طرح استخراج کانسار طلای زرشوران

[S H i M A]

مقدمه

طرح استخراجي ارايه شده با توجه به کيفيت و کميت اطلاعات اوليه مورد نياز و در حد اقل زمان ممکن تهيه شده است. با اينحال، طرح حاضر با استفاده از آخرين متدها و نرم افزارهاي تخصصي موجود در زمينه طراحي و برنامه ريزي استخراج بانجام رسانيده است.بطور کلي فعاليت هاي اين طرح شامل، تعيين محدوده نهايي معدن بر اساس پيت هاي لانه ايي، تعيين فازهاي بهينه وبرنامه ريزي استخراج سالانه غير اجرايي معدن، ارايه محدوده اجرايي و نهايي معدن در انتهاي بيست و پنجمين سال بهره برداري، ارايه جداول مربوط به ذخاير قابل استخراج تراز به ترازپيت نهايي و همچنين ميزان ذخيره و باطله استخراجي درپريودهاي مختلف زماني و نهايتا تعيين نوع و تعداد ماشين آلات اصلي مورد نيازمعدن در سالهاي مختلف ارايه شده است.در زير در خصوص کليه موارد فوق الذکر بتفضيل شرح داده خواهد شد.

اطلاعات عمومي و زمين شناسي کانسار طلاي زرشوران

کانسارطلاي زرشوران در بخش مرکزي تکاب – شاهين دز واقع شده است. همانگونه که در جدول شماره 4- 1- ملاحظه ميشود ذخيره زمين شناسي تخميني طلاي زرشوران ،بر اساس عيار حد 1/0 گرم بر تن، در حدود 353/11 ميليون تن محاسبه شده است[4].

محدوده نهايي و برنامه ريزي بهينه استخراج

همانگونه که پيش از اين اشاره شده، در اين گزارش از آخرين متدهاي مربوط به بهينه سازي معادن روباز در طراحي ها استفاده شده است. عليرغم آنکه استفاده از علوم مربوط به بهينه سازي در اکثر معادن روباز جهان طي دو دهي گذشته بعنوان جزو لا ينفک مطالعاتي از اين دست بحساب ميايد، متاسفانه يا طراحان داخلي هنوز بطور کامل از آن آگاهي نداشته و يا با توجه به در اختيار نداشتن نرم افزارهاي مربوطه امکان بکارگيري فناوريهاي نوين براي آنان تاکنون ميسر نبوده است.

البته بايستي توجه داشت صحت نتايج حاصله در اين بخش همانند ساير طرح هاي مشابه ، وابسته به کيفيت و کميت اطلاعات اوليه از قبيل مدل زمين شناسي، مطالعات ژئومکانيکي و ژئوتکنيکي، آبشناسي ، مطالعات مربوطه به نحوه فرآوري کانه مورد نظرو همچنين پارامترهاي اقتصادي از قبيل قيمت فروش کنسانتره و هزينه هاي مربوط به آن ميباشد. درهر صورت حتي با توجه به خطاهاي ممکن در اين خصوص، استفاده از متدهاي مربوط به بهينه سازي استخراج از معادن ميتواند ريسک هاي مربوط به استفاده ار روش هاي طراحي کلاسيک را تا حد قابل توجهي کاهش دهد.

مباني طراحي

با توجه به عدم اطلاع کامل از ظرفيت توليد کارخانه فرآوري ، پارامترهاي فني معدن و بنابراين هزينه هاي مربوط به استخراج و فرآوري ،اين مشاور در حد امکان از برخي ارقام تخميني در مطالعات خود استفاده نموده است. در اين بخش پارامترهايي که مربوط به مطالعات بهينه سازي محسوب ميشود اعم از فني و اقتصادي بصورت جداگانه مورد بحث قرار گرفته است.


