نهایت کف معدن در افق 1340 متری قرار می‌گیرد. شيب رمپها در معدن سه چاهون 8 درصد بوده و ارتفاع پلههاي استخراجي 10 متر است كه در مرحله نهايي به 30 متر ميرسد و عرض پله ايمني 10 متر است.
شيب پلههاي استخراجي 5/69 درجه و شيب نهايي پيت بین 37 تا 52 درجه در نظر گرفته خواهد شد. دستگاههاي حفاري در معدن چغارت شامل دستگاه حفاري راك و دستگاه حفاري اينگرسورلندDM50 است. در اين معدن ماده منفجره اصلي آنفو و امولایت است. براي بارگيري سنگهاي حاصل از آتشباري قبلا از شاولهايي با جام 5 و 7 متر مكعب استفاده ميشد و امروزه کج بیل های 450 با حجم بیل 4متر مکعب استفاده می‌شود. براي حمل مواد داخل پيت، از كاميونهايي با ظرفيت 32 تن استفاده ميشود.
2-4-معدن سنگ آهن چادرملو
کانسار چادرملو در سال 1319 توسط يک مهندس ايراني به نام آقاي مهندس سبحاني و تحت نظر زمين شناس آلماني بنام کومل شناسائي گرديد. معدن سنگ آهن چادرملو در قلب کوير مرکزي ايران، در طول جغرافيايي 55 درجه و30 دقيقه ثانيه و در عرض جغرافيايي32 درجه و17 دقيقه و در 65 كيلومتري شمال شهرستان بافق و 180 كيلومتري شمال شرق شهرستان يزد واقع شده است.
2-4-1- زمين‌شناسي معدن چادرملو
سازند سنگ آهن چادرملو در اثر وجود شرايط ماگمايي و متاسوماتيكي و فعاليت زياد تكتونيكي داراي وضعيت پيچيده‌اي از نظر زمين‌شناسي است و در اين ناحيه به طور مكرر، نتايج فرآيند ماگمايي در طول تاريخ زمين‌شناسي آن قابل مشاهده بوده و وجود رگه‌هاي هماتيت در مناطق اطراف و حتي در داخل قسمت‌های اصلي كانسنگ گواه آن است كه حداقل در يك فاز تأخيري ماگما دوباره جريان يافته است. سنگ‌های فراگير مخلوطي از سنگ‌های پرکامبرين و اینفرا کامبرین می‌باشند. اين سنگها از گونههاي آتشفشاني رسوبي و شبه آتشفشاني هستند که بعضاً به علت مجاورت با گرانيت برخاسته از ژرفا به نام گرانيت سرخ به هورنفلس تبديل شده‌اند.
حوزه کانسار از سنگ‌های دگرگوني قديمي که به کامبرين و قبل از کامبرين تعلق دارد و سنگ‌های دروني که دو تيپ قبلي را قطع نموده‌اند تشکيل يافته است. رسوبات سنوزوئيک نيز در دره‌ها و جناحين کوه‌ها رؤيت می‌شوند. در دوره کامبرين شامل سنگ‌های گرانيت گنيس تا بيوتيت گنايس که با ديستن و گرونا همراه می‌باشد و قسمتی از کانسار دگرگون شده که از نوع رخساره‌های آمفيبوليتي است و سنگ‌های آن شامل شيستهاي بلورين، شيستهاي دانه ريز، شيستهاي کوارتزيتي، شيستهاي بيوتيتي، کوارتزيتها، آمفيبوليت و مرمرها است. قسمتي که کمتر تحت دگرگوني قرار گرفته است در حد شيستهاي سبز می‌باشد که انواع شيستها از جمله کلريت ـ سريسيت، کوارتزـ سریسیت، سریسیت ـ کلريت فيليت را می‌توان نام برد.
کانی‌های اصلي موجود در توده هاي آهن چادر ملو عبارتند از کانی‌های اصلي: هماتيت و منيتيت و ندرتاً آهن هيدراته وكربناته و کانی‌های باطله عبارتند از: آپاتيت، كوارتز، كربنات فلدسپاتها،كلريت و ندرتاً ژيپس، ايندريت وبيوتيت.
