اتوماسيون در معادن

[ریپورتر]

تهيه كنندگان : عبدالامير كربلايي و زينب كردوني
منبع : راسخون



مراحل اکتشاف معدن

هر عملیات اکتشاف(اکتشاف در معنای عام) از دو مرحله اساسی تشکیل شده است، که این مراحل عبارتند از :
الف) پیجویی
ب) اکتشاف
الف) پیجویی (کسب اطلاعلت مقدماتی)

اولین مرحله از مراحل اکتشاف مرحله پیجوی است که در صورت رضایت بخش بودن نتایج حاصل، آغاز عمر یک معدن خواهد بود.هدف اصلی پیجویی جستجو وتعیین محل یک آنومالی،یعنی یک ناهنجاری زمین شناسی با مختصات یک کانسار کانی میباشد.
اخذ تصمیم در مورد نوع کانی و محلی که باید در آن پیجویی صورت گیرد ،بخشی از برنامه کلی پیجویی و اکتشاف است و به عوامل گوناگونی از قبیل شرایط بازار، قیمت و میزان عرضه و تقاضا ، کالاهای جایگزین و قابل رقابت، تولید و رشد،شرایط جغرافیایی و زمین شناسی مستعد و جو سیاسی و تجاری مناسب بستگی دارد.
از آنجا که اغلب کانسارها امروزه در سطح زمین و در معرض دید نیستند روشهای جستجوی مستقیم بایستی با روشهای غیر مستقیم تکمیل شوند.
روشهای مستقیم مانند آزمایشات فیزیکی و مشاهده ای، مطالعات زمین شناسی ونقشه برداری، نمونه برداری در پیجویی کانسارهای غیر فلزی و زغالسنگ که اغلب دارای رخنمون هستند یا در زیر روباره های کم عمق واقعند، موفق میباشند ولی برای کانسارهای فلزی بکار گیری روشهای غیرمستقیم مانند روشهای ژئوفیزیکی،ژئوشیمیایی و گیاه شناسی زمین تقریبا همیشه اجتناب ناپذیر است.
الف-1) پیجویی زمین شناسی:

پیجویی زمین شناسی، بکار گیری علم پیدایش و تشکیل کانسار کانی،نقشه برداری ساختمانیو تجزیه و تحلیلهای کانی شناسی و سنگ شناسی در کشف، تشخیص و ارزیابی پیگردهای کانی است.
کاربرد زمین شناسی برای جستجوی کانی شامل بررسی ویژگیهای زایشی منطقه هدف، جمع آوری داده های بدست آمده در جریان هر یک از مراحل پیجویی و اکتشاف( نقشه برداری، مطالعات دگر سانی و زون بندی،پیمایش گمانه ها و مغزه ها،...) تفسیر داده های زمین شناسی جمع آوری شده، یکپارچه و هم سنخ کردن کلیه اطلاعات دیگر جهت هدایت جستجوی کانسار و ارزیابی آن میباشد.
الف-2) پیجویی ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی:

پیجویی ژئوفیزیکی :
در میان روشهای پیجوی غیر مستقیم روش یا روشهای ژئوفیزیکی در راس قرار دارند.
در پیجوییهای ژئوفیزیکی، تغییراتی را در شرایط زمین شناسی که ممکن است ناشی از وجود کانسارهای کانی اقتصادی باشد، از فاصله ای مشخص کشف می کنند. با استفاده از ابزارهای بسیار حساس تغییرات خواص فیزیکی زمین ( ناهنجاریها ) انداره گیری می شوند. این ناهنجاریها میتواند ناشی از وجود یک کانسار کانسنگ باشند یا نباشند ، ولی تشخیص این امر پیچیده و مشکل است.
دامنه نفوذ روشهای ژئوفیزیکی هوابرد تقریبا نامحدود است ولی نفوذ آنها در زمین بندرت از 90 متر فراتر می رود.
کاربرد ژئوفیزیک جهت پیجویی و اکتشاف در آغاز در صنایع نفت و گاز طبیعی شروع شد و بیشترین میزان موفقیت را تا کنون در این زمینه کسب کرده است. از طریق ژئوفیزیک همچنین میتوان اطلاعات با ارزشی برای تهیه ی نقشه های زمین شناسی،که موقعیت فضایی کانسار (عمق، شکل،...) یا شکلهای زمین ساختی(چینها،گسلها،...) را بیان میکند، بدست آورد.
هر روش جهت اندازه گیری خاصیت یا مشخصه خاصی است که برای کانیهای مختلف متفاوت است در نتیجه میتوان گفت برای هر کانی یا کانسار خاص از روشهای ژئوفیزیکی خاصی میتوان استفاده کرد. این روشها عبارتنداز:
روش گرانی، مغناطیسی، لرزه ای،الکتریکی، الکترومغناطیسی ، مقاومت ویژه ، قطبش القایی ، رایواکتویته،...
هر یک از این بطور مفصل در درس ژئوفیزیک اکتشافی بررسی میشوند.
پیجویی ژئوشیمیایی :
ژئوشیمی در مقایسه با ژئوفیزیک جدیدتر است. پیجویی ژئوشیمیایی تغییرات جزئی را که ناشی ار وجود ماده معدنی(معمولا فلزی ) در نزدیکی محل پیجویی است گشف میکند، این تغییرات در ترکیب شیمیایی نمونه های گرفته شده از آب ، هوا ،خاک و گیاهان اندازه گیری میشود. باید دانست که کشف اولیه ماده معدنی با استفاده از روش ژئوشیمی فقط مقدمه و نقطه شروعی برای کشف مستقیم از طریق پیجویی زمین شناسی و یا پیجویی ژئوفیزیکی خواهد بود.
ژئوشیمی اغلب در جاهاییکه زمین شناسی و ژئوفیزیک نسبتا کارایی نداشته باشند، کاراتر است. بطور کلی ژئوشیمی برای یافتن زغالسنگ، کانیهای غیر فلزی، بوکسیت، سنگهای قیمتی یا کانسنگهای آهن، منگنز ، کرومیت و تیتان مورد استفاده قرار نمیگیرند.

[ریپورتر]

ب) اکتشاف:

اگر هدف پیجویی تعیین محل ناهنجاریهای مربوط به کانسار کانی باشد، هدف اکتشاف تعیین حدود وارزیابی آنهاست.در اکتشاف، شکل هندسی، گستره و ارزش یک کانسار را با استفاده از تکنیک هایی مشابه پیجویی ولی با دقتی بیشتر تعیین می کند .در اکتشاف به عنوان مرحله ی دوم در عمر یک معدن ، فرایند جستجو در جریان و از طریق فازهای تاکتیکی ارزیابی و بررسی تفضیلی ادامه می یابد .
تفاوتهای بارزی میان پیجویی و اکتشاف وجود دارد که عبارتند از :
• محل (عملیات ) : در مرحله ی اکتشاف منطقه ی مورد بررسی از نظر وسعت کاهش می یابد و مطلوبیت افزایش پیدا می کند ، محل عملیات ازهوا به سطح زمین و زیر زمین منطقل می گردد . ژئوفیزیک سطحی جایگزین ژئوفیزیک هوابردی می شود ، کارهای زمین شناسی به نحو فزاینده ای به زیر سطح زمین سوق داده شده و تکنیک های اکتشافی زیر سطحی بیشتر به کار گرفته می شوند .
• نمونه های فیزیکی : روشهای مستقیم که شواهد فیزیکی عینی ارئه می نمایند ، جای خود را به روشهای غیر مستقیم اکتشافی می دهند . از آنجا که امروزه بیشتر مواد معدنی در دل زمین پنهان هستند ، برای به دست آوردن نمونه های واقعی از کانی بایستی روشهای حفر زیر زمینی به کار گرفته شوند . معمول ترین این روشها که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند ، حفاری است .
• اطلاعات (داده ها) : به منظور کاهش ریسک در جریان مرحله اکتشاف ، اطلاعات اساسی بیشتری درمورد کانسار هدف ، مورد نیاز می باشد .
به طور کلی مراحل پیشرفت در اکتشافات عبارتند از :
1) نواحی مطلوب تعیین شده به روش پیجویی از طریق تکنیک های اکتشافی به طور کامل مشخص می شوند . 2
2) ) نمونه برداری هم به صورت بخشی و هم در کل منطقه ی مشخص شده در مرحله ی قبل و به بیانی کانسار کانی صورت می پذیرد و نمونه ها تجزیه می شود
3) اطلاعات حاصل از نمونه ها جهت انجام براورد تناژ و عیار به کار گرفته می شوند و با استفاده از تناژ و عیار براورد شده می توان درآمد حاصل را محاسبه کرد و مقدمات لازم برای انجام مطالعات امکان سنجی معدنکاری را فراهم نمود

آشنایی با مراحل مختلف اكتشاف معدن

بر اساس تقسيم بندي جهاني كه توسط سازمان ملل انجام گرفته مراحل مختلف اكتشاف 4 مرحله شناسايي Reconnaissance ، پي جوئي Prospecting ، اكتشاف عمومي General Exploration و اكتشاف تفصيلي Detailed Exploration است كه در اولين جلسه شوراي اكتشاف مطرح گرديده و مورد تصويب قرار گرفته است.
خدمات اكتشافي مورد لزوم در هر يك از مراحل 4 گانه فوق بصورت زير است:

I. مرحله شناسايي :

مرحله شناسايي كه بصورت عملياتي اكتشافي در زون هاي ساختاري ـ متالوژنيكي در محدوده ورقه هاي 100000: 1 صورت ميگيرد شامل اطلاعات زير است.
1. نقشه زمين شناسي 100000: 1
2. نقشه ژئوشيمي 100000: 1
3. اطلاعات ماهواره ها
4. اطلاعات ژئوفيزيك هوايي
5. اطلاعات زمين شناسي اقتصادي
در نهايت لايه هاي اطلاعاتي فوق در سيستم G.I.S تلفيق و مناطق اميد بخش جهت انجام عمليات اكتشافي مراحل بعدي پس از كنترل زميني تعيين خواهد گرديد.

II : مرحله پي جوئي:

اين مرحله شامل انجام عمليات اكتشافي در مناطق اميد بخش است كه در مرحله شناسايي مشخص شده اند عمليات اكتشافي در اين مرحله در مقياس 20000: 1انجام خواهد گرفت و شامل موارد زير است: ( هر يك از موارد زير بر اساس نوع ماده معدني و گسترش آن قابل تغيير يا حذف مي باشد)
1 ـ بررسي هاي زمين شناسي و اكتشافي
1ـ 1ـ‌تهيه نقشه زمين شناسي ـ معدني با مقياس 20000: 1 با استفاده از عكس هاي هوايي 20000 :1 و نقشه توپوگرافي به مقياس 20000: 1،
2 ـ 1 ـ نمونه گيري جهت مطالعات پتروگرافي فسيل شناسي ، مقطع صيقلي ، XRF ، تجزيه شيميايي به تعداد مورد نياز بر حسب ماده معدني و گسترش آن ،
3 ـ 1ـ حفر ترانشه و چاهك بر روي زون هاي كاني سازي و انجام نمونه گيري سيستماتيك از آنها همراه با برداشت زمين شناسي ،
4 ـ 1 ـ حفر يك يا دو گمانه اكتشافي در مناطق پتانسيل دار بر اساس اطلاعات ژئوفيزيكي و ژئوشيميايي در صورت لزوم .
2 ـ بررسي هاي ژئوفيزيكي :
عمليات ژئوفيزيكي در صورت لزوم بر روي مناطق پتانسيل دار پروفيل هاي شناسايي صورت مي گيرد.
3 ـ بررسي هاي ژئوشيميايي :
در اين مرحله بررسي هاي ژئوشيميايي در مناطق اميد بخش در مقياس 20000: 1به صورت زير انجام خواهد گرفت :
1 ـ 3 ـ تهيه شبكه نمونه برداري در محدوده مورد نظر در مقياس 20000: 1كه از هر يك كيلومتر مربع 5 تا 20 نمونه اخذ خواهد شد.
2ـ 3ـ نمونه گيري از رسوبات آبراهه اي و آناليز شيميايي آن ها براي حد اقل 10 عنصر پاراژنز به روشهاي مختلف ( روش آناليز نمونه ها بر اساس نوع نمونه ، تيپ كاني سازي و حد تشخيص و آزمايشگاه خواهد بود )
3 ـ 3 ـ نمونه گيري جهت مطالعات كاني سنگين كه معمولا به تعداد 10/1 نمونه هاي ژئوشيمي بوده و پس از مشخص شدن آنومالي ها در محدوده هاي آنومالي برداشت خواهد شد.
4 ـ 3 ـ نمونه گيري از سنگ بستر پروفيل در صورت لزوم ( رگه ها و آثار كاني سازي ، آلتراسيون )
5 ـ 3 ـ پردازش داده ها براي عناصر پاراژنز ، تهيه نقشه هاي آنومالي و ارزيابي آنومالي ها به منظور اولويت بندي اكتشافي و ارائه گزارش.
4 ـ تلفيق داه ها ي زمين شناسي و اكتشافي ، ژئوشيميايي ، و ارائه گزارش پاياني :
در اين مرحله گسترش منطقه معدني (Target) تعيين و پتانسيل معدني كانسار روشن مي گردد.

III : مرحله اكتشاف عمومي :

در اين مرحله عمليات اكتشافي بر روي مناطق معدني (targets) كه در مرحله پي جويي ادامه عمليات اكتشافي بر روي آن پيشنهاد شده به صورت زير انجام خواهد گرفت ( در اين مرحله مقياس عمليات اكتشافي 5000: 1و يا بزرگتر خواهد بود.) :
1ـ بررسي هاي زمين شناسي و معدني :
1 ـ 1ـ تهيه نقشه زمين شناسي و معدني 5000: 1با استفاده از عكس هاي هوايي 5000: 1 و در صورت امكان و ضرورت توپوگرافي 5000: 1كه به طريقه فتوگرامتري تهيه شده است ( عكس هاي هوايي 5000:1 از 4 برابر نمودن عكسهاي هوايي 20000: 1تهيه خواهد شد )
2 ـ 1ـ نمونه گيري جهت مطالعات پتروگرافي ، مقطع صیقلي، XRF و تجزيه شيميايي به تعداد مورد نياز بر حسب نوع ماده معدني
3ـ1ـ حفر ترانشه و چاهك و گمانه انجام نمونه گيري سيستماتيك در امتداد آنها و برداشت زمين شناسي آنها
4 ـ 1ـ تغيير و تفسير نتايج و ارائه گزارش
2ـ بررسي هاي ژئوفيزيكي :
انجام عمليات ژئوفيزيكي بر روي منطقه معدني زون كاني سازي جهت تعيين گسترش عمقي آن ( تعيين شبكه فاصله پروفيل ها و روش عمليات بر اساس نوع ماده معدني و گسترش زون كاني سازي خواهد بود. )
3 ـ اكتشافات ژئوشيميايي:
در اين مرحله در منطقه معدني بررسيهاي ژئوشيميايي بر اساس نمونه گيري از سنگ ليتوژئوشيميايي يا پروفيل خاك به صورت زير انجام خواهد گرفت .
1ـ3ـ تعيين شبكه نمونه برداري به صورت پروفيل هاي موازي عمود بر گسترش طولي زون كاني سازي كه بر اساس نوع نمونه و روند كاني سازي مشخص مي گردد و معمولا به صورت 20*100 ، 40*100 و يا 50*50 خواهد بود . نمونه برداري از سنگ بصورت تكه اي و در هر ايستگاه بطور متوسط حدود يك كيلوگرم نمونه حدود 10 تكه بطوريكه فاصله نقاط نمونه برداري را بپوشاند ، در حاليكه نمونه گيري از خاك پس از انجام مطالعات توجيهي از زون مناسب پروفيل خاك صورت خواهد گرفت،
2ـ 3ـ آناليز شيميايي نمونه ها براي 8 تا 10 عنصر پاراژنز،
3ـ3ـ پردازش داده ها ،تهيه نقشه هاي آنومالي ژئوشيميايي ، تعبيرو تفسير نتايج و تلفيق داده ها ي زمين شناسي و ژئوفيزيكي ، تعيين محدوده كانسارو انتشار كاني سازي در دو بعد سطحي و يك بعد عمقي احتمالي.
4ـ حفر گمانه هاي اكتشافي :
اين مرحله پس از اتمام بررسي هاي زمين شناسي ـ اكتشافي ژئوشيميايي و عمليات ژئوفيزيكي صورت خواهد گرفت و شامل موارد زير است:
1ـ4ـ تلفيق داده هاي زمين شناسي و معدني ، ژئوشيميايي و ژئوفيزيكي و تعيين نقاط حفاري،
2ـ4ـ جاده سازي و ايجاد سكوي حفاري براي حفر يك يا چند گمانه آزمايشی،
3ـ4ـ حفر گمانه هاي اكتشافي بصورت محدود و برداشت و نمونه گيري از آنها.
5ـ آزمايشات فر آوري:
بردشت يك نمونه نماينده از زون كاني سازي و انجام آزمايشات تكنولوژي اوليه( در مقياس آزمايشگاهي ) بر روي آن.
6ـ تلفيق داده ها و ارائه گزارش پاياني :
تلفيق كليه داده ها ، تخمين شكل و عيار و ساختار ماده معدني ،‌، تعيين ذخيره تقريبي و سطح فرسايش كانسار و مشخص نمودن ادامه كار جهت اكتشافات مرحله بعدي.

