روش‌های متعددی در اختیار فن استخراج پر شونده قرار گرفته که هر یک از استاندارد بخصوصی در استخراج و پر کردن برخوردار می‌باشد. معمولی ترین شیوه‌های ترکیبی پر شوند عبارتند از:

• انباره‌ای پر شونده
• اطاق و پایه‌ای پر شونده
• جبهه کار بلند پر شونده
• چال – عمیق پر شونده
• برش سقف پر شونده
• چال – آتش پر شونده
• طبقه فرعی پر شونده

بدیهی است، چنانچه با اصول استخراج هر یک از شیوه‌های فوق آشنایی وجود داشته باشد و مطالب قبلی این کتاب که شرحی از هر یک را در بر دارد مطالعه شود، با ادغام عملیات پر کردن و درک اصول و کاربرد آنها می‌توان به مفهوم و کاربرد هر یک از شیوه‌های فوق آگاهی یافت.آنچه که در بسط این بحث مورد نیاز است اطلاعاتی در مورد پر کردن این نوع کارگاه هاست که در مجموع در خصوص هر یک سخن گفته شد.

 ضرایب اساسی در اقتصاد و اصول پر کردن عبارتند از:

 حجم، طبیعت و هزینه عملیات پروژه. حجم تقریبی باطله که به جایی یک تن سنگ استخراج شده در کارگاه می‌بایست جایگزین شود 0/6 تن (بر حسب معیار وزنی) می‌باشد. یعنی وقتی حجمی از توده سنگ بکر تخلیه شود، مواد خرد شده‌ای که آن حجم را پر نماید حدود 0/4 حجمی کمتر خواهد بود.

حجم متوسط یک سنگ معدن قبل از استخراج بر حسب وزنی آن (چگالی) حدود 0/3 تا 0/35 متر مکعب در هر تن کمتر می‌باشد، درحالی که اغلب مواد باطله پر کننده به طور متوسط دارای چگالی 0/5 تا 0/56 متر مکعب در هر تن می‌باشند.

تورم حجمی در باطله‌ها صرفاً به واسطه وجود منافذ و فضاهای خالی بین ذرات مواد می‌باشد. هیچ گونه قاعده دقیقی برای رساندن چگالی پر کننده به چگالی سنگ معدن توسط عمل فشردن وجود ندارد و عملی نخواهد بود. اما در فنون جدید پر کردن هیدرولیکی بر اثر شدت فشار روی پر شونده‌ها چگالی آن به چگالی اولیه سنگ معدن نزدیک‌تر می‌شود، شکل(1).

شکل (1)- عملیات پر کردن کارگاه های استخراج بوسیله فن هیدرولیک

روش‌های معمولی و مواد پر کننده در کارگاه‌های پر شونده به قرار زیر می‌باشند:

1. باطله یا دور ریزهای معدن (سنگ باطله).
2. مواد پر کننده از سطح زمین (سنگ یا خاک و شن بیابانی).
3. دور ریزها یا (تیلینگ) از کارخانجات تغلیظ.

یکی از موارد پر هزینه در امر پر کردن،مخارج حمل باطله‌ها به کارگاه پر شونده می‌باشد از این رو، باطله معدن یا سنگ استخراج شده باطله ارزان ترین منبع در تهیه مواد پر شونده به حساب می‌آید، زیرا باطله حدوداً در محل و نزدیک کارگاهی وجود دارد که بایستی پر شود.

این مواد حاصل سنگ‌های باطله است که در اثر کارهای پیشروی و آماده سازی و اکتشافی به دست می‌آیند، اما حجم این منبع باطله برای پرکردن یک کارگاه استخراج معمولی کفایت نمی‌کند و ناچاراً با مواد جنبی دیگر ادغام خواهند شد.

