مقدمه :

از زماني آه بشر به فكر ساختن مسكني  مستحكم بود استخراج سنگهاي ساختماني  آغاز شدهاست لذا تاريخ استفاده بشر از سنگ  دقيقًاً به تاريخ خلقت او بر مي گردد بشر از سنگ بوجودآمده وآليه عناصر متشكله سنگ را داراست روي سنگ به دنيا آمده و در آن پناه گرفته و از آنبراي خود پناهگاه ساخته و وسايل مختلف زندگي خود را از قبيل لوازم  زندگي و اسباب  شكار، زارعت ، دفاع ، وسايل زينتي و …. از آن تهيه آرده آه آثار باستاني و بقاياي  تاريخي  موجودگواه اين مدعاست.

به لحاظ اينكه  ذخاير معدني يكبار قابل  استخراج است ومثل مواد آشاورزي به طور مكرر قابلاستفاده نيست بايد  در روش بهره برداري يا انتخاب  روش استخراج مسئوليت  بيشتري  حسآرد وتوجه  بيشتري به فن معدن آاري و روشهاي  استخراج داشت. ذخاير معدني ثروت  خدادادي و هدر  دادنش  ناشكري است روش استخراج ،  نوع  و محل  (فضاي آارگاه استخراج ) را تعيين و عم ًلاً ابعاد هندسي  فضاي  لازم را مشخص مي آند آارگاه استخراجي منبع اصلي  سوددهي  يك معدن بوده و به همين  دليل  با انتخاب صحيح روش  استخراج  مي توان اقتصاد معدنآمك آرد . در پاره اي موارد براي سود دهي  بيشتر ويا شتاب بخشيدن به توليد مقداري از مادهمعدني آه 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 ياقواره هاي طبيعي  استفاده مي آرد در زمان هاي بسيار قديم در رم باستان براي جدا آردنقواره 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 آم ايجاد مي آردند بدين ترتيببلوك سنگ از پنج سطح آزاد مي شد. براي سهولت در جابه جا آردن بلوك چال هايي موازي در امتداد سطح ششم آه روي سطح زمين قرار داشته حفر مي آردند سپس با استفاده از ضرباتپتك چوب هايي استوانه اي شكل آه قطر آنها آمي از قطر  چال ها بيشتر بود در داخل چال هاقرار دادند اين چوب ها در اثر رطوبت آبي آه بر روي  آنها پاشيده مي شود متورم  مي شونددر اثر تنش  هاي حاصله بلوك سنگي از سمت قاعده نيز به طور آامل آزاد مي شود.به تدريج باتوجه به امكانات  موجود اين سيستم تغيير  آرد و استفاده از مواد ناريه مانند باروت و آنف و در س الهاي ١٦٠٠ ت ا ١٦٥٠ م يلادي  مت داول ش د در مع ادني آ ه  ب راي اس تخراج از م واد ناري هاستفاده مي شود غالب ًاً  قسمت اعظم سنگ استخراج شده  را سنگ لاشه  تشكيل مي داد.سنگهايبزرگتر  نيز معمو ًلاً شكل هندسي نداشته اند  ودر اثر امواج ناشي از انفجار ترك هاي موييمتعددي در آنها ايجاد مي شود لذا آيفيت پلاك حاصل به ميزان قابل توجهي آاهش يا فته ودرمواردي نيز تهيه پلاك غير ممكن مي شد ويا اينكه لا اقل  پلاك در ابعاد محدودي به دست ميآمد از اين رو با تغيير ميزان مصرف مواد ناريه ،  عمق  قطر و فاصله چال ها وتغيير نوعمواد ناريه تا حدي  شده است بلوك هاي سالم تر و ابعاد بزرگتري به دست آيد در حال حاضرآار استخراج  سنگ بر مبناي عدم استفاده از مواد ناريه قرار گرفته است يعني سعي بر آن استآه با به آارگيري ماشين و ابزار آلات شش سطح يك قواره از سينه آار آزاد شود تا بدين ترتيب.قطعات نسبت ًاً بزرگي از سنگ با آمترين ضايعات از معدن جدا شود سپس  سنگ به قطعاتمنظم قابل حمل و قابل  مصرف  تبديل مي شود آه به اين عمل قواره آردن گفته مي شود.

برش هاي اوليه  براي جداسازي  سنگ از آوه و برش هاي بعدي براي تهيه سنگ هاي قواره باابعاد تجاري و قابل قبول با استفاده از تكنيك هاي مختلف و يا ترآيبي از تكنيك ها صورت ميپذيرد انتخاب روش بهينه به نوع سنگ ،  اندازه تشكيلات قابل استخراج و  توليد برنامه ريزيشود ،  عوامل زمين ساختي ، وضعيت توپو گرافي ،  موقعيت  معدن وضعيت ترك ها دسترسي بهامكانات (بر ق و آب ) به عوامل اقتصادي و زيست محيطي بستگي دارد.

