اکتشاف معدن آهن | روش‌ها، مراحل و تجهیزات موردنیاز
پیش از آنکه به روش‌های اکتشاف معادن آهن بپردازیم، اجازه دهید ماهیت فرآیند اکتشاف سنگ آهن را مورد بررسی قرار دهیم. به طور کلی، اکتشاف، فرآیند جست‌وجوی ذخایر معدنی، زغال سنگ، سنگ آهن، نفت یا گاز (نفت) است. لازم به ذکر است که اکتشاف ابتدا در حوزه وسیعی انجام می‌شود و سپس در منطقه‌ای که منابع بالقوه شناسایی می‌شوند، متمرکزتر می‌شود. در نظر داشته باشید که اکتشاف تضمین نمی‌کند که استخراج سنگ معدن مورد نظر، حتماً در یک منطقه انجام شود به طور کلی، هدف از اکتشاف، جست‌وجوی ذخایر قابل توجهی از مواد معدنی یا نفتی است که جهت استخراج، فرآوری و فروش از ارزش بالایی برخوردار هستند.
انواع روش‌های اکتشاف
لازم به ذکر است که قبل از اینکه هر کاوشگر یا شرکتی بتواند اکتشاف معادن آهن را انجام دهد، باید مجوز اکتشاف تأیید شده از معدن، اکتشاف و علوم زمین را اخذ نماید. شرایط مجوز اکتشاف بسته به نوع منبع می‌تواند متفاوت بوده و شامل شرایطی برای به حداقل رساندن اثرات ناشی از اکتشاف است. در نظر داشته باشید که روش‌های اکتشاف را می‌توان در چهار طبقه نقشه‌برداری و بررسی، نمونه‌برداری ژئوشیمیایی، حفاری و بررسیهای ژئوفیزیکی مورد بررسی قرار داد که در ادامه به طور مشروح به این روش‌ها پرداخته می‌شود:
1. نقشه برداری زمین شناسی
نقشه‌برداری زمین شناسی، انواع سنگ آهن به انگلیسی (Iron ore) و ساختارهای زمین شناسی را نسبت به شکل زمین و توپوگرافی، مکان یابی و شناسایی میکند. لازم به ذکر است که این روش، از نخستین روش‌های اکتشاف معدن آهن است که بر روی زمین انجام می‌شود و می‌تواند در مقیاس دقیق محلی یا مقیاس منطقه‌ای انجام شود. نقشه برداری زمین شناسی معمولاً شامل بازدید از منطقه مورد نظر توسط یک زمین شناس برای بررسی رخنمون‌های سنگی و مشاهده موقعیت و ویژگی‌های سنگ‌ها یا رسوبات قابل مشاهده در سطح است. این روش، ممکن است شامل دسترسی وسایل نقلیه سبک به یک ملک، ثبت اندازه‌گیری‌ها و جمع‌آوری نمونه‌های کوچک از رخنمون‌های سنگی، خاک‌ها یا نهرها برای تجزیه و تحلیل شیمیایی باشد. از اطلاعات به دست آمده از این متد، می‌توان برای تهیه نقشه زمین شناسی منطقه اکتشافی، ثبت توزیع انواع سنگ‌ها و ساختارها استفاده کرد.
2. ارزیابی‌های رومیزی
از دیگر روش‌های اکتشاف معدن آهن، ارزیابی‌های رومیزی است که شامل تحقیق در مورد اطلاعات زمین‌شناسی موجود در حوزه یک منطقه است. این بررسی‌ها ممکن است شامل تحقیق و تجزیه و تحلیل گزارش‌های اکتشاف قبلی شرکت، داده‌های اکتشافی و اطلاعات منتشر شده زمین شناسی باشد. این روند به یک شرکت اکتشافی یا جست‌وجوگر اجازه می‌دهد تا قبل از درخواست مجوز یا شروع هر کار میدانی واقعی، تصمیمی‌آگاهانه بگیرد.
3. بررسیهای ژئوفیزیکی
بررسیهای ژئوفیزیکی نیز یکی از بهترین روش‌های اکتشاف این است که می‌تواند به شناسایی منابع، بدون نیاز به نمونه‌برداری کمک کرده و معمولاً با حداقل اختلال سطحی انجام می‌شود. بررسیهای ژئوفیزیکی را می‌توان از هوا (بررسیهای ژئوفیزیکی هوابرد) یا روی زمین (بررسیهای ژئوفیزیک زمینی) انجام داد.
