معدن به دانشگاه تونل می‌زند

نرگس قیصری - گروه معدن: مسئله مهمی که در حوزه فعالیت‌های معدنی وجود دارد اطلاعات و آمار مصالح طبیعی موجود در محدوده‌ای معدنی همچون سنگ و خاک است.

حال با توجه به پیچیدگی‌ها و تنوعی که در کانی‌ها وجود دارد نیازمند تخصص و دانش فنی بوده به گونه‌ای که علوم مختلفی برای آن تعریف شده است که ازجمله مهم‌ترین آنها می‌توان به ژئومکانیک اشاره کرد که بخشی از مبحث مکانیک سنگ است. درواقع این مبحث به خواص و ویژگی‌های درونی سنگ پرداخته و با مشخص کردن ویژگی و نوع کانی به فعالان معدنی کمک بزرگی خواهد کرد. چراکه انجام عملیات اکتشافی براساس نوع ماده معدنی و ذخایر آن تعیین شده و می‌توان میزان هزینه‌ها و تجهیزات و فناوری‌های مورد نیاز را تخمین زد. درحال‌حاضر ایران که از ذخایر معدنی فراوان با تنوع بالایی برخوردار است از دانش فنی و متخصصان در این حوزه بهره می‌برد. با این حال هزینه‌های بالایی که برای انجام آزمایشات اولیه در مکانیک سنگ وجود دارد سبب شده تا برخی از فعالان و سرمایه‌گذاران این حوزه از انجام این کار خودداری کرده و درنهایت به نتیجه موردنظر و مطلوب نرسند و خساراتی را نیز به‌دنبال داشته است.


ژئومکانیک یک اصطلاح علمی است
حسین سالاری‌راد، عضو هیات علمی دانشگاه امیرکبیر درباره مبحث ژئومکانیک و جایگاه آن در بخش فعالیت‌های معدنی به صمت می‌گوید: ژئومکانیک یک اصطلاح علمی است که به تشریح فضای موجود در سنگ می‌پردازد. حال از آنجایی که این مبحث با مکانیک سنگ موازی بوده و همزمان با آن آغاز شده به عنوان یک اصطلاح علمی در مباحث مربوط به مکانیک سنگ مطرح می‌شود.
وی در ادامه گفت: درواقع ژئومکانیک به مکانیک تمام مصالح طبیعی ازجمله سنگ و خاک می‌پردازد و این درحالی است که در مقالات علمی و کاربردهای علوم مختلف برای شناسایی مکانیک مصالح طبیعی ازجمله خاک و سنگ مبحث دیگری به نام ژئومتریال نیز مطرح شده و می‌توان با استفاده از آن به خصوصیات و مکانیک این مواد دست پیدا کرد.
عضو هیات علمی دانشگاه امیرکبیر یادآور شد که دو اصطلاح ژئومکانیک و ژئومتریال از زمانی که مکانیک سنگ با یک نظم و ترتیب مشخص در علوم مهندسی مطرح شد به میان آمده و در بین علوم مهندسی معدن و عمران برای تشریح مقاصد مهندسی و تعیین خواص مواد طبیعی به‌کارگرفته شدند.


تعیین خواص مصالح طبیعی با ژئومکانیک
سالاری راد، به مباحث مطرح شده در ژئومکانیک و کاربرد آن در دیگر مباحث علمی اشاره کرد و گفت: مواردی همچون خواص تغییر شکل‌پذیری و الاستیک، خواص مقاومتی نظیر چسبندگی و... پارامترهایی هستند که در مباحث ژئوتکنیکی که براساس فن‌ها و تکنیک‌های مختلف در آزمایشگاه‌ها یا در محلی که سنگ در آن قرار گرفته اندازه‌گیری شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد. چراکه اطلاعات به‌دست آمده از طریق علوم ژئومکانیک در انجام پروژه‌های مختلف و انتخاب روش‌های مناسب برای انجام آن تاثیر بسزایی داشته و نقش اساسی ایفا می‌کنند.
وی افزود: درواقع تمام کلماتی که با ژئو آغاز می‌شوند اصطلاحات علمی هستند و زمانی که مکانیک سنگ با یک دیسیپلین خاص مطرح شد به این علم اضافه شدند.


جایگاه مکانیک سنگ و ژئومکانیک در علوم دانشگاهی
عضو هیات علمی دانشگاه امیرکبیر به جایگاه ژئومکانیک در فعالیت‌های معدنی که بخشی از مکانیک سنگ است اشاره کرد و گفت: با توجه به ارتباط مداوم فعالیت‌های معدنی با زمین و سنگ و خاک امروزه در دانشگاه‌ها و مراکز علمی مباحثی همچون مکانیک سنگ مطرح بوده و لازم است در کنار مهندسی معدن به ژئومکانیک نیز پرداخته شود. چراکه در گذشته نگاهی که امروزه به علم مکانیک و قوانین آن حاکم است در فعالیت‌های معدنی وجود نداشته و هرگونه حفاری و استخراج براساس تجربیات انجام می‌شده است.


