آتشباری در معادن 

آتشباری یا انفجار (Blasting) مهمترین مرحله در استخراج معادن است. به طور کلی هدف از آتشباری جداسازی بخش زیادی از مواد معدنی یا باطله از جبهه کارهای معدن در کوتاه ترین زمان ممکن است. آتشباری از دو جهت بسیار حائز اهمیت است، نخست اینکه بخش عمده هزینه‌های معدنکاری مربوط به این مرحله است و در صورت عدم مدیریت صحیح آن حاشیه سود معدن به شدت پایین خواهد آمد. دوم اینکه آتشباری از نظر فنی و ایمنی عملیاتی بسیار پیچیده و حساس است، عدم توجه به مسائل فنی می‌تواند عیار میانگین بار استخراجی معدن را پایین آورده یا راه‌های دسترسی به جبهه کارها را مسدود نماید. همچنین در صورت رعایت نکردن مسائل ایمنی، خسارت جانی و مالی جبران ناپذیری به نیروی انسانی و تجهیزات وارد خواهد شد.

مراحل آتشباری در معادن

1-    طراحی و پیاده سازی نقاط شبکه حفاری:

ابتدا واحد فنی طبق طرح بهره برداری، برنامه تولید و وضعیت فعلی معدن اقدام به طراحی شبکه حفاری می‌نماید. شبکه حفاری باید شامل موقعیت استقرار هر چال در جبهه کار، عمق هر چال، قطر چال، اولویت انفجار هر چال و مواردی از این قبیل باشد. سپس تیم نقشه برداری اطلاعات مربوطه را تحویل گرفته و به کمک تجهیزات نقشه برداری مانند دوربین نقشه برداری و جی پی اس اقدام به مشخص کردن محل دقیق چال ها می‌نماید. محل چال ها باید نشانه گذاری شده (به کمک گچ، رنگ یا سنگ چین) تا تیم حفاری دچار خطا و اشتباه نگردد.
چنانچه محدوده مورد نظر دارای ناهمواری و پستی و بلندی باشد نیاز است ابتدا محدوده تسطیح و هموار شود. عملیات تسطیح و هموارسازی معمولاً به کمک ماشین‌آلات معدنی و راه سازی مانند بلدوز، لودر، بیل مکانیکی یا گریدر انجام می‌شود.

تصویری از پلان شبکه حفاری

2-    حفاری:

در مرحله دوم عملیات چال زنی چال های انفجاری توسط انواع دستگاه های حفاری استخراجی از جمله دریل واگن، راسل، جامبو دریل (مختص معادن زیرزمینی) و DTH (دستگاه حفاری چکش پایین) انجام می‌شود. معمولاً به دلیل ریزش دیواره چال پیشنهاد می-گردد حدوداً 50 سانتی متر از عمق تعیین شده برای هر چال بیشتر حفاری شود تا جبران بخش پر شده شود. 
پس از اتمام عملیات چال زنی برای اطمینان از صحت عملیات حفاری انجام شده لازم است فاصله، تعداد و عمق چال ها کنترل شود. چنانچه هر یک از پارمترهای اندازه گیری شده مغایر با الگوی حفاری باشد باید اصلاح گردد سپس گزارش پایان عملیات اکتشاف به واحد فنی جهت محاسبه مواد ناریه مورد نیاز ارسال می‌گردد. 

3-    حمل مواد ناریه:

مواد منفجره دارای خواصی هستند که هنگام کار با آنها باید مورد توجه قرار گیرد. این خواص نه تنها برای آتشباری بلکه برای حمل و نقل و انبارداری نیز حائز اهمیت است. خواص عمده‌ای که باید مورد توجه قرار گیرد عبارتند از : سرعت انفجار، قدرت انفجار، وزن مخصوص، اثر رطوبت، سمی بودن و حساسیت.
•    سرعت انفجار: هرچه سرعت انفجار بیشتر باشد، قدرت خرد کردن ماده منفجره بیشتر خواهد بود.
•    قدرت انفجار: هرچه قدرت بیشتر، انرژی تولید شده به ازای واحد وزن بیشتر است.
•    وزن مخصوص: هرچه وزن مخصوص ماده منفجره بیشتر باشد، سرعت و قدرت انفجار بیشتر است.
•    اثر رطوبت: باعث کاهش درجه حرارت انفجار می‌شود.
•    سمی بودن: مواد منفجره سمی هستند و از طریق پوست و تنفس ممکن است جذب شده و باعث مسمومیت شخص شود.
•    حساسیت: به حداقل انرژی لازم برای انفجار یک ماده منفجره حساسیت می‌گویند.
از مهمترین عناصر تشکیل دهنده مواد منفجره می‌توان به هیدروژن، ازت، کربن و اکسیژن اشاره کرد. در نمودار زیر می‌توانید انواع مواد منفجره را مشاهده کنید.

