فعالیت‌های آتشباری به‌عنوان یکی از مهم‌ترین بخش در استخراج از معادن شناخته شده است. به گونه‌ای که با گذر زمان شاهد تغییر و همچنین تولید مواد ناریه جدید با قدرت و ایمنی بالا در جهان هستیم. البته برای آتشباری باید ابتدا عملیات حفاری را انجام داد.
این ۲ موضوع ارتباط مستقیمی با یکدیگر دارند و هرقدر میزان مواد ناریه برای انفجار با دقت بیشتری تهیه شود علاوه بر کاهش میزان حفاری نتیجه بهتری نیز به همراه خواهد داشت. براساس آمار موجود در برخی از معادن حدود ۳۰درصد از هزینه‌ها به عملیات آتشباری اختصاص می‌یابد که اگر بتوان از روش‌های صحیح و اصولی آن را انجام داد هزینه و قیمت تمام شده محصول نهایی کاهش خواهد یافت. در ایران، بیشتر آتشکاران استاد محور هستند و در صورتی که اطلاعات آنها به‌روز شده و به سمت مهندسی مواد آتشباری پیش بروند در این بخش تغییرات و تحولات زیادی را شاهد خواهیم بود.
در ادامه با سعید صمدی، رییس کمیسیون معدن خانه اقتصاد ایران که تخصص اصلی‌اش حفاری آتشباری است و سابقه تدریس این رشته را نیز در کارنامه خود دارد گفت‌وگویی انجام دادیم که در ادامه می‌خوانید.
معادن تا چه اندازه به مواد ناریه نیازمند هستند؟
آتشباری موتور حرکت معدن است. همانطور که برای حرکت خودرو باید سوخت را تبدیل به انرژی کرد، در معدن این نقش مواد ناریه یا همان مواد منفجره است. زیرا برای استخراج از معدن باید زمین را شکافت و فرقی هم در اینکه معدن زیرزمینی یا روباز باشد وجود ندارد. برای شکستن سنگ به انرژی نیاز است که از ۲روش تامین می‌شود. استفاده از ماشین‌آلات همچون لودر و استفاده از مواد ناریه است که به شکل مستقیم کار ماشین‌آلات را انجام می‌دهند. با این تفاوت که هزینه خردایش سنگ با استفاده از مواد ناریه بسیار پایین‌تر از هزینه ماشین‌آلات معدنی برای خردایش سنگ‌ها است. از روزگاران گذشته بشر از مواد منفجره یا ناریه استفاده می‌کرده است.
تحول بزرگ در فعالیت‌های معدنکاری نیز زمانی اتفاق افتاد که نخستین ماده منفجره در این بخش به‌کار گرفته شد، ماده‌ای با قدرت و ایمنی بالا که همان دینامیت اختراع دانشمندی به نام «نوبل» بود.
اگر بخواهیم تعریفی از ماده منفجره داشته باشیم اینگونه باید گفت ماده‌ای است که در مدت زمان کمتر از یک هزارم ثانیه، هزار برابر حجم خود گاز تولید می‌کند. این حجم گاز، سنگ را شکافته و خرد می‌کند و در نهایت اتفاقی که از عملیات آتشباری انتظار می‌رود به وقوع می‌پیوندد.
در حال حاضر جلوه‌های آتشباری در دنیا بسیار زیاد و متفاوت است و به‌عنوان یکی علم خاص و جدا از معدن مطرح می‌شود زیرا هر قدر آتشباری دقیق‌تر و مدرن‌تری داشته باشیم، هزینه کمتری در استخراج خواهیم داشت.
مواد مختلف آتشباری در جهان در ۳۰ تا ۴۰ سال اخیر تغییرات زیادی کرده و به سمت موادی پیش رفته که کمترین خطر و بالاترین ایمنی را داشته است. به عنوان مثال دینامیت حدود ۲۰ سالی است که از چرخه مصرف خارج شده و به جای آن مواد جدیدتر که ارزان‌تر است و خطر کمتری دارد، مصرف می‌شود. همچنین برخی از این مواد در حالت عادی هیچگونه خطری ندارند و تنها در هنگام قرارگیری در چال تبدیل به ماده منفجره می‌شوند و به همین دلیل ایمنی کار افزایش پیدا کرده است.
