پایان نامه بررسی سیستم آتشباری نانل

تعداد صفحات: ۱۰۰ | قابل ویرایش

فهرست مطالب

عنوان                                                  صفحه

فصل اول: مواد منفجره مصرفی در معادن

۱-۱- مقدمه………………………………. ۱

۱-۲- باروت………………………………. ۲

۱-۳- آنفو (ANFO)………………………….. 3

۱-۴- آنفوی مقاوم درمقابل آب (Akvanol)…………. 4

۱-۵-  آنفوی سنگین (Heavu ANFO)……………….. 5

۱-۶- مواد منفجره ژله ای (Slurry)……………… 5

۱-۷- مواد منفجره امولسیون (Emulsion)………….. 6

۱-۷-۱- امولیت (Emulite)……………………… 8

۱-۸- امولان (Emulan)………………………… 8

۱-۹- دینامیت (Dynamite)……………………… 9

فصل دوم: عوامل انفجاری

۲-۱- مقدمه………………………………. ۱۰

۲-۲- فتیله اطمینان (Safety Fuse)……………….. 10

۲-۲-۱- آتشکاری با فتیله اطمینان و چاشنی…….. ۱۱

۲-۲-۲- مزایا و معایب فتیله اطمینان…………. ۱۱

۲-۲-۲-۱- مزایا…………………………… ۱۱

۲-۲-۲-۲- معایب…………………………… ۱۲

۲-۳- فتیله انفجاری (Detonating Cord)…………….. 12

۲-۳-۱- مزایا و معایب فتیله انفجاری…………. ۱۳

۲-۳-۱-۱- مزایا ………………………….. ۱۴

۲-۳-۱-۲- معایب…………………………… ۱۴

۲-۴- چاشنی برقی………………………….. ۱۴

۲-۴-۱- مزایا و معایب آتشباری برقی………….. ۱۵

۲-۴-۱-۱- مزایا…………………………… ۱۵

۲-۴-۱-۲- معایب ………………………….. ۱۶

۲-۵- سیستم هرکودت (چاشنی گازی)…………….. ۱۶

۲-۵-۱- مزایا و معایب سیستم هرکودت………….. ۱۷

۲-۵-۱-۱- مزایا…………………………… ۱۷

۲-۵-۱-۲- معایب ………………………….. ۱۷

۲-۶- سیستم نانل………………………….. ۱۸

۲-۶-۱- مزایای سیستم نانل………………….. ۱۸

۲-۷- پرایمر……………………………… ۱۹

۲-۸- بوستر………………………………. ۱۹

۲-۹- تأخیر و نقش آن در پارامترهای انفجار و خردشدگی سنگها ۲۰

فصل سوم: بررسی سیستم نانل و استفاده از آن در چند معدن

۳-۱- مقدمه………………………………. ۲۳

۳-۲- فرآیند ساخت نانل…………………….. ۲۴

۳-۳- اجزاء تشکیل دهنده واحد نانل…………… ۲۵

۳-۳-۱- تیوپ نانل…………………………. ۲۵

۳-۳-۲- چاشنی…………………………….. ۲۶

۳-۳-۳- رابط……………………………… ۲۷

۳-۳-۴- استارتر…………………………… ۲۸

۳-۳-۵- برچسب مشخصات نانل………………….. ۲۹

۳-۳-۶- گیره……………………………… ۲۹

۳-۴- آزمایشهای انجام شده در روی تیوپ نانل…… ۲۹

۳-۴-۱- بررسی مقاومت تیوپ نانل……………… ۲۹

۳-۴-۲- حساسیت در مقابل عوامل شیمیایی……….. ۳۰

۳-۵- انواع چاشنی نانل…………………….. ۳۰

۳-۵-۱- چاشنی NONLE GT/MS…………………… 32

۳-۵-۲- چاشنی NONEL GT/T…………………….. 32

۳-۵-۳- چاشنی NONEL  UNIDET………………….. 33

۳-۶- انواع رابط………………………….. ۳۴

۳-۶-۱- رابط نوع UB0………………………. 34

۳-۶-۲- رابطهای نوع UNIDET………………….. 34

