عوامل تهديد کننده سلامتي معدن کاران

پژوهشهاي صورت گرفته نشان ميدهد گازهاي موجود در معدن ميتواند صدمات جبران ناپذيري را به کارگران وارد کنند. ريه، پوست و چشمها ازآسيب پذيرترين اعضاي بدن هستند که از گازهاي سميموجود در معدن آسيب مي بينند. انواع سرطانها و بيماريها ي پوستي ازجمله مواردي هستند که در اين پژوهشها مورد بررسي قرار گرفته اند.معادن سرشار از گازهاي سرطان زايي هستند که محيط را آلوده ميکنند ومتاسفانه فقدان آگاهي در اين زمينه باعث ميشود کارگران سالهاي متمادي درمعرض بيماريهاي گوناگون باشند و هيچگونه تدبيري براي مصونيت آنها انديشه نشود.
از سوي ديگر محققان بارها و بارها اعلام کردهاند که دود حاصل از ديزلها از عوامل سرطان زا هستند که پس از تلفيق با مواد شيميايي، گازهاي بيماري زا را تشکيل ميدهند. حداقل آسيب حاصل از مجاورت با اين گازها، ايجاد بيماريهاي پوستي، خارش چشم، سردرد، حالت تهوع و تنگي نفس است.
تحقيقات انجام شده در اين رابطه نشان ميدهد که خطر حاصل از به کارگيري ديزلها درزير زمين 100 برابر بيشتر از بهکارگيري آن در روي زمين، کارگران را تهديد ميکند. اين در حالي است که با گذشت زمان بر محبوبيت ديزلها افزوده شده و بر ميزان بهکارگيري آنها در معادن اضافه ميشود.
استخراج و انتقال ذغال سنگ در معادن گرد وغبار بسياري را به وجود ميآورد و ذرات ذغال سنگ به واسطه اين گرد و خاک در هوا منتشرميشوند.استنشاق اين گاز کارگران معادن ذغالسنگ را دچار بيماريهاي ريوي ميکند، اين در حالي است که در معادن فلزي و سنگهاي قيمتي، ميزان سيليس موجود در هوا کارگران را بيمار ميکند.
محققان با بررسي ميزان سيليس موجود در هوا اعلام کردند که با افزايش کار در معادن روز به روز بر ميزان بيماريهاي ريوي افزوده ميشود و کارفرماها موظف هستند که با به کارگيري تکنولوژيهاي جديد از کارگران محافظت کنند.
از ديگر بيماريهايي که بر اثر کار مداوم در معادن ايجاد ميشود ميتوان به بيماريهاي استخوان اشاره کرد. بيشترين ناهنجاريهاي استخواني که منجر به زانو درد و پا درد ميشوند ريشه در کار مداوم معدن دارند.
تحقيقات انجام شده در اين رابطه نشان ميدهد که کارگر ان معادن بيش از کارگران ساير صنايع به بيماريهاي کمر به ويژه ديسک کمر مبتلا ميشوند. سالانه دهها ميليون دلار در آمريکا صرف درمان بيماريهاي مربوط به کمر ميشود و بيترديد کمک به حذف عوامل بيماريزا ميتواند نقش بسزايي در کاهش هزينهها و تضمين سلامتي نيروهاي کار داشته باشد.

پژوهشهاي صورت گرفته در اين رابطه بر اهميت اطلاع رساني تاکيد ميکرد. قوانين جديدي که در آمريکا وضع شده از کساني که به تازگي وارد کار معدن ميشوند دعوت ميکند تا آموزشهاي لازم را در رابطه با کار و تامين سلامت خود پشت سربگذارند اين گونه است که نيروهاي تازه کار هشت ساعت از روز را در کلاسهايي ميگذرانند که با هدف آموزش نکات مربوط به حفظ سلامتي برگزار شود.
محققان از روشهاي مختلفي براي ارتقاي سطح آموزش استفاده ميکنند تا بر ميزان يادگيري افراد افزوده شود.تنها نگاهي به آمار مرگ و مير در معادن کافي است تا دريابيم چهارمين دليل مرگ و مير هنگام کار کارگران مربوط به برق گرفتگي است.90 درصد از کارگراني که دچار برق گرفتگي ميشوند، جان خود را از دست ميدهند و 10درصد برجاي مانده نيز دچار سوختگي شديد ميشوند.محققان اعلام کردند که تماس تجهيزات متحرک با سيمهاي برق در درون معادن يکي از دلايلي است که به برق گرفتگي منجر ميشود.
