مهندسی معدن

دیباچه: معادن سرشار منیزیم، زغال سنگ،‌ مس و آهن هند یكی از دلایل اصلی سیطره انگلستان بر كشور هند بود. دلیل هجوم مهاجر نشینان فرانسوی، اسپانیایی،‌ پرتغالی و انگلیسی به قاره آمریكا نیز معادن غنی طلا،‌ نقره، الماس، مس و زغال سنگ این قاره بود. سوداگران پرتغالی،‌ هلندی،‌انگلیسی و فرانسوی نیز به عشق تصرف معادن طلا و الماس آفریقا به این قاره روی آوردند و امروزه نیز دانشمندان به امید دست‌یابی به معادن پربار و فلزات نایاب و گرانبهای موجود در فضا پروژه‌های بسیاری را در دست بررسی دارند. اما چرا در گذشته یكی از دغدغه‌های اصلی كشورهای صنعتی،‌ دست‌یابی به معادن غنی كشورهای دیگر بود و چرا امروزه دانشمندان به امید دست یافتن به ذخایر جدید معدنی چشم به فضا دوخته‌اند؟پاسخ این سؤال را باید در صنعت جست. چون برای هر فعالیت صنعتی نیاز به مواد معدنی داریم و به عبارت دیگر مبنای اصلی تولید و توسعه صنعتی، مواد معدنی است. موادی كه كشف و استخراج آنها نیاز به كارشناسانی متخصص دارد و به همین دلیل امروزه در بسیاری از دانشگاه‌ها و مراكز آموزش عالی جهان، رشته‌ای به نام مهندسی معدن وجود دارد. رشته‌ای كه در كشور ما نیز با دو گرایش اكتشاف و استخراج در دانشگاه‌ها و مراكز آموزش عالی ارائه می‌شود.


گرایش‌ اكتشاف‌ معدن‌:

مهندس‌ معدن‌ در گرایش‌ اكتشاف‌ پس‌ از كشف‌ معدن‌، نوع‌ و شكل‌ مواد معدنی‌ را تعیین‌ كرده‌ و به‌ ارزیابی‌ اقتصادی‌، میزان‌ ذخیره‌ و همچنین‌ چگونگی‌ استخراج‌ منابع‌ معدنی‌ می‌پردازد. در این‌ گرایش‌ دانشجویان‌ درباره‌ مكانیك‌ سنگ‌، زمان‌شناسی‌ ساختمانی‌، ژئوفیزیك‌ و زمین‌شناسی‌ معدنی‌ مطالعه‌ می‌كنند.




درس‌های‌ این‌ رشته‌ در طول‌ تحصیل‌ :
دروس‌ مشترك‌ در‌ گرایش‌های‌ مختلف‌ مهندسی‌ معدن :

ریاضی‌، معادلات‌ دیفرانسیل‌، آمار و احتمالات‌ مهندسی‌، برنامه‌نویسی‌ كامپیوتر، فیزیك‌، محاسبات‌ عددی‌، شیمی‌ عمومی‌، نقشه‌كشی‌ صنعتی‌، اجزاء ماشین‌، استاتیك‌، دینامیك‌، مقاومت‌ مصالح‌، مكانیك‌ سیالات،‌ شیمی‌ فیزیك‌، نقشه‌برداری‌ عمومی‌، عملیات‌ نقشه‌برداری‌، زمین‌شناسی‌ عمومی‌، زمین‌شناسی‌ ساختمانی‌، زمین‌شناسی‌ اقتصادی‌، مكانیك‌ سنگ‌، اقتصاد معدنی‌، كانه‌آرایی‌.