پارامترهاي مربوط به مطالعات بهينه سازي

همانگونه که در جدول شماره 4-2- ملاحظه ميشود کليه پارامترهاي فني در بخش بهينه سازي آورده شده است.بديهي است کليه فاکتورهاي اقتصادي مطرح شده در مرحله بهينه سازي از قبيل هزينه هاي مربوط به استخراج و يا فرآوري و همچنين ارزش خالص فعلي بصورت تقريبي بوده و ارقام واقعي پس ازتشکيل جدول جريان نقدينگي تنزيل يافته قابل محاسبه خواهد بود.درهرحال با توجه به ماهيت مطالعات بهينه سازي ، ارقام مورد استفاده شده در اين مرحله تا حدود زيادي جوابگوي فازمطالعاتي فعلي خواهد بود.در هر حال در اين بخش بطور اختصار در خصوص مبناي در نظر گرفتن هريک از اين مقادير اشاره خواهد شد.

الف : شيب کلي معدن

با توجه به اينکه مطالعات خاصي در خصوص شيب هاي پايدار معدن انجام نشده است، در بخش بهينه سازي معدن، شيب 45 درجه ملاک اوليه مطالعات قرار گرفته است. بديهي است پس از ارايه طرح اجرايي لاجرم شيب بين رمپ ها (Inter ramp) از اين مقدار بيشتر و يا با توجه به تغيير شکل معدن، شيب کلي معدن در بعضي قسمت ها کمتر خواهد شد.

ب : توليد طلا درسال

ميزان توليد يک معدن علاوه بر ميزان تقاضا به حجم سرمايه گذاري در نظر گرفته شده در بخش معدن و کارخانه بستگي دارد.در هر حال ميزان توليد پارامتري است که خود به تنهايي ميتواند حجم گستردهايي از فعاليت ها را بخود تخصيص دهد.ليکن در اين پروژه خاص اين مقدار در حدود 2 تن طلا در سال در نظر گرفته شده است.


پ : استخراج بازاي هر تن مواد

در پروژه حاضر اين مقدار برابر3/1 دلار بازاي استخراج هر تن مواد در نظر گرفته شده است. اين رقم مربوط به محاسبات در بخش بهينه سازي معدن ميباشد.بنابراين رقم اصلي پس از مطالعات مالي پروژه حاصل خواهد شد.


ت : اختلاط باطله با ماده معدني

معمولا در حين استخراج ماده معدني مقداري باطله با ماده معدني مخلوط ميشود. اين مقدار باطله که در اين پروژه حدود 5 درصد در نظر گرفته شده همراه ماده معدني وارد جريان پروسه کانه آرايي و استحصال ماده معدني خواهد شد. بنابراين براي رسيدن هزينه هاي مربوط به استحصال مقدار ثابتي طلا، هزينه هاي مربوط به فرآوري حدود 1.05 در صد افزايش خواهد يافت.


ث : بازيابي ماده معدني

اين تعريف مربوط به از دست دادن بخشي از ماده معدني برجا ميشود. بعبارت ديگر بخشي از ماده معدني بعنوان باطله از جريان فرآوري خارج خواهد شد.در مطالعات حاضر ميزان افت ماده معدني در حدود 5 در صد درنظرگرفته شده است. بنابراين در اين حالت تنها 95 در صد درآمدهاي پيش بيني شده قابل دستيابي خواهد بود.


ج : ميزان بازيابي کارخانه فرآوري

ميزان بازيابي کليه عمليات مربوط به استحصال طلا بعد از سنگ شکني تا رسيدن به طلاي خلاص، در حدود 85 در صد فرض شده است .


ح : قيمت فروش هر گرم محصول

اگرچه قيمت فروش هر گرم طلا در محاسبات در حدود 12 دلار درنظر گرفته شده وليکن بايد توجه داشت که معمولا در پروژه هاي مشابه اين ارقام براي حد اقل 5 سال اول عمر معدن پيش بيني ميگردد.


خ : عمرمعدن

عمر معدن به پارامترهاي همچون ميزان ذخيره زمين شناسي، ميزان توليد ، قيمت محصول و بسياري از پارامترهاي استراتژيک معدن بستگي دارد. در روشهاي نوين عمر معدن تا حدودي قابل محاسبه بوده و در واقع عمر بهينه پروژه بدست خواهد آمد. در هر حال با توجه به اينکه مطالعات هم اکنون مطالعات در فاز مفهومي قرار دارد، بسياري از پارامترهاي پيش نياز جهت تخمين عمر بهينه پروژه در دست نميباشد. بنابراين در اين فاز مطالعاتي عمر معدن در حدود 25 سال درنظر گرفته شده است.

