دویل و روش‌های حفر آن در معادن زیرزمینی

بیایید ابتدا به این سوال پاسخ دهیم دویل چیست؟ دویل (Raise) یا گزنگ کار معدنی کوچکی است که از داخل تونل به طرف بالا حفر می‌شود و هدف از حفر آن تهویه تونل‌ها احداث کارگاه استخراج احداث راه عبور برای افراد و حمل و نقل لوازم و موادی نظیر آن است.

 

ماشین آلات و روش‌های حفر دویل

مقطع دویل‌ها کوچک است و معمولا بین 1.5 تا 3 متر مربع تغییر می‌کند. در بسیاری موارد دویل در داخل ماده معدنی حفر می‌شود و در این حالت وسعت آن بسته به ضخامت ماده معدنی متفاوت خواهد بود در مواردی که ماده معدنی نرم باشد (مانند زغال) حفر دویل به کمک چکش مکانیکی و به سهولت انجام می‌گیرد. برای حفر سریع دویل در لایه‌های زغال از ماشین‌های مخصوصی استفاده می‌کنند

توسط این ماشین‌ها می‌توان دویل‌هایی به قطر تا 85 سانتی متر و طول 150 متر حفر کرد. برای سهولت کار ابتدا به وسیله مته مخصوصی سوراخی به قطر 107 میلی متر خفر و در مرحله بعد بوسیله مته اصلی قطر آنرا تا 390 میلی‌متر افزایش می‌دهند و بالاخره در مرحله آخر قطر آن به 850 میلی‌متر می‌رسد.

 

 

در مواردی که دویل داخل سنگ یا ماده معدنی سخت حفر می‌شود بایستی برای حفر از مواد منفجره استفاده کرد ولی نکته‌ای که در این مورد بایستی رعایت نمود تهویه صحیح جبهه کار است زیرا گازهای ناشی از آتشکاری راه خروج ندارند و در محل کار جمع می‌شوند.

همچنین در مواردی که در دویل داخل زغال آتشکاری انجام می‌گیرد توجه به میزان گاز از نکات فوق العاده مهم است و در این حالت نیز بایستی توسط تهویه صحیح و قوی گازهای موجود را تا حد مجاز رقیق کرد.

 

در مواردی که میزان گازدهی زغال خیلی زیاد باشد حفر دویل بدین صورت مجاز نمی‌باشد و باید آن را از بالا به پایین حفر کرد. نقشه آتشکاری در دویل‌ها به مشخصات سنگ‌ها بستگی دارد و مشابه نقشه‌هایی است که در مورد تونل‌های با مقطع کوچک استفاده می‌گردد.

در معادنی که لازم است دویل به صورت شیب‌دار حفر شود و آتشکاری در آنها مشکل است از سکوهای ویژه‌ای که مخصوص این کار است استفاده می‌شود. این نمونه سکوها در ارتفاع مورد نظر قرار می‌گیرند و در بالای آن حفاظی وجود دارد که کارگر در پناه آن قرار می‌گیرد و چال‌ها را حفر می‌کند.

 

حفر دویل در روش کند و آکند

در روش کند و آکند رگه ماده معدنی ما بین دو تونل بالایی و پایینی قرار می‌گیرد که تونل بالایی تونل تهویه (Ventilation) و تونل پایینی تونل استخراج و باربری (Transport) می‌باشد. کار معدنی که در این روش برای استخراج ماده معدنی مورد استفاده قرار می‌گیرد دویل و گزنگ می‌باشد در تونل استخراج در قسمتی از ماده معدنی اصطلاحا دویل دوقلو از پایین به بالا حفر می‌شود.

در دو سمت این دویل دو گزنگ حفر شده و کارگاه‌های استخراج شکل می‌گیرد. همزمان با استخراج از این دو کارگاه در دو طرف دویل دو قلو به فاصله مشخصی دو دویل دیگر نیز حفر شده و کارگاه استخراج تشکیل داده و به سمت دویل دوقلو پیشروی می‌کنند.

 

در زیر کارگاه‌های استخراجی (گزنگ‌ها) مقداری از ماده معدنی به عنوان پایه معدنی و نگهدارنده برجا می‌ماند. کارگر از دویل بالا رفته، وارد گزنگ شده و شروع به استخراج ماده معدنی می‌کند تا زمانی که دیگر امکان کار در گزنگ وجود نداشته باشد. سپس از تونل بالایی (تهویه) الوارهای 2 تا 3 متری را بوسیله طناب و قرقره از داخل دویل به کارگاه منتقل می‌کنند.

