پهپادها در معدن

پهپادها در معدن

پهپادها در معدن

امروزه صنعت معدن به طور زیادی به نقشه برداری با پهپاد ها وابسته شده است.

نقشه برداری معدنی به معنای اندازه گیری و تولید نقشه از معدن، در سطح و زیر سطح زمین در تمام مراحل، از جمله چشم انداز اولیه تا مرحله استخراج ذخایر معدنی است. این کار ها به منظور:

  • ارزیابی خطر و بررسی تاثیر ایجاد معدن بر مناطق اطراف
  • تعیین مکان اندازه و ویژگی های ذخایر معدنی
  • برآورد در دسترس بودن مواد معدنی ، استخراج و پتانسیل تولید و ارزیابی ذخایر معدنی ، برای تعیین سودآوری معدن

موارد بالا اساسِ برنامه ریزی، کنترل و همچنین انجام بهینه و امن کارهای معدنی می باشد. نقشه برداری معدن تغییرات منطقه در عملیات معدنکاری را مورد مطالعه قرار داده و اینگونه ، تصمیم گیری های بعدی صورت می گیرند.

ورود پهپاد ها به معدنکاری

از سال ۲۰۱۴ کارهای معدنی با استفاده از پهپاد در حال انجام است. اخیراً ، هواپیماهای بدون سرنشین کوچک به شرکتها در اکتشاف ذخایر معدنی و نقشه برداری از مکانهای ذخایر معدنی کمک کرده اند. همچنین می توان از آنها برای محاسبه موجودی و نظارت بر انبارها ، با استفاده از سنسورهای مربوطه و ابزارهای داده استفاده کرد.

معادن عمدتا در مناطق دور افتاده است به طوری که یا این مکان ها نقشه برداری نقشه اند و یا نقشه های دقیقی از آن ها موجود نیست. این باعث میشود که معدنچیان و اکتشافگران در مراحل اولیه از منطقه یک کاوش اولیه داشته باشند که پیش از این نیاز به استفاده از روش های فتوگرامتری با هواپیما بود که نیاز به هزینه های بالای بوده است. ظهور هواپیماهای بدون سرنشین معادله را تا حدودی تغییر داده است. هواپیماهای بدون سرنشین می توانند در عرض چند ساعت و با کسری از هزینه نسبت به  نقشه برداری مرسوم ، نقشه های با وضوح بالا تهیه کنند.

پیشرفت های فن آوری امکان استفاده از سنسورهای کوچک با وضوح بالا ،  GPS های کوچک و برد های رایانه ای در هواپیماهای بدون سرنشین را فراهم کرده است که منجر به پایین آمدن هزینه عملیاتی کلی ، بدون به خطر انداختن کیفیت نقشه برداری مورد نیاز می شود.

بیشترین کاربرد پهپادها تصویر برداری سه بعدی از  معدن‌ و محاسبه حجم مواد برداشت شده، مواد معدنی دپو شده و یا فتوگرامتری محدوده‌‌های اکتشافی و تهیه نقشه ارتفاعی و نقشه‌های زمین شناسی و … می‌باشد. پهپادها کاربردهای بسیاری در فعالیت‌های معدنی دارند از جمله کاربردهای آن می‌توان به موارد زیر اشاره نمود.

  • فتوگرامتری و تهیه نقشه‌های ارتفاعی و زمین شناسی
  • برداشت‌های ژئوفیزیکی
  • تعیین دقیق محدوده‌های معدنی در تعارضات بومی – محلی
  • تعیین محدوده مالکیت
  • طراحی پیت معدن
  • تصویر برداری سه بعدی و محاسبه حجم مواد استخراج شده و یا دپو شده
  • مدیریت دامپ‌های باطله و پیت معدن
  • مدیریت و بهینه سازی مسیر باربری
  • بررسی تغییرات روزانه، هفتگی، ماهانه پلان معدنکار
  • بررسی و برداشت اطلاعات پیش از انفجار و پس از انفجار
  • پایش سد باطله
  • نمونه برداری از خاک و آب

