آشنایی با معدن زغال سنگ پابدانا

معدن پابدانا با ظرفیت تولید ۱۰۰۰۰ تا ۱۱۵۰۰ تن در ماه و ۴۸۰ نفر نیروی استخراجی نسبت به معادن دیگر از نظر تولید و پاداش نیروها مقاوم اول را داراست.
در معدن پابدانا بخش خصوصی برای استخراج و پیشروی و بخش دولتی برای خدمات فنی، لوکوموتیو، تعمیر ماشین‌آلات، شارژ باطری، تامین برق داخل و خارج تونل، انتظامات، اداره، کارخانه، زمین‌شناسی و نقشه‌برداری در کنار یکدیگر مشغول به کار هستند. کارگاه نجاری روزانه ۱۲ تن چوب مورد نیاز معدن را تامین می‌کند که این مقدار برای پوشش عملیات استخراج ۴۵۰ – ۴۶۰ تن زغال کفایت می‌کند.

 

موقعیت جغرافیایی و زمین شناسی

معدن پابدانا در شهرستان کوهبنان و در فاصله‌ی ۱۷۰ کیلومتری مرکز استان کرمان قرار دارد. محصول این معدن زغال کک شو است که پس از استخراج به کارخانه زغالشویی زرند ارسال می‌شود.

شیب لایه زغال در این معدن از ۱۲-۱۵ درجه تا ۴۲-۴۳ درجه است و لایه‌های استخراجی نیز عبارتند از ۱E ، ۲E و ۲D ، ۴D ضخامت لایه‌های زغال در پابدانا معمولاً ۳/۱ متر است.

دهانه تونل در ارتفاع ۲۴۰۴ متری قرار دارد و افق‌ها از ارتفاع ۲۴۰۰ تا ۲۶۷۰ به ترتیب زیر تقسیم‌بندی می‌شوند ۲۴۰۰ تا ۲۴۵۰ ، ۲۴۵۰ تا ۲۵۰۵، ۲۵۰۵ تا ۲۵۵۰ و …..

 

روش استخراج

روش استخراج در معدن پابدانا به روش جبهه‌کار طولانی (long wall) به همراه پلکانی معکوس است که روشی انحصاری برای استخراج زغال است. در این روش برای جلوگیری از تخریب انفجارگونه از تخریب مصنوعی استفاده می‌شود. دلیل انتخاب این روش، شیب کم لایه‌های زغال است.

طراحی معدن و ابزارآلات مورد استفاده در آن

 

به منظور انجام عملیات استخراج از دو ابزار رایج دراین معدن استفاده می‌شود که مشخصات هر یک به این شرح است:

۱- پیکور (Picker): این وسیله برای استخراج زغال و فولی گرفتن ته گاوآهن استفاده می‌شود. نوع حرکت آن ضربه‌ای صرف می‌باشد. انواع پیکورهای مورد استفاده در عملیات استخراج عبارتند از: A9,A7,A5.

این وسیله دارای سوزنی است که طول آن از ۳۰ تا ۷۰ سانتی متر متغیر است و همچنین مجهز به یک توپی کوچک برای کنترل هوای ورودی به دستگاه است که در صورت نبودن این توپی، برای غیر فعال کردن دستگاه کافی است که شیلنگ هوا را با دست مسدود کنیم.

۲-پرفراتور (Perforator): از این وسیله برای چالزنی در سینه کار استفاده می‌شود. نوع حرکت آن ضربه ای – دورانی است و انواع مختلفی از نظر وزن دارد که عبارتند از: ۱۲، ۱۴، ۱۸ و ۲۴ کیلوگرمی.

برای استفاده از پرفراتورهای ۲۴ کیلوگرمی باید از سه پایه (سه پایه تلسکوپی) کمک گرفت.  برای ایجاد دویل از پرفراتورهای سبک که فاقد سه پایه هستند استفاده می‌شود که این نوع پرفراتورها کاربرد بیشتری نسبت به انواع سنگین‌تر خود دارند.

نیرویی که پرفراتور و پیکور را به حرکت وا می دارد، نیروی هوای فشرده‌ای است که از کمپرسورخانه تأمین می‌شود. فشار هوا برای پیکور تا 1/5 اتمسفر و برای پرفراتور تا ۳ اتمسفر می‌باشد. قطر مته‌ها بسته به سختی و نرمی سنگ انتخاب می‌شود که هر چه سنگ سخت‌تر باشد مته‌ی ریزتر مورد استفاده قرار می‌گیرد و بالعکس. مشخصات مته‌ها نیز به صورت زیر می‌باشد:

طول: 1/2 و 2/5 متر، قطر: ۳۴ و ۳۲ میلی متر مقاطع سینه کارها از 5/6 تا 11/2 متر مربع متغیر است که بسته به نوع سنگ و مقطع سینه کار از چال‌های بیشتر یا کمتری استفاده می‌شود. پیش روی در معدن توسط دینامیت (Dynamite) انجام می‌شود و آتشباری‌ها معمولاً به صورت موازی انجام می‌گیرند. دینامیت‌های مورد استفاده در معدن پابدانا عبارتند از:

1. دینامیت ضد گریزو (Grisoo Resistant) که قدرت کمی دارد و مخصوص زغال است
2. دینامیت معمولی که قدرت خیلی زیادی دارد
3. دینامیت ژله ای که ضدآب می‌باشد و برای محیط های آبدار استفاده می‌شود.