4-3-2-2- پارامترهاي مربوط به ارايه طرح هاي اجرايي معدن

همانگونه که در جدول شماره 4-3 نيز ملاحظه ميشود کليه پارامترهاي مربوط به ارايه طرح اجراي محدوده نهايي معدن آورده شده است.

الف : ارتفاع هر پله

ارتفاع پله هاي معادن روباز تابع ميزان توليد و ابعاد و ظرفيت ماشين آلات بارگيري و باربري و همچنين واحد استخرج انتخابي(Selective Mining Unit) ميباشد. بديهي است پيش از انجام طراحي مقدماتي معدن نميتوان درخصوص ارتفاع پله هاي معدن اظهار نظر نمود. در هر حال با توجه به اينکه ارتفاع بلوک هاي ماده معدني انتخاب شده در مطالعات قبلي ذخيره برابر 5/7 بوده، همين مقدار براي ارتفاع پله هاي معدن مفروض گرديده است.


ب : شيب تک پله

شيب تک پله به خصوصيات سنگ و همچنين پارامترهاي اجرايي از قبيل آتشباري بستگي دارد. بنابراين اگرچه در اين گزارش، مقدار شيب تک پله برابر 69 درجه در نظر گرفته شده ولي شيب هاي واقعي حين عمليات استخراجي مشخص خواهد شد.


پ : شيب کلي معدن

منظور از شيب کلي معدن در اينجا همان شيب 45 درجه اي است که در مرحله بهينه سازي مورد استفاده قرار ميگيرد و البته بايستي توجه داشت که اين مقدار در واقع شيب هاي جزيي ديواره معدن بوده و ممکن است پس از ارايه طرح هاي اجرايي و بسته به شکل ماده معدني ، شيب هاي کلي معدن در بخشي از ديواره هاي معدن ازاين مقدار کمتر بدست بيايد.


ت : عرض جاده هاي معدن

مهمترين عامل تعيين کننده ابعاد ماشين آلات بارگيري مورد استفاده ميباشد. در طراحي عرض رمپ هاي نهايي معدن در حدود 20 متر در نظر گرفته شده است. در هر حال اين مقدار پس از انتخاب نهايي ماشين آلات دقيق تر قابل محاسبه خواهد بود.


ث : شيب جاده هاي معدن

شيب جاده هاي معدني نيز ميتواند به مشخصات دستگاههاي باربري و شرايط جاده بستگي داشته باشد با اينحال بطور معمول شيب رمپ ها بين 8 تا10 درصد درطراحي ها در نظر گرفته ميشود. در ارايه طرح هاي اجرايي، شيب جاده ها برابرحدود 8 درصد فرض شده است.

تعيين محدوده نهايي بهينه معدن بر اساس پيت هاي لانه ايي

با استفاده ازنرم افزار بهينه سازي(NPV Scheduler) ابتدا ترتيب استخراج (Extraction Sequences) سپس پيت هاي لانه ايي(Nested Pits) ونهايتا با در نظر گرفتن ارزش زماني پول و ميزان استخراج سالانه ماده معدني محدوده بهينه معدن(Optimal Pit) بدست ميايد.

در اينجا اين توضيح ضروري است که محدوده بهينه بدست آمده در اين مرحله معمولا داراي عمري بيش از عمر بهينه معدن ميباشد. درواقع محدوده نهايي معدن پس از برنامه ريزي بهينه اقتصادي معدن که دربرگيرنده مسايل اجرايي نيز ميباشد قابل ارايه خواهدبود که در بخش مربوطه به آن اشاره خواهد شد. در واقع نبايد مفهوم محدوده بهينه معدن را با محدوده بهينه پايان عمر معدن يکسان فرض شود. همانگونه که در ادامه ملاحظه خواهد شد، محدوده بهينه معدن(Optimal Pit) بدون در نظر گرفتن محدوديت هاي اجرايي حاصل گرديده و معمولا داراي عمر بيشتري نسبت به محدوده پاياني عمر معدن(Final Pit Limit) ميباشد..


