تقسیم بندی کانسارهای معدنی بر اساس موقعیت قرارگیری در زمین
+ کانسارهایی که در سطح زمین و یا مناطق کم عمق قرار گرفته اند و حداکثر ارتفاع روباز ۱۵۰ متر است. (Shallow Deposit)
+ کانسترهایی که در مناطق عمیق قرار گرفته اند. (Deep Deposit)
پس از اینکه عمق و مشخصات کانسار یا همان ذخیره معدنی تعیین شد، با توجه به شرایط اقتصادی و امکانات فتی موجود، عملیات آماده سازی و استخراج به روش روباز یا زیرزمینی انجام می شود. همان طور که گفته شد بسیاری از مواد معدنی هستند که در سطح یا نزدیکی سطح زمین قرار گرفته اند. هنگامی که یک کانسار در نزدیکی سطح زمین قرار گیرد به صورت روباز استخراج می شود. به طور کلی، مجموعه عملیاتی که برای دستیابی و استخراج از یک کانسار در فضای باز و زیر آسمان انجام گیرد، استخراج روباز یا سطحی می نامند.
ذخایر قابل استخراج با روش سطحی
– ذخایر توده ای (Massive Deposit)
ذخایری هستند با حجم زیاد و متراکم که عیار کانی در آنها متغیر و مقدار آن از زون کم عیار به سمت زون پر عیار افزایش می یابد و بیضوی شکل یا بدون شکل هستند.
– ذخایر لایه ای (Bedded Deposit)
ذخایری هستند که منشاء رسوبی دارند یا گسترش زیاد و بسته به شرایط زمین شناسی، افقی یا شیب دار هستند. ( زغال سنگ، نمک، بوکسیت، فسفات، آهن، پتاس)
– ذخایر آبرفتی (ALLuvial Deposit)
ذخایری هستند که از تغییر، تجزیه و سایش ذخایر دیگر به وجود می آیند و منشاء ذخایر فلزات سنگین و قیمتی هستند. (ماسه های کانه دار، ذخایر پلاسری و پرفیری)
اهمیت معادن سطحی
– روش روباز در مقایسه با سایر روش های استخراج زیرزمینی از هزینه اولیه زیادی برخوردار است اما تولید بالا، و هزینه استخراج پایین به ازای هر تن از مزایای عمده این روش است
– روش روباز بدلیل استفاده از ماشین‌آلات بارگیری و حمل عظیم‌الجثه که از قدرت و ظرفیت زیاد برخوردارند و دارای تولید بالایی می‌باشد و برای معادن بزرگ که دارای شرایط ژئومکانیکی سخت و بسیار سخت است کاملاً مناسب می‌باشد و مورد استفاده قرار می‌گیرد.
– امروزه۹۰-۷۰ درصد آهن، مس، فسفات، آزبست، بوکسیت، منگنز و زغال سنگ قابل بهره برداری در معادن روباز استخراج می شوند.
– تقریبا تمام مواد ساختمانی از معادن روباز بازیافت می شوند و در مورد زغال سخت و اورانیوم نیز سهم قابل ملاحظه ای به میزان ۳۰-۲۵ درصد از طریق فنون معدن کاری روباز قابل استخراج می باشند.
آینده استخراج معادن به روش های سطحی
شاید بتوان گفت پیدایش روش های استخراج سطحی مسبب بارزترین تغییرات در اصول فرآیند معدنکاری بوده است. گذار به سمت استخراج معادن با روش روباز که از دهه ۱۸۹۰ میلادی آغاز گردیده است، با پیشرفت هایی که در زمینه مکانیزاسیون تحقق یافته، به طور قابل توجهی فرآیند استخراج مواد معدنی را تسهیل نموده است. پیشینه غنی در زمینه نوآوری ها در استخراج معادن به روش های سطحی باعث شده تا امروزه سطح تولید به جایی برسد که چند دهه پیش حتی تصور آن هم نمی رفت. اما آینده چطور رقم خواهد خورد؟
استخراج معادن به روش های سطحی در معرض سطح گسترده ای از فشارهای داخلی و خارجی قرار دارد، بطوری که لزوم تغییرات اساسی جهت فایق آمدن به این چالش ها اجتناب ناپذیر می نماید. دیگر بحث آن مطرح نیست که تا حد ممکن سنگ تولید شود، به طوری که هم ارزان تمام شود و هم ایمن باشد.
