تحقیق بررسی عوامل مؤثر بر هجوم آب در معادن روباز (docx) 30 صفحه
دسته بندی : تحقیق
نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحات: 30 صفحه
قسمتی از متن Word (.docx) :
عنوان پروژه
بررسی عوامل مؤثر بر هجوم آب در معادن روباز
فهرست مطالب
چکیده فارسی ................................................................................................................................................... 8
فصل اول: کلیات ............................................................................................................................................ 9
مقدمه .............................................................................................................................................................. 10
آشنایی با معادن روباز ...................................................................................................................................... 10
فصل دوم: ادبیات نظری ............................................................................................................................. 19
هوم آب در معادن روباز ......................................................................................................................... 20
مشکلات ناشی از حضور آب در معدن .................................................................................................... 21
فصل سوم: روش شناسی .......................................................................................................................... 25
روش تحقیق و ابزارگردآوری اطلاعات ......................................................................................................... 26
فصل چهارم: یافته های تحقیق .................................................................................................................... 28
عوامل موثر بر هجوم آب در معادن روباز .......................................................................................................... 29
فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری .............................................................................................................. 32
نتیجه گیری و پیشنهادات تحقیق ............................................................................................................... 33
منابع ........................................................................................................................................................... 34
فهرست اشکال
شکل 1 ................................................................................................................. 21
شکل 2 ................................................................................................................. 22
شکل 3 ................................................................................................................. 23
چکیده فارسی
معدن یا کانسار کانی یا به صورت خلاصه «کانسار» به جای انباشت طبیعی فلز یا سنگ‌های گوناگون که ارزش اقتصادی داشته باشد می‌گویند. اما معدن به روش روباز يكي از روشهاي استخراج معادن سطحي است كه ترجيحاً براي معادن فلزي و عمدتاً مس و آهن بكار برده مي‌شود. در اين روش استخراج به صورت پله‌پله و تا عمقي از ذخيره معدني كه عمليات اقتصادي باشد، ادامه پيدا مي‌كند. در اين روش از سطح معدن آنقدر باطلهبرداري مي‌شود تا به ماده معدني دسترسي حاصل شود.
این پژوهش از نظر روش توصیفی - تحلیلی و از نظر هدف کاربردی است و با استفاده از منابع کتابخانه ای انجام می گیرد. در این پژوهش به توصیف در مورد عوامل موثر بر هجوم آب در معادن روباز می پردازیم. در این تحقیق از روش اسنادی استفاده شده است. در این روش محقق از مهمترین ابزار خود یعنی فیش برداری استفاده می‌کند. محقق با مراجعه به همه منابع شناسایی شده از قبل، مطالب مهم و مورد نیاز خود در فیش‌های تحقیق، البته با ذکر دقیق مشخصات منبع مورد استفاده، می‌نویسد. اطلاعات جمع‌آوری شده که در فیش‌ها ثبت شده‌اند با یک نظم منطقی دسته‌بندی شده و در تحقیق با یک دسته‌بندی مناسب و منطقی ثبت می‌شوند. روش گردآوری اطلاعات این تحقیق نیز کتابخانه ای و با فیش برداری و برگه نویسی از منابع معتبر شامل کتب، مقالات، گزارشات و ... است.
هجوم آب به معادن روباز از موانع و چالشهای مهم در عرصه فعالیت معدن کاری است. اما از عوامل هجوم آب به معادن روباز می توان به شیب معدن، شیب کف معدن، منابع آب زیرزمینی، مخزن آب معدن، موقعیت لوله های انتقال آب، فصل معدن کاری، منطقه جفرافیایی معدن و نقص در امکانات پمپاژ اشاره کرد که تقریبا تمامی آنها قابل پیشگیری و کنترل هستند و می توان با مطالعات و تدابیر متعدد از بروز آنها جلوگیری کرد. انجام مطالعات لازم پیش از احداث معدن، در نظر گرفتن فصل معدنکاری، تدارک دیدن تجهیزات قوی و سالم برای معدن و مواردی از این قبیل خواهند توانست از بروز هجوم آب به معدن روباز جلوگیری کند.
