ماشین آلات بارگیری معدن؛ نقطه اتصال استخراج و حمل و نقل

یکی از عملیات هایی که در معادن بسیار مهم است، عملیات بارگیری می باشد. این مرحله شاید به ظاهر ساده باشد اما در عین حال یکی از پیچیده ترین و تاثیرگذار ترین مراحل در معدن کاری می باشد؛ این مرحله ارتباط مستقیم با راندمان کلی معدن، زمانبندی ها، هزینه ها و حتی ایمنی دارد. امروزه با تولید ماشین آلات بارگیری معدن همچون دامپتراک، بیل مکانیکی، لودر و فرونت شاول دیگر این عملیات وابسته به نیروی انسانی نیست. شناخت این ماشین آلات و انتخاب آنها با توجه به شرایط جغرافیای معدن، جنس ماده معدنی و حجم پروژه می تواند بهره وری و راندمان عملیات معدنی را افزایش دهد.

مفهوم بارگیری در معادن چیست؟

به طور کلی به عملیات معدنی که در آن مواد استخراج شده اعم از خاک و سنگ که پس از انفجار یا برش توسط ماشین آلات حمل و نقل، منتقل می شوند؛ فرایند بارگیری معدن می گویند. این مرحله یکی از مهمترین عملیات ها در معدن می باشد که هرگونه توقف، کندی و عدم هماهنگی در آن می تواند سبب اختلال در روند استخراج مواد معدنی شود. هدف از بارگیری، انتقال سریع، ایمن و بهینه مواد به محل خردایش، کارخانه فرآوری یا ایستگاه بارگیری کامیون‌هاست.

بسته به نوع معدن (روباز یا زیرزمینی)، نوع ماده معدنی، حجم عملیات و تکنولوژی مورد استفاده، روش ها و ماشین آلات متفاوتی برای بارگیری مورد استفاده قرار می گیرد. بارگیری صحیح و کارآمد می تواند تا چندین درصد بهره وری کل معدن را افزایش دهد و نقش مستقیمی در کاهش هزینه های عملیاتی ایفا کند.

مهم ترین ماشین آلات بارگیری معدن

1. بیل مکانیکی (Hydraulic Excavator)

یکی از پرکاربردترین ماشین آلات در بارگیری معادن روباز و زیرزمینی است. این دستگاه با استفاده از بازوی هیدرولیکی قوی خود، مواد را از محل انفجار برداشته و درون کامیون یا دامپتراک تخلیه می کند. انعطاف بالا، قابلیت چرخش ۳۶۰ درجه و کارایی در فضاهای محدود از ویژگی های آن است. بسته به ظرفیت، بیل های مکانیکی برای پروژه های سبک تا فوق سنگین به کار می روند.

2. لودر (Wheel Loader)

لودرها معمولاً در معادن روباز برای بارگیری سریع و حمل مواد در مسافت های کوتاه مورد استفاده قرار می گیرند. ظرفیت سطل آن ها از چند مترمکعب تا بیش از ۳۰ مترمکعب متغیر است. این ماشین ها سرعت بارگیری بالایی دارند، ولی برای کار در مناطق شیب دار یا بارهای فشرده گزینه اول نیستند. چابکی و قدرت مانور بالا در زمین های باز از مزیت های اصلی لودر است.

3. شاول (Mining Shovel)

شاول ها برای بارگیری حجم های بزرگ سنگ در معادن بزرگ روباز طراحی شده‌اند. ساختار آن ها به گونه ای است که می توانند توده های فشرده و سخت را به راحتی جابجا کنند. این دستگاه ها معمولاً با دامپتراک های غول پیکر هماهنگ می شوند و نرخ بارگیری بسیار بالایی دارند. شاول ها به ویژه در معادن فلزی مانند مس و آهن بسیار رایج اند.

مقالاتی که دیگران می خوانند:
مصاحبه پایگاه خبری، آیت ماندگار با جناب آقای عماد مهدی‌فر مدیر عامل هلد‌ینگ تیمسکو و عضو اتاق بازرگانی تهران در محوریت ”ظریف سپر بلای پزشکیان“

4. دامپتراک (Dump Truck)

گرچه وظیفه اصلی دامپتراک حمل و نقل است، اما نقش حیاتی در چرخه بارگیری ایفا می کند. این کامیون های غول پیکر با ظرفیت هایی تا بیش از ۴۰۰ تن، مواد بارگیری شده را به محل خردایش یا ایستگاه فرآوری منتقل می کنند. طراحی خاص آن‌ها سبب شده که بتوانند در مسیرهای ناهموار معدن عملکرد پایداری داشته باشند. تعامل دقیق بین دامپتراک و دستگاه بارگیری کلید افزایش بهره وری است.