در سال های اخیر کاربرد اتوماسیون و کنترل از راه دور در فرآیندهای معدنکاری در کانون توجه قرار گرفته است و به احتمال قوی تا آینده قابل پیش بینی هم ادامه یافته و به عنوان پیشرفت سامانه های ارتباطات، سامانه های اندازه گیری و توان محاسباتی، حوزه نامحدودی برای توسعه فراهم خواهد آورد. افزون بر این فناوری ها، هنوز کارهای انجام نشده زیادی وجود دارد که هم تغییرات پله ای و هم بهبودهای تدریجی می تواند تأثیر بسزایی بر افزایش ارزش بخش استخراج معادن سطحی داشته باشد. به نظر می رسد بخش صنعت چاره ای جر پیگیری این فرصت ها پیش رو ندارد
تقسیم بندی روش های استخراج
تقسیم بندی روش های استخراج در کشورهای مختلف متفاوت است.
+ در کشور روسیه نحوه باطله برداری و انبار کردن آن یکی از عمده ترین عوامل تقسیم بندی را تشکیل می دهد در صورتی که در ایالات متحده ، وضعیت ماده معدنی ، ضخامت مواد پوشاننده و عوارض زمین نقش اصلی را در طبقه بندی بر عهده دارد.
+ عده ای از مولفان روش های استخراج را با توجه به نوع ماده معدنی فلزی و غیرفلزی تقسیم کرده اند.
+ عده ای عمق نسبی را معیار قرار داده اند.
+ عده ای دیگر اندازه و شکل ذخیره مثل رگه ای و توده ای بودن را معیار قرار داده اند.
معمولی ترین طبقه بندی توسط هارتمن (Hartman) ارائه شده است:
+ کانسارهایی که در سطح زمین و یا مناطق کم عمق قرار گرفته اند و حداکثر ارتفاع روباز ۱۵۰ متر است. (Shallow Deposit)
+ کانسترهایی که در مناطق عمیق قرار گرفته اند. (Deep Deposit)
پس از اینکه عمق و مشخصات کانسار یا همان ذخیره معدنی تعیین شد، با توجه به شرایط اقتصادی و امکانات فتی موجود، عملیات آماده سازی و استخراج به روش روباز یا زیرزمینی انجام می شود. همان طور که گفته شد بسیاری از مواد معدنی هستند که در سطح یا نزدیکی سطح زمین قرار گرفته اند. هنگامی که یک کانسار در نزدیکی سطح زمین قرار گیرد به صورت روباز استخراج می شود. به طور کلی، مجموعه عملیاتی که برای دستیابی و استخراج از یک کانسار در فضای باز و زیر آسمان انجام گیرد، استخراج روباز یا سطحی می نامند.
ذخایر قابل استخراج با روش سطحی
– ذخایر توده ای (Massive Deposit)
ذخایری هستند با حجم زیاد و متراکم که عیار کانی در آنها متغیر و مقدار آن از زون کم عیار به سمت زون پر عیار افزایش می یابد و بیضوی شکل یا بدون شکل هستند.
