انواع روش‌های حفاری معدن

معادن یکی از سرمایه‌های طبیعی و ارزشمند هر کشوری محسوب می‌شود که با پرداختن به صنعت معدن، می‌توان رشد اقتصادی قابل قبولی برای منطقه رقم زد. معادن بسته به محل قرار گیری مواد، به روش‌های روباز و زیرزمینی مورد استخراج قرار می‌گیرند. روش روباز مناسب معادنی است که به سطح زمین نزدیک بوده و به راحتی می‌توان مواد معدنی را بدون حفر چاه‌های عمیق استخراج کرد. از سمت دیگر برای استخراج مواد معدنی از برخی معادن عمیق، باید عملیات حفاری زیر زمینی انجام شود تا بتوان به آن ماده معدنی دسترسی پیدا کرد.

برای بهره برداری از معادن به تجهیزات و محاسبات زیادی نیاز است. پیش از شروع عملیات حفاری باید بررسی‌های لازم جهت سودآور بودن آن معدن صورت گیرد و کارشناسان تایید کنند که آیا استخراج از آن معدن سودمند خواهد بود یا خیر. پس از تایید کارشناس معدن، نوبت به انتقال تجهیزات به محل و شروع عملیات حفاری می‌رسد. عملیات حفاری با روش‌های مختلفی انجام می‌گیرد که در ادامه به توضیح هر کدام خواهیم پرداخت.

سایر مقالات اوکی صنعت

روش حفاری روباز معدن

همانطور که اشاره شد در مناطقی که مواد معدنی نزدیک به پوسته زمین هستند، پس از بررسی های دقیق معدن توسط پروژه های ریموت سنسینگ یا سنجش از دور از روش حفاری روباز استفاده می‌کنند. ماشین آلات مورد استفاده در حفاری روباز بر اساس نحوه عملکرد به دو دسته ضربه‌ای و چرخشی تقسیم می‌گردند. دسته ماشین‌های حفاری ضربه‌ای هم بسته به مکان چکش زدن با دو نوع چکش داخل چال و چکش خارج چال شناخته می‌شود.

روش حفاری چرخشی معدن

یکی از رایج‌ترین روش‌های حفاری معدن در سراسر دنیا، حفاری چرخشی است که به دلیل سرعت و توان بالا، مورد توجه مهندسین زیادی قرار گرفته است. در دستگاه‌های دیگر برای حفر چال از ضربه استفاده می‌شود اما در دستگاه‌های چرخشی، لایه‌های سنگ را می‌برند تا به لایه‌های زیری دست پیدا کنند. در روش حفاری چرخشی، استفاده از ضربات به طور کامل حذف شده و توسط یک مته کاری حفاری با برش لایه‌ها پیش می‌رود. این دستگاه‌ها وزن بیشتری نسبت به سایر دستگاه‌های مورد استفاده در عملیات حفاری معادن دارند.

روش حفاری چکشی معدن

روش حفاری چکشی معدن خود به دو دسته مختلف تقسیم می‌شود.

• روش حفاری چکش داخل چال: در روش حفاری چکش داخل چال، چکش مستقیما در داخل چال قرار گرفته و به همین دلیل نسبت به سایر روش‌ها کمترین میزان انحراف را رقم می‌زند. برای استخراج معادنی با قطرهای بیشتر از 127 میلی‌متر و کمتر از 200 میلی‌متر، بهترین انتخاب همین روش است؛ زیرا سرعت بالایی داشته و به دلیل انحراف کم، حفاری با دقت زیادی صورت می‌گیرد. از جمله معایب این روش گران بودن چکش حفاری استفاده شده در دستگاه و هزینه بالای کمپرسور است. در صورتی که عملیات حفاری در شرایط نامساعدی صورت گیرد، احتمال گیر افتادن مته در چال وجود دارد.
• روش حفاری چکش خارج چال: در این روش چکش دستگاه در خارج از چال قرار گرفته و با ورود ضربات پی‌در‌پی به میله، انرژی تولید شده را به سرمته منتقل می‌سازد. این روش نفوذ بالایی در سنگ‌ها داشته و به همین دلیل در معادن زیادی از آن استفاده می‌کنند. بیشترین قطری که می‌توان توسط روش حفاری چکش خارج چال ایجاد کرد، 152 میلی‌متر است. هم‌چنین این روش نسبت به دستگاه‌های داخل چال، انحراف بیشتری را تجربه می‌کند. یکی از مزایای قابل توجه این روش صرف هزینه کمتر و صرفه جویی در مصرف سوخت است.

روش حفاری کوپراد معدن

بهترین روش برای حفر چال‌های بدون انحراف، روش حفاری کوپراد است که مزایای دو روش حفاری چکش خارج چال و حفاری چکش داخل چال را به همراه خواهد داشت. در روش حفاری کوپراد یک استرینگ و راد مرکزی در نظر گرفته شده است که وظیفه کنترل انحراف چال و افزایش سرعت حفاری بر عهده دارند. شاید در ابتدا برای خرید دستگاه‌های حفاری کوپراد هزینه زیادی صرف شود اما به مرور زمان متوجه صرفه اقتصادی و سرعت بالاتر این دستگاه‌ها خواهید شد. دستگاه‌های کوپراد نفوذ بیشتری در دل سنگ‌ها پیدا کرده و چال‌هایی با کمترین میزان انحراف ایجاد می‌کند.

روش مته بادی معدن

برای حفر چاه‌های قائم در معادن به منظور آتشبازی یا دوغاب زنی، از روش حفاری مته ضربه‌ای بادی استفاده می‌گردد. با کمک این روش می‌توان در کمترین زمان ممکن، چاه‌های کم قطر ایجاد کرد. این روش برای سنگ‌هایی با سختی بالا مناسب است و می‌تواند در سنگ‌های بسیار سخت نیز نفوذ کند. روش حفاری مته بادی برای سنگ‌هایی با درجه نرمی بالا پیشنهاد نمی‌شود زیرا امکان باقی ماندن لوله حفاری در داخل چال وجود دارد.

مقایسه انواع روش‌های حفاری معدن

حفاری معدن یک عملیات پیچیده و دشوار است که با اطلاع از مزایا و معایب هر روش، می‌توان نوع حفاری مناسب برای یک منطقه یا معدن را انتخاب کرد. به طور مثال اگر عملیات حفاری شما تا مدت‌ها ادامه خواهد داشت روش کوپراد مناسب بنظر می‌رسد زیرا با وجود صرف هزینه اولیه بالاتر نسبت به سایر روش‌ها، طول عمر بیشتری خواهد داشت و در نتیجه صرفه اقتصادی بهتری دارد. به طور کلی انتخاب یک روش حفاری مناسب به نوع معدن، محصول داخل آن و … بستگی دارد اما در جدول زیر انواع روش‌های حفاری مورد مقایسه قرار گرفته است که می‌تواند به شما یک ذهنیت کلی در مورد مزایا و معایب هر کدام ارائه دهد.