مقدمه :

از زماني كه بشر به فكر ساختن مسكني مستحكم بود استخراج سنگهاي ساختماني آغاز شده است لذا تاريخ استفاده بشر از سنگ دقيقاً به تاريخ خلقت او بر مي گردد بشر از سنگ بوجود آمده وكليه عناصر متشكله سنگ را داراست روي سنگ به دنيا آمده و در آن پناه گرفته و از آن براي خود پناهگاه ساخته و وسايل مختلف زندگي خود را از قبيل لوازم زندگي و اسباب شكار ، زارعت ، دفاع ،‌وسايل زينتي و …. از آن تهيه كرده كه آثار باستاني و بقاياي تاريخي موجود گواه اين مدعاست.
به لحاظ اينكه ذخاير معدني يكبار قابل استخراج است ومثل مواد كشاورزي به طور مكرر قابل استفاده نيست بايد در روش بهره برداري يا انتخاب روش استخراج مسئوليت بيشتري حس كرد وتوجه بيشتري به فن معدن كاري و روشهاي استخراج داشت . ذخاير معدني ثروت خدا دادي و هدر دادنش ناشكري است روش استخراج ،‌ نوع و محل (فضاي كارگاه استخراج ) را تعيين و عملاً‌ ابعاد هندسي فضاي لازم را مشخص مي كند كارگاه استخراجي منبع اصلي سود دهي يك معدن بوده و به همين دليل با انتخاب صحيح روش استخراج مي توان اقتصاد معدن كمك كرد . در پاره اي موارد براي سود دهي بيشتر ويا شتاب بخشيدن به توليد مقداري از ماده معدني كه استخراج آن مشكل است به جا گذارده مي شود.
انسان اوليه به دليل عدم دسترسي به مواد منفجره و ماشين آلات استخراجي از بلوك ها و يا قواره هاي طبيعي استفاده مي كرد در زمان هاي بسيار قديم در رم باستان براي جدا كردن قواره هاي تراورتن در معدن تيوپي در نزديكي رم ابتدا با استفاده از چكش در دو يا سه قسمت جانبي سنگ شكاف و يا به عبارت ديگر تراشه هايي با عرض كم ايجاد مي كردند بدين ترتيب بلوك سنگ از پنج سطح آزاد مي شد. براي سهولت در جابه جا كردن بلوك چال هايي موازي در امتداد سطح ششم كه روي سطح زمين قرار داشته حفر مي كردند سپس با استفاده از ضربات پتك چوب هايي استوانه اي شكل كه قطر آنها كمي از قطر چال ها بيشتر بود در داخل چال ها قرار دادند اين چوب ها در اثر رطوبت آبي كه بر روي آنها پاشيده مي شود متورم مي شوند در اثر تنش هاي حاصله بلوك سنگي از سمت قاعده نيز به طور كامل آزاد مي شود.به تدريج با توجه به امكانات موجود اين سيستم تغيير كرد و استفاده از مواد ناريه مانند باروت و آنفو در سالهاي 1600 تا 1650 ميلادي متداول شد در معادني كه براي استخراج از مواد ناريه استفاده مي شود غالباً‌ قسمت اعظم سنگ استخراج شده را سنگ لاشه تشكيل مي داد.سنگهاي بزرگتر نيز معمولاً‌ شكل هندسي نداشته اند ودر اثر امواج ناشي از انفجار ترك هاي مويي متعددي در آنها ايجاد مي شود لذا كيفيت پلاك حاصل به ميزان قابل توجهي كاهش يا فته ودر مواردي نيز تهيه پلاك غير ممكن مي شد ويا اينكه لا اقل پلاك در ابعاد محدودي به دست مي آمد از اين رو با تغيير ميزان مصرف مواد ناريه ،‌ عمق قطر و فاصله چال ها وتغيير نوع مواد ناريه تا حدي شده است بلوك هاي سالم تر و ابعاد بزرگتري به دست آيد در حال حاضر كار استخراج سنگ بر مبناي عدم استفاده از مواد ناريه قرار گرفته است يعني سعي بر آن است كه با به كارگيري ماشين و ابزار آلات شش سطح يك قواره از سينه كار آزاد شود تا بدين ترتيب .قطعات نسبتاً‌ بزرگي از سنگ با كمترين ضايعات از معدن جدا شود سپس سنگ به قطعات منظم قابل حمل و قابل مصرف تبديل مي شود كه به اين عمل قواره كردن گفته مي شود.
برش هاي اوليه براي جداسازي سنگ از كوه و برش هاي بعدي براي تهيه سنگ هاي قواره با ابعاد تجاري و قابل قبول با استفاده از تكنيك هاي مختلف و يا تركيبي از تكنيك ها صورت مي پذيرد انتخاب روش بهينه به نوع سنگ ،‌ اندازه تشكيلات قابل استخراج و‌ توليد برنامه ريزي شود ،‌ عوامل زمين ساختي ،‌وضعيت توپو گرافي ،‌ موقعيت معدن وضعيت ترك ها دسترسي به امكانات (بر ق و آب ) به عوامل اقتصادي و زيست محيطي بستگي دارد.

