پایان نامه بررسی سیستم آتشباری نانل

پایان نامه بررسی سیستم آتشباری نانل پایان نامه بررسی سیستم آتشباری نانل

دسته : -علوم انسانی

فرمت فایل : word

حجم فایل : 8022 KB

تعداد صفحات : 99

بازدیدها : 287

برچسبها : دانلود پایان نامه پژوهش پروژه

مبلغ : 8000 تومان

خرید این فایل

پایان نامه بررسی سیستم آتشباری نانل در 99 صفحه ورد قابل ویرایش

پایان نامه بررسی سیستم آتشباری نانل در 99 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                     صفحه

فصل اول: مواد منفجره مصرفی در معادن

1-1- مقدمه............................................................................................................... 1

1-2- باروت.............................................................................................................. 2

1-3- آنفو (ANFO).................................................................................................. 3

1-4- آنفوی مقاوم درمقابل آب (Akvanol)............................................................. 4

1-5-  آنفوی سنگین (Heavu ANFO)...................................................................... 5

1-6- مواد منفجره ژله ای (Slurry)......................................................................... 5

1-7- مواد منفجره امولسیون (Emulsion).............................................................. 6

1-7-1- امولیت (Emulite)....................................................................................... 8

1-8- امولان (Emulan)............................................................................................ 8

1-9- دینامیت (Dynamite)....................................................................................... 9

فصل دوم: عوامل انفجاری

2-1- مقدمه............................................................................................................... 10

2-2- فتیله اطمینان (Safety Fuse)........................................................................... 10

2-2-1- آتشكاری با فتیله اطمینان و چاشنی............................................................ 11

2-2-2- مزایا و معایب فتیله اطمینان........................................................................ 11

2-2-2-1- مزایا....................................................................................................... 11

 

الف

 

2-2-2-2- معایب..................................................................................................... 12

2-3- فتیله انفجاری (Detonating Cord)................................................................. 12

2-3-1- مزایا و معایب فتیله انفجاری....................................................................... 13

2-3-1-1- مزایا ...................................................................................................... 14

2-3-1-2- معایب..................................................................................................... 14

2-4- چاشنی برقی.................................................................................................... 14

2-4-1- مزایا و معایب آتشباری برقی..................................................................... 15

2-4-1-1- مزایا....................................................................................................... 15

2-4-1-2- معایب .................................................................................................... 16

2-5- سیستم هركودت (چاشنی گازی)..................................................................... 16

2-5-1- مزایا و معایب سیستم هركودت.................................................................. 17

2-5-1-1- مزایا....................................................................................................... 17

2-5-1-2- معایب .................................................................................................... 17

2-6- سیستم نانل...................................................................................................... 18

2-6-1- مزایای سیستم نانل..................................................................................... 18

2-7- پرایمر.............................................................................................................. 19

2-8- بوستر.............................................................................................................. 19

2-9- تأخیر و نقش آن در پارامترهای انفجار و خردشدگی سنگها......................... 20

فصل سوم: بررسی سیستم نانل و استفاده از آن در چند معدن

3-1- مقدمه............................................................................................................... 23

3-2- فرآیند ساخت نانل........................................................................................... 24

3-3- اجزاء تشكیل دهنده واحد نانل......................................................................... 25

3-3-1- تیوپ نانل.................................................................................................... 25

3-3-2- چاشنی........................................................................................................ 26

3-3-3- رابط............................................................................................................ 27

3-3-4- استارتر....................................................................................................... 28

3-3-5- برچسب مشخصات نانل............................................................................. 29

3-3-6- گیره............................................................................................................ 29

3-4- آزمایشهای انجام شده در روی تیوپ نانل..................................................... 29

3-4-1- بررسی مقاومت تیوپ نانل.......................................................................... 29

3-4-2- حساسیت در مقابل عوامل شیمیایی............................................................ 30

3-5- انواع چاشنی نانل............................................................................................. 30