IV ـ مرحله اكتشاف تفصيلي:

اين مرحله پس از اخذ نتيجه مطلوب از انجام مرحله اكتشاف عمومي و بر اساس برنامه پيشنهاد شده بر روي زون كاني سازي ( كانسار) در مقياس هاي 500: 1يا 1000: 1 یا 2000: 1 بر حسب نوع ماده معدني و گسترش زون كاني سازي انجام خواهد گرفت و شامل موارد زير است:
1ـ 4ـ تهيه نقشه زمين شناسي ـ توپوگرافي محدوده كانسار هاي 500: 1 يا 1000: 1 ، 2000: 1 متناسب با ايجاد و نوع ماده معدني و ويژگي هاي زمين شناسي ـ معدني آن،
2ـ4ـنمونه گيري جهت مطالعات پتروگرافي ، مقطع صيقلي، XRF و تجزيه شيميايي به تعداد مورد لزوم بر حسب نوع ماده معدني و گسترش آن ،
3ـ4ـ حفر ترانشه و چاهك و برداشت زمين شناسي و نمونه گيري از آنها،
4ـ4ـ عمليات ژئوفيزيكي در امتداد پروفيل هايي عمود بر گسترش طولي زون كاني سازي به فواصل مورد لزوم،
5ـ4ـ تعيين شبكه حفاري و حفر گمانه هاي اكتشافي بر روي مناطق آنومالي ژئوفيزيكي همراه با برداشت مغزه ها و نمونه گيري از آنها،
6ـ4ـ ارزيابي ژئوشيميايي بر اساس نمونه هاي اخذ شده از ترانشه ها و گمانه هاي اكتشافي به منظور تعيين روند زون كاني سازي و كشف ذخاير پنهان ،
7ـ4ـ برداشت يك يا دو نمونه نماينده از ساير كانسار و انجام آزمايشات تكنولوژي در مقياس نيمه تفصيلي بر روي آنها ،
8ـ4ـ تعيين شكل كانسار و عيار ميانگين و ذخيره قطعي كانسار،
9ـ4ـ انجام مطالعات فني ـ اقتصادي بر روي كانسار.
10ـ4ـ تلفيق كليه داده ها ، تعبير و تفسير نتايج و ارائه گزارش پاياني

انواع ذخایر در منابع معدنی

ذخایر صفحه‌ای ذخایری هستند که در جهت طول و عمق گسترش زیاد دارند حال آنکه در جهت عرض بسیار محدود می‌باشند. به دو دسته لایه‌ای و رگه‌ای تقسیم می‌شوند.

ذخایر صفحه‌ای لایه‌ای

از ذخایر رسوبی نوع لایه‌ای می‌توان به کانسارهای آهن (BIF) اشاره کرد که مهمترین آهنهای دنیا محسوب می‌شوند. اینها مربوط به پرکامبرین هستند. این کانسارها به دو دسته آلگوما Algoma ، دریاچه سوپریور(Lake superior) تقسیم می‌شوند.

ذخایر آلگوما

ذخایر آلگوما با سنگهای آتشفشانی در ارتباطند بطور عمده در آرکئن تشکیل شده‌اند، کوچکند و یک زون بندی رخساره‌ای را نشان می‌دهند. بطوری که در حاشیه اکسیدی بعد کربناتهای آهن و بعد رخساره سولفیدی قرار می‌گیرد.

ذخایر دریاچه سوپریور

ذخایر آهن دریاچه سوپریور نسبتا بزرگ و در اعماق کم‌اند سن آنها 2 میلیارد سال قبل قرار می‌گیرد. و از ذخایر لایه‌ای دارای منشأ ماگمایی به کرومیت و مگنتیت در سنگهای اولترامانیکی می‌توان اشاره کرد. بخصوص کانسارهای کرومیت بوشوار در آفریقای جنوبی استیل واتر آمریکا کمپلکس دایک بزرگ رودزیا این کانسارها از اهمیت اقتصادی خاصی برخوردارند و کانسارهای لایگون احتمالاً نتیجه جایگزینی ماگما در مناطق آرام از جمله کراتونها تشکیل می‌شوند. سن این کانسارها پرکامبرین است. سنگ میزبان آنها دونیت ، پریدوتیت ، پیروکسنیتهای کم سرپانتینی شده است. 98% کرومیتهای دنیا را می سازد. و مهمترین یا عظیم ترین ذخایر آهن در لوپولیتهای لایگون حادث شده اند مثل ذخایر آهن موجود در کمپلکس بوشوار ، استیل واتر ، اسکالگارو.

ذخایر رگه‌ای

مثل کانسارهای طلای رگه‌ای آرکئن که در درون شیستهای سبز آرکئن که سنگهای اولیه آنها سنگهای نامیک و اولترانامیک بوده‌اند یافت می‌شود. طلا بصورت آزاد در داخل پیریت و کالکوپیریت دیده می‌شود. مقدار ذخیره این کانسارها کمتر از یک میلیون تن و عیار آنها بین 100 - 15 گرم در تن نوسان می‌کند. و عمدتاً در سپر کانادا ، استرالیا و رودوزیای آفریقا یافت می‌شود.

ذخایر استوانه‌ای

کانسارهای نابرجای حاصل از هوازدگی در این کانسارها فرآیندهای هوازدگی مواد با ارزش را می‌شوید از محیط اولیه خارج و در محیط مناسب دیگری نهشته می‌کند. مانند کانسارهای اورانیوم این کانسارها از تونهای اسیدی و پگماتیتهای رخنمون یافته در سطح زمین شسته شده و پس از انتقال از محیط اکسیدان سطحی و رسیدن به محیطهای احیایی مناسب که معمولاً چنین شرایطی در محیطهای رودخانه‌ای حاصل می‌شوند نهشته می‌گردند. اورانیوم جزو عناصر کمپلکس ساز است که جانشین کمپلکسهای تترا نمی‌شود و در مراحل آخر وارد پگماتیتها می‌شود. کانسارهای اورانیوم رودخانه‌ای به سه گروه تقسیم می‌شوند.
گروه Roll front اینها به حالت کنگره‌ای یا لوله‌ای شکل با صدها متر طول دهها متر عرض و ضخامت کم درصد چند متر تشکیل می‌شوند. و کانسارهای آبراهه‌ای و مسطح نیز مطرح‌اند ولی اولویت چندانی ندارند. و بیشتر حالت مانتو دارند.

ذخایر عدسی
ذخایر ماسیوسولفاید

ذخایر ماسیوسولفاید دارای مشخصات زیرمی باشند. 60-20% سولفید ، همزمان با تشکیل سنگهای آتشفشانی زیردریایی ، شکل عدسی ، بافت توده‌ای و مواد معدنی همراه مس ، روی ، سرب ، نقره ، طلا می‌باشد.
اقسام تکتونیکی کانسارهای ماسیوسولفاید : از لحاظ تکتونیکی این کانسارها را به دو دسته کانسارهای ماسیوسولفاید واقع در محل گسترش کف اقیانوسها ، ماسیوسولفید همراه با روشهای فرورانش ماسیوسولفایدها به نوع کروکو همراه با سنگهای آتشفشانی اسیدی تا حد واسط کارک آلکاسن در روشهای فرورانش یافت می‌شود. ماسیوسولفاید نوع قبرس همراه سنگهای آتشفشانی نوع تولئیتی درزون گسترش کف اقیانوس ، نوع پس شی همراه سنگهای آذرآواری و سنگهای آتشفشانی مافیک یافت می‌شود.
عدسی‌های کرومیت یا کرومیتهای تیپ آلپی
همراه با مجموعه‌های افیولیتی در کمربند آلپ هیمالایا یافت می‌شوند این کانسارها در لایه جبه زمین تشکیل می‌شوند و سپس در نتیجه فرآیندهای تکتونیکی به محیطهای بسیار ناآرام پوسته‌ای وارد می‌شوند. سنگ میزبان این کرومیتها شدیداً سرپانتینی شده و به شکل نیام یا عدسی یا انبان هستند. جایگاه تشکیل اینها در پشته‌های میان اقیانوس یا حوضه‌های پشت قوسی است سن این کانسارها پالئوزوئیک – مزوزوئیک و ترشیری است. فقط 2% از ذخایر کرومیت دنیا را می‌سازند این کانسارها در اورال روسیه و کلیه کشورهای واقع در کمربند آلپ – هیمالایا از جمله ایران ، ترکیه ، عمان ، کرومیتهای ایران از جمله آلپی و در سبزوار ، نیریز ، جنوب شرق خراسان ، بیرجند - بندان شناخته شده‌اند.

ذخایر ایزومتریک

مانند ذخایر مس – مولیبدن پورفیری که مشخصات آن تناژ زیاد و عیار کم (عیار مس 0.5 -1%) است. شکل کانسارهای پورفیری بیضوی تا بیضوی ناقص‌اند. گسترش سطحی آنها از گسترش عمقی آنها بیشتر است. نحوه برداشت روباز و نحوه پراکندگی آن افشان یا انتشاری یا رگچه‌ای و استوک درک یا داربستی است. سنگ میزبان آن سنگهای نفوذی حد واسط تا اسیدی پورفیری با خصلت کالک آلکالن از نظر بافت پورفیری رژیم تکتونیکی کانسارهای مس پورفیری رژیم فرورانشی پوسته اقیانوس به زیر پوسته اقیانوسی (در جزایر قومی) و پوسته‌ای اقیانوس به زیر قاره‌ای در حاشیه قاره‌ها از لحاظ سنی دوران دوم و سوم تعلق دارند. و یکی از مسائل مهم در سیستم پورفیری زونهای آلتراسیون است که در بالای توده نفوذی بعد که بخش اعظم ذخیره در آن است بعد پتاسیک و بعد سرسیتیک است

تخمين هزينه در پروژه هاي معدني با استفاده از مدلهاي اقتصادسنجي

مطالعات برآورد هزينه يکي از بخشهاي مهم بررسيهاي امکان‌سنجي پروژه‌هاي معدني مي‌باشد و نقش عمده‌اي در اقتصادي و يا غير‌اقتصادي معرفي کردن پروژه ها ايفا مي‌کند. بدين ترتيب برآوردهاي مستند و قابل اعتماد هزينه‌ها و در کنار آن تخمين درآمدهاي پروژه شالوده تحليل اقتصادي و تصميم بر سرمايه‌گذاري را شکل مي‌دهند.
در مطالعات امکان سنجي اوليه، با توجه به تعدد و تنوع گزينه‌هاي فني پروژه، مطالعات برآورد هزينه به صورت مکرر صورت گرفته تا از ديدگاه هزينه نيز گزينه‌هاي فني تجزيه و تحليل شوند. اين موضوع در عمل نسبتا پيچيده و وقت گير مي‌باشد. با اين ديدگاه استفاده از روشهاي آماري يا اقتصادسنجي برآورد هزينه که از جمله روشهاي متعدد برآورد هزينه است، نسبتا رايج مي‌باشد. مدلهاي اقتصادسنجي باعث سهولت زيادي در تخمين هزينه‌ها شده است. عدم شناخت کافي از اين مدلها به ويژه شيوه تقسيم‌بندي هزينه‌ها، چگونگي تخمين‌ها، مشکل بودن انطباق هزينه‌ها با شرايطي متفاوت با شرايطي که مدل در آن تهيه شده باعث شده که اين مدلها کمتر در داخل كشور رايج گردد.
در اين نوشتار گستره اين مدلها و فرآيندهاي تخمين مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج اين تحقيق امکان شناخت بهتر رفتار مدلها را فراهم نموده و زمينه را براي پژوهش در دست اقدام ديگري به منظور انطباق آنها با شرايط ايران و ارائه ضرائب تصحيح فراهم مي نمايد.
متن اصلي:

ارزيابي هزينه در معادن

در کليه پروژه‌هاي معدني اعم از روباز يا زيرزميني پيش‌بيني هزينه از مسايل مهم، پيچيده و زمان‌بر در جهت اجراي عمليات و يا سرمايه‌گذاري در بخشهاي مختلف مي‌باشد. در معادن، هزينه در سه بخش هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري و هزينه‌هاي عملياتي و هزينه‌هاي عمومي برآورد مي‌شود. هر کدام از اين هزينه‌ها نيز مرتبط با مقوله روباز، زيرزميني و کارخانه کانه‌آرايي تقسيم‌بندي مي‌شود. در روش تخمين اقتصاد‌سنجي هزينه‌ها، مدلهاي زير هر يک به روش خاصي هزينه را برآورد نموده که نحوه استفاده از آنها بطور خلاصه در زير آورده مي‌شود.

مدل Gentry & Neil )1984)
اين مدل تخمين چگونگي ارزيابي هزينه پروژه‌هاي معدني را در دو قسمت هزينه‌هاي سرمايه‌اي و هزينه‌هاي عملياتي، ارائه مي‌کند.
الف) روشهاي ارزيابي هزينه سرمايه‌اي ثابت عبارتند از:
روش کنفرانسي، روش هزينه واحد، روش نسبت فروش کل، روش تعديل- ظرفيت نمايي، روش نسبت هزينه، روش نسبت هزينه جزء (تشکيل دهنده)، روش مدول و روش تخمين جزئي‌شده
در روش تعديل- ظرفيت نمايي از فرمول نمايي « = a (X) b هزينه » استفاده مي‌شود. a وb ضرائب ثابت بوده و براي اقلام مختلف هزينه تعيين شده اند. جدول 1 به عنوان نمونه مقادير اين ضرائب را براي برخي تجهيزات فرآوري نشان مي دهد.
ب) روشهاي ارزيابي هزينه‌هاي عملياتي عبارتند از:
روش پروژه‌هاي مشابه، روابط هزينه ظرفيت، هزينه جزء، خرد کردن هزينه‌ها که به عنوان نمونه در روش پروژه‌هاي مشابه در مورد معادن زيرزميني هزينه‌ها بصورت زير برآورد شده است
- هزينه دستمزد: 55-50 درصد هزينه عملياتي کل پروژه مشابه؛
- هزينه تعميرو نگهداري: 40 – 30 درصد هزينه عملياتي کل پروژه مشابه؛
- هزينه‌هاي متفرقه: 20 – 5 درصد هزينه عملياتي کل پروژه مشابه.

مدل AusIMM

اين مدل بر اساس اطلاعات معادن استراليا ارائه شده است. تخمين با در نظر گرفتن فاکتورهايي همچون زمين‌شناسي کانسار، توپوگرافي، محدوده پيت، ويژگيهاي مواد، نرخ‌هاي توليد، موقعيت‌هاي باطله، تامين انرژي و آب و نياز‌هاي بازاريابي انجام مي‌گيرد[2] و هرچه مقادير فوق بخوبي شناخته شوند، تخمين بهتري انجام خواهد گرفت.
تقسيم‌بندي هزينه در اين مدل بصورت زير مي‌باشد:
1- هزينه‌هاي سرمايه‌اي شامل معدنکاري سطحي، معدنکاري زيرزميني سنگ سخت، معدنکاري زيرزميني سنگ نرم و زغال سنگ، فرآوري، استخراج انحلالي و امور زير‌بنايي و ...
2- هزينه‌هاي عملياتي شامل آماده‌سازي مقدماتي، تجهيزات معدنکاري سطحي، معدنکاري زيرزميني سنگ‌سخت، معدنکاري زيرزميني سنگ نرم و زغال‌سنگ، فرآوري، اداري و سرپرستي و ... .
به عنوان نمونه در بخش هزينه‌هاي عملياتي مربوط به معدنکاري زيرزميني سنگ سخت هزينه‌هاي زير پيش‌بيني شده است
1- چالزني و آتشباري كارگاه استخراج؛ 2-تميز نمودن كارگاه استخراج؛ 3- نگهداري كارگاه استخراج؛ 4- آماده‌سازي كارگاه استخراج؛ 5- ترابري در كارگاه استخراج؛ 6- بالابري؛ 7-سرويسهاي معدني؛ 8- نظارت و كنترل

مدل MULAR 1982,1998

اين مدل شامل راه کار‌هايي به شکل نمودار ها، جدولها و معادلات براي تخمين سريع هزينه تجهيزات اصلي است، كه در صنعت معدنكاري و كانه آرايي از آنها استفاده مي شود. داده ها از منابع مختلف جمع آوري شده است. تخمين هزينه توسط معادلاتي به شکل، a(X)b = هزينه، انجام مي گيرد. X يك پارامتر مناسب و a و b ثابتهاي عددي مي باشند. اين داده‌هاي هزينه‌اي براي اهداف مختلفي بكار مي روند (همانند تخمين مقدماتي هزينه سرمايه‌اي ثابت ماشين آلات كانه آرايي). براي به روز كردن اقلام هزينه، از شاخص مارشال و سوئيفت M&S (كارخانه / معدن) استفاده مي شود.اين مدل براي تخمين هزينه معادن روباز، معادن زيرزميني و براي ماشين آلات كانه آرايي بكار برده مي شود.
براي تخمين هزينه سرمايه اي كل كارخانه و معدن، از مدل O'Hara الگو گرفته شده و علاوه بر آن يك بخش خلاصه شده و كوتاه در مورد تخمين درآمد پيشنهاد شده است
در اين مدل در حالت كلي هزينه ها در دو بخش زير مورد بررسي قرار گرفته‌اند:
- هزينه‌هاي معدن: هزينه‌هاي كلي معادن روباز و زيرزميني به صورت هزينه‌هاي سرمايه‌اي ثابت و هزينه‌هاي سرمايه‌اي متغير آورده شده است.
- هزينه‌هاي كارخانه: با ارائه توضيحات بيشتر، جزئيات بيشتري در مقايسه با بخش معدن بررسي شده است. همچون بخش هزينه‌هاي معدن، در بخش كارخانه نيز هزينه‌هاي عملياتي به طور خاص و مشخص برآورد نشده است.
به عنوان نمونه پارامترهاي تابع هزينه براي سنگ شکن فکي در بخش تجهيزات کانه‌آرايي طبق جدول 2 و3 مي‌باشد. aوb ضرائب ثابت و X ميزان دهانه گلوگاه سنگ شکن مي باشد.
1- هزينه‌هاي تجهيزات معدنکاري
2- موارد منظور نشده

- مدل CANMET ) 1986) (مرکز تکنولوژي مواد معدني و انرژي کانادا)
اين مدل ويژه معادن کوچک زيرزميني با توليد زير 500 تن در روز است. تخمين هزينه ها طي چهار مرحله صورت مي گيرد
مرحله 1- شناخت اساسي طرح مشتمل بر سنجش موقعيت، شرايط محلي، اندازه، شكل و عمق كانسار، شرايط آب، زمين و سنگ. اين اطلاعات به عنوان اطلاعات پايه در مدل لحاظ مي شود.
مرحله 2- با داشتن اطلاعات پايه از مرحله 1، ساير بحث‌هاي كليدي اعم از نرخ توليد، راه دسترسي معدن،
روش معدنكاري، ترتيب استخراج انجام مي شود.
مرحله 3- استفاده كننده اكنون مي تواند تخمين‌هاي هزينه‌هاي سرمايه‌اي و عملياتي را تكميل كند. اين مرحله با استفاده از بخش‌هاي تخمين هزينه‌هاي سرمايه‌اي و عملياتي كه مي آيد، انجام مي شود.
مرحله 4- كل هزينه‌هاي سرمايه‌اي و عملياتي به کمک يك فاكتور هزينه ناحيه‌اي (منطقه‌اي)، تصحيح مي‌گردد.
بعنـوان نمـونه منحني هزينه آمـاده سازي ساختـگاه در شکل 1 آورده شده است. هزينـه تـابع مساحت ساختگاه مـي باشد.