مزایای استفاده از پهپاد ها در معدن

برخی از مزایای نقشه برداری معدن با پهپاد ها به نسبت نقشه برداری زمینی به شرح زیر می باشد:

  • هزینه خیلی پایین تر (هزینه نقشه برداری معمولی می تواند تا ۱۰ برابر هزینه نقشه برداری با پهپاد باشد(
  • در نقشه برداری معدن با پهپاد با توجه به کم بودن ارتفاع پرواز نیاز به دوربین های خیلی قوی مثل فتوگرامتری با هواپیما وجود ندارد.
  • هواپیماهای بدون سرنشین می توانند نقشه های توپوگرافی و داده های GIS را در مناطق دور افتاده ایجاد کنند ، در حالی که قبلاً نقشه برداری آن نیاز به نقشه برداران زمینی برای برداشت کل منطقه با قدم زدن به کمک یک درستگاه GPS بود.
  • هزینه کم داده باعث میشود با استفاده از مدل سه بعدی زمین در همان مراحل اولیه برنامه ریزی ها بهتر صورت گیرند.
  • ایمنی

 در مرحله اکتشاف می توان نقشه برداری و برداشت تصاویر با کیفیت را با استفاده از پهپاد انجام داد و تیم فنی را از خطرات احتمالی دور نگاه داشت. با استفاده از این فن آوری در صنعت معدنکاری می توان از راه دور شناخت خوبی از موقعیت فعالیت، اجرای و گسترش پروژه بدون نیاز به روبرو شدن با مخاطراتی نظیر زمین لغزش بدست آورد. همچنین اگر شرایط اضطراری یا مسائل دیگر در طول پروژه بوجود آیند، می توان با استفاده از پهپاد به این مناطق دسترسی داشت. به این طریق می توان بدون نیاز به حضور در محیط خطر، با داشتن اطلاعات کافی از شرایط، بهترین و سریعترین تصمیم را اتخاذ نمود.

  • مدیریت ماده معدنی

یکی از مراحل دشوارعملیات نقشه برداری معدن، تعیین موقعیت، طراحی، پیاده سازی و در ادامه مدیریت دامپ های باطله و ماده معدنی است.تا قبل ازاستفاده از نقشه برداری با پهپاد ، بخش های مختلف این عملیات با کمک تیم نقشه برداری زمینی انجام می شد که خطرات و حوادث زیادی را در برداشت.

از طرف دیگر، در نقشه برداری معدن با پهپاد، دیگرنیازی به حضور نقشه بردار درمحل نقشه برداری معدن و همچنین درمحل دپوها نیست؛ واین امر مهم باعث می شود که ضمن انجام نقشه برداری دپوها و محاسبه احجام، عملیات معدن کاری بدون وقفه ادامه یابد. با استفاده از تکنولوژی پهپاد، عملیات نقشه برداری معدن و دپومتری می تواند به صورت یک برنامه زمان بندی شده منظم انجام شود. همچنین هنگامی که برای نقشه برداری معدن از تکنولوژی نقشه برداری با پهپاد، استفاده می کنیم؛ امکان بروزرسانی دقیق اطلاعات احجام برای تیم عملیاتی و مدیریتی میسر می شود.

  • تجزیه و تحلیل به هنگام دارایی ها

باید به این موضوع توجه داشت که داشتن درک و شناخت صحیح از دارایی ها می تواند به منظور حفظ کیفیت در بالاترین سطح باشد. با کمک گرفتن از تکنولوژی پهپاد در نقشه برداری با پهپاد، بجز پایش به هنگام تجهیزات و دپوها، می توان از وضعیت عملیات استخراج معدن نیز اطلاعات و دانش خوبی کسب کرد. به عبارت دیگر، می توان چندین فرآیند متفاوت را به سادگی انجام داد .

بجز اینکه اطلاعات ذخیره شده از این طریق بسیار دقیق است، با انجام پروازهای روزانه و مکرر می توان اطلاعات بروز تمامی بخش ها و زوایای سایت را به منظور تجزیه و تحلیل سیستم در اختیار داشت و همواره بروزبود. با توجه به استفاده از چندین پیمان کار فرعی در پروژه های معدنی ، مدیریت زمان و منابع بین آنها بسیار مهم است. با استفاده از داده بدست آمده از نقشه برداری معدن با پهپاد، می توان به بهترین نحو در مورد تخصیص زمان مناسب برای انجام فعالیت های هر کدام ازپیمان کاران فرعی تصمیم گیری کرد .

