معرفی نرم افزار --- جهت تعيين الگوي چالزني و آتشباري در...

چالزني و آتشباري در معادن روباز تعيين الگوي جهتPitBlastمعرفي نرم افزار

2رضا خواجه ناييني و 1رضا خالو كاكايي

چكيدهدستيابي به يك انفجار مطلوب در معادن روباز و به حداقل رساندن اثرات جنبي آتشباري و همچنين انجام عمليات

اي باشد يكي از اهداف ي مربوط به صورت بهينهها ت آتشباري و هزينهاي كه رابطه راندمان عمليا به گونهيي كه به معدن از نظر زماني و ها اجراي هر روش آتشباري عالوه بر هزينه. باشد مي امور استخراج معادن ناندركارا دست

معقولك الگويبه همين لحاظ دستيابي به ي. كند، ممكن است به نتايج رضايت بخشي منجر نشود ميمالي تحميل . گام بزرگي در جهت رسيدن به چگونگي آرايش نهايي چالهاي انفجار است،حفاري و آتشباري اوليه

تواند الگوي حفاري و آتشباري را با اسـتفاده از مي معرفي شده است كه PitBlastدر اين مقاله نرم افزار كامپيوتري Borland C++ Builder 6كور كه با استفاده از زبان برنامه نويسي نرم افزارمذ. روشهاي مختلف و به دفعات تعيين نمايد

:تهيه شده است، تحت سيستم عامل ويندوز قابل اجرا است و داراي چهار بخش كلي زير است يبخش محاسبه و ارائه الگوي حفاري و محاسبات خرج گذار -1 بخش محاسبه الگوهاي آتشباري كنترل شده در معادن روباز -2

اقتصادي بخش محاسبه -3

بخش محاسبه خردايش -4

تواند توسط معدنكاران براي تهيه الگوهاي مذكور جهت تعيين عمليات انفجار بهينه در معادن مينرم افزار مذكور . روباز مورد استفاده قرار گيرد

ل شده، الگوي حفاري و آتشباري، محاسبات اقتصادي آتشباري، آتشباري كنتر، نرم افزار آتشباري :واژگان كليدي

خردايش

0273 - 3335509 نمابرو ، تلفن تي شاهرود، دانشگاه صنعمعدن استخراج گروه مهندسي ،دانشكده معدن و ژئوفيزيك استاديار -1 0273 - 3335509 نمابرو تلفن ،، دانشگاه صنعتي شاهرودمعدن استخراج ، گروه مهندسيكارشناس ارشد مهندسي استخراج معدن -2

زني و آتشباري در معادن روباز چال تعيين الگوي جهتPitBlastمعرفي نرم افزار

344

مقدمهدر طول چندين دهه گذشته استفاده از روشهاي روباز براي استخراج كانسارهاي بزرگ و كم عيار

اين افزايش بدليل نياز صنايع به . افزايش يافته استشين آالت امواد اوليه، پيشرفت تكنولوزي، استفاده از م

ي غول پيكر و همچنين كاهش و استخراج مواد معدندر روش استخراج روباز عمليات . باشد ميپرعيار

برداشت باطله و استخراج مواد معدني با ايجاد پله و گيرد كه به آن آتشباري مي با انفجار صورت الًمعمو كه يكي از مهمترين راتوان اين روش مي. گوينداي پله

روشهاي آتشباري است به صورت انفجار يك يا چند يا نزديك به قائم تعريف نمود كه رديف چالهاي قائم و

بيشتر كارهاي انفجاري را . داراي دو سطح آزاد باشد در نظر گرفت به ها توان به صورت آتشباري پله مي

عنوان مثال در حفر تونلها پس از ايجاد برش اوليه بقيه . شود ميآن به صورت آتشباري پله انجام

ستيابي به در معادن روباز دهدف اين نوع آتشباري مطلوب، به حداقل رساندن اثرات جنبي خردايشيك آوري، ذخيره جمع.باشد ميبا كمترين هزينه آن