ذخيره آهن به طور كلي به صورت مگنتيت و هماتيت بوده و متوسط عيار كل آهن بيش از 96/54 درصد مي‌باشد. عنصر فسفر همانند ديگر ذخاير منطقه نظير چغارت، سه چاهون، زرند و چاه گز به صورت كاني آپاتيت همراه كانسار مي‌باشد. ذخيره زمين‌شناسي كانسار با توجه به كارهاي انجام شده توسط بالغ بر 400 ميليون تن مي‌باشد. بر طبق مطالعات انجام شده و با توجه به نقشه‌های زمين‌شناسي موجود کانسار آهن چادرملو از دو توده شمالي و جنوبي تشکيل شده است. همچنين توده‌های پراکنده معدني در ابعاد کوچک‌تر در شمال توده شمالي و جنوب شرقي توده جنوبي در نزديکي کانسار قرار دارد.
شکل(2-6) نقشه زمین شناسی کانسار چادرملو
گسل‌های اصلي محدوده چادرملو كه كليه فعالیت‌های گسل‌های کوچک‌تر را تحت تأثير خود دارند به ترتيب شامل گسل‌های چادرملو، كبكي، دوچاهي و سفيدان است كه در شكل (2-7) نشان داده شده‌اند و مشخصات آن‌ها در ادامه شرح داده شده است.
گسل معكوس چادرملو در حاشيه شمال شرقي کوه‌های كبكي و دوچاهي، بلافاصله در پيشاني ارتفاعات جنوب معدن در مرز كوه و دشت قرار دارد. بخش غربي آن با امتدادNE-SW و شيب جنوب شرقي به روشني نهشتههاي آبرفتي عهد حاضر را بريده است. در سمت شرق تغيير جهت می‌دهد و با امتداد تقريبي N-S و حركت امتداد لغز راست گرد نهشته هاي آبرفتي عهد حاضر را نيز تحت تأثير قرار می‌دهد. طول گسل حدود 63 كيلومتر و زمين لرزه سال 1958 با بزرگي 3/5 ريشتر با فعاليت و حركت مشترك آن با گسل كبكي ارتباط داده شده است.
گسل امتداد لغز كبكي با امتداد NW-SE و طول كيلومتر در فاصله 2 كيلومتري جنوب غرب معدن قرار دارد. برش آن آشكارا در نهشته هاي آبرفتي جديد ديده ميشود و با يك حركت راست گرد گسل چادرملو را جابجا كرده است.
گسل امتداد لغز دوچاهي به طول 22 كيلومتر در سمت غرب گسل كبكي قرار دارد و اثر برش آن در نهشته هاي آبرفتي عهد حاضر ديده ميشود.
شواهد مرفولوژي و رخنمون توده‌های كوچك آهكي دلالت بر وجود گسلی با نام گسل سفيدان در زير آبرفت‌های جديد در دو كيلومتري شمال معدن است که داراي امتداد NW-SE بوده و ساير مشخصات آن شناخته شده نيست.
گسل چادرملو از فعال‌ترین گسل‌های منطقه بوده و فعالیت‌های تاريخي آن به تنهايي يا همراه با ساير گسل‌ها در محدوده هاي كه به وسيله آن‌ها در بر گرفته شده باعث تشكيل تعداد زيادي گسل‌ها و شکستگی‌های كوچك شده است.
شکل(2-7) نقشه گسل های منطقه معدن چادر ملو
2-4-2- استخراج معدن چادرملو
با توجه به نوع و وضعیت ماده معدنی، روش استخراج به صورت روباز می‌باشد که به صورت هم زمان از دو توده شمالی و جنوبی، عملیات استخراج صورت می‌گیرد. با توجه به طرح نهایی معدن، در توده جنوبی ابعاد معدن در بزرگ‌ترین سطح تراز (تراز 1650) 870 × 590 متر می‌باشد که 44 برابر کف پیت با طول 130× 90 متر می‌باشد و در نهایت کف معدن در افق 1400 متری قرار می‌گیرد. در توده شمالی ابعاد معدن در بزرگ‌ترین سطح تراز ( تراز1650) 790 ×830 متر می‌باشد که 58 برابر کف پیت با طول 70 × 160 متر می‌باشد و در نهایت کف معدن در افق 1340 متری قرار می‌گیرد. شيب رمپها در معدن سه چاهون 8 درصد بوده و ارتفاع پلههاي استخراجي 10 متر است كه در مرحله نهايي به 30 متر ميرسد و عرض پله ايمني 10 متر است.