۳-۶-۳- رابط خوشه ای ……………………… ۳۵

۳-۷- تحلیل مراحل آتشباری با نانل…………… ۳۵

۳-۷-۱- اتصالات با استفاده از رابط UB0……….. 36

۳-۷-۲- اتصال تیوپ نانل به فتیله انفجاری (کرتکس) ۳۸

۳-۷-۳- اتصال توسط رابط خوشه ای…………….. ۳۹

۳-۸- آتش کردن مدار نانل…………………… ۴۰

۳-۸-۱- ماشین انفجار دستی HN1………………. 40

۳-۸-۲- ماشین انفجار پنوماتیک از راه دور PN1….. 42

۳-۸-۳- انفحار با چاشنی الکتریکی……………. ۴۳

۳-۹- چند نمونه از نحوه اتصال مدار با استفاده از چاشنی و رابط های نانل……………………………………. ۴۳

۳-۹-۱- مدار انفجار کوچک پلکانی…………….. ۴۳

۳-۹-۲- مدار انفجار بزرگ پلکانی…………….. ۴۴

۳-۹-۳- انفجار جهت حفر ترانشه………………. ۴۵

۳-۹-۴- اتصال با استفاده از رابط های NONEL UNIDET  برای معادن روباز……………………………………….. ۴۶

۳-۹-۵- اتصال با استفاده از رابط های NONEL UNIDET برای حفر ترانشه……………………………………….. ۴۹

۳-۹-۶- آتشباری تونل………………………. ۵۰

۳-۱۰- استفاده نانل برای آتشباری معدن ماگما سوپریور سوپریور آریزونا…………………………………. ۵۱

۳-۱۰-۱- آزمایش نانل در حفر راهروها…………. ۵۱

۳-۱۰-۲- آزمایش نانل در کارگاههای استخراج معدن ماگما سوپریور  ۵۱

۳-۱۰-۳- تاثیرات خرجگذاری نانل و بهم بستن آن … ۵۲

۳-۱۱- استفاده از نانل برای آتشباری معدن طلای هارمونی  ۵۳

۳-۱۲- استفاده از نانل در معدن گل گهر ………. ۶۰

 فصل چهارم: تجزیه و تحلیل و نتایج بدست آمده از استفاده نانل

۴-۱- معدن ماگما سوپریور…………………… ۷۴

۴-۱-۱- چال منفجر نشده (Misfire)……………….. 74

۴-۱-۲- مطالعه زمانی………………………. ۷۴

۴-۱-۳- استاندارد کردن الگوی حفاری………….. ۷۵

۴-۱-۴- نتایج بدست آمده از استفاده نانل در معدن ماگما سوپریور ۷۵

۴-۲- معدن طلای هارمونی…………………….. ۷۶

۴-۲-۱- نتایج بدست آمده از بکارگیری سیستم نانل در معدن طلای هارمونی……………………………………….. ۷۸

۴-۳- معدن گل گهر…………………………. ۸۱

۴-۴- مراحل قبل از خرج گذاری ………………. ۸۲

۴-۵- هنگام خرجگذاری ……………………… ۸۲

۴-۶- وصل کردن مدار……………………….. ۸۳

۴-۷- کنترل اتصالات ……………………….. ۸۳

۴-۸- مهلت نگهداری در انبار………………… ۸۴

۴-۹- محصولات آسیب دیده ……………………. ۸۴

۴-۱۰- نتایج …………………………….. ۸۵

فهرست منابع……………………………… ۸۷

پیوست…………………………………… ۸۹

چکیده

این پروژه عنوان بررسی سیستم آتشباری نانل را به خود اختصاص داده است. ابتدا مواد منفجره صنعتی (مواد منفجره معمول در معادن) بطور مختصر شرح داده شده است و از آنجا که اکثر مواد منفجره مورد استفاده در کارهای معدنی از حساسیت پایینی برخودارند، عوامل انفجاری مورد بررسی قرار گرفته اند.