کلیدواژه ها: هجوم آب، معدن روباز
فصل اول
کلیات
مقدمه
معدن یا کانسار کانی یا به صورت خلاصه «کانسار» به جای انباشت طبیعی فلز یا سنگ‌های گوناگون که ارزش اقتصادی داشته باشد می‌گویند. معادن به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:
معادن سطحی
معادن زیرزمینی
هر کدام از دسته‌های بالا دارای زیر مجموعه‌های مختلفی هستند که با توجه به نوع ماده معدنی و شکل کانسار دسته بندی می‌شوند. یک نوع از دسته بندی معادن شامل نوع ماده معدنی می‌شود که به دو دسته زغالی و غیر زغالی تقسیم می‌شود(نورتون، 2012، 45).
آشنایی با معدن روباز
معدن به روش روباز يكي از روشهاي استخراج معادن سطحي است كه ترجيحاً براي معادن فلزي و عمدتاً مس و آهن بكار برده مي‌شود. در اين روش استخراج به صورت پله‌پله و تا عمقي از ذخيره معدني كه عمليات اقتصادي باشد، ادامه پيدا مي‌كند. در اين روش از سطح معدن آنقدر باطلهبرداري مي‌شود تا به ماده معدني دسترسي حاصل شود. باطله‌هاي روي ماده معدني پس از برداشت بايد عمدتاً به خارج از محدوده معدن منتقل شده و در آنجا انبار شوند. تنها آن بخش از اين باطله‌ها كه ممكن است در امر جاده‌سازي، ترميم جاده‌ها، پي‌سازي كارگاهها و پرنمودن گودال مورد استفاده قرار گيرند. در داخل محدوده معيني قرار مي‌گيرند و براي مابقي حتماً بايد در خارج از محدوده معدن محل خاص در نظر گرفت و به شيوه معيني دمپ نمود. انتخاب مكان و يا مكانهاي خاص براي دمپ باطله‌ها نياز به اطلاعات دقيق در مورد حجم باطلهبرداري و خصوصيات شيمايي و فيزيكي آنها دارد و از مواردي است كه در بخش طراحي معدن بايد مورد مطالعه قرار گيرد. روش روباز در مقايسه با ساير روشهاي استخراج از هزينه اوليه زيادي برخوردار است اما توليد بالا، توليد به ازاء هر پرسنل بالا و هزينه استخراج پائين به ازاء هر تن از مزاياي عمده اين روش است. روش روباز به دليل استفاده از ماشين‌آلات بارگيري و حمل عظيم‌الجثه كه از قدرت و ظرفيت زياد برخوردارند و داراي توليد بالايي مي‌باشد و براي معادن بزرگ كه داراي شرايط ژئومكانيكي سخت و بسيار سخت است كاملا ً‌مناسب مي‌باشد و مورد استفاده قرار مي‌گيرد، بويژه ذخاير عظيم كه از عيار كم برخوردارند. ذخاير توده‌اي و ذخايري كه به صورت رگه ضخيم يا لايه ضخيم اما به طور افقي يا شيب ملايم يا شيب تند از عمق تا سطح ادامه دارند. مناسب‌ترين ذخاير براي بكارگيري روش روباز مي‌باشند. در روش روباز استخراج به طور غيرپيوسته صورت مي‌گيرد يعني دو سيستم بارگيري و حمل به طور منفك از هم عمل مي‌نمايند. در بيش از 80% معادن روباز در دنيا از شاول و تراك به عنوان ماشين‌آلات بارگيري و حمل استفاده مي‌شود. در اكثر اين معادن از لودر نيز به عنوان ماشين بارگيري كمكي استفاده شده است. در روش روباز به منظور دسترسي به مادة معدني استخراج از نقطه‌اي شروع خواهد شد كه كمترين باطلهبرداري را داشته باشد. جهت آماده‌سازي مواد از حفاري و انفجار استفاده مي‌شود. مواد منفجره مصرفي آنفو و در شرايطي كه چالهاي انفجاري مرطوب يا نمناك باشند براي خنثي نمودن خاصيت آب از آنفو دوغابي استفاده مي‌شود. حد نهايي معدن محدوده‌اي است كه از نظر اقتصادي تا رسيدن به آن اجازه عمليات استخراجي وجود دارد يا عمليات مقرون به صرفه است. همانطور كه ملاحظه مي‌شود استخراج مادة معدني و باطله با ايجاد برش‌هايي از بالا و پائين صورت مي‌گيرد و در نهايت فضاي خالي شده‌اي در دل زمين ايجاد مي‌گردد كه ديواره آن شكل پله‌اي دارد. به اين فضاي خالي ايجاد شده پيت گفته مي‌شود. براي آن دسته از ذخايري كه در كمتر از 20 متري سطح زمين قرار داشته باشند مي‌توان از روش تك پله‌اي استفاده كرد و ماشين‌آلات بارگيري و باربري مختلفي را بسته به فاصله جابجايي لازم براي باطله و مادة معدني بكار برد. در شرايطي كه عمق بيش از 20 متر باشد ايجاد چندين پله جهت استخراج مادة معدني ضروري است(رید، 2015، 89).