گزارشهاي جديد حاکي از اين است که در حال حاضر بالغ بر 650 معدن ذغال سنگ زير زميني و 240 معدن فلزي- غيرفلزي در آمريکا فعال هستند، اين در حالي است که 236 تيم نجات در آمريکا به فعاليت ميپردازند. اعضايي که در اين تيمها به فعاليت ميپردازند، بايد از جديدترين علوم مربوط به نجات مصدومين مطلع باشند و از فيزيک خوبي برخوردار باشند. تمامي اين عوامل کافي است تا مشکل ديگري را به مشکلات کارگران معدن بيافزاييد و اين امر چيزي نيست جز استرس مربوط به کار.
تجربه کار در معادن ثابت کرده است که ميزان امنيت کارگران در اين محيط بسيار اندک است و آمارهاي جديد نشان ميدهد يک چهارم از کارگران اعتقاد دارند که کارشان بزرگترين عامل ايجاد استرس در زندگيشان است.
رفتارهاي عصبي نخستين عکسالعملي است که کارگران در برابر کار سخت روزانه در محيطي نا امن از خود نشان ميدهند.
ورود ماشينها به دنياي معدن باعث شد که تا حد زيادي ازکار دستي کاسته و بر ميزان توليدات افزوده شود با اين وجود همين تجهيزات آسيبهاي بسياري را به کارگران وارد ميکنند و گهگاه موجبات مرگ آنها را فراهم ميکند. معدنکاران در خلال کارشان ارتباط تنگاتنگي با اين ماشينها دارند و بيترديد ارتقاي ماشينهاي موجود ميتواند نقش بسزايي در بهبود شرايط موجود برجاي بگذارد.
در سالهاي اخير پيشرفتهاي بسياري در تکنولوژيهاي معدن صورت گرفته است که از آن جمله ميتوان به ارتقاي سيستمهاي کنترل از راه دور و تجهيزات خودکار اشاره کرد. در سالهاي اخير تلاشهاي بسياري براي جلوگيري از انفجار در معادن ذغال سنگ صورت گرفته است با اين وجود سالانه انفجارهاي معادن جان بسياري از کارگران را ميگيرد.
کارگران در خلال اين انفجارها يا جان خود را از دست ميدهند و يا اينکه در قسمتي از معدن به دام ميافتند و از آنجاييکه راه گريز ندارند، گازهاي سميرا استنشاق کرده و جانشان را از دست ميدهند. همانگونه که اشاره شد با حذف گازهاي آتشگير و کاهش متان ميتوان از ميزان انفجار کاست و در اين بين استفاده از دستگاههاي تهويه ميتواند ضريب امنيت کارگران را افزايش دهد.
در طول ساليان متمادي انفجارها نقش مهميدرعملکرد معادن داشتهاند چرا که به کارگيري مواد منفجره کار را تسهيل ميکردند.
در طول سالهاي 1978و 2000، 106 معدنکار جان خود را از دست دادند و يک هزار و 50 نفر نيز به شدت آسيب ديدند. عملکرد دولت، معدنکاران ومراکز پژوهشي باعث شد که اين آمار کاهش چشمگيري داشته باشند به طوريکه در سال 2001 تنها 7 تن از کارگران براثر انفجار درمعادن آسيب ديدند در حالي که آمار مذکور در سال 1978 بالغ بر 140 نفر بود.
گزارشهاي موجود نشان ميدهد که به هنگام استفاده از مواد منفجره برخي از کارگران بيش از اندازه به نقطه انفجار نزديک هستند و يا اينکه صخرههاي خرد شده به طرفشان پرتاب ميشود.