3-5-1- چاشنی NONLE GT/MS........................................................................... 32

3-5-2- چاشنی NONEL GT/T............................................................................... 32

3-5-3- چاشنی NONEL  UNIDET........................................................................ 33

3-6- انواع رابط........................................................................................................ 34

3-6-1- رابط نوع UB0............................................................................................ 34

3-6-2- رابطهای نوع UNIDET............................................................................... 34

3-6-3- رابط خوشه ای .......................................................................................... 35

3-7- تحلیل مراحل آتشباری با نانل......................................................................... 35

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

3-7-2- اتصال تیوپ نانل به فتیله انفجاری (كرتكس).............................................. 38

3-7-3- اتصال توسط رابط خوشه ای.................................................................... 39

3-8- آتش كردن مدار نانل....................................................................................... 40

3-8-1- ماشین انفجار دستی HN1.......................................................................... 40

3-8-2- ماشین انفجار پنوماتیك از راه دور PN1................................................... 42

3-8-3- انفحار با چاشنی الكتریكی........................................................................... 43

3-9- چند نمونه از نحوه اتصال مدار با استفاده از چاشنی و رابط های نانل......... 43

3-9-1- مدار انفجار كوچك پلكانی........................................................................... 43

3-9-2- مدار انفجار بزرگ پلكانی............................................................................ 44

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

3-9-4- اتصال با استفاده از رابط های NONEL UNIDET  برای معادن روباز... 46

3-9-5- اتصال با استفاده از رابط های NONEL UNIDET برای حفر ترانشه...... 49

3-9-6- آتشباری تونل............................................................................................. 50

3-10- استفاده نانل برای آتشباری معدن ماگما سوپریور سوپریور آریزونا......... 51

3-10-1- آزمایش نانل در حفر راهروها................................................................. 51

3-10-2- آزمایش نانل در كارگاههای استخراج معدن ماگما سوپریور.................. 51

3-10-3- تاثیرات خرجگذاری نانل و بهم بستن آن ................................................ 52

3-11- استفاده از نانل برای آتشباری معدن طلای هارمونی................................... 53

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

 

فصل چهارم: تجزیه و تحلیل و نتایج بدست آمده از استفاده نانل

4-1- معدن ماگما سوپریور...................................................................................... 74

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

4-1-2- مطالعه زمانی.............................................................................................. 74

4-1-3- استاندارد كردن الگوی حفاری................................................................... 75

4-1-4- نتایج بدست آمده از استفاده نانل در معدن ماگما سوپریور...................... 75

4-2- معدن طلای هارمونی....................................................................................... 76

4-2-1- نتایج بدست آمده از بكارگیری سیستم نانل در معدن طلای هارمونی....... 78

4-3- معدن گل گهر.................................................................................................. 81

4-4- مراحل قبل از خرج گذاری ............................................................................. 82

4-5- هنگام خرجگذاری ........................................................................................... 82

4-6- وصل كردن مدار............................................................................................. 83

4-7- كنترل اتصالات ............................................................................................... 83

4-8- مهلت نگهداری در انبار................................................................................... 84

4-9- محصولات آسیب دیده ................................................................................... 84

4-10- نتایج ............................................................................................................. 85

فهرست منابع.............................................................................................................. 87

پیوست........................................................................................................................ 89

 

 

 

چكیده

این پروژه عنوان بررسی سیستم آتشباری نانل را به خود اختصاص داده است. ابتدا مواد منفجره صنعتی (مواد منفجره معمول در معادن) بطور مختصر شرح داده شده است و از آنجا كه اكثر مواد منفجره مورد استفاده در كارهای معدنی از حساسیت پایینی برخودارند، عوامل انفجاری مورد بررسی قرار گرفته اند. مقایسه انجام گرفته بین عوامل انفجاری، نشان دهنده این است كه سیستم نانل دارای برتری هایی نسبت به دیگر عوامل می‎باشد. شرح كامل جزییات این سیستم بدنه اصلی این پروژه را تشكیل می‎دهد. بدنبال بررسی این سیستم، شرح نتایج بدست آمده از استفاده نانل در معدن مس ماگما سوپریور، سوپریور آریزونا، معدن طلای هارمونی و معدن سنگ آهن گل گهر ارائه شده است.