تحلیل و بررسی و تقسم بندی سنگ های نما و روش های استحراج آنها از معادن

تحلیل و بررسی و تقسم بندی سنگ های نما و روش های استحراج آنها از معادن

فهرست مطالب

چکيده ………………………………………………………………………………………………………………………1

مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………..2

 

فصل اول :تقسيم بندي سنگ هاي نما ……………………………………………………  ٤

کاربرد سنگ آهک……………………………………………………………………………………………………….. ١٣

تراورتن ………………………………………………………………………………………………………………..    ١٣

کنگلومرا ……………………………………………………………………………………………………………….. ١٩

-٣- سنگهای دگرگونی  ……………………………………………………………………………………………… ١٩

مرمريت ……………………………………………………………………………………………………………….. ١٩

مرمر   ………………………………………………………………………………………………………………… ١٩

فصل دوم : روشهای استخراج روباز سنگ های ساختمانی

-١- حفر چاه ها …………………………………………………………………………………………………….. ٣٠

٢ -٢- استفاده از پارس و گوه  ……………………………………………………………………………………..٣٠

٢ -٣- جدا کردن بلوک به روش مکانيکی   ……………………………………………………………………..  ٣١

٢ -٤- استفاده از مواد ناريه ضعيف با روش های آتشکاری کنترل شده  …………………………………….  ٣٢ 