شکل(2-8) محدوده نهایی معدن چادر ملو
2-5- پارامتر های هندسه انفجار (طراحی آتشباری) و مواد منفجره
پارامترهای مرتبط با طراحی عملیات آتشباری و خصوصیات مواد منفجره برای هر بلوک انفجاری، با توجه به اطلاعات اخذ شده از دفتر طراحی معادن مورد مطالعه تعیین شدند. با توجه به اینکه در این پژوهش نیازمند دادههایی دقیق بودیم، در جمعآوری خصوصیات طراحی آتشباری و مواد منفجره دقت زیادی صورت گرفت. با کنترل اطلاعات مورد نظر که گاهی در چند گزارش و نقشه مختلف موجود بود و همچنین محاسبه مجدد برخی از پارامترها سعی شد دادههای معتبری جمعآوری شود.
از میان خصوصیات طراحی آتشباری، تعداد چالهای حفاری شده در هر بلوک انفجاری بر اساس نقشهها و گزارشهای حفاری و آتشباری استخراج شد. چالهای انفجاری در معادن مورد مطالعه با قطرهای مختلفی حفاری می‌شوند. در بلوکهای انفجاری مورد مطالعه 5/74% چال‌ها با قطر 165 میلی‌متر، 9/5% با قطر 200 میلی‌متر و 6/19% با قطر 251 میلی‌متر حفاری شده بودند. عمق چالهای انفجاری را می‌توان از فرمهای طراحی حفاری استخراج کرد. لیکن به دلایل مختلفی نظیر ریزش مصالح به درون چال در بازه بین اتمام عملیات حفاری و آغاز عملیات خرجگذاری عمق واقعی چال‌ها با عمق طراحی شده متفاوت می‌باشد. بنابراین برای جلوگیری از این خطا عمق دقیق چال‌ها با توجه به گزارشهای عمق سنجی که قبل از آتشباری صورت میپذیرد، تعیین شد.
از خصوصیات مهم دیگر طراحی آتشباری فاصلهداری جناحی چال‌ها و بارسنگ می‌باشد. این پارامترها نیز با توجه به نقشه‌های طراحی آتشباری که بر روی آن‌ها موقعیت چالهای حفاری شده مشخص می‌باشد، استخراج شد. پارامتر دیگری که در این مطالعه به عنوان نماینده خصوصیات حفاری در نظر گرفته شده است، حفاری ويژه47 می‌باشد. حفاری ویژه از تقسیم کل حفاری انجام شده در بلوک انفجاری به حجم بلوک بدست میآید و بنابراین بر حسب متر بر متر مکعب بیان می‌شود(جدول 2-4).
جدول(2-4) نتایج آماری برخی از خصوصیات حفاری در معادن مورد مطالعه
حفاری ویژه(متر برمترمکعب)
بارسنگ
فاصلهداری جناحی(متر)
پارامتر
05/0
5
1/5
میانگین
027/0
23/1
75/1
انحراف معیار
02/0
3
3
حداقل
11/0
5/7
5/8
حداکثر
در معادن مطالعاتی دو روش آتشباری مورد استفاده قرار می‌گیرد. در یک روش از فتیله انفجاری و در روش دوم از سیستم نانل به عنوان ارتباط دهنده استفاده میکنند. بطورکلی در 6/68% از بلوکهای انفجاری از سیستم نانل و در 4/31% از بلوک‌ها از فتیله انفجاری به عنوان ارتباط دهنده استفاده شده است.
