فرآیند آتشباری و انفجار در معادن بسیار پیچیده و دقیق می باشد. به طوری که با کوچکترین تغییر در یکی از پارامترهای طراحی آتشباری بقیه پارامترها نیز دستخوش تغییر می گردند. می توان گفت تمام پارامترهای طراحی آتشباری و انفجار با یکدیگر و حتی با دیگر پارامترهای طراحی معدن رابطه نزدیک دارند. به عنوان مثال به مطلب زیر که نشان دهنده این روابط نزدیک است توجه کنید :

در معادن روباز اگر قطر چال ها بزرگ انتخاب شوند ارتفاع پله ها را هم می توان زیاد در نظر گرفت.یعنی بین قطر چال و ارتفاع پله رابطه برقرار است.از طرف دیگر بین ارتفاع پله و وسایل بارگیری و باربری نیز رابطه برقرار است و با هم متناسب هستند.

ارتفاع زیاد پله موجب گل گذاری (Stemming) زیاد و بلند می گردد. گل گذاری زیاد و بلند( طول زیاد گل گذاری) منجر به به ایجاد قطعات بزرگ سنگ (Boulder) در سر چال می شود.

برای حل این مشکل (طول زیاد گل گذاری) می توان از خرج گذاری منقطع استفاده کرد یا می توان در داخل گل گذاری یک خرج جیبی (Pocket charge) قرار داد که البته این کار مستلزم هزینه اضافی می باشد.همان طور که در بالا مشاهده کردید بین پارامترهای طراحی آتشباری و دیگر پارامترهای طراحی رابطه نزدیکی برقرار است.

یکی از معیارهای انتخاب ماده منفجره خصوصیات سنگ می باشد. در این مورد می توان سنگ ها را به چهار دسته اصلی تقسیم کرد :

    1- Resistant massive rock (سنگ توده ای )

    2- High fissured rock (سنگ به شدت درزه و شکاف دار)

    3- Rocks that form blocks (سنگ های بلوکی)

    4- Porous rocks (سنگ متخلخل)

    در مورد سنگ(1) ماده منفجره ای باید انتخاب گردد که انرژی شوک آن بیشتر از انرژی گاز تولید شده باشد.

    در مورد سنگ (2) ماده منفجره انتخابی باید انرژی گاز تولید شده اش بیشتر از انرژی شوک باشد.

    در مورد سنگ (3) ماده منفجره ای باید انتخاب شود که انرژی گاز و شوک آن با هم برابر باشد. در این مورد نتیجه انفجار به شدت وابسته به درست انجام دادن الگوی انفجار می باشد.

    در سنگ (4) باید از ماده منفجره با سرعت و چگالی پایین استفاده کرد. در این سنگ ها  احتیاج به انرژی گاز زیادی داریم. در این مورد می توان از خرج گذاری منقطع استفاده کرد. این کار به دلیل کم کردن فشار چال انجام می شود تا موج ضربه کم گردد. همچنین گل گذاری (Stemming) در این سنگها باید بیشتر از حد معمول باشد. به دلیل آنکه زمان محبوس بودن گاز در چال زیاد باشد.در مورد نحوه آرایش چال های انفجاری مطالب زیادی وجود دارد. در این جا به یکی از این نکات اشاره می کنیم.

در بحث آرایش چال ها می توان دو شکل آرایش چال را در نظر گرفت. آرایش لوزی و آرایش مربعی شکل. هر کدام از این نوع آرایش ها خواص به خصوصی دارند. در آرایش لوزی (Staggered) چال های حفر شده تشکیل یک لوزی می دهند. به دلیل آرایش لوزی توزیع انرژی مواد منفجره بهتر می باشد و خردایش سنگ هم موثرتر است. توزیع بهتر مواد منفجره باعث استفاده کمتر از مواد منفجره می شود که این مطلب مزایای مربوط به خودش را دارد.

در موادی مانند سنگ نمک و ژیپس و به طور کلی موادی که خاصیت ویسکو الاستیسیته دارند از الگوی آرایش مربعی (Square) چال ها استفاده می شود. چون در آتشباری مواد نرم انرژی گاز بیشتری می خواهیم لذا استفاده از آرایش مربعی چال ها مناسب تر می باشد.