[ریپورتر]

مدل O’Hara

در سال 1980، O'Hara مقاله‌اي با عنوان «راهنمايي سريع براي ارزيابي كانسار ها» منتشر كرد. او بعد ها يك مجموعه توابع محاسبه هزينه را با توجه به اين مقاله بصورت كامل تر ارائه كرد. در مدل O’Hara تخمين‌هاي هزينه در قالب توابع نمايي آورده شده است در اين مدل حدود هزينه‌ها با تقريب خوبي نشان داده مي‌شود. پارامتر‌هاي مورد نياز در اين مدل شامل تناژ روزانه و تعداد نيروي انساني و موارد مرتبط با اين دو مورد مي باشند. برآورد به کمک تناژ روزانه از محاسن آن محسوب مي شود که نسبت به تغيير توليد روزانه قابل انعطاف مي‌باشد.
در اين مدل هزينه‌ها بصورت زير دسته‌بندي شده است:
هزينه‌هاي سرمايه‌اي مرتبط با معدن، تجهيزات معدن، خدمات کاواک، سرمايه کارخانه، هزينه‌هاي مربوط به فرآيندهاي مختلف فرآوري کانسنگ، خدمات عمومي کارخانه، بالاسري پروژه معدني و عملياتي روزانه که به عنوان نمونه در بخش هزينه‌هاي فرآوري يکي از هزينه‌ها مربوط به آسيا و سيلو مي‌شود که طبق جدول شماره 4 برآورد مي‌شود.

مدل USBM (1987) (دفتر معادن ايالات متحده )

اين مدل تخمين هزينه، براي استفاده كننده‌اي تهيه شده است كه دانش و تجربه در هر دو زمينه معدنكاري و روشهاي تخمين داشته باشد. تخمينها به کمک منحني ها، جداول و فاكتور‌ي انجام شده و مقادير ميانگيني را ارائه مي كنند. تخمين گر بايد قادر باشد تخمين‌هاي انجام گرفته با فاكتور متفاوت را با هم وفق دهد. اگر کاربر قادر به تشخيص اختلافهايي بين تخمين كانسار فرضي و واقعي باشد، با استفاده از شاخص‌ه هزينه مي تواند بجاي مقادير اساسي از مقادير معمولي منحني ها بهره گيرد
روش تخمين واقعي بر منحني ها و معادلاتي كه وابستگي‌هاي ويژه‌اي را نشان مي دهند، بنا نهاده شده است. تخمين گر، هم با منحني‌ها و هم با معادلات تهيه شده مي تواند كار كند. شكل 2 روش تخمين هزينه را براي چالزني و آتشباري مواد روباره بيان مي كند. مقدار X بر روي محور افقي و مقدار Y بر روي محور قائم، به دلار هستند. انديسهاي Y كهE, S, L هستند به ترتيب مولفه هاي دستمزد، لوازم و تجهيزات را براي جزء هزينه نشان مي دهند
شايد مزيت قابل توجه اين مدل تخمين هزينه اين حقيقت است كه با مسئله برآورد هزينه بر اساس يک سيستم كلي رفتار مي كند. جزئيات بيشتري از هزينه در اين مدل بكار رفته و فاكتورهاي متعدد براي نشان دادن ارتباط بيشتر طرحي كه مورد مطالعه است، بکار مي روند.

مدل WMEI (2002)

اين مدل يکي از جديد ترين مدلها بوده و بعنوان راهنماي برآورد هزينه‌هاي ماشين‌آلات معدن و کارخانه فرآوري توسط شرکت Aventurine وابسته به موسسه Western Mine Engineering Inc. منتشر شده است اين مدل همه ساله به‌صورت به روز شده‌ ارائه مي‌شود. اين شرکت علاوه بر مدل فوق، نرم‌افزار Sherpa را نيز به کمک مدل فوق ارائه نموده است. اين نرم‌افزار در دو بخش معادن زيرزميني و سطحي به تخمين و ارزيابي پروژه‌هاي معدني مي‌پردازد .
نرم افزار Sherpa، نرم افزاري براي تخمين هزينه‌هاي معدنکاري مي‌باشد. اين نرم‌افزار هم براي معادن روباز و هم زير زميني قابل استفاده مي‌باشد. Sherpa بطور اتوماتيک نياز‌هاي تجهيزات، نيروي انساني، مواد و منابع را محاسبه مي‌کند و تمامي هزينه‌ها را براي انجام مطالعات پيش‌امکان‌سنجي معدنکاري تعيين مي‌کند. هزينه‌هايي که تخمين زدن آنها هفته‌ها بطول مي‌انجامد، با استفاده از نرم‌افزار Sherpa در مدت چند دقيقه تخمين زده مي‌شود
در اين نرم‌افزار تقسيم بندي هزينه در دو قسمت عملياتي و سرمايه‌اي بصورت زير انجام مي‌شود

هزينه‌هاي عملياتي:

1-هزينه‌هاي مربوط به لوازم مصرفي؛ 2- هزينه‌هاي مربوط به پرسنل روز مزد؛ 3- هزينه‌هاي مربوط به دستمزد و کارکنان؛ 4- هزينه‌هاي مربوط به مخارج روزمره ماشين‌آلات؛ 5- ساير هزينه‌ها

هزينه‌هاي سرمايه‌اي:

1- هزينه‌هاي لازم جهت خريداري تجهيزات لازم؛ 2- هزينه‌هاي لازم جهت آماده‌سازي پيش از توليد؛ 3- هزينه‌هاي لازم جهت احداث تسهيلات سطحي؛ 4- هزينه لازم جهت سرمايه در گردش؛ 5- هزينه‌هاي لازم براي مهندسي و مديريتي که براي طراحي و اجراي معدن لازم است.؛ 6- هزينه‌هاي پيش‌بيني‌نشده.

مقايسه مدلهاي برآورد هزينه

مدلهاي برآورد هزينه هاي پيش‌گفته را مي توان از جنبه پارامتر‌ها و اطلاعات مورد نياز، روند محاسبه تفکيک انواع هزينه، نوع نتايج ارائه شده و روزآمد بودن مقايسه نمود. براي ارائه يک مقايسه کمي مدلها، از نتايج يک تحقيق قبلي انجام شده در خصوص چگونگي برآورد هزينه عمليات چالزني استفاده شده، که در اينجا آورده مي‌شود.
مدل WMEI ، پارامترهاي ورودي متنوع‌تري نسبت به ديگر مدلها جهت تخمين هزينه مي‌طلبد که مبين برآورد تفصيلي‌تر است. از طرف ديگر اين مدل تنها هزينه‌هاي مربوط به يک دستگاه چالزني را ارائه مي‌کند در صورتيکه اغلب مدلها ظرفيت توليد (تناژ) را لحاظ نموده و مستقيما هزينه‌هاي کل پروژه را بدست مي‌دهند. شايان ذکر است که در اين مدل، هزيه دستمزد فقط منحصر به دستمزد تعمير و نگهداري بوده و دستمزد پرسنل توليدي را در بر نمي‌گيرد. مدل O’Hara، نوع دستگاه چالزني را در برآورد هزينه در نظر نگرفته ولي قابليت چالخوري سنگ لحاظ شده است. در مدل مولار کمتر به پارامتر قطر چال توجه شده و ساير مشخصات دستگاه بررسي مي‌شود. برآورد هزينه عملياتي در مدلUSBM حالت تفصيلي داشته و اقلام هزينه دستمزد، مواد مصرفي و لوازم را به تفکيک بيان مي‌کند. مدلهاي USBM و O’Hara هزينه عملياتي را بطور روزانه اما مدل WMEI هزينه را بر حسب ساعت ارائه مي‌کند. مدل مولار نيز همانند WMEI هزينه را به ازاء يک ماشين گزارش مي‌دهد. مدلهاي AusIMM و مولار تنها هزينه سرمايه‌اي و مدل USBM تنها هزينه عملياتي را برآورد کرده، ولي ساير مدلها، برآورد هر دو نوع هزينه را در بر مي گيرند. مدل استرالياييAusIMM علاوه بر کمک به برآورد هزينه، راهنمايي براي تعيين نوع و تعداد دستگاه چالزني نيز ارئه مي‌کند. مدل WMEI بطور روزآمد منتشر شده و از همه جديدتر بوده، در صورتيکه ساير مدلها قدمت بيشتري داشته و براي به روز کردن آنها مي‌بايست از شاخص‌هاي هزينه استفاده کرد که موجب خطاي تخمين مي‌شود.
با هدف مقايسه کمي روشهاي برآورد هزينه پيش‌گفته، از داده‌هاي يک معدن فرضي روباز استفاده نموده و نتايج مربوطه محاسبه گرديد
نتيجتا بررسي‌هاي برآورد هزينه استخراج و فرآوري در پروژه‌هاي معدني از جمله بخش‌هاي مهم مطالعات امکان سنجي محسوب مي شود. در مرحله مطالعات پيش امکان سنجي، به منظور تخمين هزينه ها از مدلهاي اقتصاد‌سنجي مربوطه استفاده مي شود. عدم شناخت کافي از رفتار مدلها و مشکلات مربوط به امکان پذيري انطباق آنها با شرايطي متفاوت با شرايط کشورهاي ارائه دهنده مدلها باعث شده که کمتر در مطالعات فني و اقتصادي پروژه‌هاي معدني کشور به کار گرفته شوند. بررسي گستره مدلها و مقايسه کمي و کيفي آنها مي تواند شرايط را براي بکارگيري آنها در کشور هموار کرده و ضمنا امکان تطبيق آنها را از طريق پژوهشهاي آتي در تعيين مجموعه‌اي از ضرائب تصحيح و تطبيق فراهم نمايد. همچنين نتايج اين تحقيق زمينه را براي تهيه نرم افزار‌هاي برآورد هزينه مساعد مي نمايد.
به منظور تسهيل در تخمين هزينه‌هاي پروژه‌هاي معدني، چندين مدل اقتصادسنجي تاکنون توسعه يافته و ارائه شده اند. کاربري اين مدلها بسته به نوع و شرايط پروژه، داده‌هاي قابل دسترس متفاوت بوده و نتايج کم و بيش متنوعي بدست مي دهد.
مدل Gentry&Neil روشهاي گوناگوني براي تخمين ارائه مي‌کند. مدل CANMET خاص ارزيابي معادن کوچک زيرزميني است. مدل Mular توجه بيشتري به تخمين هزينه‌هاي سرمايه‌اي کاخانه فرآوري دارد. مدل USBM حالت تفصيلي‌تر داشته و کار با آن تا حدي مشکل و حوصله‌بر است ولي تخمين مطلوبي ارائه مي‌کند. مدل WMEI و نرم‌افزار Sherpa نياز به داده‌هاي متنوع تر نسبت به ساير مدلها دارد و روزآمد‌ترين مدل تلقي مي‌شود و مطلوبترين پاسخ را بدست مي‌دهد

حفاظت محيط زيست در معادن:

1-روش های اتاق و پایه :
روش اتاق و پاي يكي از روشهاي متداول كاري است كه سينه كار به طور طبيعي نگهداري مي شود. در اين روش معمولا قسمت هايي كه استخراج مي شود به عنوان اتاق و قسمت هايي كه باقي مي ماند بعنوان پايه در نظر گرفته مي‌شود. اين روش براي كانسار كم شيب كاربرد دارد. استخراج اتاق و پايه يك روش دو يا سه مرحله اي است. در مرحله مقدماتي ماده معدني از اتاق ها استخراج شده و كانسار باز مي شود. مرحله دوم استخراج ، شامل انفجار سقف كارگاه ها و بيرون آوردن كانسنگ از اتاق است. مرحله سوم شامل بيرون كشيدن پايه‌هاي باقي مانده است. اين عمل ممكن است با استفاده از روش‌هاي مختلفي مثل برش دادن انجام شود.از نظر آلودگي آب بايد به اين نكته اشاره كرد كه زماني آلودگي آب داريم كه با سفره آبهاي زيرزميني برخورد كنيم و چون اين روش در عمق بسيار كمي اعمال شود بنابراين از نظر آلودگي آب در حد متوسط تا خوب است. آلودگي هوا در اين روش صرفاً در عمليات حفاري و انفجار و استخراج ماده معدني و تخريب سقف ايجاد مي‌شود. در اين روش آلودگي صوتي براي كارگران معدن ايجاد مي كند ولي ميزان آن زياد نيست.
2-روش کارگاه ها ی با چوب بندی :
اين روش در معادني استفاده مي‌شود كه موا معدني فوق‌العاده و داراي ساختمان نامنظم مي‌باشند و نيروي كار و چوب ارزان در دسترس باشد. ماده معدني در برش هاي كوچك استخراج شده و پس از استخراج هر برش چهار چوب بسته مي شود. چهار چوبها به نحوي طراحي و نصب مي‌شود كه وزن كمرها و سقف را تحمل كنند. در اين روش آلودگي هوا در اثر استخراج و عمليات پر كردن ايجاد مي‌شود و تهويه به دليل وفور چوب‌بستها با مشكل روبه‌رو است و اگر احتمالاً احتراقي در كارگاه رخ دهد محيط نا امن و آلوده‌اي ايجاد خواهد شد. در روش فوق حتما بايد عمليات پر كردن انجام شود زيرا چوب بستها توانايي نگهداري دايم كارگاه ها را ندارند و باعث تخريب آني كارگاه و درنتيجه نشست در سطح زمين رخ خواهد داد.
3-روش جبهه کار طولانی:
اين روش مربوط به كانسارهاي پتاس- زغالسنگ و كانسارهايي مي باشد كه منشاء رسوبي دارند و به حالت لايه‌اي يا توده اي هستند. در اين روش طول سينه كاري در مقايسه با ساير روش‌هاي خيلي زياد است. و از نظر پيشروي كارگاه بصورت بالارو- افقي و از نظر كنترل سقف بصورت تخريب و خاكريز مي‌باشد. طول متوسط كارگاه بين 300-100 متر مي‌باشد.
از مسايل بارز روش فوق افزايش آلودگي هوا و انتشار زياد گاز متان و گرد و غبار مي‌باشد كه به ازاي طول كارگاه اين مهم تشديد مي‌شود. افزايش طول كارگاه باعث افزايش درجه حرارت شده كه در اين صورت خطر انفجار گازمتان تشديد مي‌شود. بعلاوه حرارت، مشكلات كاركردن كارگران و تهويه را ايجاد خواهد نمود.
از شرايط مهم اين روش سستي كمر بالا است و علت اين مسئله اجراي تخریبي جهت مهار كردن فشارهاي سقف كارگاه مي‌باشد. در مواردي كه شيب كارگاه زياد و خاك جهت خاكريزي زياد باشد براي پر كردن محل هاي استخراجي از پروسه خاكريزي استفاده مي‌شود كه در اين حالت تخريب كمر بالا خواهد شد و بعلاوه سبب كاهش باطله در سطح مي‌شود. در روش جبهه كار طولاني به علت مكانيزه بودن روش و استفاده از ماشين‌آلات داراي صداي زيادي است. ولي اين صدا به محيط خارج از معدن لطمه‌اي وارد نمي كند در صورتي كه به آب‌هاي زيرزميني برخورد كند اختلالاتي در سطح ايستايي ايجاد مي شود .

مشکلات زيست محيطي مرتبط با اکتشاف منابع معدني

هنگامي که هر کدام از موارد شناسايي، پي جويي و اکتشاف در حال انجام است، ضايعات زيست محيطي مربوطه مستقيماً به فعاليتهاي منحصر به فردي که در حال انجام است بستگي دارد.
در شناسايي، پي جويي و اکتشاف منابع زمين شناسي از روشهاي مستقيم و غير مستقيم استفاده مي شود. در روشهاي غيرمستقيم نتايج، از دقت کمتري برخوردار بوده ولي در عوض محدوده وسيعي را با هزينه پايين شامل مي شود. در روشهاي مستقيم، دقت و هزينه بيشتري جهت بررسي منطقه، شناسايي آنومالي ها يا ذخاير و اصلاح داده هاي اوليه، انجام مي پذيرد. به عنوان مثال در اين بخش مي توان به مثالهاي زير اشاره کرد:
- تفسير تصاوير ماهواره اي
- تفسير تصاوير هوايي
- تفسير نقشه هاي زمين شناسي
- تفسير داده هاي ژئوفيزيکي
- تفسير گمانه ها، با کمک داده هاي ژئوشيمي و چاه نگاري، آناليز نمونه مغزه ها
- بررسي نهشته هاي اکتشافي از طريق چاههاي عمودي و تونلها
- تفسير آزمايش هاي کانه آرايي اوليه
همچنين در پي جويي، توجه به مديريت کمي و کيفي آب هاي سطحي و زيرزميني، نتايج بوم شناسي در بررسيهاي محيط زيستي لازم است. محافظت، ارزش و حساسيت اکوسيستم هاي حيات وحش، ظرفيت و حجم پذيرش آلودگي در منطقه، اثرات احتمالي ناشي از ساخت جاده و ايجاد جامعه جديد، صدمات اکولوژيکي ناشي از استقرار افراد به نحو شايسته اي مد نظر قرار گرفته و ارزيابي مي شود.
در اين مطالعات بخش خاک مستلزم ارزيابي، تخمين کيفيت، تهيه نقشه هاي خاک و مطالعات ارزشيابي پتانسيلهاي کاربردي خاک است. علاوه بر آن براي حفاظت خاک از فرسايش، شور شدن(نمک دار شدن) و اثرات کودها و گياهان دارويي لازم است بررسي هاي لازم صورت پذيرد

[ریپورتر]

بررسي اثرات زيست محيطي در ارتباط با عمليات اكتشاف منابع معدني

ارتباط گوناگون بين حوزه هاي آب زيرزميني، ذخاير خاكي و مراحل مختلف معدنكاري وجود دارد. اثرات زيست محيطي شديدي اغلب در مراحل بررسي فني و اقتصادي آشكار مي شود .

