ریپورتر
16th November 2009, 10:04 PM
مواد شیمیایی منبسط شونده
امروزه معدنکاری و شیوه های رایج در آن در حال تحول دائمی است و بسیاری از مراکز و موسسات تحقیقاتی فعال در امور معدن برای پیشبرد اهداف معدنکاری دست به تولید موادی میزنند که بیشترین بازدهی را دارا بوده و در عین حال علاوه بر ارزانی قیمت با محیط زیست سازگاری داشته باشد
http://www.up.ma/images/yvchapdxhg6c3q2l9k2.jpg
یکی از مواردی که به طور روزافزون در کارهای معدنی ایران مورد استفاده قرار می گیرد انواع پودرهای منبسط شونده است . این پودرها پس از محلوط شدن با آب ، به صورت دوغاب در درون چالهای از پیش حفاری شده ریخته می شوند و پس از مدتی در اثر هیدراتیزاسیون و آبگیری ، دوغاب حاصله تا چندین برابر خود افزایش حجم می دهد و در اثر این افزایش حجم یک تنش فشاری بالایی به دیواره چالها وارد میکند و این تنش در نهایت موجب شکسته شدن دیواره چال ، در نقاط ضعف موجود در اطراف دیواره میگردد .
با حفاری و آرایش چالها در جهت های خاص می توان شکسته شدن دیواره چالها را هدایت نمود و در نهایت قطعات سنگ و یا بتن را به طور دلخواه برش داد .
مزایا و معایب استفاده از پودرهای منبسط شونده
پودرهای منبسط شونده همانند هر ماده مصنوعی دیگر دارای مزایا و معایبی می باشند . بنابراین با کنترل و بهسازی روش تولید می توان از معایب این پودرها کاست و بر مزایای آن افزود
اهم این مزایا و معایب عبارتند از:
الف ) مزایا
1- عدم نیاز به استفاده از مواد ناریه : از آنجایی که بسیاری از معادن و یا سازه های بتونی زائد و قابل تخریب ، در مجاورت مناطق مسکونی ، جاده ها و یا خطوط تاسیساتی آب ، برق و یا نفت قرار دارند ، برای رعایت شرایط ایمنی امکان استفاده از مواد ناریه وجود ندارد ، به همین دلیل باعث شده که این معادن به طور دست نخورده باقی بمانند و یا بهره برداری از آنها با ظرفیت پایین انجام شود . استفاده از پودرهای منبسط شونده می تواند تا حد زیادی به امر استخراج و برش قطعات سنگی و بتنی کمک نماید . ضمنا چون استفاده از مواد ناریه در ایران از نظر امنیتی مستلزم رعایت شرایط خاص می باشد ، به همین خاطر رعایت این شرایط زمان و هزینه بسیار زیادی صرف می شود ، لذا بسیاری از افراد ترجیح می دهند از مواد جایگزین دیگری به جای مواد ناریه استفاده کنند
2- سهولت استفاده : استفاده از پودهای منبسط شونده نیاز به نیروی متخصص ندارد و با یک آموزش کوتاه مدت می توان از این پودرها استفاده نمود
3- سهولت حمل و نقل : پودرهای منبسط شونده دارای بسته بندی مخصوصی بوده و به آسانی قابل حمل و نقل هستند و در محل مصرف آماده سازی و مصرف می شوند
4- انعطاف پذیری شکل برش : معمولا در انجام عملیات آتشباری شکل برش چندان دلخواه نیست و با کم و زیاد کردن میزان مواد ناریه و نوع آن ، شکل برش از حالت دلخواه خارج میگردد . این مسئله به خصوص در معادن سنگ دارای اهمیت زیادی است . از آنجایی که در هنگام استفاده از پودرهای منبسط شونده ، چالها در راستای برش دلخواه حفر می شوند و همواره شکست در راستای چالهای حفاری شده رخ می دهد ، لذا به سادگی می توان به سطح برش مطلوب دست یافت
6- سازگاری با محیط زیست : به طور کلی پودرهای منبسط شونده ترکیباتی از مواد معدنی طبیعی میباشند ، که استفاده از آنها مشکل خاصی را از نظر زیست محیطی به وجود نمی آورد
ب ) معایب
1- استاندارد نبودن بعضی از این مواد : بسیاری از پودرهای منبسط شونده موجود در بازار ایران توسط تولید کنندگان مختلفی تهیه میشوند و به دلیل رقابت مالی ، بسیاری از این تولید کنندگان ، استانداردهای تولید را رعایت نمی کنند . از این رو بسیاری از محصولات تولیدی از نظر کیفیت فاقد مشخصات مطلوب هستند
2- شرایط آب و هوایی : بسیاری از پودرهای موجود در بازار ایران برای استفاده در شرایط آب و هوایی مختلف تولید نمی شوند . و لذا از پودر واحدی در مناطق گرم و مناطق سرد استفاده می گردد . از این رو چون عامل گرما نقش بسیار تعیین کننده ای در فرایند انبساط این پودرها دارد ، در هوای سرد از بازدهی زمانی و مالی معدن به شدت کاسته می شود .