 

 



 
 

فصل اول: مواد منفجره مصرفی در معادن

1-1- مقدمه

در اوایل قرن هفدهم باروت سیاه تولید گردید و برای لق كردن سنگ در صنعت معدن، انفجار جایگزین روش اصلی یعنی حرارت دادن  شد. با ورود به قرن هیجدهم باروت بطور گسترده ای در كارهای ساختمانی مورد استفاده قرار گرفت تا زمانی كه ویلیام بیكفورد انگلیسی فتیله اطمینان را در سال 1831 به ثبت رساند. این فتیله یك وسیله مطمئن و ایمن برای آتش زدن باروت در اختیار آتشكاران قرار گرفت.

درسال 1846، اسكانیوسوبره رو كه یك ایتالیایی بود نیتروگلیسیرین را كشف كرد. آلفرد نوبل برای ایمن كردن نیتروگلیسیرین به هنگام حمل و نقل در سال 1867 آنرا جذب Kieselguhr (نوعی خاك دیاتومه) كرد كه نه تنها سه برابر وزن خود نیتروگلیسیرین را جذب می كرد بلكه از حساسیت آن نسبت به ضربه می كاست و پس از خمیر شدن و شكل گرفتن به صورت فشنگ در داخل كاغذ پیچانده می شد بدین ترتیب دینامیت اختراع شد.

آلفرد نوبل در سال 1875، نیتروگلیسیرین حل كرد و بدین ترتیب ژلاتین انفجاری (نوعی دینامیت) كه مخلوطی ژلاتینی شكل از 92% نیتروگلیسیرین و 8% نیتروسلولز بود ساخت. و در سال 1879 از مخلوط كردن نیترات سدیم و سایر مواد به ژلاتین انفجاری مواد منفجره ضعیفتر بدست آمد. در سال 1920، نیتروگلیكول به دینامیت اضافه شد كه نقطه انجماد آن را بطور قابل ملاحظه ای پایین آ‎ورد.

در سال 1956، آنفو (نیترات آمونیوم و گازوئیل) وارد بازار آمریكا شد. در سال 1985 نیترونوبل، آنفوی جدیدی را كه مقاومت بیشتری در برابر آب داشت به نام Akvanol عرضه كرد.

و در سال 1960، اسلاری و مواد منفجره با گرانروی بالا تولید شدند  ودر سال 1970 امولسیونهای انفجاری (امولیت) و در سال 1980، آنفوی تقویت شده جدید (امولان) تكمیل و عرضه شدند كه تحول جدیدی را در چالهای آبدار بوجود آوردند. (9)

مواد منفجره صنعتی را به دسته های زیر تقسیم گردیده اند: (7)

1-   مواد منفجره دانه ای مثل باروت و نیترات آمونیوم

2-   مواد منفجره ژله ای

3-   دینامیت ها

 

1-2- باروت

باروت  مخلوطی مكانیكی از نیترات سدیم یا پتاسیم زغال و گوگرد است. در حالی كه هیچكدام از آنها ماده منفجره نیستند. باروت از مواد منفجره كند سوز است و سرعت سوختن آن در مقایسه با مواد منفجره قوی خیلی كمتر از آنهاست. تركیب انواع باروت در جدول (1-1) آمده است.

