حفاری عمیق یکی از مراحل حیاتی در استخراج منابع معدنی زیرزمینی مانند طلا و فلزات پایه است که با هدف دسترسی به ذخایر واقع شده در اعماق زمین انجام می شود. این نوع حفاری به دلیل پیچیدگی های فنی، شرایط سخت زمین شناسی و نیاز به تجهیزات پیشرفته، نقش کلیدی در بهره برداری ایمن و اقتصادی از معادن ایفا می کند. در این فرآیند، انتخاب روش مناسب، بررسی ساختار زمین و به کارگیری تکنولوژی های نوین، تأثیر مستقیم بر موفقیت عملیات و کاهش ریسک های احتمالی دارد.

حفاری عمیق چیست؟

حفاری عمیق به منظور دسترسی به ذخایر طلا و فلزات پایه که در عمق بیش از ۱۵۰ متر قرار دارند، طراحی می شوند.

استخراج زیرزمینی در مقایسه با سطحی پیچیده تر و هزینه برتر است، این پیچیدگی فرصتی برای ارتقای کارایی، کاهش هزینه فرصت و افزایش بازده فراهم می کند . که استخراج زیرزمینی حدود ۴۰٪ از عملیات معدن کاری جهانی را تشکیل می دهد،اما تنها ۱۲٪ تولید مواد خام را شامل می شود .از آن مهم  تر، انتخاب این روش بر اساس زمین شناسی ذخیره و هدف نهایی پروژه انجام می گیرد.

برای اطلاعات بیشتر: حفاری انحرافی چیست؟

انواع روش های حفاری در معادن زیرزمینی

روش های اصلی به سه دسته تقسیم می شوند:

• حفاری افقی (تونل)
• شیب دار
• عمودی (شافت)

روش افقی برای ذخایر کم شیب مناسب است؛ شیبدار برای دسترسی شیبدار و شافت قطری عمودی برای عمق های بالا کاربرد دارد. انتخاب روش به ضخامت کانسار، مقاوم بودن سنگ و هدف استخراج بستگی دارد.

تکنیک های کلیدی در استخراج سنگ سخت

بر اساس سنگ شناسی و شکل کانسار، تکنیک هایی مانند :

• اتاق و پایه (Room & Pillar)
• استخراج از طبقات فرعی (Sublevel Stoping)
• VCR
• انباره ای (Shrinkage Stope)
• کارگاه و پایه (Stope & Pillar)
• تخریب بلوکی (Block Caving) اجرا می شوند.

استخراج از طبقات فرعی برای کانسارهایی با شیب بالا، VCR برای مناطق پرشیب، و در نهایت تخریب بلوکی برای بهره وری بالا و هزینه پایین در حجم های کلان رایج است ،این تنوع نشان دهنده انعطاف پذیری حفاری های عمیق در شرایط زمین شناسی گوناگون است.

تجهیزات و ماشین آلات خاص حفاری عمیق

چه تجهیزاتی ضروری اند؟ حفاری پیشرو با دستگاه های چرخشی، چکشی، کوپراد (ترکیبی)، مته ضربه ای بادی و سیستم های TBM انجام می شود. هر تجهیز بسته به نوع سنگ و هدف متفاوت است؛ برای نمونه مته چکشی داخل چال انحراف پذیری بسیار پایین دارد، اما کوپراد با کنترل دقیق انحراف و سرعت بالا، مناسب شرایط پیچیده است.

سیستم های حمل و نقل زیرزمینی مانند آسانسور بار و لوکوموتیو برقی، زیرساختی برای نگهداری و ایمنی هستند . در طراحی شبکه حفاری باید هم در اکتشاف و هم استخراج، استراتژی کاملاً منطبق بر زمین آماده شود.

مطلب پیشنهادی: ماشین آلات بارگیری و حمل و نقل در معادن

چالش ها و راهکارهای حفاری در ژئومکانیک سخت

حفاری های عمیق با مسائل فنی، زمین شناسی دشوار، محدودیت در فضا و هزینه های بالا همراه اند. استفاده از تجهیزات کنترل از راه دور، پشتیبانی مهندسی زمین و سیستم های نگهدارنده پیشرفته ضروری است. نکته قابل توجه این است که بدون توجه به طراحی دقیق و سیستم های پشتیبان، عملیات می تواند به حوادث پرخطر، افت بهره وری و هزینه های جبران ناپذیر منتهی شود.

سخن پایانی

حفاری عمیق در معادن زیرزمینی، ترکیبی از دانش زمین شناسی، مهندسی حفاری، انتخاب تجهیزات و مدیریت ریسک است. موفقیت این عملیات ها منوط به تطبیق دقیق روش حفاری، تکنیک استخراج و ماشین آلات با شرایط هر معدن است. در پایان، دعوت می کنم تا برای بهینه سازی استخراج و رعایت ایمنی، تیم های مهندسی تان را درگیر تحلیل های فضای زمین، لجستیک زیرزمینی و هزینه فرصت کنید.

برای مشاهده و خرید تجهیزات معدن کلیک کنید.

سؤالات متداول

۱.  حفاری عمیق چه تفاوتی با حفاری سطحی دارد؟

حفاری عمیق با هدف دسترسی به عمق های بیش از ۱۵۰ متر انجام می شود، در حالی که حفاری سطحی محدود به چند ده متر است .

۲. چه روش حفاری برای سنگ سخت مناسب تر است؟

برای سنگ سخت، روش های چرخشی، چکشی داخل چال و کوپراد مناسب ترند؛ کوپراد برای کنترل انحراف و سرعت بالا کاربرد چشم گیری دارد .

۳. استخراج از طبقات فرعی چیست و چه کاربردی دارد؟

تکنیکی است برای کانسارهای پرشیب بالای ۴۵ درجه که بدون نیاز به نگهداری، استخراج مؤثر انجام می دهد

۴. مزیت روش تخریب بلوکی چیست؟

این روش با هزینه عملیاتی پایین، مناسب کانسارهای بزرگ است و حدود ۲۵٪ تولید معادن عمیق را تشکیل می دهد

۵. چه خطراتی در حفاری زیرزمینی وجود دارد؟

ریزش سنگ، کاهش اکسیژن، محدودیت فضا و مشکلات تهویه از مخاطرات معمول هستند که با استفاده از تجهیزات و پشتیبانی مهندسی قابل کنترل اند .