بررسي هاي هيدروليكي

الف - تست هاي ردياب
از خطرات اين روش وارد شدن مواد ردياب و راديواكتيو در منطقه است كه از اين مواد بايد در غلظت هاي كم استفاده شود. در اين تست ها از رنگ هاي فلورسانس، مواد راديواكتيو، محلول هاي نمكي و گرده افشاني استفاده مي شود. اسفاده از رنگ هاي فلورسانس و روش گرده افشاني، خطرات زيست محيطي به همراه ندارد .
ب - تست هاي پمپاژ بلند مدت
در اين روش پايين بودن سطح آب هاي زيرزميني در مجاورت يك چاه باعث خسارت موقتي به چاه كناري مي شود. با استفاده از كنترل هاي گسترده مي توان از خطرات اين روش كاست، خسارت جانوري و گياهي در اين روش محدود است .
ج – تست هاي تزريق
تغيير موقتي رژيم آب هاي زيرزميني و مشكل همساز بودن آب تزريقي با محيط زيست منطقه از تأثيرات اين روش است. دراين تست ها جهت استحكام و قابليت تزريق چاه هاي زهكشي استفاده مي شود .
عمليات اكتشافي
الف – چاه هاي عمودي و تو نل ها
اين روش باعث زهكشي و رسوخ آب به لايه هاي داخلي مي شود . براي مقابله با اين مشكل بايد بعد از پايان كار سمت تونل و دهانه چاه بسته شود و شفت ها بايد مجهز به وسايل ايمني و نگهدارنده باشند .
با توجه به اينكه چاه هاي حفر شده قادر به ذخيره سازي مقداري آب هستند بايد در مقابل عوامل آلوده كننده آب از آنها محافظت شود. تمام موارد ذكر شده در مورد چاه هاي آزمايشي نيز بكار ميرود .
ب – عمليات تخليه
از تأثيرات اين روش مي توان به مشكلات ناشي از پسماند فلاشينگ و ذخيره سازي مواد حفاري در چال هاي آزمايشي و تونل ها، فرسايش مواد توسط باد، رسوب و نشست مواد به داخل منابع آب كه باعث آلودگي آب مي شود، اشاره كرد . پيشگيري هاي لازم جهت ذخيره مواد خطرناك، جلوگيري از ايجاد گرد و غبار، جمع آوري پساب حين بسته بندي، نظارت در حين استخراج و همچنين با چمن كاري و ايجاد كمربند سبز از فرسايش خاك مي توان جلوگيري كرد .
ج - حفاري
از تأثيرات اين روش مي توان به مشكلات صوتي ناشي از حفاري به صورت اختلال در زندگي انساني و حيواني ، ايجاد آلودگي در آب هاي زيرزميني در صورت حفر چاه نزديك محل حفاري، بالا آمدن سطح نمك در خاك ، كاهش كيفيت منابع بكر، درگير بودن سرمته ها در مناطق نيمه خشك با فسيل ها و آب هاي زيرزميني، خطرات ناشي از استفاده از مواد شيميايي، خطرات ناشي از ذخيره سازي نامناسب سوخت و مشكلات ناشي از گودال ها و چاه هاي حفر نام برد .
براي مقابله و پيشگيري از اين خطرات مي توان از وسايل و ابزار فني مناسب مانند شيرهاي تنظيم فشار و ترازوهاي مخصوص ،‌اجراي روش هاي حفاري و زمين شناسي با دقت و جزئيات زياد، جمع آوري پساب هاي حاصل از عمليات حفاري و فلاشينگ، تميز كردن سايت حفاري و برگرداندن آن به شرايط اوليه، استفاده كرد .
د- كاواك هاي آزمايشي
از تأثيرات اين روش مي توان اثرات ناشي از برداشت خاك و آسيب به پوشش گياهي منطقه را ذكر كرد و براي جلوگيري از اين خطرات مي توان به پر كردن چال هاي حفر شده توسط خاك هاي خارج شده، اشاره كرد

مواد معدنی و کانسارهای انها

مواد معدني زيربناي اقتصاد و صنعت در جامعه را تشكيل مي‌دهند. بشر از همان آغاز آفرينش خود و در طول تاريخ، بر حسب نيازمنديها و شناخت از مواد معدني استفاده كرده است. اكنون نيز انسان از تمامي مواد معدني به حالت‌ها و شيوه‌هاي گوناگون بهر‌ه‌برداري مي‌نمايد. به ديگر سخن همين مواد معدني هستند كه پايه و اساس تمدن را تشكيل مي‌دهند. عوامل مؤثر بر آستانه اقتصادي شدن مواد معدني ارزش مهم‌ترين عامل تعيين كننده آستانه اقتصادي مواد معدني ارزش آن است كه خود تابع عواملي چون عرضه، تقاضا و مسائل سياسي مي‌باشد . ميزان توليد مواد معدني در دهه گذشته افزايش شاياني داشته است. عواملي كه موجب اين افزايش شد. عبارتند از پيشرف در زمينه اكتشاف به دليل مشخص شدن منشاء محيط و چگونگي تشكيل ذخاير مختلف، مثلاً نظريه تكتونيك صفحه‌اي كمك‌هاي مؤثري در رابطه با كشف ذخاير مس پوريزي نمود‌ه ‌است. در دهه اخير بكارگيري روش‌هاي نوين ژئوفيزيكي و ژئوشيميايي در كشف ذخاير جيدد بخصوص آنهايي كه در اعماق زمين قراردارند كمك مؤثري نمود. همچنين ماشينهاي جديد استخراج موجب شده تا ذخايري كه در اعماق قرار داشته قابل بهر‌ه‌برداري شوند و با كمك از اين ماشين الات ميزان توليد روزانه بالا رود. پيشرفت در زمينه صنعت تلغيظ و تصفيه موجب گرديد تا بسياري از ذخاير عميق دور از دسترس نيز قابل بهر‌ه برداري شوند. همزمان با بالارفتن توليد، ميزان مصرف موادمعدني نيز افزايش داشته است.
مهم‌ترين عواملي كه موجب بالا رفتن مصرف گرديد عبراتند از: افزايش جمعيت، گسترش صنايع جديد و غيره. قيمت برخي از موادمعدني علاوه بر عرضه و تقاضا تحت تأثير بحرانهاي سياسي نيز قرار مي‌گيرد. به عنوان مثال طلا كه 80درصد قيمت آن به تحولات سياسي و 20 درصد به عرضه و تقاضا مربوط مي‌شود.

عيار ذخيره

مقدار عيار ذخيره از فاكتورهاي مهم سنجش ارزش اقتصادي يك معدن است. ذخاير رگه‌اي در مقايسه با ذخاير توده‌اي و پورفيري در صورت وجود عيار بالاتري ارزش پيدا مي‌كنند. هزينه استخراج، براي ذخاير رگه‌اي بيشتر از ذخاير پورفيري و توده‌اي است. براي مثال ذخاير مس پورفيري با عيار حدود 0/75 تا 1 درصد و ذخاير مس رگه‌اي با عيار بيش از 1/5 درصد ارزش اقتصادي دارند. هر چند كه عيار و مقدار ذخيره، لازم و ملزوم يكديگر هستند اما مقدار ذخيره از اهميت بيشتري برخوردار است. ذخاير طلاي رگه‌اي با عيار بيش از 10 گرم در تن و ذخاير طلاي نوع پراكنده (ذخيره نسبتاً زياد و ابعاد وسيع) با عيار حدود 2 گرم در تن داراي ارزش اقتصادي و قابل بهر‌ه‌برداري هستند. عيار قابل استخراج ذخاير معدني با گذشت زمان كاهش يافته و عوامل مهمي كه موجب اين كاهش شده‌اند عبارتند از: افزايش قيمت، پيشرفت در صنعت استخراج و تلغيظ و تصفيه.

تكنولوژي

اقتصاد از ماشين آلات جديد در اكتشاف، استخراج و تلغيظ و تصفيه سبب شده كه هزينه‌هاي استخراج پايين بيايد و ذخايري كه به دلايل مختلف در گذشته قابل بهره برداري نبوده‌اند امروزه قابل بهره‌برداري گردند . كشورهاي صنعتي با استفاده از تكنولوژي نوين و نيروهاي متخصص و كارآمد از مرحله اكتشاف تا تغليظ و تصفيه نسبت به كشورهاي جهان سوم فراتر رفته‌اند.

تلغيظ و تصفيه

هر ماده معدني از دو بخش كانه (Ore) يا كاني‌هاي مفيد و باطله (Gangue) يا كانيهاي مزاحم تشكيل شده كه لازم است كه جداسازي آنها از هم توسط فرآيندهاي پالايشي كه اصطلاحاً كانه‌آرايي (Minerod Processing) ناميده مي‌شوند، انجام مي‌گيرد. عواملي نظير شكل، اندازه، رابطه نسبي كانيهاي مفيد و باطله و نوع كانيهاي مفيد و مزاحم، تأثير مستقيم در تلغيظ و تصفيه يك كانسار دارند. اندازه كانيهاي مفيد يك كانسار، چنانچه از يك حد خاصي كمتر باش موجب مي‌شود تا ماده معدني قابل تلغيظ نباشد. كانيهاي مفيد در يك كانسار مي‌تواند به صورت آزاد يا به حالت درگير در داخل يك كاني ديگر باشد. هزينه‌هاي تلغيظ براي هر يك از حالتهاي ذكر شده متفاوت است كه بايد بطور دقيق مطالعه و بررسي شوند.

شكل ذخيره

شكل ذخيره رابطه مستقيمي با روش استخراج آن دارد. ذخاير رگه‌اي به روش زيرزميني و ذخاير پورفيري كه نزديك سطح زمين قرار دارند با روش روباز استخراج مي‌شوند در صورتي كه پديده‌هاي تكتونيكي نطير گسل‌ها و شكستگي‌ها تغييراتي را در امتداد رگه‌ها بوجود آوردند، علي‌رغم بالا بردن عيار و مقدار ذخيره اين بي‌نظمي موجب بالا رفتن هزينه استخراج خواهد شد. بنابراين، عيار و مقدار ذخيره به تنهايي موجب اقتصادي شدن و قابل بهره‌برداري بودن يك ذخيره نخواهد شد.

عمق ذخيره

ذخاير زيادي موجودند كه عيار و ذخيره آنها نسبتاً زياد است اما به علت اينكه در اعماق زياد واقع شده‌اند و يا شكل مناسبي ندارند، داراي ارزش بهر‌ه‌برداري نيستند. عمق ذخيره، رابطه مستقيم با هزينه‌هاي استخراج دارد.

نيروي متخصص و هزينه‌هاي پرسنلي

وجود افراد متخصص و كاردان، رابطه مستقيم با ميزان توليد و قيمت تمام شده ماده معدني دارد. حقوق مهندسين معدن، تكنسين‌ها و معدنچيان در كشورهاي جهان سوم پايين‌تر از كشورهاي صنعتي است كه خود موجب كاهش قيمت شده ماده معدني مي‌شود.

حمل و نقل

معادن، معمولاً در مناطقي خارج از شهر يا مراكز صنعتي قرار دارند. اين مواد بايد استخراج شده و بعد از تغليظ در همان منطقه تصفيه و به بازار عرضه گردد. فاصله معدن از پالايشگاه و بازار فروش، تأثير مستقيم در قيمت تمام شده ماده معدني دارد. هر گاه منطقه معدني در فاصله زيادي از جاده‌هاي اصلي قرار گيرد. ابتدا جهت برقراري ارتباط بين معدن و جاده‌هاي نزديك منطقه بايد جاده سازي شود. اين كار هزينه زيادي به خود جذب مي‌كند. ديگر اين كه هر قدر فاصله منطقه از پالايشگاه و بازار فروش دورتر باشد هزينه حمل و نقل بالاتر خواهد رفت و گاهي اين امر موجب مي‌شود تا ماده معدني ارزش اقتصادي خود را از دست بدهد.

آب و هوا

شرايط آب و هوايي تأثيري زيادي روي مدت زمان بهره‌برداري در سال، ميزان توليد در روز و راندمان تلغيظ و تصفيه دارد. پايين آمدن مقدار توليد در سال به دليل نزولات جوي زياد بخصوص برف و طوفان شن و ماسه باعث بالا رفتن هزينه شده و در موارد خاصي بهره‌برداري از اين ذخاير مقرون به صرفه نخواهد بود.

سياست‌ دولت‌ها

بعضي از مواد معدني با وجود عدم سود‌دهي ، به خاطر اهميت استراتژيكي و وتوجه به استقلال صنعتي و اقتصادي توسط دولت‌‌ها در داخل كشور توليد مي‌شوند تا در آن زمينه ، كشور از وابستگي به كشورهاي خارجي مستقل گردد. مانند فولاد، اورانيم و ... رده‌بندي مواد معدني و كانسارها مواد معدني به حالت‌هاي مختلف ب همصرف مي‌رسانند كه مهمترين آنها عبارتند از :
الف) به صورت عنصر
ب) كاني
ج) بلورها
د) سنگ
الف ) عناصر:
مواد معدني اكثرا به خاطر وجود عنصر يا عناصر خاصي كه همراه دارند بهره‌برداري مي‌شوند اين مواد ، پايه و اساس صنايع را تشكيل مي‌دهند. عناصر مهم به شرح ذيل مي‌باشند:
1- عناصر فلزي
2- ... , Fe , Ti , Cr , Mn عناصر سبك
3- Al , Li , Be , Mg عناصر بنيادي
4- Cu , Zn , Pb , Sb , Ni عناصر جزئ
5- W , Mo , Sn , Co , Mg , Bi , Zr , Cs عناصر گرانبها
6- Au , Ag , Pt , Ds , Ir عناصر راديواكتيو
7- U , Ra , Th عناصر كمياب ..., La , Ce , Pr , Nd , Sn , Eu , Gd
ب ) كاني‌ها :
بعضي از كاني‌ها به دليل خواص فيزيكو شيميايي ويژه‌اي كه دارند در صنايع مختلف به مصرف ميرسند:
1- دير گدازها ............. گرافيت - كروميت - منيزيت - بوكسيت ....
2- عايق حرارتي .......... آسبست – ورميكوليت
3- كمك دوب‌ها ........... فلوريت - آبيت - بوراكس - كربنات سديم
4- كودهاي شيميايي .. آپاتيت - نيترات‌ها - نمك‌هاس سديم و پتاسيم – گلاكونيت
5- پركننده‌ها ............. كائولين - تالك - ميكاها - باريت - فلوسپات‌ها
6- سراميك : كائولين - كاني‌هاي رسي - فلوسپات سريك
7- تصفيه ، بيرنگ كننده‌ها و جذب كننده‌ها : مونتموريونيت - زئوليت - كائولين
8- مصارف شيميايي : نمك‌ها - گوگرد - پيريت - ارسينوپيريت - زرنيخ‌ها
9- مواد رنگي : گوتيت - ليمونيت - هماتيت - مگنيتيت - گرانيت
10- كاني‌هاي قيمتي : فيروزه - عقيق - ژاديت ( پشم ) اوپال
ج ) بلورها :
برخي ار كاني‌ها هنگامي كه تشكيل بلور درشت دهند ارزش اقتصادي خواهد داشت.
1- سابو پوليش : الماس - كروندم - توپاز - گارنت - كوارتز – فلوسپات
2- دي الكتريك : موسكويت – فلوگوپيت
3- پيزو كريستال‌ها : كوارتز - توربالين - زينكيت – تلوريت
4- ساخت عدسي و قطعات نوري : فلوريت شفاف - كوارتز شفاف - كليسيت شفاف - ژيپس شفاف
5- بلورهاي زينتي و قيمتي : الماس - زمرد ( بريل ) - لعل ( اسپينل ) - ياقوت ( كرندوم ) – توپاز
د) مصارف سنگ‌ها و خاك‌ها:
1- سيمان : آهك - مارن - بوكسيت – گچ
2- كواد سبك وزن عايق‌هاي حرارتي و صوتي : پاميس - پرليت - شيل – اسليت
3- سراميك‌ها : پگمانت - نفلين سيانيت - گرانيت - كوارتزيت - خاك‌هاي رسي
4- سنگ‌هاي تزئيني : مرمرها - گرانيت - ديوريت – سرپانتين
5- مصالح ساختماني : شن و ماسه - گچ - خاك‌هاي رسي
6- تصفيه و بيرنگ كننده‌ها : پنتونيت - ديا تميت – پرليت
7- دير گدارها : بوكسيت - خاك رس آتشخوار - كوارتزيت - منيزيت – دولوميت
8- ساينده‌ها : كوارتزيت - گرانيت - ماسه سنگ - پرديت - بازالت – چرت
9- كمك ذوب‌ها : سنگ آهك – دولوميت
10- كودهاي شيميايي : فسفريت - گچ - ماسه‌سنگ - گلاكونيت‌دار
11- پركننده‌ها : سنگ آهك - پاميس - پرليت - گچ - بنتونيت - دياتميت - نفلين سينيت -اسليت