5. لودر LHD (Load-Haul-Dump)

این نوع لودر مخصوص معادن زیرزمینی طراحی شده است و توانایی بارگیری، حمل و تخلیه مواد را در فضاهای تنگ داراست. طراحی کم ارتفاع آن سبب شده که بتواند در تونل های محدود مانور دهد. بسیاری از LHD ها امروزه به سیستم های خودکار و کنترلی از راه دور نیز مجهز هستند. ایمنی بالا و بهره‌وری مناسب در شرایط دشوار زیرزمینی از ویژگی های آن‌هاست.

6. اسکریپر (Scraper)

اسکریپر بیشتر در معادن سطحی با خاک نرم به کار می رود و قابلیت بارگیری و حمل هم زمان مواد را دارد. این ماشین با کشیدن خود روی سطح زمین، مواد را به داخل خود می کشد و در مقصد تخلیه می کند. هرچند در معادن سنگی کاربرد زیادی ندارد، اما در پروژه های با جابجایی خاک وسیع، سرعت و بهره وری بالایی دارد. استفاده از آن در خاک برداری های وسیع و کم عمق مرسوم است.

7. بولدوزر (Bulldozer)

بولدوزر مستقیماً برای بارگیری طراحی نشده، اما نقش پشتیبان کلیدی در آماده سازی محل بارگیری ایفا می کند. با تیغه بزرگ خود خاک های سست یا پسماندهای انفجار را جابجا کرده و مسیر را برای ماشین های اصلی هموار می سازد. در کنار آن، برخی مدل ها نیز قابلیت کمک به بارگیری در مناطق تنگ را دارند. استحکام بالا و توان بالا در فشارهای زیاد ویژگی کلیدی آن است.

مقایسه ماشین آلات بارگیری معدن

فرایند بارگیری معدن به چه صورت انجام می گیرد؟

• مکان یابی دقیق موقعیت مواد معدنی: برای شروع فرآیند بارگیری، اپراتورها باید با استفاده از نقشه های معدن و سیستم های GPS، موقعیت دقیق مواد استخراج شده را شناسایی کنند. این اطلاعات معمولاً از بخش اکتشاف و نقشه برداری دریافت می گردد. مکان یابی صحیح باعث صرفه جویی در زمان و سوخت می شود.
• انتقال ماشین آلات به محل بارگیری: ماشین آلات بارگیری مانند بیل مکانیکی، لودر یا شاول، با رعایت اصول ایمنی و بر اساس مسیرهای از پیش تعیین شده به محل بارگیری حرکت می کنند. مسیر حرکت باید خلوت، مستحکم و بدون مانع باشد. این مرحله نیازمند هماهنگی با سایر ماشین آلات در محل است.
• شروع عملیات بارگیری با کنترل های هیدرولیک: اپراتور دستگاه از طریق اهرم ها و کنترل های هیدرولیک، شروع به جمع آوری مواد معدنی و ریختن آن ها در ماشین های حمل (مانند دامپتراک) می کند. دقت در زاویه باکت و محل ریختن مواد بسیار مهم است. عملیات باید با کم ترین ریزش و اتلاف انجام گیرد.
• بررسی وزن بار و رعایت ظرفیت مجاز: در حین بارگیری، وزن مواد توسط سنسور ها یا باسکول های دیجیتال بررسی می گردند تا از بارگیری بیش از حد یا کمتر از ظرفیت جلوگیری به عمل آید. این کار به حفظ سلامت ماشین آلات کمک می کند. رعایت ظرفیت، امنیت و بهره وری عملیات را تضمین می کند.
• حرکت ماشین بارشده به سمت تخلیه: پس از اتمام بارگیری، دامپتراک یا سایر ماشین های حمل، با رعایت سرعت مجاز به سمت محل تخلیه (سنگ شکن، سیلو یا انبار) حرکت می کنند. مسیر باید از نظر ایمنی بررسی شده باشد. معمولاً این بخش با نظارت ترافیکی یا GPS کنترل می گردند.

پیشنهاد هلدینگ تیمسکو برای مشاهده بیشتر: لیست پیمانکاران معادن

نکاتی برای افزایش بهره وری در بارگیری

1. انتخاب درست ماشین آلات برای نوع ماده معدنی

انتخاب ماشین مناسب برای بارگیری بستگی به نوع ماده معدنی (نرم یا سخت)، حجم استخراج، شرایط زمین و نوع معدن دارد. به عنوان مثال، در معادن سنگ سخت، استفاده از شاول هیدرولیک یا بیل مکانیکی سنگین توصیه می گردد، در حالی که در معادن با مواد سبک تر، لودرهای چرخ لاستیکی کافی هستند. عدم انتخاب صحیح ماشین آلات منجر به کاهش راندمان، افزایش هزینه سوخت و استهلاک قطعات می گردد.