هزینه‌های مختلف آتشباری شامل چه مواردی است؟
عملیات آتشباری ۳ هزینه عمده دارد. نخست قیمت مواد ناریه یا همان مواد منفجره است و دوم فناوری ساخت مواد منفجره ویژه بکارگیری در معادن است که با استفاده از کدام روش، ایمنی و دقت بیشتری دارد. به‌عنوان مثال ماده منفجره که برای عملیات در بخش‌های مختلف استفاده می‌شود باید میزان مشخصی گاز از خود متصاعد کند تا نتیجه مطلوب حاصل شود. انتشار گاز بیش از مقدار مورد نیاز منجر به از هم پاشیدن معدن خواهد شد. سومین مورد، حفاری است. چون برای استفاده از مواد منفجره در معدن باید ابتدا در داخل سنگ حفره‌هایی ایجاد شود که به این‌کار در اصطلاح حفاری می‌گویند. حفاری بسته به نوع سنگ‌ها بسیار متنوع است و از ۵۰ سانتی‌متر شروع شده و تا ۵۰ متر می‌رسد. هر آتشباری حفاری خاص خود را می‌طلبد که هزینه آن در برخی موارد ۳ برابر هزینه مواد ناریه است.
اگر از روش‌هایی استفاده شود که مواد ناریه کمتری نیاز باشد هم میزان مصرف مواد و حفاری کاهش یافته و هم منجر به کاهش قیمت تمام‌شده محصول می‌شود. اگر میزان مواد ناریه کمتر از مقدار مشخص شده باشد نیز آتشباری ناقص خواهد بود و دیگر نمی‌توان عملیات حفاری آتشباری را دوباره انجام داد. بنابراین باید عملیات آتشباری به قدری دقیق و علمی انجام شود تا انرژی مورد نظر از آن به دست آید.
طراحی آتشباری را توضیح دهید.
البته دانش طراحی آتشباری موضوع دیگری است که باید به آن توجه کرده و برای آتشباری دقیق چندین پارامتر در نظر گرفت. نخست اینکه نوع و مشخصات ماده‌ای که برای آتشباری استفاده می‌شود از اهمیت بالایی برخوردار است. همچنین در قطر چال‌های حفر شده باید این نکته را در نظر گرفت که در شرایط مساوی نباید یک کیلو مواد ناریه انرژی ثابتی تولید کند؛ بلکه بر اساس قطر چال است که انرژی متفاوتی از آنها آزاد می‌شود. آرایش چال‌ها و اینکه چگونه باید آنها را در کنار هم قرار داد تا بتوانند با یکدیگر اتصال برقرار کرده تا سنگ خرد شود نیز از دیگر نکات طراحی آتشباری است.
زمانی که مواد ناریه درون چال‌ها قرار می‌گیرند در نگاه نخست اینگونه به نظر می‌رسد که همزمان با یکدیگر منفجر می‌شوند اما در واقع اینگونه نیست و باید فاصله زمانی بین آنها باشد تا بهره‌بردار بتواند درجه خردایش سنگ را به حداکثر برساند.
تاخیر در انفجار چال‌ها اینگونه است که چال‌هایی که در ابتدای مسیر هستند و با سطح آزاد ارتباط دارند در ابتدا منفجر می‌شوند و بعد عملیات آتشباری در خط‌های بعدی ادامه پیدا می‌کند. این کار باعث می‌شود تا به‌دلیل وجود سطوح آزاد، خردایش به شکل بهتری انجام شود. اگر این تاخیرها در انفجار نباشد تمام چال‌ها با یکدیگر منفجر شده و در نتیجه به‌دلیل نبود فضای کافی، خبری از خردایش مناسب سنگ نخواهد بود.
آیا برای حفاری آتشباری نیاز به دانشی خاص وجود دارد؟
موارد یادشده دانشی برای حفاری‌های آتشباری است که امروزه به‌عنوان یکی از مهم‌ترین بخش‌ها در استخراج مواد معدنی محسوب می‌شود. اما در ایران که گستره فعالیت‌های معدنی روز به روز در حال افزایش است دانش حفاری آتشباری نسبت به دیگر کشورها در سطح پایین‌تری قرار دارد و بسیار ضعیف‌تر است.
هم‌اکنون در جهان استانداردهایی برای آتشباری تعریف شده است. به عنوان مثال می‌گویند برای استخراج هرکدام از سنگ‌ها مواد ناریه چه میزان باید باشد. سنگ‌آهن که به‌عنوان یکی از سخت‌ترین سنگ‌های معدنی به‌شمار می‌رود میزان مصرف ویژه مواد ناریه برای خردایش هر تن آن بین ۱۸۰ تا ۲۵۰ گرم است، این در حالی است که در معادن ایران این قاعده رعایت نمی‌شود و مصرف بالاست. در سیستم‌های تاخیر نیز این قضیه صادق است. البته در سال‌های گذشته طراحی آتشباری رشد بسیاری داشته اما باز هم جای پیشرفت و رسیدن به سطح دیگر کشورها وجود دارد.
ایمنی مواد ناریه باید تا چه حدی باشد؟
هم‌اکنون جهان برای افزایش ایمنی در حفاری‌های آتشباری به سمت استفاده از چاشنی‌های «نانر» حرکت کرده که هیچ خطری برای مصرف‌کننده ندارد. این در حالی است که در حوزه دانش فنی و دیگر مسائل آتشباری پیشرفت کمی در ایران وجود دارد.
از طرف دیگر یکی از هزینه‌های مهم معدن، هزینه‌هایی است که صرف حفاری و آتشباری می‌شود. ارتباط مستقیمی بین حفاری و مواد ناریه وجود دارد. به این ترتیب هر قدر که میزان مواد ناریه کاهش یابد در مقابل حفاری هم کم می‌شود. چرا که حفاری نیز برای انجام عملیات آتشباری انجام می‌شود.
عملیات آتشباری تنها برای ۲ بخش از فعالیت‌های معدنکاری یعنی استخراج و باطله‌برداری در معادن روباز و زیرزمینی استفاده می‌شود و دلیلش این است که ارزان‌ترین انرژی برای خردایش سنگ‌های معدنی است. تمامی فعالیت‌های استخراجی از طریق فعالیت‌های آتشباری است و تنها شاید در یک درصد از عملیات‌های معدنی به‌دلیل نزدیک بودن به محدوده شهری و نبود امکان استفاده از این روش، سیستم غیرآتشباری به کار می‌رود.
در تولید مواد ناریه کدام کشورها پیشرو هستند؟
جالب است بدانید مادر فناوری مواد ناریه کشور سوئد است. شرکتی سوئدی به نام «نیترو نوبل» از بازماندگان نوبل مخترع دینامیت است که از همان زمان در جهان داعیه تولید مواد منفجره را داشته و در زمینه دانش و فناوری تولید مواد ناریه حرف نخست را می‌زند. البته دیگر کشورهای پیشرفته نیز در این حوزه پیشرفت های خوبی داشتند اما سوئد به‌عنوان پیشرو در تولید مواد ناریه و همچنین دانش آن در کشورهای مختلف شعبه دارد.
درباره تامین نیاز معدنکاران ایرانی به مواد ناریه باید گفت حدود ۹۰درصد آن در داخل کشور تولید می‌شود اما می‌توان با رشد و ترقی در حوزه دانش فنی زمینه را برای تولید محصولات با کیفیت بالاتر فراهم کرد.
در حال حاضر تجهیزات مورد نیاز حفاری به وسیله کشورهای صنعتی و پیشرو در حوزه معدن ساخته می‌شود و از قیمت مناسبی برخوردار است بنابراین ایران می‌تواند تجهیزات لازم را از این طریق تامین کند و توجه خود را بر دانش فنی این رشته و رفع مشکلات آن متمرکز کند.
از آنجایی که مواد ناریه در داخل کشور تولید می‌شود باید هماهنگی و ارتباط تنگاتنگ بین تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان ایجاد شود تا تولید مواد ناریه براساس نیاز باشد. البته کیفیت محصولات ایرانی در حد قابل‌قبولی است اما بازهم تولیدکنندگان باید برای ارتقای کیفیت تولیدات خود و تولید مواد جدید و مدرن تلاش کنند. دانش فنی نیز بسیار مهم است که بتوانند با استفاده از مواد ناریه و ماشین‌آلاتی که در اختیار دارند عملیات آتشباری را به درستی انجام دهند که یکی از راهکارهای رسیدن به آن تقویت نظام مهندسی حاکم بر فعالیت‌های آتشباری است.
فعالیت‌های آتشباری بر هزینه تمام‌شده محصول نیز اثرگذار خواهد بود. هر قدر قیمت تمام‌شده فعالیت معدنی کاهش یابد سود حاصل از تولید افزایش خواهد یافت. در برخی معادن حدود ۳۰درصد از هزینه‌ها، مربوط به هزینه‌های حفاری آتشباری است. بنابراین در صورت بکارگیری دانش فنی روز، علاوه بر کاهش هزینه تولید و اقتصادی شدن فعالیت، محصولات تولیدی نیز کیفیت بهتری خواهند داشت. به‌طور معمول ساختار حاکم بر عملیات‌های آتشباری در ایران به‌جای اینکه مهندسی محور باشد استاد کار محور است. آتشکارهای فعال در معادن ایران، مدت زمان طولانی است که در این حوزه فعال هستند و آگاهی از دانش فنی و روز آن ندارند. این در حالی است که هر قدر فعالیت‌های آتشباری به شکل فنی و مهندسی انجام شود هزینه‌های تولید و آتشکاری نیز کاهش خواهد یافت.
منبع : روزنامه صمت