مواد معدني پگماتيت‌ها

الف ـ كاني‌هاي ليتيم‌دار:
مهمترين كاني‌هاي پگماتيتي‌ ليتيم‌ عبارتند از اسپودومن (Spodumen) با فرمول LiAlSi2o6كه يك پيروكسن منوكلينيك است، لپيدوليت (Lepidolite) كه يك ميكاي Liدار است و آمبلي گونيت (Ambligonite) كه يك فسفات Li مي‌باشد. كاني‌هاي ليتيم‌دار براي تهيه فلز ليتيم كه كاربردهاي فراواني در تهيه آلياژهاي سبك، انرژي هسته‌اي، تهيه ويتامين، صنايع شيميايي و باتري دارد، استحصال مي‌شوند.
كاني‌هاي بريليوم‌دار : پگماتيت‌ها مهمترين منبع كاني‌هاي بريليوم محسوب مي‌شوند. 90 درصد بريليوم جهت تهيه آلياژهاي مقاوم و سخت بكار برده مي‌شود. روسيه توليد‌كننده بيش از 70% بريليوم جهان است و كشورهاي برزيل و آرژانتين و زيمباوه و رواندا در مقام‌هاي بعدي قرار دارند. مهمترين كاني‌هاي پگماتيتي بريليوم عبارتند از : بريل، بريليونيت، برترانديت و كريزوبريل.
ميكاها : مهمترين ميكاي پگماتيتي مسكوويت يا ميكاي سفيد است. اين كاني از لحاظ مصرف در نوع صفحه اي و پولكي توليد مي‌شود. ميكاي صفحه‌اي براي مصارف الكترونيك، اپتيك و عايق‌سازي حرارت و جريان الكتريسيته بكار برده مي‌شود. اما ميكاي پولكي به عنوان پركننده در سيمان، آسفالت، رنگ، تزئين بتون، تهيه گل حفاري مي‌رود. ايالات متحده آمريكا بزرگترين توليدكننده ميكالي سفيد جهان است و پس از آن روسيه، هندوستان و كر‌ه‌جنوبي در مقام‌هاي بعدي قرار مي‌‌گيرند
. كاني‌هاي حاوي عناصر كمياب : بيش از 300 كاني حاوي عناصر كمياب در پگماتيت‌ها شناسايي شده‌اند. مصارف مهم عناصر كمياب عبارتند است از : پالايش نفت‌خام، صنايع شيشه‌ و سراميك، صنعت توليد لامپ تصوير رنگي تلويزيون، تهيه آهنرباهاي دائمي و نيروهاي نوري و آلياژها. مهمترين اين كاني‌ها عبارتند از : مونازيت، زينوتايم، زيركن، آلانيت و بايدليت.
فلدسپاتهاي آلكالن : مهمترين منبع استحصال فلدسپاتهاي آلكالن پگماتيت‌هاي بسيار عميق مي‌باشند. بيش از 50 درصد آلكالي فلدسپانهاي توليد شده، در صنايع شيشه به مصرف مي‌رسند. نقش اين كاني در تهيه شيشه بالا بردن مقاومت خمشي شيشه و جلوگيري از تبلورهاست. همچنين به عنوان ماده زمينه رنگ سراميك‌ها و سفال‌ها و نيز در لاستيك‌سازي و توليد صابون نيز بكار برده مي‌شود.

پگماتيت‌ها :

توده‌هاي نفوذي گرانيتي معمولاً بين 1 تا 4 درصد آب دارند كه همراه با ساير مواد فرار از مراحل آغازين و اصلي تبلور ماگما رانده شده و در فازهاي پاياني تبلور تجمع مي‌يابند. بخش رقيق باقيمانده ماگما كه سرشار از مواد فرار است، انباشته از عناصري است كه به دليل داشتن شعاع يوني بسيار بزرگ و يا خيلي كوچك از شبكه تبلور كاني‌هاي اصلي ماگما به فازهاي پاياني تبلور رانده شده‌اند. اين ماگماي داغ و رقيق به بخش‌هاي فوقاني توده نفوذي رانده شده و به درون شكاف‌ها و فضاهاي خالي توده نفوذي و حتي سنگ‌هاي در برگيرنده توده نفوذ مي‌كند. در اين فضاهاي خالي به دليل كاهش فشار و كاهش دما مذاب در دماهاي بين 650 تا 550 درجه سانتيگراد شروع به تبلور مي‌نمايد. به دليل رقيق بودن مذاب و در نتيجه كاهش هسته‌اي تبلور كاني‌هاي متبلور شده غالباً بسيار بزرگ هستند و مي‌توانند با سرعت زيادي آزادانه و بدون برخورد با بلورهاي مجاور رشد نمايند. محصول نهايي اين فرآيند، سنگي است درشت بلور با كاني‌هاي بسيار درشت و حاوي عناصر كمياب، بعضاً سرعت رشد برخي از بلورها تا 30 سانتيمتر در روز برآورد شده است. مواد معدني مهمي كه از پگماتيت‌ها بدست مي‌آيند عبارتند از : كاني‌هاي ليتيم‌دار، كاني‌هاي بريليوم‌دار، ميكاها، كاني‌هاي حاوي عناصر كمياب، كاني‌هاي قيمتي، كاني‌هاي تنگستن، فلدسپات‌ها، كاني‌هاي حاوي قلع، اورانيوم و نيوبيوم. از طرفي برخي از اين مواد معدني نظير كاني‌هاي بريليوم‌دار منحصراً از كانسارهاي پگماتيتي بدست مي‌آيند و منبع ديگري براي استحصال آنها در طبيعت وجود ندارد و از طرف ديگر پگماتيت‌ها بهشت كاني‌شناسان و علاقمندان جمع‌آوري بلورهاي طبيعي زينتي و بلورهاي جواهري است. پگماتيت‌ها را بر اساس عمق تشكيل آنها به چهار گروه تقسيم مي‌كنند پگماتيتهاي كم‌عمق، با عمق متوسط، عميق و بسيار عميق.

پگماتيتهاي كم‌عمق يا پگماتيتهاي حفره‌دار

اين نوع پگماتيت‌ها در عمق 1/5 الي 3/5 كيلومتري از سطح زمين تشكيل شده‌اند و به دليل فشار كم محيط تشكيل داراي فضاهاي خالي در بين بلورها مي‌باشند. اين گروه گاهي حاوي كانيهاي قيمتي بريل و توپاز و بندرت كاني‌هاي Li ، Sn و عناصر كمياب است.

پگماتيت‌هاي عمق متوسط يا پگماتيت‌هاي حاوي عناصر كمياب

اين گروه از پگماتيت‌ها كه در عمق 3/5 الي 7 كيلومتري از سطح زمين تشكيل شده‌اند حاوي كاني‌هاي داراي عناصر كميابي نظير Li ، Rb ، Cs، Be، Nb-Ta، Hf، Zr ، Ge ، B ، F ، P مي‌باشند.ارزش اقتصادي اين پگماتيت‌ها از سه نوع ديگر بيشتر است.

پگماتيتهاي عميق يا پگماتيتهاي ساده يا پگماتيتهاي ميكادار

پگماتيت‌ها در عمق 7 تا 11 كيلومتري تشكيل شده‌اند. اكثراً واجد 2 نوع ميكا و كا‌ني‌هاي فرعي نظير گارنت، تورمالين، كيانيت، زيركن، آپاتيت و مونازيت هستند. اين گروه معمولاً به شكل پرشدگي شكستگي‌ها در سطح وسيعي توزيع شده است. پتانسيل اقتصادي اين گروه بسيار كم و بندرت براي اورانيوم و عناصر كمياب مقرون به صرفه اقتصادي است.

پگماتيت‌هاي بسيار عميق يا پگماتيت‌هاي سراميكي

اين پگماتيت‌ها كه اعماق بيش از 11 كيلومتر تشكيل شده‌اند معمولاً فاقد كاني‌سازي بوده و تنها براي توليد انواع سراميك مناسب‌اند.

كانسارهاي گرمابي

آبهاي گرم كاني‌ساز در طبيعت مسئول تشكيل بسياري از كانسارها و تجمعات موادمعدني هستند. مجموعه اين كانسارها علي‌رغم تفاوت‌هايي كه در نوع مواد معدني و حجم ذخيره دارند در اين نكته كه همگي از رسوبگذاري مواد محلول در آبهاي داغ، در فضاهاي خالي و شكستگي‌‌ها تشكيل شده‌اند، مشتركند. اين آبهاي گرم كه اكثراً به شكل سلول‌هايي با جريان هم‌رفت (Convaction) در اطراف توده‌هاي آذرين نفوذي و يا مناطق آتشفشاني مشاهده مي‌شوند و حتي بعضي اوقات به شكل چشمه‌هاي كاني‌‌ساز در سطح زمين هم ظاهر مي‌شوند. با اين وجود آبهاي ماگمايي سهم بسيار ناچيزي در شكل‌‌گيري اين آبها دارند و بخش اعظم اين آبها از آبهاي جوي و زيرزميني فرورو منشاء مي‌گيرد و تنها ممكن است بخش كوچكي از آبهاي ماگمايي نيز به اين مجموعه افزوده شود. آبهاي فرورو برخي اوقات در حين حركت خود به سمت پايين در اعماق زمين به توده‌هاي نفوذي در حال سرد شدن و يا مخازن ماگمايي آتشفشان‌هاي فعال يا نيمه‌فعال برخورد مي‌‌كنند و در نتيجه حرارت و قابليت انحلال اين آبها افزايش مي‌يابد. ضمن اينكه ممكن است مقداري آب ماگمايي هم از طرف اين توده‌هاي در حال سرد شدن به اين آبها افزوده ‌شود. اين آبها پس از گرم شدن در نقطه بخصوصي به علت كاهش وزن مخصوص ناشي از افزايش دما در امتداد شكستگي‌ها و گسل‌ها شروع به صعود به سمت مناطق كم‌عمق‌تر را مي‌نمايند و در مسير، خود موادمعدني موجود در سنگهاي مسير نظير سرب، روي، طلا، مس، جيوه، نقره و غيره را حل نموده و با خود بالا مي‌آورند. با كاهش عمق از فشار و دماتي اين محلول داغ سرشار از كاتيون‌هاي فلزي محلول كاسته شده و در اعماق بخصوصي تحت تأثير عواملي نظير كاهش فشار، كاهش دما و موادمعدني خود را از دست داده‌اند به واسطر افزايش وزن مخصوص ناشي از سرد شدن دوباره به سمت پايين جريان مي‌يابند. بدين‌ترتيب چرخه‌اي از آبهاي گرم برقرار مي‌شود كه در يك سوي آن بخش عميق انحلال و موتور حرارتي ماگما قرار گرفته و در سمت مقابل بخش‌هاي كم‌ دماي سطحي و محل رسوبگذاري مواد واقع شده‌اند. بنابراين آنچه كه يك كانسار رگه‌اي گرمابي ناميده مي‌شود مجاري چند فاكتور مهم نقش دارند كه عبارتند از : منبع حرارتي، وجود شبكه مناسبي از شكستگي‌ها، مناسب بودن تركيب شيميايي محلول، مناسب بودن تركيب شيميايي سنگهاي مسير محلول‌ها وبالاخره كافي بودن حجم آبهاي سطحي و زيرزميني به حدي كه بتواند يك چرخه مؤثر را تشكيل دهند. از آنچه گفته شد چنين استنباط مي‌شود. كه تركيب كاني‌شناسي كانسارهاي گرمايي ارتباط مستقيمي با تركيب كاني‌شناسي سنگ‌هاي مسير چرخه گرمابي و درجه حرارت آب دارد. به عنوان مثال كانسارهاي گرمابي اورانيوم در سنگهاي آذرين اسيدي و كانسارهاي نقره گرمابي در آندزيت‌ها و سنگ‌هاي حد واسط تشكيل مي‌شوند. مهمترين كانسارهاي گرمابي عبارتند از : طلا، نقره، جيوه، آنتيموان، فلوريت، باريت، سرب، روي، آلونيت، كائولينيت، منيزيت، منگنز، اورانيوم و مس.

كانسارهاي جيوه رگه‌اي

جيوه در طبيعت اكثراً به صورت كاني سينابر يافت مي‌شود. اين كاني در دماي 50 الي 200 درجه سانتيگراد و در اعماق كم تا سطح زمين تشكيل مي‌شود. در چشمه‌هاي آبگرم فعال زلاندنو و غرب آمريكا كاني سينابر در حال تشكيل شدن است. كاني‌سازي جيوه بدون شك در زمان‌هاي مختلف صورت گرفته است اما به دليل ناپايداري جيوه و تركيبات آن بعد از تشكيل به دفعات دستخوش تغيير و تحول شده است. كاني‌سازي‌هاي گرمابي جيوه غالباً با آنتيموان همراه است. استيبنيت مهمترين كاني همراه سينابر در رگه‌هاي جيوه است.

كانسارهاي طلاي گرمابي

كانسارهاي طلاي رگه‌اي را مي‌توان در سنگهاي آتشفشاني و رسوبي دگرگون شده و نيز برخي از سنگهاي آتشفشاني يافت. در اين كانسارها طلا بيشتر همراه سولفيدها و آرسنيدها مشاهده مي‌شود و ندرتاً به حالت آزاد يافت مي‌شود. مقدار ذخيره كانسارها كمتر از يك ميليون تن بوده و عيار طلا در رگه‌هاي قابل استخراج بيش از پنج گرم در تن مي‌باشد. رگه‌هاي طلا در محدوده 50 تا 200 درجه سانتيگراد و از عمق 800 متري تا نزديكي سطح زمين تشكيل شده‌اند. ذخاير طلاي رگه‌اي در سپرهاي كانادا، رودزيا و استراليا كشف شده‌اند.

كانسارهاي سرب و روي رگه‌اي

كانسارهاي سرب و روي گرمابي نسبتاً فراوانند. اين كانسارها بيشتر در كمربندهاي آتشفشاني وسيع و گسترده غرب آمريكا، ژاپن، فيليپين، ايران و آلپ قرار دارند. كاني‌هاي مهم اين ذخاير عبارتند از : اسفالريت، گالن و كالكوپريت. گاهي اوقات ممكن است همراه گالن مقداري نقره وجود داشته باشد.

كانسارهاي ماگمايي

كانسارهاي ماگمايي گروه بزرگ و مهمي از منابع معدني شناخته شده و مورد استفاده بشر را تشكيل مي‌دهند. اين گروه از كانسارها كه تأمين‌كننده بخش عظيمي از نياز بشر به موادي نظير فولاد، مس، پلاتين، تيتانيوم، كروم مي‌باشند، مستقيماً با ماگما و مراحل تبلور آن در حين صعود از اعماق زمين به طرف بخش‌هاي كم‌عمق‌تر پوسته در ارتباط هستند. تنوع كاني‌سازي در اين گروه از كانسارها ناشي از تنوع تركيب ماگماهاي كانسارساز و تفاوت در منشاء و مسير صعود آنها مي‌باشد. بطور كلي كانسارهاي ماگمايي را مي‌توان به دو گروه كانسارهاي مرتبط با ماگماهاي مافيك و اولترامافيك و كانسارهاي وابسته به ماگماهاي حدواسط و اسيدي تقسيم نمود. وجه مشترك تمامي كانسهارهاي ماگمايي در اين است كه ماده معدني در حين مرحله اصلي تبلور ماگما متبلور شده و معمولاً به صورت يكنواخت و كم‌عيار در زمينه سنگ‌آذرين پراكنده مي‌باشد (كانسارهاي الماس و مس پرفيري). اما در برخي از موارد ممكن است ماده معدني به واسطه اختلاف وزن مخصوص زيادي كه با مذاب سيليكاته دارد در شرايط مناسب بتواند پس از تبلور در مخزن ماگماي مذاب سقوط نموده و در بخش‌هاي تحتاني مخزن ماگما به صورت لايه‌ي‌ مشخص و بسيار وسيع تجمع يابد (ذخاير كروميت و پلاتين تجمع يابد).

كانسارهاي مس پورفيري

كانسارهاي مس پورفيري مهمترين عنصر كانسارهاي پورفيري بوده و عظيم‌ترين ذخاير مس جهان را شامل مي‌شوند. وجه تشابه تمامي كانسارهاي پورفيري، حضور بافت پورفيري در سنگ آذرين ميزبان كاني‌سازي است. بافت پورفيري كه شامل حضور بلورهاي درشت در يك متن ريزبلور از يك سنگ‌آذرين است نشان‌دهنده‌ي وجود دو مرحله سرد شدن متفاوت براي ماگماست. يكي مرحله آرام اوليه كه در آن بلورها به كندي و آهسته سرد شده و در نتيجه ابعاد درشتي يافته‌اند و ديگري مرحله سريع ثانويه كه در آن به دليل سرعت زياد سرد شدن ماگما مابقي مذاب به صورت بسيار ريز بلور در لابلاي بلورهاي درشت اوليه متبلور شده است. اين بافت بيشتر در توده‌هاي نفوذي كه به سرعت از اعماق به بخش‌هاي كم‌عمق پوسته نزديك و به سطح زمين صعود نموده‌اند مشاهده مي‌شود. در اين توده‌هاي نفوذي اگر ماگماي اوليه سرشار از مواد معدني نظير مس، موليبدن، اورانيوم، طلا يا تنگستن و قلع باشد، به دليل سرعت بالاي سرد شدن ماگما در حين صعود، اين مواد فرصتي براي جدا شدن از ماگما و تبلور در فضاهاي مناسبي نظير گسل‌ها و شكستگي‌ها پيدا نمي‌كنند. در چنين شرايطي اين عناصر به شكل بلورهاي ريز كاني‌هايي نظير كالكوپيريت، موليبدنيت، طلا، كاسيتريت و غيره در متن سنگ پخش شده و متبلور مي‌شوند. بدين‌ترتيب تمامي توده‌ي عظيم نفوذي آغشته به مواد معدني با عيار پايين مي‌شود. عيار ماده معدني در اين كانسارها ندرتاً از 1/5 درصد تجاوز مي‌كند. اما آنچه كه اين كانسارها را از نظر اقتصادي ارزشمند نموده حجم عظيم كاني‌سازي و ذخيره بسيار بالاي ماده معدني در آنهاست. امروزه پيشرفت تكنولوژي دست‌يابي به روش‌هاي استحصال مواد معدني را در عيارهاي كمتر از 1% نيز امكان‌پذير ساخته است و بدين‌ترتيب روزبروز به اهيميت استراتژيك ذخاير پرفيري افزوده مي‌شود.

