سازمان ممدیریت و برنامه‌ریزی کشور

⚠ این متن با نرم‌افزار از روی تصویر خوانده شده و ممکن است خطا داشته باشد؛ برای استناد، اصلِ سند را ببینید. حمهوری اسلامی ابران سازمان ممدیریت و برنامه‌ریزی کشور راهنمای آبکشی در معادن ضفابطه شماره ۵۷۳ سازمان مدبریت و برنامه‌ریزی کشور وزارت صنعتء» معدن و تجارت مهاونت آمور معادن و صنایع مهدنی امور نغفام ض دیق مور تعقام قی دفتر نغقارت و بهره‌برداری وا را دررونم تا وا مدا ۱۱ ۱۱ههد ۱۳۹۳ -------- صفحهٔ بعد -------- امور نظام فنی سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور با استفاده از نظر کارشناسان برجسته مبادرت به تهیه این ضابطه نموده و آن را برای استفاده به جامعه مهندسی کشور عرضه نموده است. با وجود تلاش فراوان» این اثر مصون از ایرادهایی نظیر غلط‌های مفمومی, فنی, ایام ایام و اشکالات موصوعی نیست. از این‌روء از شما خواننده گرامی صمیمانه تقاضا دارد در صورت مشاهده هرگونه ایدراد وا شکال فدذ-ی مراتب را به صورت زیر گزار ش فرمایید: - شماره بند و صفحه موضوع مورد نظر را مشدخدص کنید. ۲ ایراد مورد نظر را به صورت خلاصه بیان دارید. ۳- در صورت امکان من اصلاح شده را برای جایگزیدی ار سال نمایید. ۴ ذشمانی خود را برای تما س احتمالی ذکر فرمایید. کارشناسان این امور نظرهای دریافتی را به دقت مطالعه نموده و اقدام مقتضی را معمول خواهند داشت. پیشاپیش از همکاری و دقت نظر جنابعالی قدردانی می‌شود. ذشانی برای مکاتیه تهران» میدان بهارستان» خیابان صفی علیشاه» سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشورء امور نظام فنی » مرکز تلفن ۳۳۲۷۱ وا مت 111۱ -------- صفحهٔ بعد -------- 0 بسمه تعالی : ید ناران بر رت و ام رری ور ربیس سازمان شماره: ۳۳۳۴۵ بخشنامه به دستگاه‌های اجرایی. مهندسان مشاور و پیمانکاران تاریخ: ۱۳۹۳/۱/۷ موضوع: راهنمای آبکشی در معادن به استناد ماده (۲۳) قانون برنامه و بودجه و مواد (۶) و (۷) آیین‌نامه استانداردهای اجرایی طرح‌های عمرانی- مصوب سال ۱۳۵۲ و در چارچوب نظام فنی و اجرایی کشور (موضوع تصویب‌نامه شماره ۹ ت ۳۳۴۹۷ه مورخ ۱۳۸۵/۱۴/۲۰ هیأت محترم وزبران). به پیوست ضابطه شماره ۵۷۳ امور نظام فنی. با عنوان « راهنمای آبکشی در معادن » از نوع گروه سوم ابلاغ می‌شود. رعایت مفاد این ضابطه در صورت نداشتن ضوابط معتبر بهتر. از تاریخ ۱۳۹۴/۰۴/۰۱ الزامی است. امور نظام فنی این معاونت دربافت کننده نظرات و پیشنهادهای اصلاحی در مورد مفاد این ضابطه بوده و اصلاحات لازم را اعلام خواهد کرد. ۳۷۳۳۶ -------- صفحهٔ بعد -------- بسمه تعالی نظام فنی و اجرایی کشور (مصوبه شماره۴۲۳۳۹/ ت ۳۳۴۹۷ ه مورخ ۱۳۸۵/۴/۲۰ هیات وزیران) به کارگیری معیارهاء استانداردها و ضوابط فنی در مراحل تهیه و اجرای طرح و نیز توجه لازم به هزینه‌های نگهداری و بهره‌برداری در قیمت تمام شده طرح‌ها را مورد تاکید جدی قرار داده است و این آمور به استناد ماده ۲۳ قانون برنامه و بودجه و نظام فنی اجرایی کشور وظیفه تهیه و تدوین ضوابط و معیارهای فنی طرحهای توسعه‌ای کشور را به عهده دارد. آبکشی و آبرسانی در عموم کارهای مهندسی و از جمله مهندسی معدن جزو مسایل مهم به حساب می‌آید. مساله آبکشی در معادن با افزایش عمق معدنکاری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در معادن عمیق و آبدار مشکلات آبکشی بر روند تولید اثر گذاشته و سبب کاهش تولید می‌شود. یکی از مهم‌ترین اطلاعات مورد نیاز برای طراحی سیستم آبکشی معادن» اطلاعات مربوط به وضعیت آب‌های محدوده معدن و شدت جریان آب ورودی به معادن است. بر اساس شدت جریان آب ورودی و روش استخراج» سیستم آبکشی انتخاب و تاسیسات مربوطه تعیین می‌شود. برآورد شدت جریان آب در بخش‌های مختلف معدن با استفاده از روش‌های تحربی, تحلیلی و عددی انجام می‌شود. پس از تعیین شدت جریان ورودی باید برای انتقال آب در تونل‌های افقی و طبقات معادن روبازء در کف تونل یا پله معدن روباز جوی باریکی موسوم به غنو احداث و به کمک آن آب را به محل مخزن هدایت کرد. انتخاب محل و اندازه مخزن تابع میزان آب و شرایط استخراج است. آب هدایت شده به مخزن باید به وسیله پمپ و یا سایر روش‌ها (نظیر احداث تونل.های آب‌بر) به بیرون معدن منتقل شوند. رعایت مسایل زیست‌محیطی و کنترل کیفیت آب‌های خروجی از معدن نیز از اهمیت ویژه‌ای در طراحی سیستم آبکشی برخوردار است. این ضابطه با عنوان « راهنمای آبکشی در معادن » در چارچوب برنامه تهیه ضوابط و معیارهای معدن با هدف ارایه اطلاعات لازم برای طراحی سیستم آبکشی در معادن و فضاهای زیرزمینی در راستای اهداف وزارت صنعت» معدن و تجارت و با همکاری سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور در چارچوب برنامه تهیه ضوابط و معیارهای معدن» تهیه شده است با همه‌ی تلاش انحجام شده قطعا هنوز کاستی‌هایی در متن موجود است که ان‌شاءا... کاربرد عملی و در سطح وسیع این نشریه توسط مهندسان موجبات شناسایی و برطرف نمودن آن‌ها را فراهم خواهد نمود. در پایان» از تلاش و جدیت جناب آقای مهندس غلامحسین حمزه مصطفوی و کارشناسان امور نظام فنی همچنین جناب آقای دکتر جعفر سرقینی مجری محترم طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی بخش معدن کشور در وزارت صنایع و معادن» کارشناسان دفتر نظارت و بهره‌برداری معادن و متخصصان همکار در امر تهیه و نهایی نمودن این نشریه, تشکر و قدردانی می‌نماید. امید است شاهد توفیق روزافزون همه‌ی این بزرگواران در خدمت به مردم شریف ایران اسلامی باشیم. معاون نظارت راهبردی دی ۱۳۹۲ -------- صفحهٔ بعد -------- راهنمای آب کشی در معادن مجری طرح آقای جعفر سرقینی معاون امور معادن و صنایع معدنی - وزارت صنایع و معادن تهیه پیش‌نویس اصلی ُقای مهندس حسین‌علی طاهری اعضای شورای عالی به تر تیب حروف الفبا فرزانه آقا رمضانعلی معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور کارشناس آرشد مهندسی صنایع سیف ا... امیری وزارت صنعت.» معدن و تحارت کارشناس ارشد مهندسی صنایع بهروز برنا سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور کارشناس مهندسی معدن عبدالعلی حقیقی معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور کارشناس ارشد زمین‌شناسی جعفر سرقینی وزارت صنعت. معدن و تجارت دکتری مهندسی فرآوری مواد معدنی علیرضا غیائوند وزارت صنعت. معدن و تجارت کارشناس آرشد زمین‌شناسی اقتصادی اعضای کار گروه اکتشاف به ترتیب حروف الفبا علی اصغرزاده سازمان توسعه و نوسازی معادن و صنایع معدنی ایران کارشناس آرشد مهندسی معدن بهروز برنا سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور کارشناس مهندسی معدن علیرضا غیائوند وزارت صنعتء معدن و تجارت کارشناس ارشد زمین‌شناسی اقتصادی نعمتا... رشیدنژادعمران دانشگاه تربیت مدرس دکترای پترولوژی عبدالمحید یعقوب‌پور دانشگاه تربیت معلم دکترای زمین‌شناسی اقتصادی اعضای کارگروه تنظیم و تدوین به ترتیب حروف الفبا بهزاد مهرابی دانشگاه خوارزمی دکترای زمین‌شناسی اقتصادی اعضای گروه هدایت و راهبری پروژه خانم فرزانه آقارمضانعلی رئیس گروه امور نظام فنی آقای علیرضا غیائوند رئیس گروه ضوابط و معیارهای معاونت امور معادن و صنایع معدنی آقای اسحق صفرزاده کارشناس معدن امور نظام فنی -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست مطالب عنوان فصل اول- کلیات طراحی سیستم آبکشی ۲-۱- انتخاب سیستم آبکشی ۳-۱- برآورد شدت جریان آب‌های ورودی به معدن ۴-۱- هدایت آب‌ها در تونل‌های افقی ۵-۱- احداث مخزن با مخازن آب ۶-۱- انتخاب لوله‌های انتقال آب ۷-۱- انتخاب تلمبه یا تلمبه‌های آبکشی ۸-۱- احداث تاسیسات آبکشی فصل دوم- دستورالعمل برآورد شدت جریان آب در بخش‌های مختلف معدن ۱-۲- آشنایی ۳-۲ روش‌های تجربی ۱-۲-۲- مطالعه رژیم آب‌های منطقه ۲-۲-۲- تعیین ضرایب هیدرودینامیکی آبخوان ۳-۲-۲ روش مقایسه طولی ۳-۲-۲- روش مقایسه سطحی ۲--۵- روش مقایسه مرکب ۳-۲- روش‌های تحلیلی ۱-۳-۲ رابطه دوپویی ۲-۳-۲ رابطه گودمن ۳-۳-۲ رابطه فریز و چری ۱۱ ۱۲ ۱۲ ۱۳ ۱۳ ۱۳ ۱۳۴ ۱۸( -------- صفحهٔ بعد -------- ۴-۳-۲ رابطه هیوور ۵-۳-۲- رابطه گودمن برای جریان‌های اولیه ۶-۳-۲- رابطه تیم ۷-۳-۲- رابطه لی ۸-۳-۲- رابطه کارلسرود ۹-۳-۲- رابطه التانی ۱۰-۳-۲- رابطه بهینه شده التانی ۴-۲ روش‌های عددی فصل سوم -دستورالعمل طراحی غنوها ۱-۳- آشنایی ۱-۲-۳- مساحت مقطع (۸) ۲-۲-۳- محیط خیس (۳) ۳-۲-۳- شعاع هیدرولیکی (8) ۴-۲-۳- عمق متوسط (0۸) ۵-۲-۳- شیب غنو (5) ۳-۳ رابطه اساسی جریان یکنواخت در غنوها- فرمول چزی ۴-۳- محاسبه ضریب ۴ در رابطه چزی ۱-۴-۳ رابطه گانگیه- کوتر ۳-۳-۳ فرمول بازن ۳-۴-۳- فرمول مانینگ ۵-۳- طراحی غنو در حالتی که محدودیتی وجود نداشته باشد. ۱-۵-۳- شرط ماکزیمم شدن شعاع هیدرولیکی ح ۵ ۶ ۶ ۷ ۷ ۱۸ ۱۸ ۹ ۳۱ ۳۳ ۳۳ ۳۳ ۳۳ ۳۳ ۳۳ ۳۳ ۳۴ ۳۵ ۳۵ ۳۶ ۳۶ ۳۶ ۳۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۵-۳- طراحی مقطع بهینه ۶-۳- حالتی که در طراحی غنو محدودیت وجود داشته باشد. ۱-۶-۳- روش دستی ۲-۶-۳ استفاده از برنامه‌های کامپیوتری فصل چهارم- دستورالعمل انتخاب موقعیت و ابعاد مخزن ۱- ۴- آشنایی ۲-۴- انتخاب محل مخزن ۱-۳-۴ روش توقف تدریجی تلمبه‌ها ۲-۳۴ روش توقف هم‌زمان تلمبه‌ها ۴-۴- تحهیزات و تاسیسات مخزن ۱-۴-۴ ارتباط مخزن و تلمبه به وسیله لوله ۲-۴-۴ ارتباط مستقیم مخزن و تلمبه ۵-۴- نحوه احداث مخزن فصل پنجم - دستورالعمل انتخاب مشخصات لوله انتقال آب ۱- ۵- آشنایی ۲-۵- تعیین شدت جریان آبکشی ۳-۵- تعیین قطر لوله‌ها ۴-۵- انتخاب جنس لوله‌ها ۵-۵- بررسی لوله از نظر تحمل فشار ۶-۵- نحوه نصب لوله فصل ششم - دستورالعمل محاسبه افت در خط لوله ۱- ۶- آشنایی ۳۸ ۳۸ ۳۹ ۳۹ ۳۱ ۳۳ ۳۳ ۳۳ ۳۵ ۳۶ ۳۷ ۳۷ ۳۸ ۳۹ ۵ ۴۳ ۴۳ ۴۳۳ ۴۵ ۴۵ ۴۵ ۷ ۴۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ رابطه عمومی محاسبه افت در لوله‌ها ۳-۶- جداول عمومی محاسبه افت در لوله‌ها ۵-۶- محاسبه ضریب افت در جریان آرام ۶-۶- محاسبه ضریب اصطکاک لوله‌های صاف در جریان مغفشوش ۱-۶-۶- رابطه کوناکوف ۲-۶-۶ رابطه بلوزیوس ۳-۶-۶ رابطه هرمان ۴-۶-۶ رابطه نیکورادزه ۷-۶- محاسبه ضریب اصطکاک لوله‌های زبر در جریان مغفشوش ۱-۷-۶- رابطه آتشول ۲-۷-۶ رابطه کلبروک ۳-۷-۶ رابطه کارمان ۸-۶- محاسبه افت موضعی در لوله ها ۱-۸-۶- گشاد شدن ناگهانی لوله ۲-۸-۶- گشاد شدن تدریحی لوله ۳-۸-۶- تنگ شدن ناگهانی لوله ۴-۸-۶- تنگ شدن تدریجی لوله ۵-۸-۶- زانویی ۶-۸-۶- شیرفلکه ۹-۶- محاسبه افت دینامیکی فصل هفتم- دستورالعمل انتخاب و نصب تلمبه ۱- ۷- اشنایی ۴۹ ۸8[ ۸ ا(۸ ۸۵ ۸۵ ۳ ۸ ۳ ۳۴ ۳ ۳ ۵۵ ۵۵ ۵۶ ۵۶ ۵۷ ۵۷ ۵۸ ۵۸ 1۱ ۶۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۴-۷- محاسبه توان تلمبه ۵-۷- نحوه میزان تلمبه ۱-۵-۷- استفاده از منحنی مشخصه تلمبه ۲-۵-۷- استفاده از نمودار مدل‌های تلمبه ۳-۵-۷- استفاده از جدول مشخصات ۶-۷- احداث تلمبه خانه ۷-۷- تاسیسات کنترل خودکار تلمبه ۸-۷- استفاده از چندین تلمبه فصل هشتم- دستورالعمل احدات تاسیسات برای جلوگیری از ورود آب به معدن ۱- ۸- آشنایی ۲-۸- جلوگیری از ورود آب‌های سطحی به معدن ۳-۸- جلوگیری از ورود آب به داخل چاه ۴-۸- احداث سدهای زیرزمینی ۵-۸- پایین بردن سطح ایستابی فصل نهم - دستورالعمل جلوگیری از آلودگی آب‌های معدن و خنثی‌سازی ۱- ۹- آشنایی ۲-۹- فرآیند تشکیل اسید در معادن ۳-۹ پیش‌بینی پتانسیل تشکیل زهاب اسیدی ۳۴-۹- جلوگیری از تولید زهاب اسیدی ۵-۹- خننی کردن آب‌های اسیدی فصل دهم - دستورالعمل آبکشی موضعی ح ۶۳ ۶۳ ۶۳ ۶۴ ۶۴ ۶۵ ۶۵ ۶۵ ۶۸ ۶۸ ۷۱۹ ۳ ۳ ۷۳ ۳ ۷۴ ۷۷ ۷۹ ۷۹ ۸۰ ۸ ۸ ۸۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۰- آشنایی ۳۰ تلمبه‌های برقی ۳-۰ تلمبه‌های هوای فشرده ۴-۰ تلمبه‌های هواران ۵-۰- تلمبه‌های مونو ۶-۰ آبکشی در چاه ۷-۰ آبکشی در معادن روباز ۱-۷-۰ آبکشی به وسیله تلمبه ۲-۷-۰ آبکشی به وسیله تونل ۳-۷-۰ آبکشی به وسیله سیفون د ۸۵ ۸۵ ۸۵ ۸۵ ۸۶ ۸۶ ۸۶ ۸۷ ۸۷ ۸۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ک ی س فصل ۱ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - کلیات طراحی سیستم آبکشی ۳ ۱-۱- آشنایی مقصود از طراحی سیستم آبکشی» ارایه طرحی است که بر اساس آن بتوان آب‌هایی را که در حفریات معدن جریان می‌یابد. به خارج از معدن هدایت کرد. برای این منظور مراحل زیر باید انجام گیرد: الف- برآورد شدت جریان آب‌های ورودی به معدن پ- هدایت آب در تونل‌های افقی ت- احداث مخازن آب ث- انتخاب لوله‌های انتقال آب ۳-۱- برآورد شدت جریان آب‌های ورودی به معدن برآورد شدت جریان آبی که در معدن به جریان می‌افتد. اولین مرحله در طراحی سیستم آبکشی است. برای برآورد شدت جریان در هر یک از طبقات معدن می‌توان از روش‌های تجربی, تحلیلی و عددی استفاده کرد. بسته به مشخصات معدن, سیستم آبکشی آن متفاوت است. اگر معدن به وسیله تونل افقی گشایش یافته باشدء در آن صورت با احداث جوی‌های انتقال در یک طرف تونل به نام غنو» بدون صرف انرژی می‌توان آب را به خارج هدایت کرد. اگر معدن به وسیله چاه یا تونل مورب گشایش یافته و فقط دارای یک طبقه باشد.