تفاوت‌های معدنکاری در ایران و جهان

دکتر بهرام شکوری
نایب رئیس انجمن سنگ‌آهن ایران
هرچند معدنکاری در ایران تاریخچه 7 هزار ساله دارد اما با توجه به پیشرفت علوم از زمان تحولات انقلاب صنعتی در اروپا، کشور ایران از نظر علوم معدنکاری در زمره کشورهای نوپا قرار می‌گیرد. در دوران قاجار استخراج معادن شکل دیگری به خود گرفت. در دوران صدارت میرزا تقی خان امیرکبیر، استخراج معادن برای اتباع ایرانی آزاد شد و بهره‌برداری از آن تا پنج سال معاف از مالیات بود.

متعاقب این دستور، اکتشاف و پی‌جویی معادن در ایران رشد چشمگیری یافت. علاوه بر این اقدام، وی با تاسیس دارالفنون از عده‌ای کارشناس و معلم معدن خارجی دعوت کرد و 5 نفر از دانشجویان معدن پس از اتمام دوره تحصیلی، فعالانه در امر پی‌جویی و اکتشاف معادن مشغول به فعالیت شدند. پس از بازگشت ناصرالدین شاه از انگلستان درسال 1292 و با اعطای امتیاز به جولیوس رویترز انگلیسی، وضعیت معادن تغییر یافت و هر کمپانی که صاحب معدن بود، باید آن را به قیمت متداول به این کمپانی می‌فروخت که این موضوع با اعتراضات گسترده مردمی روبه‌رو‌ و در نهایت لغو شد. در سال 1298 مخبرالدوله وزیر علوم وقت تعدادی مهندس معدن انتخاب و برای شناسایی معادن به سراسر ایران رهسپار کرد، این اقدام شایان توجه بود و سبب رونق گرفتن معادن و معدنکاری شد و متعاقبا از سال 1303 معادن غالبا به اجاره اشخاص درآمد و فعالیت مردمی بر معادن گسترش یافت. در سال 1307 و به درخواست بانک‌شاهی ایران امتیاز بهره‏برداری از تمام معادن به یک کمپانی انگلیسی به نام بانک امتیازات معادن ایران واگذار شد. درسال 1312 با توسعه زندگی شهرنشینی و با نیاز مبرم به سیمان، آهن و همچنین مصالح مورد‌نیاز برای احداث ریل،

ایستگاه و پل‌های راه‌آهن، اولین کارخانه سیمان در جنوب شهر تهران به بهره‌برداری رسید. در اوایل دهه1340 شرکت ملی ذوب آهن ایران تاسیس شد تا کار اکتشاف معادن سنگ‌آهن و تجهیز آنها برای تامین نیاز فولاد کشور را سازماندهی کند. فعالیت‌های اکتشافی این شرکت منجر به اکتشاف معادن چغارت، چادرملو، چاه گز و سه‌چاهون شد. در دهه1350 این فعالیت‌ها گسترش یافت و منجر به اکتشاف معدن گل‌گهر شد. به موازات رشد صنعت فولاد، اکتشاف معادن زغال‌سنگ نیز توسعه یافت. پس از صنعت فولاد، فعالیت صنعت مس با اکتشاف معدن بزرگ مس سرچشمه در دهه 50، در کشور آغاز شد و در سال 1355 شرکت ملی صنایع مس ایران تاسیس و کلیه فعالیت‌های معادن مس کشور به این شرکت اعطا شد. همچنین در سال1351 صنعت آلومینیوم ایران با تاسیس کارخانه ایرالکو در اراک متولد و متعاقب آن کارخانه آلومینیوم المهدی در بندر‌عباس احداث شد که آلومینای مورد نیاز این کارخانه‌ها از معدن جاجرم تامین می‌‌شود. پایه‌های صنعت سرب و روی در عصر جدید با صدور پروانه معدن انگوران در سال1301 گذاشته شده است. اتحادیه سرب و روی انگوران در سال 1332 موفق به کسب پروانه بهره‏برداری از این معدن شد و متعاقب آن در سال‏های بعدی شرکت‌های مختلفی از این معدن بهره‌برداری کرده‏اند.