همچنین ماشین آلات سبک در محیط های سنگین زودتر فرسوده می شوند. در صورتی که ظرفیت ماشین آلات با حجم بار هماهنگ نباشد، تعداد دفعات بارگیری افزایش می یابد و بهره وری کاهش پیدا می کند. بنابراین ارزیابی دقیق شرایط معدن و مقایسه مدل های مختلف پیش از انتخاب، یک گام کلیدی است.

2. هماهنگی دقیق بین بارگیری و حمل

یکپارچه بودن تیم بارگیری و حمل نقش مهمی در کاهش زمان توقف و افزایش نرخ تولید دارد. اگر بارگیری سریع انجام گیرد ولی حمل و نقل تأخیر داشته باشد، صف کامیون ها تشکیل شده و کار متوقف می شود. به همین ترتیب، در صورت نبود ماشین بارگیری، کامیون ها بدون استفاده باقی می مانند.

زمان بندی ورود و خروج کامیون ها، هماهنگی رادیویی بین اپراتورها و استفاده از سیستم های مدیریت ناوگان دیجیتال مانند GPS یا RFID می تواند این مشکل را حل کند. حتی در معادن کوچک، وجود یک ناظر عملیاتی فعال در محل می تواند باعث روان تر شدن چرخه حمل و نقل گردد. هر دقیقه توقف، ضرر مالی به همراه دارد.

3. آموزش مستمر اوپراتور ها

اپراتورهای حرفه ای و آموزش دیده تأثیر مستقیمی بر سرعت، دقت و ایمنی بارگیری دارند. افرادی که آموزش های بروز در زمینه کنترل های پیشرفته، نحوه استفاده بهینه از سیستم های هیدرولیک و مدیریت مصرف سوخت را دیده‌اند، عملکرد بسیار بهتری دارند. آموزش همچنین از بروز سوانح و اشتباهات انسانی جلوگیری می کند. باید جلسات ماهانه برای بازآموزی نکات کلیدی برگزار گردد. استفاده از شبیه سازها یا مانیتورهای آموزشی می تواند کیفیت این آموزش ها را بالاتر ببرد. در صورت عدم آموزش، ماشین آلات آسیب دیده و هزینه تعمیرات افزایش می یابد.

4. بررسی روزانه وضعیت فنی ماشین آلات

پیش از شروع شیفت کاری، یک چک لیست فنی از سلامت کلی ماشین آلات تهیه گردد. مواردی مثل سطح روغن، فشار هیدرولیک، سلامت باکت یا چرخ ها باید به صورت روزانه بررسی شوند. عدم توجه به این مسائل ممکن است در حین بارگیری باعث توقف های ناگهانی یا خرابی جدی شود. همچنین بازدید فنی باعث افزایش عمر مفید دستگاه و کاهش هزینه های تعمیرات می گردد. ثبت گزارش های روزانه در دفتر نگهداری و تعمیرات می تواند به پیشگیری از مشکلات بزرگ تر کمک کند. این کار نیاز به هماهنگی بین اپراتور، واحد تعمیرات و ناظر عملیات دارد.

5.  استفاده از تکنولوزی برای پایش عملکرد

با نصب سنسورها، سیستم های کنترل از راه دور و نرم افزار های مدیریت ماشین آلات می توان بهره وری را به صورت لحظه ای پایش کرد. این فناوری ها اطلاعاتی مانند میزان بارگیری، مصرف سوخت، مدت زمان بیکاری ماشین و مسیر حرکت را ثبت می کنند. داده ها در داشبورد مدیریتی نمایش داده می شود تا تحلیل عملکرد انجام گیرد. همچنین این سیستم ها هشدارهای زودهنگام در صورت نقص فنی یا استفاده نادرست صادر می کنند. فناوری های هوشمند به تصمیم گیری سریع تر و دقیق تر کمک می کنند و اتلاف منابع را کاهش می دهند.

کلام آخر

این مقاله توسط تیم تولید محتوای هلدینگ تیمسکو، تهیه و تولید شده است. بارگیری در معادن، فراتر از یک جا به جایی ساده سنگ و خاک است. این فرآیند پیچیده و فنی، نقطه اتصال سه مرحله کلیدی در بهره برداری معدن است: استخراج، حمل و نقل و فرآوری. عملکرد ضعیف در این بخش می تواند تمام زنجیره را دچار اختلال کند. انتخاب صحیح ماشین آلات، رعایت اصول نگهداری، بهره گیری از تکنولوژی های هوشمند، آموزش اپراتورها و هماهنگی دقیق بین ماشین های بارگیری و حمل، عواملی هستند که کیفیت و بازده عملیات را به شدت افزایش می‌دهند.