شروع انفجار

بعد از انجام تمام مراحل قبل از انفجار اکنون زمان شروع انفجار می باشد. اما انفجار از کجا باید شروع شود ؟ آیا از ابتدای چال حفرشده باید آغاز شود یا از انتهای چال شروع شود و به سمت بالای چال حرکت کند ؟ یا اصلا هیچ تفاوتی نمی کند ؟

انفجار باید از ته چال شروع شود و به سمت بالا حرکت کند. اگر انفجار از بالا و سر چال شروع شود گل گذاری سر چال (Stemming) به دلیل انرژی بالای انفجار به هوا پرتاب می شود. و بدین ترتیب مقدار زیادی از انرژی انفجار به دلیل از بین رفتن گل گذاری هدرمی رود قبل از اینکه این انرژی صرف شکستن سنگ شود.همچنین اگر انفجار از بالا و سر چال شروع شود لرزش زمین (Ground Vibration) زیادی را شاهد خواهیم بود. زیرا انفجار از بالا به پایین حرکت می کند و در نهایت امواج زیادی در سطح زمین پخش می شود و لرزش زمین زیادی حاصل می شود. در حالی که اگر انفجار از ته چال شروع شود و به سمت بالای چال حرکت کند این گونه نمی شود.در معادن روباز که پله های استخراجی وجود دارد اگر انفجار از بالا و ابتدای چال آغاز شود در پای پله پاشنه ایجاد می شود که این مساله مشکلاتی را در فرآیند استخراج به وجود می آورد. در حالی که اگر انفجار از ته چال شروع شود این مشکل پیش نمی آید. پس محل شروع انفجار و جهت حرکت آن هم مهم است.

پرایمر (Primer) از یک ماده منفجره قوی به اضافه چاشنی تشکیل شده است.مواد منفجره مصرفی در معادن که حساسیت پایینی دارند و از طرفی برای رسیدن به ماکزیمم انرژی که شرایط خاصی را می طلبد احتیاج به پرایمر دارند. به عنوان مثال اگر از آنفوی فله ای استفاده کنیم اگر طول چال حفر شده از 10 متر کمتر باشد استفاده از یک پرایمر کافی است. اما اگر چال حفر شده خیس و تر باشد و همچنین لیتولوژی منطقه متنوع باشد باید از چندین پرایمر استفاده کرد. چون تری خاصیت ماده منفجره و حساسیت آن را کاهش می دهد در نتیجه نیاز به پرایمر پیدا می شود.یک نکته در مورد محل قرار گرفتن پرایمر در چال مهم است. اینکه اکثر اوقات پرایمر باید در انتهای چال (Bottom) قرار گیرد. لرزش کمتر و پرتاب سنگ کمتر و خردایش و جابجایی بهتر از مزایای قرار گرفتن پرایمر در ته چال می باشد. البته گاهی اوقات پرایمر را در بالای چال یا ابتدای چال هم قرار می دهند. مثلا وقتی روباره (Overburden) سخت باشد و بخواهیم برای رسیدن به ماده معدنی (Ore) که نرم است روباره را برداریم از این کار (Top Priming) استفاده می کنیم. در روش معدنکاری Strippe Mining از این روش استفاده می شود.

یکی از انواع مواد منفجره که در بیشتر معادن روباز استفاده می شود آنفو (ANFO) است.این ماده پرکاربرد ترین ماده منفجره در معادن روباز است. اما گاهی با توجه به مقاصد در نظر گرفته شده موادی به این ماده منفجره اضافه می کنند. در ادامه به برخی از این مواد اشاره می کنیم.همانطور که می دانیم بخش زیادی از این ماده منفجره را نیترات آمونیوم تشکیل میدهد.

در مناطقی با رطوبت نسبی بالای 60% نیترات آمونیوم به مایع تبدیل می شود.به همین علت در مناطق با رطوبت بالا کائولن یا دیگر مواد آب دوست را به نیترات آمونیوم اضافه می کنند تا آب را جذب کنند. البته با این کار حساسیت آنفو پایین می آید و باید از چند پرایمر در انفجار استفاده کنیم.اگر قدرت انفجار بیشتری از آنفو بخواهیم می توان به آن ذرات فلز مثلا آلومینیوم را اضافه نمود.(ALANFO) در چال هایی که درجه حرارت بالایی دارند مقداری اوره به آنفو اضافه می کنند تا آن را خنک کند.