نکته قابل توجه این است که هر چه مقدار نمک طعام در دینامیت بیشتر باشد، قدرت انفجاری آن کمتر است.

این دینامیت‌ها بسته به کاربردی که دارند با دو نوع چاشنی به نام HS (تاخیری) و MS مجهز می‌شوند. برای بارگزاری چال باید به قطر دینامیت‌ها توجه شود به طوری که قطر دینامیت کمتر از قطر چال باشد.شیب دویل ها به اندازه °۳۵ است و ناوها را نیز معمولاً تا شیب °۲۷ می‌زنند، چون بالاتر از آن شیب، زغال‌ها بدون نیاز به نیروهای اضافی و فقط توسط نیروی وزن خود پایین می‌آیند و داخل واگن ریخته شده و به بیرون حمل می‌شوند. جداسازی کارگاه هر ۱۰۰ متر انجام می شود ولی دویل های دسترسی هر ۱۰ متر حفر می شوند. این دویل‌ها مسیرهای کوتاهی را برای رسیدن به زغال ایجاد می کنند.هر کارگاه معمولاً از سه دویل برخوردار است که عبارتند از:

1. راهرو بالا که بالای کارگاه است
2. دویل زغال ریز که در پایین قرار دارد
3. راهرو وسط که باید در مجاورت لایه‌ی زغال باشد. در کارگاه‌هایی که کمر بالا استقامت زیادی دارد و همچنین در کارگاه‌هایی که شیب کارگاه ۴۰ تا ۴۵ درجه است برای استخراج زغال و جابجایی آن به ترتیب از دستگاه Temp و جرثقیل دو تبلکی استفاده می‌شود. البته لازم به ذکر است که شیب کارگاه نباید از این مقدار تجاوز کند، در غیر این صورت دستگاه Temp قابل کنترل نیست.

نکات دیگری که در مورد دستگاه Temp قابل ذکر است ارتفاع 1/3 متری آن به هنگام باز شدن تیغه‌ها و همچنین قابل تعویض بودن تیغه هاست. دستگاه Temp حین ۳ ساعت کار در کمر پایین کارگاه، ۱۰۰ متر را جاروب می کند که از این میزان به طور میانگین ۴۰۰ تن زغال به دست می‌آید. چنانچه در مواقعی، ضخامت لایه‌ی زغالی بیش از ارتفاع دستگاه باشد، دستگاه به همان میزان 1/2 متر زغال را برداشت می‌کند و در اصطلاح زیر زغال‌ها را خالی می‌کند و زغال باقیمانده در اثر نیروی وزن خود پایین می‌ریزد.

وسایل مورد استفاده در معدن پابدانا تا سال ۶۱ از روسیه وارد می شد، اما در حال حاضر اکثر قطعات ایرانی است و بخش تعمیرات وظیفه‌ی بازیابی قطعات قدیمی و فرسوده را برعهده دارد. لازم به ذکر است که هم اکنون در بخش استخراج به دلایلی که بعداً تحت عنوان مکانیزاسیون در معادن بیان خواهد شد تنها از پیکور و پرفراتور استفاده می‌شود و دستگاه‌هایی از قبیل Temp و نوع دیگری به نام oral که تا سال ۸۶ استفاده می‌شد دیگر کاربردی ندارند. برای بارگیری و حمل و نقل زغال در کارگاه و تونل از لودر خاکبرسر، واگن و وینچ استفاده می‌شود. جابه جایی واگن ها توسط لوکوموتیو صورت می گیرد که نیروی کشنده لوکوموتیو نیروی دیزل و الکتریسته می‌باشد.

تهویه (Ventilation) در معدن پابدانا به دو صورت موضعی و اصلی است که برای هر کدام به ترتیب ۳ و ۱ دستگاه تهویه (Ventilator) مورد استفاده قرار می‌گیرد نگهداری (Support) در این معدن به دو صورت نیمه مکانیزه و نگهداری با چوب است که هر کدام به ترتیب شرح داده خواهد شد.

نگهداری نیمه مکانیزه: برای این منظور از جک‌های هیدرولیکی (Hydraulic Jack) مدار بسته ساخت انگلیس استفاده می‌شود. هر جک به طور معمول قدرت تحمل ۲۰ تن بر متر مربع را داردو زمانی که فشاراز این مقدار تجاوز کرد به اندازه ی ۱ میلیمتر به داخل جمع می‌شود.