بررسی های ژئوفیزیکی هوابرد
بررسیهای ژئوفیزیکی هوابرد ممکن است شامل بررسیهای مغناطیسی، رادیومتری، گرانشی یا الکترومغناطیسی باشد. این بررسی‌ها معمولا توسط هلیکوپترهای پروازی در ارتفاع کم یا هواپیماهای سبک که به صورت شبکه‌ای پرواز می‌کنند، انجام می‌شود. لازم به ذکر است که در این نوع بررسی، ابزارهای اندازه‌گیری یا روی هواپیما نصب می‌شوند یا در زیر یا پشت آن بکسل می‌شوند.
بررسی های زمینی
بررسیهای ژئوفیزیکی زمینی ممکن است شامل بررسیهای لرزه‌ای، مغناطیسی، رادیومتری، گرانشی یا الکترومغناطیسی باشد. بسته به نوع بررسی انجام شده، یک بررسی ممکن است متشکل از یک ژئوفیزیکدان یا تیمی‌از ژئوفیزیکدانان و تکنسین‌ها باشد که با استفاده از موتورهای چهارچرخ، وسایل نقلیه سبک یا کامیون‌های لرزه نگار در حال پیاده روی هستند.
بررسی های ژئوفیزیکی رادیومتری
بررسیهای رادیومتریک، پرتوهای گاما را که به طور پیوسته در اثر تجزیه برخی کانی‌های پرتوزای طبیعی معمول، از زمین ساطع می‌شوند، را اندازه‌گیری می‌کنند. این بررسی‌ها بر ثبت مقادیر ایزوتوپ‌های پتاسیم، توریم و اورانیوم متمرکز بوده و بیشتر در اکتشاف مواد معدنی فلزی و صنعتی استفاده می‌شود.
4. بررسی های ژئوشیمیایی
بررسیهای ژئو شیمیایی برای هدف قرار دادن مناطقی برای اکتشاف بیشتر استفاده می‌شوند. این بررسی‌ها معمولاً شامل جمع‌آوری نمونه‌های خاک، سنگ و/یا رسوب است. این نمونه‌ها برای تجزیه و تحلیل و برای شناسایی مناطق بالقوه کانی سازی به بخش آزمایشگاه فرستاده می‌شوند. این بررسی‌ها شامل موارد زیر است:
نمونه برداری از خاک
برای جمع‌آوری نمونه‌های خاکی و زیر خاکی از ابزارهای دستی مانند بیل، کلنگ و مارپیچ دستی استفاده می‌شود. لازم به ذکر است که این نمونه‌ها معمولاً بر اساس یک الگوی شبکه‌ای منظم جمع آوری می‌شوند. در این بررسی‌ها از مارپیچ‌های برقی، دستی یا نصب شده روی وسیله نقلیه نیز ممکن است استفاده شود. در نظر داشته باشید که در طول بررسیهای ژئوشیمیایی، حفره‌های حفر شده در طول برنامه، معمولاً پر می‌شوند و پوشش گیاهی، بلافاصله پس از نمونه‌برداری جایگزین می‌شوند.
نمونه برداری از رسوبات جریان
در این نوع از بررسی، نمونه‌های تقریبی دو کیلوگرمی‌از رسوبات در داخل خطوط زهکشی، جمع آوری می‌شوند. معمولاً از محل اتصال دو نهر؛ سه نمونه گرفته می‌شود: یک نمونه از پایین دست محل اتصال نهرها و دو نمونه از بالادست محل اتصال آن‌ها (در هر یک از خطوط زهکشی ادغام شده). لازم به ذکر است که این نمونه‌ها معمولاً با استفاده از ابزار دستی گرفته می‌شوند و ممکن است در طول جمع آوری الک شوند.
نمونه برداری تراشه سنگ
در این نوع نمونه برداری، تا چند کیلوگرم مواد سنگی از رخنمون‌های سنگی با استفاده از ابزارهای دستی جمع‌آوری می‌شود. نمونه‌های تراشه سنگ معمولاً در طول برنامه‌های نقشه‌برداری زمین‌شناسی جمع‌آوری می‌شوند.
