اصول طراحی در معادن

به نام خدا
هدف از اين درس آشنايي دانشجو با چگونگي جمع ‌آوري اطلاعات و چگونگي استفاده از داده ها براي طراحي يا معدن و آشنايي با مراحل طراحي جهت آمادگي و يادگيري بهتر مي باشد.
چگونگي رسم مقاطع و محاسبه تناژ ماده معدني :
ابتدا نقشه مورد نظر را با مقياس مناسب ( به ۳/۳ روي نقشه ۱۰۰ متر روي زمين) روي كاغذ شطرنجي رسم مي نماييم سپسامتداد يعني جايي كه گ
سترش ماده معدني در آنجا بيشتر است مشخص مي كنيم سپس دو جهت عمود بر امتداد و به فواصل مشخص متقاطعي رسم مي كنيم .
سپس مساحت ماده معدني در هر يك از مقاطع با شمارش خانه كاغذ شطرنجي بدست آورده سپس با توجه به مقياس آن را به متر مربع تبديل مي كنيم سپس با توجه به فرمولهاي مربوط حجم ماده معدني را بدست آورده با ضريب حجم در وزن مخصوص ماده معدني تناژ آن را بدست مي آوريم .
و براي سطح باطله يك مستطيل در محدود ماده معدني مدنظر گرفته كه با بدست آوردن مساحت اين مستطيل و

كم كردن آن از ماده معدني سطح باطله بدست مي آيد. سپس مطابقت ماده معدني جسم باطله و تناژ باطله رابدست مي آوريم .
ضمنا وزن مخصوص ماده معدني را ۴ و وزن مخصوص باطله را ۷/۲ تن به متر مكعب مي گيريم .
فرمولهاي مربوطه به محاسبه حجم به قرار زير است .
مقطع اول و آخر

فرمول تناژ
۱- مقطع v
560 = مربع بزرگ سطح ماده معدني =
۱۶۷۰= مربع كوچك ميزان باطله=
۲- مقطع IV
549= تعداد مربع سطح ماده معدني =
سطح باطله =
۳- مقطع III
417= تعدا مربع سطح ماده معدني =
سطح باطله =
۴- مقطع II
343= تعداد مربع سطح ماده معدني =
سطح باطله =
۵- مقطع I
182= تعداد مربع سطح ماده معدني =
سطح باطله =
۶- مقطع VI
440 = تعداد مربع سطح ماده معدني =
سطح باطله =
۷- مقطع VII
336= تعداد مربع سطح ماده معدني =
سطح باطله =
۸- مقطع VIII
166= تعداد مربع سطح ماده معدني =
سطح باطله
۹- مقطع XI
135= تعداد مربع سطح ماده معدني =۷۵/۳۳
سطح باطله =۵/۳۸=۷۵/۳۳-۵/۸*۵/۸

فرمولهاي مربوط به محاسبه حجم به اين قرار است .
مقياس=

فرمولهاي مربوط به محاسبه حجم براي ماده معدني
۱- مقطع V

۲- مقطع IV

مقطع ۲

مقطع ۳

مقطع ۴

مقطع ۵

مقطع ۶

مقطع ۷

مقطع ۸

مقطع ۹

براي ماده معدني
براي باطله

مقطع ۱

مقطع ۲

مقطع ۳

مقطع ۴

مقطع ۵

مقطع ۶

مقطع ۷

مقطع ۸

مقطع ۹

V كل باطله

محاسبه تناژ ماده معدني

محاسبه تناژ باطله :

مقدار نسبت باطله برداري

محاسبه نسبت باطله برداري اقتصادي

ريال ۶۷۲۰۰۰ =قيمت ماده معدني R=
6 /0 عيار كنستانتره =g
0/95 درصد استحصال =p
b= 84000 هزينه هر تن استخراج ماده معدني به روش روباز
C: هزينه هر تن باطله برداري به روش روباز
A 138000: هزينه هر تن استخراج ماده معدني به روش زير زميني

چون پس روش رو باز جهت استخراج ماده معدني استفاده مي شود .
تعيين مخروط بهينه عيار حد مشخص كردن بيت معدن :
براي اين كار ابتدا ماده معدني بلوك بندي مي كنيم در اينجا ابعاد بلوك ها cm*1cm1 معادل m3/30*m3/30 در نظر گرفته شده است سپس به هر يك از بلوك ها يك عياري دهيم سپس با استفاده از فرمول ارزش اقتصادي هر بلوك را مشخص كنيم .

