شیوه مصرف بهینه مواد منفجره در معادن مس سونگون اجرایی شد

به گزارش روز سه شنبه دانشگاه صنعتی امیرکبیر، «محمد حسین احمدی» مجری طرح اجرایی شدن مصرف بهینه مواد منفجره در استخراج مواد معدنی در مجتمع مس سونگون گفت: عمده معادن روباز و بزرگ کشور مانند مجتمع معدنی مس آذربایجان (سونگون) از طریق حفر چال و استفاده از مواد منفجره استخراج می شوند، از این رو لازم است روشی برای بهینه سازی مصرف مواد منفجره در چال‌ها ابداع شود تا مواد منفجره مصرفی در چال‌ها بر اساس خصوصیات مواد سنگی انتخاب شود.
وی با بیان اینکه به طور متوسط روزانه ۳۰ تن مواد منفجره فله‌ای (آنفو) در معادن روباز در چال‌ها شارژ می‌شود، اظهار کرد: این در حالی است که می‌توان با استفاده از مدل رفتاری توسعه داده شده مصرف مواد منفجره را تا ۲۰ درصد کاهش داد که برای این منظور مطالعاتی با عنوان ارائه مدل خرابی ریزمکانیکی تحت بارگذاری دینامیکی (مطالعه موردی: مجتمع معدنی مس آذربایجان –سونگون) در دانشگاه صنعتی امیرکبیر در قالب رساله دکتری اجرایی شد.
احمدی با بیان اینکه مدل رفتاری ارائه شده در این تحقیق با استفاده از خصوصیات ذاتی مواد سنگی و میزان مواد منفجره مصرفی در واحد حجم، تعیین می‌شود، ادامه داد: با استفاده از این روش علاوه بر آنکه میزان مواد منفجره مورد نیاز برای خردایش سنگ تعیین می‌شود، آثار مخرب ناشی از انفجار از جمله لرزش زمین، پرتاب سنگ و هدر رفت انرژی ناشی از مازاد مواد منفجره جلوگیری می شود.
به گفته احمدی، این روش به طور غیرمستقیم هزینه‌های مراحل بعدی معدن کاری از جمله استهلاک ماشین‌آلات بارگیری و باربری و سنگ شکنی  را تحت تاثیر قرار می‌دهد، ضمن آنکه با اجرای الگوی انفجاری مناسب می‌توان به ابعاد بهینه در خردایش سنگ دست یافت و این امر تسهیل در فرآیند بارگیری و باربری مواد و همچنین کاهش مصرف انرژی در واحد سنگ شکنی را در پی دارد.
مجری طرح اضافه کرد: اگر میزان خردایش بر اساس این الگو بیش از حد متعارف باشد، میزان فاکتور پودر شدگی بیشتر خواهد بود که این امر در فرآیند فرآوری مواد معدنی باعث افزایش هزینه‌ها خواهد شد. لذا مرحله انفجار جزو یکی از کلیدی‌ترین مراحل در عملیات معدنکاری به شمار می‌رود.
وی با بیان اینکه محققان آمریکایی پایه‌گذار این روش بوده اند و بیشتر برای تعیین مقاومت مواد مصنوع به کار برده می‌شود، گفت: این مواد مصنوع برای ساخت حفاظ پناهگاه‌های زیرزمینی و مراکز حساس از جمله فضاهای ذخیره سازی سوخت‌های فسیلی (نفت و گاز) و فضاهای دفن زباله‌های هسته‌ای استفاده می شود. در این تحقیق مدل‌های قبلی را توسعه دادیم و با رویکردی متفاوت برای بهینه سازی مواد منفجره مصرفی در معادن روباز، به صنعت معدن‌کاری ارائه دادیم.

به گفته این محقق در این پروژه تمام مدل‌های ارائه شده مورد مطالعه قرار گرفت و با جمع‌بندی آنها جوانبی از خصوصیات مواد سنگی در مدل جدید که توسط محققان قبلی لحاظ نشده بود، در نظر گرفته شد. مدل توسعه داده شده به خوبی مکانیسم شکست سنگ تحت بارگذاری حاصل از انفجار را شبیه‌سازی می کند و نتایج حاصل از این مدل با واقعیت تطابق بیشتری دارد.

این دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر یکی از نکات مهم در شبیه سازی رفتار مواد سنگی توسط نرم افزارهای عددی را تعیین میزان صحت و اعتبار مدل رفتاری توسعه داده شده ذکر کرد و یادآور شد: لازم بود نتایج حاصل از شبیه سازی عددی با نتایج حاصل از آزمایش‌های واقعی مقایسه و صحت آنها تعیین شود که در این خصوص تجهیزات آزمایشگاهی خاصی نیاز بود تا بتوان رفتار مواد سنگی تحت بارگذاری‌های با شدت بالا را اعتبارسنجی کرد.

احمدی اضافه کرد: فرآیند مطالعات آزمایشگاهی و تعیین پارامترهای واقعی مواد سنگی مورد مطالعه یکی از پیچیده‌ترین مراحل این تحقیق بود که حدود هشت ماه به طول انجامید. نتایج این تحقیق در صنعت معدن‌کاری و در بهینه‌سازی میزان مواد منفجره مصرفی در معادنی که به روش روباز استخراج می‌شوند قابل کاربرد است.  مدل ارائه شده می‌تواند کاربردهای دیگری در سایر صنایع داشته باشد که از جمله آن می‌توان به صنایع دفاعی و پدافند غیرعامل، استحکام بخشی سازه‌های حساس از جمله ذخیره سازی سوخت‌های فسیلی در مخازن زیرزمینی اشاره کرد.

دستاوردهای علمی طرح مصرف بهینه مواد منفجره در استخراج های معدنی

احمدی انتشار دو مقاله ISI ، یک مقاله علمی-پژوهشی، دو مقاله در کنفرانس های بین‌المللی و دو مقاله در نشریه‌های داخلی و هم چنین دو مقاله ISI تحت داوری را از دیگر دستاوردهای این مطالعات نام برد و یادآور شد: نوآوری اصلی این تحقیق نسبت به مدل‌های قبلی، پیش بینی رفتار مواد شکننده از جمله سنگ و بتن تحت بارگذاری‌های با شدت بالا است که این پیش بینی با واقعیت تطابق بیشتری دارد.

وی از پیاده سازی این الگو در معدن مس آذربایجان (سونگون) خبر داد و گفت: در این مرحله تلاش داریم کاربرد این مدل را به صورت محسوس در صنعت معدن کاری و بهینه سازی مصرف مواد منفجره مورد مطالعه قرار دهیم.

احمدی به مزیت‌های رقابتی این طرح اشاره کرد و با بیان اینکه کد نویسی این مدل در محیط نرم افزاری انجام شده است که تنها با تعیین چند پارامتر از خصوصیات سنگ در مدت زمان کم و با هزینه کمتر، میزان مواد منفجره مصرفی و مقاومت مواد را تعیین می‌کند، گفت: با استفاده از این مدل می‌توان میزان خردایش مواد سنگی در معادن روباز را کنترل کرد. خردایش مواد سنگی در معادن روباز از اهمیت خاصی برخوردار است؛ چرا که هزینه‌های مربوط به حمل و نقل و استهلاک ماشین آلات را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

وی از اجرای پروژه ذخیره سازی سوخت‌های فسیلی در مخازن زیرزمینی در قالب طرح خدمت سربازی با سازمان پدافند غیرعامل خبر داد و یادآور شد: نتایج این مطالعات در قالب کتاب منتشر شد؛ ضمن آنکه پروژه‌های تعیین شیب و بررسی پایداری معدن سیلیس ایلان قره جنوبی در شهرستان ماکو و تغییر روش استخراج از روش روباز به روش زیرزمینی در معدن طلای مزرعه شادی ورزقان نیز اجرایی شده است.

این طرح از سوی محمد حسین احمدی دانش آموخته دانشگاه امیرکبیر و به راهنمایی «حامد ملاداوودی» عضو هیات علمی دانشکده مهندسی معدن دانشگاه صنعتی امیرکبیر اجرایی شده است.