مقدمه :

از زمانی آه بشر به فکر ساختن مسکنی  مستحکم بود استخراج سنگهای ساختمانی  آغاز شدهاست لذا تاریخ استفاده بشر از سنگ  دقیقًاً به تاریخ خلقت او بر می گردد بشر از سنگ بوجودآمده وآلیه عناصر متشکله سنگ را داراست روی سنگ به دنیا آمده و در آن پناه گرفته و از آنبرای خود پناهگاه ساخته و وسایل مختلف زندگی خود را از قبیل لوازم  زندگی و اسباب  شکار، زارعت ، دفاع ، وسایل زینتی و …. از آن تهیه آرده آه آثار باستانی و بقایای  تاریخی  موجودگواه این مدعاست.

به لحاظ اینکه  ذخایر معدنی یکبار قابل  استخراج است ومثل مواد آشاورزی به طور مکرر قابلاستفاده نیست باید  در روش بهره برداری یا انتخاب  روش استخراج مسئولیت  بیشتری  حسآرد وتوجه  بیشتری به فن معدن آاری و روشهای  استخراج داشت. ذخایر معدنی ثروت  خدادادی و هدر  دادنش  ناشکری است روش استخراج ،  نوع  و محل  (فضای آارگاه استخراج ) را تعیین و عم ًلاً ابعاد هندسی  فضای  لازم را مشخص می آند آارگاه استخراجی منبع اصلی  سوددهی  یک معدن بوده و به همین  دلیل  با انتخاب صحیح روش  استخراج  می توان اقتصاد معدنآمک آرد . در پاره ای موارد برای سود دهی  بیشتر ویا شتاب بخشیدن به تولید مقداری از مادهمعدنی آه استخراج آن مشکل است به جا گذارده می شود.

انسان اولیه به دلیل عدم دسترسی به مواد منفجره و ماشین آلات  استخراجی از بلوک ها و یاقواره های طبیعی  استفاده می آرد در زمان های بسیار قدیم در رم باستان برای جدا آردنقواره های تراورتن در معدن  تیوپی  در نزدیکی رم  ابتدا با استفاده از چکش در دو یا سه قسمت جانبی سنگ شکاف و یا به عبارت دیگر تراشه هایی با عرض آم ایجاد می آردند بدین ترتیببلوک سنگ از پنج سطح آزاد می شد. برای سهولت در جابه جا آردن بلوک چال هایی موازی در امتداد سطح ششم آه روی سطح زمین قرار داشته حفر می آردند سپس با استفاده از ضرباتپتک چوب هایی استوانه ای شکل آه قطر آنها آمی از قطر  چال ها بیشتر بود در داخل چال هاقرار دادند این چوب ها در اثر رطوبت آبی آه بر روی  آنها پاشیده می شود متورم  می شونددر اثر تنش  های حاصله بلوک سنگی از سمت قاعده نیز به طور آامل آزاد می شود.به تدریج باتوجه به امکانات  موجود این سیستم تغییر  آرد و استفاده از مواد ناریه مانند باروت و آنف و در س الهای ١۶٠٠ ت ا ١۶۵٠ م یلادی  مت داول ش د در مع ادنی آ ه  ب رای اس تخراج از م واد ناری هاستفاده می شود غالب ًاً  قسمت اعظم سنگ استخراج شده  را سنگ لاشه  تشکیل می داد.سنگهایبزرگتر  نیز معمو ًلاً شکل هندسی نداشته اند  ودر اثر امواج ناشی از انفجار ترک های موییمتعددی در آنها ایجاد می شود لذا آیفیت پلاک حاصل به میزان قابل توجهی آاهش یا فته ودرمواردی نیز تهیه پلاک غیر ممکن می شد ویا اینکه لا اقل  پلاک در ابعاد محدودی به دست میآمد از این رو با تغییر میزان مصرف مواد ناریه ،  عمق  قطر و فاصله چال ها وتغییر نوعمواد ناریه تا حدی  شده است بلوک های سالم تر و ابعاد بزرگتری به دست آید در حال حاضرآار استخراج  سنگ بر مبنای عدم استفاده از مواد ناریه قرار گرفته است یعنی سعی بر آن استآه با به آارگیری ماشین و ابزار آلات شش سطح یک قواره از سینه آار آزاد شود تا بدین ترتیب.قطعات نسبت ًاً بزرگی از سنگ با آمترین ضایعات از معدن جدا شود سپس  سنگ به قطعاتمنظم قابل حمل و قابل  مصرف  تبدیل می شود آه به این عمل قواره آردن گفته می شود.