٢ -٦- استخراج بلوک های سنگ توسط ماشين ضربه زن  ………………………………………………………٣٥

٢ -٧- برش با سيم های برش فولادی ( حلزونی ) ……………………………………………………………..  ٣٦

٢ -٨- روش برش با سيم الماسه…………………………………………………………………………………. ٣٨

٢ -٩- ايجاد برش در سنگ توسط دستگاههای سنگ بر ……………………………………………………….٣٩

٢ -٩-١- سنگ بر با بازوی زنجيری ( هاواژ) ……………………………………………………………………… ٤٠

٢ -٩-٢- سنگ بر با ديسک برنده ………………………………………………………………………………….٤٠

٢ -٩-٣- سنگ بر با صفحه فرز  …………………………………………………………………………………..٤١

٢ -١٠ – برش سنگ با استفاده از فشار آب ……………………………………………………………………٤١

٢ -١١ – روش استخراج با شعله  ………………………………………………………………………………..٤٢

٢ -١٢ – جدا کردن سنگ به کمک روش ترموالاستيک ………………………………………………………….٤٣

٢ -١٣ – بريدن سنگ توسط اشعه ليزر …………………………………………………………………………. ٤٣

-١٤ – جدا کردن سنگ به روش الکتروترميک ……………………………………………………………………٤٣

  • فصل سوم : معادن سنگ تزئينی . انواع ، ويژگی ها و مشکلات

-١- معادن سطحی  …………………………………………………………………………………………………. ٤٥

٣ -١-١- معادن سنگ سطح ……………………………………………………………………………………….  ٤٦

٣ -١-١-) الف – معادن سنگ کاواکی …………………………………………………………………………….. ٤٦

٣ -١-١-) ب – معادن سنگ روباز  …………………………………………………………………………………..٤٦

٣ -٢- معادن سنگ تپه ای يا کوهستانی  ……………………………………………………………………….. ٤٦

٣ -٢-٢- معادن سنگ واقع بر نوک تپه ها يا قله کوهها  ……………………………………………………….  ٤٧

٣ -٢-٣- معادن سنگ روباز  ………………………………………………………………………………………..  ٤٨

مشکلات  ………………………………………………………………………………………………………………٤٩

٣ -٣- تحليل آثار متقابل معدن و محيط زيست  ……………………………………………………………………. ٤٩

٣ -٣-١- انواع تأثيرات زيست محيطی ……………………………………………………………………………… ٤٩

٣ -٣-٢- ارزيابی تأثيرات  ………………………………………………………………………………………………..٥٠

-٣-٣- ارزيابی کاهش تأثيرات ………………………………………………………………………………………….٥٢

فصل چهارم : روشهای استخراج زير زمينی سنگهای تزئينی

مزايای روش زير زمينی نسبت به روشهای رو باز  ………………………………………………………………… ٥٦

-١- معرفی روش  ………………………………………………………………………………………………………٥٦

٤ -١-٢- روش با حالت نامنظم اتاق ها و پايه ها  …………………………………………………………………..٥٩

٤ -٢- معيارهای طراحی ……………………………………………………………………………………………..  ٦١

٤ -٢-١- ابعاد و فضای استخراجی  …………………………………………………………………………………  ٦٢

٤ -٢-٢- ابعاد پايه ها  ………………………………………………………………………………………………….٦٣

٤ -٢-٢) الف – تنش پايه ……………………………………………………………………………………………… ٦٣

٤ -٢-٢) ب ) مقاومت پايه ……………………………………………………………………………………………..٦٤

٤ -٣-نگهداری وکنترل سقف   ……………………………………………………………………………………….. ٦٥

٤ -٤- طراحی شبکه بولت گذاری  …………………………………………………………………………………..  ٦٦

٤ -٥- تهويه …………………………………………………………………………………………………………… ٦٦

٤ -٦- مزايا و معايب روش اتاق و پايه در معادن بالاخص معادن سنگ تزئينی ………………………………….. ٦٧

فصل پنجم :نتيجه گيری وارايه پيشنهادات………………………………………………..٦٩

منابع فارسی………………………………………………………………………………………………………….. ٧١

منابع لاتين  …………………………………………………………………………………………………………… ٧٢

سايت های اينترنتی   ……………………………………………………………………………………………….٧٣

چکيده لاتين  …………………………………………………………………………………………………………٧٤

 فهرست شكل ها                                                   

٣ -١- نمای معدن کوهستانی  ………………………………………………………………………………….. ٤٨

-٢- نمای معدن گودالی…………………………………………………………………………………………….. ٤٨

-١- نمای اتاق و پايه منظم……………………………………………………………………………………….. ٥٧

٤ -٢- نمای اتاق و پايه نامنظم ( کارگاه و پايه )………………………………………………………………… ٥٧

٤ -٣- پلان اتاق و پايه نامنظم  …………………………………………………………………………………… ٥٨

٤ -٤- پلان اتاق و پايه منظم ……………………………………………………………………………………… ٥٨

٤ -٥- نمايی از يک سطح آزاد و دو سطح آزاد در کارگاه اتاق و  پايه   …………………………………………..٥٩

٤ -٦- بازيافت پايه روش انتهای باز Open ending   ………………………………………………………………..٦٠

٤ -٧- نمای ورودی کارگاه اتاق و پايه و محل قرارگيری پايه ها ,………………………………………………… ٦٢

٤ -٨- پلان کارگاه و پايه با نشان دادن ابعاد اتاق ها و پايه ها و تنش وارد بر پايه ها ………………………….. ٦٥

فصل اول

تقسيم بندي سنك هاي نما 

سنگها از نظر منشا و طرز تشكيل به سه دسته سنگ بر آذرين ، رسوبي و دگرگوني تقسيم بنديمي شوند. شناخت  و تشخيص  سنگ ها نياز به مطالعه سنگ شناسي دقيق و گاه به بررسیمقاطع ميکروسکوپی  نياز دارد. با وجود اين ، روش های ساده ای برای تشخيص انواع  سنگه ا در مح ل وج ود دارد ک ه ب ر مبن ای  س اخت  و س ختی  آن ه ا اس توار اس ت. از دي دگاه س اخت  س نگ ه ا را م ی ت وان ب ه بل ورين و آواری رده بن دی ک رد. س نگ ه ا ی بل ورين مث ل گراني ت ،بازالت و مرمريت ، ساخت در هم فرو رفته ای دارند ترک های ريز در بين بلورها موجب کاهش مقاومت شود ولی در هر صورت ساخت سنگ مقاوم است . در سنگ های آواری سن گ از قطعات و دانه های کانی در اندازه های مخ تلف تشکيل شده است و بين دانه ها را فضاهایخالی  که کم و بيش با يکديگر پيوستگی دارد، تشکيل می دهد. بر حسب نوع و ميزان سيمانشدگی و وجود فضاهای خالی ، مقاومت سنگ تغيير می کند. بعضی از سنگ ها ظاهرًاً مقاوم ومحکم هستند ولی به علت پر بودن فاصله دانه ها از رس ، مقاومت آن ها در مجاورت با آب بهکمت رين مق دار  م ی رس د . مشخص ه ديگ ر س نگ ، همس انی ي ا ع دم همس انی باف ت و س اخت آن است. سنگ های دگرگونی مثل سنگ لوح ، شيست و گنايس يک نوع بافت و ساخت ناهمساندارند، به گونه ای که خواص فيزي کی اين سنگ ها در دو امتداد عمود بر هم متفاوت است.