قسمت استخراج شده ماده معدنی داخل گزنگ در انتها توسط این الوارها و لارده‌های 1 متری نگهداری شده تا خاک پشت این قسمت جمع شود. سپس از بالا خاک توسط واگن‌های پهلوریز یا ته‌ریز داخل دویل ریخته شده و قسمت استخراج شده ماده معدنی داخل گزنگ را پر می‌کند و کارگاه جدید شکل می‌گیرد. برای جلوگیری از صدمه دیدن نگهداری دور دویل هنگام خاکریزی قبل از آن داخل دویل لوله‌ای آهنی قرار می‌دهند. ورودی خاک را نیز به شکل مخروطی یا هرمی‌ می‌سازند و روی آن نیز از سرند برای جلوگیری ورود سنگ به داخل دویل استفاده می‌شود.

 

ماده معدنی کنده شده در داخل گزنگ توسط نیروی ثقل و به واسطه شیب گزنگ به تونل باربری منتقل شده و توسط واگن‌ها بیرون منتقل می‌شود. گاهی اوقات ممکن است در مسیر خروج ماده معدنی داخل گزنگ لارده‌ای از کف کنده شده و مسیر خروج را ببندد.

در این صورت بایستی کارگری از مسیر خروج ماده معدنی وارد شده و توسط دیلم یا تجهیزات دیگر مسیر را باز نماید بعضی مواقع پس از باز کردن مسیر داخل گزنگ ممکن است در قسمت دیگری از گزنگ گرفتگی پیش آید و مواد معدنی داخل گزنگ بالا بیاید. در این صورت کارگر داخل این محدوده گیر افتاده و ممکن است برای او سانحه مرگ بوقوع پیوندد.

همچنین گاهی هنگام حفر دویل با شکستگی‌ها و قطع رگه‌هایی بر می‌خوریم که مجبور به تغییر مسیر دویل و دنبال کردن شکستگی می‌شویم تا به رگه معدنی برخورد کنیم. بعضی اوقات نیز به دلیل سستی زمین یا ماده معدنی قبل از رسیدن دویل به تونل بالایی با نشست مواجه می‌شویم که باعث انحراف دویل و نشست قسمتی از تونل تهویه و مسایل و مشکلات دیگر می‌شود. در کل حفر و بهره برداری از دویل در معادن زیرزمینی چه برای استخراج یا تهویه و استفاده‌های دیگر از موارد مهم و قابل توجه می‌باشد.

 

حفر دویل‌های کارگاه انباره‌ای

 دویل یا دویل‌هایی که به منظور دستیابی به نقطه عطف لایه در بالاترین ارتفاع احداث یا داخل سنگ معدن و یا در کمرپایین لایه حفر می‌گردند، بسته به ویژگی‌های زمین شناسی سنگ و امکانات موجود به صورت‌های مختلف بنا می‌شوند. به هر حال آنچه که عمومیت دارد استفاده از حصارهای مصنوعی و حفاظ‌های چوبی و فلزی در یک معبر مورب به صورت دویل ایجاد می‌گردد و یا اینکه به صورت دویل‌های معمولی بدون حفاظ مصنوعی (چهارطرف دیواره) تأسیس می‌شوند.

این دویل‌ها اگر برای تردد و خدمات معدنی احداث شده باشند به نردبان، اسکیپ و طناب و یا آسانسور تجهیز می‌شوند. در کارگاه‌هایی که ارتفاع آنها ناچیز باشد به دلیل مسائل اقتصادی و سرعت عمل تنها از معابر از پیش ساخته به شکل راهرو‌های قفس مانند استفاده می‌شود که اصطلاحاً (کریب، crib) نامیده می‌شوند.

کریب یا معبر مصنوعی در داخل سنگ‌های خرد شده که انبار می‌شوند مدفون می‌شوند و در حقیقت بعد از تخلیه کارگاه دوباره ظاهر می‌گردند. کریب روی کمرپایین لایه یعنی کف کارگاه انباره‌ای توسط اسکیپ، میخ و وسایلی نظیر اینها ثابت می‌گردد. این عمل ضرورت دارد زیرا در هر عمل تخلیه کارگاه حرکت مواد از اطراف این کریپ باعث جابجایی و حرکت این معبر می‌شود که ظاهراً با خطر روبرو خواهد شد.

در شکل نمایی یک کارگاه انباره‌ای نشان داده شده که مجهز به کریب (معبر یا دویل مصنوعی) می‌باشد. دویل‌های دیگری که به صورت حصارهای مصنوعی با استفاده از پایۀ فلزی یا چوبی (استول، Stull Support) استعمال می‌شود و از ایمنی ویژه‌ای نسبت به کریب برخوردار است.