جدول (1-1): تركیب انواع باروت (7)

مواد تركیبی

درصد تركیبی در دو نوع A و B

A

B

نیترات پتاسیم

74

-

نیترات سدیم

-

71

زغال

6/15

5/16

گوگرد

4/10

5/12

حساسیت به ضربه و سرعت سوختن باروت نیترات سدیم دار (B) كمتر از باروت نیترات پتاسیم دار (A) است. ازدیاد زغال سبب كمتر شدن سرعت سوخت می‎شود. مقدار رطوبت كمتر از 2% و تغییر مختصر گوگرد اثری در سرعت سوختن باروت ندارد. باروت درفضای باز با سرعت 1cm/sec می سوزد و چنانچه شرایط سوختن سریع فراهم شود سرعت سوختن آن به 450m/sec می رسد. باروت را می‎توان به صورت فله در چال ریخت یا به صورت فشنگهای ساخته شده به شكل استوانه مصرف كرد. (7)

1-3- آنفو (ANFO)

آنفو حروف اول كلمات (Ammonium Nitrate Fuel Oil) به معنی مخلوط نیترات آمونیوم و سوخت مایع است. نیترات آمونیوم در اكثر مواد منفجره بعنوان اكسید كننده مصرف دارد.

آنفو به علت ارزانی و ایمنی زیاد بمقدار وسیعی در كارهای معدنی مصرف می‎شود. بطور كلی آنفو شامل 94% نیترات آمونیوم است كه دانه های آن با مواد ویژه ضد كلوخه شدن (Anticake) پوشیده شده و 6% سوخت مایع هم جذب آن  گردیده است.

در پیرامون مواد ضد كلوخه شدن باید گفت كه این مواد از این جهت به نیترات آمونیوم افزوده می‎شود كه اولا از بهم چسبیدن دانه های نیترات و كلوخه شدن آنها جلوگیری نماید و در مرحله بعد باعث گردد كه دانه های نیترات آمونیوم از استحكام كافی در برابر تغییرات درجه حرارت و تغییرات درصد رطوبت برخوردار شوند.

البته لازم به ذكر است كه میزان افزودن مواد ویژه ضد كلوخه شدن باید به اندازه ای باشد كه روی جذب گازوئیل اثر منفی نگذارد. حساسیت آنفو به انفجار مربوط به تركیب، خواص فیزیكی ، ابعاد دانه ها و وزن مخصوص آن می‎باشد. سرعت انفجار آنفو با ازدیاد قطر خرج اضافه می‎شود و به حداثر 4300m/sec در قطر 13cm می رسد. محصور بودن نیز سرعت انفجار آنفو را بالا می‎برد ماكزیمم انرژی از انفجار آنفوزمانی است كه مقدار سوخت به 7/5 % برسد. اضافه كردن فلزات سوختی نظیر آلومینیوم سبب ازدیاد انرژی آنفو می‎باشد.

آنفو دارای مقاومت بسیار ضعیفی در برابر آب است. بنابراین در چالهایی كه آب وجود داشته باشد آنفو را درون بسته های پلاستیكی ریخته و سپس درون چال فرستاده می‎شود. ایجاد دود نارنجی قهوه ای پس از انفجار، نشانه فاسد شدن آنفو به وسیله آب است كه باید آنفو را درون كیسه های پلاستیكی بهتر بسته بندی كرد و یا از محصولات مقاوم در برابر آب استفاده نمود. معمولاً اختلاط نیترات آمونیوم و سوخت با نسبتهای مورد نظر در سر چال در كامیونهای ویژ ه خرجگذاری صورت می‎گیرد و به داخل چال پمپ می‎شود. (7)

1-4- آنفوی مقاوم در مقابل آب (Akvanol)

همانطور كه اشاره شد یكی از مشكلات اصلی آنفو هنگام استفاده مقاومت ضعیف آن در برابر آب است. شركت نیترونوبل، آنفوی مقاوم در برابر آب با عنوان تجارتی آكوانول (Akvanol) عرضه كرده است. آكوانول ازتركیب نیترات آمونیوم بخصوص وسوخت نفت (گازوئیل) ساخته می‎شود. و درمجموع وقتی كه در معرض آب قرار گیرد شكل ژل به خود می‎گیرد. خاصیت آكوانول در آب بستگی به توانایی غلیظ شدن عوامل جهت تورم و تشكیل ژل دارد. خرجگذاری آكوانول ترجیحا در دل  چال با ماشین خرجگذار از انتها تا سر چال انجام می‎گیرد. (9)