با این مقدمه در حالت کلی می‌توان معدنکاری هر کشور را با دو فاکتور «علم، تکنولوژی» و «تجهیزات، ماشین‌آلات»، با دیگر کشورها مقایسه کرد. در هر کجا که در این فاکتورها نقصانی وجود داشته باشد باعث رکود و عدم رشد در فعالیت معدنکاری می‌شود.
1- اکتشاف
در مبحث اکتشاف با توجه به مواجه بودن با بسیاری از عدم قطعیت‌ها در بخش معدن، اهمیت بحث اکتشاف به‌عنوان اولین و اساسی‌ترین بخش از عملیات معدنکاری امری غیر‌قابل انکار به نظر می‌رسد. طی 30 سال گذشته تکنیک‌های اکتشافی پیشرفت‌های قابل توجهی داشته است به‌طوری که در بسیاری از موارد دقت دانشمندان در بحث شناسایی عیار، شکل و پراکندگی ذخیره افزایش یافته است. هر چند در سال‌های اخیر دانشمندان ایرانی نسبت به ابراز تمهیدات مناسب برای همگام‌سازی این دانش با معیارهای جهانی اقدام کرده‌اند، اما در بسیاری از موارد محدودیت‌های موجود سبب عقب‌ماندگی ما در این بحث شده است. از این جمله می‌توان به استفاده از تکنولوژی‌های نوین همچون امواج ماهواره‌ای برای انجام تحلیل‌های زمین‌شناسی اشاره کرد که به دلیل محروم بودن کشور ما از داشتن چنین امکانات ماهواره‌ای، تنها راه کسب این اطلاعات خرید اطلاعات از شرکت‌های خارجی است که در بسیاری از موارد برای خرید با محدودیت روبه‌رو‌ هستیم و در برخی موارد نیز این شرکت‌ها حتی از دادن اطلاعات امتناع می‌ورزند.
2- استخراج
در مبحث استخراج در سال‌های اخیر به دلیل محدودیت‌هایی که وجود داشته است امکان خرید بسیاری از ماشین‌آلات معدنکاری روباز مثل دامپ تراک وشاول فراهم نبوده است. در این وضعیت در بسیاری از موارد تدابیری همچون خرید دستگاه‌های دست دوم یا خرید دستگاه‌های با برند نازل به‌عنوان یک راهکار در نظر گرفته شده است. هر چند در بعضی از مقاطع زمانی این تصمیم به‌عنوان یک راهکار برای تعدیل اثرات سوء‌ناشی از تحریم‌ها و سایر محدودیت‌ها درست و حتی ضروری بوده است، اما نمی‌توان تبعات منفی ناشی از این امر را نادیده انگاشت. در نگاه اول افزایش هزینه‌های تولید بدیهی‌ترین پیامد راهکارهای مذکور است، چراکه هزینه تعمیرات، نگهداری و استهلاک ناشی از این ماشین‌آلات نامرغوب به مراتب بیشتر از انواع مناسب آن است. از سوی دیگر در بسیاری از موارد دیده شده که عدم امکان دسترسی به انواع ماشین‌آلات سبب محدود شدن گزینه‌های فنی شده است. به‌طور مثال این مساله سبب نقض برخی از اساسی‌ترین قواعد حمل‌ونقل‌ در معادن روباز شده است. طبق قوانین موجود همان‌طور که در تصویر مشاهده می‌شود در هر سیکل بارگیری 3 تا 4 بار عملیات بارگیری سیستم بارکننده (شاول) باید باکت سیستم حمل‌کننده (دامپ تراک) را پر کند که این موضوع به‌خاطر عدم توزیع مناسب ماشین‌آلات بر اساس حجم و ابعاد میسر نبوده است و به‌صورت کاملا مستقیم در کاهش راندمان تولید موثر است.