شکل شماره4- 1 نمودار ميزان تغييرات ارزش خالص فعلي معدن را نسب به ترتيب استخراج بلوک ها نشان ميدهد.

همانگونه که در جدول شماره4-4 ملاحظه ميشود ذخيره قابل استخراج تعداد 110 پيت لانه ايي بصورت تجمعي آورده شده است.

شکل شماره 4-2 ميزان تغييرات ارزش خالص فعلي(NPV) نسبت به شماره پيت لانه ايي را نشان ميدهد. معمولا در مطالعات بهينه سازي از اين نمودار ها جهت

تعيين ذخيره بهينه هريک از فازهاي مياني استخراج استفاده ميشود.

 

[S H i M A]

4-3-2-4-تعيين ترکيب بهينه فازهاي مياني استخراج(Pushback Selection)

تعيين ترکيب فازهاي استخراجي بگونه ايي صورت گرفته است تا ضمن برآورده ساختن نيازها در مرحله برنامه ريزي استخراج داراي بيشتري سودآوري ممکن باشد.همانگونه که پيش از اين نيز گفته شد، از جمله نياز هاي برنامه ريزي استخراج ميتوان به امکان استحصال ساليانه 2 تن طلاي خالص و به مدت 25 سال اشاره نمود.
جدول شماره4- 6 خلاصه ميزان ذخيره معدني و باطله مربوط به هريک از فازهاي مياني استخراج و جداول 7 الي 9 ميزان ذخيره و باطله تراز به تراز هر يک از فازهاي مياني را نشان ميدهد.

4-3-2-5-تعيين برنامه ريزي بهينه استخراج بلند مدت

بنابه آنچه در بخش مربوط به فازهاي استخراجي گفته شد، اين فاز ها به گونه ايي انتخاب ميگردند تا ضمن ارايه برنامه ريزي استخراج اقتصادي، کليه فاکتورهاي مربوط به توليد معدن نيزرا درنظر بگيردند. جدول شماره4- 10 ميزان ماده معدني و باطله استخراجي در هر سال را نشان ميدهد.همانگونه که ملاحظه ميشود پس از در نظر گرفتن عيار ماده معدني برجا،ميزان اختلاط باطله با ماده معدني، افت ماده معدني وبازيابي کارخانه فرآوري ، امکان استحصال سالانه 2 تن طلا در تمامي دوران 25 سال بهره برداري ممکن ميباشد.

4-3-2-6-طرح اجرايي محدوده پاياني عمر معدن ( طرح اجرايي آخرين فاز استخراجي)

محدوده پاياني عمر معدن (Final Pit) شامل خطوط لبه(Crest)،پاي پله(Toe) و رمپ هاي داخل پيت با استفاده از آخرين پوسته فاز بهينه استخراجي طراحي شده است. به اين نکته بايد توجه داشت با توجه به عدم انتخاب محل سنگ شکن و يا محلي جهت دپوي باطله،نميتوان بطور بهينه خروجي هاي معدن به طرف دامپ هاي باطله و يا سنگ شکن را طراحي نمود بنابراين در طرح اجرايي اريه شده به منظور ايجاد حد اکثر انعطاف پذيري، دو خروجي اصلي به سمت شمال شرق و جنوبغرب در نظر گرفته شده و همچنين در صورت نياز با اصلاحاتي جزيي ميتوان دو خروجي ديگر به سمت شرق و شمال معدن در نظر گرفت. بالاترين تراز پيت در افق 2560 متر و پايين تراز معدن در تراز 2230 واقع شده است.