دروس‌ تخصصی‌ گرایش‌ اكتشاف‌ معدن :

اصول‌ استخراج‌ معدن‌، برداشت‌ زمین‌شناسی‌، كانی‌شناسی‌ توصیفی‌، سنگ‌شناسی‌ ، كارتوگرافی‌ و كاربرد عكس‌های‌ هوایی‌، كانی‌شناسی‌ نوری‌، مینرالوگرافی‌، زمین‌شناسی‌ ایران‌، تجزیه‌ مواد معدنی‌، ژئوفیزیك‌ اكتشافی‌، حفاری‌ اكتشافی‌، چاه‌پیمایی‌، ژئوشیمی‌ اكتشافی‌، ژئوتكنیك‌، آب‌های‌ زیرزمینی‌، نقشه‌برداری‌ معدنی‌، ارزیابی‌ ذخایر معدنی‌.


گرایش‌ استخراج‌ معدن‌:

گرایش‌ استخراج‌ شامل‌ عملیات‌ حفاری‌ و آتشباری‌ به‌ منظور خردكردن‌ سنگ‌، بارگیری‌ و باربری‌ و در اغلب‌ اوقات‌ سنگ‌شكنی‌ به‌ منظور رساندن‌ ابعاد "كان‌سنگ‌" به‌ اندازه‌ مناسب‌ است‌. این‌ عملیات‌ می‌تواند در معادن‌ روباز، زیرزمینی‌ و در موارد محدودی‌ در دریا انجام‌ گیرد
.
دروس‌ تخصصی‌ گرایش‌ استخراج‌ معدن‌:

مبانی‌ مهندسی‌ برق‌، ماشین‌های‌ حرارتی‌، كانی‌شناسی‌، سنگ‌شناسی‌، برداشت‌ زمین‌شناسی‌، كارتوگرافی‌ و فتوژئولوژی‌، اصول‌ اكتشاف‌ و ارزیابی‌ ذخایر، بازدید معدن‌، چالزنی‌ و آتشباری‌، حفره‌ چاه‌ و تونل‌، ترابری‌ در معادن‌، نگهداری‌ در معادن‌، تهویه‌ در معادن‌، روش‌های‌ استخراج‌ روباز، روش‌های‌ استخراج‌ زیرزمینی‌، نقشه‌برداری‌ معدنی‌، آبكشی‌ در معادن‌، كانه‌آرایی‌، خدمات‌ فنی‌ در معادن‌، اصول‌ طراحی‌ معادن‌.


توانایی‌های‌ لازم‌ :

چون‌ بخشی‌ از كار مهندسی‌ معدن‌ مانند نقشه‌برداری‌ در زیرِزمین‌ انجام‌ می‌شود، دانشجوی‌ این‌ رشته‌ باید از نظر جسمی‌ توانایی‌ خوبی‌ داشته‌ و قدرت‌ كار در معدن‌ را كه‌ بیشتر در خارج‌ از شهر و گاه‌ در نقاط‌ دور افتاده‌ قرار دارد، داشته‌ باشد. به‌ همین‌ دلیل‌ بیشتر دانشجویان‌ دختر این‌ رشته‌ ـ به‌ غیر از تعداد معدودی‌ از آنها كه‌ در آزمایشگاه‌ها و مراكز طراحی‌ معدن‌ فعالیت‌ می‌كنند ـ با مشكلات‌ كاری‌ روبرو می‌شوند. گفتنی‌ است‌ ریاضی‌ در این‌ رشته‌ از اهمیت‌ زیادی‌ برخوردار است‌ زیرا بدون‌ استفاده‌ از مدل‌های‌ ریاضی،‌ محاسبات‌ استخراج‌ و اكتشاف‌ معدن‌ را نمی‌توان‌ انجام‌ داد.