در همین راستا می‌توان به محدودیت‌هایی برای خرید دستگاه‌های حفاری با سایز بزرگ اشاره کرد. یکی از موارد ابتدایی و اساسی طراحی معدن و ماشین‌آلات تناسب تولید معدن با قطر چال انفجاری است. در بسیاری از معادن کشور به دلیل محدودیت در خرید دستگاه‌های حفاری سایز بزرگ یا کم‌توجهی در استفاده از دستگاه‌های حفاری با قطر کوچک، بازدهی عملیات استخراج پایین آمده و در نهایت هزینه‌های تولید افزایش یافته است.
در معدنکاری نوین ارتباط سه دستگاه در معادن روباز از اهمیت خاصی برخوردار است و به آن مثلث طلایی ماشین‌آلات اصلی معدن گفته می‌شود که در راس آن سیستم بارگیری و در دو راس دیگر سیستم حفاری و سیستم باربری قرار دارد. ارتباط رئوس این مثلث باهم از لحاظ ظرفیت و حجم در طراحی معدن بسیار مهم است. در معادن کشورهای مطرح معدنی در جهان ارتباط این ماشین‌آلات با دقت خاصی بررسی می‌شود و طراحان و مدیران معادن حساسیت بالایی نسبت به کوچک‌ترین عدم تناسبی در نسبت‌های این مثلث دارند.
امروزه یکی از مسائلی که به‌طور جد در کشورهای مطرح معدنی دنبال می‌شود لزوم استفاده از سیستم‌های هوشمند کنترلی در بحث مونیتورینگ و دیسپاچینگ ماشین‌آلات معدنی است. به‌طوری که در برخی از کشورهای معدنی حرکت به سمت حذف اپراتور از چرخه حمل‌و‌نقل و استخراج مستقیم ماده معدنی است که با این وجود هنوز کار جدی در این مورد در ایران انجام نشده است.
امروزه سیستم‌های حفاری هوشمند مجهز به سیستم ناوبری در معادن سطحی و معادن زیرزمینی موجب افزایش دقت در امر حفاری شده و با توجه به پلان‌های طراحی شده توسط مهندسان معدن، مکان‌های لازم جهت حفاری به‌صورت اتوماتیک شناسایی شده و کوچک‌ترین خطا در پیشروی‌ها پیش نمی‌آید که متاسفانه به‌کارگیری چنین سیستم‌هایی در معادن کشور هنوز میسر نشده است.
درخصوص عملیات انفجار که یکی از مهم‌ترین‌ عملیات در مرحله استخراج است نیز ضعف‌هایی در معادن کشور دیده می‌شود. عدم تناسب خرج ویژه(مواد منفجره مورد نیاز) با معیارهای استاندارد جهانی در برخی از معادن باعث هزینه‌های گزافی در عملیات انفجار معادن شده است. کوچک‌ترین افزایش یا کاهش فاصله بین چاه‌های انفجاری با هم یا با دیواره‌ و ژئومتری چال‌های انفجاری می‌تواند در هزینه‌های انفجار و در نهایت قیمت تمام شده ماده معدنی نقش مستقیمی داشته باشد. الگوهای نوین انفجار و به‌کارگیری مواد منفجره ایمن در معادن کشورهای مطرح معدنی جهان نقش موثری در تولید بهینه داشته و در تولید سعی می‌شود تمام خوراک سیستم بارگیری توسط عملیات انفجاری صورت گیرد که متاسفانه در برخی از معادن کشور فشار زیاد به سیستم بارگیری جهت کندن جبهه کار موجب افزایش استهلاک دستگاه شده