فهرست مطالب

چکیده………………………………………………………………………………1
مقدمه………………………………………………………………………………2

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل اول :تقسيم بندي سنگ هاي نما

سنگها از نظر منشا و طرز تشكيل به سه دسته سنگ بر آذرين ، رسوبي و دگرگوني تقسيم بندي مي شوند. شناخت و تشخيص سنگ ها نياز به مطالعه سنگ شناسي دقیق و گاه به بررسی مقاطع میکروسکوپی نیاز دارد. با وجود این ، روش های ساده ای برای تشخیص انواع سنگ ها در محل وجود دارد که بر مبنای ساخت و سختی آن ها استوار است. از دیدگاه ساخت سنگ ها را می توان به بلورین و آواری رده بندی کرد. سنگ ها ی بلورین مثل گرانیت ، بازالت و مرمریت ، ساخت در هم فرو رفته ای دارند ترک های ریز در بین بلورها موجب کاهش مقاومت شود ولی در هر صورت ساخت سنگ مقاوم است. در سنگ های آواری سنگ از قطعات و دانه های کانی در اندازه های مختلف تشکیل شده است و بین دانه ها را فضاهای خالی که کم و بیش با یکدیگر پیوستگی دارد، تشکیل می دهد. بر حسب نوع و میزان سیمان شدگی و وجود فضاهای خالی ، مقاومت سنگ تغییر می کند. بعضی از سنگ ها ظاهراً مقاوم و محکم هستند ولی به علت پر بودن فاصله دانه ها از رس ، مقاومت آن ها در مجاورت با آب به کمترین مقدار می رسد . مشخصه دیگر سنگ ، همسانی يا عدم همسانی بافت و ساخت آن است. سنگ های دگرگونی مثل سنگ لوح ، شیست و گنایس یک نوع بافت و ساخت ناهمسان دارند، به گونه ای که خواص فیزیکی این سنگ ها در دو امتداد عمود بر هم متفاوت است. بعضی از سنگ ها ی رسوبی مانند سنگ های آهکی ، ماسه سنگ ، شیل و چرت دارای لایه بندی هستند . بسیاری از سنگ ها مثل ماسه سنگ ها ، سنگ های آهکی و بازالت ها دارای ساخت توده ای می باشند. هر چند در اندازه های بزرگ می توان اثر لایه بندی های ضخیم را در آن ها مشاهده کرد. سنگ ها ی بسیار سختي با ظاهر ناهمسان ، مثل گنایس و آمفیبولیت معمولاً سنگ های محکم را تشکیل می دهند وسنگ های ناهمسان با سختی کم ، مانند شیست ها به علت وجود کانی های ورقه ای از قبیل کلریت ، مسکویت ، بیوتیت و…….. مقاومت کمتری دارد. سنگ های متبلور همسان که به آسانی خراش بر می دارند مانند سنگ نمک ها ، سنگ آهک های نرم ، سنگ گچ و سنگ های تبخیری و سنگ های آذرین هوازده ، مقاومت قابل اعتمادی ندارند.
1-1- سنگ های آذرین
سنگ های آذرین سنگ هایی هستند که مستقیماً از سرد شدن و تبلور مواد مذاب ایجاد شده اند.مواد مذاب که خود از ذوب سنگ های پوسته یا گوشته زمین بوجود می آیند، ترکیب سیلیکاتی دارند و ماگما نامیده می شوند.ماگما ممکن است در اعماق زمین یا در شکستگی ها به تدریج منجمد شود. در این حالت به سطح زمین نمی رسد و سنگ آذرین درونی بوجود می آید که دارای بلورهای دانه متوسط تا دانه درشت می باشد.ماگمایی که به سطح زمین می رسد، بیشتر گازهای خود را از دست می دهد که در این حالت به آن گدازه می گویند. از انجماد گدازه در سطح زمین، سنگ های آذرین بیرونی (سنگ های آتشفشانی) به وجود می آیند که دارای بافت شیشه ای و خردشده هستند.گابرو، گرانودیوریت و گرانیت نمونه هایی از سنگ های اذرین درونی و بازالت، آندزیت و ريولیت نمونه هایی از سنگ های آذرین بیرونی هستند. سنگ های آذرین از ویژگی هایی مانند بافت دانه دانه، ساخت توده ای و ترکیب کانی شناسی نسبتاً یکنواخت برخوردارند این سنگ ها اگر سالم و بدون هوازدگی باشند، معمولاً مستحکم و با دوامند و به عنوان مصالحی مناسب در بسیاری از کارهای مهندسی قابل استفاده اند.وجود درزه و شکاف و قرار گرفتن در مجاورت گرما و از همه مهم تر شرایط سخت جوی از مقاومت آن ها می کاهد.