موقعیت‌ شغلی‌ در ایران :

در حال‌ حاضر ما در بخش‌ معدن‌ بطور متوسط‌ دارای‌ رشد 6/5 درصدی‌ هستیم‌ كه‌ باید در این‌ زمینه‌ به‌ رشد 15 درصدی‌ برسیم‌ و برای‌ رسیدن‌ به‌ این‌ رشد به‌ كارشناسان‌ تكنولوژی‌آفرین‌ بخصوص‌ در زمینه‌ فرآوری‌ نیاز مبرم‌ داریم‌. چرا كه‌ راه‌ یافتن‌ به‌ بازارهای‌ جهانی‌ تنها از طریق‌ كنترل‌ كیفیت‌ و استاندارد كردن‌ محصولات‌ معدنی‌ مقدور خواهد بود. امروزه‌ ما نیازمند فارغ‌التحصیلان‌ علاقه‌مند و خلاق‌ مهندسی‌ معدن‌ هستیم‌ تا بتوانیم‌ بدون‌ وابستگی‌ به‌ كارشناسان‌ خارجی،‌ شاهد رونق‌ و افزایش‌ صادرات‌ این‌ بخش‌ باشیم‌. فارغ‌التحصیلان‌ این‌ رشته‌ علاوه‌ بر وزارت‌ معادن‌ و فلزات‌ می‌توانند در وزارت‌ نفت‌ در زمینه‌ حفاری‌، وزارت‌ نیرو در زمینه‌ آب‌های‌ زیرزمینی‌، كارگاه‌های‌ وزارت‌ راه‌ و ترابری‌ برای‌ حفاری‌ راه‌ها و تونل‌ها، شركت‌ مترو و سازمان‌ انرژی‌ اتمی‌ مشغول‌ به‌ كار شوند.

توانايي‌هاي جسمي،علمي،رواني مورد نياز و قابل توصيه
وقتي صحبت از مهندسي معدن و علوم مرتبط با آن مي‌شود،بسياري از ما به ياد علم زمين شناسي مي‌افتيم و براستي نيز زمين شناسي ارتباطي تنگاتنگ با مهندسي معدن دارد و دانشجوي اين رشته بايد به زمين،مباحث زمين شناسي و بررسي ‌هاي داخل زمين علاقمند باشد.
اما چرا با وجود اهميت درسي زمين شناسي در اين رشته،مهندسي معدن جزو رشته‌هاي گروه آزمايشي علوم رياضي است؟
دركار معدن ما با حجم وسيعي از اطلاعات روبه‌رو هستيم مثلاً نقشة زميني به مساحت 1300 كيلومتر مربع را در اختيار ما قرار مي‌دهند تا در آن به دنبال معدن بگرديم. حال اگر براي يافتن معدن وجب به وجب اين زمين را بگرديم كار‌بيهوده‌اي انجام داده‌ايم بلكه بايد قسمت‌هاي پرپتانسيل زمين را انتخاب نموده و براي مثال از 1300 كيلومتر موجود حدود 100 كيلومتر يعني 5 يا 10 درصد مساحت كل را انتخاب كرده و در اين مقدار به دنبال معدن بگرديم و چنين كاري تنها با استفاده از رياضيات امكان پذير است.
از فاكتورهاي مهم در موفقيت يك عمليات انفجاري،خرد شدگي مناسب است چرا كه اگر قطعات خرد شده حاصل از انفجار به دقت پيش‌بيني گردد،عمليات متعاقب استخراج به خوبي طراحي شده و هزينه كلي معدن در يك سطح مينيمم نگاه داشته مي‌شود كه اين كار به‌ياري مدل‌هاي رياضي امكان پذير است.يعني به ياري مدل‌هاي رياضي مي‌توان ابعاد قطعات خرد شده را پيش‌بيني نمود و در كل به يكطرح انفجاري بهينه دست يافت.
چون بخشي از كار مهندسي معدن مانند نقشه برداري در زير زمين انجام مي‌شود دانشجوي اين رشته بايد از نظر جسمي توانايي خوبي داشته و قدرت كار در معدن را كه بيشتر در خارج از شهر وگاه در نقاط دور افتاده قرار دارد،داشته باشد.به همين دليل بيشتر دانشجويان دختر اين رشته با مشكلات كاري روبه‌رو
مي‌شوند به غير از تعداد محدودي از آنها كه در آزمايشگاه‌ها و مراكز طراحي معدن فعاليت مي‌كنند.

