهندسی سنگ RMR به عنوان بهترین طبقه بندی توصیف توده سنگ‌های درزه دار به خصوص در منطقه مورد مطالعه (منطقه معدن چغارت) و اصلاحات صورت گرفته بر اساس طبقه بندی لاتهام و لو طبقه بندی خود را با عنوان 46BRMR ارائه نمودند. در این طبقه بندی، علاوه برعواملی که در طبقه بندی RMRقید شده است، عواملی که در طبقه بندی پیشنهادی آقایان لو و لاتهام ذکر گردیده است و در معدن چغارت قابل اندازه گیری بوده است، گنجانده شده است. میزان تاثیر هر یک از عوامل بر قابلیت انفجار به مانند تاثیری است که آقایان لو ولاتهام برای طبقه بندی خود لحاظ نموده اند. در بعضی موارد، تاثیر یک پارامتر در طبقه بندی پیشنهادی معادل مجموع تاثیر چند پارامتر در طبقه بندی آقایان لو لاتهام در نظر گرفته شده است و امتیازات بین این عوامل تقسیم گردیده اند. در این طبقه بندی حداکثر امتیازات مثبت 100 و حداکثر امتیازات منفی 30 در نظر گرفته شده است.[25]
جدول(1-11) پارامتر های دارای امتیاز مثبت در طبقه بندی پیشنهادی BRMR
عامل
بازه مقادیر
1
مقاومت کششی تک محوری (Mpa)
5/1
3-5/1
6-3
12-6
12

امتیاز
2
4
6
8
10

مقاومت فشاری تک محوری(MPa)
1
5-1
25-5
50-25
100-50
250-100
250

امتیاز
0
1
2
3
7
12
15
2
مدول یانگ(MPa)
25
50-25
100-50
150-100
150

امتیاز
2
4
6
8
10
3
چگالی
5/2
3-5/2
5/3-3
4-5/3
4

امتیاز
2
4
6
8
10
4
RQD(%)
25-0
50-25
75-50
90-75
100-90

امتیاز
2
4
6
8
10
5
فاصله ناپیوستگی‎ها
سانتیمتر6
20-6 سانتیمتر
6/0-2/0 متر
2-6/0 متر
2 متر

امتیاز
4
6
8
12
15
6
شرایط ناپیوستگی‎ها
ضخامت پرشدگی بیش از mm5 با جدایش بزرگتر از mm5 پیوسته
سطوح جانبی صاف یا پرشدگی کمتر از mm 5 یا جدایش mm 5-1 پیوسته
سطوح نسبتاً زبر، جدایش جدایش کوچک‌تر از mm1، دیواره‎ها شدیداً هوازده
سطوح نسبتاً زبر، جدایش جدایش کوچک‌تر از mm1، دیواره‎ها کمی هوازده
سطوح خیلی زبر فاقد پیوستگی، فاقد جدایش سنگ دیواره، غیر هوازده

امتیاز
0
4
8
12
15
7
شرایط آب زیر زمینی
جریان
قطره قطره
تر
مرطوب
کاملا خشک

امتیاز
0
4
7
10
15
جدول(1-12) امتیازات منفی مربوط به اختلاف جهتداری جبهه کار و ناپیوستگی ها و شیب
عوامل
بازه مقادیر
1
اختلاف جهت شیب
0-30
30-60
60-90
90-120
120-150
150-180

امتیاز
15-
12-
9-
6-
3-
0
2
اختلاف شیب
0- 15
15- 35
35-55
55- 75
75-90

امتیاز
0
4-
8-
12-
15-

Han و همکاران در سال 2000 از شبکه عصبی برای طبقه‎بندی قابلیت آتشباری توده سنگ استفاده کردند (Han et al., 2000). در این مدل بردار ورودی از 6 پارامتر توصیف کننده ساختار توده سنگ، مقاومت سنگ و درجه خردایش آتشباری تشکیل شده بود. خروجی شبکه عصبی بکار رفته نیز یک بردار منفرد دال بر رتبه قابلیت آتشباری توده سنگ بود.
K=f{d_cp,L,S,R_cd,E_d,P_c }(1-31)
در این رابطه K پارامتر خروجی( قابلیت انفجار)، d_cp میانگین دانه بندی خردایش به میلی‌متر، L کل طول درزه در اندازه‎گیری بلوک 2×2 متر، S میانگین فاصله در بلوک 2×2 متر، R_cd مقاومت تراکمی دینامیکی سنگ به MPa، E_d مدول الاستیسیته دینامیکی سنگ به GPa و P_c درصد بلوک‎های بی کیفیت به درصد می‎باشد.