با توجه به ویژگی پروژه های نقشه برداری با پهپاد، تاخیر در عملکرد هر یک از این پیمان کاران می تواند بر عملکرد باقی پیمان کاران و در نهایت پیشرفت کلی پروژه تاثیرگذار باشد. با استفاده از تکنولوژی نقشه برداری معدن با پهپاد ، این فرآیند راحت تر و بهتر قابل مدیریت است، که در نهایت منجر به افزایش بهره وری خواهد شد.

  • حفاری و انفجار

اطلاعات به دست آمده از تصاویر برداشت شده در نقشه بردای معدن با پهپاد این امکان را فراهم می سازد که پارامترهای مختلف پله های معدن را قبل از انجام عملیات حفاری و آتش باری مورد ارزیابی قرار داد. ایجاد توازن و تعادل بین مقدار مواد منفجره و سنگ در زمان انفجار، کار ساده ای نیست. با کمک گرفتن از تصاویر دقیق و نقشه های برداشت شده در نقشه برداری معدن با پهپاد ، امکان تعیین نسبت بهینه مواد منفجره به سنگ فراهم می شود .

  • بهینه سازی بارگیری

با استفاده از تکنولوژی پهپاد در نقشه برداری معدن با پهپاد  و محاسبه و بررسی پارامترهایی نظیر اندازه گیری احجام استخراجی، نظارت بر ارتفاع پله ها و همچنین تولید مدل های دیجیتالی شبکه راه های معدن، می توان روند بارگیری و حمل و نقل در معدن را اصلاح و بهینه کرد.

واحد فولادسازی و ریخته گری مداوم

واحد فولادسازی و ریخته گری مداوم

ناحیه فولاد سازی و ریخته گری 

ناحيه فولادسازي يكي از نواحی مجتمع های توليدي فولاد است . وظيفه اصلي اين ناحيه توليد شمش فولادي جهت تأمين ماده اوليه مورد نياز ناحيه نورد گرم به مقدار و كيفيت توافق شده با آن ناحيه توليدي مي باشد .

ناحيه فولادسازي در شرکت فولاد مبارکه اصفهان شامل واحدهاي توليدي بشرح ذيل مي باشد :

  1. واحد حمل مواد Material handling
  2. واحد كوره هاي قوس الكتريكي Electric arc furnace
  3. واحد متالورژي ثانويه و آماده سازي پاتيل Ladle furnace treatment and Ladle Total service
  4. واحد ريخته گري مداوم تختال Continuous  Casting of slab
  5. واحد آماده سازي شمش Slab cooling and conditioning

واحدحمل مواد

وظيفه واحد حمل مواد تخليه آماده سازي بارگيري ، ذخيره سازي و توزيع كليه مواد اوليه و افزودني فرآيند توليد فولاد در كوره هاي قوس الكتريكي و متالورژي ثانويه مطابق با مشخصات فني تعيين شده مي باشد .

اهم فعاليتهاي قسمت :

  1. تحويل گيري و ذخيره سازي مواد
  2. بارگيري مواد در سيلوها جهت مصرف در كوره قوس
  3. انتقال و توزيع مواد جهت كوره هاي قوس ومتالورژي ثانويه
  4. بازيافت ضايعات فولادي و آماده سازي آهن قراضه
  5. كنترل قراردادهاي خريد مواد مستقيم

الف) تحويل و توزيع مواد ورودي توسط نوار نقاله از ناحيه آهن سازي 

به منظور در دسترس بودن مواد و تضمين استمرار توليد آهن اسفنجي و افزودني ها همانند آهك ، دولوميت و…. توسط نوار نقاله از ناحيه آهن سازي به ناحيه فولادسازي منتقل و در سيلوهاي كوره قوس الكتريكي ذخيره مي گردند ، كه اين واحد وظيفه كنترل و زمانبندي عمليات شارژ توسط نوار نقاله ها و انجام عمليات اضطراري تجهيزات مربوطه را بعهده دارد .