برای مطالعه بیشتر مخصوصا در حوزه معدن می‌توانید از مقالات دیگر ما مثل معادن فعال آهن در ایران استفاده نمایید و یا به وبلاگ ما سر بزنید
5. روش‌های حفاری
حفاری اغلب به‌عنوان بخشی از یک برنامه اکتشافی برای به دست آوردن اطلاعات دقیق‌تر در مورد انواع سنگ‌های معدنی از جمله سنگ آهن با فرمول شیمیایی (Fe2O3) زیر سطح زمین انجام می‌شود. هدف بیشتر روش‌های حفاری، بازیابی نمونه‌ای است که می‌تواند برای شناسایی یک منبع خاص مورد تجزیه و تحلیل شیمیایی قرار گرفته و برای شناسایی نوع ماده سنگی که در عمق معینی در زیر سطح وجود دارد، استفاده شود. لازم به ذکر است که روش حفاری مورد استفاده، به نوع اطلاعات مورد نظر، بودجه تعیین شده توسط شرکت اکتشاف و نوع سنگ درگیر بستگی دارد. مهم‌ترین‌های روش‌های حفاری به این شرح است:
مته سوراخ کن
در این روش حفاری، معمولا از مارپیچ دستی یا مارپیچ نصب شده بر روی خودروی سبک استفاده می‌شود. از این روش حفاری به طور کلی برای گمانه‌های کم عمق استفاده می‌شود و نیاز به آماده سازی منطقه‌ای کمی‌دارد.
حفاری هوایی
حفاری هوایی معمولا به عنوان حفاری سوراخ باز نیز شناخته می‌شود. به این دلیل، به این نوع عملیات، «حفاری هوایی» گفته می‌شود که از هوای فشرده برای کمک به بازگرداندن قطعات سنگ به سطح زمین استفاده میکند. سه نوع اصلی حفاری هوایی به این شرح است:
- حفاری چرخشی: این حفاری از یک مته چرخان برای شکستن مواد سنگی استفاده میکند. در این حفاری، هوای فشرده به داخل میله‌های حفاری توخالی فرو رفته و به آوردن قطعات طرفین حفره به سطح کمک میکند. لازم به ذکر است که حفاری چرخشی یکی از سریع‌ترین و ارزان‌ترین روش‌های حفاری است که برای ایجاد حفره‌های کم عمق در مراحل اولیه اکتشاف استفاده می‌شود.
- حفاری هسته هوایی: این حفاری از یک مته چرخشی برای برش مواد سنگی و از هوای فشرده برای چرخاندن برش‌های مته استفاده میکند.
- حفاری ضربی: حفاری ضربه‌ای از هوای فشرده برای به حرکت درآوردن مته ضربه‌ای دوار استفاده کرده و به روشی مشابه چکش جک عمل میکند.
نتیجه‌گیری
اکتشاف منابع، فرآیندی حائز اهمیت و مهم به شمار می‌آید؛ چراکه در حوزه آهن معدن این عملیات حیات آن را می‌سازد تا بتوان از طریق این عملیات که حیطه‌های متفاوتی اعم از نقشه کشی، جست‌وجو، ساخت‌وساز، بهره‌برداری و… در آن گنجانده می‌شود. از آنجایی که در عصر حاضر تکنولوژی پیشرفت چشمگیری کرده است لازم است علاوه‌بر شناخت روش‌های سنتی به روش‌های نوین آگاهی یافت تا بر مبنای دانایی از روش‌های گوناگون، با توجه به شرایط روش مناسب را استفاده کرد؛ به کارگیری درست و کاربردی از روش مناسب موجب می‌شود تا با بهینه‌سازی عملیات هم از از نظر هزینه و هم از نظر زمان موجب کارکرد بهتری برای شخص ذی‌نفع پدید می‌آورد. همچنین هدف دیگر آگاهی از شیوه‌های گوناگون حفاری و اکتشاف می‌تواند موجب شود تا در صورت موفق شدن مزایای فراوانی اعم از افزایش حجم صنعت در کشور می‌شود.
[…] سنگ آهن می‌شود. از طرف دیگر می‌توان گفت امروزه در معدنهای سنگ آهن کشور از این روش کاربرد فراوانی دارد. چراکه میتوانند […]