پایان نامه کارشناسی ارشد معدن و زمین شناسی با عنوان

طراحی و بررسی فنی و اقتصادی معدن سنگ فسفات شمشك (جیرود)

 
مقدمه :
گزارش حاضر بر پایه اطلاعات موجود در گروه كارخانجات مهمات سازی صنایع دفاع)صنایع شیمیایی شهید زین الدین پارچین)به منظور طراحی وبررسی فنی واقتصادی معدن سنگ فسفات شمشك (جیرود) واقع در 45 كیلومتری شمال تهران تهیه شده است.با توجه به موقعیت جغرافیایی و میزان اكتشاف انجام شده توسط طرح فسفات ایران، بخش شرقی بلوك A مورد توجه قرار گرفته است. در محدوده این بلوك كه حدود 500 تا 700 متر گسترش دارد سنگ فسفات دارای عیار بالاتر از 20 درصد P205 می‌باشد كه برای تهیه عنصر فسفر (P) از طریق كوره قوس الكتریكی كاربرد دارد. بخش غربی بلوك A كه در غرب گسل بزرگ جیرود قرار گرفته از نقطه نظر عیار P205 فقیر و ضخامت لایه نسبتا كم می‌باشد كه در حال حاضر به دلائل اقتصادی كنار گذارده شده است. چنانچه در آتیه با اجرای مطالعات اكتشافی و حفر چاه عمق كه در برنامه‌های طرح فسفات قرار دارد، از نظر مشخصات فنی مناسب تشخیص داده شد در طرح های آتی مورد توجه قرار خواهد گرفت. 
 
اقدام باین امر در مذاكرات با كارفرما مطرح شده و چون ذخائر قابل بهره‌برداری بلوك انتخابی كافی برای بهره‌برداری در برنامه‌های میان مدت و بلند مدت (یك عمر 19 تا 20 سال) بوده است لذا موافقت شد بدوا مطالعات امكانپذیری مقدماتی صورت گرفته و چنانچه اقتصادی بودن طرح تایید گردید، بررسی های تفصیلی آغاز شده و طرح كامل اجرائی استخراج تهیه و ارائه گردد.با توجه به ساختمان لایه و نحو استقرار آن در سطح زمین ذخائر قابل بهره‌برداری افق های 2350+ متر از طریق تونل و ذخائر واقع در زیر دره جیرود (2350-متر ) وسیله سطح شیب دار 16 درجه مورد استخراج قرار خواهد گرفت.
 
طراحی كانسار با توجه به سطح تخصص و مكانیزاسیون موجود در كشور صورت گرفته و حتی‌الامكان سعی شده است تا از تجهیزات داخلی استفاده شود. ناچارا بخش كوچكی از ماشین آلات مورد نیاز مانند لودر تونلی، لیكوموتیو دیزلی، ریل وتر اورس، و انتیلاتور و لوله‌های تهویه مربوطه با خروج ارز از خارج كشور خریداری خواهد شد. [1]با توجه به ذخیره افقی بهره‌برداری، اختلاف ارتفاع عمومی 2 طبقه استخراجی 50 تا 60 متر در نظر گرفته شده و ظرفیت تولید مورد نظر از یك كارگاه استخراجی و یا حداكثر از دو كارگاه تامین خواهد شد.ظرفیت تولید پیش‌بینی شده در طرح سالانه 40000 تن سنگ فسفات خام با عیار بیش از 20 درصد P205 خواهد بود. 
 