ب ) توزيع مواد افزودني و مصرفي با سيستم هاي انبارداري 

دريافت ، انبارداري و توزيع حدود ۲۴ نوع مواد در تناژها ، شكل و اندازه هاي مختلف در نقاط مختلف واحد توليد فولاد نيز توسط اين واحد انجام گرفته وهمچنين در كنترل موجودي مواد مذكور همكاري لازم با قسمتهاي مربوطه نمايد .

ج ) آهن قراضه 

آهن قراضه آماده مصرف پس از تائيد كنترل كيفي – ايمني فني از نظر مشخصات فني توسط تأمين كنندگان با كمپرسي به محل حوضچه هاي ناحيه اعزام و جهت ذخيره سازي در ۱۷ حوضچه مربوطه به ظرفيت تقريبي ۴۵۰۰۰ تن تخليه مي گردد . سپس باتوجه به دستورالعملهاي مربوطه توسط جرثقيل در سبدهاي مخصوص بارگيري و توسط ماشين حمل به داخل كارگاه جهت شارژ به كوره هاي قوس الكتريكي انتقال داده مي شود

د ) ضايعات 

با هدف مصرف مجدد ضايعات فولادي ، ضايعات توليد شده در ناحيه با مكانيزمهاي پيش بيني شده به قسمت برش قراضه منتقل و پس از آماده سازي به حوضچه قراضه ها جهت مصرف ارسال مي گردند . 

واحد كوره هاي قوس الكتريك

اين واحد شامل ۸ عد كوره قوس الكتريك با ظرفيت توليدي ۱۸۰ تن فولاد مذاب در هرمرحله توليد باتوان ترانسفورمر ۹۰  MVA مي باشد.در ابتدا قراضه بارگيري شده در سبد توسط جرثقيل هاي موجود در اين واحد به داخل كوره قوس تخليه و سپس سقف كوره بسته مي گردد و  عمليات ذوب شروع مي گردد . در اين مرحله به كمك قوس الكتريكي قراضه ها ذوب مي گردند به اين مرحلة علميات ( سوراخكاري) boaring مي گويند سپس شارژ آهن اسفنجي از سيلوهاي ذخيره كوره به داخل شروع مي شود .ميزان قراضه شارژ شده به كوره توسط سبد حدود ۴۰ الي ۵۰ تن مي باشد و ميزان آهن اسفنجي شارژ شده به داخل كوره حدود ۱۷۰ تن براي هر ذوب مي باشد سرعت شارژ آهن اسفنجي از ۵۰۰ تا  ۳۲۰۰ كيلوگرم در دقيقه با توجه به شرايط ذوب متغير مي باشد . به اين مرحله ذوب (Melting ) مي گويند كه درآن  فعاليتهاي زير بصورت همزمان انجام مي شود :

  1. دمش اكسيژن
  2. دمش گرافيت
  3. شارژ آهك و دولوميت جهت توليد سرباره پفكي
  4. نمونه گيري و اندازه گيري دما

پس از ذوب كامل آهن اسفنجي مورد نياز ، مرحله تصفيه (refining ) صورت مي گيرد و تنظيمات نهايي دما و آناليز با توجه به نتايج آزمايشگاه در اين مرحله صورت مي گيرد و در مواقع لزوم عمليات سرباره گيري از ذوب نيز صورت مي گيرد .

 مرحلة آخر در عمليات كوره هاي قوس عمليات تخليه ( Tapping ) مي باشد در اين مرحله پاتيل خالي مذاب كه دماي پيشگرم  آن مطابق با دستورالعملهاي توليدي مي باشد به زير كوره هدايت شده و مقادير مورد نياز فروآلياژ و مواد افزودني مانند بوكسيت و آهك همزمان با تخليه مذاب از كوره به داخل پاتيل بارگيري شده و ذوب توليدي در پاتيل مذاب آماده تحويل به واحد بعدي  ميگردد. زمان كل ذوب از تخليه ذوب قبلي تا تخليه ذوب بعدي حدود ۱۵۰ دقيقه به طول مي انجامد و اين عمليات بطور مداوم در اين واحد در جريان مي باشد .