ارتفاع، عرض و شيب پله‌ها از پارامترهاي مهم طراحي در استخراج معادن روباز مي‌باشد و به طور عمده به ميزان توليد، جنس سنگ و ماشين‌آلات حفاري، بارگيري و حمل و نقل بستگي دارد.
مشخصه‌هاي مهم پله معدن روباز با توجه به عوامل ياد شده بشرح ذيل تعيين مي‌شوند:
ا HYPERLINK "http://fironstone.com/" \t "_blank" لف- ارتفاع پله
متوسط ارتفاع پله‌ها بين 4 تا 20 متر متغير است. اين حد عمدتاً به جنس سنگ بستگي دارد و در سنگهاي نرم بين 4 تا 6 متر، در سنگهاي نيمه سخت بين 6 تا 8 متر و در سنگهاي سخت بين 8 تا 20 متر تعيين مي‌شود. همچنين اندازه انتخاب شده براي ارتفاع پله بايد با ارتفاعي كه سيستم بارگيري قادر به استخراج است هماهنگي داشته باشد. اگر چه طراحي پله‌هاي مرتفع موجب كاهش هزينه‌هاي حفاري و انفجار مي‌شوند اما احتمال حادثه را نيز افزايش مي‌دهند و از طرف ديگر ارتفاع كمتر از 4 متر نيز به دليل افزايش هزينه حفاري، كمتر طراحي مي‌شوند. غير از عوامل ياد شده شرايط جوي نيز در انتخاب ارتفاع پله مؤثرند بالاخص مناطق برف‌گير كه احتمال يخبندان هم زياد است(هنتون، 2016، 89).
ب- عرض پله
عرض پله‌ها بين 8 تا 40 متر متغير است. اين حد به اندازه ماشين حفاري، شيوه انفجار، عرض سيستم بارگيري و سيستم حمل و ايمني بستگي دارد. هر چه پله از عرض كمتري برخوردار باشد ميزان باطلهبرداري كمتر، شيب پله و معدن زيادتر مي‌شوند و از نظر اقتصادي نيز مقرون به صرفه‌تر خواهند بود اما ايمني كاهش مي‌يابد. در پله‌هاي عريض شيب پله و معدن كمتر، باطلهبرداري زياد و از نظر اقتصادي هزينه يك تن توليد نيز افزايش خواهد يافت. حسن پله‌هاي عريض كاهش حادثه و افزايش راندمان و ايمني در عمليات است(همان منبع).
ج- شيب پله
شيب پله معمولاً از شيب معدن زيادتر انتخاب مي‌شود. شيب معدن زاويه‌اي است كه ين خط افق و خط فرضي كه لبه بالاترين پله را به پاي پائين‌ترين پله متصل مي‌كند، به وجود مي‌آيد.
شيب معدن بين 20 تا 70 درجه تغيير مي‌كند كه به نوع و جنس طبقات، شرايط هيدرولوژي و مدت استخراج بستگي دارد. دليل انتخاب شيب بيشتر براي پله نسبت به شيب معدن اين است كه فشار يا بار وارد شده براي پله كمتر مي‌باشد و به طور كلي سنگها در ارتفاع كم بيشتر مي‌توانند حالت قائم داشته باشند. شيب پله‌ها مي‌تواند تا 90 درجه نيز انتخاب شود. انتخاب شيب پله نيز بستگي به جنس سنگ، وضعيت قرارگيري لايه‌ها، درزه و شكاف و عوامل هيدروليكي دارد. باتوجه به عوامل ياد شده شيب پله معمولاً در سنگهاي نرم 35 تا 55 درجه، در سنگهاي نيمه سخت 55 تا 75 درجه و در سنگهاي خيلي سخت 75 تا 90 درجه انتخاب مي‌شود(همان منبع).