از پرکاربردترین مواد ناریه می‌توان به باروت، آنفو، امولایت و دینامت اشاره کرد که در ادامه ویژگی‌های هرکدام همراه نکات ایمنی حمل و نقل آنها شرح داده شده است.

•    باروت

مواد تشکیل دهنده: نيترات سديم و يا پتاسيم، گوگرد+ زغال چوب
کاربرد: براي مواد با مقاومت كم تا متوسط و در چال‌هاي خشك كاربرد دارد. (در معدن گچ و نمك) 
خصوصيات ويژه:
-    ماده منفجره كند سوز است.
-    با ضربه و شعله منفجر مي شود.
-    قدرت انفجاري كم دارد.
-    حساس به آب است.
-    بدون چاشني هم منفجر مي شود .

ايمني: 
-    دور از رطوبت نگهداري شود.
-    از رسيدن شعله و جرقه به آن اكيداً خودداري شود.

•    آنفو

مواد تشکیل دهنده: نيترات آمونيوم+گازوئيل
کاربرد: كاربرد بیشتر در معادن روباز با سنگ سخت
خصوصيات ويژه:
-    مقاومت ضعيف در مقابل آب
-    ارزان، ايمن و با حساسيت كم
-    وزن مخصوص پایین (0.9 gr/Cm3)

ايمني: 
-    حمل و نقل آن معمولاً بي خطراست.
-    رطوبت كم باعث تجزيه و كلوخه شدن آنفو مي شود كه با ضربه چوب مي‌توان آن را از هم جدا كرد.

تصویر کیسه های آنفو

•    دینامیت

مواد تشکیل دهنده: نيتروگليسيرين + نيترات سديم + مغز چوب 
کاربرد: داراي انواع زياد از جمله ديناميت معمولي، ژلاتيني، با وزن مخصوص كم است. در معادن روباز و زير زميني به طور گسترده كاربرد دارد.
خصوصيات ويژه:
-    گران قیمت است
-    عدم حساسيت نسبت به گاز خيزي معادن زغالسنگ
-    زود یخ میزند
-    نشت مايعات داخل ديناميت باعث خراب شدن آن مي‌شود.

ايمني: 
-    در اثر نگهداري طولاني مدت مايعات آن خارج مي شود و در اين وضعيت جابجايي آنها خطرناك است.
-    دست زدن به مايعاتي كه از ديناميت خارج مي شود خطرناك است.
-    استنشاق گازهاي متصاعد شده از ديناميت باعث مسموميت مي‌شود.
-    در حالت يخ زدن بسيار خطرناك است و به سرعت منفجر مي شود.
-    بايد در دماي 10 تا 25 درجه نگهداري شود.

•    امولایت (مواد منفجره ژله‌ای)

مواد تشکیل دهنده: نيترات آمونيوم+  مواد نفتي و روغني + اكسيدكننده ها
کاربرد: امولایت انواع مختلفی دارد و مناسب چال های آبدار و خشک است. در چال های آبدار جای آب را گرفته و آب را به بیرون هدایت می¬کند. برای افزایش دانسیته و انرژی درونی آنفو، می¬توان آن را با امولایت ترکیب نمود در این صورت قدرت انفجار تا 2.5 برابر ممکن است افزایش یابد.
خصوصيات ويژه:
-    سرعت انفجار بالایی دارد.
-    ارزان قیمت است.
-    دیر یخ می‌زند.
ايمني: 
-    معمولاً در بسته های پلاستیکی با قطر کم، بسته بندی و حمل می‌شود.
-    در معادن بزرگ که مصرف آن زیاد است به وسیله تانکرهای مخصوص حمل شده و به وسیله شلنگ به داخل چال‌ها پمپ می‌شود.