كانسارهاي مهم مس عبارتند از:

_ كانسارهاي رگه‌اي مس
_ كانسارهاي دگرگوني مجاورتي (اسكارن) مس
_ كانسارهاي رسوبي مس
_ كانسارهاي پورفيري مس ـ كانسارهاي مس ماسيوسولفيدي
در ميان اين كانسارها، كانسارهاي مس پورفيري به دليل ذخيره زياد و هزينه ناچيز بهره‌برداري جائز بيشترين اهميت‌اند. امروزه بخش اعظم مس جهان از كانسارهاي مس پورفيري به دست مي‌آيد. كانسارهاي مس پورفيري را به اساس نوع سنگ‌آذرين نفوذي ميزبان كاني‌سازي به دو گروه تقسيم مي‌كنند: كانسارهاي مس پورفيري نوع ديوريتي و نوع مونزوينتي :در اين گروه از كانسارهاي مس پورفيري توده نفوذي كه كاني‌سازي در آن صورت گرفته از نوع مونزونيت تا گرانوديوريت پورفيري با تركيب كالك آلكان است. اين توده‌هاي نفوذي معمولاً در زون فرورانش حاشيه قاره‌ها مشاهده مي‌شوند. اين توده‌هاي نفوذي نيمه‌عميق غالباً به شكل استوك و دايك و ندرتاً باتوليت مشاهده مي‌شوند. اين توده‌هاي نفوذي غالباً به شكل باتوليت مشاهده مي‌شوند. عيار مس در اين گروه از كانسارهاي مس پورفيري بطور ميانگين 0/5 وذخيره كانسار بين 95 تا 3000 ميليون تن مي باشد. محصول فرعي اين كانسار طلا و به مقدار جزيي موليبدن مي‌باشد. كانسارهاي مس پاندرا در گينه جديد، باساي در فيليپين و سروكلرادو در پاناما از نوع كانسارهاي مس پورفيري ديوريتي مي‌باشند.
شكل و بافت ذخيره معدني :بطور كلي ذخيره كانسارهاي مس پورفيري به اشكال چتري، عدسي محدب، صفحه‌اي و استوانه‌اي مشاهده مي‌شود. اما به طور كلي شكل توده معدني به شدت تحت تأثير شكل توده نفوذي و شكستگي‌ها و زون‌هاي خرد شده محلي مي‌باشد. ذخيره معمولاً در بخش فوقاني و اصطلاحاً سقف توده نفوذي تشكيل مي‌شود و بعضاً دامنه آن تا سنگ‌هاي در برگيرنده توده نفوذي كشيده مي‌شود. بافت ذخيره غالباً از نوع پراكنده بوده اما كاني‌سازي به شكل رگچه‌هاي كوچك نيز مشاهده مي‌شود.

[ریپورتر]

كيمبرليت‌ها و ذخاير الماس (Kimberlites)

كيمبرليت يك سنگ آذرين اولترامافيك غني از پتاسيم است كه بيشتر حاوي قطعاتي از سنگها و كاني‌هاي پوسته و جبه مي‌باشد. كيمبرليت‌ها اكثراً در پوسته قاره‌اي و در بخش‌هاي پايدار آن كه اصطلاحاً كراتون يا سپر ناميده مي‌شوند بوجود آمده‌اند. ماگماهاي كيمبرليتي از ذوب مواد جبه‌اي بوجود مي‌آيند. بالا بودن محتواي گازهاي Co2 و F و H2o در ماگماهاي كيمبرليتي موجب مي‌شود تا اين ماگما بيشتر حالت انفجاري داشته باشند. ماگماي كيمبرليتي در حين صعود در اعماق زياد منفجر شده و موجب پديد آمدن يك دهانه آتشفشاني انفجاري در سطح زمين مي‌شود. اين دهانه توسط يك مجراي قيفي شكل كه اصطلاحاً دياترم (Diatreme) ناميده مي‌شود به يك دايك كيمبرليتي در عمق ختم مي‌شود. مهمترين كاني‌هاي كيمبرليت‌ها عبارتند از سرپانتين، فلوگوپيت، ترموليت، كلسيت، منيتيت، آپاتيت، اليوين، پيروكسن، نفلين و الماس. با وجود اينكه الماس مهمترين كاني اقتصادي است كه از كيمبرليت‌ها استخراج مي‌شود. اما تمام كيمبرليت‌ها داراي الماس نيستند. الماس به صورت پراكنده در زمينه كيمبرليت يافت مي‌شود، اما عيار آن بسيار پايين و بين 0/1 الي 0/6 گرم در تن است. مطالعات آزمايشگاهي و مشاهدات صحرايي نشان داده كه الماس در دماي حدود 1100 درجه سانتيگراد و فشار حدود 50 كيلوبار متبلور مي‌شود. چنين شرايطي تنها در اعماق جبه حكم فرماست. بنابراين الماس در اين بخش‌هاي جبه متبلور مي‌شود. بنابراين هر ماگمايي كه از اين اعماق منشاء بگيرد مي‌تواند الماس‌ها را به سطح زمين برساند. اما شرط اصلي چنين ماگمايي اين است كه نبايد سرعت صعود آن از 70 كيلومتر در ساعت كمتر باشد. در غيراين صورت الماس‌ها فرصت مي‌يابند تا در ماگماي مذاب حل شده و به صورت گاز Co2 وارد بخش گازي ماگما شوند. به همين دليل است كه كيمبرليت‌ها واجد ذخيره الماس نيستند. از نظر زماني اكثر كيمبرليت‌ها متعلق به دوره كرتاسه هستند. مهمترين ذخاير كيمبرليت در آفريقاي جنوبي، روسيه، آمريكا و هندوستان واقع شده‌اند و نام كيمبرليت نيز از ناحيه كيمبرلي در آفريقاي جنوبي گرفته شده است

كانسارهاي دگرگوني مجاورتي (اسكارن)

اسكارن (Skarn) يك واژه سوئدي است كه معدنچيان سوئدي براي ناميدن مخلوطي از سيليكاتهاي كلسيم درشت بلور كه همراه كانه‌هاي آهن در معادن آهن اين كشور يافت مي‌شد، بكار مي‌بردند. دانشمندان در اوايل قرن گذشته اين واژه را به صورت علمي وارد تعاريف زمين‌شناسي اقتصادي نمودند. بر اساس تعريف علمي هنگامي كه يك توده نفوذي ماگمايي داغ به درون مجموعه‌اي از سنگهاي رسوبي كربناته نظير آهك، دولوميت يا شيل آهكي نفوذ نمايد ابتدا همانند تمامي سنگهاي ديگر آنها را در شعاع تأثير حرارت توده نفوذي تا چندين ده متر دچار دگرگوني مجاورتي مي‌كند. اين دگرگوني شامل افزايش ابعاد بلورهاي كلسيت و تبديل آهك به مرمر مي‌باشد. اين ناحيه دگرگون شده را هاله دگرگوني مي‌نامند. اما در اسكارن‌ها پديده دگرگوني به همين‌جا ختم نمي‌شود. محلول‌هاي كاني‌سازي كه از ماگما منشاء مي‌گيرند در دما و فشار بالاي حاكم بر اعماق از توده آذرين در حال سرد شدن به سمت هاله دگرگوني كربناته حركت نموده و به شدت با آن واكنش مي‌دهند. اين واكنش‌ها دو گروه از كاني‌هاي جديد را در هاله دگرگوني پديد مي‌آورد. يك گروه كاني‌هاي سيليكات كلسيم نظير گارنت‌هاي كلسيم‌دار، اپيدوت، آكتينوليت، هدنبوژيت، زويزيت و غيره. اين گروه از كانيها كه اصطلاحاً كاني‌هاي كالك‌ـ سيليكات ناميده مي‌شوند، كلسيم خود را از سنگهاي رسوبي كربناته (آهك يا دولوميت‌ها) گرفته و عناصري چون Fe ، Mg ‌، Si ، Na ، AL را از محلول‌هاي ماگمايي كسب مي‌كنند. گروه دوم گروه كانيهاي اكسيدي و سولفيدي كه مستقيماً از محلول‌هاي ماگمايي متبلور شده و ماده معدني اصلي كانسار را تشكيل مي‌دهند. اين كاني‌ها شامل پيريت، كالكوپريت، بورنيت، منيتيت و هماتيت هستند كه تركيب و مقدار هر كدام به تركيب محلول‌هاي ماگمايي بستگي دارد. از ويژگي‌هاي مهم اسكارن‌ها ابعاد نسبتاً درشت بلورها و مخلوط بودن كانه‌هاي مس و آهن و كاني‌هاي كالك سيليكات است.
اسكارنها مهمترين منبع تنگستن دنيا به شمار مي‌روند. مواد معدني مهمي كه از اسكارن‌ها استخراج مي‌شوند عبارتند از : مس، آهن، موليبدن، سرب و روي، همچنين كاني‌هاي صنعتي مهمي نظير گارنت‌ها، ولاستونيت، آزبست و تالك و فلوگوپيت نيز از اسكارن‌ها بدست مي‌آيند. كانسارهاي اسكارن‌ در اعصار مختلف زمين‌شناسي از پركامبرين تا دوران سوم تشكيل شده‌اند.

اسكارن‌هاي آهن

اين اسكارن‌ها علاوه بر آهن حاوي كبالت و نيكل هم هستند، ذخيره كه بين چند صد متر تا چند كيلومتر گسترش دارد در فاصله بين توده‌ي نفوذي و سنگهاي كربناته اطراف آن واقع شده است. تركيب توده نفوذي بين گابروـ ديوريت تا گرانوديوريت‌ـ كوارتز مونزونيت متغير است. سنگهاي كربناته نيز تركيبي آهكي تا دولوميتي دارند. كانيهاي مهم كالك‌ـ سيليكات اين اسكارن‌ ها عبارتند از : گارنت (با تركيب آندراديت‌ـ گرسولار) پيروكسن (با تركيب هدنبوژيت‌ـ ديوپسيد) اپيدوت كوارتز، كلسيت، كلريت، كاني‌هاي اصلي ذخيره منيتيت و بندرت هماتيت مي‌باشند. ذخيره اين كانسارها معمولاً بين 5 الي 1000 ميليون تن و عيار آهن 33 الي 55 درصد است. معادن مهم آهن اسكارن در كشورهاي شوروي، كوبا، فيليپين و ژاپن واقع شده‌اند.

اسكارن‌هاي مس

اسكارن‌هاي مس در مجاورت توده‌هاي نفوذي كالك آلكالن با تركيب گرانوديوريت تا مونزوينيت با سنگهاي كربناته يافت مبي‌شوند. اين اسكارن‌ها غالباً متعلق به دوران دوم و سوم زمين‌شناسي‌اند. كاني‌هاي اصلي كالك‌ـ سيليكات عبارتند از : گارنت (آندراديت)، ديوپسيد و سرپانتين و كاني‌هاي غيرسيليكات اصلي آن عبارتند از كالكوپريت، پيريت و مقدار كمي موليبدنيت. موليبدن مي‌تواند به عنوان محصول فرعي از اين اسكارن‌ها استحصال شود. عيار مس اين كانسارها بين 0/8 تا 3/5 درصد و ذخيره آنها بين 75 تا 1350 ميليون تن كانسنگ‌مس متغير است.

كانسارهاي رسوبي

تنوع گسترده محيط‌‌هاي رسوبي و گوناگوني سنگ‌هاي رسوبي محيط‌هاي متنوع و متعدد بسياري را براي ميزباني ذخابر معدني فراهم نموده‌اند. در محيط‌هاي رسوبي با ذخاير مختلفي از كاني‌هاي فلزي و غيرفلزي برخورد مي‌كنيم كه اغلب ساخت‌ها و بافت‌هاي رسوبي مشخصي را نشان مي‌دهند. عوامل مؤثر در رسوبگذاري موادمعدني نيز بسيار متنوعند. فاكتورهاي شيميايي، عوامل مكانيكي، محيط رسوبي، موجودات زنده، دما، PH و Eh محيط رسوبي همگي از عواملي هستند كه هر كدام به سهم خود در شكل‌گيري انواع مختلف كانسارهاي رسوبي مؤثرند. كانسارهايي مانند مس، سرب و روي، اورانيوم، طلا، آهن و آلومينيوم از جمله كانسارهايي هستند كه بخش قابل توجهي از ذخاير رسوبي شناخته را تشكيل مي‌دهند.

كانسارهاي اورانيوم ماسه‌سنگي

مهمترين ذخاير اورانيوم در ماسه سنگهايي تشكيل شده كه منشاء رودخانه‌اي داشته‌اند. حدود 45% ذخاير اورانيوم كشف شده كشورهاي غربي و 95% ذخاير اورانيوم آمريكا از نوع ماسه‌سنگي است. اين كانسارها در آفريقاي جنوبي از كربونيفر تا ترياس و در غرب آمريكا و شرق اروپا در دوران دوم و در استراليا در دوران سوم تشكيل شده‌اند. سنگ ميزبان كاني‌سازي از نوع ماسه‌سنگ، آركوز و يا توف است كه در محيط رودخانه يا حوضچه‌هاي كم‌عمق تشكيل شده‌اند. اورانيوم اوليه موجود در پگماتيت‌ها، توف‌هاي آتشفشاني اسيدي و يا گرانيت‌هاي منطقه توسط آبهاي سطحي اكسيژن‌دار اكسيد شده و به اين صورت محلول حمل مي‌شود. پس از فرورفتن به درون زمين به شكل آبهاي زيرزميني غني از اورانيوم در جهت شيب توپوگرافي، در لايه‌هاي متخلخل ماسه‌سنگ حركت نموده و ضمن تغيير شرايط اكسيدان محيط و با عبور از كنار بقاياي مواد آلي موجود در ماسه سنگ به شكل كاني اورانينيت در فضاهاي تخلل ماسه‌سنگ رسوب مي‌نمايد. فاكتورهاي مهم و مؤثر در تمركز اورانيوم عبارتند از : نفوذپذيري بالاي سنگ ميزبان، وجود مواد جذب‌كننده اورانيوم نظير زغال‌سنگ، اكسيدهاي آهن و منگنز و كاني‌هاي رسي، شرايط احياء‌كننده حاصل از وجود مواد آلي و سولفيدها. كاني‌هاي مهم اورانيوم در اين ذخاير عبارتند از كارنوتيت، اورانيتيت، پيچبلند و كمپلكس‌هاي آلي اورانيوم‌دار. عيار متوسط U3O8 اين كانسارها بين 1/0 الي 35/0 درصد است. ميزان ذخيره هر كانسار بين 25 تا 30 هزار تن است.

كانسارهاي پلاسر (Placer)

در طبيعت كاني‌هايي وجود دارند كه در مرحله اول تشكيل‌شان به دليل پايين بودن عيارشان در سنگ مادر اوليه فاقد ارزش اقتصادي هستند. به عنوان مثال زيركن به عنوان يك كاني فرعي در گرانيت‌ها متبلور مي‌شود اما عيار آن در سنگ گرانيت آنقدر پايين است كه ارزش استخراج ندارد. مسلماً تعداد اين كاني‌ها در طبيعت بسيار است، اما تنها تعداد محدودي از اين كاني‌ها از مقاومت مكانيكي و شيميايي كافي برخوردارند تا پس از هوازده‌شدن سنگ مادر، توسط آب، باد و گاهي اوقات يخچال‌ها حمل شده و در محيط‌هاي مناسب ثانويه بستر رودخانه‌ها، صحراها يا رسوبات يخچالي متمركز گرديده و تشكيل ذخاير نوع پلاسر را بدهند. كاني‌هاي داراي مقاومت شيميايي و مكانيكي بالا نظير طلا، پلاتين، ايلمنتيت، الماس، زيركن، كاسيتويت و گارنت‌ها به صورت آواري توسط آب حمل شده و بر اساس وزن مخصوص، شكل و اندازه ذرات در محل‌هاي مناسب رسوب نموده . برجا نمي‌مانند. مهمترين شرايط لازم جهت تشكيل ذخاير پلاسر عبارتند از : سنگ مادر مناسب، آب و هواي گرم و مرطوب كه موجب هوازدگي سنگ و آزاد شدن كانيهاي مقاوم از متن سنگ گردد، و بالاخره شيب توپوگرافي نسبتاً هموار و كم‌شيب. نوع سنگ مادر سازنده كانيهاي يك پلاسر است. به عنوان مثال پلاسر الماس از كيمبرليت‌ها، پلاسر قلع از گرانيت‌ها و پلاسر گارنت از گارنت شيست‌ها منشاء مي‌گيرد. حدود 95 درصد قلع توليد شده توسط كشورهاي مالزي، تايلند و اندونزي از پلاسرهاي قلع اواخر دوران سوم بدست مي‌آيد. كاستريت (SnO2) موجود در گرانيت‌ها و پگماتيت‌ها پس از هوازده شدن سنگ آزاد شده و سپس توسط آب حمل شده و در بستر رودخانه در محل‌هاي مناسب تشكيل پلاسرهاي قلع را مي‌دهند.