3- خطر انفجار و پرتاب سنگ : به دلیل پایین بودن کیفیت بسیاری از پودرهای داخل کشور در هنگام استفاده از این پودرها در هوای گرم و بخصوص در چالهایی که در سنگهای آفتاب خورده حفر شده اند ، این پودرها تقریبا بلافاصله پس از استفاده دچار انبساط شدید شده و تقریبا مشابه مواد منفجره در هنگام انفجار عمل کرده و باعث پرتاب سنگ می گردد .
4- کوچکی ابعاد برش : به دلیل کیفیت پایین بسیاری از پودرهای داخلی ، میزان انبساط و تنش فشاری ناشی از این پودرها بسیار محدود است . بعلاوه به خاطر هموژن و یکنواخت نبودن این پودرها ، در بسیاری از چالها میزان انبساط با یکدیگر تفاوت داشته و سطح برش خورده فاقد شکل صاف و یکنواخت است
5- ایمنی : بسیاری از افرادی که از بعضی پودرهای تولید داخل استفاده کرده اند از بروز بعضی ناراحتی های ریوی ، چشمی شکایت می کنند . اگر چه ارتباط مستقیم بروز این امراض با استفاده از این پودرها به اثبات نرسیده است ولی پایین بودن کیفیت تولید و استفاده از مواد مضر به خاطر ارزان تمام شدن قیمت تولید ، می تواند باعث بروز این بیماریها شود .
کتراک
کتراک از جمله مواد غیر منفجره شیمیایی در معادن می باشد که با استفاده از اعمال نیروی کشش در دیواره چال باعث شکست سنگ می گردد . کتراک به گونه ای عمل می کند که گاز و حرارت بالایی تولید نکرده ولی عمل شکست را تقریبا مانند انفجار انجام می دهد .
<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
<!--[endif]-->
آماده سازی کتراک
ماده شیمیایی کتراک در اثر اختلاط با آب جهت انجام عملیات تخریبی به کار می رود . که برای این اختلاط توجه به نکاتی ضروری می باشد
1- نسبت اختلاط کتراک با آب حدود 3 به 1 می باشد
2- اختلاط می بایست در ظروف پلاستیکی تمیز صورت گیرد
3- آب مورد نظر بایستی خالص بوده و املاحی نظیر ca و mg نداشته باشد .
4- درجه حرارت آب برای اختلاط می بایست بین 15 تا 20 درجه سانتی گراد باشد
طراحی چالها
فاصله بین چالها بایستی بر طبق الگویی رعایت شود . فرمول تجربی که در اجرا عموما جهت طراحی فواصل چالها استفاده می شود به صورت زیر می باشد
10 * قطر چال = حداکثر فاصله چالها ( میلی متر (
در حالیکه به صورت تئوریک و در کاتالوگهای مختلف جداول گوناگونی وجود دارد که از آنها می توان جهت تعیین ضرایب مورد استفاده در فرمول محاسبه فواصل چالها ، در این روش استفاده کرد . فرمول به صورت زیر می باشد :
ضریب * قطر چال = حداکثر فاصله چالها ( میلی متر (
ضریب مورد نظر در فرمول بالا را می توان از طریق جداول مخصوصی که برای تعیین مقدار این ضریب تهیه شده است ، استفاده کرد . جدول تعیین ضرایب بر اساس داده های تجربی در سر معادن بدست آمده است .