ء باید در حوالی چاه یا تونل مورب» مخزن آب احداث و به وسیله تلمبه آب را به بیرون معدن هدایت کرد. مواردی باید آب‌های موجود در هر طبقه را در یک منبع جمع‌آوری و در مرحله بعد آن‌ها را به کمک تلمبه از درون چاه یا تونل‌های مورب به خارج هدایت کرد. اگر یک یا چند طبقه از معدن مستقیما به وسیله تونل افقی به سطح زمین مرتبط باشد.ء آب این طبقات از طریق این تونل‌ها به خارج هدایت می‌شود. از آنجا که معادن بزرگ چندین طبقه دارند و عموما به وسیله چاه یا تونل مورب گشایش یافته‌اند لذا بسته به مورد باید به یکی از روش‌های زیر عمل کرد: الف- برای هر طبقه از معدن یک مخزن آب جداگانه احداث و با نصب تلمبه در آن آب را به بیرون هدایت کرد. ب- در پایین‌ترین طبقه معدن» یک مخزن اصلی احداث و با نصب یک تلمبه مرکزی آب را به خارج فرستاد. در این صورت» آب -------- صفحهٔ بعد -------- ۴ راهنمای آبکشی در معادن هر یک از طبقات به وسیله غنو تا مخزن آب در حوالی چاه هدایت و از آنجا به وسیله لوله و بدون نیاز به تلمبهء به مخزن اصلی پ- در هر طبقه یک مخزن آب احداث و آب هر طبقه به وسیله تلمبه به طبقه بالاتر هدایت می‌شود. در این گزینه» مخزن اصلی در بالاترین طبقه احداث می‌شود و تلمبه اصلیء آب را از این مخزن به بیرون معدن انتقال می‌دهد (شکل ۲-۱). ۹ ستنی رمیین طبقه سوم محرن شکل ۱-۱- سیستم آبکشی با احداث یک مخزن اصلی در پایین‌ترین طبقه معدن دارند. توصیه می‌شود که در مورد هر معدن, هر یک از گزینه‌های آبکشی بررسی و هزینه آن‌ها محاسبه و از مقایسه آن‌ها با یکدیگر 2-۱- هدایت آب‌ها در تونل‌های افقی از آنجا که تونل‌ها به طرف بیرون یا چاه شیب دارند لذا آبی که در داخل آن‌ها جمع می‌شودء به طرف دهانه تونل یا به سمت چاه حرکت می‌کند. برای هدایت آب در داخل تونل» در کف آن و نزدیک یکی از دیوارهاء باید جوی‌های مخصوص احداث کرد که به نام غنو خوانده می‌شود (شکل ۳-۱). در مورد تونل‌های کوچک. غنو با حفر کف تونل احداث می‌شود ولی در مورد تونل‌های اصلی» پس از حفر جوی» باید کف و دیواره‌های آن را قالب‌بندی و در آن بتن‌ریزی کرد. برای این که از تمام فضای تونل استفاده شودء باید روی جوی را به وسیله تخته یا بلوک‌های بتنی پوشاند و بدین وسیله فضای در مواردی که شبکه معدن با استفاده از تونل افقی احداث شده باشد. این جوی در بیرون تونل نیز ادامه دارد و بنابراین مخارج آبکشی از معدن منحصر به احداث این جوی‌ها است. از آنجا که جوی‌های موجود در تونل‌ها در واقع نوعی مجرای بازاند, لذا انتخاب -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - کلیات طراحی سیستم آبکشی ۵ ام اد را 1۵ را 9 7 ی ۲ 1 1 راو 7 / 7 1 ار رآ ,از ار ۳ 8 را کر رح رن رت ارم ۳ ۱ سارک از دم "مور سم کر کار ات خو نع شکل ۲-۱- سیستم آبکشی با احداث مخزن و تلمبه خانه در هر یک از طبقات و انتقال به طبقه بالاتر تک روگ و یندشن که ما یج ی و ی ری غنو شکل ۳-۱- احداث غنو برای هدایت آب‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ راهنمای آبکشی در معادن ۵-۱- احداث مخزن یا مخازن آب بسته به سیستم آبکشی انتخابی برای معدن» باید یک یا چند مخزن آب احداث و آبی را که به وسیله غنو انتقال می‌یابد» به داخل اگر چه احداث مخزن» هزینه‌هایی را به سیستم آبکشی تحمیل می‌کند اما وجود مخزن» این حسن را دارد که اگر برای مدتی شدت جریان آب‌های داخل معدن زیاد شود و از حد قدرت تخلیه تلمبه تجاوز کند. اشکالی پیش نمی‌آید زیرا آب اضافی,ء در مخزن ذخیره می‌شود. از سوی دیگرء اگر به عللی تلمبه برای مدتی از کار بیفتد نیز اشکالی در آبکشی معدن پیش نخواهد آمد. 1-۱ انتخاب لوله‌های انتقال آب ۷-۱- انتخاب تلمبه یا تلمبه‌های آبکشی ۸-۱ احداث تاسیسات آبکشی برای این که آبکشی به نحو مطلوبی انجام شودء باید بعضی اقدامات جانبی را نیز به عمل آورد که از جمله مهم‌ترین آن‌ها به شرح زیر است: الف- جلوگیری از ورود آب به معدن ب- جلوگیری از آلودگی آب‌های معدن و خننی‌سازی آن -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۲ ستورالعمل بر آورد شدت جریان آب در بخش‌های مختلف معدن -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - دستورالعمل برآورد شدت جریان آب در بخش‌های مختلف معدن ۹ ۱-۲- آشنایی یکی از مهم‌ترین اطلاعات مورد نیاز برای طراحی معدن» اطلاعات مربوط به وضعیت آب‌های محدوده معدن است. این امر از دو جنبه اهمیت دارد. یکی آنکه باید تعیین شود در مراحل مختلف معدنکاری, چه مقدار آب در حفریات معدنی به جریان می‌افتد تا بر اساس آن سیستم آبکشی معدن طراحی شود. دیگر آنکه حجم و کیفیت آب‌های محل چگونه است تا بتوان برای مقاصد مختلف صنعتی و ایجاد فضای سبز معدن از آن‌ها استفاده کرد. برای هر دو منظورء باید کیفیت آب‌های محل تعیین شود.ء زیرا مصرف آب برای مقاصد مختلف, به کیفیت آن بستگی دارد و از سوی دیگرء خط لوله آبکشی و تاسیسات مربوط به آن باید به گونه‌ای انتخاب شود که در برابر خورندگی احتمالی آب معدن مقاوم باشد. برآورد شدت جریان آب در بخش‌های مختلف معدن با استفاده از روش‌های تجربیء تحلیلی و عددی انجام می‌شود. بسته به مورد و اطلاعات موجود.ء ممکن است بتوان از هر یک از روش‌های بالا استفاده کرد. نظر به اهمیتی که این برآورد دارد توصیه می‌شود که شدت جریان قابل انتظار با تمام روش‌های ممکن برآورد شده و مقدار مناسب به عنوان شدت جریان احتمالی در نظر گرفته شود. ۳-۲- روش‌های تجربی در این روش‌هاء بر اساس مطالعات آب‌شناسی که طی مرحله اکتشاف تفصیلی انجام می‌گیرد. شدت جریان قابل انتظار از طریق مقایسه حجم حفریات معدنی با حفریات اکتشافی برآورده می‌شود. شرط استفاده از این روش‌هاء مطالعه دقیق رژیم آب‌های منطقه در ۱-۲-۲- مطالعه رزیم آب‌های منطقه هدف از مطالعه رژیم آب‌های منطقهء بررسی وضعیت سطح ایستابی و نوسان‌های آن» بررسی شدت جریان چشمه‌ها و قنات‌هاء مطالعه تغییرات کمی و کیفی آب در طول سال و مسایل مشابه آن‌ها است. بدین منظور باید موقعیت کلیه چاه‌هاء گمانه‌هاء قنات‌هاء چشمه‌ها و تونل‌های موجود در منطقه بر روی نقشه‌ای مشخص شده و مشخصات آب‌شناسی آن‌ها از قبیل سطح ایستابی». شدت جریان و دما به طور مرتب اندازه‌گیری شود. برای این که اطلاعات کافی راجع به وضعیت آب‌شناسی منطقه به دست آیدء باید شدت جریان و مشخصات آب چشمه»ء قنات‌هاء گمانه‌ها و چاه‌ها را به طور مداوم و در هر ماه حداقل دو بار اندازه‌گیری کرد و این امر باید در تمام طول عملیات اکتشافی ادامه یاید. مطالعاتی که در این زمینه باید انجام گیرد به شرح زیر است: الف - مطالعه رزیم چشمه‌ها و قنات‌ها بررسی وضعیت آب‌شناسی چشمه‌ها و قنات‌های منطقه نه تنها از نقطه نظر مطالعه آبخیزهای منطقه مفید است بلکه با داشتن اطلاعات کافی در مورد کیفیت و کمیت آن‌هاء می‌توان امکان استفاده از آن‌ها را به ویژه برای مقاصد آشامیدنی بررسی کرد و این مطلبء به هنگام طراحی معدن بسیار مهم است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۰ راهنمای آبکشی در معادن برای انجام این مطالعات. ابتدا باید موقعیت تمام چشمه‌ها و قنات‌هایی را که در محدوده کانسار وجود دارند.ء بر روی بزرگ می‌شود. لذا باید از این نقشه‌ها به عنوان نقشه مبنای کارهای آب‌شناسی استفاده کرد. اگر در مراحل اولیه مطالعات نقشه زمین‌شناسی بزرگ مقیاس در دسترس نباشد. می‌توان از نقشه‌های توپوگرافی معمولی استفاده کرد و پس از تکمیل نقشه زمین‌شناسی» اطلاعات آب‌شناسی را بر روی آن منتقل ساخت زیرا به هنگام تعبیر و تفسیر وضعیت آبخوان و سازندهای تشکیل دهنده آنء اطلاعات زمین‌شناسی منطقه مورد نیاز است. پس از مشخص شدن موقعیت چشمه‌ها و قنات‌های منطقه,ء باید برنامه‌ای تنظیم کرد که حداقل هر ماه دو باره شدت جریان و دمای آب آن‌ها اندازه‌گیری شود. برای تعیین شدت جریان قنات‌هاء معمولا از جریان‌سنج‌های پروانه‌ای استفاده می‌شود. این دستگاه پروانه‌ای دارد که برابر جریان آب قرار داده می‌شود. سرعت زاویه‌ای پروانه. تابعی از سرعت آب است و با تعیین سرعت زاویه‌ای» به کمک جداول موجود می‌توان آن را به سرعت خطی تبدیل کرد. پس از تعیین سرعت, از حاصل‌ضرب سرعت متوسط در سطح مقطع» شدت جریان به دست می‌آید. دمای آب چشمه‌ها و قنات‌ها به کمک دماسنج‌های معمولی تعیین می‌شود. ب- بررسی شدت جریان تونل‌های اکتشافی بررسی دقیق تغییرات شدت جریان تونل‌های اکتشافی موجود در منطقه بسیار مهم است زیرا یکی از روش‌های تعیین شدت جریان آبی که در مراحل مختلف معدنکاری در حفریات معدنی به جریان می‌افتد از طریق مقایسه با شدت جریان تونل‌های موجود است. علاوه بر این» بررسی کیفیت آب‌های موجود در تونل‌ها برای بررسی امکان استفاده از آن به منظور انتخاب خط لوله آبکشی مقاوم ضروری است. از آنجا که شدت جریان تونل‌ها باید به طور مداوم (دو بار در ماه) و با دقت کافی اندازه‌گیری شود لذا در مسیر غنو در بیرون تونل» باید سرریزی احداث کرد تا اندازه‌گیری شدت جریان آسان‌تر انجام شود. در مورد تونل‌ها باید علاوه بر تعیین شدت جریانء دما و در صورت امکان 1 آب نیز اندازه‌گیری شده و به منظور بررسی کیفیت آبء از آن نمونه‌برداری شود. پس از آنکه شدت جریان آب موجود در تونل در زمان‌های مختلف به دست آمد. باید با رسم منحنی تغییرات شدت جریان نسبت به زمان» منحنی آب‌نمای" (هیدروگراف) تونل را رسم کرد. جداولی درج شود. ۱- ۲1۷۵۲۵8۲۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - دستورالعمل برآورد شدت جریان آب در بخش‌های مختلف معدن ۱ ۲-۲-۲- تعیین ضرایب هیدرودینامیکی آبخوان مهم‌ترین ضرایب هیدرودینامیکی آبخوان ضریب نفوذپذیری» ضریب انتقال و ضریب مخزن‌اند. در مواردی که سنگ‌های تشکیل دهنده آبخوان محکم باشد و بتوان مغزه‌های سالمی از آن‌ها تهیه کرد. نمونه‌های حاصله را در آزمایشگاه بررسی و ضریب نفوذْپذیری آن را محاسبه می‌کنند. از آنجا که مشخصات سنگ‌ها به حالت برجا تا حدودی با نمونه‌هایی که در آزمایشگاه بررسی می‌شود متفاوت است لذا باید ضرایب نفوذپذیری و انتقال منطقه را مستقیما و به کمک آزمایش پمپاز محاسبه کرد. الف - تعیین ضریب نفوذپذیری سنگ‌ها در آزمایشگاه نحوه محاسبه ضریب نفوذپذیری سنگ‌ها در آزمایشگاه در نشریه شماره ۱۸۸ سازمان برنامه و بودجه تحت عنوان دستورالعمل آزمایش‌های تراوایی درج شده است که باید بر اساس آن عمل شود. ب- تعیین ضرایب آب‌شناسی به کمک آزمایش‌های یمپاز در بسیاری موارد» وضعیت مواد تشکیل دهنده آبخیز به گونه‌ای است که اولا نمی‌توان از آن نمونه سالم و کاملی تهیه کرد و ثانیا اگر نمونه از محل خود به آزمایشگاه حمل شود دیگر خواص اولیه خود را نخواهد داشت و معرف شرایط آبخوان نخواهد بود. حتی در مواردی که تهیه نمونه‌های سالم نیز آسان باشد» باز هم از آنجا که شرایط آزمایشگاه با شرایط واقعی آبخوان متفاوت است لذا نتیجه حاصل در آزمایشگاه» به هر حال تقریبی خواهد بود. بدین دلیل باید ضرایب آب‌شناسی آبخوان یعنی ضرایب نفوذپذیری و انتقال مخزن را به حالت برجا و در محل به دست آورد. در مواردی که در کنار چاهی که در حال پمپاژ است. چاه آزمایشی و یا گمانه‌ای هم وجود داشته باشد.» با اندازه‌گیری مداوم سطح ایستابی در چاه مشاهده‌ای و بررسی تغییرات آن نسبت به زمان» می‌توان ضرایب یاد شده را به روش‌های مختلف به دست آورد که معروف‌ترین آن‌ها روش‌های تیس! » جاکوب" و چو" است. با توجه به آنکه ضریب انتقال از حاصل‌ضرب ضریب نفوذپذیری در ضخامت آبخوان حاصل می‌شود. بنابراین با در دست داشتن این دو مشخصه می‌توان ضریب انتقال سفره را محاسبه کرد. برای محاسبه مستقیم ضریب انتقال می‌توان از اطلاعات حاصل از آزمایش پمپاژ نیز استفاده کرد. برای این کار» پس از پایان مرحله اول آزمایش پمپاز یعنی هنگامی که سطح آب در داخل گمانه به حد ثابتی رسید.