بعضی از سنگ ها ی رسوبی مانند سنگ های آهکی ، ماسه سنگ ، شيل و چرت دارای لايهبندی هستند . بسياری 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 لايه بندی های ضخيم رادر آن ها مشاهده کرد. سنگ ها ی بسيار  سخت ي با ظاهر ناهمسان ، مثل گنايس  و آمفيبوليتمعموًلاً سنگ های محکم را تشکيل می دهند وسنگ های ناهمسان با سختی کم ، مانند شيست هابه علت وجود کانی های ورقه ای از قبيل کلريت ، مسکويت ، بيوتيت و …….. مقاومت کمتریدارد. سنگ های متبلور همسان که به آسانی خراش بر می دارند مانند سنگ نمک ها ، سنگآهک های  نرم ، سنگ گچ و سنگ های تبخيری و سنگ های آذرين هوازده ، مقاومت قابلاعتمادی ندارند.

 -١- سنگ های آذرين

سنگ ه ای آذري ن س نگ هايی هس تند که مس تق يمًاً از س رد ش دن و تبل ور م واد م ذاب ايج اد ش ده ان د.م واد م ذاب ک ه خ ود از ذوب س نگ ه ای پوس ته ي ا گوش ته زم ين بوج ود م ی آين د، ترکي بسيليکاتی دارند و ماگما ناميده می شوند.ماگما ممکن است در اعماق زمين يا در شکستگی ها بهتدريج منجمد شود. در اين حالت به سطح زمين نمی رسد و سنگ آذرين درونی بوجود می آيدکه دارای بلورهای دانه متوسط تا دانه درشت می باشد.ماگمايی که به سطح زمين می رسد،بيشتر گازهای خود را از دست می دهد که در اين حالت به آن گدازه می گويند . از انجماد گدازهدر سطح زمين، سنگ های آذرين بيرونی (سنگ های آتشفشانی) به وجود می آيند که دارایباف ت شيش ه ای و خردش ده هس تند.گ ابرو، گرانوديوري ت و گراني ت نمون ه ه ايی از س نگ ه ایاذرين درونی و بازالت، آندزيت و ريوليت نمونه هايی از سنگ های آذرين بيرونی هستند. سنگ های آذرين از ويژگی هايی مانند بافت دانه دانه، ساخت توده ای و ترکيب کانی شناسی نسبتًاًيکنواخ ت برخوردارن د اي ن س نگ ه ا اگ ر س الم و ب دون ه وازدگی باش ند، معم وًلاً مس تحکم و ب ادوامند و به عنوان مصالحی مناسب در بسياری از کارهای مهندسی قابل استفاده اند.وجود درزهو شکاف و قرار گرفتن در مجاورت گرما و از همه مهم تر شرايط سخت جوی از مقاومت آنها می کاهد.

از ب ين ان واع متع دد س نگ ه ای آذري ن در اي ران، گراني ت، س ينيت، گن ايس و گ ابرو ب ه عل تگستردگی بيشتر، رنگ جذاب تر، يکنواختی بافت ، نظم بيشتر ، ساخت و دوام بيشتر، به طورگسترده تری به عنوان سنگ ساختمانی مورد استفاده قرار می گيرند.نکته قابل توجه آن است که در بازار نه تنها گرانيت حقيقی بلکه سنگ هايی مانند سينيت، کوارتز، پورفيری، گنايس، شيست و حتی گابرو به نام عمومی گرانيت عرضه می شود.

سنگ های آتشفشانی نسبت به انواع سنگ های درونی مصرف محدودتری دارند. برخی از آنها نسبتًاً سست و متخلخل اند، لذا تنها در شرايط اقليمی مناسب، می توانند مصرف شوند.

 ١-١-١-گرانيت

گرانيت يکی از رايج ترين سنگ های ساختمانی است.در دهه اخير، منابع با ارزشی از گرانيتهای بسيار عالی با رنگ های متنوع قرمز، سياه، سبز تيره، سبز روشن، سفيد و صورتی همراهبا دانه های مشکی کوچک و بزرگ کشف شده است.اصوًلاً نام گرانيت در قرن شانزدهم توسطيکی از دانشمندان ايتاليائی به سنگ های دانه درشت داده شد و کلمه گرانيت از کلمه گرانوم بهمعنی دانه مشتق شده است . تعريف علمی گرانيت با آن چه که در تجارت و بازار استفاده میشود، تفاوت دارد.