و راندمان تولید به شدت کاهش می‌یابد. یکی دیگر از مواردی که در معادن ایران به آن کم توجه می‌شود عدم رعایت قوانین تطبیق ماشین‌آلات با شرایط استخراجی معدن است. به‌طوری که در کشور ما تنها راهکار حمل‌ونقل‌ در معادن روباز استفاده از سیستم تراک و شاول است، در حالی که امروزه در شرکت‌های معتبر معدنکاری کارشناسان به دنبال راهکارهای ثانویه برای کاهش هزینه‌های حمل‌ونقل‌ در معادن روباز هستند. با توجه به استانداردهای جهانی فاصله بهینه سیستم حمل توسط دامپ تراک‌ها نباید از 5کیلومتر تجاوز کند و با افزایش عمق در معدنکاری جلوگیری از این معضل کاری دشوار است، اما روش‌های نوین حمل‌و‌نقل مانند آسانسورهای عظیم الجثه برای حمل تراک‌ها و تغییر در روش حمل مواد مانند استفاده از تسمه نقاله‌ها و نوارهای نقاله می‌تواند تا حد زیادی از این معضل جلوگیری کند. به‌کارگیری ماشین‌آلات عظیم الجثه بارگیری که از سیستم‌های معدنکاری پیوسته استفاده می‌کنند مانند دراگلاین‌ها می‌تواند پروسه تولید را از مرحله بارگیری تا مرحله تخلیه بار در محل دپوها مدیریت کند.
در صورتی که شرایط تحریم‌ها بهبود یابد و استقبال معدنکاران ایرانی به استفاده از این نوع ماشین‌آلات بیشتر شود قطعا می‌توان گفت با ورود ماشین‌آلات مجهز و به روز حتما دانش معدنکاری در کشور از رونق بیشتری برخوردار خواهد شد. به‌طور مثال، در معادن سنگ‌های ساختمانی از سیستم سیم برش الماسه استفاده می‌شد اما با ورود دستگاه‌های کاتینگ زنجیری که نمونه‌هایی از آن هم در معادن سنگ ساختمانی ایران موجود است روش قدیمی و سنتی استخراج سنگ‌های ساختمانی به سیستم نوین برش مجهز شد و در راندمان تولید نیز نقش بسیار مهمی را ایفا کرد.
3- فرآوری
در مبحث فرآوری مواد معدنی تکنولوژی‌های به روز به کمک معدنکاران آمده تا بتوانند مواد معدنی را با دقت بالاتر پرعیار کرده و قابل عرضه در چرخه زنجیره ارزش مواد معدنی نمایند. قطعا در چرخه زنجیره ارزش مواد معدنی شاید بتوان گفت فرآوری برخی از مواد معدنی در کشور حلقه‌ای مفقوده است تا جایی که در بسیاری از موارد سبب عدم استقبال برای استخراج برخی از منابع معدنی شده است. از سوی دیگر بسیاری از مواد معدنی که قابلیت استخراج نداشته را می‌توان با روش‌های فرآوری برجا استحصال کرد. با این روش امروزه کشورهای مطرح معدنی در دنیا به دنبال استخراج ذخایر با احجام کم می‌روند و با کمک روش‌های استخراج نوین مانند Solution Mining کوچک‌ترین و باریک‌ترین ذخایر را نیز استخراج می‌کنند. روش‌های لیچینگ برجا نیز نمونه‌هایی از روش‌های نوین فرآوری است که در کشور ما برای استخراج ثانویه از سنگ‌های مس در چند سال اخیر رونق بسیاری گرفته است.