واحد كوره هاي پاتيلي

اين واحد شامل ۴ كوره پاتيلي با توان ترانسفورمر ۳۰MVA مي باشد و هر كوره پاتيلي داراي ۶ سيلو (Bin ) با ظرفيت ۹ متر مكعب بوده كه موادي چون فرومنگنز كربن بالا و كربن متوسط ، فروسيليسيم ، آهك و كلسيم آلومينات در آنها ذخيره مي گردد .
اهم فعاليتهايي كه بر روي هر ذوب در LF صورت مي گيرد به صورت زير است :

  1. اكسيژن زدايي
  2. سرباره سازي
  3. تنظيم آناليز شيميائي
  4. تنظيم دما و زمان تحويل به واحد بعدي ( ريخته گري مداوم )
  5. تصفيه يا حذف آخالهاي موجود در ذوب

اكسيژن زدايي

جهت حذف اكسيژن محلول در ذوب پس از اندازه گيري ميزان اكسيژن مقدار مورد نياز آلومينيم به ذوب اضافه ميگردد .

 سرباره سازي به اهداف زير صورت ميگيرد :

افزايش راندمان حرارتي قوس

  1. جذب آخالهاي ذوب توسط سرباره
  2. سولفور زدايي بهتر
  3. كاهش خوردگي نسوز خط سرباره پاتيل
  4. جلوگيري از اكسيداسيون مجدد آلومينيم محلول در ذوب
  5. افزايش بازده و تنظيم راحتتر تنظيم آناليز شيميايي
  6. تميز بودن پاتيل بعد از تخليه ته پاتيل
  7. كاهش آلودگي صوتي

تنظيم آناليز شيميائي ذوب

پس از مراحل بالا و نمونه گيري از مذاب با توجه به آناليز شيميائي دريافت شده مواد مورد نياز به ذوب محاسبه و اضافه مي گردد .

تنظيم دما و زمان تحويل به واحد ريخته گري مداوم

دماي خروج ذوب از LF بر پايه دماي انجماد نوع فولاد توليدي محاسبه و از طريق سيستم اطلاعاتي به اطلاع اپراتور رسانده مي شود اپراتور جهت افزايش دما بايستي ميزان Tap ولتاژ ترانس ، نوع مواد افزوده شده به ذوب ، ميزان وضعيت سرباره پاتيل ، چگونگي دمش آرگون در پاتيل و…. را مدنظر قرار دهد و پاتيل مذاب را در زمان مناسب كه حدود ۲۰ دقيقه قبل از ريخته گري مي باشد ، از اين واحد خارج نمايد . 

تصفيه ذوب

يكي از وظايف مهم قسمت متالورژي ثانويه حذف ناخالصيها در حد امكان مي باشد و انواع ناخالصيها  عبارتند از :

  1. ناخالصيهاي اكسيدي (MgO , SiO2, Al2O3  و…. )
  2. ناخالصيهاي كاربيدي ، نيتريدي ، سولفيدي
  3. ناخالصيهاي فلزي و يا عنصر آلياژي كه بيش از ميزان نياز در ذوب موجود باشد .
  4. گوگرد و فسفر
  5. گاز مضر ( هيدروژن ، نيتروژن ، اكسيژن )

واحد ريخته گري

وظيفه اين واحد تبديل فولاد مذاب به شمش تختال با كيفيت استاندارد ابعاد مورد سفارش مشتري و تحويل آن به واحد خنك سازي و اصلاح شمش مي باشد . اين واحد داراي چهار ماشين ريخته گري دو خطه از نوع قوسي به شعاع ۵/۱۰ متر بوده و مشخصات ابعادي محصول توليدي به شرح زير مي باشد :
عرض تختال توليدي : از ۶۵۰ ميليمتر تا حداكثر ۱۸۸۰ ميليمتر
طول تختال توليدي : در دو نوع تختال بلند ۱۰- ۹٫۵  متر و تختال كوتاه  ۴٫۵الی-۴٫۷۵ متر
ضخامت تختال توليدي : ۲۰۰ ميليمتر