برش های اولیه  برای جداسازی  سنگ از آوه و برش های بعدی برای تهیه سنگ های قواره باابعاد تجاری و قابل قبول با استفاده از تکنیک های مختلف و یا ترآیبی از تکنیک ها صورت میپذیرد انتخاب روش بهینه به نوع سنگ ،  اندازه تشکیلات قابل استخراج و  تولید برنامه ریزیشود ،  عوامل زمین ساختی ، وضعیت توپو گرافی ،  موقعیت  معدن وضعیت ترک ها دسترسی بهامکانات (بر ق و آب ) به عوامل اقتصادی و زیست محیطی بستگی 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

چکیده ………………………………………………………………………………………………………………………1

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

 

فصل اول :تقسیم بندی سنگ های نما ……………………………………………………  ۴

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

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

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

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

مرمریت ……………………………………………………………………………………………………………….. 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 مکانیکی   ……………………………………………………………………..  ٣١

٢ -۴- استفاده از مواد ناریه ضعیف با روش های آتشکاری کنترل شده  …………………………………….  ٣٢ 

٢ -۶- استخراج بلوک های سنگ توسط ماشین ضربه زن  ………………………………………………………٣۵

٢ -٧- برش با سیم های برش فولادی ( حلزونی ) ……………………………………………………………..  ٣۶

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

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

٢ -٩-١- سنگ بر با بازوی زنجیری ( هاواژ) ……………………………………………………………………… ۴٠

٢ -٩-٢- سنگ بر با دیسک برنده ………………………………………………………………………………….۴٠

٢ -٩-٣- سنگ بر با صفحه فرز  …………………………………………………………………………………..۴١

٢ -١٠ – برش سنگ با استفاده از فشار آب ……………………………………………………………………۴١

٢ -١١ – روش استخراج با شعله  ………………………………………………………………………………..۴٢

٢ -١٢ – جدا کردن سنگ به کمک روش ترموالاستیک ………………………………………………………….۴٣

٢ -١٣ – بریدن سنگ توسط اشعه لیزر …………………………………………………………………………. ۴٣

-١۴ – جدا کردن سنگ به روش الکتروترمیک ……………………………………………………………………۴٣

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

-١- معادن سطحی  …………………………………………………………………………………………………. ۴۵

٣ -١-١- معادن سنگ سطح ……………………………………………………………………………………….  ۴۶

٣ -١-١-) الف – معادن سنگ کاواکی …………………………………………………………………………….. ۴۶

٣ -١-١-) ب – معادن سنگ روباز  …………………………………………………………………………………..۴۶

٣ -٢- معادن سنگ تپه ای یا کوهستانی  ……………………………………………………………………….. ۴۶

٣ -٢-٢- معادن سنگ واقع بر نوک تپه ها یا قله کوهها  ……………………………………………………….  ۴٧