وقتی که حجم باطله جنبی برای مکفی نمودن پر شونده‌ها زیاد نباشد می‌توان دیوارها و یا کمرهای محکم کارگاه را که در ناحیه باطله واقع‌اند استخراج نمود و در محل خواسته شده پر کرد. و گاهی نیز سنگ‌های باطله از حفر تونل یا دویل در کمرها (نواحی باطله) به عنوان منبع مواد کمکی پر کننده به حساب می‌آیند شکل (1) گاهی اوقات برای تهیه سنگ باطله در حجم زیاد، به استخراج آن در یک کارگاه سنگ باطله با شیوه دیگر اقدام می‌گردد.

استخراج کمر بالای کارگاه (ناحیه باطله) دارای مزیت نزدیکی در محل و استفاده از جاذبه در تخلیه مستقیم به ناحیه پر شونده می‌باشد. خاک‌های بیابانی که منبع دیگری برای تهیه مواد باطله می‌باشد و به دو صورت به داخل کارگاه وارد می‌گردد، یکی خشک و دیگری به صورت مخلوط با آب برای پر کردن هیدرولیکی، شکل (2) از سامانه عملیات پر کردن هیدرولیکی را نشان داده است.

شکل (2)- روش پر کردن “بک فیل”برای حفاظت از فرونشینی سقف کارگاه

سنگ یا خاک بیابان که به طور خشک به داخل کارگاه های پر شونده وارد می شوند،توسط کامیون،نوار نقاله،قطار و غیره به دویل خاکریز که اغلب به سطح زمین راه دارند حمل و مستقیم به کف کارگاه سقوط می کنند.

این عمل در یک معدن با کارگاه‌های پر شونده تا عمق 1600 متر عملی شده است. در روش‌های سقوط جاذبه‌ای در پر کننده‌ها به کارهای نسبتاً کمتری نیاز می‌باشد، ولی از طرفی عمل پر شدن صحیح صورت نمی‌گیرد، و دیوارها و کمر و سقف این نوع کارگاه‌ها گاهی فرو می‌ریزد و عمل فروریزی این مناطق در اثر محکم و جزم نشدن باطله با سطوح تماس می‌باشد.

در بعضی کارگاه‌ها با روش‌های بخصوص شان، مواد پر کننده معمولاً در گوشه‌ای از کارگاه واریز می‌شوند و توسط ابزار مکانیکی به تمام قسمت های کارگاه پخش می‌شوند. در بعضی از قسمت‌های حساس در حال پر شدن، احتمالاً به فشردن و جابجا کردن مواد باطله برای دستیابی به عمل مفید تر نیاز خواهد بود.

از قطعات درشت باطله برای مسدود نمودن دهانه‌های نفوذی به کارگاه استفاده می‌شود و این تکه‌های درشت توسط زنجیر، توری و سیم در قسمت‌های باز جاسازی می‌شود. دهانه‌ها از قسمت‌های بیرون گاهی توسط آجر و گچ یا بتون تیغه می‌شود تا هیچ گونه نشت هوا یا آب ایجاد نشود.

یک انتخاب عمومی و رایج در تهیه مواد پر کننده استفاده از باطله کارخانجات تغلیظ می‌باشد که اغلب در نزدیکی معدن قرار دارند. شکل (3) نمایی از سامانه پر کننده نشان داده شده است، در بیشتر معادن در حدود 5 درصد از باطله کارخانه به عنوان پر کننده مناسب قابل بازیابی خواهد بود.باطله رده بندی شده (از نظر محتویات) به وسیله خط لوله و پمپ‌های مخصوص به صورت دو نمایی به داخل معدن منتقل می‌شود که این باطله‌ها گاهی توسط اضافات دیگری برای بهبود در تقویت و تحکیم محل پر شده استفاده می‌شوند.