كه در آن
ارزش بلوك = قيمت فروش كنستانتره =
هزينه بازار= عيار خوراك =
عيار كنسانتره = بازيابي استخراج =
بازيابي فراوري = قيمت هر تن كنستانتره سازي=
هزينه هر تن استخراج ماده معدني به روش روباز=
تناژ ماده معدني در هر بلوك =
تناژ باطله در هر بلوك :
هزينه هر تن باطله برداري به روش روباز=
در اينجا اطلاعات با توجه به معدن مبنا به قرار زير است .

: قيمت تمام شده هر تن كنسانتره سازي

ما به علت بزرگ شدن اعداد در ارزش بلوك از مدت نظر مي كنيم .
ارزش باطله هم ۲/۰ بدست آمد.
ابتدا به ازياي عيارعايي كه در هر مقطع ريختيم ارزش هر بلوك را محاسبه كرده

دلايل استفاده از روشهاي استخراج روباز :
۱- روش مسطحي :
براي مواد آبرفتي مورد استفاده قرار مي گيرد كه عمق اين مواد عمدتا چندان زياد نيست مانند طلاي بلا سري در اين ر.وش ماده معدني به صورت لايه به لايه استخراج مي شود ماده معدني بايد تقريبا افقي باشد گسترش آن زياد باشد .
۲- روش كنتوري :
عمدتا جهت استخراج سنگهاي ساختماني مورد استفاده قرار مي گيرد و براي موادي كه داراي بيرون زدگي مي باشند كاربرد دارد در اين روش مواد را به صورت برش به برش استخراج مي كنند اين روش جهت موارد كاربرد دارد .
۳- روش كداري :
عكس روش opinpit مي باشد و براي توده اي كه داراي بيرون زدگي به صورت كره يا تپه سر تفع مي باشند استفاده مي شود و با ايجاد پله مواد استخراج مي شوند استخراج از بالا به پايين از كوچكترين پله برعكس روش روباز انجام مي گيرد .
۴- روش openpit:
جهت مواد توده اي كه در دل زمين واقع شده اند استفاده مي شود در واقع استخرزاج به روش گردبرداري مي باشد در اين پروژه چون ماده معدني توده اي مي باشد و در دل زيمن واقع است بايد ارزش openpit استفاده كرد.
البته در ابتدا معدن چغارت چون به صورت تپه بود به صورت كداري استخراج مي شد و بعد به صورت openpit استخراج شد .
دلايل استفاده از اين روش
۱- رعايت شيب
۲- رعايت حداقل عرض كف معدن
۳- رعايت شيب ديواره نهايي معدن
روش بدست آوردن اقتصادي ترين پيت :
وقتي كه ارزش هر بلوك را براي تمامي مقاطع استفاده كرديم در هر مقطع چند مخروط را مي اندازيم و ارزش هر مخروط را محاسبه كرده و به عنوان مخروط بهينه استفاده مي كنيم كه به شرح زير مي باشد .
در مقطع I مخروط با ارزش ۵۱/۱۱۰ به عنوان مخروط بهينه مورد استفاده قرار مي گيرد .
در مقطع II مخروط با ارزش ۱۸/۱۸۸ به عنوان مخروط بهينه است .
در مقطع III مخروط با ارزش ۸۱/۲۱۲ به عنوان مخروط بهينه است .
در مقطع IV مخروط با ارزش ۴۷/۲۵۸ به عنوان مخروط بهينه است .
در مقطع V مخروط با ارزش ۴۹/۲۹۸ به عنوان مخروط بهينه است .
در مقطع VI مخروط با ارزش ۱۹/۲۳۵ به عنوان مخروط بهينه مي باشد .
در مقطع VII دمخروط با ارزش ۴۱/۱۷۹ به عنوان مخروط بهينه است .
در مقطع VIII مخروط با ارزش ۹۹/۹۴ به عنوان مخروط بهينه است .
در مقطع XI مخروط با ارزش ۱۸/۸۶ به عنوان مخروط بهينه است .
در ضمن بايد بگويين كه مخروط را طوري مي اندازيم كه بيشترين ماده معدني و كم ترين باطله را در مقطع در بر بگيريد .
و با توجه به خط مقطع مان محدوده نهايي مخروط بهينه را انتخاب كرده چيست كلي كه از اين ۹ مقطع فوتا بدست مي آيد رسم مي كنيم .

