اختيار المعدات حسب صلابة الصخر وقدرته على التآكل

يمثّل اختيار المعدات حسب صلابة الصخر وقدرته على التآكل أول قرار يحدد كلفة امتلاك محطة التكسير. والخاصيتان لا تحل إحداهما محل الأخرى: قد يقاوم الصخر الكسر بشدة ويظل رفيقاً بالفولاذ، وقد ينكسر بسهولة ويستهلك قطع التآكل بوتيرة مقلقة. والاقتران الخاطئ نادراً ما يظهر بصورة نقص في الإنتاج، بل يظهر في فاتورة القطع وفي ساعات التوقف.

خاصيتان يكثر الخلط بينهما

المقاومة هي الإجهاد الذي يتحمله الصخر قبل الانهيار، وتُقاس مخبرياً بمقاومة الانضغاط أحادي المحور. أما قدرة الصخر على التآكل فهي سرعة إحداثه للبِلى في المعدن الملامس، وتعتمد أساساً على التركيب المعدني وفي المقدمة محتوى الكوارتز. والكوارتز يقع عند 7 على مقياس موس وهو أصلب من فولاذ العدّة، لذلك قد يكون حجر رملي يُعدّ ليّناً شديد التآكل إذا كان غنياً بالكوارتز.

في الموقع يُقرأ الفارق هكذا: المقاومة تحدد أي مبدأ تكسير سيُنهي العمل، وقدرة التآكل تحدد أي مبدأ سينهيه باستهلاك مقبول للقطع. ولا تُكتب قائمة المعدات قبل الإجابة على السؤالين معاً.

فئات المقاومة

تستخدم ميكانيكا الصخور تصنيفاً مستقراً لمقاومة الانضغاط أحادي المحور. تختلف الحدود قليلاً بين المراجع، غير أن النطاقات التالية مقبولة على نطاق واسع:

لا يُستنتج سلوك الكتلة الصخرية من مقاومة العينة السليمة وحدها؛ فتباعد الفواصل ودرجة التجوية والتطبق تحكم حجم القطع بعد التفجير، ومن ثم طبيعة التغذية التي ستراها المرحلة الأولية.

كيف تُقاس قدرة التآكل

يسود مؤشران. مؤشر شيرشار يُحسب من عرض أثر البِلى على إبرة فولاذية مقساة تُجرّ على سطح الصخر تحت حمل محدد، ويُقرأ عادة بهذه النطاقات:

والمؤشر الثاني هو مؤشر بوند للتآكل، ويُعطى بالغرامات التي يفقدها مجداف فولاذي قياسي في اختبار الأسطوانة. وعملياً تُقرأ القيمة دون 0.1 على أنها منخفضة، ومن 0.1 إلى 0.4 متوسطة، ومن 0.4 فأعلى مرتفعة. يقع الحجر الجيري عادةً في النطاق الأدنى، والجرانيت والبازلت بين المتوسط والمرتفع، والكوارتزيت في الأعلى. وكلا المؤشرين خاص بالعينة: الاسم الصخري نفسه يعطي قيماً مختلفة بين محجر وآخر.

ضغط أم صدم

تنقسم مبادئ التكسير إلى عائلتين. الكسارات الفكية والمخروطية تكسر المادة بالضغط بين سطحين، والتلامس بطيء ومنضبط. أما الكسارات الصدمية فتكسر المادة بضربها بسرعة عالية، وهو ما يعطي منتجاً مكعباً ونسبة اختزال كبيرة في مرحلة واحدة، لكنه يرفع السرعة النسبية بين المعدن والصخر. ومع تغذية كاشطة ترفع هذه السرعة استهلاك المطارق والبطانات سريعاً.

لهذا السبب تحديداً تُفضَّل الكسارة المخروطية في المرحلتين الثانوية والثالثية عند ارتفاع قدرة التآكل: التلامس الضاغط يفقد معدناً أقل عند الإنتاج نفسه.

اختيار المعدات حسب صلابة الصخر وقدرته على التآكل: البيانات اللازمة

قبل كتابة قائمة المعدات ينبغي أن يضم الملف نتائج مقاومة انضغاط من عينات ممثلة، ومؤشر تآكل، ومحتوى الكوارتز أو الكوارتز المكافئ، والتوزيع المتوقع لحجم القطع بعد التفجير، والرطوبة ونسبة الطين، والمقاسات المستهدفة مع اشتراط الشكل. فالطين والرطوبة يرفعان خطر الانسداد في مراحل الضغط ويغيّران تجهيز التغذية. وبناء هذا الملف من عمل هندسة التعدين وهو جوهر طلب العرض المرسل إلى الموردين.

وتأشير مواقع أخذ العينات على مخطط المحجر يؤتي ثماره لاحقاً: فحين يتغير الصخر يمكن تتبع مصدر الانحراف. وبإضافة نمط التفجير وأحجام القطع المرصودة إلى الملف نفسه يُختار مقاس فم التغذية للكسارة الأولية استناداً إلى سجلات لا إلى افتراض.

أسئلة متكررة

هل تكفي عينة واحدة

لا. تتغير المقاومة ومحتوى الكوارتز أفقياً ومع العمق؛ ويُقيَّم متوسط عينات من مناسيب عدة مع أسوأ قيمة مسجلة.

هل الصخر الصلب كاشط دائماً

لا. المقاومة وقدرة التآكل خاصيتان منفصلتان؛ فصخر كربوناتي صلب خالٍ من الكوارتز قد يكون أقل كشطاً بكثير من حجر رملي ليّن غني بالكوارتز.

كيف تُقارن كلفة التآكل أثناء الاختيار

على أساس الطن. لكل بديل يوضع جنباً إلى جنب فاصل التبديل المتوقع ومدة التوقف لكل تبديل، ويُقيَّم فارق سعر الشراء مع هذين الرقمين.