از نظرعلمی گرانيت از گروه سنگ ها ی آذرين درونی بلوری بوده که دانه های آن درشت وتقريبًاً مساوی و بافتی درهم پيچيده ای دارد. اين سنگ از فلدسپات های قليايی و کوارتز تشکيلشده است و ميکا، هورن بلند و پيروکسن از کانی های فرعی آن به شمار می روند.همچنين مقادير متفاوتی از کانی های فرعی و غيرعادی نيز وجود دارند که تنها تعداد اندکی از آنها بامقدار کمی ميکا در ترکيب سنگ های گرانيت مضر نمی باشد ولی اگر مقدار آن زياد باشد،باعث ورقه ورقه شدن سنگ می شود.معموًلاً نقاطی که شروع به تخريب می کنند، همان  نقاطیاست که در آن ميکا وجود دارد .اين سنگ تا زمانی که مقدار ميکای موجود در آن زياد نباشدبسيار سخت و محکم است.

از ديدگاه تجارتی واژه گرانيت تمام انواع سنگ های آذرين قابل برش و صيقل پذير را شامل می ش ود. اي ن س نگ ه ا عم دتًاً عبارتن د از : گراني ت (ب ه معن ای علم ی) ، گن ايس ، گن ايس گرانيت ی، سينيت، مونزونيت، گرانوديوريت و ديورت و حتی تمام نمونه هائی که در حد واسط اين سنگها قرار می گيرند.هنگامی که سنگ های گابرو، دياباز، آنورتوزيت و پيروکسنيت، به عنوانسنگ ساختمانی پرداخت شده مورد مصرف قرار گيرند، اصطلاحًاً به آن ها گرانيت سياه گفتهمی شود.

١-١-٢- ساير سنگ های آذرين

اين سنگ ها در کل از نظر خصوصيات فيزيکی مشابه گرانيت هستند از جمله آن ها می توانسينيت، گابرو، ديوريت و دياباز را نام برد.سنگ های آذرين از نوع آتشفشانی دارای محدودهوس يعی هس تند ک ه از مص الح سس ت متخلخ ل نظي ر ت وف ت ا س نگ ه ای س خت و مت راکم نظي ربازالت را در برمی گيرد. اين سنگ ها نسبت به انواع سنگ های آذرين درونی دارای جذب آببيشتر و مقاومت و دوام کمتر می باشند . اين ويژگی ها به علت نحوه تشکيل آن هاست. سنگهای توف موجود در ايران در دامنه جنوبی کوه های البرز از نواحی زنجان تا دامغان گسترشفراوانی دارند و در اطراف تهران وسعت بزرگی را به خود اختصاص داده است.

الف- ديوريت

ديوريت سنگ آذرين حد واسطی است که دارای بيش از ٧٠ درصد پلاژيوکلاز و کمتر از ١٠ درصد کوارتز است. گاهی نيز حاوی کانی های فرومنيزيم از جمله پيروکسن، آمفيبول يا بيوتيتاست. رنگ ديوريت خاکستری، خاکستری تيره يا خاکستری مايل به سبز است . وزن مخصوصآن ٧/٢ تا ٩/٢ گرم بر سانتی متر مکعب و مقاومت فشاری آن بين ١٨٠ تا ٢٠٠ مگاپاسکال متغير است.ديوريت برای سنگ نما، سنگ پله، کف و نيز درجاده سازی استفاده می شود.

ب- گابرو

گابرو يک سنگ آذرين مافيک است که کانی های اصلی آن شامل پلاژيوکلا ز و کلينو  بيروکسناست و گاه نيز اليوين و آمفيبول گزارش شده است.رنگ گابرو خاکستری مايل به سبز، بژ وگاهی سياه رنگ است.وزن مخصوص آن ٩/٢ تا ١٦/٣ گرم بر سانتی متر مکعب و مقاومتفشاری آن بين ١٠٠ تا ٣٨٠ مگاپاسکال است. از گابرو به دليل استحکام و مقاومت آن در برا برهوازدگی، برای سنگ نما، کف،  پل و ديواره تونل استفاده می شود.

تحلیل و بررسی و تقسم بندی سنگ های نما و روش های استحراج آنها از معادن

تحلیل و بررسی و تقسم بندی سنگ های نما و روش های استحراج آنها از معادن

فصل دوم

روش های استخراج روباز سنگ های ساختمانی 

استخراج سنگ های ساختمانی به سه دسته با استفاده از چال های موازی، با برش در سنگو روش های نوين تقسيم بندی شده است. استخراج سنگ با استفاده از حفر چال های موازی يکی از قديمی ترين روش های استخراجسنگ ساختمانی است در اين روش در راستای جدايش مورد نظر تعدادی چال به فواصلمعين از همديگر حفر می شوند پس از حفر چال های عمودی توسط پارس و گ وه، روشهای  مکانيکی، استفاده از مواد  ضعيف منبسط شونده می توان بلوک سنگ را جدا کرد.