ء باید آبکشی را متوقف کرد و بالا آمدن سطح آب در گمانه را اندازه گرفت. در این مورد نیز ابتدا فواصل زمانی اندازه‌گیری کم است و به تدریج زیاد می‌شود. اگر در هر نوبت اندازه‌گیری» ,1 زمان از شروع آزمایش پمپاژ 1۲ زمان از لحظه متوقف شدن آبکشی و ۸/۱ اختلاف سطح آب در لحظه اندازه گیری تا سطح اولیه آن در داخل گمانه باشد در این حالت رابطه تغییرات نسبت به زمان‌های اندازه‌گیری به شکل زیر است: (۱-۲) لیم 230260 - ۸1 71 15 [|- 5 2- 0 3- ۷۷ -------- صفحهٔ بعد -------- رو راهنمای آبکشی در معادن در این رابطه 7 ضریب انتقال و شدت جریان است. بنابراین اگر تغییرات ۸/7 به نسبت ۸ و0/ رسم شود. خط مستقیمی :1 حاصل خواهد شد. پس از رسم خط یاد شده اگر » زأویه شب این خط و ۸/۳ میزان آفت به ازای یک چرخه لگارینمی باشد. ضریب انتقال از رابطه زیر محاسبه می‌شود: (۲-۲) ور و - 230200 ۳۲ ۸/7 ؛/۸ 4 ۳-۲-۲- روش مقایسه طولی در این روش» شدت جریان آب در تونل‌های اکتشافی موجود به طور مداوم اندازه‌گیری شده و بر اساس اطلاعات حاصل از این تونل‌هاء شدت جریان آبی که در تونل‌های معدنی به جریان خواهد افتادء پیش‌بینی می‌شود. اگر شدت جریان آب در تونل اکتشافی و طول کلی مجموع راسته تونل و انشعابات آن با باشد. در آن صورت شدت جریان مخصوص تونل یعنی شدت جریان به ازای واحد طول تونل را از رابطه زیر محاسبه می‌کنند: 0 ۳۲-۲ > 0 (۲۳-۲) ره (۳-۲) ما 0 < 9 -2-۲- روش مقایسه سطحی این روش برای برآورد شدت جریان قنات‌ها نیز به کار می‌رود. به تجربه ثابت شده است که شدت جریان آبی که در یک کانال (تونل و یا قنات) به جریان می‌افتد. با مساحت محصور بین سطح ایستابی و کانال یاد شده متناسب است. مثلا در شکل ۰۱-۲ شدت جریان آب تونل با مساحت مثلث ۸4/2 متناسب است. با رسم نیمرخ سطح ایستابی در امتداد تونل اکتشافی» به آسانی می‌توان مساحت این مثلث را به دست آورد. اگر رم و ,2 به ترتیب سطح مقطع سطح ایستابی و شدت جریان آب در تونل اکتشافی باشد و شدت جریان آب در تونل آن رسم کرد و مساحت واقع بین سطح ایستابی و تونل را به دست آورد. اگر این سطح یلام باشد» شدت جریان مورد انتظار در تونل ۵ 9۰ ِا ۵-۲ و < رل) ی (۵-۲) 1 > ول 7 1 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - دستورالعمل برآورد شدت جریان آب در بخش‌های مختلف معدن ۱۳ ۸ 8 تونل شکل ۱-۲- تعیین شدت جریان آب تونل‌ها به روش مقایسه سطحی ۵-۳-۲- روش مقایسه مرکب این روش نیز بر اساس اندازه‌گیری مداوم شدت جریان آب در یک تونل اکتشافی بنا شده است. اگر شدت جریان آب در تونل ددم ۸/1 )۶-۲( < دلج که در آن: * شدت جریان در تونل اکتشافی < شدت جریان در تونل مورد بررسی 4 *مجموع مساحت افقی تونل اکتشافی و انشعابات آن ام < مجموع مساحت افقی تونل مورد بررسی و انشعابات آن <*ارتفاع متوسط سطح آب نسبت به تونل اکتشافی 12 <ارتفاع متوسط سطح آب نسبت به تونل مورد بررسی ۳-۲- روش‌های تحلیلی روش‌های تحلیلی عمدتا بر مبنای رابطه دارسی بنا شده‌اند و حاصل آن‌ها روابط مختلف است. هر یک از این روابطء تنها در بر اساس بررسی‌های دوپویی» شدت جریان قابل انتظار در حفریات معدنی از رابطه زیر به دست می‌آید: 1]- 060 -------- صفحهٔ بعد -------- ۴ راهنمای آبکشی در معادن (۷-۲) رم 6 که در آن: 0 نشت جریان بر حسب متر مکعب در روز طول کلی حفریات معدنی بر حسب متر ضخامت طبقات آب‌دار بر حسب متر # حد منطقه‌ای که بر روی آبدهی حفریات معدنی تاثیر دارد و یا به عبارت دیگر عرض منطقه تامین‌کننده آب بر حسب متر برای محاسبه 1 از رابطه زیر استفاده می‌شود: (۸-۲) ۳ < ۰ که در آن: ضریب نفوذپذیری بر حسب متر در روز /- ضخامت طبقات آب‌دار بر حسب متر 7[ میزان متوسط تغذیه آبخوان به وسیله بارش بر حسب متر در روز ۲-۳-۲ رابطه گودمن ! این رابطه در مورد تونل‌هایی که در زیر سطح ایستابی قرار دارند عبارتست از: (۲- ,و ر که در آن: ,1 فاصله مرکز تونل تا سطح ایستابی فاصله مرکز تونل تا بالای سنگ پوشش تونل 7 شعاع تونل نفودپذیری در امتداد طول تونل ,0 شدت جریان قابل انتظار در واحد طول تونل پارامترهای رابطه گودمن در شکل ۲-۲ تشریح شده‌اند. این رابطه فقط در مورد جریان‌های دایم" در طول تونل کاربرد دارد و برای جریان‌های ناگهانی و اولیه به هنگام حفر تونل‌ها کاربرد ندارد. 0 | ۷ 51216 520 -2 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - دستورالعمل برآورد شدت جریان آب در بخش‌های مختلف معدن ۵ شکل ۲-۲- پارامترهای رابطه گودمن مهم‌ترین پارامتر رابطه گودمن نفوذپذیری معادل " است که در تخمین آن باید دقت زیادی به کار برد. و ۲ ۳-۳-۲ رابطه فریز و چری بر اساس مطالعات انجام شده»ء شدت جریان واقعی ورود آب به تونل‌ها در حدود ۰ تا ۴۰ درصد. با آنچه که از معادله گودمن به 2 (۱۰-۲) ]27 َ 0 ر) ]1 که در آن: شدت جریان آب ورودی به تونل نفوذپذیری معادل در امتداد طول تونل شعاع تونل ,7 فاصله مرکز تونل تا سطح ایستابی در واقع در این حالت» سطح ایستابی به عنوان یک منبع تغدیه بی‌نهایت مدلسازی شده و تخمینی که از این رابطه به دست 5-۳-۲ رابطه هیوور " ۰ ا ۰ ۰ 9 ۰ 5 رس با اعمال ضریب زر به وسیله هیوور که به نام ضریب کاهش هیوور معروف است. شکل جدیدی از رابطه گودمن آرایه می‌شود: ۳۵۳۳۵۵1۷ 01| ۵ متا -1 ۷ 2 ۳۳۳۵۵7 - 2 ۵۲ -د3 -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ راهنمای آبکشی در معادن - 278111 )۱۱-۲( 4 8 0 (ر7 : تمامی پارامترهای این رابطه همان پارامترهای رابطه گودمن هستند. رابطه هیوور در مورد تونل‌های نسبتا کم عمق که کمتر از و به معادله گودمن نزدیک‌تر می‌شود. تمامی شرایطی که در مورد معادله گودمن ارایه شد در این مورد نیز صادق است یعنی جریان به صورت شعاعی و به حالت دایم فرض می‌شود و در مورد جریانات ناگهانی و اولیه صادق نیست. ۵-۳-۲ رابطه گودمن برای جریان‌های اولیه این رابطه که برای برآورد شدت جریان آب به هنگام حفر تونل‌ها ارایه شده» به شرح زیر است: 1 3 0۳ هلچ - رن 2 ثابتی که بر اساس فرضیات دوپویی- فورشمایر محاسبه شده و عموما معادل ۰/۵ در نظر گرفته می‌شود ولی با تکیه بر 5< ضریب مخزن / فاصله زمانی بین آغاز جریان آب به داخل حفریه تا زمانی که جریان به حالت پایدار می‌رسد. /< ضریب نفودیذیری 1-۳-۲ رابطه تیم ! رابطه اولیه تیم برای حر کت دایم شعاعی آب یب داخل چاه‌هایی که یب طور کامل در آبخوان اعم از محصور یا نامحصور نفود کرده‌اند. به شرح زیر ارایه شده است: 2777)17+-/7 ( 2 ۱۳-۲ 12 | 0۳۳۲ ]1 0 7 ضریب انتقال آبخوان طبق این رابطه,ء با چرخاندن چاه از حالت قائم به وضعیت افقیء می‌توان چاه را به عنوان تونل در نظر گرفت و از این معادله برای [| - -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - دستورالعمل برآورد شدت جریان آب در بخش‌های مختلف معدن ۷ تونل‌ها نیز استفاده کرد. نفودپذیری در امتداد تونل بسیار متغیر است و ضریب انتقال افقی در طول تونل (7) برابر با حاصل‌ضرب طول تونل (-1) در نفوذپذیری متوسط در امتداد تونل (ی»؟) است. اگر توده سنگ کاملا متجانس و همسانگرد باشد» در آن صورت نفوذپذیری در همه جای تونل برابر نفوذپذیری متوسط است اما از آنجا که در امتداد مسیر تونل‌ها توده سنگ‌هایی با نفوذپذیری‌های متفاوت وجود دارند. لذا توزیع نفوذپذیری در امتداد تونل از حالت نرمال خارج شده و به توزیع لاگ نرمال نزدیک می‌شود. به همین دلیل در محاسبه ی..۳ باید از میانگین هندسی به جای میانگین حسابی استفاده کرد. ۷-۲-۲ رابطه لی این رابطه برای جریان دایم ارایه شده و به شکل زیر است: ۱۴-۲۱) ۳ 0 | را سا »1 ۳ ۳ که در آن: ا 0 شدت جریان آب ورودی به داخل تونل در واحد طول (متر مکعب در ثانیه بر متر) ضریب نفودپذیری معادل محیط (متر در ثانیه) ,7 فاصله محور تونل تا سطح ایستابی (متر) شعاع تونل (متر) ۸-۳-۲- رابطه کارلسرود! این رابطه به شکل زیر نوشته می‌شود: (۱۵-۲) ملگ < ۱ (۱ ۴ اه پارامترهای این رابطه همان پارامترهای رابطه گودمن‌اند (شکل ۲-۲) استفاده از این رابطه برای تونل‌های کم عمق توصیه می‌شود و در تونل‌های عمیق, نتایج معادلات گودمن به واقعیت نزدیکترند. این رابطه با توجه به فرضیات زیر آرایه شده است: الف- تونل در توده سنگ‌های متجانس و همسانگرد حفر شده و نفودپذیری توده سنگ در تمامی جهات یکسان است. ب- سطح ایستابی ثابت است و تحت تاثیر نشت آب به داخل تونل قرار ندارد. ۱-1۳۵۲1۵۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۸ راهنمای آبکشی در معادن ۳7 پ- نسبت --- در حد ۲ تا ۴ باشد. ۷ 7 ۹-۳-۲ رابطه التانی ! استفاده این رابطه برای تونل‌های بدون پوشش داخلی که در آن‌هاء حفر تونل‌ها باعت پایین افتادن سطح ایستابی نشده است. توصیه می‌شود: 2 ۱۶-۱ پوس (۱۶-۱) ره ات ۳ سار ۳ 276 / 216 پارامترهای این رابطه نیز همان پارامترهای رابطه گودمن است (شکل ۲-۲). این رابطه با توجه به فرضیات زیر آرایه شده است: الف- جریان بهک صورت ۲ بعدی و مقطع تونل دایره است. پ- مقطع تونل به طور کامل در زیر سطح ایستابی قرار دارد. این رابطه برای جریان دایم و در مورد تونل‌های عمیق صادق است و در مورد جریانات اولیه و ناگهانی به هنگام حفر تونل نتایج قابل قبولی به دست نمی‌دهد. ۱۰-۳-۲- رابطه بهینه شده التانی مطابق این رابطه» شدت جریان ورودی به تونل به ازای واحد آن از رابطه زیر به دست می‌آید: بر |24 (۱۷-۲) ) لت( سر 2/1 < اج ام نفوذپذیری معادل در امتداد طول تونل 7۸ فاصله محور تونل تا سطح ایستابی /* پارامتری که از رابطه زیر محاسبه می‌شود: 70 (0۸-۱) دبا کل -ر 7 7 این رابطه در حالتی صادق است که سطح ایستابی به صورت افقی در نظر گرفته شود. از آنجا که در بسیاری حالات سطح ایستابی از حالت افقی خارج می‌شود لذا رابطه کلی به شکل زیر نوشته می‌شود: 7 کل ۱۹-۲ ۵5 (لل)( سب م۸ 0-27 ۱۹۳۲ ار [-111 -[ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - که در ا فریز و چری بهینه شده التانی روش‌ها غیراشباع, ۰ دستورالعمل برآورد شدت جریان آب در بخش‌های مختلف ن #۷ شیب سطح ایستابی است. خلاصه روابط یاد شده در < جدول ۱-۲- خلاصه روابط محاسبه ۳ 0 (42)(] 1 1۲7 27 رد < 0 (خمر) .]1 1 ,277677 [ و و ی 8 (-کگ) .1 ۳ !277۳/7 0 7 77 ا [-*(20)|, + ۹ 11 ۲ ۲ 27 777 < 0 ۱ (۴-۱) .1 2د۳ ( بدا ال( برد - 0 ۹3 و ۵ ریا 216 / 2716 7 |2۶ 005 (ل)(سب) 276 - 0 ما[ + کم ,۲7 1 با للع 7 7۷ ش‌های عددی ی عددی بر اساس روش‌هایی نظیر عناصر محدود و تفا دریان محصورء نامحصور و ویژگی‌های هیدرولیکی غیرخطو نوسعه یافته‌اند که به کمک آن‌ها می‌توان به روش‌های عددء» معدن | دول ۱-۳۲ درج شده است. شدت جریان آب در تونل‌ها نتایج به دست آمده از این مدل برای تونل‌هایی که نسبت 7/0 در با جایگزینی 2 به جای 770 در رابطه گودمن این رابطه تصحیح می‌شود. نتایج به دست آمده از این رابطه در تونل‌های عمیق دقت بیشتری دارد. ۱- مناسب برای تونل های حفر شده در سنگ‌های کربناته به ویژه ۲- برای تونل‌های نسبتا کم عمق و کمتر از ۱۰۰ متر زیر سطح تونل‌های عمیق‌تر نتایج گزارشات نشان می‌دهد که میزان هجوم افزایش می‌یابد و به معادله گودمن بسیار نزدیک‌تر است. این معادله دارای سه پیش فرض اساسی و اولیه زیر است؛ جریان شعاعی» عدم تغییرات قابل توجه لایه‌بندی و اعمال صحیح نفوذپذیری معادل محیط موارد کاربرد در تونل‌هایی است که (1/۲(<۳-۴)) باشد و جریان به صورت شعاعی وارد تونل شود. جریان به صورت دو بعدی در نظر گرفته شود و مقطع تونل به صورت مقایسه نتیحه به دست آمده از این رابطه و مشاهدات واقعی, نشان دهنده این موضوع است که این رابطه نتایج قابل قبولی را در شرایط مختلف به دست می‌دهد. لایه‌های نفودپذیر را مدل کرد. نرم‌افزارهای متعددی برای 40 ۲110۵ ۲11۵ -1 ۱01040 1211107۵0۵0 1۲1۵ -2 -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- ی العمل خی فنوها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم- دستورالعمل طراحی غنوها ۳۳ ۱-۳- آشنایی برای انتقال آب در تونل‌های افقی و طبقات معادن روبازء باید در کف تونل یا پله معدن روباز جوی باریکی موسوم به غنو احداث و به کمک آن آب را به محل مخزن هدایت کرد. اگر شیب و مقطع غنو در تمام طول آن ثابت باشد» سرعت متوسط آب در تمام مقاطع آن ثابت است و جریان به نام جریان یکنواخت" خوانده می‌شود و در مواردی که مقطع و شیب غنو و در نتیجه سرعت آب در فقط این شیوه جریان مد نظر قرار گرفته است. ۲-۳- مشخصات مقطع غنو ۱-۲-۳- مساحت مقطع (4) بخشی از سطح مقطع غنو که در زیر سطح آزاد آب واقع است به نام مساحت مقطع خوانده می‌شود (شکل ۱-۳). ۲-۲-۳ محیط خیس (۲) طول خط تقاطع صفحه مقطع با سطح خیس مجرا به نام محیط خیس نامیده می‌شود (شکل ۱-۳). ۳-۲-۳- شعاع هیدرولیکی شعاع هیدرولیکی طبق رابطه زیر تعریف می‌شود: (۱-۳) > عم که در آن ۸ سطح مقطع, 7 محیط خیس و 13 شعاع هیدرولیکی است. |- ]1110۳۱ ۷۷ 2- [011 ]0۲1۱« ۷ 3- ۹۷/2716 ۷۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ راهنمای آبکشی در معادن ۸4 ۲۳۳۲۱ با < (/ 71 که در آن ۸ سطح مقطع و 7 عرض فوقانی است. ۳--- شیب غنو (9) در مورد حرکت یکنواخت. شیب سطح آزاد آب با شیب کف غنو مساوی است و از رابطه زیر به دست می آید (شکل۲-۳): 5 , )۳-۳( / که در آن ۱[ تغییر ارتفاع و | تغییر طول است. ۳-۳ رابطه اساسی جریان یکنواخت در غنوها- فرمول چزی در جریان یکنواخت سرعت متوسط جریان در تمام مقاطع مجرا مساوی و سطح مقطع غنو در تمام طول آن از نظر شکل و عمق به نام رابطه چزی خوانده می‌شود به شرح زیر است: ۲-5 )۴-۳( شعاع هیدرولیکی غنو ۳<- ضریبی که به زبری سطح غنو و بعضی عوامل دیگرء از جمله عدد رینولدز بستگی دارد. شدت جریان آب در غنو (2)) از رابطه زیر حاصل می‌شود: 0-۸-5 )۵-۳( [- (۷ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم- دستورالعمل طراحی غنوها ۳۵ که در آن سطح مقطع غنو تا حدی است که آب در آن جریان دارد. مهم‌ترین نکته در مورد حرکت یکنواخت آب در مجراهاء ۶-۳ محاسبه ضریب ۲ در رابطه چزی برای تعیین ضریب "ح فرمول‌ها و جداول مختلفی به شرح زیر آرایه شده است: ۱-2-۳ رابطه گانگیه- کوترو این رابطه به شکل زیر است: 1 0.00155 دود 7 5 (۶-۳) س ررع) 7 ر 0.00153 +23) +( که در آن 5 شیب غنوء 1 شعاع هیدرولیکی و 1 ضریب زبری که اندازه آن از جدول ۱-۳ به دست می‌آید. جدول ۱-۳- اندازه ضریب :۱ برای استفاده از رابطه گانگیه- کوتر چدن پوشش نشده چدن پوشش شده لوله فاضلاب صاف آجر با ملات سیمان سیمان صاف لوله بتونی مجرای بتونی قلوه سنگ با ملات سیمانی قلوه سنگ خشکه چینی جوی خاکی» مستقیم و یکنواخت جوی احداث شده در سنگ. صاف و یکنواخت موی آحداث شده درسنگ, دندانه‌دار و نامن جو ر‌ ر 9 جوی حفر شده در خاک 01-7 [ اش 02 -۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲۶ راهنمای آبکشی در معادن ۳-4-۳- فرمول بازن ! این رابطه به شکل زیر است: (۷-۳) که در آن: شعاع هیدرولیکی 71 ضریب زبری سطح غنو که اندازه آن از جدول ۲-۳ به دست می‌آید. جدول ۲-۳- اندازه ضریب ۱۸ برای غنوهای مختلف پوشش سیمانی خیلی صاف پوشش سنگ چینی غنوهای حفر شده در زمین در شرایط خیلی مناسب غنوهای حفر شده در زمین‌های معمولی غنوهای حفر شده در زمین‌های سنگی و ناصاف ۳-2-۳ فرمول مانینگ ۲ این رابطه به شکل زیر است: [ (۸-۳) ۲-5 )7 [ (۹-۳) اه 7 ۵-۳- طراحی غنو با توجه به نقش شعاع هیدرولیکی در توانایی انتقال آب» غنوها را باید به گونه‌ای طراحی کرد که تا حد امکان شعاع هیدرولیکی آن‌ها حداکثر شود زیرا با یک سطح مقطع ثابت و در نتیجه حجم حفاری ثابت, هر چقدر شعاع هیدرولیکی غنو بیشتر باشد. قابلیت 1-1 2-1 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - دستورالعمل طراحی غنوها 1 در بین سه مقطع متداول دایره» ذوزنقه و مستطیل, شعاع هیدرولیکی به ترتیب کاهش می‌یابد. بنابراین از نقطه نظر شعاع هیدرولیکی تا حد امکان باید به ترتیب از مقاطع یاد شده استفاده کرد. مسایل دیگری از قبیل امکانات حفر و نگهداری دیوارهای غنو نیز باید مورد توجه قرار گیرد و با توجه به تمام نکات. مناسب‌ترین مقطع انتخاب شود. از آنجا که احداث غنوهای دایره‌ای مشکل است و حتما به دیوارسازی نیاز دارد لذا معمولا از این مقطع به عنوان غنو استفاده نمی‌شود. مگر آنکه بدین منظورء لوله‌های سیمانی به حالت نیمه‌پر به کار رود. مقطع ذوزنقه به علت سهولت حفر و نگهداری و نیز نزدیک بودن به نیم‌دایره, از جمله مقاطعی است که برای انتقال آب در تونل‌ها و معادن روباز توصیه می‌شود. ۱-۵-۳ سرط ماکزیمم شدن سعاع هیدرولیکی شعاع هیدرولیکی هر یک از سه مقطع متداول دایره» ذوزنقه و مستطیل تنها در شرایط خاصی که نسبت معینی بین اضلاع آن برقرار باشدء ماکزیمم می‌شود و مقدار این شعاع هیدرولیکی ماکزیمم به شرح زیر است (شکل ۲-۳): الف شکل ۳-۳- مقاطع مناسب برای غنوها الف - مقطع دایره ب- مقطع ذوزنقه ۲ حالت, شعاع هیدرولیکی برابر با یعنی نصف عمق آب است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ راهنمای آبکشی در معادن ۲-۵-۳- طراحی مقطع بهینه در مواقعی که هیچ گونه محدودیتی وجود نداشته باشد.ء ابعاد مقطع غنو را باید به گونه‌ای در نظر گرفت که شعاع هیدرولیکی آن ماکزیمم شود. ابعاد بهینه در مورد مقاطع مختلف به شرح زیر است: الف - مقطع دایره اگر شعاع مقطع دایره ایده‌آل باشد. اندازه برهینه آن از رابطه زیر به دست می‌آید: را (۱۰7۳) چاو ول 5 ضریب زبری مقطع که از جدول ۱-۳ به دست می‌آید. شدت جریانی که باید از غنو عبور کند. ب- مقطع ذوزنقه ( ۱ (۱۱۳۳) کر وود کل 5 در این رابطه نیز 0 و 5 همان مفاهیم رابطه ۱۰-۲ را دارند. با تعیین /» طول ساق‌ها که مساوی قاعده پایینی است. از رابطه زیر محاسبه می‌شود: (۱۳-۳) <<( ( 9 (۱۳-۳) کل مد < 4 5 (۱۴-۲) 0 -<ط در طراحی غنو تونل‌هاء معمولا محدودیتی از نظر عرض وجود دارد زیرا وجود دو رشته راه آهن و بعضی تاسیسات دیگرء مانع از -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - دستورالعمل طراحی غنوها ۳۹ آن است که عرض ایده‌آل برای غنو در نظر گرفته شود. در این مواردء نمی‌توان شعاع هیدرولیکی را به حالت ماکزیمم در نظر گرفت بلکه باید ابعاد آن را به گونه‌ای محاسبه کرد که بتواند شدت جریان مورد نظر را عبور دهد. از آنجا که در این موارد به علت مشخص نبودن ابعاد غنوه سطح مقطع و شعاع هیدرولیکی هر دو نامعلوم است لذا نمی‌توان مستقیما این دو را محاسبه کرد بلکه باید از روش سعی و خطا کمک گرفت. در این موارد می‌توان روش‌های دستی و یا برنامه‌های کامپیوتری را به کار برد. ۳--۱- روش دستی در این روش ابتدا یک مقدار فرضی برای ۲/ در نظر گرفته شده و به کمک آن ابعاد سطح مقطع محاسبه می‌شود و آنگاه با استفاده از فرمول مانینگ, شدت جریان آبی که قادر به عبور است به دست می‌آید و با مقایسه این شدت جریان محاسبه‌ای با شدت جریان مورد نظرء بسته به کمتر یا بیشتر بودن این شدت جریان» بار دیگر مقدار جدیدی برای ؟/ در نظر گرفته شده و محاسبات تکرار برای این که تعداد تکرارها کاهش یابد. بسته به شکل مقطع» می‌توان راهنمای اولیه‌ای برای انتخاب اولین 7 به دست آورد. به عنوان مثال در مورد غنوهای مستطیلی به عرض 0 شعاع هیدرولیکی باید در رابطه زیر صدق کند: (۱۵-۳) مر 2 بنابراین مقادیری که برای 6/ انتخاب می‌شود.ء باید همواره کمتر از نصف عرض آن باشد و بدین ترتیب اولین */ را می‌توان به کمک این رابطه انتخاب و محاسبات را تکرار کرد تا به نتیجه برسد. در مواردی که محدودیتی برای سایر مشخصات غنو از قبیل شیب و پوشش سطح وجود داشته باشد نیز به همین ترتیب عمل می‌شود. ۲-1-۳ استفاده از برنامه‌های کامیبوتری برای طراحی مشخصات غنوها اعم از حالتی که محدودیتی وجود داشته یا نداشته باشد. برنامه‌های کامپیوتری مختلفی تهیه شده است که با استفاده از آن‌هاء طراحی را می‌توان با دقت و سرعت انجام داد. -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- نی سورا له فصل ۴ ابعاد مخزن -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهار م- د سنورالعمل انتخاب موقعیت و ابعاد مغخزن ۳۳ ۱-۶- آشنایی آب طبقات مختلف معادن زیرزمینی که به وسیله چاه یا تونل مورب گشایش یافته‌اندء باید به مخزن یا مخازن آب منتقل شده و از آنجا به وسیله خط لوله و تلمبه» به بیرون معدن هدایت شود. انتقال آب در تونل‌ها به محل مخزن از طریق غنوهایی است که در کف تونل احداث می‌شوند. در معادن روباز نیز آب پله‌ها را باید به کمک غنو احدائی, به مخزن آب اصلی هدایت کرد و از آنجا با استفاده از تلمبه و یا به روش‌های دیگری که امکان داشته باشد (مثل احداث تونل آب‌بر) به بیرون فرستاد. ۳-2 انتخاب محل مخزن اگر میزان آب معدن زیاد نباشد (کمتر از ۱۵ لیتر در ثانیه)» چاه اصلی معدن کمی عمیق‌تر حفر می‌شود و فضایی که به این ترتیب می‌شود که عمیق کردن چاه در موارد لازم به آسانی انجام گیرد. گرچه در حالت کلی» مخزن آب در نزدیکی چاه اصلی احداث خط لوله به چاه هدایت کرد. در معادن زغال‌سنگ., که قسمت عمده آب از لایه‌های زغال‌سنگ منشا می‌گیرد. محل‌های گودی که در تونل‌های دنباله‌رو (دنبال لایه) قرار دارد» خود محل تحمع آب است و به کمک آبکشی فرعی» آب از این مخازن به مخزن اصلی هدایت می‌شود. در در معادن عمیق» که آب از عمیق‌ترین نقاط معدن به سطح زمین پمپاژز می‌شود. ممکن است گزینه بهترء احداث مخازن جداگانه برای هر یک از طبقات باشد. در این صورت» آب هر مخزن به مخزن بالایی پمپاژز می‌شود و در نهایت به سطح زمین می‌رسد. این امر سبب می‌شود که ارتفاع رانش هر تلمبه کاهش یابد. عیب این روش نیاز به مخازن و تلمبه‌های متعدد است. درصورتی که اگر تمام آب‌ها به پایین‌ترین نقطه معدن هدایت و از آنجا به وسیله یک تلمبه قوی پمپاژ شودء فقط به یک مخزن نیاز است. در این روش نیز می‌توان به جای یک تلمبه قوی» از چندین تلمبه به حالت سری استفاده کرد. ۳-۶ تعیی. ظرفیت خزن ظرفیت مخزن به مقدار آب ورودی به معدن, قدرت» مدت زمان کار و تعداد تلمبه‌ها بستگی دارد. معمولا تلمبه در تمام شبانه‌روز این صورت. تلمبه‌خانه باید یک یا چند تلمبه یدکی داشته باشد. ظرفیت مخزن تا حد امکان باید به اندازه حجم آب یک شبانه‌روز باشد تا در صورتی که در تلمبه‌ها یا خط لوله اشکالی پیش آید. توقف آبکشی مشکلاتی به بار نیاورد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ راهنمای آبکشی در معادن در مواردی که آب ورودی به مخزن گل‌آلود باشد» ممکن است حجم قابل توجهی از مخزن از گل و لای پر شود و در این مواردء اگر آبکشی فقط با یک تلمبه انجام شودء حداقل حجم مخزن آب. تابع مدت زمان کار تلمبه و به عبارت دیگرء تعداد دفعات خاموش و روشن شدن تلمبه است. در این موارد که تلمبه به طور دایم کار می‌کند. تعداد دفعات به کار افتادن آن در هر ساعت باید برای ۱۰ تا ۱۵ دفعه تنظیم شود. بدین ترتیب اگر تعداد دفعات به کار افتادن آن ۱۰ نوبت باشد.ء تلمبه باید هر ۶ دقیقه یک بار به کار مطابق شکل ۱-۴ در مورد مخازنی که در آن‌ها فقط یک تلمبه نصب شده باشد.ء بین حداقل حجم مخزن لازم یعنی حجم لازم بین حداقل و حداکثر سطح آب در مخزن (4۲» شدت جریان آب ورودی به مخزن (,:» شدت جریات تلمبه (0) و مدت زمان بین دو شروع متوالی تلمبه (7) رابطه زیر برقرار است (شکل ۱-۴): 0 ِ- 1 به مخزن و شدت جریان تلمبه» می‌توان حداقل حجم مخزن را به دست آورد و با توجه به ضریب اطمینان (حداقل ۲۰ درصد)» حجم نهایی را انتخاب کرد. 0۵: )۱/3( شکل ۱-2- مخزن با یک تلمبه در مواردی که چندین تلمبه به طور هم‌زمان کار می‌کنند. بسته به چگونگی کار کردن و توقف آن‌هاء حداقل حجم لازم متفاوت است (شکل ۲-۴). در این مواردء باید از یکی از دو روش زیر استفاده شود: در روش اول, تلمبه‌ها یکی پس از دیگری به ترتیب به کار می‌افتند و پس از آنکه تمام آن‌ها در مدار وارد شدندء به ترتیب خاموش می‌شوند (شکل ۲-۴-ب) در صورتی که در روش دومء تلمبه‌ها یکی پس از دیگری به کار می‌افتند و همه با هم کار می‌کنند -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهار م- د سنورالعمل انتدخاب موعیت و ابعاد محدزن ۳۵ و پس از این که سطح آب به حداقل لازم رسیدء همه با هم خاموش می‌شوند (شکل ۲-۴-ج). الب شکل ۲-۶- مخزن با تلمبه‌های متعدد در هر دو روش» شدت جریانی که هر تلمبه به تنهایی در لوله به جریان می‌اندازد. با شدت جریانی که هر یک در حالت هم‌زمان ۱-۳-۶ روش توقف تدریجی تلمبه‌ها برای محاسبه حجم مخزن در این روش» می‌توان از نمودار ۳-۴ استفاده کرد. در این نمودار در محور قائم» حداقل حجم بر حسب متر مکعب و در محور افقیء شدت جریان تلمبه بر حسب لیتر در ثانیه آورده شده است. همجنین تعداد دفعات شروع به کار تلمبه در -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ راهنمای آبکشی در معادن ص او 4 أم 4 8 را مه / 1/1/ ۱ ِ ۹ صص سل ملسم وک مه ز ۱۱/۷ ۱ ۱ صصل ی و دص رل ما ام م ۱۱/۱/۱ ۱ سمل کم یمیمص ۲۱/۷/۲ ۱ لاح > کست و کر ۹ کر[ سس قرو۷۱-27 این من کی // رم 25 +۷2 :2801/8 02 ی و۲ / ۷۹21۵۳0 0208 ات ال وووهی ۸000۳۵۵۵ +4 ص77 0 ۶8 ۴۲۷۵۲ 1۱۵۱۲ و // / ۳ 1 شکل ۳-۶- محاسبه حجم مخزن در روش توقف تدریجی تلمبه‌ها و۲۰۰ لیتر در ثانیه باشد.