كانسارهاي بوكسيت (Bauxite)

بوكسيت سنگي غني از آلومينيوم است كه عمدتاً از هيدروكسيدهاي آلومينيوم و مقدار ناچيزي كانيهاي رسي و كوارتز تشكيل شده است. تركيب كاني‌شناسي بوكسيت تا حدودي متغير بوده و تابع سنگ مادراوليه آن است. حدود 96% آلومينيوم جهان از ذخاير بوكسيتي اين عنصر تأمين مي‌شود. ميانگين آلومينيوم سنگهاي پوسته زمين 8/13% است در حالي كه براي يك ذخيره اقتصادي آلومينيوم حداقل عيار قابل استخراج 30% Al2o3 است. در ميان سنگهاي آذرين نفلين سينيت با 21/3% Al2o3 و در بين سنگهاي رسوبي شيل‌ها با 14/7% Al2o3 بالاترين مقدار آلومينيوم را در سنگهاي پوسته دارا هستند، كه به مراتب كمتر از حداقل عيار قابل‌ بهره‌برداري آلومينيوم مي‌باشند. در صورتي كه سنگهاي داراي محتواي Al بالا و Sio2 پايين تحت هوازدگي شيميايي حاصل از بارندگي متناوب و اصطلاحاً هيدروليز (آب‌شويي) قرار گيرند عناصر k، Na ، Mg ، Ca ، Si سنگ به صورت محلول درآمده و توسط آبهاي سطحي و زيرزمين از منطقه خارج مي‌شوند. آنچه باقي مي‌ماند Al2O3 و اندكي Fe2O3است كه موجب مي‌شود تا لايه ضخيم خاك حاصل از هوازدگي كه روي سنگ مادراوليه تشكيل شده سرخ رنگ ديده شود. فاكتورهاي مهمي كه در تشكيل ذخايز بوكسيت نقش اساسي دارند عبارتند از : 1- تركيب شيميايي و كاني شناختي سنگ مادر. 2- نفوذپذيري بالا. 3- ميزان نزولات جوي و دما. 4- توپوگرافي مناسب و زهكشي بالا.
نفلين سينيت، شيل، آهك‌هاي رسي و بازالت سنگهايي هستند كه از نظر محتواي كافي جهت تشكيل بوكسيت برخوردارند. سنگ‌هاي مناسب براي تبديل شدن به بوكسيت بايد در آب‌وهواي گرم و مرطوب مناطق حاره قرار بگيرند. ميزان بارش ساليانه 1200 الي 1400 ميليمتر و دماي متوسط 26 درجه سانتيگراد همراه با توپوگرافي ملايم و كم‌شيب موجب حداكثر فرسايش شيميايي و حداقل فرسايش مكانيكي مي‌شود. در شرايط PH بين 7 تا 8 آبهاي سطحي اين نواحي سيليكاتها تجزيه شده و تمامي عناصر آنها شسته شده و به صورت محلول حمل مي‌شوند. تنها هيدروكسيدهاي آلومينيوم هستند كه به شكل كاني‌هايي نظير گيبسيت، بوهميت و دياسپور نامحلول باقي مانده و رسوب مي‌كنند. كانسارهاي مهم بوكسيت در برزيل، استراليا، گينه بيسائو و جامائيكا واقع شده‌اند. عيار Al2O3 در ذخاير بوكسيت بين 35 الي 55 درصد و ذخيره آنها بين 1 الي 700 ميليون تن مي‌باشد.

عوامل موثر در اقتصادی شدن مواد معدنی

ارزش ماده معدنی: که مهم ترین عامل تعیین کننده اقتصادی بودن یک ماده معدنی است و تابع عواملی چون عرضه، تقاضا و مسائل سیاسی می باشد.
عوامل مؤثر در پیشرفت در زمینه اکتشاف ماده معدنی به شرح ذیل می باشد:
الف – پیشرفت در زمینه اکتشاف که بدین وسیله منشاء محیط و چگونگی تشکیل ماده معدنی شرح داده می شود.
ب- مطالعات علمی پیرامون کشف ذخایر اقتصادی.
ج- استفاده از متدهای پیشرفته ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی که بدین وسیله مواد معدنی بخشهای عمیق زمین نیز به خوبی شناسایی می شوند.


http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/01/250443%20(1).jpg
د- پیشرفت در زمینه صنعت تغلیظ و تصفیه که باعث استفاده بهینه از مواد معدنی موجود می باشد.
بعنوان مثال امروزه با توجه به پیشرفت علم و انقلاب تکنولوژیک در صدد هستند که با استفاده از باکتریها، از باطله معادن فلزات را بازیافت نمایند.
عیار ذخیره و توناژ آن:در زمین شناسی اقتصادی بررسی های لازم بر روی عیار و توناژ یک ذخیره انجام می شود تا مشخص شود که آیا بهره برداری از این ماده معدنی اقتصادی می باشد یا خیر
بعنوان مثال ذخایر رگه ای دارای عیار بالاتری نسبت به ذخایر پورفیری هستند اما چون در اعماق زیاد می باشند، استخراج آنها به صورت زیرزمینی بوده و هزینه زیادی دارد در حالی که در ذخایر پورفیری، استخراج به صورت روباز و با هزینه کمتری انجام می گیرد.
شکل ذخیره:شکل ذخیره ارتباط مستقیم با روش استخراج ماده معدنی دارد.
چنانچه ذخایر رگه ای در اعماق زیاد، با روش استخراج زیرزمینی و دارای عیار و توناژ بالا و هزینه استخراج بالاست اما ذخایر پورفیری در نزدیکی سطح زمین و در اعماق کم به صورت استخراج روباز Open pit بوده و عیار نسبتا پائین و توناژ بالایی دارد.
تغلیظ و تصفیه مواد معدنی:که ارتباط مستقیم با عوامل چون شکل، اندازه، رابطه نسبی کانی های مفید و باطله و نوع کانی های مفید و باطله دارد.


http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/01/250443%20(2).jpg
فاصله معادن تا بازار مصرف و یا کارخانه و پالایشگاه ارتباط مسقیم با قیمت تمام شده ماده معدنی دارد.
نیروی متخصص و هزینه های پرسنلی : که ارتباط مستقیم با میزان تولید و قیمت تمام شده ماده معدنی دارد.
پیشرفت انقلاب تکنولوژیک و استفاده از ماشین آلات جدید : در اکتشاف، استخراج، تغلیظ و تصفیه باعث کاهش هزینه های استخراجی می شود.
این عوامل در طی یک پروژه بررسی شده و شرایط به خوبی سنجیده می شود و سپس اکتشاف و استخراج انجام می شود.

[ریپورتر]

اتوماسیون درمعادن


http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/01/250443%20(3).jpg
اتوماسیون یعنی خودکارشدن عملیات ، اتوماسیون فاز پیشرفته ای نسبت به مکانیزاسیون تلقی می شود ضمن آنکه به مکانیزاسیون وابسته است اما مکانیزاسیون نیست. از سوی دیگر Robotic توصیف کننده دو کلمه Robot و Action است. امروزه مکانیزاسیون در معادن به مرحله ای رسیده است که به منظور بهبود در میزان تولید ، از ماشین آلات با ظرفیت تولید بالا و در عین حال فوق العاده گرانقیمت و پیچیده استفاده می شود.این ماشین آلات که از تکنولوژی پیچیده و پیشرفته ای برخوردار ند نیاز به اپراتورهای ماهر دارند این در شرایطی است که عمق معادن زیاد و موقعیت ذخایر معدنی قابل استخراج بسیار دشوار و غیر قابل تصور حتی با ۱۰ سال قبل است. اخیرا محققینی در استرالیا مشغول مطالعه بر طرحی از معدن روبازند که دارای عمق ۱۰۰۰متر است.این مشکلات تنها در مورد معادن سطحی وجود ندارد بلکه در معادن زیرزمینی به دلیل تولید کم و ناامن بودن موقعیت عملیات معدنکاری در قیاس با روش های استخراج معادن سطحی ار حساسیت بیشتری برخوردار است. مجموعه این عوامل ، مشکلات و موانع قانونی و اخلاقی را در پیش روی طراحان و مهندسین معدن قرار داده است. انتخاب مجموعه ای از گرانقیمت از ماشین آلات و نیروی انسانی برای موقعیت کاری به شدت دشوار دغدغه های امروزی مسئولان معادن را تلقی می شود
اتوماسیون (Automation) ترکیبی است از دو کلمه "automatic" و "operation" و به معنی عمل کردن بدون عامل خارجی 0( انسان) یا با کمترین تاثیر عامل خارجی است. به عبارت دیگر اتوماسیون یعنی خودکارشدن عملیات ، اتوماسیون فاز پیشرفته ای نسبت به مکانیزاسیون تلقی می شود ضمن آنکه به مکانیزاسیون وابسته است اما مکانیزاسیون نیست. از سوی دیگر Robotic توصیف کننده دو کلمه Robot و Action است. امروزه مکانیزاسیون در معادن به مرحله ای رسیده است که به منظور بهبود در میزان تولید ، از ماشین آلات با ظرفیت تولید بالا و در عین حال فوق العاده گرانقیمت و پیچیده استفاده می شود.این ماشین آلات که از تکنولوژی پیچیده و پیشرفته ای برخوردار ند نیاز به اپراتورهای ماهر دارند این در شرایطی است که عمق معادن زیاد و موقعیت ذخایر معدنی قابل استخراج بسیار دشوار و غیر قابل تصور حتی با ۱۰ سال قبل است. اخیرا محققینی در استرالیا مشغول مطالعه بر طرحی از معدن روبازند که دارای عمق ۱۰۰۰متر است.این مشکلات تنها در مورد معادن سطحی وجود ندارد بلکه در معادن زیرزمینی به دلیل تولید کم و ناامن بودن موقعیت عملیات معدنکاری در قیاس با روش های استخراج معادن سطحی ار حساسیت بیشتری برخوردار است. مجموعه این عوامل ، مشکلات و موانع قانونی و اخلاقی را در پیش روی طراحان و مهندسین معدن قرار داده است. انتخاب مجموعه ای از گرانقیمت از ماشین آلات و نیروی انسانی برای موقعیت کاری به شدت دشوار دغدغه های امروزی مسئولان معادن را تلقی می شود.

● ارتباط بین مکانیزاسیون ، کنترل و اتوماسیون

در دو دهه گذشته سایر صنایع موفق آمیزی، از اتوماسیون برای بهبود بهره وری خود استفاده کرده اند اما تجربیات اولیه در معادن بالاخص در سوئد و آمریکای شمالی نتایج مشابهی را در بر نداشته است. دلیل این امر آن است که در عملیات معدنکاری همبستگی و یکپارچگی وجود ندارد. معدنکاری در محیطی انجام می گیرد که شرایط زمین شناسی آن غیرقابل پیش بینی و به شدت متغییر است. در نتیجه برای موفقیت سیستم معدنکاری هوشمند مثل اتوماسیون نیاز به تخصص بالا در شناخت عوامل زمین شناسی غیرقابل پیش بینی و غیر قطعی وجود دارد.
بر مبنای پیشرفت های گذشته ، اختراعات و ابداعات اخیر و نشانه های آینده می توان این گونه اظهار نظر کرد که صنعت معدنکاری در زمینه مکانیزاسیون پیشرفت های خوبی داشته ، در زمینه کنترل از راه دور و اتوماسیون کارهایی انجام داده و تجاربی اندوخته است ، ولی تا استفاده از رباتها هنوز راه درازی پیش رو دارد. در صورتی که این ارزیابی صحیح باشد ، معدنکاری به شکل تاسفباری از سایر صنایع عقب مانده است.
ریشه یابی و پی بردن به کنه دلایل این امر مشکل است. به طور کلی عدم تناسب افزایش توان تولید در مقابل هزینه هایی که پرداخت می شود را دلیل عمده مکانیزاسیون و اتوماسیون در معدنکاری ذکر کرده اند. ولی حتی اگر دلیل قانع کننده تری نیز برای این مساله بر می شمردند ، نیاز ضروری به بهبود اساسی در ایمنی فعالیت های معدنکاری که بدترین سابقه را از نظر مسائل ایمنی در میان کلیه صنایع دارد ، رو آوردن به مکانیزاسیون و اتوماسیون را ایجاب می کرد. اتوماسیون مانند روش حفر سریع جزء روش های خاص معدنکاری نیست ولی می توانند اصلاحات و تغییراتی حتی در حد یک انقلاب در صنعت معدنکاری بوجود آورند.

● کنترل از راه دور

کنترل ازراه دور امکان کنترل فعالیت ماشین را از فاصله دورتر از محل کار ماشین فراهم می آورد. کنترل از راه دور هم می تواند به صورت خودکار و هم غیر خودکار (توسط نیروی انسانی) انجام شود. در معدنکاری کنترل از راه دور تقریبا همیشه به صورت دستی انجام شده است بنابراین متصدی دستگاه می تواند در فاصله ای دورتر از ماشین مستقر شود. به جرات می توان گفت که توان تولید و صرفه جویی در هزینه هایی نیز ناشی از بهبود وضعیت ایمنی متصدی دستگاه حاصل می شود. این بهبود ایمنی در زمینه های مختلفی صورت می گیرد که می توان به کاهش احتمال ریزش زمین ، کاهش تمرکز و جمع شدن گرد و غبار و گاز ، کمتر شدن سر و صدا و کاهش خطرات ناشی از تصادم با ماشین آلات اشاره کرد.
تجربه ای که تاکنون از کار با ماشین های استخراج پیوسته مجهز به کنترل از راه دور یعنی قدیمی ترین و معمول ترین کاربرد کنترل از راه دور در معادن زیر زمینی حاصل شده است نشان می دهد که این سیستم ها چندان مورد استقبال قرار نگرفته اند. Murphy(۱٩٨٥) تخمین می زند که از ۷۰۰ ماشین استخراجی مجهز به کنترل از راه دور که تا سال ۱٩٨٥ در ایالات متحده راه اندازی شده اند ، کمتر از ۲۰۰ ماشین به طور منظم مورد استفاده قرار گرفته اند. وی دلایل زیر را به عنوان عمده عدم پذیرش و مقبولیت آنها ذکر کرده است.
۱- کاهش دریافت های حسی متصدیان ماشین های استخراج پیوسته ای که با ابزار کنترل از راه دور کار می کنند.
۲- مشکلات موجود در تعمیر و نگهداری یا دسترسی به دستگاه های کنترل از راه دور
۳- مخالفت و مقاومت سازمان های وضع کننده مقررات ایمنی و حفاظتی در برابر استفاده از دستگاه های کنترل از راه دور که فاقد معیارهای ایمنی و حفاظتی مورد نظرشان می باشند.
جالب توجه است که اولین دلیل بزرگترین مانع در به کارگیری دستگاه های کنترل از راه دور می باشد. در بررسی های به عمل آمده متصدیان ماشین های استخراج پیوسته حس های لامسه و شنوایی و بینایی را به ترتیب در کارکرد ماشین مهم و موثر دانسته اند. در نتیجه متصدیان دستگاه ها هدایت ماشین را بیشتر تحت تاثیر حالت های ارتعاشی و شنوایی دریافتی از ماشین انجام می دهند وتاثیر حس بینایی کمتر است. وقتی از دستگاه های کنترل از راه دور استفاده می شود ، متصدی دستگاه تمامی دریافت های حسی ارتعاشی یا لمسی و بخش عمده شنوایی (دو حالتی که از بهبود کارکرد ماشین می توانند نقش موثرتری داشته باشند) را از دست می دهند. آموزش های خاص برای متصدیان در این زمینه مفید خواهد بود ، ولی ممکن است مستلزم پیشرفت ها یا ظرافت های بیشتری (برای مثال تجهیزات اضافی) در دستگاه های کنترلی باشد تا بتواند جبران از دست دادن دریافت های حسی متصدی را بنماید.
مشکلات مربوط به تعمیر و نگهداری و یا تامین و دسترسی یعنی دومین عیب استفاده از سیستم های کنترل از راه دور ، همچنان به عنوان مانعی در راه به کارگیری از آنها وجود دارند. عدم سازگاری اجرایی و فنی ماشین ها و سیستم های کنترل از راه دور و تنوع انواعی که در حال حاضر در بازار وجود دارند ، یک مشکل عمومی است. دستگاه های کنترل از راه دور باید با ما ماشین هایی که به آن ها منضم می شود سازگاری داشته باشند.
سومین دلیل عدم استقبال از سیستم های کنترل از راه دور به جنبه های ایمنی مربوط است.کشمکش های اندکی میان شرکت های معدنی و سازمان های کنترل کننده (ضوابط و استانداردهای ایمنی) در مواردی نظیر وسعت سپری که حفاظت متصدی را تامین می کند ، تعداد دفعات کنترل گاز در سینه کار ، وسعت محل یا سکوی استقرار متصدی ، عمق برش و غیره در گرفته است. البته به طور عمده این عدم توفق ها از طریق مذاکره حل و فصل شده است.
بعد از ماشین های استخراج پیوسته ، معمول ترین کاربرد کنترل از راه دور در معدنکاری به زغالتراش های جبهه کار بلند ، ماشین های LHD و قطار های تعلق دارد. به طور خاص در جاهایی که صرفه جویی در هزینه های مربوط به نیروی انسانی به عنوان یکی از خط مشی های اصلی فعالیت در نظر گرفته می شود ، مزایای ایمنی از راه دور می تواند آن را به صورت یکی از راهکارهای الزامی در دستیابی به هدف مذکور در کلیه فعالیت ها و عملیات های معدنکاری در آورد.