در ادامه به بررسی عملیات تکمیلی در معادن می‌پردازیم که در چند سال اخیر رشد خوبی داشته و موجب افزایش راندمان در تولید معادن شده است. نمونه‌هایی از این عملیات عبارتند از: نقشه‌برداری، کاربرد ابزار دقیق در معادن و سنجش و مطالعات مکانیک سنگی. یکی از مواردی که همواره به‌طور جدی در بحث معدنکاری مطرح بوده است انجام عملیات نقشه‌برداری برای برداشت‌های احجام، توپوگرافی، پیاده‌سازی نقاط طراحی شده و... در معدن است. امروزه در معادن بزرگ دنیا به منظور فراهم شدن امکان انطباق یک به یک حجم مربوط به طرح استخراج، با حجم تولید شده، از سیستم نقشه‌برداری هوشمند با سرعت عمل بالا استفاده می‌شود. در این راستا می‌توان به استقرار اسکنرهای سه‌بعدی در معادن اشاره کرد. به نحوی که با وجود این سیستم می‌توان به‌صورت لحظه‌ای نسبت به حجم جابه‌جا‌ شده از نقاط مختلف معدن با عیارهای گوناگون و انطباق اطلاعات با طرح‌های موجود، اعم از مدل بلوکی و طرح‌های استخراج، اشراف کامل داشت. به‌کارگیری ابزارهای سنجش دقیق در معادن جهت کنترل پارامترهای ایمنی و مکانیک سنگی نقش مهمی در جلوگیری از بروز خطرات احتمالی مانند ریزش پله در معادن سطحی، ریزش دیواره و سقف در معادن زیرزمینی، نشتی آب در سازه‌های معدنی، کنترل درزه و ترک‌ها و حرکت‌های احتمالی بلوک‌ها و...، نقش مهمی دارد و اکثر معادن بزرگ دنیا به این نوع سیستم‌ها مجهز هستند. در معادن ایران کمتر دیده شده است که به‌طور کامل یک معدن مجهز به سیستم ابزار دقیق بوده و این پارامترها در آن کنترل شود و نتیجه آن ریزش دیواره در معدن سرب و روی انگوران است.
امروزه وابستگی مستقیم عملیات معدنکاری به زیرساخت‌های مربوط به حمل‌و‌نقل اعم از ریل، جاده و بندرگاه‌ها امر بدیهی است، تاثیرگذاری مستقیم هزینه‌های حمل‌و‌نقل مواد معدنی در خارج از محدوده معدن روی قیمت تمام شده محصول بسیار زیاد بوده و حتی به بیش از قیمت ماده معدنی می‌رسد. در کشورهای مطرح معدنکاری در دنیا به این موضوع توجه زیادی شده است، به نحوی که متولیان امور نسبت به احداث و تجهیز زیرساخت‌های مذکور، چه از طریق بخش دولتی و چه از طریق مشارکت بخش خصوصی اقدام کرده‌اند. متاسفانه در کشور به‌رغم تاکیدهایی که تا کنون صورت گرفته هنوز به استانداردهای مورد نظر نرسیده ایم. به‌عنوان مثال، در مبحث احداث خطوط ریلی اگر نسبت طول خطوط ریلی و طول جاده به مساحت کشورهای ترکیه و هند و ایران را با هم مقایسه کنیم می‌بینیم که به ترتیب برای خطوط ریلی این ارقام در ترکیه 5/ 1 درصد، هند2درصد و ایران 7/ 0 درصد و برای طول جاده، ترکیه 48/ 54 درصد، هند 64/ 153 درصد و ایران تنها 19/ 5 درصد است.
مبحث تکمیلی دیگر سیاست‌گذاری و بخش‌های قراردادی است که هر چند در سال‌های اخیر در راستای سیاست خصوصی‌سازی ارگان‌های دولتی اقدام به واگذاری بسیاری از فعالیت‌های معدنی به بخش خصوصی کرده‌اند، اما به نظر می‌رسد سیاست‌های اتخاذ شده در این بخش از کارآمدی لازم برخوردار نیست. یکی از مواردی که در این بحث مطرح می‌شود چگونگی واگذاری عملیات به پیمانکار است، به نظر می‌رسد این سیاست بعضا موجب تقابل بین بخش خصوصی و دولتی از نظر منافع می‌شود. به نحوی که به زبان ساده می‌توان گفت در این وضعیت پیمانکار به دنبال حجم بیشتر است، چراکه همین سیاست یک‌سویه منافع او را تامین می‌کند و از سوی دیگر کارفرما به دنبال تامین خوراک کارخانه است و بیشتر به کیفیت و کمیت ماده دریافتی از بخش خصوصی نظر دارد.

