حفاری معدن
حفاری معدن یکی از مهمترین فعالیتهایی است که در صنعت معدن انجام میشود. این فعالیت شامل استخراج مواد معدنی از زیر زمین یا سطح زمین است و به منظور بهرهبرداری از منابع معدنی در بسیاری از کشورها انجام میشود. انواع مختلفی از مواد معدنی از جمله طلا، نقره، مس، سرب، روی، آلومینیوم، آهن و سنگهای قیمتی مانند الماس و زمرد در معادن استخراج میشوند.
حفاری معدن یک فرایند بسیار پیچیده است که به وسیله ابزارهای خاص و مهندسی دقیق انجام میشود. این فرایند شامل حفاری سوراخهای عمیق در زمین، استخراج مواد معدنی از زمین، بارگیری و حمل مواد معدنی به سایر قسمتهای معدن و فرآوری آنها برای استفادههای مختلف است.
به دلیل اهمیت اقتصادی و تجاری حفاری معدن، محققان و مهندسان سعی در بهینهسازی فرایند حفاری و افزایش بهرهوری در صنعت معدن دارند. بهبود روشهای حفاری، افزایش دقت و کیفیت مواد معدنی استخراج شده، افزایش سرعت و بهرهوری در حفاری و کاهش هزینهها از جمله موضوعاتی هستند که در این صنعت باید در نظر قرار گرفته شود.
روشهای مختلف حفاری معادن
حفاری معادن براساس نوع پروژهها (مطالعاتی، تحقیقاتی و یا صرفا بهره برداری تجاری) و همچنین امکانات و تجهیزات موجود، شامل روشهای بسیار متنوع و گستردهای خواهد بود. در اینجا لازم است قبل از بیان انواع روشهای حفاری معادن، به صورت کلی در رابطه با برخی از روشهای حفاری سخن بگوییم.
| روش حفاری | چرخشی | چکش داخل چال | چکش خارج چال | کوپراد | روش حفاری |
| حداکثر قطر حفاری ممکن | کمتر از ۲۳۰ | بین ۱۲۷ تا ۲۰۰ | کمتر از ۱۵۲ | ۱۲۷ تا ۱۸۰ | حداکثر قطر حفاری ممکن |
| میزان نفوذ پذیری در سنگ | متوسط | متوسط | خوب | بالا | میزان نفوذ پذیری در سنگ |
| انحراف چال | کم | خیلی کم | زیاد | کم | انحراف چال |
| استفاده آسان از دستگاه | متوسط | عالی | متوسط | متوسط | استفاده آسان از دستگاه |
| مناسب برای حفاری در شرایط سخت | خوب | خوب | متوسط | عالی | مناسب برای حفاری در شرایط سخت |
| میزان طول عمر دستگاه | خوب | خوب | متوسط | عالی | میزان طول عمر دستگاه |
| ظرفیت تولید | بالا | متوسط | بالا | بالا | ظرفیت تولید |
حفر چاه، چاله یا چاهک، گمانه و ترانشه از جمله روشهای حفاری میباشند. همانطور که میدانید روشهای حفر چاه، چاله و یا چاهک از جمله روشهای قدیمی و سنتی حفاری بوده و بدون بهکارگیری تجهیزات و ادوات خاصی توسط نیروی انسانی تقریبا ماهر و به صورت صد در صد دستی انجام میشود. اما در روش ترانشه، با استفاده از یکدستگاه بیل مکانیکی میتوان به انجام حفاری تا عمق نهایتا ۵ متر و عرض تقریبی ۶۰ تا ۱۰۰سانتیمتری در سطح زمین پرداخت. لازم بهذکر است که این روش صرفا برای انجام پروژههای مربوط به کانالهای آبرسانی و آبیاری مناسب بوده و در سایر روشهای حفاری کاربرد چندانی ندارد.
روش گمانه دارای کاربردهای زیادی در صنعت از جمله در حفاری معادن است و از مهمترین و پرکاربردترین روشهای حفاری میباشد. که خود شامل حفاری دورانی، چکشی، متهای یا اوگری، شستشویی، یا چرخشی و ضربهای میباشد. ما در ادامه به بررسی هر یک از روشها مذکور خواهیم پرداخت. و سپس در خصوص تجهیزات و دستگاههای مناسب جهت انجام حفاری در هر یک از این روشها مطالب مفیدی را برای شما همراهان گرامی بیان میکنیم.