٣ -٢-٣- معادن سنگ روباز  ………………………………………………………………………………………..  ۴٨

مشکلات  ………………………………………………………………………………………………………………۴٩

٣ -٣- تحلیل آثار متقابل معدن و محیط زیست  ……………………………………………………………………. ۴٩

٣ -٣-١- انواع تأثیرات زیست محیطی ……………………………………………………………………………… ۴٩

٣ -٣-٢- ارزیابی تأثیرات  ………………………………………………………………………………………………..۵٠

-٣-٣- ارزیابی کاهش تأثیرات ………………………………………………………………………………………….۵٢

فصل چهارم : روشهای استخراج زیر زمینی سنگهای تزئینی

مزایای روش زیر زمینی نسبت به روشهای رو باز  ………………………………………………………………… ۵۶

-١- معرفی روش  ………………………………………………………………………………………………………۵۶

۴ -١-٢- روش با حالت نامنظم اتاق ها و پایه ها  …………………………………………………………………..۵٩

۴ -٢- معیارهای طراحی ……………………………………………………………………………………………..  ۶١

۴ -٢-١- ابعاد و فضای استخراجی  …………………………………………………………………………………  ۶٢

۴ -٢-٢- ابعاد پایه ها  ………………………………………………………………………………………………….۶٣

۴ -٢-٢) الف – تنش پایه ……………………………………………………………………………………………… ۶٣

۴ -٢-٢) ب ) مقاومت پایه ……………………………………………………………………………………………..۶۴

۴ -٣-نگهداری وکنترل سقف   ……………………………………………………………………………………….. ۶۵

۴ -۴- طراحی شبکه بولت گذاری  …………………………………………………………………………………..  ۶۶

۴ -۵- تهویه …………………………………………………………………………………………………………… ۶۶

۴ -۶- مزایا و معایب روش اتاق و پایه در معادن بالاخص معادن سنگ تزئینی ………………………………….. ۶٧

فصل پنجم :نتیجه گیری وارایه پیشنهادات………………………………………………..۶٩

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

منابع لاتین  …………………………………………………………………………………………………………… ٧٢

سایت های اینترنتی   ……………………………………………………………………………………………….٧٣

چکیده لاتین  …………………………………………………………………………………………………………٧۴

 فهرست شکل ها                                                   

٣ -١- نمای معدن کوهستانی  ………………………………………………………………………………….. ۴٨

-٢- نمای معدن گودالی…………………………………………………………………………………………….. ۴٨

-١- نمای اتاق و پایه منظم……………………………………………………………………………………….. ۵٧

۴ -٢- نمای اتاق و پایه نامنظم ( کارگاه و پایه )………………………………………………………………… ۵٧

۴ -٣- پلان اتاق و پایه نامنظم  …………………………………………………………………………………… ۵٨

۴ -۴- پلان اتاق و پایه منظم ……………………………………………………………………………………… ۵٨

۴ -۵- نمایی از یک سطح آزاد و دو سطح آزاد در کارگاه اتاق و  پایه   …………………………………………..۵٩

۴ -۶- بازیافت پایه روش انتهای باز Open ending   ………………………………………………………………..۶٠

۴ -٧- نمای ورودی کارگاه اتاق و پایه و محل قرارگیری پایه ها ,………………………………………………… ۶٢

۴ -٨- پلان کارگاه و پایه با نشان دادن ابعاد اتاق ها و پایه ها و تنش وارد بر پایه ها ………………………….. ۶۵