از سوي ديگر نگاهي به آمار مرگومير و تلفات معدن مبين اين حقيقت است که کار در معادن زير زميني با خطر سقوط صخره همراه است. ميزان مرگ ومير کارگراني که زير زمين کارميکنند پنج برابر افرادي است که در صنايع ديگر به فعاليت ميپردازند. بين سالهاي 1996 و 1998 نيمياز نيروهاي کار معادن زيرزميني بر اثر سقوط صخره و سقف معدن جان خود را از دست دادند. اين در حالي است که سالانه 500 تا 600 نفر نيز بر اثر سقوط سنگ مجروح ميشوند. در اين ميان استفاده از سيستمهايي که سقوط سنگها را هشدار ميدهند، ميتواند به نسبت زيادي از اين خسارات بکاهد.نکته ديگري که در خلال تحقيقات پيرامون کار در معدن به دست آمد اين حقيقت بود که کارگران معدن عمدتا افرادي هستند که در سنين ميانسالي به سرميبرند.
آمار به دست آمده توسط سازمان ملي معدن آمريکا حاکي از اين است که نيمياز نيروهاي کار معادن
زير زميني در شرف بازنشستگي هستند و مدت زمان 5 تا 7 سال به طول ميانجامد تا نيروهاي جديد بتوانند جايگزين اين کارگران شود.
آمارگيري که در سال 2004 توسط اداره کار آمريکا صورت گرفت نشان داد که متوسط سن معدنکاران 45 سال و نه ماه است اين در شرايطي است که متوسط سن کارگران صنايع ديگر 40 سال و 5 ماه است. اين حقيقت دو نگراني را به وجود ميآورد. يکي اينکه چگونه ميتوان اطلاعات و تجربيات کارگران ميانسال را به نيروهاي جوان منتقل کرد و دوم اينکه با توجه به بالا رفتن سن نيروهاي کار و تحليل رفتن قواي آنها ، چگونه ميتوان سلامتي شان را در سالهاي آينده تامين کرد.
ظرافتهاي موجود درکار معدن و صنايع معدني به گونه ايست که به يک باره نميتوان چارهاي براي تمامي مشکلات يافت اما انجام تحقيقات وپژوهشهاي متنوع ميتواند راهگشاي دست يابي به فردايي باشد که درآن بهرهوري بهينه ميشود و فضايي امن براي کار و فعاليت کارگران تامين ميشود.

استفاده از نانوتكنولوژي در فراوري مواد معدني

در طول تاريخ بشر از زمان يونان باستان، مردم و به خصوص دانشمندان آن دوره بر اين باور بودند كه مواد را مي توان آنقدر به اجزاي كوچك تقسيم كرد تا به ذراتي رسيد كه خردناشدني هستند و اين ذرات بنيان مواد را تشكيل مي دهند، شايد بتوان دموكريتوس فيلسوف يوناني را پدر فناوري و علوم نانو دانست چرا که در حدود 400 سال قبل از ميلاد مسيح او اولين كسي بود كه واژه اتم را كه به معني تقسيم نشدني در زبان يوناني است براي توصيف ذرات سازنده مواد به كار برد.
با تحقيقات و آزمايش هاي بسيار، دانشمندان تاکنون 108 نوع اتم و تعداد زيادي ايزوتوپ كشف كرده اند. آنها همچنين پي برده اند كه اتم ها از ذرات كوچكتري مانند كوارك ها و لپتون ها تشكيل شده اند. با اين حال اين كشف ها در تاريخ پيدايش اين فناوري پيچيده زياد مهم نيست.
نقطه شروع و توسعه اوليه فناوري نانو به طور دقيق مشخص نيست. شايد بتوان گفت كه اولين نانوتكنولوژيست ها شيشه گران قرون وسطايي بوده اند كه از قالب هاي قديمي براي شكل دادن شيشه هايشان استفاده مي كرده اند. البته اين شيشه گران نمي دانستند كه چرا با اضافه كردن طلا به شيشه رنگ آن تغيير مي كند. در آن زمان براي ساخت شيشه هاي كليساهاي قرون وسطايي از ذرات نانومتري طلا استفاده مي شده است و با اين كار شيشه هاي رنگي بسيار جذابي به دست مي آمده است. اين قبيل شيشه ها هم اكنون در بين شيشه هاي بسيار قديمي يافت مي شوند. رنگ به وجودآمده در اين شيشه ها برپايه اين حقيقت استوار است كه مواد با ابعاد نانو داراي همان خواص مواد با ابعاد ميكرو نمي باشند.
در واقع يافتن مثال هايي براي استفاده از نانو ذرات فلزي چندان سخت نيست. رنگدانه هاي تزييني جام مشهور ليکرگوس در روم باستان (قرن چهارم بعد از ميلاد) نمونه اي از آنهاست.