ء برای تعیین حجم مربوط به هر مرحلهء باید از شدت جریان نظیر هر تلمبه خط قائمی رسم کرد تا خط مورب نظیر تعداد دفعات شروع تلمبه را ( که در این مثال ۱۰ بار در ساعت و یا به فواصل زمانی هر ۶ دقیقه است) قطع کند. از محل تلاقی, خط افقی رسم می‌شود تا محور حجم را قطع کند. در این حالت حجم مربوطه به دست می‌آید. بنابراین حداقل حجم مخزن, با توجه به شکل ۲-۴ و بر اساس رابطه زیر برابر است با: متر مکعب 2 +ر/ <18 +22 +23 +27 + را جرا + ولا + ولا + را + را < ما در این رابطه ‏ ,| حداقل حجم مخزن برای نصب تلمبه است. -۳-۳- روش توقف همزمان تلمبه‌ها برای محاسبه حجم مخزن در این روش از نمودار ۴-۴ استفاده می‌کنند. در این نموداره حجم هر مرحله در محور قائم» فاصله زمانی شروع تلمبه‌ها در محور افقی و شدت جریان تلمبه‌ها روی خطوط مورب آورده شده است. برای محاسبه حجم مخزن هر مرحلهء از نقطه نظیر فاصله زمانی (که در این مثال ۶ دقیقه است) خط قائْمی رسم می‌شود تا محور قائم را در نقطه نظیر حجم مربوطه قطع کند. به عنوان مثال, با همان اطلاعات تلمبه‌های قبلی» حجم هر مرحله به شرح زیر خواهد شد: -------- صفحهٔ بعد -------- فصل و 3 3 1 بل سای ۱ لدامه زد اک 8 0 و سح یه << ۱ ۳ وی ربب یی ۲ ا‌نملها ۱۱| ما 1 ۱ ۸ أ 100 : ۱ : »3 0 8 0 :9 0 ۹ ها اه ها ۹ 8 زج اه اک ها اه ها نس 3 خاک تا هه 8 9 1 0 که اج ۳ 0 ۹ لا لا 1 لت شکل ۶-۶ نمودار محاسبه حجم مخزن در روش توقف همزمان تلمبه‌ها - تجهیزات و تاسیسات مخزن کل و ابعاد مخزن آبء تابع امکانات و وضعیت معدن است. در جلو مخزن آب» تلمبه‌خانه قرار دارد و بسته به نوع تلمبه‌هاء ار با مخزن به یکی از دو روش زیر انجام می‌گیرد: -۱- ارتباط مخزن و تلمبه به وسیله لوله ن روش در مواردی به کار می‌رود که برای آبکشی از تلمبه‌هایی که به حالت افقی نصب شده‌اند استفاده شود (شکل ۵-۴). طابق شکل, تلمبه‌خانه به وسلیه دیوار بتنی از مخزن آب جدا شده و لوله مکش تلمبه. از زیر این دیوار» به مخزن آب م ود. تمام تلمبه‌ها و از جمله تلمبه یدکی با مخزن آب ارتباط دارند. ۳۷ هر /] رتبط -------- صفحهٔ بعد -------- االت سا ریک ره ۹ ۹0 ۷300۵ ۹9 هه ی پم شکل ۵-۶- ارتباط مخزن آب و تلمبه‌خانه ۳-۶-2 ار تباط مستقیم مخزن و تلمبه در مواردی که از تلمبه‌های مستغرق " استفاده می‌شود. اگر چه مخزن و تلمبه‌خانه به وسیله دیوار حایلی از یکدیگر جدا هستند ولی در زیر دیوار و در مقابل هر تلمبه, سوراخی احداث می‌شود که آب از طریق آن مستقیما وارد چشم تلمبه می‌شود. دیواره حایل» مخزن را به دو بخش, محفظه آب ورودی و محفظه تلمبه تقسیم می‌کند. معمولا ارتفاع دیواره در جلو لوله ورودی کمی بلندتر از ارتفاع لوله و در اطراف کمی کوتاه‌تر است. در مواردی که آب ورودی زیاد باشد. آب به حالت سرریز از روی آن عبور می‌کند (شکل ۴-ع۶). لوله ورودی ا دیوار جداکننده شکل 1-۶- دیواره حایل بین محفظه‌های آب ورودی و تلمبه 1-51 ۵۲۹[ [۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهاره- د سنو رالعمل اندخا ب موقعیت و /بعاد محزن ۳۹ در شکل ۷-۴ تصاویر افقی و قائم مخزن و تلمبه‌خانه با چهار تلمبه نشان داده است. ابعاد قسمت‌های مختلف این مخزن را می‌توان از نمودار ۴ -۸ به دست آورد. بد هنگام محاسبه ابعاد مخزن با استفاده از ز این نمودار ابعاد و یعنی فاصله بین دو تلمبه آخری تا دیواره تلمبه‌خانه نباید به ترتیب از ۲۰ و ۱۰ سانتی‌متر کمتر باشد. ۰ ام "۴ مایا ی 0ج ۵ یهت شکل ۷-۶- تصاویر افقی و قائم مخزنی با چهار تلمبه ۵-2 نحوه احداث مخزن اولین قدم در آماده‌سازی محل, توجیه و پیاده کردن محل مخزن و سپس حفر آن است پس از آماده شدن محل, باید دیوارهای آن را به وسیله بلوک‌های بتنی یا بتن‌پاشی نگهداری و کف مخزن را نیز بتن‌ریزی کرد. پس از آماده شدن مخزن» باید محل -------- صفحهٔ بعد -------- .۳۴ راهنمای آبکشی در معادن است. طول و عرض قشر بتن زیر تلمبه و موتور باید حداقل ۳۰ سانتی‌متر از ابعاد موتور و تلمبه بزرگتر و ضخامت آن حدود ۱۰ ۸ ۵ ح 0 0 ظرقیت هر تلمبه (لیتر در ثانیه] ۹۵۰ 0 سا شش / ۰ ی 3 ۳ 8 سب دسلا رال لللللل ل/نتتچکلکست زنل الا ال را ورس 1 5 زمرت پر تالا ار سس لللللهما... اه 88800001 8 0118 را دا شکل ۸-۶- نمودار محاسبه ابعاد مخزن شکل ۷-۶ -------- صفحهٔ بعد -------- یی العمل انتقال آب -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - دستورالعمل انتخاب مشخصات لوله انتقال آب ۴۳۳ ۱-۵- آشنایی آبی که از طریق غنو در مخزن آب جمع می‌شود. باید از طریق خط لوله و به کمک تلمبه به بیرون معدن انتقال یابد. خط لوله باید دارای ویژگی‌های زیر باشد: الف- باید قادر به تحمل فشارهای موثر باشد که در بعضی موارد ممکن است به چند ده بار برسد. همجنین باید نوسانات فشار را ب- خط لوله باید به گونه‌ای احداث شود که در موارد لزوم به سهولت بتوان قطعات آن را جداء تعمیر یا تعویض کرد. پ- از آنجا که آب‌های معدنی حاوی مواد شیمیایی مختلف‌اند. لذا داخل و خارج خط لوله باید در مقابل خورندگی مقاوم باشد. از آنجا که شدت جریان آبکشی از جمله عوامل مهم در تعیین قطر و سایر مشخصات خط لوله است لذا ابتدا باید شدت جریان ۳-۵- تعیین شدت جریان آبکشی شدت جریان آبی که باید از لوله‌ها عبور کند تابع مقدار آب موجود در معدن است و نیز به قدرت تلمبه و مدت زمانی که از آن یکی از مسایل مهم در این موردء آن است که شدت جریان و زمان آبکشی به گونه‌ای انتخاب شود که از نظر مصرف انرژی با صرفه‌ترین باشد. بعضی از مصرف‌کننده‌های انرژی در معدن مثل بادیزن اصلی, روشنایی داخل معدن, دستگاه‌های حمل و نقل و حفاری دایمی هستند. بعضی از مصارف انرژی نیز مانند روشنایی محوطه بیرون معدن و منازل مسکونی الزاما باید در زمان معینی انجام شود. معمولا در طول ساعات ۲۲ شب تا ۶ صبحء مصارف متفرقه وجود ندارد و از نظر متعادل شدن مصرف برق در شبانه‌روزء می‌توان آبکشی را در این مدت انجام داد. بنابراین نحوه تامین انرژی برق معدن نیز از جمله مسایل مهمی است که در تعیین شدت با توجه به آنکه در مرحله اکتشاف. میزان آبی که در مراحل مختلف معدنکاری در معدن به جریان می‌افتد تعیین می‌شود لذا در مرحله طراحی سیستم آبکشی معدن با توجه به این داده‌هاء باید شدت جریان مناسب را انتخاب کرد. در حالت کلی» توصیه می‌شود که شدت جریان آبکشی به گونه‌ای انتخاب شود که طی یک شیفت کاری (ترجیحا ساعت ۲۲ شب تا ۶ صبح) بتوان کل آب یک شبانه‌روز را به بیرون معدن انتقال داد. ۳-۵- تعیین قطر لوله‌ها انتخاب قطر لوله تابع شدت جریان؛ سطح مقطع چاه یا تونل مورب و محدودیت انرژی است. زیر خط لوله ر بکش قسمن از فضای مفید حفریه را می‌گیرد. اگر فقط لوله‌های معینی در دسترس و استفاده از آن‌ها الزامی باشدء باید خط لوله را محاسبه و با توجه -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳ راهنمای آبکشی در معادن به اختلاف ارتفاع و افت حاصله, تلمبه مناسب را برای آن انتخاب کرد. در بسیاری موارد.ء از نقطه نظر انتخاب تلمبه محدودیت وجود دارد یعنی در بازار تلمبه‌هایی موجود است که به ناچار باید از آن‌ها استفاده کرد. در چنین حالاتی قطر لوله را باید متناسب با تلمبه اگر هیچ محدودیتی وجود نداشته باشد.ء قطر لوله را باید بر اساس سرعت مجاز انتخاب کرد. سرعت آب در لوله باید به گونه‌ای باشد که فشار دینامیکی آب بتواند مواد موجود در آب را به بالاا حرکت دهد و بنابراین بسته به نوع ذرات و مواد همراه با آب» این سرعت متفاوت است (جدول ۱-۵). از آنجا که لوله‌ها در قطرهای استاندارد تهیه می‌شوند لذا باید لوله‌ای را انتخاب کرد که سرعت آب در آن به سرعت مورد نظر نزدیکتر باشد. استاندارد قطر لوله‌ها بر حسب اینچ به شرح جدول ۲-۵ است. جدول ۱-۵- سرعت مناسب آب در لوله در حالت‌های مختلف (اعداد بزرگتر مربوط به لوله‌های قائم است) نوع مواد و ذرات همراه با آب سرعت مناسب- متر در ثانیه شن‌وخره‌سنگ | ۳۳۵ جدول ۲-۵- استاندارد لوله‌های صنعتی ردیف و و ی 0 قطر اسمی بر حسب اییج قطر اسمی بر ۱۱۹/۰۵۱۷ ۲۵/۴ ۱ ۳۱/۷۵ا ال۳ ا ما۵ ۷ ۶۳/۵ ۷۶۲۱ ۱۱۵۲۴۱۱۱۶۱ چا ۲۵۴ م۱۳۴۲ ۳۵۵۲۶ ۱ ۴۳۶/۴ ۱ ۴۵۷/۲ (۱-۵) (0ع 0 که در آن: قطر لوله بر حسب متر 0 شدت جریان آبکشی بر حسب متر مکعب در ثانیه پس از مشخص شدن قطر محاسبه‌ای, باید با مراجعه به جدول ۲-۵ نزدیک‌ترین قطر به قطر محاسبه‌ای انتخاب و محاسبات بر -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - دستورالعمل انتخاب مشخصات لوله انتقال آب ۳۵ 2-۵- انتخاب جنس لوله‌ها لوله‌های فولادی جدار ضخیم از جمله بهترین لوله‌هایی هستند که در آبکشی معدن به کار می‌روند. معمولا قطر لوله‌های فشار قوی بیشتر از ده اینچ نیست زیرا در غیر این صورت» قطعات آن سنگین شده و نصب و تعویض آن‌ها در داخل چاه مشکل می‌شود. برای آبکشی‌های موضعی اگر فشار موثر بر خط لوله زیاد نباشد از لوله‌های ساخته شده از مواد پلیمری می‌توان استفاده کرد. مثلا لوله‌های از جنس پلی‌اتیلن نرم تا فشار ۱۰ آتمسفر را به خوبی تحمل می‌کنند. لوله‌های ساخته شده از پلی‌اتیلن سخت نیز تا ۱۰ اتمسفر را تحمل می‌کنند و بسیار سبک‌تر از لوله‌های فولادی‌اند. از آنجا که در معادن عمیق, ارتفاع آبکشی و در نتیجه فشار موثر بر لوله‌ها زیاد است لذا در این مواردء باید از لوله‌های فولادی بدون درز استفاده کرد. انتخاب نهایی لوله مشروط بر آن است که از نظر تحمل فشار به شرطی که در بند ۵-۵ آمده است. کنترل شود. پس از تعیین حداکثر فشار موثر بر لوله مشخصات آن باید در رابطه زیر صدق کند: ۰ مد ان 0 (۲-۵) ی که در آن: ۳ حداکثر فشار موثر بر لوله بر حسب پاسکال 6 تنش کششی مجاز لوله بر حسب پاسکال اگر مشخصات لوله در این رابطه صادق نباشد. باید یا لوله‌های مقاوم‌تری را انتخاب کرد یا با احداث ایستگاه‌های فرعی پمپاز. نحوه نصب وله به جنس و مشخصات آن بستگی دارد. لوله‌هایی که از پلی‌آتیلن ساخته شده‌اند. به صورت قرقره‌اند و در بعضی موارد طول قرقره به چند ده متر می‌رسد. این لوله‌ها چندان نیازی به اتصالات ندارند و به علت سبکی به آسانی قابل نصب‌اند. لوله‌های فولادی فشار قوی به وسیله فلانچ به یکدیگر متصل می‌شوند. در این نوع اتصال, واشر بین فلانچ نیز باید از جنسی به کمک قفس و جرثقیل معدن می‌توان تا ۱۰۰ متر لوله سنگین را داخل چاه حمل و آن را نصب کرد. وزن لوله‌ها به وسیله تیرآهن‌هایی که در فواصل معین با بتن در داخل چاه محکم شده‌اند. تحمل می‌شود. در بعضی موارد. لوله‌ها از سرچاه پایین داده می‌شوند و همانند چاه‌های آبء از بالاء لوله‌های جدیدی به آن جوش داده می‌شوند و یا به وسایل دیگر متصل -------- صفحهٔ بعد -------- ۴۶ راهنمای آبکشی در معادن می‌شوند. لوله‌های به طول چند ده متر نیز با این روش قابل نصب است. اتصال لوله‌ها به هر نحو که باشدء در طول هر قطعه آزاد آن باید حداقل یک اتصال قابل انبساط و انقباض موجود باشد تا به هنگام تغییر دماء اشکالی پیش نیاید. -------- صفحهٔ بعد -------- العمل فصل ۶ ۰ در خط لوله -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ششم- دستورالعمل محاسبه افت در خط لوله ۴۳۹ ۱-۹٩‏ آشنایی پس از تعیین شدت جریان آبکشی و انتخاب قطر و جنس لولهء باید افت انرژی در خط لوله طی مراحل زیر محاسبه شود: الف- تعیین رژیم جریان آب ب- محاسبه ضریب اصطکاک با استفاده از جدول‌های عمومی پ- محاسبه ضریب اصطکاک در جریان آرام ت- محاسبه ضریب اصطکاک در لوله‌های صاف ث- محاسبه ضریب اصطکاک در لوله‌های زبر چ- محاسبه افت‌های موضعی چ- محاسبه افت دینامیکی ۲-۹- تعیین رژیم جریان آب در لوله از آنجا که در بسیاری از فرمول‌های محاسبه افت. نوع جریان و عدد رینولدز دخالت دارند لذا ابتدا باید عدد رینولدز جریان از رابطه (۱-۶) 4 مر ۷ که در آن: عدد ریئولدز (بدون بعد) [< سرعت آب در لوله که از تقسیم شدت جریان آبکشی بر سطح مقطع لوله به دست می‌آید. قطر لوله ۷ ضریب گرانروی سینماتیکی آب ضریب گرانروی سینماتیکی از رابطه زیر به دست می‌آید: (۲-۶) ۷ م که در آن: ضریب گرانروی دینامیکی * جرم محصوص در کاربرد روابط ۱-۶ و ۲-۶ باید تمام اجزای فرمول طی سیستم آحاد یکسانی عددگذاری شوند. در جدول ۱-۶ ضریب گرانروی دینامیکی آب در سیستم آحاد ۲.0.5 داده شده است. اگر عدد رینولد محاسبه شده بیش از ۲۳۰۰ باشد (که عموما خیلی بیش از این مقدار است)» جریان در لوله به حالت مغشوش است -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ راهنمای آبکشی در معادن جدول ۱-۹- ضریب گرانروی دینامیکی آب در دماهای مختلف دما ضریب گرانروی دینامیکی درجه سانتی گراد سانتی‌پواز ۳-۹- رابطه عمومی محاسبه افت در لوله‌ها رابطه عمومی محاسبه افت در لوله‌ها موسوم به رابطه دارسی- ویسباخ " به شرح زیر است: 1 و2 4 1 ۳-۶( که در آن: ارتفاع نظیر افت در لوله / > ضریب اصطکاک لوله (بدون بعد) 1 طول لوله - قطر لوله [< سرعت آب در لوله و شتاب جاذبه این رابطه به صورت زیر نیز نوشته می‌شود: (۴-۶) سل -و 4 ]| ۱- 128۳۲0 ۷۷/۵۱۵2 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ششم - دستورالعمل محاسبه افت در خط لوله )۵ که در آن 5 افت حاصله به ازای واحد طول لوله است. مهم‌ترین مساله در مورد محاسبه افت در لوله‌هاء تعیین ضریب اصطکاک مربوط به آن‌ها است که در حالت کلی تابع عدد رینولدز و زبری داخلی لوله است اما عامل زمان نیز در این ضریب موثر است که باید در نظر گرفته شود. صریب اصطکاک لوله‌هایی که مدتی کار کرده‌اند به مراتب بیش از لوله‌های نو است زیر به مرور زمان؛ سطح