تعيين جاده هاي معدني (دمپ ما )
براي انجام اين كار بايد ابتدا شكل پيت و پله هاي آن را تعيين كنيم براي تعيين وضعيت پله ها به يكسري اطلاعات از معدن مبنا نياز داريم :
عرض پله نمايي معدن : ۴m مدسه پله استخواني يك پله ايمني
عرض پله هاي ايمني : ۸m زاويه قرار گيري خاك ۸۵o
ارتفاع پله ها : ۱۲/۵m
اكنون با توجه به مقاطع عرضي شكل پيت را در سطح زمين ميكشيم و از اين نظر با توجه به اطلاعات بالا و مقياس پله هاي معدن را تا پايين ترين افق رسم ميكنيم.

اين اطلاعات را با توجه به شيب چك مي كنيم

اكنون مي توانيم دمپ معدني را طراحي كنيم

دو نوع جاده در معدن كاربرد دارد
۱) جاده هاي حلزوني ۲) جاده هاي زيگزاگي
جاده هاي حلزوني كل پيت را قطع كرده و پله ها را قطع مي كند اين جاده‌ها از نظر كنترل ترافيك و ايمني بسيار مناسب مي باشد اما ازنظر طول بسيار نا مناسب مي باشد و با استفاده از از آنجا زمان سيكل دامپتراك ها افزايش مي يابد اما جاده هاي زيگزاگي به دليل زيگزاگي بودن طول كمتري دارند اما تردد در آ“ها سدشوار وايمني آنها پايين است از داده هاي زيگزاگي زماني استفاده مي شود كه يك طرف معدن ريزشي باشدلذا جهت جلوگيري از خراب شدن جاده ريزش آن كه از لحاظ ايمني بسيار خطرناك است از جاده هاي زيگزاگي استفاده نمي شود .
بنابراين ما دراينجا از جاده هاي حلزوني استفاده مي كنيم .
عرض جاده هاي معدني : ۱۶ تا ۱۸ متر شي جاده هاي معدني : %۸
اكنون بايدبا توجه به شيب %۸چه طولي را بايد در انقاطي كنيم تا پله ۵/۱۲ متري را با شيب %۸ طي نماييم.

لذا دهانه پرگار به اندازه ۵/۵۱ ميليمترباز كرده و از جهت دمپ باطله در جهت راستگرد يا چپ گردگرد يك نيم دايره رسم مي كنيم تاپله اول را قطع كند سپس از محل برخورد نيمدايره با پله اول نيم دايره ديگري را در جهت قبلي رسم مي كنيم تا پله دوم را قطع كند سپس از محل برخورد نيمدايره ديگري را در جهت قبلي رسم مي كنيم تا پله دوم را قطع كند اين كار را تا آخرين پله انجام مي دهيم بنابرايبن جاده حلروني مورد نظر رسم مي شود اكنون مي خواهيم يك خروجي جهت كارخانه لانه آرايي به وجود آوريم بنابراين ساز محل خروجي كارخانه درجهت عكس جهت قبل نيمدايره رسم مي كنيم تا پله اول را قطع كند اين كار را تا زماني سكه ماده مورد نظر جاده قبلي را قطع كند انجام مي دهيم كلاً جهت رسم جاده هاي فرعي بايد جهتعكس جاده اصلي بگيريم.
نكته : تناژ ماده معدني در مقاطع مختلف كه قابل استخراج مي باشد (مواد معدني در پيت ها ) ۱۶۵۰۴۰۰۰۰ مي باشد با توجه به اينكه توليد معدن در سال مي باشد عمر معدن ۵۵ سال مي باشد .

محاسبه ترابري معدن
جهت محاسبه ترابري معدن در هر مرحله احتياج به يكسري اطلاعات داريم كه اين اطلاعات را از معدن مبنا مي گيريم . محاسبه تعداد شارل مورد نياز :
توليد ساليانه : نوع شارل : شارل ۷ متر مكعبي
تعداد روزهاي كاري سال : روز تعداد شيفت : ۳
روزهايي كه شارل به دليل بدي آب دعوا ، تغيير شيفت ، نماز صبحانه كار نكرده است : ۸۰ روز
زمان تعمرات و نگهداري : ۴۸ روز ساعات شيفت: ۸ ساعت
تعداد كار در ساعت : ۵۰ دقيقه زمان نفوذ صندوقه : ۵ ثانبه
بارآوردن رزقن به سمت كاميون : ۱۵ثانيه تخليه و برگشت : ۱۵ ثانيه
پركردن جام : ۱۰ ثانيه
زاويه چرخش : ۹۰ درجه
ارتفاع پله : ۱۲/۵m ارتفاع بارگيري : ۱۵m
1- بارگيري از ماده معدني
سيكل شارل