مزایای استفاده ازاین جک‌ها بازیابی کامل آنها پس از استفاده است.اما بزرگترین عیب این جک‌ها طول محدود آنهاست که قادرند حداکثر تا 2/5 متر و حداقل تا ۶۰ سانتیمتر ارتفاع را پوشش بدهند و هر گاه ارتفاع کارگاه بیش ازاین میزان شود، دیگر قابل استفاده نیستند.

نگهداری با چوب: در این روش از ستون‌ها، لارده‌ها و سلاخ‌های چوبی استفاده می‌شود که به طور متوسط برای هر kg 1000 تولید زغال، ۲۵ کیلوگرم چوب مصرف می‌شود. یکی از معایب بزرگ این روش این است که تنها ۳۰ – ۴۰ درصد چوب‌های به کاررفته قابل بازیابی هستند.

هنگام تخریب کارگاه و برداشتن ستون‌ها، کمر بالا معمولاً ۲ – ۳ ساعت بدون ستون سر پا می‌ماند و سپس فرو می‌ریزد. برای آبکشی داخلی تونل‌ها از پمپ استفاده نمی‌شود بلکه به طور طبیعی آب‌ها به صورت طبقاتی به پایین می‌آید. و در انتها توسط چاه مایل (Dessandery) که در معدن اولیه است به افق بالا پمپاژ می‌شوند و از آنجا با یک دویل به افق پایین می‌آید و سپس به طور معمولی خارج می شود و در پمپاژ نهایی، آب را برای مصارفی از قبیل فضای سبز و شهرداری کیانشهر استفاده می‌کنند. آب مورد استفاده برای استحمام نیز از قنات و آب خریداری شده تامین می‌شود.

 

اجرای مکانیزاسیون درمعدن پابدانا (Mechanization)

برای اجرای مکانیزاسیون در یک روش استخراجی، وجود شرایط زیر از اهمیت ویژه ای برخوردار است:

• یکنواختی شکل ماده‌معدنی و سادگی شرایط زمین‌شناسی درمنطقه
• یکنواختی مشخصات فیزیکی کارگاه استخراج
• وجود کف و سقف یکنواخت، صاف، محکم، قابل اطمینان و افقی
• میزان تولید بالا
• امکان سرمایه گذاری کافی
• یکنواختی خواص فیزیکی و شیمیایی مواد معدنی و سنگ‌های اطراف شامل گسترش، ضخامت و وسعت کافی ذخیره

– عدم وجود عوامل باز دارنده مثل آب، تغییرات شرایط محیطی و موارد مشابه - امکان تمرکز عملیات - وجود دانش فنی و تجربه در زمینه مورد نظر - امکان استفاده از ماشین آلات و فن آوری جدید در محل از آن جا که ضخامت لایه های زغال در پابدانا مخصوصاً درسال های اخیر بسیار متغیر شده و شکستگی زیادی نیز دارد مکانیزه کردن و یا حتی استفاده از جک‌های فلزی در این معدن معقول و به صرفه نیست و همانطور که قبلاً گفته شد ابزار معمول مورد استفاده در این معدن پیکور و پرفراتور می‌باشد. بسیاری از ماشین آلات بخش استخراج از قبیل Temp نیز هم اکنون بلا استفاده هستند و درمعرض فروش قرار دارند.

 

تاثیرات زیست محیطی معدن پابدانا

– در روش استخراج جبهه کار طولانی حجم آلودگی هوا زیاد بوده و با افزایش طول کارگاه، انتشار گرد و غبار و ازدیاد درجه حرارت تشدید می‌شود. عملیات تخریب در پایان کار نیز گرد و غبار زیادی را در پی دارد.

– به علت انجام عملیات تخریب کارگاه درپایان کار، بعد از مدتی انحنای لایه و نشست زمین در منطقه دیده می‌شود.

– عملیات بارگیری معمولاً درمحدوده چاه ورودی هوا و راهروهای مربوط انجام می گیرد و بدین ترتیب هوای ورودی و موادمعدنی در خلاف جهت یکدیگر حرکت کرده و غبار ایجاده شده وارد کارگاه‌های استخراج می‌شود و هوای آن را آلوده می‌سازد.

– پرفراتورهای بادی مورد استفاده در عملیات چال زنی نیز با خرد کردن و سپس سقوط سنگ‌ها روی زمین ایجاد گرد و غبار می‌کنند.

– با نگاهی به پوشش گیاهی اطراف مجتمع معدنی پابدانا متوجه شدیم که تمام گیاهان اطراف و حتی محصولات آنها مملو از ذرات ریز زغال هستند که این ذرات نه تنها برای گیاهان بلکه برای انسان‌هایی که از میوه‌ی آنها استفاده می‌کنند و یا حتی در آن فضا تنفس می‌کنند بسیار خطرناک هستند.