چگونگی استفاده از کتراک
کتراک را به نسبت 3 به 1 با آب مخلوط کرده ، شپش دوغاب حاصله را به مقدار معین تا %80 ارتفاع چال را پر می کنمیم . سپس سر چال را با گوه چوبی می کوبیم تا در چال کیپ شود . سپس پس از دو ساعت از ریختن کتراک در داخل چال ، فعل و انفعالات شیمیایی انجام می گیرد و تولید گاز می کند . در اثر فشار گاز گوه چوبی مقداری به سمت بالا حرکت می کند . لازم به ذکر است که بایستی دقت شود تا 2 ساعت پس از ریختن دوغاب در داخل چال مجددا پتکها را در داخل چال بکوبیم . برای اینکه کتراک عمل شکستن را به طور کامل انجام دهد بایستی 12 ساعت به آن فرصت داده شود.
نکاتی در مورد کاربرد کتراک
1- خارج کردن گرد و غبار از داخل چال ، قبل از ریختن دوغاب به داخل چال
2- در صورت نامساعد بودن شرایط جوی ، مثلا در هوای بارانی می بایست که یک پوشش پلاستیکی ( بعد از ریختن ماده در داخل چال ) بر روی چالها قرار دهیم
نکات ایمنی
گاز ناشی از کتراک به قرنیه چشم آسیب رسانده و آن را از بین می برد . بنابراین بایستی کاملا مراقب بوده و در صورت لزوم حتما از عینکهای مخصوص شیشه ای دوجداره استفاده گردد . فاصله ایمنی و مجاز از محل عمل کتراک نبایستی کمتر از یک متر باشد
در صورت پاشیده شدن کتراک چه به صورت پودر و چه به صورت دوغاب به چشم فورا چشم را با آب تمیز و خنک بشویید
موارد کاربرد کتراک
استفاده از کتراک در سنگهای پردرزه و شکاف مناسب نمی باشد . به خاطر اینکه گاز ، از درزه ها حرکت کرده و شکستگیهای ناهمگون ایجاد می کند . بنابراین بهتر است از این ماده تنها در مورد سنگهای بدون درزه و شکاف استفاده کرد
در ایران از کتراک بیشتر در معادن سنگ بخصوص معادن سنگ گرانیت ، در پروژه های عمرانی و راه سازی جهت تخریب و شکستن سنگهای مزاحم و نیز جهت شکستن بتن استفاده می شود
امروزه معدنکاری و شیوه های رایج در آن در حال تحول دائمی است و بسیاری از مراکز و موسسات تحقیقاتی فعال در امور معدن برای پیشبرد اهداف معدنکاری دست به تولید موادی میزنند که بیشترین بازدهی را دارا بوده و در عین حال علاوه بر ارزانی قیمت با محیط زیست سازگاری داشته باشد
http://www.up.ma/images/yvchapdxhg6c3q2l9k2.jpg
یکی از مواردی که به طور روزافزون در کارهای معدنی ایران مورد استفاده قرار می گیرد انواع پودرهای منبسط شونده است . این پودرها پس از محلوط شدن با آب ، به صورت دوغاب در درون چالهای از پیش حفاری شده ریخته می شوند و پس از مدتی در اثر هیدراتیزاسیون و آبگیری ، دوغاب حاصله تا چندین برابر خود افزایش حجم می دهد و در اثر این افزایش حجم یک تنش فشاری بالایی به دیواره چالها وارد میکند و این تنش در نهایت موجب شکسته شدن دیواره چال ، در نقاط ضعف موجود در اطراف دیواره میگردد .
با حفاری و آرایش چالها در جهت های خاص می توان شکسته شدن دیواره چالها را هدایت نمود و در نهایت قطعات سنگ و یا بتن را به طور دلخواه برش داد .