داخلی لوله فرسوده شده و زبری آن زیادتر می‌شود. در طراحی لوله‌هاء بسته به مدت استفاده از لوله باید ضریب اصطکاک را بیشتر در نظر گرفت تا در آینده نیز استفاده از خط لوله به اشکال برنخورد. بدین منظور می‌توان از شکل ۱-۶ که در آن ضریب عمر متوسط لوله نسبت به سال‌های مختلف نشان داده شده است استفاده کرد. تاثیر زمان در مورد لوله‌های کوچک به مراتب زیادتر از تاثیر آن در مورد لوله‌های بزرگ است زیرا زبری نسبی حاصله در مورد لوله‌های با قطر کوچک. اثر زیادتری دارد. در هر مورد می‌توان به کمک منحنی ۰۱-۶ ضریب عمر لوله را تعیین کرد و از حاصل‌ضرب سر ِ عم ر لوله به سال شکل ۱-۹- ضریب عمر متوسط لوله نسبت به سال‌های استفاده از آن -2- جدول‌های عمومی محاسبه افت در لوله‌ها صرف نظر از نوع جریان» بسته به نوع لوله‌ها می‌توان ضریب افت ۸ را از جدول‌های عمومی به دست آورد. جدول ۳-۶ نمونه‌ای از این جداول است که بسته به نوع لولهء از آن می‌توان استفاده کرد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۵4۳ قطرلوله ۱۳ ۱۶ ۲۳۴ ۳۶ ۴۸ در معادن سس ۳۵۰ ۳۳۵ ۳۳۵ ۳۳۵ ۳۳۰ ۳۱۰ ۳:۵ ۲۰۰ ۳۰ ۱۹۵ ۱۹۰ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ششم - دستورالعمل محاسبه افت در خط لوله ۸۲۳ ۵-۹٩‏ محاسبه ضریب افت در جریان ارام 04 (۵-۶) 2 با 7 که در آن بل ضریب اصطکاک لوله و ,1 عدد رینولدز است. 1-٩‏ محاسبه ضریب اصطکاک لوله‌های صاف در جریان مغفشوش اگر چه در عمل هیچ گاه لوله‌ها کاملا صاف نیستند و دارای زبری هستند اما طبق پدیده لایه مرزی» به هنگام حرکت آب از درون لوله» قشری در جدار آن تشکیل می‌شود و مادامی که ضخامت این قشر از اندازه ناهمواری‌های سطح داخلی لوله زیادتر باشد. می‌توان لوله را به عنوان لوله صاف در نظر گرفت. برای محاسبه ضریب اصطکاک در لوله‌های صاف در جریان مغشوش روابط زیر قابل استفاده‌اند. ۱-۹-۹ رابطه کوناکوف ! در مواردی که عدد رینولدز در محدوده عدد رینولدز بحرانی (۲۳۰۰ و 4 ۰) باشد.ء استفاده از این رابطه توصیه می‌شود: (۶-۶) مخست با 7. 5 -ع)/ و1.8]0) ۳-۹-۹ رابطه بلوزیوس " در مواردی که عدد رینولدز بین ۰ تا ۱۰ باشد. می‌توان این فرمول را به کار برد: 4 و۸ )۷-۶( ۳-۹-۹ رابطه هرمان " در مواردی که عدد رینولدز جریان در بازه ۰ تا ۰ تغییر کند. استفاده از این رابطه توصیه می‌شود: 0.56 03 7 (۸-۶) + 0.0054 عبط 2-1-1 رابطه نیکورادزه * به ازای اعداد رینولدز در بازه ۱۰ تا ۰ ۱» می‌توان این فرمول را به کار برد: 0۷ -[] دبااکه1 -2 3-0 6 -(4 -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۴ راهنمای آبکشی در معادن ۸۱ م۲ [022 + و000 در -۷-٩‏ محاسبه ضریب اصطکاک لوله‌های زبر در جریان مغشوش در ضریب اصطکاک لوله‌های زبر در جریان مغشوش» دو عامل عدد رینولدز و زبری لوله دخالت دارند. زبری مطلق لوله به عنوان اندازه ناهمواری‌های آن بر حسب یک واحد دلخواه تعریف می‌شود و میزان آن با عمر لوله افزایش می‌یابد. زبری مطلق لوله‌ها در جدول ۴-۶ درج شده است. ۱-۷-۹ رابطه آتشول این رابطه به شکل زیر است: ی (۱۰-۶) 7[ "ما ۳ 0 که در آن /» قطر لوله و بل زبری مطلق لوله است. ۲-۷-۹ رابطه کلبروک ! این رابطه به شرح زیر است: (۱۱-۶) رد پما دس « که در آن /» قطر لوله و بل زبری مطلق لوله است. ۲ ۳-۷-۹- رابطه کارمان رابطه کارمان به شرح زیر است: (۱۲-۶) سکس درز ر " بون| 5.75 +4.75) 1 که در آن /» قطر لوله و بل زبری مطلق لوله است. | - )0۵[001 2-0 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ششم - دستورالعمل محاسبه افت در خط لوله 2۵ جدول 2-۹- زبری مطلق لوله‌ها جنس لوله سس تس ی قشر ضقیم روی جدار ولد مختلف بر حسب طرز ۱( تا ۵ و حتی بیشتر لوله فولادی پرچ شده تهیه و نوع پرج تا حدود ۱۰ لوله آهنی گالوانیزه نو ۲۳ تا ۰/۱۵ نو لوله آهنگری شده نو- روکش سیمان یا قیر (درون لوله) لوله چدنی از جمله لوله‌های نو- بدون روکش ریخته‌گری شده با روش گریز از مرکز زنگ‌زده (اتصال پیچ و مهره- اتصال نر و ماده) ۸-٩‏ محاسبه افت موضعی در لوله‌ها موضعی در حالت جریان مغشوش در لوله‌ها صادق است. ۱-۸-۹- گشاد شدن ناگهانی لوله اگر مقطع لوله به طور ناگهانی از 4 به با افزایش یابد. سرعت آن از 1 به .1 کاهش خواهد یافت و ارتفاع نظیر افت آن از 2 ,۸ رو ۲ (۱۳-۶) رل -]) ۷2۸ -۷۱) 2 وم ۳ 2 4 < سطح مقطع اولیه لوله < سطح مقطع قسمت گشاد شده لوله < سرعت در مقطع اولیه لوله < سرعت در قسمت گشاد شده لوله -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۶ راهنمای آبکشی در معادن ۲-۸-۹ گشاد شدن تدریجی لوله اگر مقطع لوله تدریجا گشاد شده و قطر آن از ,4 به ,» تبدیل شودء سرعت آن نیز از 7[ به 7[ کاهش می‌یابد (شکل ۲-۶). در این حالت اگر » زاویه واگرایی باشد.ء ارتفاع نظیر افت حاصله در نتیجه این تغییر مقطع از رابطه زیر به دست می‌آید: شکل ۲-۹- گشاد شدن تدریجی لوله (۱۳-۶) ,وا جدول ۵-1- ضریب م برای زوایای واگرایی مختلف زاویه )بر حسب درجه اک که 0 ۳-۸-۹- تنگ شدن ناگهانی لوله در حالتی که مقطع لوله به طور ناگهانی کاهش یابد و قطر آن از ,4 به ر/» تغییر کنده اگر سرعت آب در قسمت باریک لوله «۷ فرض شود ارتفاع نظیر افت حاصله از رابطه زیر به دست می‌آید: (۱۵-۶) سکس 071 - 0071( -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ششم - دستورالعمل محاسبه افت در خط لوله 1۷ « جدول ۹1-۹ مقادیر ضریب ,,ر به ازای نسبت‌های مختلف ۷۰ ۲ ۱/۸ ۱/۹ ۱/4 ۱/۳۲ ۷۸ا چ۲ه ‏ ع ‏ ب۷ ماه لها له له 184 2-۸-۹ تنگ شدن تدریجی لوله اگر قطر لوله به تدریج از ر۷4 به رام کاهش یابده سرعت آب در قسمت باریک لوله ر[ء» زاویه تقارب »» نسبت سطح مقطع دو لوله 2 - بر و ضریب افت لوله پم فرض شود ارتفاع نظیر افت مربوط به آن از رابطه زیر حاصل می‌شود: 1 2 1 (۱۶-۶) خر 1 7 ۹ را ۲28( ررزک 8 2 ۵-۸-۹٩‏ زانویی 2 (۱۷-۶) رم اک رر1/ 28 در مواردی که زاویه 0 حدود ۴۵ درجه باشدء ضریب ر,رم‌بین ۰/۲۵ تا ۰/۴۵ متغیر و در مورد زانویی ۹۰ درجه» مقدار آن بین ۵ تا ۰/۷۵ است. برای تعیین ضریب افت زانویی می‌توان از شکل ۴-۶ استفاده کرد. 4 00 ۱:۵ ۳ م۱۳ مور عم مد بیع ۲۸ شکل ۶-۹- ضریب افت زانویی در حالات مختلف -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۸ راهنمای آبکشی در معادن 1-۸-٩‏ شیرفلکه از آنجا که شیرفلکه در دو نوع کشویی و ساچمه‌ای ساخته می‌شود لذا بسته به مورد باید از رابطه مربوط به آن به شرح زیر استفاده کرد: ارتفاع نظیر افت این نوع شیرفلکه در حالتی که شیر کاملا باز باشدء از رابطه زیر به دست می‌آید: 2 (۱۸-۶) 0 ,0 28 جدول ۷-۹- اندازه ضریب افت شیرفلکه کشویی برای قطرهای مختلف ۳ برای شیرفلکه‌های به قطر بیش از ۲ اینچ» ضریب افت معادل ۰/۱۵ در نظر گرفته می‌شود. می‌کند و به طور متوسط مقدار آن» ۱۰ در نظر گرفته می‌شود. روابط مربوط به محاسبه افت موضعی به طور خلاصه در جدول ۸-۶ به هنگام خروج آب از لوله در زمان تخلیه آب در بیرون معدنء افت قابل توجهی حاصل می‌شود که از رابطه زیر به دست می‌آید: (۱۹-۶) را ت ۳ سرعت آب در زمان خروج از لوله #8 شتاب جاذبه -------- صفحهٔ بعد -------- نوع پدیده موضعی زانویی ۴۵ ٩۹۰ ‏زانویی شیر یک طرفه ورود آب از مخزن به لوله ورود آب از لوله به مخزن اخط لوله جدول ۸-۹- افت فت‌های موضعی در جریان ما 7 - 1 (و -۲) 7 0 ۳/7 2 بر ۷ (/ / ود 0 ج/ ۳ ود 0 ج/ 2 0/15 -<ا 28 2 0/35 با 28 70 -ا 28 0. 50 -(ا 28 </ 28 اج اندازه در جدول ۵-۶ درج شده است. مقادیر ۷ در جدول ۶۶ درج شده است. اندازه ,م0 بین ۰/۲۵ تا ۰/۴۵ متغیر است. بین ۶ تا ۱۵ متغیر است (به طور متوسط ۱۰). -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- العمل فصل ۷ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم - دستورالعمل انتخاب و نصب تلمبه ۶۳ ۱-۷- آشنایی آبی را که در مخزن جمع می‌شود. باید به وسیله تلمبه یا تلمبه‌ها و از طریق خط لوله» به خارج معدن هدایت کرد. بدین منظور ابتدا باید شدت جریان آبکشی را انتخاب و بر اساس آن فشار کلی و در نتیجه توان تلمبه را محاسبه کرد. برای آنکه تلمبه بتواند احداث آن‌ها آمده است. ۲-۷- تعیین شدت جریان آبکشی در حالت کلی, شدت جریان آبکشی را باید به گونه‌ای انتخاب کرد که ظرف مدت یک شیفت کاری ۸ ساعته, تمام آبی که در مدت یک شبانه روز در مخزن آب جمع می‌شود. به خارج معدن انتقال یاید. بنابراین اگر شدت جریان آب ورودی به مخزن 4 باشد. شدت جریان آبکشی به وسیله تلمبه (ل) برابر است با: (۱-۷) 4 <(ل) در مواردی که آب ورودی به معدن خیلی زیاد و یا تلمبه‌ای که ظرف مدت ۸ ساعت بتواند آب را انتقال دهد در دسترس نباشدء در آن صورت باید زمان آبکشی را بیشتر در نظر گرفت. در چنین مواردی» شدت جریان آبکشی با توجه به امکانات و وضعیت موجود ۳-۷- تعیین فشار کلی تلمبه فشار کلی تلمبه از رابطه زیر محاسبه می‌شود: (۲-۷) اجب جر وم ,1/ < ارتفاع نظیر فشار کلی یا ارتفاع رانش کلی 2 - اختلاف ارتفاع بین مخزن آب و نقطه‌ای ازسطح زمین که آب از لوله خارج می‌شود. مجموع ارتفاع نظیر افت‌های اصطکاکی و موضعی است. اگر جزییات خط لوله در دست باشد.ء توصیه می‌شود که افت‌های موضعی جداگانه محاسبه شده و به افت اصطکاکی افزوده شود. اگر در زمان طراحی سیستم آبکشی جزییات خط لوله مشخص نباشد. توصیه می‌شود که ده درصد به آفت‌های اصطکاکی اضافه شده و به عنوان آفت‌های موضعی منظور شود. ارتفاع نظیر سرعت یا افت دینامیکی است. در رابطه ۲-۷ تمام اجزای فرمول بر حسب متر آب محاسبه می‌شود. 2-۷ محاسبه توان تلمبه توأن تلمبه از رابطه زیر محاسبه می‌شود: -------- صفحهٔ بعد -------- ره راهنمای آبکشی در معادن (۳-۷) ۳۵ ۳۵( و[ ر[(( 7000‏ درز ر((1000 که در آن: از < وزن مخصوص آب بر حسب نیوتن بر متر مکعب فشار کلی تلمبه که از حاصل‌ضرب وزن مخصوص آب در ارتفاع رانش کلی بر حسب پاسکال به دست می‌آید. 1 راندمان تلمبه ,1 < راندمان الکتروموتور تلمبه ۵-۷- نحوه انتخاب تلمبه تلمبه‌ای که برای آبکشی معدن انتخاب می‌شود باید در عین آن که فشار و شدت جریان لازم را تامین می‌کند. راندمان قابل ۱-۵-۷ استفاده از منحنی مشخصه تلمبه شرکت‌های سازنده» منحن مشخصه تلمبه‌ها یعنی منحن تغییرات فشار به ازای شدت جریان حاصله ر همراه با منحن های هم ۳۸ با سل لام ۹ ۳ تج ۷۵۳/۱ تا وا هک ۲ اس اس ۰ و0 ۹ سا ۰ ف ز ابراتت ۳ ای ۹ | ]| لا ما بش عم هل ود بیع ره م۷ و سدت جربان -متر مکعب در ساعت شکل ۱-۷- نمونه‌ای از منحنی مشخصه تلمبه‌ها برای انتخاب تلمبه مورد نظرء با مراجعه به منحنی مشخصه تلمبه‌ها و نقل شدت جریان و ارتفاع رانش کلی به ترتیب به عنوان طول و عرض دستگاه مختصات, نقطه نظیر آَن (نقطه 11) در دستگاه محورهای مختصات مشخص می‌شود. اگر نقطه 11 دقیقا بر -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم- دستورالعمل انتخاب و نصب تلمبه ۶۵ منحنی مشخصه نظیر یکی از تلمبه منطبق شدء به عنوان انتخاب اول در نظر گرفته شده و در صورتی که بین دو منحنی واقع شد. منحنی بالاتر به عنوان گزینه اول انتخاب می‌شود. حال با توجه به منحنی هم راندمان تلمبه که در محدوده نقطه ۸4 قرار دارند. راندمان تلمبه برای این شرایط عملکرد به دست می‌آید. اگر راندمان در محدوده قابل قبول (حداقل ۷۵ درصد) بودء تلمبه مورد نظر مناسب خواهد بود و در غیر این صورت باید به انواع دیگر تلمبه از همان شرکت سازنده و یا شرکت‌های دیگر مراجعه کرد. ۲-۵-۷ استفاده از نمودار مدل‌های تلمبه بسیاری از سازندگان تلمبه‌هاء. محدوده مجاز هر یک از تلمبه‌های خود را در دستگاه محورهای مختصات و 7 یعنی شدت جریان و فشار مشخص کرده‌اند و در اختیار منقاضیان قرار می‌دهند (شکل ۲-۷). با نقل 0 و ۳ مورد نظر در این دستگاه‌های مختصات» نقطه تلاقی آن‌ها در محدوده یکی از مدل‌های تلمبه قرار می‌گیرد که در این محدوده» تلمبه راندمان قابل قبول را دارد. اگر نقطه تقاطع 0 و ۳ در هیچ کدام از محدوده های تلمبه قرار نگیرد. این تلمبه‌ها برای آبکشی مورد نظر مناسب نخواهند بود و باید به مدل‌های دیگر یا سازندگان دیگر مراجعه کرد. ۳-۵-۷ استفاده از جدول مشخصات بعضی از سازندگان, محدوده قابل قبول تلمبه‌های خود را در جدول‌هایی تنظیم کرده‌اند. به عنوان مثال در جدول ۰۱-۷ نمونه‌ای از این جدول‌ها که برای تلمبه‌های با سرعت دوران مشخص تنظیم شده نشان داده شده است. با نقل شدت جریان و ارتفاع رانش کلی در سطرها و ستون‌های این جدول, از محل تلاقی آن‌هاء مدل مورد نظر به دست می‌آید. در این مورد نیز اگر هیچ یک از خانه‌های جدول جوابگوی شدت جریان و یا ارتفاع رانش مورد نظر نباشد. باید به مدل‌های دیگر و یا شرکت‌های دیگر مراجعه کرد. ۹-۷ احداث تلمبه‌خانه تلمبه‌خانه باید نزدیک به مخزن آب نصب شود و لوله مکش تا حد امکان کوتاه باشد. اگر مخزن حاوی سنگ‌ریزه و سایر ذرات باشد, باید با نصب صافی در ابتدای لوله مکش, از ورود آن‌ها به تلمبه جلوگیری کرد. در مواقعی که تلمبه بالاتر از سطح آب قرار دارد باید در انتهای لوله مکش یک شیر یک طرفه نصب کرد تا لوله مکش هیچ‌گاه خالی نماند. در بعضی موارد تلمبه. کمی پایین‌تر از مخزن نصب می‌شود. در این حالت آب به تلمبه سوار است و هیچ‌گاه تلمبه بدون آب نمی‌ماند. برای تلمبه‌های کوچک. معمول" محفظه ساخته نمی‌شود. در مورد تلمبه‌های بزرگ. به ویژه هنگامی که زمین اطراف تلمبه مقاوم نباشدء تلمبه‌خانه باید با بتن مسلح ساخته شود. تلمبه‌خانه باید به اندازه کافی وسیع و مرتفع باشد و در سقف آن تعدادی جرثقیل سقفی متحرک نصب شود تا در موارد لزوم بتوان به سرعت., قطعات تلمبه یا موتور آن را تعویض کرد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۶ راهنمای آبکشی در معادن 4۵ وه 82۳ ۱۳۵ "رود کر اپ [ههنمما هههت همه همهم هزم واه 50 ی 0 ۱ 505 290 - [1 1۱ با هللا تس یت ۱۱1۱1۱۱۱۹۱۱۱۱۱ الا ات ۳ 200 بچ مس ایض مشح اهحعو اک ها 00 ها سا 9 ات تا اس در [] | |ا(|(]]|| اس ات ف ۷ مه ۳9 1 5 ۱ ۵ جر لب بابلا ۱ رد751 ۱ ۲11 ۲ 1۱ ۱ هه که شکل ۲-۷- نمودار مدل‌های تلمبه یک شرکت سازنده تلمبه‌خانه باید روشنایی کافی داشته باشد تا بتوان تمام اجزای تلمبه را به وضوح مشاهده کرد. همجچنین فضای آن باید به نحو مناسبی تهویه شود. موتور تلمبه یا تلمبه‌های اصلی معدن عموما الکتریکی سه فاز است که مستقیما به شبکه برق معدن وصل می‌شود. انتخاب فشار الکتریکی موتور به قدرت موتور و نیز فشار الکتریکی شبکه معدن بستگی دارد. ۰ پا ۱ ۰ ۰ .