1-5- نیترات آمونیوم سنگین (Heavy ANFO)

همانطور كه می دانیم هر چه وزن مخصوص ماده منفجره بیشتر باشد انرژی واحد وزن آن بیشتر است بعلاوه با ازدیاد وزن مخصوص، سرعت انفجار نیز بالا می رود كه هر دوی اینها در كارآئی ماده منفجره موثرند. اما فضای خالی بین دانه های نیترات آمونیوم به 30 تا 40 درصد می رسد. برای بالا بردن وزن مخصوص بهتر است دانه هایی با ابعاد متفاوت را با هم مخلوط كنیم تا فضای خالی بین دانه ها كم شود و سرعت انفجار بالا رود. این پدیده تا جایی ادامه دارد كه وزن مخصوص نیترات آمونیوم به 25/1 برسد ادامه دارد و پس از آن سرعت انفجار شدیدا پایین می‎آید. (7)

1-6- مواد منفجره ژله ای (Slurry)

از سال 1950، مخلوط نیترات آمونیوم و سوخت بعنوان ماده منفجره بكار گرفته شد. این تركیب مخصوصا از نظر ایمنی و ارزانی بسیار ایده آل است. اما نقایص عمده آن شامل: عدم مقاومت دربرابر آب، وزن مخصوص كم و قطر بحرانی زیاد برای جبران این نقایص در سال 1960، مواد منفجره ژله ای بر پایه تركیب آب و نیترات آمونیوم ساخته شد. تركیب عمده این مواد ناریه در جدول (1-2) آورده شده است.

مقدار TNT در تركیب بسته به قطر بحرانی و درجه حرارت محیط كار تغییرمی كند. در بین مواد ژله ای آنها كه آلومینیوم دارند قوی ترند. این مواد در شرایط مرطوب و معادن روباز به مقدار زیاد استفاده می‎شوند. وزن مخصوص خرجگذاری بالا سیال بودن و ایمنی كاربرد این نوع مواد را زیاد می‎كند. مواد ژله ای را می‎توان با دست یا پمپ به داخل چال فرستاد. مواد منفجره ژله ای به دو صورت فشنگی و فله ای ساخته می‎شود. آنهایی كه به صورت فشنگ ساخته می‎شود هر چه قطر آنها بیشتر باشد حساسیتشان كمتر می گردد. هر جا كه مواد منفجره ژله ای به صورت فله ای خرجگذاری شوند، برای حساس كردن آن، مواد گاز زا (مثل میكروبالنها) را همراه با ماده منفجره به داخل چال می فرستند. (7)

فصل چهارم: تجزیه و تحلیل و نتایج بدست آمده از استفاده نانل

4-1- معدن ماگما سوپریور

4-1-1- چال منفجر نشده (Misfire)

مطالعاتی توسط معدن ماگما انجام شد تا نوسان راندهای منفجر نشده را در كارگاههای استخراجی مشخص كند. طبق این مطالعات در جولای 77، 187 وهله وجود داشت كه چال منفجر نشده داشتند و نیاز به تنظیم انفجار دوباره داشتند كه تقریبا در حدود 1253 چال منفجر نشده در این 187 وهله ها وجود داشت.

مطالعه نمونه دیگر كه تقریبا حدود سه هفته صورت گرفت نشان داد كه 99 وهله وجود داشت كه نیاز به تنظیم انفجاره دوباره داشت كه تقریبا در حدود 687 چال منفجر نشده دراین 99 وهله داشتند.

4-1-2- مطالعه زمانی

تمام زمان مورد نیاز برای خرجگذاری و بهم بستن در یك نوع وهله انفجار:

1- سینه كار 10*10 فوتی

نانل ………………………………………..6/172 نفر در دقیقه

فتیله اطمینان ……………………………….16/207 نفر در دقیقه

نفر در دقیقه در سیستم فتیله اطمینان برای خرجگذاری و بهم بستن 20% بیشتر است.