حفاری چرخشی
Rotary mine drilling
حفاری ضربه ای
Percussive Drilling
روشهای حفاری دیگر
- حفاری سوراخ عمیق:
- در این روش، از یک دستگاه حفاری بزرگ استفاده میشود که با توجه به نوع زمین و معدن، از بورینگها، تیغههای برشی، و لولههای فولادی استفاده میکند. در ابتدا، با استفاده از تیغههای برشی سطح زمین بریده میشود و سپس با استفاده از بورینگ، سوراخهایی به عمق زمین حفر میشوند. این روش برای حفاری معادنی که در عمق زیادی قرار دارند مانند معدن طلا، نقره، مس و غیره استفاده میشود.حفاری شناور:در این روش تجهیزات حفاری روی آب قرار میگیرند و با استفاده از تجهیزات مخصوصی که به اعماق دریا ها و اقیانوس ها فرستاده میشود عملیات حفاری در زیر آب صورت میگیرد، این روش مناسب استخراج نفت و گاز طبیعی است.
- حفاری خندقی :
- در این روش، با استفاده از دستگاه حفاری خندقی، زمین در عمق کم حفر میشود. این روش برای حفاری معادن مس، آهن، کروم و غیره استفاده میشود.
- حفاری سطحی :
- در این روش، برای حفر سوراخهای کوچک و با عمق کم، از دستگاههای حفاری کوچکتر و مخصوص استفاده میشود. این روش برای استخراج منابع مانند زغال سنگ و معادن سطحی مانند آهن، مس، نیکل و غیره استفاده میشود.
- روش حفاری کوپراد :
- بهترین روش حفاری معدن را میتوان روش حفاری کوپراد دانست. خرید دستگاههای این روش ممکن است در ابتدا کمی گرانتر از سایر روشها باشند اما ارزش آن هزینه را خواهند داشت زیرا علاوه بر طول عمر بالا، سرعت حفاری را افزایش داده و کمترین میزان انحراف را خواهند داشت. در داخل دستگاههای مبتنی بر روی حفاری کوپراد، یک استرینگ و راد مرکزی وجود دارد که وظیفه این دو کنترل میزان انحراف و سرعت حفاری است. این روش تمام مزایای روش حفاری چکش داخل چال و چکش خارج چال را در خود جای داده است و قدرت نفوذ بالای آن به مهندسین اجازه میدهد برای هر نوع سنگی از آن استفاده کنند.
- حفاری مته بادی :
- این روش بیشتر برای دوغاب زنی مناسب است. در این روش میتوان چالهایی با عمق کم ایجاد کرد و مزیت بزرگ آن، قدرت نقوذ فوق العاده در انواع سنگها است. این روش برای سنگهای نرم مناسب نیست زیرا در صورت استفاده، احتمال گیر افتادن مته در داخل آن سنگها وجود دارد.
عملیات مغزه گیری
جهت مطالعه و انجام تحقیقات مربوطه بر روی نمونههای استخراج شده و همچنین انجام پروژههای اکتشافی از عملیات مغزهگیری، کرگیری و یا هستهگیری استفاده میشود. این عملیات در واقع از انواع نمونهبرداری میباشد که در انجام آن از ماشینهای چرخشی استفاده میشود و با کمک آنها نمونههایی به شکل استوانه و در اندازههای گوناگون تهیه میشود.باید بدانید که این روش مناسب برای مناطق کمعمق بوده و برای انجام عملیات مذکور در مناطقی با عمق بیشتر میتوانید از روش نمونهبرداری پودری استفاده نمایید. به این شکل که در آن چکش هوا به کمک هوا حرکت متناوبِ رفت و برگشت را انجام داده و کمپرسور دستگاه قطعه را در برابر مته خشک مینماید.نمونههای گردآوری شده از این روش اصطلاحا سیلندری شکل بوده و به آنها مغزه یا کر گفته میشود . متههای مورد استفاده قرار گرفته در روش مغزهگیری، دارای دهانه باز بوده و سنگها را به شکل گرد برش میدهند.از جمله اهداف مغزهگیری میتوان به آگاهی یافتن از میزان بهرهدهی مخزن، تراوایی سنگ مخزن، در اختیار داشتن اطلاعات مهم مخزن از قبیل میزان نفوذپذیری، پی بردن به شکستگیهای طبیعی، تخلخل و تجزیه و تحلیل سنگ مخزن و اکتشافات مربوط به آثار حوزههای نفت وگاز اشاره نمود.
تجهیزات حفاری معدن
تجهیزات حفاری معدن شامل دستگاهها و تجهیزات مختلفی هستند که برای حفاری و استخراج مواد معدنی از زمین استفاده میشوند. برخی از اصلیترین تجهیزات حفاری معدن عبارتند از:
-
دستگاه حفاری کرگیری
دستگاه حفاری سبک ارس
دستگاه حفاری راسول
دستگاه حفاری دریل واگن
دستگاه حفاری بور