 
 
کلمات کلیدی:

اكتشاف فسفات

عملیات اكتشافی

محاسبه اقتصادی و  استهلاک معدن

معدن سنگ فسفات شمشك (جیرود)

زمین شناسی،چینه شناسی و تكتونیك

 
 
 
گزارش حاضر بر پایه بررسی ها و مطالعات زیر صورت گرفته است: 
- مطالعه گزارش های اكتشاف نیمه تفصیلی و گزارش دومین مرحله اكتشافات زیر سطحی كانسار و كلیه نقشه‌های توپوگرافی، زمین شناسی و مدارك علمی و فنی موجود. 
- بررسی وضعیت ماده معدنی فسفات در ایران از نظر ذخائر عیار، تولید و مصرف 
- كسب اطلاعات جامع از معدن و منطقه، از نظر جغرافیایی، راه های ارتباطی، آب و هوا و امكانات زیست و مسائل دیگر 
- بازدید از منطقه و كانسار 
- بررسی مشخصه لیتولوژی طبقات و مقاومت لایه و كمر بالاتر و كمر پائین ماده معدنی فسفات 
- تعیین دقیق ابعاد كانسار و محاسبه میزان ذخیره زمین شناسی و ذخائر قابل بهره‌برداری با توجه به حریم‌های ایمنی و ستون های حفاظتی 
- بررسی تغییرات كمی و كیفی كانه در جهات مختلف گسترش كانسار و چگونگی اختلاط آنها در جبهه كارهای استخراج بمنظور تهیه یك محصول یكنواخت 
- بررسی گزینه‌های مختلف بمنظور بازكردن و آماده سازی معدن و انتخاب مناسبترین واریانت برای بازكردن معدن در بخش زیردره جیرود (افقهای 2350-متر) 
- انجام مطالعات توجیهی و برآورد ذخیره قابل استخراج، عمر افق های مختلف با توجه به ظرفیت تولید مورد نظر
- تعیین متدهای استخراج و آماده سازی و تهیه نقشه‌های اجرائی كارهائی استخراج 
- تشریح روش چالزنی و آتشكاری، مقدار و كیفیت مواد منفجره مورد مصرف 
- بلوك بندی لایه فسفات در محدوده انتخابی و تهیه نقشه‌های لازم 
- تهیه نقشه مقاطع تونلی و نقشه‌های اجرائی دو راهی و پرت گاهها 
- تنظیم برنامه زمانبندی استخراج از بلوك ها 
- بررسی واریانت‌های مختلف باربری و انتخاب بهترین نوع باربری از نقطه نظر اقتصادی و ایمنی 
- بررسی روش تهویه و انتخاب مناسبترین روش تا محاسبه حداقل و حداكثر مورد نیاز و تهیه نقشه‌های مربوط 
- تعیین مشخصات و انتیلاتور جهت تهویه كارگاه های استخراج و سینه كارهای پیشرو 
- سیستم ارتباطات و مخابرات و سیستم سوخت رسانی 
- تعیین مشخصات تجهیزات شبكه‌ انتقال هوای فشرده و تهیه نقشه‌های شبكه انتقال هوا برای حداكثر مصرف و حداكثر افت . 
- بررسی تامین نیروی برق، ساعات كار، ایام كار در سال و ارزیابی روش های تامین نیرو
- روش آبكشی از داخل معدن و تعیین ساختمان و تاسیسات مورد نیاز 
- بررسی مكان های مناسب برای استقرار تاسیسات سطحی با توجه به مورفولوژی ناحیه 
- تعیین ساختمان های صنعتی و نیمه صنعتی، اداری، رفاهی و تعداد و ساخت آنها 
- بررسی و تعیین میزان و كیفیت آب مورد نیاز در تجهیزات و مخازن 
- بررسی راه های دسترسی به افقهای مختلف و تونل ها و كارگاه های استخراج 
- تعیین ماشین‌آلات و تجهیزات لازم، تعداد و مشخصات فنی آنها 
- بررسی نیروی انسانی، تعداد، روزهای كار مفید در سال، در ماده و هفته و پست های كاری در روز و ساعت كار در یك پست، تفكیك نیروی مورد نیاز برای قسمت های مختلف داخل معدن و خدمات جنبی خارج معدن 
- محاسبه سرمایه‌گذاری به تفكیك برای برنامه‌های میان مدت ارزی و ریالی در مراحل مختلف كارهای معدنی 
- محاسبه سرمایه گذاری برای باز كردن معدن 
- محاسبه عملیات اكتشافی و پیش بینی هزینه عملیات انجام شده 
- ارائه برنامه زمانبندی اجرائی طرح 
- محاسبه هزینه‌های  تولید به تفكیك برای یك تن ماده معدنی خام در سر معدن جزء به جزء 
- تعیین قیمت فروش و سودآوری یك تن فسفات خام با احتساب مالیات، قیمت پایه یا استفاده از روش D.C.F.R.O.R
- تجزیه و تحلیل اقتصادی طرح در نقطه سر به سر تولید 
- طرح تاسیس كوره ذوب الكتریكی و تهیه عنصر فسفر (P) 
- بررسی های اقتصادی و محاسبه قیمت تمام شده (P) با احتساب میزان سرمایه‌گذاری و هزینه‌های تولید اعم از معدن و كارخانه ذوب 
- تعیین قیمت فروش یك تن عنصر فسفر (P) با استفاده از جدول اقتصادی D.C.F و تعیین نقطه سر به سر تولید و تجزیه و تحلیل نرخ بازگشت سرمایه و زمان بازگشت سرمایه (R.O.R)  [1]
 