از ديگر مشخصه‌هاي هندسي معادن روباز مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:
الف- شيب معدن
شيب معدن ممكن است برحسب نوع و جنس طبقات، شرايط هيدرولوژي و مدت زمان استخراج در سنگهاي نرم بين 20 تا 32 درجه، در سنگهاي نيمه سخت 32 تا 45 درجه و در سنگهاي سخت بين 45 تا 70 درجه تغيير كند. هرچه شيب معدن زيادتر انتخاب شود، امكان دسترسي به عمق بيشتر و استخراج مواد معدني با عيار كمتر وجود دارد. ضمن آنكه هزينه باطلهبرداري نيز كاهش پيدا مي‌كند. از معايب شيب زياد عدم ايمني آن مي‌باشد. در شيب‌هاي كمتر، ايمني زياد مي‌شود و احتمال بروز حادثه كاهش پيدا خواهد كرد اما زمان باطلهبرداري افزايش مي‌يابد و موجب خواهد شد تا به ماده معدني ديرتر دسترسي حاصل شود(همان منبع).
ب- جاده اصلي معدني
در روش روباز حداقل يك جاده اصلي نياز است و بسته به شكل ذخيره معدني ممكن است داراي بيش از يك جاده باشند كه تا عمق معدن ادامه دارد. اين جاده‌ها در معادن كم عمق مستقيم هستند ما در معادن عميق به صورت حلزوني‌اند كه در پيرامون معدن ايجاد مي‌شود و شيب آن كم و بيش از كف تا سطح معدن يكسان است و يا بصورت زيگ- زاگي مي‌باشد. از مشخصه‌هاي اصلي جاده‌ها نيز مي‌توان به شيب، پهنا و محل آنها اشاره كرد(همان منبع).
ب- شيب كف معدن
در بسياري از معادن كف معدن را شيبدار مي‌نمايند تا در فصل بهار كه برفها ذوب مي‌شوند و يا زماني كه ميزان بارندگي زياد است دفع آب از معدن به آساني صورت گيرد. اين شيب بين 1 تا 2 درصد است تا آبهاي كف پله از سرعت قابل توجه برخوردار شوند. جهت شيب بايد به گونه‌اي باشد كه آب از جبهه كار عمليات دورشود(همان منبع).
د- مخزن
پائين‌تر از كف معدن و به منظور محل جمع شدن آبهاي معدن مخزني ايجاد مي‌كنند كه آب از اين مخزن توسط پمپ آبكشي به بيرون از معدن انتقال داده مي‌شود. اندازه مخزن احداث شده به ظرفيت و تعداد پمپ آبكشي بكار رفته بستگي دارد(همان منبع).
با در نظرگرفتن پارامترها و مشخصه‌هاي فوق، مراحل استخراج روباز را مي‌توان به صورت زير خلاصه كرد(همان منبع).
1-2-1- آماده‌سازي سطح معدن
اين مرحله هرچند ممكن است هميشه نياز نباشد، اما شامل انتقال گياهان، خاك، موانع و مسطح نمودن سطح زمين مي‌شود. به طور عمده اين مرحله به انتقال پوشش‌هاي روي باطله معدن اختصاص پيدا مي‌كند و معمولاً از اسكريپر، بولدوزر يا لودر استفاده مي‌شود(دولاتی، 2013، 66).
2-2-1- حفاري باطله‌هاي روي ماده معدني
به منظور تسريع در عمليات باطلهبرداري و بالا بردن كارايي ماشين‌آلات و تجهيزات بكار رفته، آماده‌سازي باطله به كمك حفاري و انفجار بايد انجام گيرد. حفر چالهاي انفجاري در معادن سطحي معمولاً به كمك حفاري چرخشي صورت مي‌گيرد اما در بعضي موارد در چالهاي با قطر و عمق كم از حفاري ضربه‌اي استفاده مي‌شود. قطر، عمق و فواصل چاهها به ميزان توليد سالانه، شرايط ژئومكانيكي معدني، نوع مواد منفجره و ماشين‌آلات بارگيري و حمل و نقل دارد(همان مبنع).
3-2-1- انفجار باطله‌هاي روي ماده معدني
پس از حفر چالهاي انفجاري، عمليات انفجار انجام مي‌پذيرد. نوع مادة منفجره و ميزان مصرف آن به جنس سنگ و ميزان خردشدگي موردنظر بستگي دارد. غالباً در معادن سطحي از آنفو به دلاليل ايمني، ارزاني و خردشدگي بهتر در انفجار استفاده مي‌شود(همان مبنع).
4-2-1- بارگيري باطله‌ها
به منظور بارگيري باطله‌ها در معادن روباز معمولاً از شاول يا لودر يا تركيبي از اين دو استفاده مي‌شود(همان مبنع).
