بررسی امکان استخراج مکانیزه معدن سنگ آهک رشکان ارومیه بر اساس شاخص قابلیت استخراج توده سنگ

نویسندگان

1 گروه مهندسی معدن، دانشگاه ارومیه، ارومیه

2 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه

چکیده

معدن سنگ­آهک رشکان با تولید حدود سه میلیون تن، تامین کننده خوراک سنگ­آهک کارخانه سیمان ارومیه است. نزدیکی این معدن به راه­آهن ارومیه و هم­چنین جاده اصلی ارومیه-مهاباد، به همراه آثار مخرب لرزش و صدای ناشی از انفجارهای معدن بر مناطق مسکونی و محیط­زیست اطراف سبب شده است تا استفاده از ماشین­های استخراج پیوسته سطحی، یکی از گزینه­های ادامه عملیات استخراج این معدن باشد. در این تحقیق با استفاده از شاخص قابلیت استخراج و بر اساس ویژگی­های ژئومکانیکی توده سنگ­آهک معدن رشکان، امکان­ استخراج مکانیزه این معدن بررسی شده است. برای انجام این پژوهش، در 18 سینه­کار مختلف از مجموع 8 زون ژئومکانیکی معدن سنگ آهک رشکان، پارامترهای ژئومکانیکی شامل هوازدگی، مقاومت سنگ، فاصله‌داری درزه‌ها و فاصله سطوح لایه‌بندی، با برداشت­های صحرایی و آزمایشگاهی اندازه­گیری و تعیین شده­اند. براساس روش امتیازدهی شاخص قابلیت استخراج، زون­های (7)، (1 و 6)، (8)، (3 و 5) به ترتیب در طبقات قابلیت استخراج حاشیه­ای، خیلی سخت، سخت و نسبتاً سخت قرار می­گیرند. در ادامه با توجه به عدم قطعیت‌های محتمل در نتایج حاصل از سیستم‌ طبقه‏بندی، یکی از آخرین روش­های طبقه­بندی کاربردی مبتنی بر امتیازدهی پیوسته، مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می­دهد که برآورد هر دو روش امتیازدهی پیوسته و مرسوم برای سه زون 1، 6 و 8 مشابه بوده و بـرای زون­های 3، 5 و 7 روش امتیازدهی پیوسته حاکی از شرایط استخراج آسان­تری است. بر اساس نتایج این تحقیق شرایط ژئومکانیکی توده سنگ معدن آهک رشکان برای استخراج مکانیزه و استفاده از ماشین­های استخراج پیوسته سطحی مساعد بوده و پیشنهاد می­شود برای انتخاب صحیح نوع و توان ماشین استخراجی، تحلیل فنی-اقتصادی بر اساس هزینه سرمایه­گذاری و عملیاتی هریک از گزینه­های مختلف انواع ماشین­آلات نسبت به هم و شرایط فعلی معدن صورت گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the possibility of mechanized mining by continuous surface miner machines in Rashakan limestone mine of Urmia cement plant based on Rock Mass Excavatability index rating method

نویسندگان [English]

  • Sajjad Chehreghani 1
  • Mohammad Dadrasi 1
  • Aref Alipour 2
  • Mojtaba Mokhtarian 2
  • Hojjat Hoseynzade 2
1 Department of Mining engineering/ faculty of engineering/ Urmia University/ Urmai/ Iran
2 Faculty of Mining Engineering, Urmia University of technology, Urmia, Iran
چکیده [English]