تحليل اطالعات مورد وسازي، سازماندهي و تجزيه از نظر ها نياز آتشباري به منظور انتخاب بهترين گزينه

. فني و اقتصادي، امري پيچيده و زمان بر است دارند كه به كمك آنها ي متعددي وجودها روش

مراحل فوق الذكر طي شده و نهايتاً مناسبترين روش . شود ميبراي ارائه الگوهاي حفاري و آتشباري ارائه

اين روشها شامل روشهاي طراحي دستي تا روشهاي در شرايط . طراحي ساده و پيچيده كامپيوتري هستند

چون زمان، سرعت و دقت نقش قابل فعلي عوامليبه همين لحاظ . ر طرحهاي معدني دارندتوجهي د

ي دستي زمان بر ها توان گفت از آنجا كه طراحي ميبرخوردارند، بعضاً موجب از ميهستند و از دقت كي اقتصادي براي صاحبان معادن ها دست رفتن فرصت

بدين جهت در ساليان اخير كاربرد كامپيوتر . شوند ميي پيدا در صنعت معدنكاري به نحو چشمگيري فزون

سرعت در انجام محاسبات، دقت باال و . كرده استقابليت ارائه جواب با تغيير اطالعات اوليه در كمترين زمان، از مزاياي استفاده از طراحي كامپيوتري نسبت

با توجه به مطالب . به روشهاي طراحي دستي است قابل اجرا در محيط ويندوز PitBlastنرم افزار مذكور،

++Borland Cاز زبان برنامه نويسيبا استفاده

Builder 6 تواند الگوي حفاري و مي كه تهيه گرديدآتشباري را با استفاده از روشهاي مختلف و به دفعات

. ]1[تعيين نمايدمحاسبه پارامترهاي حفاري و آتشباري نظير مقدار بار سنگ، فاصله رديف چالها، تعداد چالها، ميزان

كي از اهداف نرم افزار تهيه شده ي. . . خرجگذاري و از ديگر اهداف نرم افزار تهيه شده ارائه . باشد مي

. باشد ميروشهاي الگوهاي آتشباري كنترل شده ي آتشباري نيز بخش ها تجزيه و تحليل اقتصادي پروژه

دهد ميديگري از اهداف نرم افزار تهيه شده را تشكيل ضعيت كه هدف از آن كمك به كاربر جهت بررسي و

در نهايت با ارايه . اقتصادي عمليات آتشباري استتحليلي از وضعيت خردايش مواد حاصل از انفجار كاربر قادر است به قضاوتي اوليه از وضعيت خردشدگي سنگ مورد نظر دست يابد و به هدف مورد نظر كه

.همانا بهينه بودن عمليات آتشباري باشد، دست يابد

PitBlast نرم افزار با استفاده از زبان برنامه نويسي PitBlastم افزار نر

Boland C++ Builder 6 تهيه شده و تحت سيستم قابل Windows 98 بيتي نظير32عاملهاي ويندوز

1صفحه اصلي نرم افزار مذكور در شكل . اجرا استهمانگونه كه در شكل ديده . نشان داده شده است

بخش اصلي به در چهار PitBlastشود نرم افزار مي :صورت زير تهيه شده است

بخش محاسبه و ارائه الگوي حفاري و محاسبات - 1يخرج گذار

بخش محاسبه الگوهاي آتشباري كنترل شده در - 2معادن روباز

3 بخش محاسبه اقتصادي- 4 بخش محاسبه خردايش-

1 – Blasting Patterns 2 – Contour Blasting Patterns 3- Economical Analyses 4-Fragmentation Analyses

1384 ارديبهشت ماه 21 و 20دومين كنفرانس معادن روباز ايران،

345

PitBlast صفحه اصلي نرم افزار -1شكل

Burden محاسبهاب پنجره انتخ-2ل شك

الگوهاي حفاري و آتشبارينخستين بخش از نرم افزار تهيه شده به ارائه الگوي حفاري و آتشباري و ساير پارامترهاي وابسته به