5-2-1- حمل باطله‌ها
حمل باطله‌هاي روي معدن در معادن روباز به كمك تراك، نوار نقاله و … ريل صورت مي‌گيرد(همان مبنع).
6-2-1- حفاري ماده معدني
حفاري برروي ماده معدني مشابه حفاري برروي باطله‌هاي روي ماده معدني است. انتخاب ماشين، قطر چال، عمق و فواصل چال بستگي به جنس ماده معدني، ميزان توليد و نوع مادة منفجره دارد و به ندرت ماشين حفاريي متفاوت از آنچه در باطلهبرداري استفاده شد، بكار مي‌رود(همان مبنع).
7-2-1- انفجار ماده معدني
انفجار ماده معدني همانند باطله‌هاي روي ماده معدني بستگي به ميزان خردشدگي موردنياز و اندازه سنگ‌شكن دارد. آنفو به همراه چاشني‌هاي الكتريكي تأخيري، متداولترين تركيب براي انفجار مي‌باشد. سنگ‌شكن اوليه يكي از عوامل مهم در انتخاب ماشين حفاري، آرايش چالها و نحوه انفجار مي‌باشد(همان مبنع).
8-2-1- HYPERLINK "http://tempuri.org/?link=new" بارگيري مواد معدني
درمعادن روباز بارگيري مواد معدني به كمك شاول و يا لودر صورت مي‌گيرد. كه معمولاً لودر به عنوان ماشين بارگيري كمكي استفاده مي‌شود(همان مبنع).
9-2-1- حمل مواد معدني
حمل مواد معدني معمولاً به كمك تراك، تسمه نقاله و ريل صورت مي‌گيرد. به دليل امكان استفاده از ماشين آلاتي مانند شاول و تراك‌هاي با ظرفيت بالا در روش روباز، ميزان توليد اين روش نسبت به روشهاي ديگر بسيار بالاتر است. همچنين با وجود زياد بودن سرمايه اوليه لازم، هزينه توليد به ازاء هر تن ماده معدني پائين مي‌باشد كه اين موارد از محاسن عمده روش روباز مي‌باشد(مارینی، 2013، 9).
فصل دوم
ادبیات نظری
هجوم آب در معادن روباز
كاهش ذخاير سطحي سبب شده تا معدنكاران به منابع معدني كه در اعماق بيشتري واقع شده اند توجهكنند. اين موضوع سبب مي شود تا در پاره اي از موارد عمليات استخراج مواد معدني در زير سطح آب هاي زيرزميني انجام شود. نتيجه آن افزايش مشكلات معدنكاري، بالا رفتن هزينه هاي معدن و مشكلات زيست محيطي مي باشد. اطلاع داشتن از رژيم آب هاي زيرزميني در اطراف معدن و خصوصيات هيدروليكي طبقات در محدوده معدن، در كنترل آب هاي هجومي به داخل معدن موثر خواهد بود. در نتيجه جهت كنترل آب هاي زيرزميني هجومي به داخل كارهاي معدني بايستي سيستم آبكشي و آبگيري به درستي طراحي گردد تا سطح آب زيرزميني در محدوده معدن پايين نگه داشته شود و بدين ترتيب منجر به افزايش پايداري شيب معدن گردد. براي آنكه يك سيستم آبگيري موثر در يك معدن روباز طراحي و به خوبي اجرا شود، شبيه سازي مشكلات آب در معدن، پيش بيني آب هاي هجومي به داخل معدن مدل سازي فرآيند آبگيري بسيار ضروري به نظر مي رسد. نتايج اين شبيه سازي ها مي تواند در تهيه يك برنامه مديريت آبي به منظور كاهش مشكلات معدنكاري در زير آب و متعاقب آن اثرات دراز مدت زيست محيطي, در مرحله طراحي معدن مورد استفاده قرار گيرد. در مورد پيش بيني آب هاي هجومي به داخل معادن كارهاي تحقيقاتي زيادي صورت گرفته است كه مهمترين آنها در مقالات يافت مي شوند(لویس، 2014، 55).
شکل 1 - منابع آبهای هجومی به معدن روباز
مشکلات ناشی از حضور آب در معدن
حالتهای مختلف حضور آب در معدن عبارتند از: نشت از سنه کار، تجمع در کف پیت و چالهای آتشباری، نشست آب از سینه کار بلوکهای آبدار بسیار کم بوده است(همان منبع).