۰ .۰ ۰ سس 2 م. ی موتورهای با قفس سیم‌پیچی از جمله متداول‌ترین موتورهایی هستند که برای تلمبه اصلی به کار گرفته می‌شوند. در مسیر موتور باید رله‌های الکتریکی مناسبی نصب کرد تا در موارد لزوم بتواند موتور را قطع و از صدمه دیدن آن جلوگیری کند. 50۶۱۳۳۵۱-286 -۱ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم- دس ۸۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۶۸ راهنمای آبکشی در معادن ۷-۷ تاسیسات کنترل خودکار تلمبه سطح آب به حد معینی برسد.ء به طور خودکار خاموش می‌شوند. سیستم خودکار از این نظر مهم است که اگر تلمبه حتی برای مدت کوتاه بدون بار و بدون آب کار کندء خسارت می‌بیند. در شکل ۳-۷ نمونه‌ای از سیستم کنترل خودکار تلمبه نشان داده شده است. 44 شکل ۳-۷- سیستم کنترل خودکار تلمبه ۸-۷ استفاده از جندین تلمبه در مواردی که شدت جریات آب درون معدن زیاد باشدء می‌توان با استفاده از چندین تلمبه, آبکشی را به آسانی انجام داد. به عنوان مثال اگر در معدنی, چهار تلمبه مشابه هم نصب شده باشد. اگر شدت جریان آب ورودی به معدن کمتر از شدت جریانی باشد که هر تلمبه به تنهایی در لوله به جریان می‌اندازد. در این صورت می‌توان فقط به وسیله یک تلمبه و یا با استفاده از هر چهار تلمبه که در زمان‌های معینی هر یک از آن‌ها به نوبت به کار می‌افتد. آبکشی را انجام داد (شکل ۴-۷). زمان -------- صفحهٔ بعد -------- اگر شدت جریان آب معدن بیشتر از شدت جریان دو تلمبه و کمتر از شدت جریان ۳ تلمبه باشد. نحوه به کار افتادن تلمبه‌ها را می‌توان مطابق شکل ۵-۷ برنامه‌ریزی کرد. 0 زمان شکل ۵-۷- آبکشی به وسیله چهار تلمبه هنگامی که شدت جریان ورودی بیشتر از شدت جریان دو تلمبه و کمتر از شدت جریان سه تلمبه باشد. اگر شدت جریان آب ورودی بیشتر از شدت جریان سه تلمبه و کمتر از شدت جریان چهار تلمبه باشد. می‌توان از روشی مطابق آنچه که در شکل ۶-۷ نشان داده شده است. استفاده کرد. 0 زمان شکل 1-۷ - آبکشی به وسیله چهار تلمبه هنگامی که شدت جریان ورودی بیشتر از شدت جریان سه و کمتر از شدت جریان چهار تلمبه باشد. اگر چند تلمبه با هم خط لوله آبکشی را تغذیه کننده شدت جریانی که هر کدام از آن‌ها در حالت مشترک به جریان می‌اندازد. کمتر از شدت جریانی است که هر تلمبه به تنهایی تولید می‌کند. ۲ پر شا سوه شکل ۷-۷- منحنی مشخصه کلی چهار تلمبه به حالت موازی به کمک منحنی مشخصه تلمبه‌هاء نظیر آنجه که درشکل ۷-۷ نشان داده شده است. می‌توان شدت جریانی را که مجموعه چند تلمبه با هم به جریان می‌اندازند و نیز شدت جریان هر یک را به آسانی محاسبه کرد. -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۸ تو رالعمل احداث تاسیسات برا یسات برای جلوگیری از ورود آب به معدن -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ه مسَم- د سنورالعمل |حداث تا سدرسات برای جلوگیری از ورودآب به معلدن ۷۲۲۳ ۱-۸- آشنایی اگر چه با احداث مخزن آب و انتخاب تلمبه مناسب می‌توان آب‌های درون معدن را به بیرون هدایت کرد ولی در عین حال باید تا آنجا که ممکن است حجم آبکشی و در نتیجه هزینه عملیات مربوط به آن را کاهش داد. مهم‌ترین تمهیداتی که در این باره به کار می‌رود. جلوگیری از ورود آب‌های سطحی, جلوگیری از ورود آب به داخل چاه» پایین بردن سطح ایستابی و احداث سدهای زیرزمینی در بعضی از قسمت‌های معدن است. ۳-۸- جلوگیری از ورود آب‌های سطحی به معدن دهانه چاه یا تونل‌های معدن تا حد امکان باید در محلی انتخاب شود که آب‌های سطحی نتوانند وارد آن شوند. در اطراف محوطه معادن روباز نیز باید سیستم زهکشی مناسبی احداث کرد که آب‌های سطحی وارد محوطه معدن نشود. اگر برای جلوگیری از ورود آب‌های سطحی به تونل‌ها و چاه‌ها سیستم مناسبی منظور نشده باشدء علاوه بر اشکالات آبکشیء ممکن است آب‌های جاری به داخل تونل راه یایند و خساراتی به بار آورند. برای جلوگیری از ورود آب‌های سطحی به معدن موارد زیر توصیه می‌شود: الف-اگر دهانه تونل یا چاه در محلی قرار گرفته است که خطر هجوم سیلاب وجود داردء باید با احداث دیواره‌های سیل‌بند بتنی در اطراف دهانه چاه یا محوطه تونل, از هجوم احتمالی سیلاب به داخل معدن جلوگیری کرد. ب- اگر در بالاسر دهانه تونل آبراهه‌هایی وجود داشته باشد و به هنگام بارش‌های شدید احتمال هدایت آب باران از طریق آن‌ها به محوطه تونل وجود داردء باید با احداث بندهای بتنی» مسیر آبراهه‌ها را در کلیه قسمت‌های بالادست مسلط بر دهانه تونل,ء به اطراف منحرف کرد. ۳-۸- جلوگیری از ورود آب به داخل چاه چاه اصلی معدن یکی از نقاطی است که ممکن است حجم قابل توجهی از آب زیرزمینی از طریق آن به داخل معدن راه یابد. برای حفر چاه در زمین‌های آبدارء ابتدا تعدادی گمانه در اطراف دهانه آن حفر می‌شود و با عبور دادن محلول سردکننده» سبب یخ‌بندان زمین در اطراف چاه می‌شوند و یا با تزریق سیمان از درون آن‌هاء از ورود آب به آن جلوگیری می‌شود. این تمهیدات برای زمان حفر چاه است و پس از پایان حفر چاه نیز باید از ورود آب جلوگیری کرد. برای این منظور پوشش داخلی چاه باید به نحوی انتخاب و اجرا شود که علاوه بر مقاومت لازم» در برابر آب نیز غیرقابل نفود باشد. 2-۸ احدات سدهای زیرزمینی برای جدا کردن حفریه‌های معدنی متروک از شبکه معدن و جلوگیری از ورود آب آن‌ها به سایر قسمت‌های معدن و نیز جلوگیری باید تحمل کندء همجنین بسته به مقاومت زمین در محل کف یا دیواره‌های سد.ء سدها را به شکل مستقیم و یا قوسی می‌سازند. -------- صفحهٔ بعد -------- را راهنما ی آبک‌شی از معادن شکل ۱-۸- نمونه‌ای از سد زیرزمینی با چند دیواره پی در بی دیواره سد از جنس بتن» سنگ چینی یا جر چینی است و برای غیرقابل نفوذ کردن آن به جای یک دیواره ساده» از دو دیوار» که بین آن‌ها با خاک رس یا سایر مواد غیر قابل نفوذ پرشده استء» ساخته می‌شود که در شکل ۱-۸ نمونه‌ای از سد زیرزمینی با چند دیواره نشان داده شده است. در پشت سد باید یک لوله مجهز به شیر فلکه تعبیه شود تا در موارد لزوم بتوان آب موجود در پشت سد را به قسمت‌های دیگر هدایت کرد. اگر دسترسی به پشت سد در موارد ضروری مد نظر باشد باید. در دیواره سد یک در فولادی محکم تعبیه کرد تا در مواقع لزوم بتوان به پشت سد راه یافت (شکل ۲-۸). و لوله برای ری هرن مر ون وه یونم * ۳ سا یاک ۱۳ شام 6۹ وان که رن را عم ۹ ۵ ام نگهدارنده در فولادی " فشار آب 4 ه ۳ مرت آب برای چالزن « دک عمط 2 #۸ ۰ 5 سس رجا 1۳76 3 5 اهاز چا بخ ره او 2 ی ۹ ۹" ۰ و بیج 5 اه رسد هن ۳۵ ۳ دی ده امس شکل ۲-۸- سد با در فولادی ۵-۸- پایین بردن سطح ایستابی در بعضی موارد» هجوم جریان آب زیرزمینی به معدن بسیار زیاد و در نتیجه مخارج آبکشی فوق‌العاده زیاد است. در چنین مواردی» ممکن است راه حل با صرفه‌ترء پایین بردن سطح ایستابی تا حد پایین‌تر از کف حفریه مورد نظر و یا اصولا کف کلیه حفریات معدن باشد. خشک بودن حفریات معدن مزایای ویژه‌ای نیز دارد که از آن جمله موارد زیر را می‌توان بر شمرد: الف- از زنگ زدن وسایل و تجهیزات معدن جلوگیری می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ه مسَم- د سن و رالعمل /حداث سدرسات برای جلوگیری از و رود آب به معدن [ ۱ ب- با حذف غنو و یا لوله انتقال آب» فضای مفید بیشتری در کف حفریه ایجاد می‌شود. پ- افراد و وسایل حمل و نقل با ایمنی بیشتری حرکت می‌کنند. ت- پایداری دیواره حفریات افزایش می‌یاید. ث- از ریزش سقف و دیواره حفریات جلوگیری می‌شود. ج- در معادن روبازء می‌توان شیب پله‌ها را بیشتر در نظر گرفت که این خود صرفه‌جویی قابل توجهی را در پی دارد. برای پایین بردن سطح ایستابی در محدوده معدن باید تعدادی چاه حفر و از طریق آبکشی از آن‌هاء سطح آب زیرزمینی ناحیه را پایین برد. از آنجا که در مرحله اکتشاف, اطلاعات کاملی درباره آب زیرزمینی ناحیه به دست می‌آید. لذا در مواردی که پیش‌بینی ورود آب به معدن در آینده جلوگیری کرد (شکل ۲-۸). تعداد چاه‌ها و میزان آبکشی از آن‌ها باید به گونه‌ای باشد که محجموعه آن‌ها چاه آبکشی جاه‌ ابکشی . نت مات که : ۰ ۰ .۰ بو 9 /:۸/1/۰۸/ شکل ۳-۸- پایین بردن سطح ایستابی با آبکشی از چاه‌ها پایین بردن سطح ایستابی تا کف کاواک و یا به بیان دیگرء خشک‌اندازی» یکی از روش‌های متداول در معادن روباز است. اگر محدوده معدن روباز یا زیرزمینی وسیع باشد. آرایش چاه‌ها باید به نحوی باشد که مخروط افت آن‌ها یکدیگر را پوشش دهند و در هیچ نقطه‌ای از محدوده معدن, سطح ایستابی بالاتر از کف کاواک نباشد. -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- تورالعمل جل و گیری آب‌های معدن و از آلودگی خننی‌سازی -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نهم- دستورالعمل جلوگیری از آلودگی آب‌های معدن و خنثی‌سازی ۳۹ ۱-۹- آشنایی آبی که در معدن جریان دارد. عموما اسیدی است و این امر نه تنها سبب خوردگی تلمبه و خط لوله می‌شود. بلکه ریختن مستقیم آن به بیرون» محیط زیست را آلوده می‌کند. هر جا که ماده معدنی, با مواد سولفیدی» به ویژه سولفیدهای آهن‌دارء همراه باشدء آب معدن حالت اسیدی پیدا می‌کند. گرچه راه حل قطعی برای این مساله وجود ندارد ولی با به کار گرفتن بعضی تمهیدات می‌توان اثر آن را کاهش داد و به حداقل ممکن رسانید. اصطلاح زهاب اسیدی (۸11)" که اغلب به نام زهاب اسیدی معدن ((//۸۱)" نیز نامیده می‌شود» یکی از واژه‌های متداول در مسایل زیست‌محیطی معادن است و در اثر اکسایش طبیعی کانی‌های سولفیدی که در معرض هوا و آب قرار می‌گیرند. تولید می‌شود. ۲-۹- فرآیند تشکیل اسید در معادن هنگامی که کانی‌های سولفیدی در معرض هوا واقع شوندء در عین حال در تماس با آب (به صورت مایع و یا بخار) و اکسیژن قرار می‌گیرند. در چنین شرایطی» کانی‌های سولفیدی فعال, ناپایدارند و در اثر ترکیب با اکسیژن و آب به صورت زیر تجزیه می‌شوند: (۹- 47+ 290 + بر ۲0)0(7 ده 0 ,10+ ۳5 سرعت این واکنش نیز بسیار مهم است. اگر فرآیند به آهستگی انجام شود در آن صورت اسید در یک بازه زمانی وسیع تولید بیشتر سولفیدهای فلزی حاوی آهن به دلیل فعالیت بیشتر نسبت به انواع دیگر به سرعت زهاب اسیدی تولید می‌کنند. سولفیدهای سایر فلزات نظیر سربء» روی و مس نسبت به سولفیدهای آهن فعالیت شیمیایی کمتری دارند. ابعاد و سطحی از ذرات سولفید که در معرض هوا قرار می‌گیرند و نیز گسترش بلورهاء آهنگ تولید اسید را کنترل می‌کنند. با ادامه اکسایش» املاح اسیدها تشکیل می‌شود و با متلاشی شدن و فروریختن قسمت‌های سطحی سولفیدهاء قسمت‌های تازه آن‌ها در معرض هوا قرار می‌گیرد و بدین ترتیب عمل اکسایش و تشکیل اسید. به طور مداوم ادامه می‌یابد. عامل زمان نیز یکی از عوامل مهم در تشکیل اسیدها است» بدین معنی که هر چقدر مدت زمانی که مواد سولفیدی در معرض هوای معدن قرار می‌گیرند بیشتر باشد.