Create: Update:
نگاهی عمیق به روش‌های استخراج – روش تخریب بلوکی (Block Caving) چیست؟
روش تخریب بلوکی یکی از پیشرفته‌ترین، اقتصادی‌ترین و در عین حال چالش‌برانگیزترین روش‌های استخراج زیرزمینی در مقیاس بسیار بزرگ است که عمدتاً برای ذخایر بزرگ، عمیق و پیوسته به‌کار می‌رود. این روش بر پایه‌ی ریزش کنترل‌شده سنگ معدن تحت تأثیر نیروی ثقل عمل می‌کند و در صورت طراحی صحیح می‌تواند هزینه استخراج هر تُن ماده معدنی را به‌طور چشمگیری کاهش دهد.
🏷 اصول پایه‌ای روش Block Caving
تخریب بلوکی یک روش استخراج زیرزمینی در مقیاس وسیع است که امکان برداشت حجم عظیمی از سنگ معدن در یک زمان را فراهم می‌سازد. با این حال، این حجم بالا از برداشت بدون نگهداری مناسب می‌تواند موجب ایجاد ناپایداری در توده سنگ بالادست شود؛ به همین دلیل، زمان توسعه معدن در این روش نسبتاً طولانی است و نیازمند تحلیل دقیق ژئوتکنیکی و اقتصادی است.
🏷 مراحل کلیدی در اجرای BCM:
1- توسعه سطح برش (Undercut Level):
نخست یک افق افقی (Undercut Level) در پایین‌دست کانسار توسعه می‌یابد. سپس این افق توسط عملیات آتشکاری کنترل‌شده، شکسته شده تا توده سنگ بالادست تضعیف گردد و آمادگی ریزش را پیدا کند.
2- ایجاد افق استخراج (Extraction Level):
در پایین افق undercut، یک افق دیگر برای استخراج ایجاد می‌شود. در این لایه، Drawbellها ساخته می‌شوند؛ ساختارهایی قیفی‌شکل که ارتباط بین افق undercut و نقاط برداشت را ایجاد می‌کنند و به سنگ‌های فروریخته اجازه عبور به پایین را می‌دهند.
3- مقاوم‌سازی سنگ (Ground Support):
با توجه به فشارهای بسیار بالا و مدت‌زمان طولانی بهره‌برداری، تقویت سنگ در این روش بسیار حیاتی است. از تکنیک‌هایی مانند استفاده از قاب‌های فولادی، بتن پاششی (shotcrete)، کابل‌بولت، مش و تسمه‌های نگهدارنده استفاده می‌شود تا پایداری سقف و دیواره‌ها حفظ شود.
4- بارگیری و انتقال:
سنگ فروریخته از طریق draw pointها بارگیری شده و به خطوط حمل‌ونقل (هاولج لِول) یا مستقیماً به سنگ‌شکن منتقل می‌شود. این فرآیند به‌صورت پیوسته ادامه می‌یابد تا توده بالادستی به‌طور طبیعی فرو بریزد.
5- نشست سطحی (Subsidence):
با ادامه برداشت، در نهایت توده سنگ بالادست ریزش می‌کند که این امر می‌تواند باعث نشست سطح زمین (subsidence) شود. این نشست بخشی از فرآیند طبیعی در BCM است و باید پیش‌بینی و مدیریت گردد.
🏷 مزایا و معایب روش تخریب بلوکی✅ مزایا:
- هزینه استخراج پایین: در مقایسه با روش‌های سنتی زیرزمینی، هزینه به ازای هر تن بسیار پایین‌تر است.
- بهره‌برداری پیوسته: امکان استخراج مداوم در دوره‌های طولانی وجود دارد.
- قابل اجرا در ذخایر عمیق: برای کانسارهایی که در اعماق زیاد قرار دارند و روش‌های روباز دیگر صرفه اقتصادی ندارند.
- قابلیت مکانیزاسیون بالا: امکان استفاده گسترده از تجهیزات LHD، نوار نقاله و سیستم‌های خودکار.❌ معایب:
- نیاز به توسعه طولانی‌مدت و هزینه‌بر: ساخت افق‌ها، تقویت سنگ و آماده‌سازی drawbellها به زمان و سرمایه زیادی نیاز دارد.
- ریسک ژئوتکنیکی بالا: کنترل نشست و ریزش‌های ناخواسته، چالش فنی و ایمنی بزرگی است.
- وابستگی به شرایط زمین‌شناسی: تنها در کانسارهای بزرگ، پیوسته و با رفتار شکننده مناسب قابل اجراست.
- پیامدهای زیست‌محیطی نشست سطحی: نشست سطحی می‌تواند به زیرساخت‌ها یا پوشش گیاهی آسیب وارد کند.
✳️ مثال کاربردی:
در معادن مس El Teniente و Chuquicamata در شیلی، روش تخریب بلوکی در عمق بیش از ۱۰۰۰ متر از سطح زمین با موفقیت اجرا شده و باعث کاهش شدید هزینه‌های تولید نسبت به روش‌های زیرزمینی قدیمی‌تر شده است. در معدن Grasberg اندونزی نیز، پروژه انتقال از استخراج روباز به بلوک‌کاوی برای افزایش عمر معدن در حال انجام است.
🏷 جمع‌بندی:
روش تخریب بلوکی یکی از نوآورانه‌ترین روش‌های استخراج برای معادن عمیق و حجیم به شمار می‌رود که با بهره‌گیری از قوانین مکانیک سنگ و نیروی ثقل، امکان استخراج اقتصادی و مستمر را فراهم می‌کند. با این حال، اجرای موفق آن نیازمند طراحی دقیق ژئوتکنیکی، مدیریت نشست، کنترل تولید و پشتیبانی فنی در سطح بالا است. این روش به‌ویژه برای مهندسان ارشد معدن، فرصتی برای توسعه سیستم‌های نوین استخراج و کاهش هزینه‌هاست.