کاربرد سنگ آهک……………………………………………………………… 13
تراورتن…………………………………………………………………………… 13
آراگونیت…………………………………………………………………………… 15
ماسه سنگ……………………………………………………………………… 16
کنگلومرا ………………………………………………………………………….19
1-3- سنگهای دگرگونی ………………………………………………………….19
مرمریت……………………………………………………………………………. 19
مرمر ………………………………………………………………………………..19
سنگ لوح………………………………………………………………………….. 25
طبقه بندی سنگ لوح……………………………………………………………. 26
ویژگی های سنگ لوح……………………………………………………………. 27
کوارتزیت…………………………………………………………………………….. 28

فصل دوم : روشهای استخراج روباز سنگ های ساختمانی

استخراج سنگ های ساختمانی به سه دسته با استفاده از چال های موازی، با برش در سنگ و روش های نوین تقسیم بندی شده است.استخراج سنگ با استفاده از حفر چال های موازی یکی از قدیمی ترین روش های استخراج سنگ ساختمانی است در این روش در راستای جدایش مورد نظر تعدادی چال به فواصل معین از همدیگر حفر می شوند پس از حفر چال های عمودی توسط پارس و گوه، روشهای مکانیکی، استفاده از مواد ضعیف منبسط شونده می توان بلوک سنگ را جدا کرد. در روش برش سنگ می توان در راستاهای از پیش تعیین شده ای سنگ را برش داد تا بتوان بلوک سنگ را از توده سنگ جدا کرد که برای برش سنگ در راستاهای مشخص می توان از ماشین ضربه زن، سیم برش فولادی، سیم برش الماسه و یا سنگ بر استفاده کرد. و در روشهای نوین نیز می توان از برش با استفاده از فشار آب روش استخراج با شعله، جدا کردن سنگ به روش ترمو الا ستیک و الکتروترمیک و برش سنگ توسط اشعه لیزر اشاره کرد که در این فصل مفصلاً به شرح کامل روشهای بالا پرداخته شده است.
2-1- حفر چال ها
بدین منظور در طول صفحه ای که قرار است سنگ شکسته شود. چال هائی به قطر 32 تا 45 میلی متر حفر می شود. تعداد، عمق و قطر چال ها به جنس و نوع سنگ، بافت سنگ ، وزن مخصوص و مقاومت سنگ بستگی دارد.بدیهی است که هر چه چال ها به هم نزدیک تر و عمق آنها زیادتر باشد ، عمل جدایش راحت تر و بهتر انجام می شود که این خود باعث بالارفتن هزینه استخراج می شود. لذا باید فاصله چال ها را برای هر کانسار با آزمایش های مختلف به دست آورد.انتخاب ابعاد بلوک به وضعیت لایه بندی و شکاف های موجود در کانسار، توان جرثقیل ها و قدرت باربری کامیون ها بستگی دارد.پس از حفر چال های موازی موردنیاز می توان با استفاده یکی از روش های زیر بلوک را از توده سنگ جدا کرد.

