حفاری و استخراج از معدن

برای بهره برداری از معادن ، نیازمند دستگاه ها و ماشین آلات معدنی هستیم. روش‌های مختلفی برای استخراج از معدن وجود دارد. استخراج روباز (سطحی) و استخراج زیرزمینی. انتخاب هر کدام از این روش‌ها، به عمق مورد نظر، شکل محصول آن و مسائل اقتصادی بستگی دارد. با این وجود ، اکثر معادن دنیا به خصوص سنگ آهن با استفاده از روش‌های روباز استخراج می‌شوند.

روش های متداول حفاري در معادن روباز

حفاری در شرايط مختلف اجرايی، نيازمند روش ها و تجهيزات مختلفي است كه با توجه به كاربرد آن تعريف می‌گردد. انتخاب روش هاي حفاری مورد استفاده در معادن از سال ها پيش انجام گرفته است و متأسفانه بررسي دقيق و فنی روش حفاری جديدی براي انتخاب و جايگزينی روش های قديمی به ندرت صورت مي‌گيرد. ماشین آلات حفاری معادن روباز بر اساس شيوه انتقال نيروی حفاری به دو دسته كلی چرخشی وضربه ایی تقسيم مي شوند، كه دستگاه حفاری ضربه ای نیز براساس واسطه انتقال نیرو و محل استقرار ضربه زدن (چکش زدن) به دو دسته کلی چکش خارج چال و چکش داخل چال تقسیم بندی می‌شوند.

روش حفاري چرخشی

از روش های متداول حفاری توليدی در معادن بزرگ روباز جهان به شمار می‌آيد. امروزه بيشتر دستگاه هاي حفاری معادن فلزی بزرگ روباز جهان از نوع چرخشی است. اختلاف اصلي روش حفاری چرخشی با ساير روش های حفاری، حذف ضربه به عنوان عامل حفر چال از اين روش حفاری است. در اين روش، كار حفاري با برش سطح سنگ انجام می‌شود و عامل تعيين كننده در اين روش، وزن دستگاه و مجموعه متعلقات سيستم حفاری است كه به شكل بار روی مته به سنگ منتقل می‌شود. بنابراين دستگاه های چرخشی از وزنی به مراتب بيشتر از ساير دستگاه های حفاری برخوردار هستند.

روش حفاری چکش

روش حفاري چکش خارج چال

در این روش ضربه زن یا چکش دستگاه حفاری در خارج از چال قرار می‌گیرد و انرژی را به سر مته منتقل میکند. این روش حفاری به دلیل نرخ بالای نفوذ پذیری در سنگ در شرایط مناسب زمین شناسی از کاربرد فراوان بر خوردا است. محدویت های دستگاه حفاری که با این روش کار می‌کنند شامل محدودیت قطر و ژرفای حفاری محدود به دلیل انحراف زیاد دوام کم راد های حفاری و راندمان پایین عملیاتی در حفاری در شرایط سخت زمین شناسی و تکتونیزه است. از مزایای این روش هزینه سرمایه گذاری اولیه و مصرف سوخت کمتر این دستگاه نسبت به سایر روش های متداول است.

روش حفاری چکش داخل چال

روش حفاری ضربه زن ته چال، روش قابل اعتمادي براي حفاری در شرايط سهل تا سخت زمین شناسی به کار می‌رود. در این روش انرژی ضربات به طور مستقیم به سر مته منتقل می‌شود و افت انرژی در آن به کمترین مدار می‌رسد. در اين نوع دستگاه ها شكل و ساختار چكش مانع از انحراف چال شده و پايداري بيشتري را در ديواره چال سبب می‌شود. از آنجا كه در اين روش حفاري فضاي بين ديواره چال و راد حفاري كمتر از روش چكش خارج چال است، از اين رو سرعت عبور خرده هاي حفاری و فلاشینگ در چال نسبت به سایر روش ها بیشتر خواهد بود.

این روش حفاری به دلیل قرار گرفتن چكش در داخل چال ، كمترين ميزان انحراف چال را نسبت به ديگر روش هاي رايج ايجاد می‌كند. از ديگر مزاياي اين دستگاه ها، مناسب بودن آنها برای كاربری در شرايط نامناسب زمين شناسی و سهولت كار براي اپراتور اين دستگاه ها است .

روش حفاری کوپارد

تا پيش از پيدايش سيستم حفاری كوپراد، حفار چال هاي بدون انحراف در كوتاه ترين زمان و در شرايط نامساعد زمين شناسی از رؤياهای طراحان معادن به شمار می‌آمد. اما امروزه دستگاه هاي حفاري كوپراد بهترين گزينه مناسب براي حفاری چال های بدون انحراف در شرايط نامساعد حفاری است. این سیستم حفاری ترکیبی از مزایای هر دو سیستم حفاری چکش داخل چال . چکش خارج چال را داراست. در این سیستم حفاری از یک استرینگ و یک رادار مرکزی برای حفاری استفاده مي شود كه به ترتيب نقش كنترل انحراف چال و افزايش سرعت حفاری را بر عهده دارند. اين سيستم حفاری شامل تركيب رادهای ضربه ای و لوله های حفاری است.