پس از اجراي برنامه و . پردازد ميآن در معادن روباز Burden پنجره Blasting Patterns انتخاب گزينه

19ن پنجره تعداد در اي). 2شكل (گردد ميظاهر به كاربر پيشنهاد 1روش براي محاسبه بار سنگ

1-Burden

روش بيستم جواب نرم افزار است كه تحت . شود ميدر اين پنجره . آيد مي در خروجي PitBlastعنوان

كاربر بسته به ميزان اطالعات در دسترس خود و تواند به تعداد دلخواه ي هر روش ميها شناخت خواسته

پس از . محاسبه بار سنگ بپردازدبه انتخاب روشهايانتخاب روش، پنجره ديگري براي ورود پارامترهاي هر

.شود ميروش ظاهر


346

پنجره محاسبه فاصله داري، گل گذاري و اضافه حفاري -3شكل

پنجره محاسبه فاصله داري، گل گذاري و اضافه حفاري-4شكل

ر سنگ و در مرحله بعد پس از انتخاب و محاسبه با

گردد مي ظاهر Spacingنجره پNextبا زدن دگمه در اين بخش براي محاسبه فاصله داري،). 3شكل (

گل گذاري و اضافه حفاري پنج روش پيشنهاد شده است كه كاربر تنها مجاز به انتخاب يك روش

، ]Ash ]2روش : روشهاي مذكور عبارتند از. باشد مي Bruce، روش ]2[ Konya، روش ]Foldesi ]2روش

Carr ]2[ و روش Lopez ]2[. تواند همچنين كاربر ميبه انتخاب دو نوع الگوي حفاري متداول مستطيلي و

پس از انجام مراحل فوق نتايج . شكل بپردازد1لوزيمحاسبات كه شامل شيب چال، بار سنگ، فاصله داري، طول گل گذاري، طول اضافه حفري، طول خرج ميان

ه چال، طول چال، تعداد چال و تعداد چالها در چال و تبه صورت عددي و گرافيكي باشد مياولين رديف

.گردد مي ارائه )4شكل (

1-Staggered


347

الگوهاي آتشباري كنترل شدهاز آنجا كه لطمه نديدن توده سنگ باقيمانده

دهد، ميهميشه يكي از اهداف آتشباري را تشكيل الگوهاي حفاري بخش دوم نرم افزار تهيه شده به ارائه

و انفجار كنترل شده و ساير پارامترهاي وابسته به آن پنجره انتخاب روش 5 شكل .پردازد ميدر معادن روباز

بر حسب كاربر . دهد ميآتشباري كنترل شده را نشان شرايط سنگ و هدف از اجراي آتشباري با تغييرات مختصري كه در آرايش چالها، خرج گذاري و انفجار

تواند مي شود، ميچالهاي آتشباري كنترل شده داده .را انتخاب نمايدانواع روشهاي آتشباري كنترل شده

شده فرم انتخاب روش آتشباري كنترل -5 شكل

روش براي الگو برداري 6ن نرم افزار تعداد در اياين . شود ميآتشباري كنترل شده به كاربر پيشنهاد

روشهاي دسته . روشها در دو دسته عمده قرار دارند معروفند 1اول كه به روشهاي آتشباري كنترل شده

:عبارتند از 2آتشباري ماليم - 3آتشباري بالشتي - 4آتشباري ضربه گير -

5كه به روشهاي پيش برشيروشهاي دسته دوم :معروفند عبارتند از

6آتشباري خطي - 7آتشباري پيش شكافي - 8آتشباري كنترل شكاف -

ي كنترل ها براي دستيابي به الگوي اوليه آتشباريشده پارامتر قطر چال به عنوان مبنا در نظر گرفته