● اتوماسیون

بر سر راه اتوماسیون در صنایع به طور کلی عبارتند از :مشکلات عدم پذیرش از سوی کارگران و همان مشکلاتی که موجب عدم استقبال از کنترل از راه دور می شد ، ولی با شدت و گستردگی بسیار بیشتر. eRous و Morris (۱۹۸۵) با قاطعیت اظهار داشتند آنچه پذیرش یا عدم پذیرش اتوماسیون را از سوی کارگران تعیین می کند سطح دانش آنها از اتوماسیون است. این دو پیشنهاد کرده اند که قبل از اقدام به هر گونه تغییری ، یک برنامه آموزشی برای کسب حمایت کارگران و تعیین سطح پذیرش اتوماسیون برگزار شود.
از جنبه تاثیر گذاری بر زندگی بشر ، فناوری برخی اوقات تاثیرات مطلوب و زمان هایی تاثیر نامطلوب داشته است. در ابتدا ماشین هایی اختراع شدند که می توانستند کارهایی ساده را به طور خودکار یا مستقل انجام دهند. آنها تا جایی پیشرفت کردند که جایگزین انسان ها دربرخی کارهایخاص شدند. اتوماسیون که در آغاز به عنوان یک فناوری در جهت کمک به انسان مطرح شده بود ، به سرعت به عنوان یک جانشین برای انسان سربر آورد. دشمنی طبقه کارگر با اتوماسیون نتیجه طبیعی این فرآیند می باشد.
با این وجود ما سطوح پیچیده اتوماسیون را در زندگی روزمره خود پذیرفته ایم. خانه هایمان را با ترموستات ها سرد و گرم می کنیم ، با کمک کلیدهای خودکار در مسافت های طولانی تماس تلفنی برقرار می نماییم ، با آسانسورهای خودکار جابجا می شویم ، با اتومبیل های مجهز به جعبه دنده خودکار و کنترل سرعت اتوماتیک رانندگی می کنیم و با خطوط هوایی مجهز به سیستم های هدایت خودکار پرواز می نماییم. مسلم است که این سطوح یا میزان از اتوماسیون برای بخش اعظم جامعه بشری به طور کامل مورد پذیرش قرار گرفته است.
به طور کلی در اتوماسیون پنج عمل اساسی انجام می شود. این اعمال همراه با توضیح و ذکر مثال هایی در مورد آنها در ادامه آورده شده اند. در این میان احتمالا کمترین پیشرفت ها به عمل تصمیم گیری مربوط می باشند ، زیرا کامپیوترها برای در میان گزینه ها باید (توسط انسان) برنامه ریزی شوند. به همین ترتیب عمل ساخت و تجزیه و تحلیل خودکار مستلزم تعبیر و تفسیر توسط متخصصین حرفه ای و با آموزش های عالی است.
صنعت معدنکاری صرفنظر از کاربردهای بسیار زیاد اتوماسیون در کانه آرایی در مراحل بسیار اولیه قرار دارد. اجرای بهتر ، بهبود ایمنی و اقتصادی ، انعطاف پذیری بیشتر در استفاده از تجهیزات و فضا و افزایش کنترل سازمان یافته ، برخی از جنبه های جذاب اتوماسیون هستند. بیکاری نیروی انسانی ، بد عمل کردن سیستم ، پیچیدگی و سرمایه گذاری بالا از معایب اتوماسیون به شمار می روند.
ماشین های معدنی مختلف مجهز به سیستم کنترل از راه دور یا اتوماسیون در معادن ایالات متحده در زمینه در زمینه رفتارنگاری کیفیت هوای معدن است که طبق گزارش ها در حال حاضر ٤٢ سیستم کامپیوتری از این نوع مورد استفاده قرار می گیرد.
ماشین حفر دویل مخصوص سنگ های سخت مجهز به سیستم کنترل از راه دور و خودکار که این فعالیت های نیمه خودکار را با خودکار را با کامپیوتر کنترل می کند و نمایش می دهد.
ماشین حفر بازویی خودکارمورد استفاده در معادن پتاس و زغال سنگ ، دو بازوی برش دهنده به حسگرهای الکترونیکی برای تشخیص باطله از ماده معدنی مجهز می باشند و بوسیله کامپیوتر کنترل و با لیزر هدایت می شوند.

● استفاده از رباتها

رباتها و استفاده ار آنها شکل پیشرفته ای از اتوماسیون می باشد که در آنها ماشین های خاص برنامه ریزی شده با کنترل از راه دور ، وظایف خود را از طریق بازوها یا اهرم های مکانیکی و یا رباتها انجام می دهند.کاربرد ربات ها در صنایع در حال حاضر بسیار محدود است و در خطوط مونتا&#۶۴۳۹۴; کارخانه ها برای انجام کارهای تکراری و مداومیا در محیط های کاری بسیار خطرناک یا فوق العاده تمیز برای کارهای ساده مختلف استفاده شده اند. قابلیت به کارگیری آنها در معدنکاری اکنون تحت بررسی قرار دارد. گزارش هایی مبنی بر استفاده از یک ماشین معدنی روسی که با ربات کار می کند و همچنین انجام مطالعاتی در ایالات متحده در زمینه مناسب بودن استفاده از رباتها در عملیات تکراری و یکسان (مانند نصب پیچ سنگ ها) ، وجود دارد. منضم کردن ریزپردازنده هایی با قیمت پایین به بازوها یا اهرمهایی مکانیکی ، امکان مناسبی را برای افزایش ایمنی و بهبود توان تولید در صنایعی همچون صنعت معدنکاری فراهم آورده است.
● مزایا:
▪ توان تولید بالاتر
▪ هزینه های عملیاتی کمتر
▪ بهبود ایمنی کاری
▪ اجرای بهتر عملیات
▪ استفاده انعطاف پذیرتر از تجهیزات و فضا
▪ کنترل و پیوستگی سازمان یافته تر
▪ کارکرد بهتر ماشین
● معایب:
▪ هزینه سرمایه ای بالاتر
▪ قابلیت دسترسی کمتر سیستم و نرخ خرابی زیاد
▪ آمادگی خراب شدن دستگاه های الکترونیکی در محیط زمخت و خشن معدن
▪ بیکاری کارگران یا عدم استخدام ، اعتراض و مخالفت سندیکاها و اتحادیه های کارگری
▪ کاهش کنترل حسی متصدی دستگاه در صورت کنترل از راه دور
▪ اعتراض و مخالفت های سازمان های کنترل کننده(ضوابط و استانداردهای ایمنی و حفاظتی) مبنی بر اعمال سیستم های حفاظتی بیشتر
▪ کاهش کارایی به دلیل تغییرپذیری شرایط &#۶۴۳۹۴;ئومکانیکی و جابجایی محل فعالیت های معدنی

▪ موفقیت های محدود در معدن کاری

▪ سیستم رفتارنگار خودکار متان که برای تشخیص گاز تقویت سیستم های هشدار دهنده و متوقف کردن ماشین استخراج پیوسته در سینه کار زغال سنگ مورد استفاده قرار گرفته است.

[ریپورتر]

عوامل تهدید کننده سلامتی معدن کاران

پژوهشهای صورت گرفته نشان میدهد گازهای موجود در معدن میتواند صدمات جبران ناپذیری را به کارگران وارد کنند. ریه، پوست و چشمها ازآسیب پذیرترین اعضای بدن هستند که از گازهای سمیموجود در معدن آسیب می بینند. انواع سرطانها و بیماریها ی پوستی ازجمله مواردی هستند که در این پژوهشها مورد بررسی قرار گرفته اند.معادن سرشار از گازهای سرطان زایی هستند که محیط را آلوده میکنند ومتاسفانه فقدان آگاهی در این زمینه باعث میشود کارگران سالهای متمادی درمعرض بیماریهای گوناگون باشند و هیچگونه تدبیری برای مصونیت آنها اندیشه نشود.
از سوی دیگر محققان بارها و بارها اعلام کردهاند که دود حاصل از دیزلها از عوامل سرطان زا هستند که پس از تلفیق با مواد شیمیایی، گازهای بیماری زا را تشکیل میدهند. حداقل آسیب حاصل از مجاورت با این گازها، ایجاد بیماریهای پوستی، خارش چشم، سردرد، حالت تهوع و تنگی نفس است.
تحقیقات انجام شده در این رابطه نشان میدهد که خطر حاصل از به کارگیری دیزلها درزیر زمین ۱۰۰ برابر بیشتر از بهکارگیری آن در روی زمین، کارگران را تهدید میکند. این در حالی است که با گذشت زمان بر محبوبیت دیزلها افزوده شده و بر میزان بهکارگیری آنها در معادن اضافه میشود.
استخراج و انتقال ذغال سنگ در معادن گرد وغبار بسیاری را به وجود میآورد و ذرات ذغال سنگ به واسطه این گرد و خاک در هوا منتشرمیشوند.استنشاق این گاز کارگران معادن ذغالسنگ را دچار بیماریهای ریوی میکند، این در حالی است که در معادن فلزی و سنگهای قیمتی، میزان سیلیس موجود در هوا کارگران را بیمار میکند.
محققان با بررسی میزان سیلیس موجود در هوا اعلام کردند که با افزایش کار در معادن روز به روز بر میزان بیماریهای ریوی افزوده میشود و کارفرماها موظف هستند که با به کارگیری تکنولوژیهای جدید از کارگران محافظت کنند.
از دیگر بیماریهایی که بر اثر کار مداوم در معادن ایجاد میشود میتوان به بیماریهای استخوان اشاره کرد. بیشترین ناهنجاریهای استخوانی که منجر به زانو درد و پا درد میشوند ریشه در کار مداوم معدن دارند.
تحقیقات انجام شده در این رابطه نشان میدهد که کارگر ان معادن بیش از کارگران سایر صنایع به بیماریهای کمر به ویژه دیسک کمر مبتلا میشوند. سالانه دهها میلیون دلار در آمریکا صرف درمان بیماریهای مربوط به کمر میشود و بیتردید کمک به حذف عوامل بیماریزا میتواند نقش بسزایی در کاهش هزینهها و تضمین سلامتی نیروهای کار داشته باشد.


http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/01/250444%20(1).jpg
پژوهشهای صورت گرفته در این رابطه بر اهمیت اطلاع رسانی تاکید میکرد. قوانین جدیدی که در آمریکا وضع شده از کسانی که به تازگی وارد کار معدن میشوند دعوت میکند تا آموزشهای لازم را در رابطه با کار و تامین سلامت خود پشت سربگذارند این گونه است که نیروهای تازه کار هشت ساعت از روز را در کلاسهایی میگذرانند که با هدف آموزش نکات مربوط به حفظ سلامتی برگزار شود.
محققان از روشهای مختلفی برای ارتقای سطح آموزش استفاده میکنند تا بر میزان یادگیری افراد افزوده شود.تنها نگاهی به آمار مرگ و میر در معادن کافی است تا دریابیم چهارمین دلیل مرگ و میر هنگام کار کارگران مربوط به برق گرفتگی است.۹۰ درصد از کارگرانی که دچار برق گرفتگی میشوند، جان خود را از دست میدهند و ۱۰درصد برجای مانده نیز دچار سوختگی شدید میشوند.محققان اعلام کردند که تماس تجهیزات متحرک با سیمهای برق در درون معادن یکی از دلایلی است که به برق گرفتگی منجر میشود.
گزارشهای جدید حاکی از این است که در حال حاضر بالغ بر ۶۵۰ معدن ذغال سنگ زیر زمینی و ۲۴۰ معدن فلزی- غیرفلزی در آمریکا فعال هستند، این در حالی است که ۲۳۶ تیم نجات در آمریکا به فعالیت میپردازند. اعضایی که در این تیمها به فعالیت میپردازند، باید از جدیدترین علوم مربوط به نجات مصدومین مطلع باشند و از فیزیک خوبی برخوردار باشند. تمامی این عوامل کافی است تا مشکل دیگری را به مشکلات کارگران معدن بیافزایید و این امر چیزی نیست جز استرس مربوط به کار.
تجربه کار در معادن ثابت کرده است که میزان امنیت کارگران در این محیط بسیار اندک است و آمارهای جدید نشان میدهد یک چهارم از کارگران اعتقاد دارند که کارشان بزرگترین عامل ایجاد استرس در زندگیشان است.
رفتارهای عصبی نخستین عکسالعملی است که کارگران در برابر کار سخت روزانه در محیطی نا امن از خود نشان میدهند.
ورود ماشینها به دنیای معدن باعث شد که تا حد زیادی ازکار دستی کاسته و بر میزان تولیدات افزوده شود با این وجود همین تجهیزات آسیبهای بسیاری را به کارگران وارد میکنند و گهگاه موجبات مرگ آنها را فراهم میکند. معدنکاران در خلال کارشان ارتباط تنگاتنگی با این ماشینها دارند و بیتردید ارتقای ماشینهای موجود میتواند نقش بسزایی در بهبود شرایط موجود برجای بگذارد.
در سالهای اخیر پیشرفتهای بسیاری در تکنولوژیهای معدن صورت گرفته است که از آن جمله میتوان به ارتقای سیستمهای کنترل از راه دور و تجهیزات خودکار اشاره کرد. در سالهای اخیر تلاشهای بسیاری برای جلوگیری از انفجار در معادن ذغال سنگ صورت گرفته است با این وجود سالانه انفجارهای معادن جان بسیاری از کارگران را میگیرد.
کارگران در خلال این انفجارها یا جان خود را از دست میدهند و یا اینکه در قسمتی از معدن به دام میافتند و از آنجاییکه راه گریز ندارند، گازهای سمیرا استنشاق کرده و جانشان را از دست میدهند. همانگونه که اشاره شد با حذف گازهای آتشگیر و کاهش متان میتوان از میزان انفجار کاست و در این بین استفاده از دستگاههای تهویه میتواند ضریب امنیت کارگران را افزایش دهد.
در طول سالیان متمادی انفجارها نقش مهمیدرعملکرد معادن داشتهاند چرا که به کارگیری مواد منفجره کار را تسهیل میکردند.
در طول سالهای ۱۹۷۸و ۲۰۰۰، ۱۰۶ معدنکار جان خود را از دست دادند و یک هزار و ۵۰ نفر نیز به شدت آسیب دیدند. عملکرد دولت، معدنکاران ومراکز پژوهشی باعث شد که این آمار کاهش چشمگیری داشته باشند به طوریکه در سال ۲۰۰۱ تنها ۷ تن از کارگران براثر انفجار درمعادن آسیب دیدند در حالی که آمار مذکور در سال ۱۹۷۸ بالغ بر ۱۴۰ نفر بود.
گزارشهای موجود نشان میدهد که به هنگام استفاده از مواد منفجره برخی از کارگران بیش از اندازه به نقطه انفجار نزدیک هستند و یا اینکه صخرههای خرد شده به طرفشان پرتاب میشود.
از سوی دیگر نگاهی به آمار مرگومیر و تلفات معدن مبین این حقیقت است که کار در معادن زیر زمینی با خطر سقوط صخره همراه است. میزان مرگ ومیر کارگرانی که زیر زمین کارمیکنند پنج برابر افرادی است که در صنایع دیگر به فعالیت میپردازند. بین سالهای ۱۹۹۶ و ۱۹۹۸ نیمیاز نیروهای کار معادن زیرزمینی بر اثر سقوط صخره و سقف معدن جان خود را از دست دادند. این در حالی است که سالانه ۵۰۰ تا ۶۰۰ نفر نیز بر اثر سقوط سنگ مجروح میشوند. در این میان استفاده از سیستمهایی که سقوط سنگها را هشدار میدهند، میتواند به نسبت زیادی از این خسارات بکاهد.نکته دیگری که در خلال تحقیقات پیرامون کار در معدن به دست آمد این حقیقت بود که کارگران معدن عمدتا افرادی هستند که در سنین میانسالی به سرمیبرند.
آمار به دست آمده توسط سازمان ملی معدن آمریکا حاکی از این است که نیمیاز نیروهای کار معادن
زیر زمینی در شرف بازنشستگی هستند و مدت زمان ۵ تا ۷ سال به طول میانجامد تا نیروهای جدید بتوانند جایگزین این کارگران شود.
آمارگیری که در سال ۲۰۰۴ توسط اداره کار آمریکا صورت گرفت نشان داد که متوسط سن معدنکاران ۴۵ سال و نه ماه است این در شرایطی است که متوسط سن کارگران صنایع دیگر ۴۰ سال و ۵ ماه است. این حقیقت دو نگرانی را به وجود میآورد. یکی اینکه چگونه میتوان اطلاعات و تجربیات کارگران میانسال را به نیروهای جوان منتقل کرد و دوم اینکه با توجه به بالا رفتن سن نیروهای کار و تحلیل رفتن قوای آنها ، چگونه میتوان سلامتی شان را در سالهای آینده تامین کرد.
ظرافتهای موجود درکار معدن و صنایع معدنی به گونه ایست که به یک باره نمیتوان چارهای برای تمامی مشکلات یافت اما انجام تحقیقات وپژوهشهای متنوع میتواند راهگشای دست یابی به فردایی باشد که درآن بهرهوری بهینه میشود و فضایی امن برای کار و فعالیت کارگران تامین میشود.

استفاده از نانوتكنولوژي در فراوري مواد معدني


http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/01/250444%20(2).jpg
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 ۴۰۰ 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 ۱۰۸ 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 ريز۷۰۰ (nm) دارد، که حاوي نقره و طلا با نسبت مولي تقريبا ۱۴ به يك است حضور اين نانوبلورها باعث رنگ ويژه جام ليکرگوس گشته است.
در سال۱۹۵۹ 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 اندازه۲۵۰۰۰/۱ابعاد 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.


http://www.rasekhoon.net/_WebsiteData/Article/ArticleImages/1/1388/farvardin/01/250444%20(3).jpg

[ریپورتر]

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 ۱۰۰ نانومتر باشد. نانو ذرات سراميكي فلزي يا اكسيد فلزي معمولاً اندازه يكساني از دو يا سه نانو متر تا ۱۰۰ 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 آسيای سانتريفيوژ استفاده می 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 شيمی مکانيکی 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 ۱ تا ۱۰۰ 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
سایت جامع علمی داکفا ( www.docfa.ir )
www.gsinet.ir
/خ