مطالعه آزمایشگاهی میزان پرتوزایی کانسنگ اورانیوم در حضور پرکننده‌های بتنی هیدرولیکی برای استفاده در معادن زیرزمینی اورانیوم

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری استخراج معدن، دانشگاه صنعتی شاهرود

2 استاد، گروه استخراج، دانشکده معدن، دانشگاه صنعتی شاهرود

3 استادیار، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای

چکیده

برای بازیابی حداکثری ذخایر معدنی زیرزمینی اورانیوم و کاهش میزان اشعه جذبی کارگران معدن، باید تمهیدات ویژه‌ای اندیشیده شود. یکی از این تمهیدات پرکردن کارگاه‌های استخراج شده به ویژه در روش استخراج کندن و پرکردن تونلی با پرکننده‌های بتنی هیدرولیکی است. پرکننده ماده یا موادی است که برای پرکردن فضاهای خالی حاصل از کارگاه‌های معادن زیرزمینی به منظور تامین ایمنی یا انجام عملیات استخراج مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای انجام این تحقیق در مقیاس آزمایشگاهی طرح‌های اختلاط پرکننده بتنی هیدرولیکی با چهار نوع مصالح سنگی باطله  معدن زیرزمینی، باطله معدن روباز، ماسه رودخانه‌ای و ماسه باریتی ساخته شد و نمونه‌های شاخص از هر طرح‌ اختلاط برای آزمایش مقاومت فشاری تک محوری گرفته شد. همچنین نمونه‌های بزرگ مقیاس از پرکننده‌های بتنی هیدرولیکی ساخته شده، در ضخامت‌های مختلف و در مجاورت کانسنگ اورانیوم برای اندازه‌گیری میزان تشعشع ساخته شد. آزمایش‌ها و برداشت‌ها نشان‌دهنده کاهش شدید میزان تشعشع و اشعه جذبی با افزایش ضخامت و وزن مخصوص پرکننده بتنی هیدرولیکی است. نتایج حاصل از آزمایش‌های انجام شده نشان می‌دهد که امکان استفاده از پرکننده‌های مختلف در تامین پایداری کارگاه‌های استخراج وجود دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Lab scale evaluation of Uranium ore radiation using hydraulic concrete fil in underground mines

نویسندگان [English]

  • M.R. Nikgoftar 1
  • M. Ataei 2
  • R. Kakaie 2
  • M.R. Rezvanian Zadeh 3
1 Ph.D Student Mine, Shahrood University Technology, Shahrood
2 Professor, Shahrood University Technology, Shahrood
3 Assistant Professor, Institute of Nuclear Science and Technology, Tehran
چکیده [English]

In order to achieve maximum recovery and minimum absorption level of radiation in underground uranium mines specific measures must be taken. One way to achieve this goal is to employ the backfilling method using hydraulic concrete fills, in particular in the tunnel cut and fill method. The backfill is a material which is used to fill the excavated underground stopes to provide support and safety for the mining operations. In this research various mixes of hydraulic concrete fillers were prepared at the laboratory scale. The underground mine waste rock, open pit waste rock, natural river sand, and barite sand were used as backfilling main ingredients and representative samples of each mix design were prepared for the laboratory tests. Moreover, large scale samples of concrete hydraulic fills were cast at varying thicknesses in in the vicinity of uranium ore to enable examining the radiation level. The test results demonstrate that the use of hydraulic concrete fills can provide safety and stability to mining activities.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Filler thickness
  • Uranium ore
  • Specific gravity
  • Radiation
  • Mixing plan
[1]     عطایی، م.؛ 1386؛"معدنکاری زیرزمینی، چاپ دوم". انتشارات سلسبیل، جلد دوم، ص 361-356.

[2]     Saw, H., Prentice, S., and Villaescusa, E. (2013). “Characterisation of cemented rock fill materials for the Cosmos Nickel Mine, Western Australia”. Canadian Institute of Mining and Metallurgy (CIM) Bulletin, 78(884): 53-58.

[3]     Xiaowei, F., Nong, Zh., Lianyuan, G., Fei, X., and Xigui, Zh. (2015). “Application of a Backfilling Method in Coal Mining toRealise an Ecologically Sensitive “Black Gold” Industry”. Energies, 8: 3628-3639.

[4]     Grice, T. (1998). “Underground Mining Fill Development in Australia”. Proceedings of the 7th   International Mining and Metallurgy, Montreal, Que, 254-265.

[5]     دهقان، س.؛ 1391؛ "تحلیل و مدلسازی عددی رفتار پایه های پرکننده سیمانه در روش استخراج کارگاه و پایه". تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، ص 55-43.

[6]     نیک‌گفتار، م. ر.؛ 1394؛ "طراحی پایه بلوک 7 معدن ساغند". شرکت مهندسی اکتشاف و استخراج کانی‌های نوین پارس، ص 57-65.

[7]     De Souza, E., Archibald, J., and Dirige, A. (2003). “Economics and Perspective of Underground Backfill Practices in Canadian mining”. 105th Annual General Meeting of the Canadian Institute of  Mining ,Metallurgy and Petroleum (CIM), Montreal, 270-286..

[8]     Bronkhorst, Alain, G., and Gregory, D. (2015). “Technical Report”. Cigar Lake Operation, Northern Saskatchewan, Canada, 43-101: 50-160.

[9]     Leslie, D., Alain, G., and Gregory, D., (2016). “Technical Report”. McArthure River Operation, Northern Saskatchewan, Canada, National Instrument, 43-101: 30-130.

[10]  نیک‌گفتار، م. ر.؛ 1391؛ "بررسی فنی و اقتصادی پروژه معادن DRUM در آفریقای جنوبی". شرکت اکتشاف و تامین مواد اولیه صنعت هسته ای ایران، ص 52-11.

[11]  1394؛ "طراحی تفصیلی بلوک 28+27 معدن زیرزمینی ساغند".  شرکت مهندسی اکتشاف و استخراج کانی‌های نوین پارس، ص 69-58.

[12]  نیک‌گفتار، م. ر.؛ 1396؛ "ارائه طرح اختلاط مناسب پرکننده هیدرولیکی بتنی در معادن زیرزمینی اورانیوم". پروپوزال دکتری استخراج معدن، دانشگاه صنعتی شاهرود، ص 86-44.

[13]  مرتضوی، ع.؛ 1391؛ "تحلیل پایداری و طراحی ژئومکانیکی حفریات زیرزمینی اصلی معدن 2 ساغند". شرکت اکتشاف و تامین مواد اولیه صنعت هسته ای ایران، ص 991-671.

[14]  نیک‌گفتار، م.ر.؛ 1397؛ "ارائه طرح اختلاط مناسب پرکننده هیدرولیکی بتنی در معادن زیرزمینی اورانیوم". رساله دکتری استخراج معدن، دانشگاه صنعتی شاهرود، ص 551-68.