اين جام هنوز در موزه بريتانيا قرار دارد و بسته به جهت نور تابيده به آن رنگ هاي متفاوتي دارد. نور انعکاس يافته از آن سبز است ولي اگر نوري از درون آن بتابد، به رنگ قرمز ديده مي شود. آناليز اين شيشه حکايت از وجود مقادير بسيار اندکي از بلورهاي فلزي ريز700 (nm) دارد، که حاوي نقره و طلا با نسبت مولي تقريبا 14 به يك است حضور اين نانوبلورها باعث رنگ ويژه جام ليکرگوس گشته است.
در سال1959 ريچارد فاينمن مقاله اي را درباره قابليت هاي فناوري نانو در آينده منتشر ساخت. باوجود موقعيت هايي كه توسط بسياري تا آن زمان كسب شده بود، ريچارد. پي. فاينمن را به عنوان پايه گذار اين علم مي شناسند. فاينمن كه بعدها جايزه نوبل را در فيزيك دريافت كرد در آن سال در يک مهماني شام كه توسط انجمن فيزيک آمريكا برگزار شده بود، سخنراني كرد و ايده فناوري نانو را براي عموم مردم آشكار ساخت. عنوان سخنراني وي «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» بود. سخنراني او شامل اين مطلب بود كه مي توان تمام دايره المعارف بريتانيكا را بر روي يك سنجاق نگارش كرد. يعني ابعاد آن به اندازه25000/1ابعاد واقعيش كوچك مي شود. او همچنين از دوتايي كردن اتم ها براي كاهش ابعاد كامپيوترها سخن گفت (در آن زمان ابعاد كامپيوترها بسيار بزرگتر از ابعاد كنوني بودند اما او احتمال مي داد كه ابعاد آنها را بتوان حتي از ابعاد كامپيوترهاي كنوني نيز كوچكتر كرد. او همچنين در آن سخنراني توسعه بيشتر فناوري نانو را پيش بيني كرد.

كاربرد فناوري نانو

فناوري نانو به سه زير شاخه بالا به پايين، پايين به بالا (روش هاي ساخت) و نانو محاسبات (روش هاي مدل سازي و شبيه سازي) تقسيم بندي مي شوند كه هر كدام از اين روش ها نيز به شاخه هاي گوناگون تقسيم مي شوند.
كاهش اندازه ميكرو ساختاري مواد موجود مي تواند تاثيرات بزرگي را به وجود آورد. مثلاً همان طور كه اندازه دانه يا كريستال در يك فلز به سمت نانو مقياس حركت مي كند، نسبت اتم هاي موجود بر روي مرزهاي دانه هاي اين جسم جامد افزايش پيدا مي كند و آنها رفتاري كاملاً متفاوت از اتم هايي كه روي مرز نيستند بروز مي دهند. رفتار آنها شروع به تحت تاثير قرار دادن رفتار ماده مي كنند و در نتيجه در فلزات، افزايش استحكام، سختي، مقاومت الكتريكي، ظرفيت حرارتي ويژه، بهبود انبساط حرارتي و خواص مغناطيسي و كاهش رسانايي حرارتي ديده مي شود.
در اختلاط شديد از انواع همزن هاي دور بالا، همگن سازها، آسياب هاي كلوييدي و غيره مي توان براي تهيه قطرات ريز يك مايع در مايع ديگر (نانو كپسول ها) سود جست. البته عوامل فعال سطحي (خودآرايي) نقش كليدي در ايجاد و پايداري اين نانو امولسيون ها دارد.
در روش استفاده از آسياب گلوله اي با آسيا و يا پودر كردن مي توان براي ايجاد نانو ذرات استفاده كرد. خواص نانو ذرات حاصل تحت تاثير نوع ماده آسياكننده، زمان آسيا و محيط اتمسفري آن قرار مي گيرد. از اين روش مي توان براي توليد نان ذراتي از مواد استفاده كرد كه با روش هاي ديگر به آساني توليد نمي شوند. البته آلودگي حاصل از مواد محيط آسياب كننده هم مي تواند مشكل ساز باشد.