گرايش‌هاي مقطع کارشناسي
رشته مهندسي معدن داراي دو گرايش اكتشاف و استخراج معدن است كه دانشجويان اكتشاف دربارة مكانيك سنگ،زمين شناسي ساختماني، ژئوفيزيك (اكتشاف زمين از طريق فيزيك) و زمين شناسي معدني مطالعه مي‌كنند و دانشجويان استخراج در زمينه‌هايي مانند حفاري ، آتشباري، نگهداري، ترابري و اصول طراحي معدن و فراورده‌هاي مواد معدني آموزش مي‌بينند.رشته هاي مشابه و نزديک به اين رشته گرايش اکتشاف با رشته زمين شناسي و گرايش استخراج با رشته عمران ، متالوژي و شيمي معدني ارتباط نزديکي دارد .

آينده شغلي و بازار كار
آيا مي‌دانيد كه ايران دومين توليد كننده سنگ ساختماني و نما و سومين توليد كننده گچ در جهان است؟
آيا مي‌دانيد كه رگه‌هاي مس مانند كمربند سبزي از شمال تا جنوب كشورمان كشيده شده است؟
وآيا مي‌دانيد كه با وجود بيش از 2250 معدن فعال درسطح كشور،ما اطلاعات بسيار ناچيزي از منابع زير زميني كشورمان داريم؟
اين‌همه بيانگر منابع غني معدني كشور‌مان است واين كه بايد براي بخش معدن به عنوان مبناي اصلي توسعه بخش‌هاي اقتصادي واجتماعي كشور،اهميت بيشتري قائل شد تا بتوان به ياري اين بخش قدم‌هاي مؤثري در جهت خودكفايي كشور و رهايي از اتكاء به درآمد نفت برداشت.
و البته براي توسعه وپيشرفت اين بخش حضور كارشناسان و متخصصان مهندسي معدن يك ضرورت انكار ناپذير است.
در حال حاضر ما به كارشناسان تكنولوژي آفرين به خصوص در زمينه فرآوري نياز مبرم داريم.چرا كه راه يافتن به بازار‌هاي جهاني تنها از طريق كنترل كيفيت و
استاندارد كردن محصولات معدني مقدور خواهد بود.يكي از عوامل توسعه نيافتگي بخش معدن كشور مسائل مربوط به اكتشاف صنعتي استچرا كه ما در خصوص اكتشافات معدني تازه در شروع كار هستيم و آن چه? انجام شده در مقابل كار‌هاي باقي‌مانده جزء كوچكي را تشكيل مي‌دهد.همچنين در كشور
ما هنوز مواد معدني اولويت‌دار از نظر اكتشافي مشخص نشده? و هنوز ترسيم درست و روشني از وضعيت زمين شناسي و اقتصادي كشور موجود نيست و اطلاعات و آمار مربوط به ذخاير قطعي كشور ناقص و مبهم است و وضعيت معادن متروكه نيز نا مشخص مي‌باشد. در كل مي‌توان نتيجه گرفت كه امروزه ما نياز‌مند فارغ التحصيلان علاقمند و خلاق مهندسي معدن هستيم تا بتوانيم بدون وابستگي به كارشناسان خارجي شاهد رونق و افزايش صادرات اين بخش باشيم.البته در حاضر نيز بخش معدن يكي از بخش‌هاي فعال و پوياي كشور است. علاوه بر وزارت معادن و فلزات فارغ التحصيلان اين رشته مي‌توانند در وزارت نفت در زمينه حفاري ، وزارت نيرو در زمينه آب‌هاي زيرزميني ، كارگاه‌هاي وزارت راه‌ و ترابري براي حفاري راه‌ها وتونل‌ها،شركت مترو و سازمان انرژي
اتمي مشغول به كار شوند.