ء به همان میزان, اسید بیشتری تولید می‌شود. از آن جا که آب و اکسیژن برای انجام واکنش شیمیایی (رابطه ۱-۹) ضروری‌اند لذا حذف یکی از آن‌هاء فرآیند را متوقف می‌سازد. با توجه به این رابطه میزان اکسیژن لازم در مقایسه با آب به طور نسبی بیشتر است. به عنوان مثال اگر کانی سولفیدی در 86 1026 ۸۵1۵ -| 806 ۱۷/1۱۱۵ ۸01۵ -2 -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۰ راهنمای آبکشی در معادن تولید کانی‌های جدید در اثر تولید اسید ممکن است بر آهنگ واکنش تاثیر بگذارد. در فرآیند هوازدگی سولفید آهنء محصولات حاصل از هوازدگی ممکن است آهنگ هوازدگی را تسریع کنند. این احتمال نیز وجود دارد که محصولات حاصل از هوازدگی» روی بسیاری از سنگ‌هاء حاوی کانی‌هایی هستند که به طور طبیعی اسید حاصل از هوازدگی سولفیدها را مصرف می‌کنند. این فرآیند به نام خننی‌سازی " نامیده می‌شود. مثالی از این موردء واکنش زیر است: (۲-۹) ,77۳0+ کج ,060+ ۲ پیش‌بینی پتانسیل تشکیل زهاب اسیدی چه در مورد ماده معدنی و چه در مورد باطله‌هاء از نظر اقتصادی و زیست‌محیطی بسیار اهمیت دارد. اگر این پیش‌بینی به درستی و با دقت انجام شودء می‌توان طرح کنترل زهاب را بهینه کرد. تشکیل زهاب اسیدی را با روش‌های زیر می‌توان پیش‌بینی کرد: الف- مقایسه وضعیت جغرافیایی» دیرینه زیست‌محیطی و زمین‌شناسی معدن با معادن مشابهی که میزان تولید زهاب اسیدی آن‌ها از طریق تجربه به دست آمده است. ب- نمونه‌برداری و انجام آزمایش ژئوشیمیایی به منظور تعیین میزان تولید اسید کانی‌ها و کانی‌های خننی‌کننده اسید در مورد ساختگاه معدن ث- مدلسازی ریاضی به منظور تعمیم نتایج حاصل از آزمایش‌های ژئوشیمیایی در طول زمان به منظور پیش‌بینی روند بلند مدت توصیه می‌شود که قبل از ارایه طرح نهایی معدن» منابع تولید اسید در معدن شناسایی شده و طرح معدن به گونه‌ای تنظیم شود که تا حد امکان از تشکیل زهاب جلوگیری شود. برای دستیابی به این هدف. توصیه می‌شود که در مراحل اکتشاف به مساله تشکیل زهاب اسیدی توجه شود تا اطلاعات لازم در زمان طراحی معدن در دست باشد. 8 01۳۵[ -۱ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نهم- دستورالعمل جلوگیری از آلودگی آب‌های معدن و خنثی‌سازی ۸ در مرحله اکتشاف. توصیه می‌شود که از هر واحد زمین‌شناسی حداقل سه نمونه تهیه شود و این نمونه‌ها در مرحله اول, تحت آزمایش شیمیایی قرار گیرند تا تعادل شیمیایی بین کانی‌های اسید زا و خنثی‌کننده اسیدء ارزیابی شود. بدین منظور باید کل گوگرد موجود در کانی‌ها مشخص شده و نیز پتانسیل خننی‌سازی آن‌ها تعیین شود. البته باید قبل از انجام آزمایش شیمیایی» از نظر کانی‌شناسی نیز نمونه‌ها را مطالعه کرد تا نتایج حاصل از آزمایش‌های استاتیکی را به نحو بهتری بتوان تعبیر و تفسیر کرد. از آنجا که تمام کانی‌های گوگرددار پتانسیل تولید اسید را ندارند و نیز بعضی کانی‌ها نظیر کربنات‌ها قادر به خنثی کردن اسید هستند لذا با مطالعات کانی‌شناسی» می‌توان پیش‌بینی تولید اسید را به نحو بهتری انجام داد. 5-۹ جلوگیری از تولید زهاب اسیدی عملیاتی که برای کنترل آلودگی آب‌های معدن انجام می‌گیردء دو دسته‌اند. دسته اول شامل عملیاتی است که اصولا از تشکیل زهاب اسیدی جلوگیری می‌کند و دومین دسته»ء کارهایی است که برای خننی کردن آب‌های اسیدی که در معدن تولید شده‌اند. انجام می‌شود. از آنجا که برای تشکیل زهاب اسیدی سه عامل کانی‌های اسیدزاء اکسیژن و آب لازم است. بنابراین برای جلوگیری از تشکیل آن باید لااقل یکی از این سه عامل را حذف کرد. آب‌های معدن را باید به گونه‌ای هدایت کرد که تا حد امکان از محل‌هایی که دارای کانی‌های اسیدزا هستند عبور نکند. همجنین باید زمان توقف آب در داخل معدن را به حداقل ممکن رساند و هر چه زودتر آن را برای آبکشی به مخزن اصلی هدایت کرد. در صورتی که کانی‌های اسیدزا به طور پراکنده در طول حفریات معدنی وجود داشته باشندء توصیه می‌شود که به جای غنوء هدایت آب‌ها به وسیله لوله انجام گیرد. پایه‌ها و قسمت‌هایی از ماده معدنی به ویژه زغال که بر جای می‌ماند» یکی از منابع مهم مواد اسیدزا است و باید از هدایت آب به این قسمت‌ها جلوگیری کرد و در عین حال آن‌ها را با پوشش مناسبی پوشاند تا مواد اسیدزا در معرض هوا قرار ۵-۹- خنثی کردن آب‌های اسیدی اگر چه با تمیهداتی که گفته شد. می‌توان تا حدی از تشکیل زهاب اسیدی جلوگیری و یا لااقل آهنگ تشکیل آن را کند کرد ولی به هر حال بخشی از آبی که در معدن جریان دارد اسیدی است و باید آن را خنثی کرد. برای خنثی کردن آب‌های اسیدی از آهک یا سنگ آهک استفاده می‌شود. از آنجا که آهک ارزان و همه جا در دسترس است و خاصیت بازی قوی دارد لذا یکی از مناسب‌ترین مواد برای خننی کردن آب‌های اسیدی است. مراحل کامل عملیات با آهک شامل خنثی کردن با آب آهک, هوا دادن به منظور اکسایش آهن و تبدیل آن از فرو به فریک, ته‌نشین کردن گل و لجن و بیرون کشیدن آن‌ها است. هزینه خنثی کردن به میزان آبی که باید خننی شودء درجه اسیدی آب و محتوی آهن فروء بستگی دارد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۲ راهنمای آبکشی در معادن در بعضی مواردء به علت ارزان‌تر بودن سنگ آهک. برای خننی‌سازی از آن استفاده می‌شود ولی این ماده معدنی برای اکسایش هن فرو و تبدیل آن به آهن فریک» چندان مناسب نیست. عیب دیگر سنگ آهک آن است که به سرعت با قشری از اکسید فریک هیدراته و سولفات کلسیم پوشیده می‌شود و خاصیت خننی‌سازی خود را از دست می‌دهد. برای رفع این اشکال می‌توان» سنگ آهک را در یک استوانه افقی دوار ریخت و آب اسیدی را از درون آن عبور داد. حرکت ذرات سنگ آهک در داخل استوانه از تشکیل قشر اکسید آهن جلوگیری می‌کند و سبب می‌شود که همواره کربنات در معرض آب‌های اسیدی قرار گیرد. -------- صفحهٔ بعد -------- یی العمل فصل ۹ 5 -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دهم- د سنورالعم لآبک‌شی موضعی ۸۵ ۱-۰ آشنایی برای آبکشی اصلی معدن»ء یک یا چند مخزن اصلی احداث و به وسیله تلمبه, آب به خارج معدن هدایت می‌شود. اما در بعضی مواردء ضمن احداث حفریات معدنی جدید. ممکن است به منابع محلی آب برخورد شود و لازم باشد که آب این قسمت‌ها را به مخزن اصلی منتقل کرد. این وضعیت به ویژه در معادن زغال‌سنگ و همچنین هنگام حفر تونل‌های مورب و چاه متداول است. این عملیات را آبکشی موضعی می‌نامند. برای آبکشی در این حالات نیز ابتدا حوضچه‌ای که گنجایش آن متناسب با حجم آب‌ها است. احداث کرده و از درون آن و به کمک خط لولهء آب به مخزن اصلی و یا سطح زمین هدایت می‌شود. انواع تلمبه‌هایی که برای آبکشی موضعی به کار می‌روند تلمبه‌های برقی» تلمبه‌های هوای فشرده, تلمبه‌های هوارانء تلمبه‌های مونو و تلمبه‌های مخصوص حفر چاه هستند. ۳-۰- تلمبه‌های برقی در مواردی که استفاده از آنرژی برق در داخل معدن محاز باشدء می‌توان از تلمبه‌هایی با موتور الکتریکی معمولی استفاده کرد. در معادن زغال‌سنگ گازدار باید الکتروموتورهای مخصوص ضد جرقه را به کار برد. ۳-۰ تلمبه‌های هوای فشرده گرچه انرژی هوای فشرده در مقایسه با الکتریسیته گران‌تر و راندمان موتور هوای فشرده به مراتب کمتر از انواع برقی است. ولی به علت ایمنی و در دسترس بودن هوای فشرده در تمام قسمت‌های معدن در بسیاری از موارد برای آبکشی‌های موضعی از این نوع تلمبه‌ها استفاده می‌شود. موتور این تلمبه‌ها در واقع یک توربین هوای فشرده است و به آسانی به سیستم هوای فشرده معدن وصل می‌شود. ۶-۰ - تلمبه‌های هواران " تلمبه‌های هواران که به کمک هوای فشرده کار می‌کنند. برای انتقال آب از چاه‌های کم عمق و کوچک (نظیر گمانه‌ها) مناسب‌اند. اساس کار این تلمبه‌ها در شکل ۱-۱۰ نشان داده شده است. مطابق شکل» لوله انتقال آب (۲) تا عمق مناسب در داخل لوله جداری (۱) قرار داده می‌شود. هوای فشرده که به وسیله کمپرسور 6/ تولید می‌شود. از طریق لوله ویژه‌ای که در شکل با خطچین نشان داده شده است.ء به انتهای لوله انتقال آب و از طریق صافی وارد می‌شود. هوا ضمن عبور از صافی» با آب داخل مخلوط شده و بدین ترتیب در داخل لوله انتقال آب» مخلوطی از حباب‌های هوا تولید می‌شود که وزن مخصوص آن از وزن مخصوص آب خالص, برسد. در بالای گمانه, هوا از آب خارج شده و آب در لوله بالای گمانه جریان می‌یابد و این عمل به طور مداوم تکرار می‌شود. |- ۸۱۳-۱۱۲ ۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۶ راهنما ی آبک‌شی از معادن اک 11 : ۰ أ ۰ وی ممه 11 8 شکل ۱-۱۰- تلمبه هواران ۵-۰ تلمبه‌های مونو" تلمبه‌های مونو تلمبه‌های ساده‌ای هستند که برای آبکشی موضعی در معادن بسیار مناسب‌اند. طرز کار این تلمبه بدین نحو است که گردش روتور در داخل استاتور» کمی خارج از محور است و همین امر سبب ایجاد خلاء و رانده شدن آب در تلمبه و نیز رانش آن از لوله خروجی می‌شود. مصرف برق این تلمبه‌ها چندان زیاد نیست و نیازی به راه انداز ندارند. 1-۰ آبکشی در چاه می‌گیرد که آب را از کف چاه به بیرون پمپاژ می‌کنند. این تلمبه‌ها معمولا موتور الکتریکی دارند و لوله مکش آن‌ها را تا نزدیکی کف جاه پایین می‌برند. در بعضی موارد از تلمبه‌های مونو ویژه‌ای» برای آبکشی موضعی در چاه‌های در حال حفر استفاده می‌شود. ۷-۰ ابکشی در معادن روباز گرچه آبکشی در معادن روباز معمولا اهمیت آبکشی در معادن زیرزمینی را نداردء ولی از نقطه نظر هزینه‌های استخراجء در این معادن نیز درصد قابل توجهی را تشکیل می‌دهد. وجود آب در معادن روباز سبب بالا رفتن هزینه نگهداری و سرویس ماشین‌آلات معدن نسبت به حالت خشک می‌شود. 1-۱/10110 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دهم- د سنورالعم لآبک‌شی موضعی ۸۷ در مورد آبکشی در معادن روباز نیز مسایل مشابهی با آنچه که در مورد معادن زیرزمینی گفته شد وجود دارد ولی در اینجاء مشکلات محافظت تلمبه و تاسیسات آن در مقابل صدمات ناشی از آتشباری به مسایل معمولی ر بکشی اضافه می‌شود. که بدین ترتیب در هر طبقه جمع می‌شود.ء ممکن است جداگانه از هر طبقه آبکشی کرد و یا این که همانند معادن زیرزمینی» به کمک نیروی ثقل همه آن‌ها را در یک نقطه جمع‌آوری و آبکشی را از این نقطه انجام داد. بسته به موقعیت معدن روبازء آبکشی را ممکن است به کمک تلمبه, تونل‌های مخصوص آبکشی و یا سیفون انجام داد. ۱-۷-۰- آبکشی به وسیله تلمبه این روش متداول‌ترین روش آبکشی در معادن روباز است و طی آن مخزن یا مخازن آبی را در عمیق‌ترین نقطه احداث کرده و آب را از درون آن به بیرون پمپاژز می‌کنند. در مواقعی که معدن روباز در نواحی مرتفع واقع و کف آن نیز از زمین‌های اطراف بلندتر باشد. می‌توان تونل مخصوصی در عمیق‌ترین نقطه معدن حفر و از درون آن آب را به بیرون معدن هدایت کرد (شکل ۲-۱۰). بدیهی است در مورد معادن زیرزمینی که در نقاط مرتفع قرار دارند نیز این روش را می‌توان به کار برد. معمولا از آبراهه یا تونلی سعلح زمین شکل ۲-۱۰- تونل هدایت آب -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۸ راهنما ی آبکشی از معادن ۳-۷-۰ آبکشی به وسیله سیفون استفاده از سیفون انجام داد (شکل ۳-۱۰). بدیهی است در این مورد.ء محدودیت‌هایی وجود دارد. اولا محل تخلیه باید پایین‌تر از ۳۲ ط (۱-۱۰) ( را 2 ج شب ش)-شع[] 8 از در / < فشار در نقاط 4 و ۵ 7[ وزن مخصوص آب -12]-د1] شکل ۳-۱۰- آبکشی به وسیله سیفون یعنی ارتفاع ,77 باید به اندازه مجموعه ارتفاع نظیر فشار در نقطه ۳ ارتفاع نظیر سرعت و ارتفاع نظیر افت در طول 4۳ کمتر از از این حد کمتر شودء مقداری از آب بخار می‌شود و فشار دوباره به این حد می‌رسد. وسیله شیر / خط لوله را پر از آب کرد و آن گاه با بستن این شیر و باز کردن شیرهای 4 و » سیفون را به کار انداخت. -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- امور نظام فنی سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشورء با گذشت بیش از چهل سال فعالیت تحقیقاتی و مطالعاتی خودء افزون بر ششصد عنوان ضابطه تخصصی - فنیء در قالب آیین‌نامه» معیارء» دستورالعمل» مشخصات فنی عمومی» نشریه و مقاله, به صورت تالیف و ترجمه» تهیه و ابلاغ کرده است. ضابطه حاضر در راستای موارد یاد شده تهیه شده» تا در راه نیل به توسعه و گسترش علوم در کشور و بهبود فعالیت‌های عمرانی به کار برده شود. فهرست ضوابط منتشر شده در پایگاه اطلاع‌رسانی136721111211111.1۳ قابل دستیابی می‌باشد. امور نظام فنی -------- صفحهٔ بعد -------- 1۹1316 ۳۳۲۱۱۵ 0۳۲ 0 ۱۷1۵22۶061 200 ۳1300 ۶0 06 ۹11062 ۵ ع۷11یی ۸ ۲۷0. 3 6 200 ۱۷116 ,130۶1۰ 01 ۱۷111۹1۹ ٩1۱/16 ۸1101۲5 200 ۱۷161۵[‏ 1601۷ 0 51۳۵168216 1۵۳ م16 1 01116 5ع1 11151 5 ]1601162 01 12602111601 011166 1۵۳ ۱1۱۵۵ ٩۱۳۵۳۷1۹101 40 ۳000 ام رسد 33۳ 2015 -------- صفحهٔ بعد -------- سیستم آبکشی در معادن ارایه می‌کند. در ابتدا به نحوه محاسبه شدت جریان آب ورودی به معدن پرداخته شده