این پایه‌ها از طرفی که به کارگاه مشرف می‌باشند با تخته، الوار و یا صفحات فلزی مسدود می‌شوند و سنگ‌های خرد شده‌ای که به پشت آنها می‌ریزند محصور شده و وارد دویل نمی‌شوند. پایه‌ها را بین کمربالا و کمرپایین نصب کرده و پشت بندهای چوبی یا فلزی را به پشت آنها (مشرف بر کارگاه) میخ و یا پیچ می‌کنند. شکل دویل سرویس قفس بندی شده (کریب) در میان کارگاه و محاط در سنگ‌های ریخته شده در انباره. در این سبک از استخراج انباری زیر کارگاه عملیات نگهداری با (چوب بندی) صورت گرفته است

خود پایه‌ها را که به صورت یک ردیف خطی روی شیب کمرپایین موضع می‌گیرند از بالا و پایین پایه به سقف (کمربالا) و کف (کمرپایین) محکم می‌کنند. این روش دویل مصنوعی، احتیاج به کار زیادتر و کنترل شدیدتر دارد. دویل‌های مصنوعی پایه‌ای اصولاً دارای استفادۀ مضاعف می‌باشد، و برای این منظور سطح مقطع آن را به اندازه‌ای اختیار می‌کنند که بتوان آن را به دو دویل با یک دیوار مشترک چوبی و یا تیرچه‌ای تقسیم نمود.

یک طرف این دویل را برای عبور و مررو و سرویس به نردبان مجهز می‌کنند و نیمه دیگر آن را به اسکیپ (Skip، بالابر مکانیکی) جهت حمل اشیاء و غیرو مجهز می‌کنند. در شکل نمای دیگری از عملیات کارگاه انباره‌ای به نمایش گذاشته شده که دویل مصنوعی پایه‌ای (حصار شده) در آن نشان داده شده است و ارتفاع کارگاه استخراج به روش انباره‌ای قابل توجه باشد، لازم است که دویل مصنوعی چوب بست کامل شود.چوب بست کامل نیز روش‌های مختلفی دارد که در بحث نگهداری به آنها اشاره خواهد شد.

در ارتفاع مشخصی در سرتاسر این دویل‌ها، حفره و تونل‌هایی به داخل لایه حفر می‌شوند، این دویل‌ها ملاک جبهه کار در تناوب مختلف استخراج محسوب می‌شوند.

شکل دویل سرویس مشبک و پایه‌های گروهی در زیر استخراج انباره‌ای

چنانچه حجم مسیر آنها از ستون‌های طرفین (لنگه‌ها) کارگاه می‌باشد. تونل‌های مذکور، تونل برش می‌باشد که عمود بر لایه بوده و به داخل رگه نفوذ می‌کنند و جبهه کار افقی تشکیل می‌دهند. با توسعه و پیشروی کارگاه این تونل‌ها در نقاط ارتفاعی حساب شده بنا می‌شوند و تونل برش بعدی به حساب می‌آیند.

با پرشدن کارگاه تونل‌های برش تحتانی به وسیله آجر، سنگ و گچ و سیمان و … مسدود می‌شوند تا سنگ‌های خرد شده انباره به داخل دویل‌ها نفوذ نکنند. در شکل محل استقرار و عملکرد تونل‌های برش به وضوح نشان داده شده است. نمای دیگری از وضعیت این تونل‌ها در شکل نشان داده شده است.تناوب و یا فاصله ارتفاعی هر یک از این تونل‌ها در مسیر دویل مشاهده می‌شود. با پیشروی کارگاه به بالا این تونل‌ها به داخل رگه توسعه می‌یابند. در تمام حالات ستون حفاظی که برای نگهداری دویل باقی می‌ماند حفظ گردد.

حال چنان چه دویل راهروی کارگاه انباره‌ای در محل کمرپایین تعبیه شده باشد، برای ورود به لایه، تونل‌های برش در تناوب حساب شده از دویل کمرپایین به سمت دویل کمر بالا به داخل سنگ معدن نفوذ می‌کند، یا بالعکس. نمای این پدیده به طور واضح در شکل نشان داده شده است. این روش کارهای آماده‌سازی استخراج را طولانی‌تر می‌کند و از طرفی احتمالاً با مقداری حفاری در باطله روبرو خواهد شد. به هر حال با توجه به شکل‌های مختلف لایه گاهی اجرای طرح فوق الزامی‌ خواهد بود