در روش ب رش س نگ م ی ت وان در راس تاهای از پ يش تعي ين ش ده ای س نگ را ب رش داد ت ابتوان بلوک سنگ را از توده سنگ جدا کرد که برای برش سنگ در راستاهای مشخص میتوان از ماشين ضربه زن، سيم برش فولادی، سيم برش الماسه و يا سنگ بر استفاده کرد. و در روشهای نوين نيز می توان از برش با استفاده از فشار آب روش استخراج با شعله، جداکردن سنگ به روش ترمو الا ستيک و الکتروترميک و برش سنگ توسط اشعه ليزر اشارهکرد که در اين فصل مفصًلاً به شرح کامل روشهای بالا پرداخته شده است.

٢-١- حفر چال ها

بدين منظور در طول صفحه ای که قرار است سنگ شکسته شود. چال هائی به قطر ٣٢ تا٤٥ ميلی متر حفر می شود. تعداد، عمق و قطر چال ها به جنس و نوع سنگ، بافت سنگ ،وزن مخصوص و مقاومت سنگ بستگی دارد.بديهی است که هر چه چال ها به هم نزديکتر و عمق آنها زيادتر باشد ، عمل جدايش راحت تر و بهتر انجام می شود که اين خود باعثبالارفتن هزينه استخراج می شود. لذا بايد فاصله چال ها را برای هر کانسار با آزمايش هایمختلف به دست آورد .انتخاب ابعاد بلوک به وضعيت لايه بندی و شکاف های موجود درکانسار، توان جرثقيل ها و قدرت باربری کاميون ها بستگی دارد.

پس از حفر چال های موازی موردنياز می توان با استفاده يکی از روش های زير بلوک رااز توده سنگ جدا کرد.

٢-٢- استفاده از پارس و گوه(نعل و پارس)

استفاده از پارس و گوه يکی از قديمی ترين روش های مورد استفاده در استخراج بلوک های سنگ است و هم اکنون نيز يک روش استخراج سنگ های ساختمانی در ايران بوده و درضمن تنها روش تبديل بلوک های بزرگ سنگ به قطعات منظم و کوچک تر، در معادنکشور است.پارس و گوه  از دو تيغه فلزی(پارس ها) و يک گوه از جنس فلز محکم تشکيلشده است که به منظور استفاده از آن پس از حفر چال ها با عمق معين(جدول ٢-١)، پارسها وارد چال شده و سپس با استفاده از يک چکش سبک گوه در بين پارس ها جاگذاری میشود. سپس با يک پتک در حدود ١٠ کيلوگرمی ، بر روی گوه ضربه زده می شود تا سنگدر راستای مورد نظر شکافته شود. دليل اين امر را می توان مقاومت نسبتًاً کم تر سنگ بهتنش های کششی دانست که به وسيله اين روش در واقع سنگ از داخل تحت کشش واقع شدهو شکاف برمی دارد در استفاده از اين روش بايد به اين مسئله توجه کرد که می بايد تمامگوه ها در يک رديف به يک ميزان درون پارس ها فرو روند .به عبارت ديگر، برای بهترجدا شدن سنگ می بايد به يک ميزان روی گوه ها موجود در يک رديف نيرو وارد شود.

جدول ٢-١ عمق چال ها در روش پارس و گوه برای سنگ های مختلف [١]

عمق چال نوع سنگ
چهار پنجم ارتفاع بلوک گرانيت
                    يک سوم تا دو سوم ارتفاع بلوک سنگ اهک
                    دو سوم ارتفاع بلوک سنگ مرمر
                    دو سوم ارتفاع بلوک ماسه سنگ