– ذخایر لایه ای (Bedded Deposit)
ذخایری هستند که منشاء رسوبی دارند یا گسترش زیاد و بسته به شرایط زمین شناسی، افقی یا شیب دار هستند. ( زغال سنگ، نمک، بوکسیت، فسفات، آهن، پتاس)
– ذخایر آبرفتی (ALLuvial Deposit)
ذخایری هستند که از تغییر، تجزیه و سایش ذخایر دیگر به وجود می آیند و منشاء ذخایر فلزات سنگین و قیمتی هستند. (ماسه های کانه دار، ذخایر پلاسری و پرفیری)
اهمیت معادن سطحی
– روش روباز در مقایسه با سایر روش های استخراج زیرزمینی از هزینه اولیه زیادی برخوردار است اما تولید بالا، و هزینه استخراج پایین به ازای هر تن از مزایای عمده این روش است
– روش روباز بدلیل استفاده از ماشین‌آلات بارگیری و حمل عظیم‌الجثه که از قدرت و ظرفیت زیاد برخوردارند و دارای تولید بالایی می‌باشد و برای معادن بزرگ که دارای شرایط ژئومکانیکی سخت و بسیار سخت است کاملاً مناسب می‌باشد و مورد استفاده قرار می‌گیرد.
– امروزه۹۰-۷۰ درصد آهن، مس، فسفات، آزبست، بوکسیت، منگنز و زغال سنگ قابل بهره برداری در معادن روباز استخراج می شوند.
– تقریبا تمام مواد ساختمانی از معادن روباز بازیافت می شوند و در مورد زغال سخت و اورانیوم نیز سهم قابل ملاحظه ای به میزان ۳۰-۲۵ درصد از طریق فنون معدن کاری روباز قابل استخراج می باشند.
آینده استخراج معادن به روش های سطحی
شاید بتوان گفت پیدایش روش های استخراج سطحی مسبب بارزترین تغییرات در اصول فرآیند معدنکاری بوده است. گذار به سمت استخراج معادن با روش روباز که از دهه ۱۸۹۰ میلادی آغاز گردیده است، با پیشرفت هایی که در زمینه مکانیزاسیون تحقق یافته، به طور قابل توجهی فرآیند استخراج مواد معدنی را تسهیل نموده است. پیشینه غنی در زمینه نوآوری ها در استخراج معادن به روش های سطحی باعث شده تا امروزه سطح تولید به جایی برسد که چند دهه پیش حتی تصور آن هم نمی رفت. اما آینده چطور رقم خواهد خورد؟
استخراج معادن به روش های سطحی در معرض سطح گسترده ای از فشارهای داخلی و خارجی قرار دارد، بطوری که لزوم تغییرات اساسی جهت فایق آمدن به این چالش ها اجتناب ناپذیر می نماید. دیگر بحث آن مطرح نیست که تا حد ممکن سنگ تولید شود، به طوری که هم ارزان تمام شود و هم ایمن باشد.
در سال های اخیر کاربرد اتوماسیون و کنترل از راه دور در فرآیندهای معدنکاری در کانون توجه قرار گرفته است و به احتمال قوی تا آینده قابل پیش بینی هم ادامه یافته و به عنوان پیشرفت سامانه های ارتباطات، سامانه های اندازه گیری و توان محاسباتی، حوزه نامحدودی برای توسعه فراهم خواهد آورد. افزون بر این فناوری ها، هنوز کارهای انجام نشده زیادی وجود دارد که هم تغییرات پله ای و هم بهبودهای تدریجی می تواند تأثیر بسزایی بر افزایش ارزش بخش استخراج معادن سطحی داشته باشد. به نظر می رسد بخش صنعت چاره ای جر پیگیری این فرصت ها پیش رو ندارد
تقسیم بندی روش های استخراج
تقسیم بندی روش های استخراج در کشورهای مختلف متفاوت است.
+ در کشور روسیه نحوه باطله برداری و انبار کردن آن یکی از عمده ترین عوامل تقسیم بندی را تشکیل می دهد در صورتی که در ایالات متحده ، وضعیت ماده معدنی ، ضخامت مواد پوشاننده و عوارض زمین نقش اصلی را در طبقه بندی بر عهده دارد.
+ عده ای از مولفان روش های استخراج را با توجه به نوع ماده معدنی فلزی و غیرفلزی تقسیم کرده اند.
+ عده ای عمق نسبی را معیار قرار داده اند.
+ عده ای دیگر اندازه و شکل ذخیره مثل رگه ای و توده ای بودن را معیار قرار داده اند.
معمولی ترین طبقه بندی توسط هارتمن (Hartman) ارائه شده است:
