تحقیق بررسي سيستم آتشباري نانل در معادن

گروه مهندسي معدن گرايش استخراج معدن

سمينار كارشناسي ارشد

چكيده

اين پروژه عنوان بررسي سيستم آتشباري نانل را به خود اختصاص داده است. ابتدا مواد منفجره صنعتي (مواد منفجره معمول در معادن) بطور مختصر شرح داده شده است و از آنجا كه اكثر مواد منفجره مورد استفاده در كارهاي معدني از حساسيت پاييني برخودارند، عوامل انفجاري مورد بررسي قرار گرفته اند. مقايسه انجام گرفته بين عوامل انفجاري، نشان دهنده اين است كه سيستم نانل داراي برتري هايي نسبت به ديگر عوامل مي‎باشد. شرح كامل جزييات اين سيستم بدنه اصلي اين پروژه را تشكيل مي‎دهد. بدنبال بررسي اين سيستم، شرح نتايج بدست آمده از استفاده نانل در معدن مس ماگما سوپريور، سوپريور آريزونا، معدن طلاي هارموني و معدن سنگ آهن گل گهر ارائه شده است.

فصل اول: مواد منفجره مصرفي در معادن

1-1- مقدمه

در اوايل قرن هفدهم باروت سياه توليد گرديد و براي لق كردن سنگ در صنعت معدن، انفجار جايگزين روش اصلي يعني حرارت دادن  شد. با ورود به قرن هيجدهم باروت بطور گسترده اي در كارهاي ساختماني مورد استفاده قرار گرفت تا زماني كه ويليام بيكفورد انگليسي فتيله اطمينان را در سال 1831 به ثبت رساند. اين فتيله يك وسيله مطمئن و ايمن براي آتش زدن باروت در اختيار آتشكاران قرار گرفت.

درسال 1846، اسكانيوسوبره رو كه يك ايتاليايي بود نيتروگليسيرين را كشف كرد. آلفرد نوبل براي ايمن كردن نيتروگليسيرين به هنگام حمل و نقل در سال 1867 آنرا جذب Kieselguhr (نوعي خاك دياتومه) كرد كه نه تنها سه برابر وزن خود نيتروگليسيرين را جذب مي كرد بلكه از حساسيت آن نسبت به ضربه مي كاست و پس از خمير شدن و شكل گرفتن به صورت فشنگ در داخل كاغذ پيچانده مي شد بدين ترتيب ديناميت اختراع شد.

آلفرد نوبل در سال 1875، نيتروگليسيرين حل كرد و بدين ترتيب ژلاتين انفجاري (نوعي ديناميت) كه مخلوطي ژلاتيني شكل از 92% نيتروگليسيرين و 8% نيتروسلولز بود ساخت. و در سال 1879 از مخلوط كردن نيترات سديم و ساير مواد به ژلاتين انفجاري مواد منفجره ضعيفتر بدست آمد. در سال 1920، نيتروگليكول به ديناميت اضافه شد كه نقطه انجماد آن را بطور قابل ملاحظه اي پايين آ‎ورد.

در سال 1956، آنفو (نيترات آمونيوم و گازوئيل) وارد بازار آمريكا شد. در سال 1985 نيترونوبل، آنفوي جديدي را كه مقاومت بيشتري در برابر آب داشت به نام Akvanol عرضه كرد.

و در سال 1960، اسلاري و مواد منفجره با گرانروي بالا توليد شدند  ودر سال 1970 امولسيونهاي انفجاري (اموليت) و در سال 1980، آنفوي تقويت شده جديد (امولان) تكميل و عرضه شدند كه تحول جديدي را در چالهاي آبدار بوجود آوردند. (9)

مواد منفجره صنعتي را به دسته هاي زير تقسيم گرديده اند: (7)

• مواد منفجره دانه اي مثل باروت و نيترات آمونيوم
• مواد منفجره ژله اي
• ديناميت ها

1-2- باروت

باروت  مخلوطي مكانيكي از نيترات سديم يا پتاسيم زغال و گوگرد است. در حالي كه هيچكدام از آنها ماده منفجره نيستند. باروت از مواد منفجره كند سوز است و سرعت سوختن آن در مقايسه با مواد منفجره قوي خيلي كمتر از آنهاست. تركيب انواع باروت در جدول (1-1) آمده است.

جدول (1-1): تركيب انواع باروت (7)

حساسيت به ضربه و سرعت سوختن باروت نيترات سديم دار (B) كمتر از باروت نيترات پتاسيم دار (A) است. ازدياد زغال سبب كمتر شدن سرعت سوخت مي‎شود. مقدار رطوبت كمتر از 2% و تغيير مختصر گوگرد اثري در سرعت سوختن باروت ندارد. باروت درفضاي باز با سرعت 1cm/sec