1-9-8- فرامرزی‌، منصوری و ابراهیمی
ایشان در سال 2013 یک مدل جدید برای پیش بینی خردایش توسط آتشباری بر اساس مفهوم سیستم مهندسی سنگ(RSE) ارائه دادند. برای این کار 16 پارامتر مؤثر بر خزدایش در نظر گرفته شدند که از 30 انفجار در معدن سونگون برداشت شدند.
برای تأیید مدل‌های جدید‌، خردایش حاصل از 9 آتشباری با مقادیر پیش بینی شده با روش‌های kuz-Ram و رگرسیون چند گانه با مقایسه ضریب همبستگی (R2 ) و ریشه میانگین مربع خطا (RMSE) انجام گرفت[26].
برای مدل‌ه
ای RSE‌، خطی‌، چند جمله‌ای‌، توانی‌، لگاریتمی‌، نمایی و Kuz-Ram، R2 و RSME برابر شد با (0.65 و 14.51)‌، (0.58 و 29.73)‌، (0.54 و 21.58)‌، (0.6 و 32.64)‌، (0.61 و 23.8)‌، (0.5 و 184.6) و (0.46 و 22.22).
بهترین مدل‌، مدلی است که بیشترین ضریب همبستگی و کمترین ریشه میانگین خطا باشد.
جدول(1-13)عملکردمدل‌های تحلیلی مختلف

جدول(1-14)پارامترهای مؤثر بکار رفته در مدلRSE

جدول(1-15) وزن دهی پارامتر‌های مؤثر بر خردایش

1-10- بحث و جمع بندی نتایج
بر اساس مطالب مطروحه فوق سیستم توده سنگ به عنوان سیستم غیر قابل کنترل موثر بیشترین تأثیر را بر قابلیت انفجار ایفا می‌کند‌ و سپس سیستم انفجار که سیستمی قابل کنترل و بهینه سازی می‌باشد. البته لازم به ذکر است مطالعات صورت گرفته در یک منطقه اغلب با توجه به
محدودیت ها سعی شده است شرایط سیستم انفجار ثابت بماند و با تغییراتی که در توده سنگ بلوک‌های انفجاری بوجود می آید تاثیر آن‌ها مورد بررسی قرار گیرد لذا یکی از دلایل توجه دانشمندان اخیر به پارامترهای سیستم انفجار شاید این موضوع باشد.
در یک بررسی آماری ساده و تهیه فراوانی پارامترهای مورد توجه محققین مختلف موثر بر قابلیت انفجار به هیستوگرام شکل (1-12) می رسیم.

شکل (1-12)هیستوگرام فراوانی استفاده از پارامترهای موثر سیستم توده سنگ بر قابلیت انفجار
از بین پارامتر‌های توده سنگ موثر بر قابلیت انفجار، مقاومت تراکمی تک محوره توده سنگ دارای بیشترین فراوانی بوده که نشان دهنده اهمیت این پارامتر در قابلیت انفجار است.
ویژگی‌های درزه نیز از جمله عوامل مؤثر بر قابلیت انفجار می‌باشند که همانطور که مشاهده می‌شود در مطالعات مورد توجه قرار گرفته‌اند اما از میان آن‌ها بیشترین فراوانی را جهت‌داری درزه‌ها به خود اختصاص داده است.
سرعت امواج ناشی از انفجار از مؤثرترین پارامتر‌هایی است که در تعیین دانه بندی خردایش نقشی اساسی دارند‌، با این حال مشاهده می‌شود که هنوز تحقیقات زیادی بر روی آن برای دست یابی به ارتباط بین این پارامتر و میزان خردایش انجام نشده است.

1-11- اهداف تحقیق
با توجه به مطالعات فوق بدیهی است که ویژگی‌های توده سنگ مورد آتشباری، تأثیر بسزایی بر عملکرد آتشباری می‎گذارد. تغییر در حوزه مورد مطالعه نیز به عنوان یک مسئله اصلی مورد نظر بوده است. در تحقیق حاضر مسئله مورد مطالعه قابلیت انفجار در معادن سنگ آهن بلوک ایران مرکزی به خصوص بلوک بافق می باشد.
در این تحقیق سعی بر این است تا حد امکان کلیه پارامترهای مؤثر بر آتشباری معادن مورد مطالعه اندازه‎گیری شوند و اثر آن‌ها بر خردایش حاصله مورد ارزیابی قرار گیرد تا بتوان راهکاریی جهت بهینه‎سازی عملیات آتشباری برای رسیدن به خردایش مطلوب ارائه کرد و به روابطی رسید که امکان طراحی و بهینه سازی آتشباری در این حوزه را ممکن سازد.
پارامترهای متعدد سیستم توده سنگ موثر بر قابلیت انفجار بعضا طبقه بندی ها و یا روابط شاخص قابلیت انفجار را غیر قابل دسترسی نموده است. از طرفی فرضیه وجود ارتباط تنگاتنگ بین ویژگی‌های دینامیکی توده سنگ مثل سرعت امواج الاستیک و ویژگی‌های ژئومکانیکی موثر بر قابلیت انفجار، ایده جایگزینی آن‌ها و ساده سازی روابط را خوشبینانه تر می نمایاند. لذا یکی ازاهداف این پروژه بررسی امکان این جایگزینی است.