اگر در مواردی بخواهیم قدرت انفجار آنفو کم باشد مواد پلی استرن (Polysterene) را به آن اضافه می کنند. این کار باعث کاهش وزن مخصوص آنفو می شود. موج ضربه و شوک حاصل از انفجار هم کاهش می یابد.

پارامترهای زیر برای ارزیابی نتایج انفجار باید آنالیز و بررسی گردند :

             1- میزان خردایش سنگ ها (mucpiles)

             2- هندسه و ارتفاع و میزان جابه جایی سنگ ها بعد از انفجار

             3- کیفیت سنگ به جا مانده از انفجار و سطح پله ها بعد از انفجار

             4- بررسی سنگ های حاصل از انفجار (mucpiles) از نظر وجود قطعات بزرگ سنگ (bulder) در بین آنها

             5- بررسی لرزش زمین (Ground vibration) و پرتاب سنگ (Fly rock) و لرزش هوای (Air blast) به وجود آمده از انفجار

  تاخیر های به کار رفته در عملیات آتشباری به دو صورت mill second و half second است که به اختصار MS و HS نوشته می شود. نوع تاخیر اعمال شده بسته به شرایط محل انجام عملیات آتشباری و هدف از انجام آتشباری می تواند متفاوت باشد. کاربرد صحیح یا نادرست تاخیر تاثیر زیادی در نتیجه آتشباری دارد. اگر زمان تاخیر کم و ناکافی باشد ممکن است پدیده پرتاب سنگ به صورت cratering اتفاق بیافتد. همچنین اگر میزان تاخیر اعمال شده زیاد و بیشتر از مقدار لازم باشد پس از انفجار پخش شدگی (disperse) در مواد خردشده به وجود می آید که این مساله باعث مشکلات زیادی در هنگام بارگیری و باربری مواد می گردد. اعمال کردن یک تاخیر مناسب و به موقع می تواند از بروز مشکلات زیادی در فرآیند انفجار جلوگیری کند و نتیجه انفجار را تا حد زیادی بهبود ببخشد.

به طور کلی آتشباری کنترل شده نوعی آتشباری است که در آن سعی می شود که سنگ اصلی را حتی المقدور سالم نگه دارند و از آسیب به آن جلوگیری به عمل آورند تا در نتیجه سطوح جانبی مقاطع آتشباری شده صاف و بدون شکستگی باقی بماند.اهداف آتشباری کنترل شده به شرح زیر است :

             1- یکنواختی و زیبایی سطوح آتشباری شده

             2- پایداری توده سنگ برجا

             3- کاهش لرزش زمین

             4- کاهش عقب زدگی (back break)

             5- کاهش هزینه مرمت و صاف کاری تونل ها

             6- پایداری دیواره های نگهدارنده در معادن زیرزمینی

             7- آسیب نرسیدن به دیواره نهایی کاواک (Final Pit Wall) مبحث آتشباری کنترل شده یکی از مباحث مهم آتشباری می باشد. در پست های بعدی به نکات دیگر مربوط به آتشباری کنترل شده مثل انواع روش های اجرای آن وهمچنین تخریب بنا با استفاده از این تکنیک می پردازیم.

 به منظور کنترل پرتاب سنگ در آتشباری های پله ای توصیه های زیر باید مدنظر قرار گیرد :

          1- مشخص کردن محل دقیق چال های حفاری به ویژه در زمین های نا هموار

          2- بررسی توده سنگ از نظر وجود حفره ها و فضاهای خالی

          3- محاسبه دقیق میزان خرج گذاری و توزیع صحیح آن در طول چال

          4- دقت در انتخاب عمق مناسب چال و استفاده از مواد مناسب در گل گذاری

          5- اعمال تاخیر مناسب بین ردیف های انفجاری به منظور جلوگیری از تشکیل قیف انفجاری

          6- شروع انفجار از عمق چال ها

          7- باقی گذاردن مقداری از سنگ های خرد شده در پای دیواره پله

          8- لق گیری جبهه کار قبل از انفجار