تصویری از امولایت در بسته بندی های مختلف

*** به هنگام کار با مواد منفجره نباید هیچ گونه اشتباهی مرتکب شد، زیرا اولین اشتباه، آخرین اشتباه خواهد بود.

موارد ایمنی حمل مواد ناریه به دو دسته کلی بارگیری و تخلیه و حمل در معدن تقسیم می‌شود که در ادامه به برخی از مهمترین آنها اشاره شده است.

مقررات بارگيري و تخليه مواد منفجره
-    بارگيري و تخليه مواد منفجره بايد در روز صورت گيرد.
-    قبل از عمليات بارگيري بايد كنترل شود كه شرايط وسيله نقليه مطابق دستورالعمل باشد.
-    كاميون حامل مواد منفجره بايد داراي دستگاه هاي آتش خاموش کن باشد.
-    كاميون حامل مواد منفجره بايد مجهز به برق گير باشد.
-    محل بارگيري و تخليه بايد مجهز به روشنايي باشد.
-    به هنگام بارگيري و تخليه، موتور وسيله نقليه بايد در وضعيت خاموش باشد.
-    به هنگام بارگيري و تخليه مواد منفجره، خودرو بايد به وسيله ترمز دستي كاملاً بدون حركت باشد و چرخ هاي خودرو بايد به وسيله سنگ يا قطعات چوبي ثابت شود تا در حال بارگيري و تخليه، از حركت ناگهاني جلوگيري به عمل آيد.
-    به هنگام بارگيري و تخليه، در نزديكي وسايل نقليه حامل مواد منفجره به هيچ وجه نبايد دخانيات استعمال شود و يا از آتش روباز استفاده گردد. راننده و سرنشينان وسيله نقليه حامل مواد منفجره مجاز نيستند كبريت، فندك و غيره با خود همراه داشته باشند.

مقررات حمل مواد منفجره در معدن

-    جا به جا كردن مواد منفجره در داخل معدن و حمل آن از انبار به محل كار و نظير آن بايد تحت نظارت و با مسئوليت آتشبار انجام گيرد.
-    مواد منفجره پودري يا مايع بايد توسط وسايل نقليه مخصوص حمل شود.
-    قرار دادن چاشني همراه با ماده منفجره اصلي در يك كيسه يا يك صندوق يا يك وسيله نقليه ممنوع است.
-    قرار دادن لوازم و اشياء متفرقه درون كيسه برزنتي يا جعبه محتوي مواد منفجره ممنوع است.
-    در صورت حمل مواد منفجره به وسيله لوكوموتيو در داخل معدن، قطار مربوطه بايد داراي واگن مخصوص باشد و روي آن علائم خطر نصب شود.
-    در زمان رعد و برق و در خلال آن حمل و نقل مواد مواد منفجره ممنوع است.

در پایان باید توجه شود که حمل و نقل مواد منفجره بايد طبق آئين نامه‌های ارائه شده از سوي سازمان‌های ذيربط انجام شود.

4-   خرج گذاری:

مهمترین فعالیت در عملیات آتشباری اجرای صحیح خرج گذاری است که شامل قرار دادن چاشنی و مواد منفجره در چال‌های انفجاری است. این امر به دلیل حساسیت بالا باید توسط تیم آتشباری به سرپرستی مسئول مربوطه انجام شود. خرج گذاری معمولاً طی 5 مرحله انجام می‌شود.
1-    کنترل نهایی چال‌ها:
کلیه چال ها از نظر محل، عمق، آبدار بودن، ریزشی یا دارای حفره و شکستگی بودن باید بررسی شوند.
2-    تخلیه آب چال‌ها:
در صورتیکه چال آبدار باشد جهت جلوگیری از تأثیر رطوبت بر ماده منفجره باید به کمک پمپ آب درون چال تخلیه شود.
3-    چاشنی و فتیله گذاری:
به منظور اجرای صحیح و استفاده بهینه از مواد منفجره لازم است از روش چاشنی و فتیله گذاری جهت تحریک مواد منفجره و نهایتاً بالا بردن راندمان عملیات آتشباری استفاده نمود.
4-    شارژ مواد ناریه (خرج اصلی) :
در این مرحله مواد ناریه با ماشین یا به صورت دستی در چال ها تخلیه می‌شوند.
5-    گل گذاری دهانه چال:
معمولاً از ذرات حاصل از حفاری چال همراه با خاک رس جهت مسدود کردن دهانه چال و جلوگیری از پرتاب سنگ، کم شدن لرزش هوا و خروج گاز استفاده می¬شود. گل گذاری صحیح و اصولی می¬تواند به شدت کیفیت و راندمان انفجار را افزایش دهد. 
6-    شبکه بندی (سربندی سیم ها):
پس از انجام عملیات خرج گذاری دو رشته سیم مربوط به چاشنی از هر چال خارج شده است که لازم است این سیم ها بر اساس مدار آتشباری و جهت انفجار به هم متصل گردند. به نحوه اتصال چال¬ها به یکدیگر اصطلاحاً مدار آتشباری گفته می¬شود. معمولاً مدار آتشباری به شکل سری (برای تعداد چال کم)، موازی (در چال های با فاصله زیاد) یا مختلط بسته می‌شوند.

تصویر موقعیت چال‌های خرج گذاری شده

5-    عملیات آتشباری :

پیش از انفجار نهایی نیاز است مدار آتشباری طبق موارد زیرکنترل شود
•    انطباق مدار اجرا شده با نقشه آتشباری
•    کنترل اتصال سیم ها به یکدیگر
•    بررسی عایق بودن هر یک از اتصالات به کابل اصلی و سایر سیم‌ها
•    اندازه گیری مقدار مقاومت کلی مدار با اهم متر و مقایسه آن با میزان مقاومت سیم‌ها
•    تعیین محلی امن جهت قرار گرفتن آتشبار و دستگاه آتش زن
•    اتصال کابل های آتشباری از انتهای شبکه به آتش زن و رعایت فاصله مناسب
•    ایمن سازی محیط و جلوگیری از تردد افراد و ماشین آلات در محدوده خطر
•    سنجش میزان گاز در معادن زیرزمینی

تصوير شماتيك از عوامل آتشباری

پس از اتمام بررسی و کنترل مراحل آتشباری، آتشبار موظف است طی چند مرحله نسبت به آتش کردن جبهه کار نماید. این مراحل عبارتند از:
1-    آتشبار و کمک او به ایستگاه یا جان پناه بروند.
2-    بوق یا زنگ آتش کردن به صدا درآورد.
3-     کابل اصلی آتشباری را به دستگاه زنه متصل نماید.
4-    بررسی شود کلیه افراد درگیر انفجار یا ماشین¬آلات از منطقه خطر خارج شوند.
5-    انجام عملیات آتشباری با صدای بلند یا بلندگو انجام شود.
6-    با خروج کلید دستگاه آتش زنه، انفجار انجام شود.
7-    پس از انفجار محل انفجار توسط آتشبار جهت بررسی خطرات احتمالی به خصوص عمل نکردن چاشنی‌ها، بازدید شود.

دستگاه آتش زنه برقی

نتیجه گیری
آتشباری به عنوان مهمترین عملیات معدنکاری می‌تواند ضامن بهره وری یک معدن باشد. چنانچه آتشباری از نظر فنی و اقتصادی مدیریت نشود هزینه های استخراج به شدت افزایش یافته و به دنبال آن حاشیه سود کاسته می‌شود. از طرفی با عدم توجه و رعایت موارد ایمنی ممکن است خسارات جانی و مالی شدیدی به بار آید. بدون شک اولویت اصلی هر فعالیت اقتضادی حفظ جان و سلامتی نیروی انسانی است.

در پایان چنانچه در خصوص انفجار در معدن خود نیاز به مشاوره داشته باشید می‌توانید با همکاران ما با شماره 03591090535 در تماس باشید.