روشهای استخراج روباز سنگ های ساختمانی………………………………….. 30
2-1- حفر چاه ها ………………………………………………………………………..30
2-2- استفاده از پارس و گوه………………………………………………………….. 30
2-3- جدا کردن بلوک به روش مکانیکی………………………………………………. 31
2-4- استفاده از مواد ناریه ضعیف با روش های آتشکاری کنترل شده……………. 32

2-6- استخراج بلوک های سنگ توسط ماشین ضربه زن……………………………… 35
2-7- برش با سیم های برش فولادی ( حلزونی )……………………………………….. 36
2-8- روش برش با سیم الماسه…………………………………………………………… 38
2-9- ایجاد برش در سنگ توسط دستگاههای سنگ بر…………………………………. 39
2-9-1- سنگ بر با بازوی زنجیری ( هاواژ) …………………………………………………40
2-9-2- سنگ بر با دیسک برنده………………………………………………………….. 40
2-9-3- سنگ بر با صفحه فرز………………………………………………………………… 41
2-10- برش سنگ با استفاده از فشار آب…………………………………………………… 41
2-11- روش استخراج با شعله……………………………………………………………….. 42
2-12- جدا کردن سنگ به کمک روش ترموالاستیک…………………………………………. 43
2-13- بریدن سنگ توسط اشعه لیزر…………………………………………………………. 43
2-14- جدا کردن سنگ به روش الکتروترمیک ……………………………………………….43

فصل سوم : معادن سنگ تزئینی . انواع ، ویژگی ها و مشکلات

انواع و ويژگي ها :
سنگهاي دگرگوني بادرجات وانواع مختلف دگرگوني ، سنگهاي رسوبي شيمايي ،‌سنگهاي آواري و آلي زاد ،‌سنگهاي آذرين نفوذي و خروجي همه به عنوان سنگهاي تزئيني مصرف مي شوند زيرا مهارت و قوه تخيل آدمي او را قادر كرده تا اين سنگها را خواه مانند ژيس (سنگ گچ) و آلا باته (رخام گچي) نرم وظريف باشند و خواه هم چون كوارتزيت سخت و بادوام در جاي مناسب به كار برد.
اين سنگها ؛ دشت ها ، تپه ها و كوهساران را تشكيل مي دهند و انسان در جستجوي آنها همه جای زمین را زیر پا می نهد و با استفاده از مشاهدات خود از سطح زمین وپوسته درونی آن تصمیم می گیرد که کجا را برای یافتن آنها بکاود خواه از طریق برداشتن باطله های رویی و خواه با حفر تونل در زمین به رغم تنوع شرایط موجود در حوضه های سنگی مختلف نیاز به برقراری قاعده ای عمومی موجب شده که روشهای استخراج سنگ و انواع معادن سنگ در گروههای بخصوصی متمرکز شوند و بایکدیگر دسته هایی را تشکیل دهند زیرا بین آنها ویژ گی های مشترکی هم وجود دارد. اغلب کانه های سنگ تزئینی رخنمون دارند یا بالایه های نازکی از واریزه ، یا سنگهایی که بر اثر عوامل جوی شکسته یا ترک خورده اند پوشیده شده اند بنابراین بیشتر معادن سنگ از نوع روبازند اما معادن سنگ سطحی را تا جایی که ضروری وبه صرفه نزدیک باشد استخراج می کنند و هنگامی که اقتصاد تولید ایجاب کند فعالیت خود را به زیر زمین منتقل می کنند

انواع و ویژگی ها …………………………………………………………………………………..45
3-1- معادن سطحی…………………………………………………………………………….. 45
3-1-1- معادن سنگ سطح……………………………………………………………………… 46
3-1-1-) الف – معادن سنگ کاواکی……………………………………………………………. 46
3-1-1-) ب – معادن سنگ روباز …………………………………………………………………46
3-2- معادن سنگ تپه ای یا کوهستانی……………………………………………………………46

3-2-1- معادن سنگ کوهپایه ای…………………………………………………………………. 47
3-2-2- معادن سنگ واقع بر نوک تپه ها یا قله کوهها…………………………………………… 47
3-2-3- معادن سنگ روباز…………………………………………………………………………… 48
مشکلات………………………………………………………………………………………………. 49
3-3- تحلیل آثار متقابل معدن و محیط زیست……………………………………………………… 49
3-3-1- انواع تأثیرات زیست محیطی……………………………………………………………… 49
3-3-2- ارزیابی تأثیرات………………………………………………………………………………. 50
3-3-3- ارزیابی کاهش تأثیرات…………………………………………………………………… 52