 
 
فهرست مطالب
 
فصل اول: كلیات
1- كلیات 2
1-1- مقدمه 2
1-2-  فهرست كارهای انجام شده 4

1-3- تاریخچه اكتشاف فسفات در منطقه شمشك در بند سر 9

1-3-1- مقدمه 9
1-3-2- موقعیت جغرافیائی، آب و هوا، راههای دسترسی و امكانات  زیست و مسائل زیست محیطی 10

1-3-3- تاریخچه اكتشاف كانسار 14

1-4- لزوم مطالعات امكانپذیری مقدماتی و تفصیلی كانسار 19
1-4-1- مطالعات امكانپذیری مقدماتی Prefeasibility – Studi 19
1-4-2- مطالعات امكانپذیری تفصیلی Feasibility – Studi 20
1-5- محاسبات فنی اقتصادی طرح بهره‌برداری از معدن سنگ فسفات شمشك 21
1-5-1- مبانی طراحی و تنظیم برنامه تولید در معدن 22
 

فصل دوم: مطالعات زمین‌شناسی كانسار

2- زمین شناسی – چینه شناسی و تكتونیك البرز و منطقه 26
2-1- بررسی جزء به جزء و ارزیابی آخرین اطلاعات داده شده از وضعیت زمین 26
2-1-1- زمین شناسی عمومی‌ناحیه 26
2-1-2- چینه شناسی عمومی‌ناحیه 27
2-1-3- زمین شناسی ساختمانی البرز 39
2-1-4- لیتولوژی سازند جیرود در ناحیه البرز 41
2-1-5- جغرافیای دیرینه دونین بالائی در ناحیه البرز 44
2-1-6- تشریح زمین شناسی عمومی محدوده مورد مطالعه 45
2-1-7- تشریح لیتواستراتیگرافی محدوده 46
2-1-7-1- سازند لالون 47
2-1-7-2- كوارتزیت سفید بالائی (FTQ) 47
2-1-7-3- سازند میلا 48
2-1-7-4- سازند جیرود (Dg) 48
2-1-7-5- سازند درود Pd 51
2-1-7-6- رسوبات پرموتریاسیك (P.TRE) 51
2-1-8- تكتونیك ناحیه و محدوده مورد مطالعه 52
2-1-8-1- تكتونیك محدوده مورد مطالعه كه طرح آن تهیه شده است 53
2-1-9- مطالعات سنگ شناسی و كانی شناسی 54
2-1-10- تركیب مشخصه لیتولوژی طبقات و مطالعه مقاومت طبقات در برگیرنده 56
 