شکل (3) – فرآیند طرح پرکردن معدن توسط ماسه و ریگ در روش کندوآکند

کارگاه‌هایی که توسط روش هیدرولیکی پر می‌شوند، لازم است که تمام محورها، دهانه‌ها و منافذ موجود پیرامون محل‌های پر شونده مسدود گردد. این دهانه‌ها که مسدود می‌شوند در پشت آنها باطله با فشار قرار می‌گیرد که ضرورتاً بایستی بطور محکم مقاومت بیشتر یا دست کم مساوی با آن فشار در محل های انسداد را تأمین کنند.

به این منظور کانکریت ضخیم و یا چوب بندی قوی با پشت بندی آب بندی شده در حفره‌ها و دهانه‌های تأسیس می‌شود. برای تخلیه مایعات در قعر کارگاه‌های پر شده، در محل‌های تیغه شده در قسمت پایین لوله و شیر تخلیه نصب می‌شود که بتوان مایعات (آب و اسیدهای مخلوط در باطله کارخانه) را بتدریج تخلیه نمود.

نمونه‌ای از طرح‌های انسداد منافذ کارگاه و تخلیه مایعات از کارگاه پر شونده به طور شماتیک در شک (4) نشان داده شده است. دویل‌های قفس چوبی (کریب) که قرار باشد از میان کارگاه‌های پر شونده هیدرولیکی بگذرند بایستی توسط مواد آب بندی کننده مثل کنف، ایزوگام و شبیه به آن، دورپیچی شود و روی آن را معمولاً با برزنت می‌پوشانند.

برای محکم کاری روی برزنت هم وایر پیچیده می‌شود تا از در رفتگی و ایجاد لبه و منفذ جلوگیری شود. نوارهای تفلن و قیرگونی هم می‌توانند در آب بندی کردن دویل‌های قفس چوبی مفید واقع شوند. چنان چه عملیات آب بندی و پوشش در سطوح خارجی این دویل‌ها صحیح صورت نگیرد، آب مخلوط از باطله پر کننده باعث نفوذ در دویل‌ها شده و فعالیت و رفت و آمد از آن معبر را خطرناک و مشکل می‌سازد.

سایر قسمت‌های دیگر که جریان مایعات باطله بتوانند از آنها عبور و نفوذ نماید توسط درزگیرها (مثل تکه های چوب، سمنت، کنف و شبیه آنها) مسدود خواهند شد.خاک اره نجاری، پوشال و نی برای مسدود کردن محل‌های درز دار قابل استفاده می‌باشند و هنگامی که مواد پر کننده هیدرولیکی به داخل کارگاه وارد می‌شود.

می‌توان توأماً مقدار مناسبی از مواد فوق را اضافه نمود. سنگربندی وتل توسط شن و ماسه در برخی از کارگاه‌های بزرگ عمومیت دارد. مخلوط پر شونده هیدرولیک در پشت این تل‌ها به صورت سد وارد می‌شود و ارتفاع خواسته شده در محل پر شده تأمین می‌شود.

کارگاه‌ها توسط عمل تراوشی و یا تخلیه تدریجی آب کشی می‌شوند. گاهی هر دو عمل با هم انجام می‌شود. با اجزای عمل تراوش یک لوله قطور (به ضخامت حدود 15 سانتی‌متر) عایق بندی شده به وسیله کنف و یا گالوانیزه در کف کارگاه و در محل باطله‌ریزی درشت، جایی که مایعات در آنجا نفوذ پذیرند، نصب می‌شوند.

این لوله به طور دائم در زیر قسمت پر شده می‌ماند و تا زمانی که آب و مایعات دیگر بتوانند به آنجا نفوذ کنند. عمل تخلیه آب از طریق آن لوله میسر خواهد بود. لوله‌های تراوشی می‌توانند در محل‌های دلخواه و در ارتفاعات خواسته شده کارگاه نصب شوند.