2- سینه كار 20*10 فوتی

نانل ………………………………………..2/302 نفر در دقیقه

فتیله اطمینان ………………………………. 74/371 نفر در دقیقه

نفر در دقیقه در سیستم فتیله اطمینان برای خرجگذاری و بهم بستن 23% بیشتر است.

در نتیجه درهر دو نوع سینه كار 10*10 و 20*10 فوتی بهم بستن نانل 20 تا 25 درصد سریعتر از خرجگذاری و بهم بستن فتیله اطمینان است.

4-1-3- استاندارد كردن الگوی حفاری

یكی دیگر از پیامدهای استفاده نانل در كارگاههای معادن ماگما سوپریور، استاندارد كردن الگو یا وهله های حفاری در جبهه كارها بود. الگوهای معمولی حفاری كارگاهها 20*10 فوتی از 72 تا 105 با چال های به قطر  در تغییر بود. چاشنی های تأخیری نانل باعث شد تا معدنكاری بتوانند تعدادی از چالها را صرفه جویی كنند. و متوسط تعداد چال ها را در هر الگو به 60 تا 75 برسانند. الگو مطابق شكل (4-1) می‎باشد.

در هر جبهه كار تفاوتهایی وجود دارد اما تاثیر كلی استاندارد كردن الگوی حفاری با كمتر وبدن تعداد چالهای مورد استفاده در هر وهله می‎باشد.

4-1-4- نتایج بدست آمده از استفاده نانل در معدن ماگما سوپریور

آزمایش هایی كه در معدن ماگما سوپریور انجام شده نشان دهنده است كه نانل یك ابزار سودمند برای آتشباری است. این برنامه باعث بهبودهای شاخص شده است كه عبارتند از:

1-   حذف كردن محصول تلف شده ناشی از چالهای منفجر نشده

2-   استاندارد كردن الگوی حفاری با تعداد چال كمتر مورد نیاز درهر سینه كار

3-   بهبود خردایش سنگ

4-   خرجگذاری و بهم بستن سریعتر با توجه به آتشباری خوشه ای

5-   یك برنامه مؤثر با آموزش كمتر و ساده تر

با توجه به هزینه های واحد نانل در سال 1978 سیستم نانل اقتصادی بودن و مؤثر بودن خود را در این معدن ثابت كرده است.

4-2- معدن طلای هارمونی

با معرفی سیستم نانل امكان افزایش پیشروی سینه كار بطور بارزی بهبود یافته، این بوسیله بلوكهای استخراجی كوچك و انفجار واقعی كه برای تمیز كردن كارگاه در زمان آتشباری بكار می رود بدست آمده یا بعبارت دیگر انرژی حاصل از انفجار باعث انتقال سنگ خرد شده به مجرای اسكریپرمی شود. برای دستیابی به مزایای فوق روش معدنكاری بطورموثری تغییر كرد. روش جدید این امكان را بوجود آورد كه درهر مرحله آتشباری یك متر پیشروی داشته باشیم و در همین حین سینه كار بطور كامل آماده حفاری مجدد بلافاصله پس از انفجار می‎باشد. این حاصل آتشباری با چاشنی های با تأخیر میلی ثانیه پس از انفجار می‎باشد استفاده از مجموعه نانل باعث حذف شدن عملیات جابجایی مواد در سینه كار می‎شود. این روش این امكان را بوجود آورده كه باطله و ماده معدنی بطورجداگانه آتشباری شود كه از باطله برای نگهداری و كنترل دیواره های تهویه استفاده میشود در نتیجه شرایط تهیه در محل های كار بهبود یافته است.

 

 

 

 

خرید و دانلود آنی فایل

به اشتراک بگذارید

Alternate Text

آیا سوال یا مشکلی دارید؟

از طریق این فرم با ما در تماس باشید