= كل ساعات در سال
= زاويه چرخش
ظرفيت شارل
ظرفيت جام راندمان
ظرفيت شارل

۲- بارگيري باطله :

=كل ساعات در سال
=ظرفيت شادل

با توجه به توليد ساليانه ماده معدني و نسبت باطله سبرداري ۴۹۳/۰ ميزان باطله برداري سددر هر سال به طور متوسط برابر است با

۱ دستگاه

تعداد دستگاه : ۱
تعداد رزورو : ۱
۲=۱+۱+۱=مجموعه شادل مورد نياز

محاسبه تعداد دامپتراك :
ابتدا باشد سيكل دامپتراك را محاسبه كنيم براي اين منظور به طول راهي كه دامپتراك مي پيمايد احتياج داريم اما چون اين مقدار در ابتداي معدنكاري به تعداد كمتري دامپتراك احتياج داريم ولي از طرفي ميزان باطله برداري در سال هاي نخست بيشتر است .
با توجه به معدن مبنا داريم :
ظرفيت دامتراك : ۶۰ ton طول رمپ : ۱۲۵۰ متر
فاصلة ورودي پيت تا محل دمپ باطله : ۳۰۰ متر
فاصاله ورودي پيت تا محل دمپ باطله : ۵۰۰متر زمان تخليه : ۱ دقيقه
زمان بارگيري دامپتراك بر ماده معدني : ۲ دقيقه
زمان بارگيري دامپتراك در ماده باطله : ۳ دقيقه
سرعت دامپتراك با بار =
سرعت دامپتواك خالي =
۱- ماده معدني زمان سيكل دامپتراك
توليد شدن در ساعت

ظرفيت واقعي دامپتراك
دامپتراك ۱
تعداد دامپتراك جهت = ۶ عدد
هر شارل
۲- باطله :
زمان سيكل دامپتراك

= ظرفيت واقعي دامپتراك
دامپتراك

تعداد دامپتراك جهت همر شارل : ۴ عدد
با توجه به اينكه يك شارل دو ماده معدني و يك سشارل دو باطله كار مي كند داريم :
۱۲= مجموعه دامپتراك عدد ۱۰=۴*۱+۶*۱= تعداد دامپتراك
عدد ۲ = (%۲) ۱۰ = تعداد رزرو
علاوه بر شارل و دامپتراك يكسري ديگر از ماشين آلالت در معدن وجود دارد كه مسقماً با توليد كانسنات مرتبط نبوده ولي بودن بهره گيري از آن عمليات استخواني مختل مي گردد مثل بلدوزر – گريدر – تانكر – كاميون .
شرح واحد وزن (ton) تعداد مورد نياز
دستگاه حفاري بنوماتيكي دستگاه ۲۵/۴ ۵
دامپتراك دستگاه ۶۰ ۱۲
شارل دستگاه ۱۴/۳۶۵ ۳
كاميون حمل مواد ناريسه دستگاه ۶ ۲
لودر دستگاه ۹۵ ۳
بلدوزر دستگاه ۸۳ ۲
گريدر دستگاه ۷۷ ۲
تانكر آب دستگاه ۹ ۳

محاسبة آتشباري
براي محاسبة طرح آتشباري معدن بايد اجزاء طراحي را مشخص كنيم .
۱- قطر چال
۲- ضخامت بار سنگ
۳- فاصله رديفي چال ها
۴- طول چال
۵- اضافه حفاري
۶- ارتفاع پله
۷- ضخامت گل گذاري
۸- تراكم خرج ميان چال
۹- طول خرج ميان چال
۱۰- تراكم خرج ته چال
۱۱- طول خرج ته چال
۱۲- شيب چال (درجه)
۱۳- خرج ويژه
محاسبه : mm 165 = (خطر خرج) خرج فله‌اي
ماده منفجره : آنفو با وزن مخصوص
ماده معدني : مگنيت با وزن مخصوص
فرمول Konya جهت محاسبه بار سنگ
De : چگال نسبي ماده منفجره
Dr : چگالي نسبي سنگ
براي كاغسنگ
براي باطله
پله بلند