نانو ذرات در حال حاضر از طيف وسيعي از مواد ساخته مي شوند. معمول ترين آنها نانو ذرات سراميكي بوده كه به بخش سراميك هاي اكسيد فلزي (نظير اكسيدهاي تيتانيوم، روي، آلومينيوم و آهن و نانو ذرات سيليكاتي (عموماً به شكل ذرات نانو مقياسي رس) تقسيم مي شود. طبق تعريف حداقل بايد يكي از ابعاد آنها كمتر از 100 نانومتر باشد. نانو ذرات سراميكي فلزي يا اكسيد فلزي معمولاً اندازه يكساني از دو يا سه نانو متر تا 100 نانو متر – در هر سه بعد دارند شايد شما انتظار داريد كه چنين ذرات كوچكي در هوا معلق بمانند اما در واقع آنها به وسيله نيروهاي الكترواستاتيك به يكديگر چسبيده و به شكل پودر بسيار ريزي رسوب مي كنند. كاربردهاي بازارپسند اين نانو مواد بسيار زياد است.
خردايش يك فرآيند منحصر به فردي است كه در محدوده وسيعي از كابردهاي صنعتي جهت توليد ذرات ريز كاربرد دارد اما بسيار مشكل است كه توسط خردايش، ذرات را به سايز بسيار ريز تبديل كنيم و علاوه بر اين، خردايش بسيار ريز به علت ظرفيت پايين آسيا و مصرف انرژي بالا، بسيار گران است.
بنابراين افزايش در كارآيي خردايش، تاثير مفيد اساسي بر روي مصرف انرژي خردايش و هزينه خواهد داشت. براي رسيدن به اين هدف، انتخاب آسياي مناسب و عمليات در شرايط بهينه آسيا كردن لازم و ضروري به نظر مي‏رسد. در اين جهت از آسياي سانتريفيوژ استفاده مي شود كه، يك آسياي با قدرت بالا بوده و مي‏تواند جهت خردايش بسيار ريز مواد مورد استفاده قرار گيرد.
اين آسيا با به كارگيري نيروهاي سانتريفيوژ توليد شده توسط دوران محور لوله آسيا در يك چرخه فعاليت مي‏كند.
همچنين در فناوري نانو ميتوان توسط فرآيند شيمي مکانيکي ترکيبات اكسي فلورايد لانتانيوم (Loaf) را در حد سايز بسيار ريز نانو به دست آورد. اكسي فلورايد لانتانيوم مي تواند يك فعال كننده، ماده ميزبان فسفر، كاتاليزور براي جفت شدن اكسايشي متان و يا اكسايش هيدروژن زدايي متان باشد. اين ماده توسط دو روش مهم تركيب مي شود. اولين شيوه، فرآيند تركيبي حالت جامد تحت فشار و حرارت بالا بوده و فعل و انفعالات مستقيمي را در بين مواد موجب مي شود و ديگري فرآيند electro_winning است كه جهت آماده سازي به يك محلول آبدار و يا يك نمك گداخته نياز دارد. در اين روش هاي تركيبي، از فلورايد لانتانيوم يا آمونيوم فلورايد به عنوان يك منبع فلورايد مورد استفاده قرار مي گيرد كه طبعاً داراي هزينه بالايي نيز است.
روش جايگزين ديگر جهت تركيب مواد كاربردي بدون استفاده از گرما مي باشد. در اين روش تنها از يك دستگاه خردايش با قدرت بالا نظير آسياي Planetary استفاده مي شود، به طوري كه در اين روش مسائل آلودگي هاي زيست محيطي به حداقل رسيده و دليل آن عدم وجود مواد مضري چون فلوئورين در گازهاي خروجي آن است. جهت جلوگيري از وجود ناخالصي هاي ناشي از پوشش گلوله هاي مورد استفاده در آسيا در زمان خردايش، از گلوله هاي از جنس زيركنيوم استفاده مي شود كه در مقابل سائيدگي مقاوم است.