The Rashakan limestone mine as supplier of Urmia cement plant is producing about 3 million tons of limestone ore. The proximity of this mine to the Urmia railway and the main transit road of Urmia-Mahabad, as well as the destructive effects of vibration and noise caused by mine explosions on residential and environmental area, has caused the use of continuous surface miner machines as one of options for continuation of mining operations. Determining the ease of rock mass extraction, which is referred to as the excavatability index, has a vital role in the decision making stage for the selection of methods and extraction machines. This paper investigate the feasibility of mechanized extraction based on the geomechanical characteristics of Rashtkan limestone mine rock mass. In 18 different sections of the of 8 geomechanical zones of the mine, geomechanical parameters including weathering, uniaxial compressive strength (UCS), joint spacing and layers thickness were measured by field and laboratory surveys. Based on the diggability index rating method, the excavatability of the zone (7), (1, 6), (8), (3 and 5) is classified in the hard, relatively hard, easy and very easy excavation classes. In the following, considering the uncertainties in the results of the classification systems, one of the most recent applied classification methods based on continuous rating is used. The results show that the estimation of both continuous and conventional rating methods for the three zones of 1, 6 and 8 is the same and for the zones of 3, 5 and 7, the continuous rating method suggests easier excavation condition. According to the results of this research, the geomechanical conditions of Rashakan limestone rock mass are appropriate for mechanized extraction and the use of continuous surface miner machines. It is recommended that in order to correct selection of the type and capacity of extractive machinery a technical and economic analysis be conducted based on the investment and the operational costs of each of the different options for different types of machines.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rock mass excavatability
  • Rashakan limestone mine
  • Continuous surface miner machines

تقی­زاده، د. و مومیوند ح (1991) برآورد خرج ویژه و خردایش سنگ در زون شماره ٣ معدن آهک رشکان ارومیه، سـی و یکمین همایش علوم زمین، سـازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

علوی­نائینی، م. و شهرابی، م (1364) نقشه زمین­شناسی با مقیاس 1:250000 ارومیه، سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور.

Bailey, A. D (1975) Rock types and seismic velocities versus rippability, Nimbus Instruments.

Basarir, H., and Karpuz, C (2004) A rippability classification system for marls in lignite mines. Engineering geology, 74 (3): 303-318.

Bin Mohamad, E. T., Saad, R., Noor, M. M., Isa, M. F. B. M., and Mazlan, A. N (2010) Excavatability Assessment of Weathered Sedimentary Rock Mass Using Seismic Velocity Method. Proceedings AIP Conference Proceedings, Volume 1325, AIP, p. 132-136.

Chehreghani, S. H., Alipour, A., and Eskandarzade, M (2011) Rock mass excavatability estimation using artificial neural network. Journal of the Geological Society of India, 78 (3): 271.

Copur, H., Rostami, J., Ozdemir, L., and Bilgin, N (1997) Studies on performance prediction of roadheaders based on field data in mining and tunneling projects. in Proceedings Int, 4: 4A1-4A7.

Franklin, J. A., Broch, E., and Walton, G (1971) Logging the mechanical character of rock.

Goktan, S (1991) Prediction of ripping machine performance in terms of rockmass properties. Civil Engineering= Siviele Ingenieurswese, 33(1): 13-14.

Iphar, M (2016) Continuous Rating for Diggability Assessment in Surface Mines. in Proceedings IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 44, IOP Publishing, p. 052056.

Iphar, M., and Goktan, R (2006) An application of fuzzy sets to the Diggability Index Rating Method for surface mine equipment selection. International journal of rock mechanics and mining sciences, 43(2): 253-266.

Kirsten, H (1982) Efficient use on construction of tractor mounted rippers. Civil Engineering= Siviele Ingenieurswese, 25(5): 247-263.

MacGregor, F., Fell, R., Mostyn, G., Hocking, G., and McNally, G (1994) The estimation of rock rippability. Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 27 ( 2): 123-144.

McCann, D., and Fenning, P (1995) Estimation of rippability and excavation conditions from seismic velocity measurements. Geological Society, London, Engineering Geology Special Publications, 10 (1): 335-343.

Pettifer, G., and Fookes, P (1994) A revision of the graphical method for assessing the excavatability of rock. Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 27 (2): 145-164.

Scoble, M., and Muftuoglu, Y (1984) Derivation of a diggability index for surface mine equipment selection. Mining Science and Technology, 1(4): 305-322.

Weaver, J. M (1975) Geological factors significant in the assessment of rippability. Civil Engineering= Siviele Ingenieurswese, 17(12): 313-316.