دروس پايه براي مهندسي معدن در دو گرايش
اکتشاف و استخراج معدن
رياضي 1و2
معادلات ديفرانسيل
آمار و احتمالات مهندسي
برنامه نويسي کامپيوتر
فيزيک 1و2و3
آزمايشگاه فيزيک 1و2
محاسبات عددي
شيمي عمومي
آزمايشگاه شيمي عمومي دروس مشترک براي کارشناسي مهندسي معدن در دو گرايش اکتشاف و استخراج معدن
نقشه کشي صنعتي
اجزاء ماشين
استاتيک
ديناميک
مقاومت مصالح
مکانيک سيالات
شيمي فيزيک
نقشه برداري عمومي
عمليات نقشه برداري
زمين شناسي عمومي
بازديد زمين شناسي عمومي
زمين شناسي ساختماني
زمين شناسي اقتصادي
مکانيک سنگ
اقتصاد معدني
کانه آرايي

استخراج معدن
مطالعه اين بخش براي دانش آموزاني که در شهرها و در کوچه پس کوچه هاي شهرهاي بزرگ فقط ساختمان ديده اند و بس و در دوره دبيرستان شايد براي يکبارهم به در ورودي يک معدن برده نشده اند بسيار عجيب است. نمي توان آنچه را يک معدنچي لمس کرده براي شما به خوبي بيان کرد گرچه همه گرايش هاي معدن منجر به کار در داخل تونل هاي تاريک و طولاني معادن نمي شود ولي به هر حال سعي داريم تا پايان کار بعضي از رشته ها را براي شما بيان کنيم.
خيلي مهم است که شما چه نگاهي به اين رشته داريد و چگونه اين آمادگي را در خود ايجاد کرده ايد که رشته معدن را انتخاب مي کنيد ولي به هر حال بسياري از مديران کشور ما موفقيت خود را پس ذخائر عظيم و معادن غني کشور ما کسب کرده اند. استخراج کاني ها از معادن و تبديل آنها به فلزات يا مواد ارزشمندديگر و استفاده از آنها در داخل يا خارج کشور تمامي فرايند اين بخش بزرگ اقتصادي است. نمونه برداري هاي سطحي و نقشه هاي ماهواره اي در تشخيص ذخاير معادن و يا شناسائي معادن نقش اساسي ايفا مي کنند. مهندسي معدن با رشته هازمين شناسي شيمي، جغرافيا ارتباط نزديک دارد و دانش آمزي که اين رشته را انتخاب مي کند بايد در دروس فيزيک و رياضي پايه قوي داشته باشد.در رشته مهندسي معدن، به دليل غني بودن خاك كشور از مواد معدني، زمينه‌هاي مختلف كاري، به خصوص در مناطق خارج از شهر، فراهم است. در اين رشته مهندسانهر دو گرايش با همكاري يكديگر مي‌توانند موفق باشند. مثلاً براي استفاده از يك معدن مس، ابتدا مهندسين اكتشاف با تهيه نقشه و انواع نمونه از خاك و جنس سنگ منطقه، به تعيين دقيق محل معدن مي‌پردازند. ضمناً مهندسين اكتشاف، بررسيهاي لازم را در زمينه‌هايي همچون اقتصادي بودن بهره برداري از معدن و.. . انجام مي‌هند.
سپس مهندسين استخراج با استفاده از فنون آتشباري و حفاري، اقدام به حفر تونل‌هاي زير زميني و استخراج مواد به روشهاي مختلف مي نمايند. البته درمواردي ممكن است فقط نياز به استخراج مواد از معادن روباز باشد. با پيشرفتهاي علم مهندسي معدن مي‌توان با استفاده از نقشه‌هاي ماهواره‌اي و
نمونه برداري هاي سطحي، پي به وجود معادن و ذخاير موجود در اعماق زمين برد و نسبت به استخراج آنها اقدام كرد.