مقایسه انجام گرفته بین عوامل انفجاری، نشان دهنده این است که سیستم نانل دارای برتری هایی نسبت به دیگر عوامل می‎باشد. شرح کامل جزییات این سیستم بدنه اصلی این پروژه را تشکیل می‎دهد. بدنبال بررسی این سیستم، شرح نتایج بدست آمده از استفاده نانل در معدن مس ماگما سوپریور، سوپریور آریزونا، معدن طلای هارمونی و معدن سنگ آهن گل گهر ارائه شده است.

مقدمه

در اوایل قرن هفدهم باروت سیاه تولید گردید و برای لق کردن سنگ در صنعت معدن، انفجار جایگزین روش اصلی یعنی حرارت دادن  شد. با ورود به قرن هیجدهم باروت بطور گسترده ای در کارهای ساختمانی مورد استفاده قرار گرفت تا زمانی که ویلیام بیکفورد انگلیسی فتیله اطمینان را در سال ۱۸۳۱ به ثبت رساند. این فتیله یک وسیله مطمئن و ایمن برای آتش زدن باروت در اختیار آتشکاران قرار گرفت.

درسال ۱۸۴۶، اسکانیوسوبره رو که یک ایتالیایی بود نیتروگلیسیرین را کشف کرد. آلفرد نوبل برای ایمن کردن نیتروگلیسیرین به هنگام حمل و نقل در سال ۱۸۶۷ آنرا جذب Kieselguhr (نوعی خاک دیاتومه) کرد که نه تنها سه برابر وزن خود نیتروگلیسیرین را جذب می کرد بلکه از حساسیت آن نسبت به ضربه می کاست و پس از خمیر شدن و شکل گرفتن به صورت فشنگ در داخل کاغذ پیچانده می شد بدین ترتیب دینامیت اختراع شد.

آلفرد نوبل در سال ۱۸۷۵، نیتروگلیسیرین حل کرد و بدین ترتیب ژلاتین انفجاری (نوعی دینامیت) که مخلوطی ژلاتینی شکل از ۹۲% نیتروگلیسیرین و ۸% نیتروسلولز بود ساخت. و در سال ۱۸۷۹ از مخلوط کردن نیترات سدیم و سایر مواد به ژلاتین انفجاری مواد منفجره ضعیفتر بدست آمد. در سال ۱۹۲۰، نیتروگلیکول به دینامیت اضافه شد که نقطه انجماد آن را بطور قابل ملاحظه ای پایین آ‎ورد.

در سال ۱۹۵۶، آنفو (نیترات آمونیوم و گازوئیل) وارد بازار آمریکا شد. در سال ۱۹۸۵ نیترونوبل، آنفوی جدیدی را که مقاومت بیشتری در برابر آب داشت به نام Akvanol عرضه کرد.

و در سال ۱۹۶۰، اسلاری و مواد منفجره با گرانروی بالا تولید شدند  ودر سال ۱۹۷۰ امولسیونهای انفجاری (امولیت) و در سال ۱۹۸۰، آنفوی تقویت شده جدید (امولان) تکمیل و عرضه شدند که تحول جدیدی را در چالهای آبدار بوجود آوردند..

آنفو (ANFO)

آنفو حروف اول کلمات (Ammonium Nitrate Fuel Oil) به معنی مخلوط نیترات آمونیوم و سوخت مایع است. نیترات آمونیوم در اکثر مواد منفجره بعنوان اکسید کننده مصرف دارد.

آنفو به علت ارزانی و ایمنی زیاد بمقدار وسیعی در کارهای معدنی مصرف می‎شود. بطور کلی آنفو شامل ۹۴% نیترات آمونیوم است که دانه های آن با مواد ویژه ضد کلوخه شدن (Anticake) پوشیده شده و ۶% سوخت مایع هم جذب آن  گردیده است.

در پیرامون مواد ضد کلوخه شدن باید گفت که این مواد از این جهت به نیترات آمونیوم افزوده می‎شود که اولا از بهم چسبیدن دانه های نیترات و کلوخه شدن آنها جلوگیری نماید و در مرحله بعد باعث گردد که دانه های نیترات آمونیوم از استحکام کافی در برابر تغییرات درجه حرارت و تغییرات درصد رطوبت برخوردار شوند.