پس از انتخاب . شده كه بايستي توسط كاربر وارد شودزار ساير پارامترهاي آتشباري قطر مورد نظر، نرم اف

1- Controlled Blasting Methods 2- Smooth Blasting 3- Cushion Blasting 4- Buffer Blasting 5- Precutting Methods 6- Line Drilling 7- Presplitting 8- Fracture Control

نمايد كه اين ميكنترل شده را بر حسب مورد ارائه موارد شامل نوع خرج، قطر خرج، تراكم خرج در چال،

.باشد ميبار سنگ و فاصله داري

محاسبات اقتصادي و به تبع ها امروزه تجزيه و تحليل اقتصادي پروژه

به . است، از اهداف اصلي مهندسان ها آن كاهش هزينههمين لحاظ بخشي از نرم افزار به محاسبات اقتصادي

اين گزينه پس از . چالزني و آتشباري اختصاص يافت قابل Economical Analysesانتخاب اجراي برنامه و

ي ورودي در سه بخش به ها داده. باشد ميدسترسي :شوند مينرم افزار وارد

يمي ورودي شامل اطالعات عموها بخش اول دادهباشد كه شامل ميپروژه و همچنين الگوي حفاري

تعداد روز كاري در ، شده انجام پروژهبيني پيشزمان حجم سنگي كه ، ساعت كار در دسترس در روز،ماه

قرار است در طي پروژه آتشباري شود، وزن مخصوص قطر چال، ، فاصله داري، ارتفاع پله، بار سنگ،سنگ

طول خرج ميان چال طول چال، طول خرج ته چال و .است

بخش دوم شامل اطالعات خرج گذاري و آتشباري :شود مياست كه موارد زير از كاربر خواسته


348

قيمت و وزن مخصوص خرج ته چال، قيمت و وزن خصوص خرج ميان چال، قيمت و تعداد پرايمر، قيمت و تعداد بوستر، قيمت و تعداد چاشني، قيمت و مصرف

،، قيمت ماشين آتش كنفتيله انفجاري يا سيمي ها و هزينه) ها( دستمزد آتشبار،اتصاالت، اهم متر

. نشدهبيني پيشي ورودي، در برگيرنده اطالعات ها بخش سوم داده

باشد كه موارد زير از كاربر گرفته ميمربوط به حفاري :شود مي

ي حمل و ها هزينه خريد ماشين حفاري، هزينهقيمت اسقاطي، قيمت ،بارگيري و مونتاژ، قيمت تاير

له لو، عمر حفاريله لوسر مته، عمر سر مته، قيمت ي انرژي، روغنكاري، تعمير و ها ، هزينهحفاري

ي بهره، ماليات، انبارداري و بيمه، ها نگهداري، هزينه، )دوره زماني استهالك(عمر مفيد ماشين حفاري

. نشدهبيني پيشي ها و هزينه) ها(دستمزد حفارين بخش كه توسط نرم افزار خروجي نهايي ا

و اي ي سرمايهها گردد شامل هزينه ميمحاسبه عملياتي، خرج ويژه و حفاري ويژه و همچنين ميزان

ي مربوطه ها مصرف خرج ته چال و ميان چال و هزينه 6شكل . ي پرايمر، بوستر و چاشني استها و هزينه

.دهد ميپنجره خروجي نرم افزار مذكور را نشان

پنجره خروجي اطالعات اقتصادي -6شكل

خردايش فاكتوري مهم در ،خردشدگي مطلوب و مناسب

است كه روباز معادنرآتشباري دقيت يك عمليات فموتواند هزينه كلي توليد يك معدن را به حداقل مي

بدين ترتيب اگر عمليات انفجاري با .ممكن تنزل دهدي بعدي عمليات ها يرد، سيكلذدقت صورت پ

از . دشو اجراتواند به خوبي طراحي و ميمعدنكاري يين ابعاد قطعات ع خردشدگي و تبيني پيش ديگرطرف