مزایا و معایب استفاده از پودرهای منبسط شونده
پودرهای منبسط شونده همانند هر ماده مصنوعی دیگر دارای مزایا و معایبی می باشند . بنابراین با کنترل و بهسازی روش تولید می توان از معایب این پودرها کاست و بر مزایای آن افزود
اهم این مزایا و معایب عبارتند از:
الف ) مزایا
1- عدم نیاز به استفاده از مواد ناریه : از آنجایی که بسیاری از معادن و یا سازه های بتونی زائد و قابل تخریب ، در مجاورت مناطق مسکونی ، جاده ها و یا خطوط تاسیساتی آب ، برق و یا نفت قرار دارند ، برای رعایت شرایط ایمنی امکان استفاده از مواد ناریه وجود ندارد ، به همین دلیل باعث شده که این معادن به طور دست نخورده باقی بمانند و یا بهره برداری از آنها با ظرفیت پایین انجام شود . استفاده از پودرهای منبسط شونده می تواند تا حد زیادی به امر استخراج و برش قطعات سنگی و بتنی کمک نماید . ضمنا چون استفاده از مواد ناریه در ایران از نظر امنیتی مستلزم رعایت شرایط خاص می باشد ، به همین خاطر رعایت این شرایط زمان و هزینه بسیار زیادی صرف می شود ، لذا بسیاری از افراد ترجیح می دهند از مواد جایگزین دیگری به جای مواد ناریه استفاده کنند
2- سهولت استفاده : استفاده از پودهای منبسط شونده نیاز به نیروی متخصص ندارد و با یک آموزش کوتاه مدت می توان از این پودرها استفاده نمود
3- سهولت حمل و نقل : پودرهای منبسط شونده دارای بسته بندی مخصوصی بوده و به آسانی قابل حمل و نقل هستند و در محل مصرف آماده سازی و مصرف می شوند
4- انعطاف پذیری شکل برش : معمولا در انجام عملیات آتشباری شکل برش چندان دلخواه نیست و با کم و زیاد کردن میزان مواد ناریه و نوع آن ، شکل برش از حالت دلخواه خارج میگردد . این مسئله به خصوص در معادن سنگ دارای اهمیت زیادی است . از آنجایی که در هنگام استفاده از پودرهای منبسط شونده ، چالها در راستای برش دلخواه حفر می شوند و همواره شکست در راستای چالهای حفاری شده رخ می دهد ، لذا به سادگی می توان به سطح برش مطلوب دست یافت
6- سازگاری با محیط زیست : به طور کلی پودرهای منبسط شونده ترکیباتی از مواد معدنی طبیعی میباشند ، که استفاده از آنها مشکل خاصی را از نظر زیست محیطی به وجود نمی آورد
ب ) معایب
1- استاندارد نبودن بعضی از این مواد : بسیاری از پودرهای منبسط شونده موجود در بازار ایران توسط تولید کنندگان مختلفی تهیه میشوند و به دلیل رقابت مالی ، بسیاری از این تولید کنندگان ، استانداردهای تولید را رعایت نمی کنند . از این رو بسیاری از محصولات تولیدی از نظر کیفیت فاقد مشخصات مطلوب هستند
2- شرایط آب و هوایی : بسیاری از پودرهای موجود در بازار ایران برای استفاده در شرایط آب و هوایی مختلف تولید نمی شوند . و لذا از پودر واحدی در مناطق گرم و مناطق سرد استفاده می گردد . از این رو چون عامل گرما نقش بسیار تعیین کننده ای در فرایند انبساط این پودرها دارد ، در هوای سرد از بازدهی زمانی و مالی معدن به شدت کاسته می شود .
3- خطر انفجار و پرتاب سنگ : به دلیل پایین بودن کیفیت بسیاری از پودرهای داخل کشور در هنگام استفاده از این پودرها در هوای گرم و بخصوص در چالهایی که در سنگهای آفتاب خورده حفر شده اند ، این پودرها تقریبا بلافاصله پس از استفاده دچار انبساط شدید شده و تقریبا مشابه مواد منفجره در هنگام انفجار عمل کرده و باعث پرتاب سنگ می گردد .
4- کوچکی ابعاد برش : به دلیل کیفیت پایین بسیاری از پودرهای داخلی ، میزان انبساط و تنش فشاری ناشی از این پودرها بسیار محدود است . بعلاوه به خاطر هموژن و یکنواخت نبودن این پودرها ، در بسیاری از چالها میزان انبساط با یکدیگر تفاوت داشته و سطح برش خورده فاقد شکل صاف و یکنواخت است
5- ایمنی : بسیاری از افرادی که از بعضی پودرهای تولید داخل استفاده کرده اند از بروز بعضی ناراحتی های ریوی ، چشمی شکایت می کنند . اگر چه ارتباط مستقیم بروز این امراض با استفاده از این پودرها به اثبات نرسیده است ولی پایین بودن کیفیت تولید و استفاده از مواد مضر به خاطر ارزان تمام شدن قیمت تولید ، می تواند باعث بروز این بیماریها شود .