فصل دوم
مشخصات موارد مطالعاتی و اندازه‌گیری ویژگی‌ها

2-1- مقدمه
بلوک ایران مرکزی به خصوص بلوک بافق از جمله بلوک‌های زمین شناسی دارای کانسنگ های مختلف فلزی و غیر فلزی اقتصادی است که علاوه بر وجود کوره های شدادی درآن، در یک قرن گذشته شاهد فعالیت‌های معدنکاری کوچک و بزرگ بوده است. مهم‌ترین مواد معدنی مورد استخراج از این منطقه سنگ آهن، سرب و روی، فسفات و سنگ‌های ساختمانی بوده است که بر اساس کارهای اکتشافی صورت گرفته عناصر نادر خاکی و عناصر رادیواکتیو نیز جزء مواد معدنی خواهند بود که در آینده نزدیک مورد توجه قرار می‌گیرند.
معدنکاری از دیرباز با انفجار و آتشباری همراه بوده است. از زمانی که تنها ماده منفجره باروت بود تا امروز که مواد منفجره قوی و ضد آب و ارزان قیمت قابلیت جابجایی بلوک‌های ماده معدنی و باطله ای به ابعاد بالای 100 متر را با حداقل مشکلات دارند. از طرفی بزرگ شدن ابعاد ماشین آلات بارگیری و باربری و سنگ شکن های اولیه این معادن قابلیت‌هایی را به عملیات اصلی معدنکاری اضافه نموده است. لذا شناخت کامل عوامل موثر قابل و غیر قابل کنترل و بهینه سازی پارامترهای طراحی در آن‌ها از جمله مهم‌ترین وظایف مهندسین معدن می‌باشد.
معادن سنگ آهن ایران مرکزی به عنوان نخستین معادن سنگ آهن کشور تأمین سنگ آهن کشور را از 50 سال گذشته به عهده داشته‌اند و امروزه سهمی حدود 10 میلیون تن از سنگ آهن تولیدی را از معادن چغارت، سه چاهون، چادرملو، چاه گز، میشدوان، لکه سیاه، زاغیا و… دارند. به دلیل تفاوت سنگ آهن‌ها و سنگ‌های در برگیرنده آن‌ها در معادن مختلف و شرایط محیطی آن‌ها طراحی عملیات اصلی به خصوص آتشباری برای رسیدن به شرایط مطلوب مستلزم شناخت عوامل ناشی از سیستم توده سنگ، سیستم انفجار و شرایط انفجار این معادن است.
بر اساس آنچه در فصل اول مطرح شد تعیین شاخص انفجار برای معادن سنگ آهن منطقه و طبقه بندی توده سنگ‌های
مورد انفجار مختلف و نهایتا پهنه بندی معدن قابلیت انفجار منطقه را به صورت جامع تعیین خواهد کرد. لذا در این فصل بنا داریم ضمن ایجاد شناخت نسبت به معادن سنگ آهن ایران مرکزی شرایط آتشباری در آن‌ها را به صورت اجمالی بررسی نماییم.

2-1-1- معادن سنگ آهن ایران مرکزی
سرزمین ایران با توجه به اکتشافات صورت گرفته دارای چهار کمربند آهن می‎باشد که عبارتند از:
کمربند زنجان ـ سمنان ـ مشهد
کمربند همدان ـ اصفهان ـ سیرجان
کمربند انارک ـ بافق ـ کرمان
کمربند خلیج فارس
در کمربند انارک، بافق، کرمان حدود پنجاه ناهنجاری (آنومالی) وجود دارد و مهم‌ترین کمربند آهن‌دار ایران است. بلوک بافق از جمله مهم‌ترین بلوک‌های معدنی این کمربند است و از زمان‌های بسیار دور شناخته شده و شامل کانسارهای با ارزشی می‎باشد. از این میان می‎توان به کانسارهای سنگ آهن چغارت، چادرملو، چاه‎گز، میشدوان، سه‎چاهون، سنگ آهن منگنز دار ناریگان، فسفات اسفوردی، سرب و روی کوشک اشاره کرد.
معادن مورد مطالعه در این پژوهش معادن چغارت، چادرملو و سه‎چاهون بودند که در ادامه کار معدن سنگ آهن چاه گز نیز به آن افزوده شد. در هر چهار معدن عملیات استخراج کانسنگ آهن به روش روباز و پلکانی صورت می‎گیرد. مراحل استخراج شامل عملیات حفاری و آتشباری، بارگیری و باربری

Written by 

دیدگاهتان را بنویسید