خرد شده و ارزيابي عملكرد اين عمليات، يك فاكتور .موثر و بحراني در انتخاب تجهيزات و ارزيابي آنهاست

بخشي نيز براي PitBlastبه همين لحاظ در نرم افزار وط به خردايش در نظر گرفته شده انجام محاسبات مرب

Fragmentation Analysesانتخاب گزينه با است كه پنجره مربوط به اين 7شكل . با شد ميقابل دسترسي

شود ميهمانگونه كه مالحظه . دهد ميقسمت را نشان روش براي محاسبه خردايش در نظر گرفته شده 7

.استحاضر پس از محاسبه ميزان خردايش در نرم افزار

توزيع ابعاد قطعات خرد شده بيني پيشدو روش براي از انفجار در نظر گرفته شده است كه كاربر پس از به دست آوردن متوسط ابعاد قطعات خرد شده قادر خواهد بود تا با استفاده از يكي از روشهاي موجود به

از توزيع ابعاد قطعات خرد شده از بيني پيشيك نهايت كاربر قادر خواهد بود تا در . انفجار دست يابد


349

تابع توزيع تجمعي خردايش را به صورت گرافيكي ).8شكل (مشاهده نمايد

پنجره مربوط به انتخاب روش محاسبه خردايش -7 شكل

تابع توزيع تجمعي خردايش -8شكل

گيري نتيجه

از روش حفاري و آتشباري در معادن روباز معموالًي برداشت باطله و استخراج مواد معدني استفاده براانجام عمليات آتشباري دستيابي به هدف از . شود مي

مطلوب و به حداقل رساندن اثرات جنبي خردايشيك انجام شده اقتصادي و عمليات كه استاي آن به گونهي متعددي نظير طراحي دستي ها روشاز . بهينه باشد

لگوهاي حفاري و و كامپيوتري براي محاسبات ادر شرايط . شود ميآتشباري در معدن روباز استفاده

چون زمان، سرعت و دقت نقش قابل فعلي عواملي PitBlastافزار نرمتوجهي در طرحهاي معدني دارند لذا

قابل اجرا در محيط ويندوز با استفاده از زبان برنامه كه تهيه گرديد Borland C++ Builder 6نويسي

ند الگوي حفاري و آتشباري را با استفاده از توا مي . روشهاي مختلف و به دفعات تعيين نمايد

19مقدار بار سنگ را با نرم افزار مذكور قادر است روش مختلف و ديگر پارامترهاي حفاري و آتشباري نظير فاصله رديف چالها، تعداد چالها، ميزان

. نمايدوش مختلف محاسبه ر5را با . . . خرجگذاري و نين اين نرم افزار توانائي ارائه الگوهاي آتشباري همچ

ي ها كنترل شده، تجزيه و تحليل اقتصادي پروژهآتشباري و تحليلي از وضعيت خردايش مواد حاصل از

.انفجار را به روشهاي متعدد دارا است

تشكر و قدردانيــزار مــذكور از كمــك اســتادان و ــرم اف در تهيــه ن

فاده شده است كه بـدون كمـك و دوستان عزيزي است


350

مساعدت آنها به فرجام رساندن اين كار، مشكل و چـه بسا ناممكن بود، لذا بدينوسـيله از تمـام آنهـا تـشكر و

.گردد ميقدرداني مراجع

تهيه نرم افزار "، 1382، .خواجه ناييني، ر -1كامپيوتري جهت ارائه الگوي چالزني و آتشباري در

دانشكده ، ه كارشناسي ارشدنام پايان، "معادن روباز .معدن و ژئوفيزيك، دانشگاه صنعتي شاهرود

2- Lopez, J. C., Lopez, J. E. and Ayala Carsedo, F.J., 1995, ”Drilling & Blasting of Rocks”, A. A. BALKEMA.

معرفی نرم افزار --- جهت تعيين الگوي چالزني و آتشباري در...

Documents