فهرست مطالب

عنوان                                                  صفحه

فصل اول: مواد منفجره مصرفي در معادن

1-1- مقدمه………………………………. 1

1-2- باروت………………………………. 2

1-3- آنفو (ANFO)………………………….. 3

1-4- آنفوي مقاوم درمقابل آب (Akvanol)…………. 4

1-5-  آنفوي سنگين (Heavu ANFO)……………….. 5

1-6- مواد منفجره ژله اي (Slurry)……………… 5

1-7- مواد منفجره امولسيون (Emulsion)………….. 6

1-7-1- اموليت (Emulite)……………………… 8

1-8- امولان (Emulan)………………………… 8

1-9- ديناميت (Dynamite)……………………… 9

فصل دوم: عوامل انفجاري

2-1- مقدمه………………………………. 10

2-2- فتيله اطمينان (Safety Fuse)……………….. 10

2-2-1- آتشكاري با فتيله اطمينان و چاشني…….. 11

2-2-2- مزايا و معايب فتيله اطمينان…………. 11

2-2-2-1- مزايا…………………………… 11

2-2-2-2- معايب…………………………… 12

2-3- فتيله انفجاري (Detonating Cord)…………….. 12

2-3-1- مزايا و معايب فتيله انفجاري…………. 13

2-3-1-1- مزايا ………………………….. 14

2-3-1-2- معايب…………………………… 14

2-4- چاشني برقي………………………….. 14

2-4-1- مزايا و معايب آتشباري برقي………….. 15

2-4-1-1- مزايا…………………………… 15

2-4-1-2- معايب ………………………….. 16

2-5- سيستم هركودت (چاشني گازي)…………….. 16

2-5-1- مزايا و معايب سيستم هركودت………….. 17

2-5-1-1- مزايا…………………………… 17

2-5-1-2- معايب ………………………….. 17

2-6- سيستم نانل………………………….. 18

2-6-1- مزاياي سيستم نانل………………….. 18

2-7- پرايمر……………………………… 19

2-8- بوستر………………………………. 19

2-9- تأخير و نقش آن در پارامترهاي انفجار و خردشدگي سنگها 20

فصل سوم: بررسي سيستم نانل و استفاده از آن در چند معدن

3-1- مقدمه………………………………. 23

3-2- فرآيند ساخت نانل…………………….. 24

3-3- اجزاء تشكيل دهنده واحد نانل…………… 25

3-3-1- تيوپ نانل…………………………. 25

3-3-2- چاشني…………………………….. 26

3-3-3- رابط……………………………… 27

3-3-4- استارتر…………………………… 28

3-3-5- برچسب مشخصات نانل………………….. 29

3-3-6- گيره……………………………… 29

3-4- آزمايشهاي انجام شده در روي تيوپ نانل…… 29

3-4-1- بررسي مقاومت تيوپ نانل……………… 29

3-4-2- حساسيت در مقابل عوامل شيميايي……….. 30

3-5- انواع چاشني نانل…………………….. 30

3-5-1- چاشني NONLE GT/MS…………………… 32

3-5-2- چاشني NONEL GT/T…………………….. 32

3-5-3- چاشني NONEL  UNIDET………………….. 33

3-6- انواع رابط………………………….. 34

3-6-1- رابط نوع UB0………………………. 34

3-6-2- رابطهاي نوع UNIDET………………….. 34

3-6-3- رابط خوشه اي ……………………… 35

3-7- تحليل مراحل آتشباري با نانل…………… 35

3-7-1- اتصالات با استفاده از رابط UB0……….. 36

3-7-2- اتصال تيوپ نانل به فتيله انفجاري (كرتكس) 38

3-7-3- اتصال توسط رابط خوشه اي…………….. 39

3-8- آتش كردن مدار نانل…………………… 40

3-8-1- ماشين انفجار دستي HN1………………. 40

3-8-2- ماشين انفجار پنوماتيك از راه دور PN1….. 42

3-8-3- انفحار با چاشني الكتريكي……………. 43

3-9- چند نمونه از نحوه اتصال مدار با استفاده از چاشني و رابط هاي نانل……………………………………. 43

3-9-1- مدار انفجار كوچك پلكاني…………….. 43

3-9-2- مدار انفجار بزرگ پلكاني…………….. 44

3-9-3- انفجار جهت حفر ترانشه………………. 45

3-9-4- اتصال با استفاده از رابط هاي NONEL UNIDET  براي معادن روباز 46

3-9-5- اتصال با استفاده از رابط هاي NONEL UNIDET براي حفر ترانشه   49

3-9-6- آتشباري تونل………………………. 50

3-10- استفاده نانل براي آتشباري معدن ماگما سوپريور سوپريور آريزونا……………………………………….. 51

3-10-1- آزمايش نانل در حفر راهروها…………. 51

3-10-2- آزمايش نانل در كارگاههاي استخراج معدن ماگما سوپريور  51

3-10-3- تاثيرات خرجگذاري نانل و بهم بستن آن … 52

3-11- استفاده از نانل براي آتشباري معدن طلاي هارموني  53

3-12- استفاده از نانل در معدن گل گهر ………. 60

فصل چهارم: تجزيه و تحليل و نتايج بدست آمده از استفاده نانل

4-1- معدن ماگما سوپريور…………………… 74

4-1-1- چال منفجر نشده (Misfire)……………….. 74

4-1-2- مطالعه زماني………………………. 74

4-1-3- استاندارد كردن الگوي حفاري………….. 75

4-1-4- نتايج بدست آمده از استفاده نانل در معدن ماگما سوپريور 75

4-2- معدن طلاي هارموني…………………….. 76

4-2-1- نتايج بدست آمده از بكارگيري سيستم نانل در معدن طلاي هارموني 78

4-3- معدن گل گهر…………………………. 81

4-4- مراحل قبل از خرج گذاري ………………. 82

4-5- هنگام خرجگذاري ……………………… 82

4-6- وصل كردن مدار……………………….. 83

4-7- كنترل اتصالات ……………………….. 83

4-8- مهلت نگهداري در انبار………………… 84

4-9- محصولات آسيب ديده ……………………. 84

4-10- نتايج …………………………….. 85

فهرست منابع……………………………… 87

پيوست…………………………………… 89

تحقیق بررسي سيستم آتشباري نانل در معادن