امروزه فناوري نانو به عنوان يك چالش اصلي علمي و صنعتي پيش روي جهانيان است. در سال هاي اخير مشخصات سايز محصولات براي مواد پيشرفته به شكل بسيار چشمگيري ريز شده است كه در بعضي اوقات به محدوده نانو سايز مي رسد لذا استفاده از نانوتكنولوژي در رسيدن به اين هدف بسيار مفيد و كارا خواهد بود. در نانوتكنولوژي شما قادر به ايجاد ساختارهايي از مواد خواهيد بود كه در طبيعت موجود نبوده و شيمي مرسوم نيز قادر به ايجاد آن مي باشد. برخي از مزاياي اين فناوري را مي توان توليد مواد قوي تر، قابل برنامه ريزي و كاهش هزينه هاي فعاليت برشمرد. تعريف نانوفناوري بر اساس برنامه پيشگامي ملي آمريكا (يك برنامه تحقيق و توسعه دولتي جهت هماهنگي ميان تلاش هاي صورت گرفته از طرف حوزه هاي علمي، مهندسي و فناوري) عبارتست از:
• توسعه علمي و تحقيقاتي در سطوح اتمي، مولكولي يا ماكرومولكولي، در محدوده اندازه هاي طولي از 1 تا 100 نانومتر.
• ساخت و كاربرد ساختارها، تجهيزات و سيستم هايي كه به علت ابعاد كوچك و يا متوسط خود داراي ويژگي ها و كاركردهاي نوين و منحصر به فردي هستند.
• توانايي كنترل و اداره كردن [مواد و فرآيندها] در ابعاد اتمي
نانوفناوري اشاره به تحقيقات و توسعه صنعتي در سطوح اتمي، مولكولي و ماكرومولكولي دارد. اين تحقيقات با هدف ايجاد و بهره برداري از ساختارها و سيستم هايي صورت مي گيرند كه به واسطه اندازه كوچك خود داراي خواص و كاربردهاي منحصر به فردي باشند.
تفاوت اصلي فناوري نانو با فناوري هاي ديگر در مقياس مواد و ساختارهايي است كه در اين فناوري مورد استفاده قرار مي گيرند. در حقيقت اگر بخواهيم تفاوت اين فناوري را با فناوري هاي ديگر به صورت قابل ارزيابي بيان نماييم، مي توانيم وجود عناصر پايه را به عنوان يك معيار ذكر كنيم. عناصر پايه در حقيقت همان عناصر نانومقياسي هستند كه خواص آنها در حالت نانومقياس با خواص شان در مقياس بزرگتر تفاوت مي كند. به علت توسعه خواص پودرهاي بسيار ريز نظير شيمي سطح، خواص تراكم، مقاومت، خواص نوري و واكنش‏هاي سينيتيكي و همچنين افزايش تقاضا براي پودرهاي ريز در صنايع، خردايش بسيار ريزتر در بسياري از رشته‏ها مانند كاني‏ها، مواد سراميكي، رنگدانه‏ها، محصولات شيميايي، ميكروارگانيسم‏ها، داروشناسي و كاغذسازي استفاده مي‏شود. به عنوان مثال، پودر سنگ آهك به عنوان پركننده در پلاستيك‏ها جهت بهبود مقاومت در برابر گرما، سختي، استحكام رنگ و پايداري مواد به كار گرفته مي‏شود.
اين ماده همچنين در كاغذسازي به عنوان پوشش و پركننده جهت توليد كاغذهاي روشن با مقاومت مناسب در برابر زردي و كهنگي و همچنين جهت سنگ آهك قابليت چاپ، پذيرش جوهر و صافي و همواري كاغذ كاربرد فراواني دارد. لذا خردايش بسيار ريز پودر سنگ آهك، به شكل وسيعي در نقاشي، رنگدانه‏ها، مواد غذايي، پلاستيك‏ها و صنايع داروشناسي، به عنوان مواد پركننده كاربرد دارد.

تصحيح سيستم آبکشي معدن منگنز و نارچ قم

آبکشي و آبرساني، در عموم کارهاي مهندسي مخصوصاً مهندسي معدن از جمله مسايل عمده به شمار مي ايد و بي جهت نيست که در قديم، آب را دشمن کارهاي مهندسي لقب داده بودند. از سوي ديگر، تقريباً براي انجام هر کار مهمي به آب احتياج است و بنابراين علاوه بر آنکه مي بايست آب را از محيط کار دور نگه داشت و از ورود آن به محوطه کار جلوگيري کرد، در عين حال بايستي هميشه آن را در دسترس داشت. امروزه با وجود پمپ هاي مختلف، مي توان عمليات معدنکاري را تا اعماق زياد انجام داد، به گونه اي که عمق بعضي از معادن امروز بيش از 3 هزار متر است.