فصل سوم: عملیات اكتشافی و معدنی

3- عملیات اكتشافی و معدنی انجام شده 58
3-1- عملیات اكتشافی و معدنی انجام شده در كل منطقه و محدوده طرح 58
3-2- طرح تكمیل اطلاعات معدنی سطحی و عمقی 59
3-3- خلاصه‌ای از مطالعات آب شناسی در محدوده مورد مطالعه 64
3-4- بلوك بندی محدوده مورد مطالعه و محدوده مورد بهره‌برداری 65
3-4-1- محدوده مورد بهره‌برداری 66
3-5- بررسی گسترش طولی و تغییرات ضخامت و شیب در ناحیه و محدوده طرح و تعیین ابعاد كانسار 68
3-6- تهیه نقشه‌های زمین شناسی و توپوگرافی، نقشه مقاطع بمنظور برنامه‌ریزی طرح كلی معدن 75
3-7- بررسی تغییرات كمی و كیفی كانه در جهات مختلف گسترش كانسار و افق‌های آماده سازی و بهره‌برداری و چگونگی اختلاط آنها در جبهه‌كارهای استخراج به منظور تهیه فرآورده یكنواخت 76
 

فصل چهارم: توجیه فنی معدن

4- توجیه فنی معدن 79
4-1- كلیات 79
4-2- ارزیابی ذخائر قابل بهره‌برداری با توجه به حریمهای حفاظتی 80
4-3- روش بازكردن معدن برای استخراج در دوره  ساخت 85
4-3-1- طرح بازكردن معدن و تعیین حجم حفریات اساسی مورد نیاز در برنامه بلند مدت و تشریح گزینه‌های مختلف 87
4-3-2- محاسبه حجم حفریات اساسی باز كردن معدن در محدوده مورد بهره‌برداری 91
4-4- آماده سازی و مشخصات متد استخراج 93
4-4-1- عملیات آماده سازی معدن 93
4-4-2- روش بهره برداری 94
4-5- بررسی و توجیه متدهای مختلف استخراج و انتخاب بهینه 96
4-5-1- مشخصات روش استخراج – روش چالزنی و آتشكاری – سطح لازم جهت خاكبرداری و سیستم انباشت و برداشت 97
4-5-2- زمان بندی بلوكهای استخراجی معدن 102
4-6- مقایسه پیشرویهای مورد نیاز آماده سازی و استخراج بمنظور انتخاب الویت‌ها 106
 

فصل پنجم: بررسی فنی و اقتصادی معدن

5- بررسی  فنی و اقتصادی معدن 112
5-1- تنظیم وارائه رژیم کاربخشهای مختلف معدن وتعداد پرسنل موردنیاز 12
5-1-1- تعداد ایام کارمفید درسال 112
5-1-2- بررسی تعداد پرسنل موردنیازمعدن 112
5-1-3- پرسنل مرحله استخراج 112
5-2 - بررسی فنی اقتصادی 114
5-2-1- جدول سرمایه گذاری كل طرح میان مدت 114
5-2-2- محاسبه قیمت تمام شده یك متر تونل با مقطع 8/4متر مربع 116
5-2-3 - مواد منفجره 116
5-2-4- محاسبه قیمت تمام شده یك متر دویل با مقطع 4/2 متر مربع 117
5-3- تجهیزات وماشین آلاتی كه اضافه خواهد شد 117
5- 4- تشریح مسائل اقتصادی ونیروی انسانی وراندمان 118
5-4-1 بررسی و برآورد تعداد پرسنل مورد نیاز معدن 118
5-4-2- راندمان برحسب مراحل مختلف تولید 119
5-5-  محاسبه قیمت تمام شده استخراج یك تن سنگ فسفات 119
5-5-1- هزینه استخراج یك تن سنگ فسفات 119
5-5-2- هزینه های اداری و سرپرستی در معدن 121
5-6- محاسبه استهلاک معدن 123
5-7- محاسبه جدول اقتصادی با روش DCF در معادن فسفات شمشک 124
5-8- نرخ بازگشت سرمایه 125
منابع 126
ضمائم 127