 پاتيل مذاب بعد از تنظيم دما و آناليز شيميائي در بخش متالورژي ثانويه توسط جرثقيلهاي سقفي ۳۰۰ تن به واحد ريخته گري منتقل مي شوند كه هر ذوب داراي يك شمارة ۶ رقمي بوده كه كليه اطلاعات ذوب از جمله آناليز شيميايي ، دماها ، زمانها ، كيفيت و … از طريق اين شماره در سيستم  MIS قابل رديابي مي باشد در واحد ريخته گري مداوم پاتيل مذاب ابتدا بر روي برج پاتيل گردان قرار مي گيرد وپس از اتصال سيلندرهيدروليكي به دريچه كشوئي پاتيل و تنظيم تانديشكار روي خطوط ريخته گري جريان مذاب از پاتيل به تانديش با بازكردن دريچه كشوئي شروع ميگردد و سپس با بازكردن استوپر جريان مذاب به داخل قالب برقرار مي گردد و با توقف چندين ثانيه اي ذوب در قالب جهت تشكيل پوسته منجمد شده اوليه ، استارت ريخته گري مداوم شروع مي شود و با گذر شمش تشكيل يافته در قالب و در ادامه از مابين غلتكهاي  همراه با پاشش آب بر روي سطوح آنها جبهة انجماد در داخل شمش رشد نموده و در نهايت با رسيدن شمش به طول متالورژيكي ، بطور كامل در سطح مقطع تختال انجماد حاصل مي شود و در ادامه با رسيدن

  شمش به قسمت برش طول تختال  و با در نظر گرفتن حداقل ضايعات در انتهاي ريخته گري برش داده مي شود و پس از خروج تختال از ماشين برش بوسيلة ماشين شماره زني يك شماره ۹ رقمي جهت شناسايي و قابل رديابي بودن تختال بر روي آن حك مي گردد .
با پايان ذوب اول ، ذوب دوم كه بر روي بازوي ديگر برج پاتيل گردان قرار دارد گردانده شده و بر روي تانديش قرار ميگيرد و بلافاصله پاتيل باز مي شود تا تداوم و پيوستگي ريخته گري حفظ شود . ذوبهاي متوالي بطور متوسط حدود بيش از ۵ ذوب در يك عمليات به شمش تختال تبديل شده و تختالهاي توليدي جهت خنك سازي واصلاح به واحد بعدي تحويل داده مي شوند .

واحد خنك سازي واصلاح شمش

در اين واحد به دو صورت و براساس نوع تختال توليدي خنك سازي صورت ميگيرد :

  1. خنك سازي با هوا
  2. خنك سازي با آب

تختال هايي كه براساس كيفيت  نياز به خنك سازي با هوا دارند توسط جرثقيل هاي سقفي به قسمت مربوطه منتقل و پس از گذشت ۷۲ ساعت تختال خنك شده به قسمت اصلاح تختال ارسال ميگردد .

 تختال هايي كه نياز به خنك سازي آب دارند توسط ميز غلطكي هاي موجود به دو تانك خنك سازي انتقال داده شده و توسط دو جرثقيل به صورت اتوماتيك به داخل تانك شارژ شده و تختال خنك  شده (پس از حداقل۲۰دقيقه ) از تانك خارج و به قسمت اصلاح تختال ارسال ميگردد .
در قسمت اصلاح تختال ، تختالها توسط بازرسين كنترل كيفي بررسي و در صورت وجود عيوب سطحي آنها را مشخص مي نمايند سپس اپراتورهاي واحد اسكارف توسط مشعلهاي دستي اين عيوب را برطرف مي نمايند و پس از تائيد نهايي واحد كنترل كيفي تختالها به ناحيه نورد گرم انتقال داده مي شوند ولي در صورت عدم تطابق با برنامه پذيرش ناحيه نورد گرم تختالها در انبار نگهداري و به تدريج به ناحيه نوردگرم فرستاده مي شوند .