در اين مقاله سيستم آبکشي معدن منگنز ونارچ را با در نظر گرفتن طرح توسعه آن تا عمق 400 متر مورد بررسي قرار گرفته است. با توجه به ميزان توليد، حجم فضاي استخراج محاسبه مي گردد که طبق محاسبات تعداد کارگاه هاي فعال در شيفت بدست آمده و سپس با توجه به وضعيت آب زيرزميني فعلي معدن به محاسبه ميزان آب ورودي به کارگاه هاي معدن که در اينده با پيشروي وارد معدن مي شود پرداخته شد.
ميزان آب ورودي در هر طبقه به طور مجزا بررسي شده و با در نظر گرفتن مقدار آبي که از طبقات استخراج شده به طبقات در حال استخراج انتقال مي يابد، حجم آبي که بايد از آن طبقه خارج شود محاسبه شده است. براي طراحي سيستم آبکشي معدن، تلاش ما بر اين بوده که خط لوله و سيستم پمپ ها بگونه اي طراحي شود که در وسايل مورد استفاده تنوع تا حد امکان کم باشد و در نتيجه در نصب و نگهداري و همچنين هزينه هاي انبارداري و تامين قطعات يدکي صرفه جويي زيادي شود. اين موضوع در تمام مراحل کار مورد نظر بوده و محاسبات از ابتدا بر اساس اين امر انجام گرفته است.
پمپ ها و همچنين لوله هاي مورد استفاده با توجه به محاسبات مشخص شده و مشخصات آنها با توجه به انواع موجود در بازار داده شده است.

? محاسبه ميزان آب ورودي به معدن:

براي طراحي سيستم آبکشي معدن بايد ابتدا ميزان آب ورودي به معدن را تخمين بزنيم.
با توجه به اينکه لايه به صورت تقريباً عمودي مي باشد و روش استخراج در کارگاه ها Cut & Fill مي باشد آب ورودي را از سقف کارگاه ها در نظر مي گيريم.
با توجه به ميزان توليد سالانه معدن که حدود 100000 تن مي باشد، ميزان پيشروي معدن را در کارگاه ها و همچنين تعداد کارگاه هاي فعّال در يک زمان را با توجه به روال زير محاسبه مي کنيم:
توليد سالانه = 100000 تن
فاصله طبقات = 50 متر
ضخامت کانسنگ قابل استخراج= 5/0 تا 5 متر
طول دويل ها= 5/32 متر
فاصله دويل ها= 50 تا 60 متر
ارتفاع کارگاه هاي استخراج و اشترک ها= 5/2 متر
فاصله راهرو ها= 30 تا 40 متر
ميزان توليد= 100 تن در شيفت
سطح آب زيرزميني= 60 متر
براي تخمين ميزان آب ورودي به معدن از سيستم درزه اي پيش مي رويم:
محل نفوذ آب را به کارگاه ها، سقف کارگاه ها در نظر مي گيريم و با در نظر گرفتن اين فرض که آب از طريق درزه ها به الگويي مي رسيم که سقف داراي تعداد مجاري نفوذ آب مي شود که از طريق اين مجاري آب وارد معدن مي شود.
به طوري که در مکانيک سيالات بيان شده، اساسي ترين فرمول براي محاسبه افت در لوله ها، رابطه دارسي - ويسباخ است:
23
19.8
17.3
0
Q
150.8
148.2
146.3
140
H
منحني مشخصه خط لوله آهني به قطر 2 اينچ و طول 140 متر

? طرح آبکشي در لول 390 متري:

براي اين لول 3 طرح آبکشي مي توان اجرا کرد:
الف) انتقال آب به صورت طبقه طبقه به 140 و از آنجا به سطح زمين.
ب) انتقال آب از 390 به 340 و از340 به طور مستقيم به 240 و از 240 به طور مستقيم به 140 و از آنجا به سطح زمين.
ج) انتقال آب از390 به 290 و از 290 به طور مستقيم به140 و از آنجا به سطح زمين.