فصل چهارم : روشهای استخراج زیر زمینی سنگهای تزئینی

-1- معرفي روش :
از هر دو ديدگاه مكانيك سنگی و زمين شناسي ، سنگهاي تزئيني سالم ترين ذخاير دنيا هستند و اين امر باعث افزايش تقاضا در راستاي كيفيت بهتر قطعات سنگ مي گردد.تنها روش استخراج اتاق و پايه مي باشد كه مبناي اين روش كندن سنگ ، حفر اتاق ها و باقي گذاشتن ستون هايي مي باشد .ستون طبيعي قسمتي از سنگ است كه بعنوان حفاظ ونگهدارنده سقف در محل اوليه خود باقي گذاشته مي شود در اين روش فضاي استخراجي به صورت راست گوشه و به فواصل منظم از يكديگر و پايه ها بصورت مربعي يا مستطيل شكل به منظور نگهداري سقف ايجاد مي شوند اتاق ها بصورت موازي و چند تايي حفر مي شوند ووقتي با ميان برها بهم مي رسند پايه ها را تشكيل مي دهند حفر اتاق ها ي متعدد در يك زمان توليد و بازدهي را از طريق فراهم كردن سينه كارهاي متعدد افزايش مي دهد و تهويه وحمل ونقل را بهبود مي بخشد .روش اتاق و پايه يك روش فوق اقتصادي با توليد بالا ،‌نسبتاً‌ ساده و داراي قابليت مكانيزاسيون بالا ودر مقياس بزرگ مي باشد. اين روش استخراج بسيار شبيه اتاق باز مي باشددراين روش ماده معدني به پهنه هايي تقسيم مي شوند و استخراج ماده معدني به دو صورت انجام مي گيرد : يا كل ارتفاع سنگ دريك مرحله استخراج مي شود(برش تمام مقطع ) يا استخراج در چند طبقه انجام مي گيرد روش برش چندتايي در روش برش چندتايي پيشروي بصورت پله اي انجام مي گيرد بعبارت ديگر ارتفاع لايه را به چند طبقه تقسيم مي كنند وبه ترتيب هر قسمت را برش مي دهند.جهت برقراري ارتباط بين طبقات از رمپ ها استفاده مي شود از ويژگي هاي استفاده از اين روش آن است كه مي توان همزمان در چند جبهه کار عمليات توليدي را انجام داد.

روش های استخراج زیر زمینی سنگهای تزئینی …………………………………………………….56
مزایای روش زیر زمینی نسبت به روشهای رو باز…………………………………………………… 56
4-1- معرفی روش……………………………………………………………………………………….. 56
4-1-2- روش با حالت نامنظم اتاق ها و پایه ها………………………………………………………..59
4-2- معیارهای طراحی………………………………………………………………………………… 61
4-2-1- ابعاد و فضای استخراجی……………………………………………………………………………. 62
4-2-2- ابعاد پایه ها ……………………………………………………………………………………….63
4-2-2) الف – تنش پایه………………………………………………………………………………….. 63
4-2-2) ب ) مقاومت پایه ………………………………………………………………………………….64

4-3-نگهداری وکنترل سقف……………………………………………………………………………….65
4-4- طراحی شبکه بولت گذاری ………………………………………………………………………….66
4-5- تهویه………………………………………………………………………………………………… 66
4-6- مزایا و معایب روش اتاق و پایه در معادن بالاخص معادن سنگ تزئینی………………………. 67

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل پنجم :نتیجه گیری وارایه پیشنهادات. 

منابع فارسی……………………………………………………………………………………………….. 71
منابع لاتین………………………………………………………………………………………………….. 72
سایت های اینترنتی……………………………………………………………………………………….. 73

فهرست نمودار ها

3-1- انواع آثار زیست محیطی فعالیت های معدنی…………………………………………………… 50

فهرست شكل ها

3-1- نمای معدن کوهستانی……………………………………………………………………………. 48
3-2- نمای معدن گودالی…………………………………………………………………………………. 48
4-1- نمای اتاق و پایه منظم……………………………………………………………………………… 57
4-2- نمای اتاق و پایه نامنظم ( کارگاه و پایه ) ………………………………………………………….57
4-3- پلان اتاق و پایه نامنظم……………………………………………………………………………… 58
4-4- پلان اتاق و پایه منظم……………………………………………………………………………… 58
4-5- نمایی از یک سطح آزاد و دو سطح آزاد در کارگاه اتاق و پایه………………………………….. 59
4-6- بازیافت پایه روش انتهای باز Open endingا……………………………………………………. 60
4-7- نمای ورودی کارگاه اتاق و پایه و محل قرارگیری پایه ها……………………………………….. 62
4-8- پلان کارگاه و پایه با نشان دادن ابعاد اتاق ها و پایه ها و تنش وارد بر پایه ها ………………..65



  مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان