27درصد کاهش هزینه با تغییر تکنیک انفجار

به گزارش می متالز، تکنیک انفجار پاوردک  (Power Deck) در انفجار معادن روباز از سال 2001 با ارائه از طرف شرکت Power Deck  مطرح شده است. این تکنیک انفجاری علاوه بر بهبود نتایج انفجار، اثرات نامطلوب آن‌ را نیزکاهش می‌دهد. اساس این سیستم، ایجاد فضای خالی توسط آب یا هوا در انتهای چال است. در این روش انفجاری اضافه حفاری در چال‌ها کاهش می‌یابد و حتی می‌تواند حذف شود و با توجه به قطر چال و ارتفاع پله متراژ مشخصی از کف چال خالی گذاشته می‌شود. پس از ریختن مقدار مشخصی از خرده‌های حفاری، خرج‌گذاری با شرایط معمول انجام می‌گیرد.
در این روش، ستون هوا در قسمت تحتانی چال، سطح آزادی برای انرژی انفجار فراهم می‌کند و با انفجار چال درپوش بین ستون هوا و خرده‌های حفاری همانند پیستون به سمت پایین جابه‌جا و فشار انتهای چال را افزایش می‌دهد. موج فشاری ایجاد شده، شکاف‌ افقی در انتهای چال‌ها ایجاد می‌کند و کف چال را از چالی به چال دیگر برش می‌دهد. در مرحله بعد موج‌ تراکمی ناشی از انفجار، توسط شکاف‌های ایجاد شده منعکس و به موج‌ کششی تبدیل می‌شود. بنابراین توده‌‌سنگ انتهای چال در اثر تنش کششی خرد می‌شود.
در انفجار‌های متداول فشار چال از مسیر بالای چال و از قسمت گل‌گذاری آزاد می‌شود که پتانسیل پرتاب سنگ و لرزش هوا را افزایش می‌دهد، درحالی‌که در انفجار پاوردک با ایجاد ترک در قسمت تحتانی چال، فشار گاز به سمت پایین حرکت می‌کند و در نتیجه علاوه بر کاهش حفاری ویژه ( با حذف اضافه حفاری) و خرج ویژه، عملکرد مناسبی از لحاظ کندن کف چال و کاهش پرتاب سنگ را به همراه دارد. امکان خرج‌گذاری منقطع و دو مرحله‌ای در روش پاوردک وجود دارد و در شرایطی که ارتفاع پله نسبت به قطر زیاد باشد یا سنگ قسمت گل‌گذاری بسیار سخت باشد و خردایش مناسبی نداشته باشد می‌توان از این روش استفاده کرد. 

اجرای پاوردک در چادرملو

تاریخچه اجرای روش پاوردک در ایران به سال 1390 باز می‌گردد. در آن سال از این روش در انفجارهای معدن سیمان صوفیان و با هدف بهبود خردایش و بهینه‌سازی انفجار استفاده شد. باتوجه به نتایج ارزشمند این روش و بر اساس مطالعات کارشناسان معدن چادرملو، این معدن از دی ماه 1394 شروع به برنامه‌ریزی برای طراحی و اجرای روش پاوردک کرد.

در ابتدا انفجارهای پاوردک بر اساس استفاده از لوله پلیکا، طراحی و اجرا شد تا اطلاعات لازم برای طراحی و ساخت پلاگ مخصوص اجرای روش پاوردک به دست آید. اطلاعات به دست آمده منتج به طراحی و ساخت پلاگ‌های مخصوص این روش (در سه مدل برای قطرهای 64 تا 311 میلی‌متر) شد.
مهم‌ترین بلوک آزمایشی روش پاوردک در معدن چادرملو، بلوک 1390E5303  است که با قطر 251 میلی‌متر، در دو ردیف و در مگنتیت با مقاومت زیاد تست شده است.
کردار مربوط به تراز سر و کف چال‌ها، تراز پاشنه بلوک قبل از انفجار، دپوشدگی بار در راستای طولی و تراز کف بعد از بارگیری کامل بلوک 1390E5303 در شکل یک آورده شده است. از کردار شکل یک می‌توان موارد زیر را نتیجه‌گیری کرد:

•  در 50 متر اول بلوک که از امولایت 50-50 به عنوان خرج اصلی استفاده شده است با وجود اینکه 5 متر اضافه حفاری صورت گرفته اما تراز کف بلوک با تراز پاشنه بلوک یکسان است. تراز این قسمت حدود 2.5 متر بالاتر از تراز طراحی است که نشان‌دهنده اهمیت تراز کردن پاشنه بلوک است.
• در 50 متر بعدی به علت اضافه حفاری کمتر از 3 متر، تراز کف بلوک حدود 1.5 متر بالاتر از تراز پاشنه قرار گرفته که نشان‌دهنده اهمیت اضافه حفاری در سنگ‌های مقاوم است.
• در 50 متر انتهایی بلوک با این‌که مقاومت سنگ و همچنین GSI توده سنگ افزایش یافته است با 0.5 متر اضافه حفاری و استفاده از روش پاوردک، تراز کف بلوک فقط نیم متر بالاتر از پاشنه در آمده است.
• ارتفاع پایل در محدوده پاوردک و محدوده‌ای که به روش معمول با آنفو خرج‌گذاری شده تقریباً یکسان است که نشان‌دهنده یکسان بودن میزان قفل‌شدگی بار در هر دو روش است.

شکل یک- نتایج انفجار بلوک 1390E5303 با دو روش معمولی و پاوردک

از مورخ 23 خرداد 96 تا پایان تیرماه 96 یکی از پیمانکاران معدن چادرملو کلیه بلوک‌های خود را که 53 بلوک بود با روش پاوردک انفجار کرد و اطلاعات فنی و هزینه‌ای جامعی در اجرای این انفجارها برداشت شد. از این تعداد بلوک در 14 بلوک پاشنه مشاهده شده است. طبق بررسی‌های انجام گرفته و بر اساس نقشه‌برداری‌های انجام شده که نتایج آن در ادامه آورده شده، عمدتاً پاشنه‌ها در زون عقب‌زدگی بلوک به وجود آمده و صرفاً به دلیل استفاده از روش انفجار پاوردک نبوده است.
به دلیل نداشتن تجربه انفجار به روش معمول در این زون پیت معدن، برآورد اقتصادی بر مبنای اینکه روش معمول انفجارها بهینه بوده، انجام شده است. همچنین امکان بررسی نرخ بارگیری نیز با توجه به این امر وجود نداشته است. به همین دلیل از مرداد ماه 96 انفجارهای این بخش از معدن به صورت معمول انجام شده است تا با برداشت دقیق اطلاعات، مقایسه اجرای روش انفجارهای معمول و پاوردک به درستی انجام شود. با توجه به اطلاعاتی که تاکنون (شهریور 96) از انفجارهای معمول در این زون به دست آمده پاشنه‌های ایجاد شده با انفجارهای معمول بیش از انفجارهای پاوردک است.
اطلاعات برداشت شده از 53 بلوک انفجار شده با روش پاوردک نشان می‌دهد، انفجار 14 بلوک (26 درصد بلوک‌ها)  بین 0.1  متر تا 1.4 متر پاشنه باقی گذاشته و 6 بلوک تراز کف آنها قبل و بعد از انفجار ثابت باقی مانده (11 درصد بلوک‌ها)  و 33 بلوک (63 درصد بلوک‌ها) تراز کف آن‌ها بعد از انفجار بین 0.1 متر تا 0.8  متر پایین‌تر از تراز کف قبل از انفجار بوده است.
کردارهای تهیه شده براساس برداشت‌های نقشه‌برداری پله‌هایی که بلوک‌های پاوردک در آنها اجرا شده است، نشان می‌دهد در بیشتر بخش‌های این چهار افق خطوط مربوط به تراز کف بلوک‌ها قبل و بعد از انفجار روی هم منطبق است. این موضوع نشان می‌دهد روش پاوردک اگر به درستی طراحی و اجرا شود در کاهش هزینه و ایجاد کف پله‌های صاف موثر خواهد بود.

برآوردها و نتایج اقتصادی

محاسبه‌های اقتصادی برای بلوک‌های مختلف با الگوهای حفاری و خرج‌گذاری متفاوت در معدن چادرملو انجام شد. جدول یک نشان‌دهنده یک مورد از محاسبه‌های اقتصادی انجام شده در این معدن است. در جدول شماره یک محاسبه‌های مربوط به مقایسه هزینه تمام شده عملیات حفاری و انفجار روش پاوردک و روش معمول در چال‌های 165 میلی‌متری باطله با خرج اصلی آنفو و چاشنی نانل ارائه شده است. همان‌طور که در محاسبه‌ها مشخص است اجرای روش پاوردک در این نوع از بلوک‌های معدن منجر به کاهش 13 درصدی هزینه‌های حفاری و انفجار در هر تن تولید خواهد شد.
این محاسبه‌ها برای انواع بلوک‌های معدن براساس قطر چال‌های متفاوت، نوع سنگ متفاوت، خرج اصلی آنفو و ترکیب‌های مختلف امولایت انجام شده است. این محاسبه‌ها نشان می‌دهد کاهش هزینه اجرای روش پاوردک در شرایط متفاوت در معدن چادرملو در شرایط بهینه منتج به کاهش بین 13 درصد تا 27 درصد خواهد شد.

جدول یک- مقایسه هزینه تمام‌شده روش پاوردک و روش معمول در چال‌های 165 میلیمتری باطله با خرج اصلی آنفو و چاشنی نانل

(منتشرشده در مجله «عصر مس»/ شماره 73- شهریور و مهر 96)

آرش افشاریان: سرپرست کارگاه ناریه معدن سنگ آهن چادرملو