مواد منفجره مورد استفاده در عملیات آتشباری بلوکهای انفجاری مورد مطالعه شامل آنفو، پودر آذر و امولایت بود. از آنجاییکه مقادیر مواد منفجره محاسبه شده برای هر بلوک انفجاری در فرمهای دفتر طراحی معادن با مقدار واقعی مصرف شده تفاوت داشت، مقدار دقیق مواد منفجره مصرفی مجدداً محاسبه شد. بدین منظور مطابق وزن مواد مصرفی که مهندسان طراح عملیات آتشباری معادن به ازاء هر متر چال با قطرهای مختلف و برای مواد مختلف در نظر میگیرند، وزن مواد مصرفی برای هر بلوک انفجاری دوباره محاسبه شد. در این محاسبات بایستی مقدار اضافه حفاری و طول گلگذاری را در نظر گرفت تا طول دقیق خرجگذاری بدست آید. در نهایت مقادیر بدست آمده با توجه گزارشهای مواد مصرفی که در آن‌ها مقدار دقیق مواد منفجره تحویلی از انبار مواد ناریه و مقدار برگشتی آن مشخص است، اصلاح شدند.
از آنجاییکه در این پژوهش از پارامتر خرج ویژه به عنوان نماینده خصوصیات ماده منفجره استفاده شده است بایستی خرج ویژه را طوری محاسبه میکردیم که بیانگر اعمال مقدار انرژی مشخصی به توده سنگ آتشباری شده باشد و نتایج حاصل برای معادن دیگر و برای هر ماده منفجرهای قابل استفاده باشد. بدین منظور ماده منفجره آنفو را که پر مصرفترین ماده منفجره در معادن مطالعاتی می‌باشد به عنوان ماده منفجره مبنا در نظر گرفته شد.
با توجه به اطلاعات اخذ شده از دفتر طراحی و راهنمای مشخصات مواد منفجره مربوط به شرکت صنایع شیمیایی پارچین مقدار انرژی کل مواد منفجره آنفو، پودر آذر و امولایت به ترتیب 2745، 65/3211 و 3495 ژول بر گرم در نظر گرفته شد. پس از محاسبه دقیق مواد منفجره مصرفی برای هر بلوک انفجاری با توجه به ارقام فوق، میزان انرژی کل مواد منفجره مصرف شده برای انفجار هر بلوک انفجاری با ضرب وزن آن‌ها در مقدار انرژی واحدشان محاسبه شد. سپس مقدار انرژی کل بدست آمده بر انرژی واحد آنفو تقسیم شده، وزن معادل ماده منفجره آنفو برای هر بلوک انفجاری محاسبه شد. در نهایت برای هر بلوک انفجاری با تقسیم وزن معادل آنفو بر حجم و وزن توده سنگ آتشباری شده به ترتیب خرج ویژه بر حسب کیلوگرم آنفو بر تن سنگ و کیلوگرم آنفو بر متر مکعب سنگ محاسبه شد(جدول 2-5).
جدول(2-5) نتایج آماری خرج ویژه در معادن مورد مطالعه
خرج ویژه(کیلوگرم آنفو بر تن)
خرج ویژه (کیلوگرم آنفو بر مترمکعب)
پارامتر
27/0
77/0
میانگین
099/0
34/0
انحراف معیار
11/0
31/0
حداقل
48/0
64/1
حداکثر
2-6- خصوصیات ژئومکانیکی توده سنگ
توده سنگ مصالحی کاملا متفاوت از دیگر مصالح مهندسی می‌باشد که به طور کلی از دو بخش سنگ بکر و ناپیوستگی‌ها تشکیل یافته است. ناپیوستگی‌ها ساختار‌هایی نظیر درزه‌ها، گسل‌ها، شکستگی‌ها، صفحات لایه بندی و دیگر سطوح ضعف موجود در توده سنگ می‌باشند که بر خصوصیات مکانیکی و مهندسی توده سنگ مانند تغییر شکل پذیری، مقاومت، پایداری، نفوذ‌پذیری تأثیر