1-2-2- افزایش هزینه آتشباری
در چالهای آبدار امکان استفاده از آنفو وجود ندارد و از مواد منفجره ضدآب موسوم به اسلاری استفاده می شود که قیمت این مواد تقریبا 10 برابر می باشد. مشکل استفاده از مواد منفجره اسلاری، نسبت به آنفو، حساسیت بیشتر مواد منفجره اسلاری نسبت به آنفو می باشد و حتما بایستی تا هشت ساعت پس از خرج گذاری آتش شوند در غیر این صورت امکان عمل نکردن آنها وجود دارد در حالی که آنفو این مشکل را نداشته و می توان چندین روز پس از خرج گذاری عملیات آتشباری را انجام داد(همان منبع).
شکل 2- روش آبگیری پیشرفته در معدن روباز
2-2-2- تاثیر منفی در پایداری شیب
مطالعه پایداری شیب در معادن روباز به منظور طراحی و انتخاب شیب صورت می گیرد که باعث کاهش هزینه های معدنکاری و اطمینان از توانایی سنگ در پایدار ماندن، کاهش دادن احتمال شکست و تقلیل حادثه و آسیب رساندن به پرسنل و ماشین الات معندنی می شود. بحث پایداری شیب یکی از مهمترین و حساس ترین زمینه های مهندسی برای طراحان معادن می باشد. انتخاب شیب مناسب برای هر معدن چه از نظر پایداری و یا از نظر اقتصادی مهمترین بخش از طراحی را تشکیل می دهد، این حساسیت و اهمیت از آنجا ناشی می شود که سنگ رفتار ناهمسانگرد دارد و خصوصیات آن در فواصل بسیار کوتاه به علت ویژگی های مختلف درزه های متفاوت می باشد. وجود درزه های با نفوذ پذیری های گوناگون در حضور آن پیچیدگی مسکل را مضاعف می کند. نقش پایداری شیب چه در طراحی، چه در استخراج و یا پیش بینی شکست حائز اهمیت است. در بخش طراحی از بعد اقتصادی، شیب زیاد باعث کاهش نسبت باطله برداری، کاهش زمان برگشت سرمیاه و افزایش ذخیره معدنی قابل استخراج می شود(همان منبع).
شکل 3- نمایش نقشه مربوط به پارامترها و تعیین منطقه مناسب برای پمپاژ
3-2-2- مشکلات زیست محیطی
مهمترین نوع آلودگی ناشی از فهالیتهای معدنکاری، زهکشی معادن با آب اسیدی می باشد. پتانسیل آب اسیدی در حالیکه کانیهای سولفودی، مخصوصا سولفود آهن به همراه کانسمگ وجود داشته باشد، بالا است. اکسیداسیون کانی های سولفیدی که در معرض هوا قرار گرفته اند اولین قدم در تشکیل اسید می باشد. با ادامه پیدا کردم اکسیداسیون مواد اولیه تجزیه شده و در سطوح جدید در معرض اکسیداسیون قرار گرفته و شکل اسید ادامه پیدا می کند. تقریبا هجوم آب به تمام معادن از طریق نزولات جوی، نفوذ آبهای سطحی و یا زیر زمینی، امکان پذیر است. رطوبت هوا نیز عملیات اکسیداسیون را تسریع می کند. آب وارد شد به معدن اثر تماس با مواد اسیدی آلوده شده و می تواند عامل انتقال آلودگی باشد(هانا، 2016، 66).
فصل سوم
روش شناسی
روش تحقیق و ابزار جمع‌آوری اطلاعات
همچنانکه می دانیم روش کتابخانه ای در تمام تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می گیرد و در بعضی از آنها موضوع تحقیق از نظر روش، از آغاز تا انتها متکی بر یافته‌های تحقیق کتابخانه ای است(سای، 2015، 56).
در تحقیقاتی که ماهیت کتابخانه‌ای ندارند نیز محققان ناگزیر از کاربرد روش کتابخانه‌ای در تحقیق خود هستند. در این گروه تحقیقات، محقق باید ادبیات و سوابق مساله و موضوع تحقیق را مطالعه کند. در نتیجه، باید از روش کتابخانه ای استفاده کند و نتایج مطالعات خود را در ابزار مناسب شامل فیش، جدول و فرم ثبت و نگهداری و درپایان به طبقه بندی و بهره برداری از آنها اقدام کند(همان منبع).