مهندسی عمران، کمک‌کننده مکانیک سنگ و ژئومکانیک
وی به سابقه فعالیت‌های معدنی که به ۴ قرن پیش بازمی‌گردد اشاره کرد و افزود: در گذشته که مهندسی معدن به طرز خاصی مطرح بود در هنگام استخراج در حفر تونل‌ها توجه کافی انجام نمی‌شد که زمینه‌ساز خسارات بوده و ریزش تونل را به دنبال داشته است. اما امروزه با توجه به اینکه پیشرفت‌های بسیاری در حوزه دانش فنی رخ داده است مکانیک سنگ در کنار مهندسی معدن فضای معدنی امنی را چه به‌صورت روباز و چه زیرزمینی به وجود آورده و با اضافه شدن مبحث جدیدی به عنوان مهندسی عمران فضای عمرانی مورد نیاز که ازجمله مهم‌ترین آنها می‌توان به تونل، ترانشه راه، ترانشه ساخت گاه سد و... در مصالح طبیعی اشاره کرد، ایجاد کرده است.
این استاد دانشگاه معتقد است که قرارگرفتن مکانیک سنگ و ژئومکانیک در کنار مهندسی معدن می‌تواند فعالیت‌های مفید در بخش معدن را به همراه داشته باشد. درواقع فضای مناسبی که از طریق داده‌ها و اطلاعات دقیق علمی به‌دست می‌آید می‌تواند صرفه اقتصادی را به دنبال داشته باشد. به این ترتیب که هزینه‌های حفاری، ریسک‌های موجود برای مواردی همچون ازبین رفتن فضای معادن، خسارات جانی و مالی و از کار افتادن ماشین‌آلاتی که در پروژه‌های معدنی مورد استفاده قرار می‌گیرند را کاهش خواهد داد.


توجه نکردن به مباحث مکانیک سنگ
وی اظهار کرد: توجه نکردن به مباحث مکانیک سنگ در معادن باعث به وجود آمدن مشکلات بسیاری شده است. به عنوان مثال در معدن انگوران که یکی از ذخایر مهم سرب و روی ایران به‌شمار می‌آید توجه نکردن به مکانیک سنگ سبب شده تا یکی از دیوارهای این معدن بدون استفاده باقی بماند. حال آنکه حفظ و نگهداری آن هزینه‌های بسیاری را طلب می‌کند و این درحالی است که ذخایر ارزشمندی در این بخش از معدن وجود دارد که دیگر امکان بهره‌برداری آنها وجود ندارد.
سالاری با بیان اینکه فضای معدن همچون سازه یک ساختمان است و باید محاسبات، تحلیل وطراحی خاص خود را داشته باشد گفت: مبحث مکانیک سنگ در پروژه‌های معدنی نیازمند انجام یک سری آزمایش‌هاست و هزینه‌هایی را درپی دارد از این‌رو برخی از کارفرمایان فعال در این حوزه تمایلی به انجام این فرآیند ندارند و همین امر باعث می‌شود تا عملیات شناسایی در محل موردنظر به درستی و تمام انجام نشود و در نتیجه اطلاعات اولیه کامل و دقیق که همان خواص ژئومکانیکی و ساختار محیط است در اختیار سرمایه‌گذاران قرار نگیرد. به همین دلیل سرمایه‌گذار مجبور است برای جلوگیری از اتفاقات و خسارات احتمالی با ضریب اطمینان بالاتری عمل کرده و هزینه بیشتری بری عملیات استخراجی و بهره‌برداری صرف کند.
عضو هیات علمی دانشکاه امیرکبیر درباره تجهیزات و فناوری‌های مورد نیاز در حوزه ژئومکانیک و مکانیک سنگ گفت: درحال‌حاضر امکانات و تجهیزاتی که در ایران مورد استفاده قرار می‌گیرد پاسخگوی پروژه‌های معدنی درحد معمول بوده و آزمایش‌ها در سطح مناسبی انجام می‌شود. اما در برخی موارد همچون خواص ترمیک و رئولوژیک دانش فنی و فناوری‌های روز در اختیار متخصصان این حوزه قرار ندارد. البته باید توجه داشت که متخصصان ایرانی از توانمندی و دانش بالایی برخوردار بوده و در انجام پروژه‌هایی همچون ساخت و حفر تونل فعالیت‌های بسیاری را در دیگر کشورها انجام داده‌اند. از این رو می‌توان با تکیه بر هوش و دانش متخصصان ایرانی زمینه رشدو توسعه آنها را از طریق فراهم کردن شرایط مناسب و تجهیز کردن آنها به فناوری‌های روز دنیا به ارمغان آورد.


چاپ