البته لازم به ذکر است که میزان افزودن مواد ویژه ضد کلوخه شدن باید به اندازه ای باشد که روی جذب گازوئیل اثر منفی نگذارد. حساسیت آنفو به انفجار مربوط به ترکیب، خواص فیزیکی ، ابعاد دانه ها و وزن مخصوص آن می‎باشد.

سرعت انفجار آنفو با ازدیاد قطر خرج اضافه می‎شود و به حداثر ۴۳۰۰m/sec در قطر ۱۳cm می رسد. محصور بودن نیز سرعت انفجار آنفو را بالا می‎برد ماکزیمم انرژی از انفجار آنفوزمانی است که مقدار سوخت به ۷/۵ % برسد. اضافه کردن فلزات سوختی نظیر آلومینیوم سبب ازدیاد انرژی آنفو می‎باشد.

نیترات آمونیوم سنگین (Heavy ANFO)

همانطور که می دانیم هر چه وزن مخصوص ماده منفجره بیشتر باشد انرژی واحد وزن آن بیشتر است بعلاوه با ازدیاد وزن مخصوص، سرعت انفجار نیز بالا می رود که هر دوی اینها در کارآئی ماده منفجره موثرند. اما فضای خالی بین دانه های نیترات آمونیوم به ۳۰ تا ۴۰ درصد می رسد.

برای بالا بردن وزن مخصوص بهتر است دانه هایی با ابعاد متفاوت را با هم مخلوط کنیم تا فضای خالی بین دانه ها کم شود و سرعت انفجار بالا رود. این پدیده تا جایی ادامه دارد که وزن مخصوص نیترات آمونیوم به ۲۵/۱ برسد ادامه دارد و پس از آن سرعت انفجار شدیدا پایین می‎آید.

مواد منفجره ژله ای (Slurry)

از سال ۱۹۵۰، مخلوط نیترات آمونیوم و سوخت بعنوان ماده منفجره بکار گرفته شد. این ترکیب مخصوصا از نظر ایمنی و ارزانی بسیار ایده آل است. اما نقایص عمده آن شامل: عدم مقاومت دربرابر آب، وزن مخصوص کم و قطر بحرانی زیاد برای جبران این نقایص در سال ۱۹۶۰، مواد منفجره ژله ای بر پایه ترکیب آب و نیترات آمونیوم ساخته شد. ترکیب عمده این مواد ناریه در جدول (۱-۲) آورده شده است.

مقدار TNT در ترکیب بسته به قطر بحرانی و درجه حرارت محیط کار تغییرمی کند. در بین مواد ژله ای آنها که آلومینیوم دارند قوی ترند. این مواد در شرایط مرطوب و معادن روباز به مقدار زیاد استفاده می‎شوند. وزن مخصوص خرجگذاری بالا سیال بودن و ایمنی کاربرد این نوع مواد را زیاد می‎کند.

مواد ژله ای را می‎توان با دست یا پمپ به داخل چال فرستاد. مواد منفجره ژله ای به دو صورت فشنگی و فله ای ساخته می‎شود. آنهایی که به صورت فشنگ ساخته می‎شود هر چه قطر آنها بیشتر باشد حساسیتشان کمتر می گردد. هر جا که مواد منفجره ژله ای به صورت فله ای خرجگذاری شوند، برای حساس کردن آن، مواد گاز زا (مثل میکروبالنها) را همراه با ماده منفجره به داخل چال می فرستند.

فهرست منابع

• Peter p. Harvy; “THE USE ON NONEL PRIMADETS FOR BLASTING INITION AT THE MAGMA SUPRIOR MINE , SUPRIOR ARIZONA” Southwest Regional Bickford , co. las vegas, Nevada (1978).
• K F EICK- General Managager; “Harmony Gold Mining Company Limited, Virginia , Orange Free State Republic Of South Africa (1990)
• Charles M. Curtin; “NONEL PRIMADETS SAFETY AND SIMPLICITY IN A WORLD OF ELECTRICAL HAZARDS” Manager Of Sales Development Ensing Bickford Company Simsbury , Connecticut (1976)
• Nitro Nobel; “NONEL User’s Manual”
• Nitro Nobel; “Plantes for NONEL Detoneator”
• Nitro Nobel; “Product Catalogue” (1993).