با توجه به نقش روش کتابخانه ای در تحقیقات علمی، لازم است محققان از این روش مطلع باشند. نخستین گام در مهارت تحقیق کتابخانه‌ای، آشنایی با نحوه استفاده از کتابخانه است، یعنی محققان باید از روش‌های کتابداری، نحوه استفاده از برگه دان و ثبت مشخصات منابع، نحوه جست و جو و سفارش کتاب آگاهی یابند. کتابخانه‌ها از نظر دسترسی محقق به منابع به سه گروه تقسیم می شوند. نخست، «کتابخانه‌های باز» که درآن‌ها محقق می‌تواند آزادانه میان قفسه‌ها رفت وآمد کند، کتاب‌ها را مورد وارسی قرار دهد و کتاب مورد نظر خود را انتخاب کند. دوم، «کتابخانه های بسته» که در آنها محقق امکان دسترسی مستقیم به منابع را ندارد و باید تمام تقاضا‌های خود را به کتابدار تحویل دهد. سوم، «کتابخانه‌های نیمه باز» که در آنها بخشی از منابع به طور مستقیم در دسترس محقق قرار دارد و قسمتی دیگر در اختیار کتابداران است(همان منبع).
به عبارتی دیگر، منظور از مطالعات کتابخانه‌ای مطالعاتی است که موضوعات مورد مطالعه در اختیار و دسترس محقق قرار نداشته و غالباً مربوط به گذشته‌ای دور یا نزدیک می‌گردد. به همین دلیل غالباً اصطلاح مطالعات کتابخانه‌ای را مترادف با مطالعات تاریخی بکار می‌برند(همان منبع).
به عنوان مثال تحقیق در زمینه طبقات اجتماعی یا سلسله مراتب اجتماعی عصر صفویه و یا تحقیق در باره سهم اقشار مختلف اجتماعی در انقلاب مشروطیت ایران را در ردیف مطالعات کتابخانه‌ای محسوب می‌نمائیم. در این روش منابع اصلی مورد استفاده, کتب و مدارک منثور و منظومی است که از آن دوره‌ها بجای مانده است(همان منبع).
این پژوهش از نظر روش توصیفی - تحلیلی و از نظر هدف کاربردی است و با استفاده از منابع کتابخانه ای انجام می گیرد. در این پژوهش به توصیف در مورد عوامل موثر بر هجوم آب در معادن روباز می پردازیم. در این تحقیق از روش اسنادی استفاده شده است. در این روش محقق از مهمترین ابزار خود یعنی فیش برداری استفاده می‌کند. محقق با مراجعه به همه منابع شناسایی شده از قبل، مطالب مهم و مورد نیاز خود در فیش‌های تحقیق، البته با ذکر دقیق مشخصات منبع مورد استفاده، می‌نویسد. اطلاعات جمع‌آوری شده که در فیش‌ها ثبت شده‌اند با یک نظم منطقی دسته‌بندی شده و در تحقیق با یک دسته‌بندی مناسب و منطقی ثبت می‌شوند. روش گردآوری اطلاعات این تحقیق نیز کتابخانه ای و با فیش برداری و برگه نویسی از منابع معتبر شامل کتب، مقالات، گزارشات و ... است.
فصل چهارم
یافته ها
عوامل موثر بر هجوم آب در معادن روباز
شیب معدن
از جمله عواملی که باعث هجوم آب به داخل معادن روباز می شود شیب معدن است که در صورت عدم شیب بندی بهینه می تواند موجب سرازیر شدن آب به داخل محدوده عملیاتی معدن روباز شود. شیب زیاد معدن در زمان بارندگی سیلاب های تندی را به سمت معادن سرازیر خواهد کرد(ورتر، 2017، 9).
شیب کف معدن
شیب کف معدن می تواند در صورت استاندارد نبودن و عدم انتقال بهینه آب ورودی به محدوده فعالیت معدن، موجب تجمع آب در معدن شده و کار معدن کاری را مختل نماید. برای مثال شیب کم در کف معدن موجب خواهد شد آب جمع شده در معدن با سرعت مورد نیاز خالی نشده و به مخزن منتقل نشود(همان منبع).
منابع آب زیرزمینی
اگر در زمان احداث معدن مطالعات لازم برای شناسایی و مکان یابی منابع آب زیرزمینی انجام نشود در زمان معدن کاری و در مواقع متعدد هجوم آب های زیرزمینی به داخل محدوده معدن روی خواهد داد و عملیات معدن کاری را مختل خواهد کرد. اگر بتوان قبل از احداث معدن تشخیص داد که عمق آبهای موجود در معدن چه مقدار است می توان از این نوع از هجوم آب جلوگیری کرد(همان منبع).