٢-٣- جدا کردن بلوک به روش مکانيکی

به منظور بالا بردن توليد، پائين آوردن هزينه استخراج و صرفه جوئی در وقت،شرکت های مختل ف س ازنده وس ايل مع دنی اق دام ب ه س اختن دس تگاه هائی ک رده ان د ک ه در گ زارش ه ای مختلف از اين روش ها تحت عنوان استخراج به شيوه ی گوه مکانيکی ياد شده است.از جمله اين دستگاه ها می توان ماشين ضربه زن را نام برد که کار ضربه زدن روی گوه ها را بهعهده دارد.ضربات توسط نيروی هيدروليک روی گوه ها وارد می شود.از آن جا که ايندستگاه روی گ وه ضربه وارد م ی کند،بنابراين ارتع اش در اين روش زي اد بوده که باع ثصدمه ديدن بلوک سنگ می شود.به منظور جدا کردن بلوک از توده سنگ می توان پس ازحفر چال ها از گوه های هيدروليکی استفاده کرد تا هم زمان استخراج کاهش يابد و هم ازنيروی بدنی کمتری استفاده شود.گوه های هيدروليکی قدرت زيادی دارند و با يک پمپهي دروليکی راه ان دازی م ی ش وند.ني روی محرک ه م ی توان د توس ط ني روی ب رق و ي ا ه وایفشرده تأمين شود.در برخی موارد،پمپ هيدروليکی توسط موتور بنزينی به حرکت در میآيد.

مزايای اين دستگاه عبارتند از:

الف- نداشتن ارتعاش در حين کار

ب- وارد آمدن نيرو به طور مداوم روی گوه و در نتيجه توزيع يکنواخت نيرو روی ديوار   ج- بالا بودن توليد و راندمان نسبت به روش دستی

حفر چال پرهزينه و وقت گير بوده و استفاده از اين دستگاه برای استخراج بلوک های باابعاد بزرگ مناسب و اقتصادی نيست. پس بهتر است از اين دستگاه برای تقسيم بندی بلوکهای بزرگ به قطعات قابل حمل (قواره کردن) استفاده کرد.

متداول ترين گوه هيدروليکی دستگاهی به نام راک جک می باشد که در آن پيستون ها فشارلازم را به ديواره چال وارد می کند به دليل بزرگ بودن ابعاد جک ها، احتياج به چال هایبا قطر زياد است. همين مساله باعث شده که روش فوق نيز موفقيت چندانی نداشته باشد.

اخيرًاً کشورهای مختلف اقدام به ساخت دستگاهی کرده اند که در آن کار گوه را يک سيلندرو پيستون انجام می دهد اين دستگاه که داردا ناميده می شود، از يک پمپ توليد کننده نيرویهيدروليک و يک يا چندين چکش که مجهز به پارس و گوه هستند، تشکيل شده است در اينماشين نيز پس از حفر چال، تيغه فشار دهنده وارد چال می شود و سپس قسمت فشار دهندهماشين به داخل چال هدايت می شود و با فشار دسته مربوطه نيروی هيدروليک اعمال میشود.

٢-٤- استفاده از مواد ناريه ضعيف و يا روش های آتش کاری کنترل شده

برش سنگ از ديرباز در تمام معادن مرسوم بوده است. ولی امروزه با ابداع روش هایجديد نظير برش سنگ توسط سيم الماسه، استفاده از مواد منفجره به نحو بارزی کاهش يافتهو از آن بيش تر ب رای باطل ه ب رداری و عملي ات جنب ی در خ لال ب ازکردن مع دن اس تفاده م یشود. با اين وجود از ديدگاه معدن کاران، استفاده از مواد منفجره به منظور استخراج سنگها باعث سرعت زياد کار، هزينه کم استخراج و به کارگيری تجهيزات ساده و کم می شود.

اما در اثر انفجار مواد منفجره(از هر نوعی که باشد) مقداری تنش در سنگ ايجاد می شودک ه باع ث بوج ود ام دن مق داری درز و ش کاف در س نگ، ب ی نظ م و ناص اف ش دن س طوحجدايش بلوک سنگ و هدر رفتن ذخاير سنگ و منابع ملی می شود. به همين دليل وزارت ص نايع و مع ادن اس تفاده از انفج ار را ب رای به ره ب رداری از س نگ ه ای تزئين ی من ع ک ردهاست.

در محل هايی که ضرورت ايجاب می کند مواد منفجره مورد استفاده قرار گيرد رعايتاصول زير ضروری است(بصير ، ١٣٨٢):

  • ماده منفجره قدرت تخريب کمتری داشته باشد
  • در چال های کمتری خرج گذاری شود.
  • خرج در قسمتی از چال قرار گيرد و يا در طول چال تقسيم شود.

گاهی برای آماده کردن کارگاه استخراج (ايجاد کوچه و سينه کار) انفجار لازم می شود. سعیمی شود که کوچه يا محل ايجاد سينه کار در قسمت فقير کانسار قرار گيرد با بدين وسيله سنگهای خوب خرد نشوند در ايجاد کوچه در محدوده دو طرف آن، دو رديف چال حفر می شود کهبدون خرج می ماند و سپس سنگ های داخل به موازات جبهه کار آتش کاری می شود. چالهای محدود کوچه فقط کار جلوگيری از گسترش امواج انفجار را انجام می دهند . هرجا که آتشکاری لازم باشد، مقدار مناسبی مواد منفجره به کار می رود که کارجا به جا شدن سنگ را انجاممی دهد و باعث خرد شدن سنگ نشود.