کتراک
کتراک از جمله مواد غیر منفجره شیمیایی در معادن می باشد که با استفاده از اعمال نیروی کشش در دیواره چال باعث شکست سنگ می گردد . کتراک به گونه ای عمل می کند که گاز و حرارت بالایی تولید نکرده ولی عمل شکست را تقریبا مانند انفجار انجام می دهد .
<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
<!--[endif]-->
آماده سازی کتراک
ماده شیمیایی کتراک در اثر اختلاط با آب جهت انجام عملیات تخریبی به کار می رود . که برای این اختلاط توجه به نکاتی ضروری می باشد
1- نسبت اختلاط کتراک با آب حدود 3 به 1 می باشد
2- اختلاط می بایست در ظروف پلاستیکی تمیز صورت گیرد
3- آب مورد نظر بایستی خالص بوده و املاحی نظیر ca و mg نداشته باشد .
4- درجه حرارت آب برای اختلاط می بایست بین 15 تا 20 درجه سانتی گراد باشد
طراحی چالها
فاصله بین چالها بایستی بر طبق الگویی رعایت شود . فرمول تجربی که در اجرا عموما جهت طراحی فواصل چالها استفاده می شود به صورت زیر می باشد
10 * قطر چال = حداکثر فاصله چالها ( میلی متر (
در حالیکه به صورت تئوریک و در کاتالوگهای مختلف جداول گوناگونی وجود دارد که از آنها می توان جهت تعیین ضرایب مورد استفاده در فرمول محاسبه فواصل چالها ، در این روش استفاده کرد . فرمول به صورت زیر می باشد :
ضریب * قطر چال = حداکثر فاصله چالها ( میلی متر (
ضریب مورد نظر در فرمول بالا را می توان از طریق جداول مخصوصی که برای تعیین مقدار این ضریب تهیه شده است ، استفاده کرد . جدول تعیین ضرایب بر اساس داده های تجربی در سر معادن بدست آمده است .
چگونگی استفاده از کتراک
کتراک را به نسبت 3 به 1 با آب مخلوط کرده ، شپش دوغاب حاصله را به مقدار معین تا %80 ارتفاع چال را پر می کنمیم . سپس سر چال را با گوه چوبی می کوبیم تا در چال کیپ شود . سپس پس از دو ساعت از ریختن کتراک در داخل چال ، فعل و انفعالات شیمیایی انجام می گیرد و تولید گاز می کند . در اثر فشار گاز گوه چوبی مقداری به سمت بالا حرکت می کند . لازم به ذکر است که بایستی دقت شود تا 2 ساعت پس از ریختن دوغاب در داخل چال مجددا پتکها را در داخل چال بکوبیم . برای اینکه کتراک عمل شکستن را به طور کامل انجام دهد بایستی 12 ساعت به آن فرصت داده شود.
نکاتی در مورد کاربرد کتراک
1- خارج کردن گرد و غبار از داخل چال ، قبل از ریختن دوغاب به داخل چال
2- در صورت نامساعد بودن شرایط جوی ، مثلا در هوای بارانی می بایست که یک پوشش پلاستیکی ( بعد از ریختن ماده در داخل چال ) بر روی چالها قرار دهیم
نکات ایمنی
گاز ناشی از کتراک به قرنیه چشم آسیب رسانده و آن را از بین می برد . بنابراین بایستی کاملا مراقب بوده و در صورت لزوم حتما از عینکهای مخصوص شیشه ای دوجداره استفاده گردد . فاصله ایمنی و مجاز از محل عمل کتراک نبایستی کمتر از یک متر باشد
در صورت پاشیده شدن کتراک چه به صورت پودر و چه به صورت دوغاب به چشم فورا چشم را با آب تمیز و خنک بشویید
موارد کاربرد کتراک
استفاده از کتراک در سنگهای پردرزه و شکاف مناسب نمی باشد . به خاطر اینکه گاز ، از درزه ها حرکت کرده و شکستگیهای ناهمگون ایجاد می کند . بنابراین بهتر است از این ماده تنها در مورد سنگهای بدون درزه و شکاف استفاده کرد
در ایران از کتراک بیشتر در معادن سنگ بخصوص معادن سنگ گرانیت ، در پروژه های عمرانی و راه سازی جهت تخریب و شکستن سنگهای مزاحم و نیز جهت شکستن بتن استفاده می شود