شکل (4)- سامانه پر کردن هیدرولیکی با مواد ماسه ای

 در انتخاب محل نصب لوله‌های تخلیه آب معمولاً به مرکزیت تجمع آب دقت می‌شود. لوله‌ها می‌توانند از هر نوع فلزی، سیمانی و یا به وسیله کانال‌های چوبی بدون درز انتخاب شوند. ادامه لوله‌ها به خارج از قسمت تمرکز آب مهم نیست که چه نوعی باشد. در انتخاب جنس و نوع لوله‌ها بایستی مقاومت آن را با طبیعت و جنس مایع تخلیه شونده تطبیق نمود (شکل 5).

عمل تخلیه تدریجی آب توسط نصب دکل‌های تخلیه کن در کارگاه ها انجام می‌گیرد. جعبه‌های تخلیه مایعات کارگاه نیز در دیوار کارگاه نصب می‌شود. شکل (5) به این روش نیز اشاره داشته است. با رسوب جامدات در مخلوط باطله و ظهور مایع روی سطح قسمت‌های پر شده، تخته‌های توقف به طور ترتیبی خاصی از روی جعبه‌ها بر کنار می‌شوند و آب را به داخل سامانه آبکشی معدن پخش می‌نمایند. در کارگاه‌های پر شونده بزرگ روش مزبور مطلوب جلوه می‌کند.

شکل (5) – مسیرهای تخلیه مایعات در سامانه پرکردن “بک فیل”

در چنین سامانه‌ای افراد پس از 2 تا 24 ساعت (بسته به طبیعت عمل و محل) می‌توانند از روس سطح قسمت‌های پر شده رفت و آمد نمایند. همچنین تجهیزات سنگین و ماشین های بزرگ می‌توانند روی سطح پر شده بعد از 2 تا 4 روز حرکت نمایند.سرعت سفت شدن کف کارگاه (روی سطح پر شده) به ماهیت مواد پر شونده، سرعت در آب کشی و تخلیه مایعات و نوع مخلوط های سفت کننده بستگی دارد.

خلاصه ای از روش های پر شونده

    تمام شیوه‌های متنوع و مرسوم پر شونده به دو صورت ظاهر می‌شوند، یکی کند و آکند مسطح (یا پر شونده افقی) و دوم پر شونده مورب (شیبدار). در هر دو گروه شیوه‌های مختلفی عمل شده که متناسب با ویژگی‌های لایه می‌باشد.

روش‌های استخراج به سبک پر شونده با توجه به کنترل حرکت نواحی خالی شده و تخلیه کامل سنگ معدن در ضخامت‌ها و درجات عیار گوناگون بسیار مفید واقع می‌شود. به دلیل تغییر پذیری روش‌های پر شونده این شیوه‌ها انعطاف پذیر می‌باشند.

بخصوص روش‌های کرسی بندی، برش سقف و طبقه فرعی تخریبی از ویژگی‌های خاص تغییر پذیری و انعطاف پذیری برخورد دارند. البته روش‌های برش سقف و طبقه فرعی تخریبی جایی مورد استفاده قرار می‌گیرند که فرونشینی سقف کمر بالا و سطح زمین زیاد مهم نباشد.

نسبت به سایر شیوه‌های استخراج، روش‌های استخراج پر شونده از نظر تولید و آمار هزینه‌ها در حد متوسط قرار دارند ولی اخیراً در حال توسعه هستند. اشل تولید به راحتی تغییر نمی‌یابند. بازیابی و استخراج کامل سنگ عالی بوده و درجه اختلاط (ترقیق) سنگ معدن با باطله نسبتاً کم می‌باشد.

روش‌های کند و آکند عرضی برای روش طبقه فرعی با چال‌های انفجاری است که روشی پر تولید و کم خرج می‌باشد و حال آنکه کارگاه‌های پر شونده مستلزم پر شدن و نیازمند مکانیزه شدن می‌باشند.

علیرضا رستگار

عاشق شروع کردن هستم، هنر من جنگیدن برای آرزوهام هست؛ دنبال این هستم که درک درستی از زندگی پیدا کنم و ازش لذت ببرم برای همین بیشترین سرمایه‌گذاری رو روی خودم می‌کنم.