مخزن آب معدن
اگر مخزن آب معدن به اندازه کافی قابلیت انباشت آب تخلیه شده معدن را نداشته باشد می تواند از عوامل هجوم و بازگشت آب به داخل فضای معدن باشد. بنابراین مخزن آب معدن باید به اندازه کافی بزرگ و جادار باشد(همان منبع).
موقعیت لوله های انتقال آب
اگر در زمان احداث معدن و حین فعالیت به محل قرارگیری و عبور لوله های عظیم انتقال آب توجه نشود می تواند موجب برخورد و ترکیدگی این لوله ها و هجوم آب به داخل معدن باشد(دولاتی، 2013، 66).
فصل معدن کاری
در صورتی که معدنکاری را می توان در فصلی کوتاه به سرانجام رساند بهتر است تا در فصول بارانی مثل پاییز و زمستان معدن فعال نباشد تا از هجوم آب بر اثر بارش های فصلی جلوگیری شود(همان منبع).
منطقه جفرافیایی معدن
برخی از مناطق به دلیل قرارگیری در محل های پربارش عملا نمی توانند معدنی در خود داشته باشند چرا که میزان نزولات جوی به مقداری است که امکان تخلیه محیط معدن از آب و ادامه فعالیت وجود ندارد(همان منبع).
نقص در امکانات پمپاژ
در صورتی که معدن از امکانات بهینه برای تخلیه آب انباشت در معدن برخوردار نباشد می تواند باعث هجوم بیشتر آب به محدوده معدن کاری شود(دولاتی، 2013، 66).
فصل پنجم
نتیجه گیری
نتیجه گیری و پیشنهادات
همچنان که در این تحقیق بحث شد هجوم آب به معادن روباز از موانع و چالشهای مهم در عرصه فعالیت معدن کاری است. اما از عوامل هجوم آب به معادن روباز می توان به شیب معدن، شیب کف معدن، منابع آب زیرزمینی، مخزن آب معدن، موقعیت لوله های انتقال آب، فصل معدن کاری، منطقه جفرافیایی معدن و نقص در امکانات پمپاژ اشاره کرد که تقریبا تمامی آنها قابل پیشگیری و کنترل هستند و می توان با مطالعات و تدابیر متعدد از بروز آنها جلوگیری کرد.
انجام مطالعات لازم پیش از احداث معدن، در نظر گرفتن فصل معدنکاری، تدارک دیدن تجهیزات قوی و سالم برای معدن و مواردی از این قبیل خواهند توانست از بروز هجوم آب به معدن روباز جلوگیری کند.
منابع
Doulati Ardejani F., Singh R.N., Baafi E.Y. and Porter I. (2013). A finite element model to: 1. Predict groundwater inflow to surface mining excavations. Journal of the International Mine Water Association (IMWA), 22 (1), pp.31-38.
Marinelli, F. and Niccoli, W.L. (2013). Simple analytical equations for estimating ground water inflow to a minepit. Ground Water, 38 (2), p.311-314.
McWhorter, D.B. (2017). Predicting groundwater response to disturbance by mining- selected problems.
Hanna, T.M., Azrag, E.A. and Atkinson, L.C. (2016). Use of an analytical solution for preliminary estimates of Mining Engineering, 46 (2), pp.149-152.groundwater inflow to a pit
Norton, P.J. (2012). A study of groundwater control in British surface mining, Ph.D. Thesis, Nottingham University, 460p.
Henton, M.P. (2016). The problem of water table rebound after mining activity and its effect on ground and surface water quality. Quality of groundwater, Proceedings of an International Symposium, Noordwijkethout, The Netherlands, W. Van Duijvenbooden, P. Glasbergen and H. Van Lelyveld (Eds.), studies in environmental science, Vol. 17, Elsevier scientific publishing company, Netherlands.
Lewis, R.L. (2014). Predicting the steady-state water quality of pit lakes. Mining Engineering, 51 (10), pp.54-58.
Reed, S.M. (2015). Groundwater recovery problems associated with opencast mines Backfills. Ph.D. Thesis, University of Nottingham, 332p.
Singh R.N. and Atkins A.S. (2015). Application of analytical solutions to simulate some mine inflow problems in underground coal mining. International Journal of Mine Water, 3(4), pp.1-27.