فصل اول

تقسیم بندی سنک های نما 

سنگها از نظر منشا و طرز تشکیل به سه دسته سنگ بر آذرین ، رسوبی و دگرگونی تقسیم بندیمی شوند. شناخت  و تشخیص  سنگ ها نیاز به مطالعه سنگ شناسی دقیق و گاه به بررسیمقاطع میکروسکوپی  نیاز دارد. با وجود این ، روش های ساده ای برای تشخیص 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 دی دگاه س اخت  س نگ ه ا را م ی ت وان ب ه بل ورین و آواری رده بن دی ک رد. س نگ ه ا ی بل ورین مث ل گرانی ت ،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 سن گ از قطعات و دانه های کانی در اندازه های مخ تلف تشکیل شده است و بین دانه ها را فضاهایخالی  که کم و بیش با یکدیگر پیوستگی دارد، تشکیل می دهد. بر حسب نوع و میزان سیمانشدگی و وجود فضاهای خالی ، مقاومت سنگ تغییر 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 رین مق دار  م ی رس د . مشخص ه دیگ ر س نگ ، همس انی ی ا ع دم همس انی باف ت و س اخت آن است. سنگ های دگرگونی مثل سنگ لوح ، شیست و گنایس یک نوع بافت و ساخت ناهمساندارند، به گونه ای که خواص فیزی کی 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 لایهبندی 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 رادر آن ها مشاهده کرد. سنگ ها ی بسیار  سخت ی با ظاهر ناهمسان ، مثل گنایس  و آمفیبولیتمعموًلاً سنگ های محکم را تشکیل می دهند وسنگ های ناهمسان با سختی کم ، مانند شیست هابه علت وجود کانی های ورقه ای از قبیل کلریت ، مسکویت ، بیوتیت 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 تبخیری و سنگ های آذرین هوازده ، مقاومت قابلاعتمادی ندارند.

 -١- سنگ های آذرین

سنگ ه ای آذری ن س نگ هایی هس تند که مس تق یمًاً از س رد ش دن و تبل ور م واد م ذاب ایج اد ش ده ان د.م واد م ذاب ک ه خ ود از ذوب س نگ ه ای پوس ته ی ا گوش ته زم ین بوج ود م ی آین د، ترکی بسیلیکاتی دارند و ماگما نامیده می شوند.ماگما ممکن است در اعماق زمین یا در شکستگی ها بهتدریج منجمد شود. در این حالت به سطح زمین نمی رسد و سنگ آذرین درونی بوجود می آیدکه 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 گدازهدر سطح زمین، سنگ های آذرین بیرونی (سنگ های آتشفشانی) به وجود می آیند که دارایباف ت شیش ه ای و خردش ده هس تند.گ ابرو، گرانودیوری ت و گرانی ت نمون ه ه ایی از س نگ ه ایاذرین درونی و بازالت، آندزیت و ریولیت 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 نسبتًاًیکنواخ ت برخوردارن د ای 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 بسیاری از کارهای مهندسی قابل استفاده اند.وجود درزهو شکاف و قرار گرفتن در مجاورت گرما و از همه مهم تر شرایط سخت جوی از مقاومت آنها می کاهد.

از ب ین ان واع متع دد س نگ ه ای آذری ن در ای ران، گرانی ت، س ینیت، گن ایس و گ ابرو ب ه عل تگستردگی بیشتر، رنگ جذاب تر، یکنواختی بافت ، نظم بیشتر ، ساخت و دوام بیشتر، به طورگسترده تری به عنوان سنگ ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرند.نکته قابل توجه آن است که در بازار نه تنها گرانیت حقیقی بلکه سنگ هایی مانند سینیت، کوارتز، پورفیری، گنایس، شیست و حتی گابرو به نام عمومی گرانیت 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 شرایط اقلیمی مناسب، می توانند مصرف شوند.

 ١-١-١-گرانیت

گرانیت یکی از رایج ترین سنگ های ساختمانی است.در دهه اخیر، منابع با ارزشی از گرانیتهای بسیار عالی با رنگ های متنوع قرمز، سیاه، سبز تیره، سبز روشن، سفید و صورتی همراهبا دانه های مشکی کوچک و بزرگ کشف شده است.اصوًلاً نام گرانیت در قرن شانزدهم توسطیکی از دانشمندان ایتالیائی به سنگ های دانه درشت داده شد و کلمه گرانیت از کلمه گرانوم بهمعنی دانه مشتق شده است . تعریف علمی گرانیت با آن چه که در تجارت و بازار استفاده میشود، تفاوت دارد.