مواد منفجره مورد استفاده بايد دارای سرعت انفجاری معادل ٤٠٠ متر در ثانيه و دارای گرمایوي ژه ١٠٦×٢/٠ ژول در ه ر کيل وگرم باش د. اي ن مشخص ات در ب اروت نهفت ه اس ت از م وادمنفج ره مخص وص ب ا ق درت مخرب ه بيش تر ک ه دارای ترکيب اتی مانن د دينامي ت ه ا اس ت، کمت راستفاده می شود.گاهی برای کم کردن قدرت مخرب داخل چال فشنگ آب يا فضای آزاد(هوا ) گذارده می شود تا ضربه ايجاد شده قدرت مخرب کمتری داشته باشد. ترکيبی از مواد منفجرهمخصوص و باروت نيز در استخزراج بلوک سنگ تجزيه شده است.

در روش استخراج بلوک به کمک آتش کاری،  ابتدا چال های عمودی و افقی به فواصل معينحفر می شوند آن گاه با استفاده از مواد ناريه مخصوص و فتيله انفجاری، آتش کاری صورتمی گيرد و بلوک از توده سنگ جدا می شود.

تفاوت اساسی بين آتش کاری در معادن سنگ و روش های اتش کاری معمولی در اين است کهسنگ بايد ترک خورده و لق شود و اين ترک ها فقط در جهت دلخواه به وجود آمده باشد و سنگ ه ای اط راف نباي د ص دمه ببينن د.اي ن ک ار ب ه روش ه ای مختلف ی قاب ل اجراس ت ک ه ب ر اس استکنولوژی جديد آتش کاری گسترش يافته است.آگاهی از رفتار و ماهيت سنگ شرط ضروریاجرای اين روش هاست اين آگاهی به تدريج و در اثر آزمايش فراوان در  معدن به دست میآيد.در گذشته باروت تنها ماده منفجره ای بود که در اين زمينه کاربرد داشت چرا که باروت ازسرعت انفجاری کمتری برخوردار است و اثر ملايم تری روی سنگ دارد. سال های اخير اکثراين نوع آتش کاری ها توسط گوريت صورت می گيرد. اين ماده منفجره در مقايسه با باروت اثر تخريب ی کمت ری روی س نگ دارد. ع لاوه ب ر اي ن آت ش ک اری ب ا ب اروت دارای مح دوديت ه ايینظير تعداد  چال ها می باشد که اين محدوديت در مورد گوريت وجود ندارد.

به طور کلی می توان آتش کاری کنترل شده را تکنيک حفر چال هايی نزديک به هم و کاهشمقدار مواد منفجره و چگونگی خرج گذاری آخرين رديف چال های محدوده آتش کاری تعريفکرد.هدف از اجرای اين فنون به دست آوردن ديواره ای کامًلاً صاف و پايدار پس از انجام آتشکاری است. برای رسيدن به اين هدف، روش هايی مانند آتش کاری ملايم، حفر رديف چال هایخالی، آتش کاری بالشتکی و آتش کاری به روش پيش برشی وجود دارد.

يکی ديگر از روش های استخراج بلوک به کمک آتش کاری، استفاده از چال های بيضی شکلاست.بدين منظور پس از اين که چال ها ي معمولی که دارای مقطعی دايره ای شکل است حفرشد با نصب وسيله ای فولادی به راس مته چال زن، سطح مقطع چال به صورت  بيضوی آن همب ه قس می ک ه قط ر ب زرگ آن در مس ير خ ط م ورد ج دا ش دن باش د، درم ی آي د. در حقيق ت چ ال استوانه ای در دوطرف خود دارای دو شيار سرتاسری می شود که خود هنگام آتش کاری خطضعيفی برای کوه محسوب می شود.به علت اين تغيير شکل چال، نيروها در جهت صفحه موردجدا شدن بيشتر اثر می کنند و سنگ يا بلوک بهتر از کوه جدا می شود و يا به عبارت ديگرسنگ با تعداد کمتری چال از کوه کنده می شود. به کمک اين وسيله بلوک هايی به ارتفاع ٥ مترو به طول ٦ متر با تعداد کمتری چال به طور اقتصادی استخراج می شود.(بصير ١٣٨٢)

 


مقطع : کارشناسی ارشد

قیمت 25 هزار تومان

خرید فایل pdf به همراه فایلword

قیمت:35هزار تومان