الف)با توجه به ورود 125 متر مکعب آب در شبانه روز به اين طبقه، با احداث مخزني به همين حجم و نصب دو پمپ درهر طبقه به طور سري، '9:20 زمان براي آبکشي لازم است که آب طبقه به طبقه به لول 140 متري رسيده و در اين مدت زمان تمام پمپ هاي موجود در مسير بايد روشن باشند. پمپ هاي لول 140 مي توانند با '9:10 آبکشي، اين حجم آب را به سطح زمين انتقال دهند.
ب) در صورتي که در لول 340 متري از طرح آبکشي دوم استفاده شده باشد، يک حالت خوب اين است که با نصب 2 پمپ به طور سري در لول 390 آب موجود را به طبقه 340 انتقال دهيم که '9:20 پمپ ها بايد روشن باشند و سپس طبق طرح دوم لول بالايي که در 340 و 240 هر کدام 4 پمپ سري دارند، به مدت '9:10 مي توانند اين حجم آب را منتقل کنند. پمپ هاي لول 140 هم طي '9:08 اين ميزان آب را به سطح زمين هدايت مي کنند.
ج) يک طرح مناسب براي آبکشي اين لول در صورتي که لول بالايي با طرح سوم آبکشي شده باشد، اينست که آب اين طبقه را مستقيماً به لول 290 انتقال داده و از آنجا طبق طرح سوم لول بالايي يعني انتقال مستقيم آب به لول 140 و سپس به هدايت آب از لول 140 به سطح زمين را ادامه دهيم. با اجراي اين طرح بايد 4 پمپ سري در اين لول نصب گردد و اين پمپ ها به مدت '9:10 در شبانه روز عمليات آبکشي را انجام دهند تا آب اين لول کاملاً خارج شود.
پس از انتقال آب به لول 290 متري پمپ هاي موجود که شامل6 پمپ به صورت سري مي باشد بايد مدت زمان '9:16 فعال باشند تا آبي که از لول پاييني به اين لول مي ايد به بالا منتقل شود. '9:08 هم پمپ هاي لول 140 بايد روشن باشند تا کل آب ورودي به معدن در يک شبانه روز از معدن خارج شود.
نتيجتا از مهمترين مزاياي طرح هاي پيشنهادي براي اين معدن مي توان به موارد زير اشاره نمود:
- طرح هاي پيشنهادي براي هر طبقه با در نظر گرفتن وضعيت نهايي معدن ارائه شده که اين امر سبب مي شود که در اينده از هزينه ها و تغييرات اضافي کاسته شود.
- در تمام لول ها تنها با تغيير در تعداد پمپ ها مي توان به دبي و ارتفاع مورد نظر دست يافت که پيش بيني هزينه هاي بعدي را امکانپذير مي کند.
- در تمام لول ها از يک نوع پمپ و يک نوع لوله استفاده شده که اين امر سبب کاهش هزينه ها در تامين لوازم يدکي، سهولت در امر تعميرات، هزينه انبارداري پايينتر، تامين نيروي متخصص و غيره مي شود.
- طرح سيستم آبکشي در لول هاي پاييني با طرح هاي اجرا شده در لول هاي بالاتر هم خواني دارد که نياز به تغييرات اضافي را از بين مي برد و در وقت و هزينه هاي اضافي صرفه جويي زيادي مي شود.
- در اکثر موارد دبي عبوري از خط لوله ها در لول هاي بالايي بيشتر است که اين امر باعث مي شود که به زمان کمتري براي آبکشي همان حجم آب که از لول هاي پاييني به بالا مي رسد نياز باشد و در نتيجه پمپ هاي لول هاي بالايي اصولاً ديرتر روشن مي شوند و حجمي از مخزن در لول هاي بالايي پر مي شود و سپس پمپ ها به کار مي افتد و در نهايت تمام پمپ ها در تمام لول ها با هم خاموش مي شوند. اين امر باعث مي شود که پمپ ها بدون بار کار نکنند و آسيب نبينند.
اين نتايج نشان مي دهد که با انجام يک سري محاسبات دقيق و صرف وقت مناسب مي توان از طرح هاي جالبي براي سيستم آبکشي معادن استفاده نمود که اين امر سبب تاثيرات مثبتي در اينده معدن مي شود.
منابع:
http://forum.parsigold.com/
aftab.ir
سايت جامع علمي داکفا ( www.docfa.ir )
www.gsinet.ir
/خ