شيب کلي اين معدن در بخش شمالي در حدود 43 درجه ، در بخش شمالشرقي در حدود 43 درجه ، در بخش شرقي در حدود 16 درجه ، در بخش جنوبي در حدود 42 درجه ، در بخش جنوبغربي در حدود 26 درجه ، در بخش غربي در حدود 25 درجه و بالاخره در بخش شمالغربي در حدود 36 در جه ميباشد. همانگونه که ملاحظه ميشود بطور کلي ميتوان گفت که شيب کلي طرح اجرايي معدن پس از ايجاد رمپها در امتداد شمال – جنوب در بيشترين مقدار خود و در امتداد شرق- غرب در کمترين مقدار خود قرار دارد.

جدول شماره4-11 نيز ميزان ذخيره و باطله موجود در هر تراز پيت نهايي را نشان ميدهد. همانگونه که در جدول مذکور ملاحظه ميشود ميزان کل ذخيره قابل استخراج در محدوده پيت نهايي در حدود 9/8 ميليون تن با متوسط عيارطلا برابر7/6 گرم بر تن و ميزان باطله برداري مورد نياز برابر 7/64 ميليون تن برآورد شده است. با توجه به اين مطلب نسبت باطله برداري کلي پس ارايه طرح اجرايي محدوده نهايي معدن زرشوران برابر27/7 برآورد ميگردد.

4-4- برنامه ريزي استخراج بر اساس طرح اجرايي معدن

پس از دستيابي به محدوده نهايي و اجرايي پيت در پايان عمر 25 ساله معدن، بايستي اين پوسته جايگزين آخرين پوسته فاز استخراجي شده و بهمراه دو فاز اول و دوم مياني مجددا توسط نرم افزار ، برنامه ريزي استخراج معدن به لحاظ اقتصادي بهينه مي¬گرديد.

همانگونه که در بخش قبلي گفته شد، پوسته آخرين فاز استخراجي که در واقع محدوده نهايي معدن نيز محسوب ميشود، دستخوش تغييرات شده و در نتيجه بايستي ترتيب استخراج، محدوده پيت هاي لانه ايي ، محدوده فاز هاي مياني و نهايتا برنامه ريزي استخراج 25 ساله محدوده پيت اجرايي مجددا توسط نرم افزار بهينه سازي، محاسبه گردد. در شکل شماره 4- 3 ،ميزان تغييرات ارزش خالص فعلي معدن نسب به ترتيب استخراج بلوک ها نشان داده شده است.

در جدول شماره 4-12 ميزان ذخاير مربوط به پيت هاي لانه ايي نشان داده شده است. شکل شماره4- 4 نيز ميزان تغييرات ارزش پيت هاي لانه اي در داخل محدوده پيت اجرايي (محدوده پايان عمر 25 سال معدن) را نشان ميدهد.



شکل شماره 4-4 نيز ميزان تغييرات ارزش پيت هاي لانه اي در داخل محدوده پيت اجرايي (محدوده پايان عمر 25 سال معدن) را نشان ميدهد.

در جدول4- 13 خلاصه ميزان ذخاير قابل استخراج فاز هاي مياني و در جداول 4-14 تا4- 16 ميزان ذخاير تراز به تراز فاز و نهايتا در جدول شماره 4-17 نتايج حاصل از برنامه ريزي بهينه و بلند مدت استخراج معدن زرشوران را نشان ميدهد. همانگونه که ملاحظه ميشود ماده معدني استخراجي، پس از اعمال عمليات فرآوري لازم قابليت توليد سالانه 2 تن طلا و به مدت 25 سال را دارا ميباشد.

4-5- عمليات در معدن طلاي زرشوران

4-5-1-کليات

بطور کلي عمليات معدنکاري شامل چهار بخش چالزني ، آتشباري، بارگيري و باربري ميشود. اگرچه بخش چالزني پيش از انجام آتشباري آورده شده ، با اين حال انتخاب نوع دستگاه حفاري وابسته به الگوي مورد نياز جهت آتشباري ميباشد.به اين دليل بخش محاسبه الگوي آتشباري در ابتدا مورد بحث قرار خواهد گرفت.