هر چند در این وضعیت ارگان‌های نظارتی نقش کنترل و ایجاد هماهنگی بین کارفرما و پیمانکار و نهایتا رسیدن به یک هدف واحد را دنبال می‌کنند، اما در نهایت به نظر می‌رسد چنین رویکردی در بسیاری از موارد باعث وقفه در انجام کار و تلف شدن وقت و انرژی شده است. از آنجا که عملیات معدنکاری از ابتدا تا انتها یک عملیات واحد است و رسیدن به نتیجه مطلوب تنها در گرو هماهنگی بین مراحل گوناگون معدنکاری است، به نظر می‌رسد واگذار کردن این مبحث به‌طور کلی از اکتشاف تا تحویل ماده معدنی به درب کارخانه نتیجه مطلوب‌تری داشته باشد. در این راستا می‌توان به عملکرد شرکت‌های بزرگ معدنی همچون Rio Tinto و BHP Billiton اشاره کرد. در این شرکت‌ها، عملیات معدن از ابتدا توسط کارشناسان امکان سنجی شده و این فرآیند تا به نتیجه رسیدن طرح ادامه می‌یابد. هر چند رسیدن به این مرحله مستلزم انتقال دانش فنی و فراهم آمدن شرایط حقوقی و قراردادی برای انتقال کلی بخش معدن به شرکت‌های خصوصی است، اما به نظر می‌رسد افزایش بازدهی در بحث معدن با اعمال چنین سیاست‌هایی محقق شود.

آخرین مبحثی که به نظر نگارنده مهم تلقی می‌شود بحث آموزش است. طی سال‌های اخیر در کشور از سوی مسوولان، آموزش در بخش معدن مورد بی‌مهری قرار گرفت تا جایی که موسسه آموزشی و پژوهشی وزارت صنایع و معادن که محلی برای آموزش رایگان معدنی در کشور بود پس از واگذاری به بخش‌ها و ارگان‌های دیگر عملا منحل شده و فقط سازمان نظام مهندسی معدن با اخذ هزینه‌هایی نسبت به برگزاری دوره‌های تخصصی برای متخصصان معدنی اقدام می‌کند. ارتباط ضعیف معادن با دانشگاه‌های کشور و بالعکس و عدم همکاری مستمر در جهت به روز شدن معادن با تکنولوژی‌های معدنی در جهان و نزدیکی جامعه دانشگاهی کشور با عملیات معدنکاری موجب شده تا آموزش به معنای واقعی نتواند نیروهای متخصص فنی را تربیت کند و برخی از معادن کشور از داشتن نیروهای متخصص با دانش بالا نیز بی‌بهره باشند. از سوی دیگر می‌توان به لزوم ایجاد انگیزه و تمایل برای مشارکت سایر رشته‌های دانشگاهی در بحث معدن اشاره کرد. همان‌گونه که می‌دانیم دانش مهندسی معدن به سبب گستردگی از شاخه‌های مختلف علمی بهره جسته است.

در پایان همان‌طور که گفته شد با در نظر گرفتن ذخایر معدنی در کشور، در می‌یابیم پتانسل‌های بالقوه زیادی در ایران وجود دارد. همانگونه که می‌دانیم راهکار برون‌رفت از بسیاری از عقب ماندگی‌ها تلاش مضاعف و همت ملی است. عدم مدیریت صحیح در کشور که همواره عامل بسیاری از مشکلات و معضلات جامعه بوده، جهت نیل به هدف والا باید اصلاح شود، استفاده از دانش کشورهای مطرح در زمینه معدنکاری، تعامل سازنده با آنان به هیچ وجه با منافع ملی در تقابل نیست، بلکه با نگرش مثبت و تعامل سازنده می‌توان کلید عبور از بحران در بحث معدنکاری را به‌دست آورد.