ماشين آلات اصلي معدن شامل دستگاه هاي چالزني ، بارگيري و باربري ميباشد. محاسبه نوع و تعداد ماشين آلات اصلي مورد نياز معدن برمبناي ميزان استخراج سالانه ماده معدني و باطله و همچنين با فرض انجام عمليات معدنکاري در دو شيفت کاري صورت پذيرفته است.


4-5-2-الگوي آتشباري

تعيين الگوي آتشباري به عوامل متعددي از قبيل ارتفاع پله ،جنس سنگ،وزن مخصوص سنگ،ميزان رطوبت ويا آب موجود در محيط،ميزان درزه و شکستگي هاي موجود و بسيار عوامل ديگر بستگي دارد. از اينرو ميتوان گفت که الگوي اصلي آتشباري همزمان با انجام عمليات معدنکاري قابل دستيابي ميباشد.

با اينحال به منظور تعيين نوع و تعداد دستگاه حفاري مورد نياز معمولا اين بخش با استفاده از برخي فرمول هاي تجربي موجود مورد ارزيابي قرار ميگيرد.بايستي توجه داشت از مجموع کل فرمول هاي موجود تنها برخي از آنها با شرايط خاص پروژه حاضر همخواني داشته باشد. درهر حال بنظر ميرسد فرمول تجربي آش(Ash) معمولا نسبت به ساير فرمولهاي موجود داراي دقت بيشتري ميباشد.

با توجه به اين مطلب ميزان بارسنگ(Burden)، فاصله داري (Spacing) و اضافه حفر چال(Sub-drilling) بر مبناي فرمول آش محاسبه شده است.

همانگونه که در جدول شماره4- 18 ملاحظه ميگردد بر مبناي قطر چال معادل 152 ميليمتر و استفاده از آنفو بعنوان ماده منفجره ،ميزان بارسنگ، فاصله داري و طول کل چال مورد نياز بترتيب برابر3/4 ،5/5 و 8/11 تخمين زده شده است.

4-5-3-محاسبه نوع و تعداد دستگاه هاي چالزني

با توجه به الگوي آتشباري محاسبه شده ،دستگاه هاي چالزني بايستي قابليت حفر چال به عمق 8/11 متر و با قطر152 ميليمتر را داشته باشند.در جدول شماره 4-19 تعداد دستگاه ها ي چالزني مورد نياز در سال هاي مختلف بهره برداري آورده شده است. همانگونه که ملاحظه ميشود به منظور افزايش قابليت مانور و افزايش قابليت دردسترس بودن دستگاههاي چالزني، يک دستگاه حفاري چرخ لاستيکي بصورت اضافي در تمامي دوره ها در نظر گرفته شده است.

4-5-4-محاسبه ظرفيت و تعداد دستگاههاي بارگيري و باربري

مناسبترين دستگاه هاي بارگيري وباربري براي معادن روباز با ظرفيتي مشابه معدن زرشوران ميتواند بصورت شاول هيدروليکي دامپتراک باشد.همانگونه که درجدول شماره4- 20 ملاحظه ميشود ظرفيت حجم باکت شاول هيدروليکي برابر 4.2 متر مکعب وظرفيت دامپتراک هايي که با ظرفيت جام شاول همخواني داشته باشند برابر 36.5 تن درنظر گرفته شده است.

نکته ديگري که بايد در محاسبات مد نظر ميگرفت، فواصل حمل در سالهاي مختلف بهره برداري بوده است.بديهي است .با توجه به عدم برنامه ريزي انباشت باطله در دوره هاي مختلف و عدم انتخاب محل سنگ شکن در اين فاز، امکان محاسبه دقيق مسافت ها ي حمل ميسر نميباشد. بدين لحاظ مسافت حمل در سال اول بهره برداري در حدود 2 کيلومتر تخمين زده شده است. در محاسبات مربوط به تعداد دامچتراک هاي مورد نياز همچنين فرض گرديد که دامپتراکها مواد را بصورت سر بالا به محل سنگ شکن ويا دامپ باطله حمل خواهند نمود. همچنين مسافت هاي حمل در دوره هاي بعدي بهره برداري ، هر سال 10 درصد افزايش يافته است.