از نظرعلمی گرانیت از گروه سنگ ها ی آذرین درونی بلوری بوده که دانه های آن درشت وتقریبًاً مساوی و بافتی درهم پیچیده ای دارد. این سنگ از فلدسپات های قلیایی و کوارتز تشکیلشده است و میکا، هورن بلند و پیروکسن از کانی های فرعی آن به شمار می روند.همچنین مقادیر متفاوتی از کانی های فرعی و غیرعادی نیز وجود دارند که تنها تعداد اندکی از آنها بامقدار کمی میکا در ترکیب سنگ های گرانیت مضر نمی باشد ولی اگر مقدار آن زیاد باشد،باعث ورقه ورقه شدن سنگ می شود.معموًلاً نقاطی که شروع به تخریب می کنند، همان  نقاطیاست که در آن میکا وجود دارد .این سنگ تا زمانی که مقدار میکای موجود در آن زیاد نباشدبسیار سخت و محکم است.

از دیدگاه تجارتی واژه گرانیت تمام انواع سنگ های آذرین قابل برش و صیقل پذیر را شامل می ش ود. ای ن س نگ ه ا عم دتًاً عبارتن د از : گرانی ت (ب ه معن ای علم ی) ، گن ایس ، گن ایس گرانیت ی، سینیت، مونزونیت، گرانودیوریت و دیورت و حتی تمام نمونه هائی که در حد واسط این سنگها قرار می گیرند.هنگامی که سنگ های گابرو، دیاباز، آنورتوزیت و پیروکسنیت، به عنوانسنگ ساختمانی پرداخت شده مورد مصرف قرار گیرند، اصطلاحًاً به آن ها گرانیت سیاه گفتهمی شود.

١-١-٢- سایر سنگ های آذرین

این سنگ ها در کل از نظر خصوصیات فیزیکی مشابه گرانیت هستند از جمله آن ها می توانسینیت، گابرو، دیوریت و دیاباز را نام برد.سنگ های آذرین از نوع آتشفشانی دارای محدودهوس یعی هس تند ک ه از مص الح سس ت متخلخ ل نظی ر ت وف ت ا س نگ ه ای س خت و مت راکم نظی ربازالت را در برمی گیرد. این سنگ ها نسبت به انواع سنگ های آذرین درونی دارای جذب آببیشتر و مقاومت و دوام کمتر می باشند . این ویژگی ها به علت نحوه تشکیل آن هاست. سنگهای توف موجود در ایران 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- دیوریت

دیوریت سنگ آذرین حد واسطی است که دارای بیش از ٧٠ درصد پلاژیوکلاز و کمتر از ١٠ درصد کوارتز است. گاهی نیز حاوی کانی های فرومنیزیم از جمله پیروکسن، آمفیبول یا بیوتیتاست. رنگ دیوریت خاکستری، خاکستری تیره یا خاکستری مایل به سبز است . وزن مخصوصآن ٧/٢ تا ٩/٢ گرم بر سانتی متر مکعب و مقاومت فشاری آن بین ١٨٠ تا ٢٠٠ مگاپاسکال متغیر است.دیوریت برای سنگ نما، سنگ پله، کف و نیز درجاده سازی استفاده می شود.

ب- گابرو

گابرو یک سنگ آذرین مافیک است که کانی های اصلی آن شامل پلاژیوکلا ز و کلینو  بیروکسناست و گاه نیز الیوین و آمفیبول گزارش شده است.رنگ گابرو خاکستری مایل به سبز، بژ وگاهی سیاه رنگ است.وزن مخصوص آن ٩/٢ تا ١۶/٣ گرم بر سانتی متر مکعب و مقاومتفشاری آن بین ١٠٠ تا ٣٨٠ مگاپاسکال است. از گابرو به دلیل استحکام و مقاومت آن در برا برهوازدگی، برای سنگ نما، کف،  پل و دیواره 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 نوین تقسیم بندی شده است. استخراج سنگ با استفاده از حفر چال های موازی یکی از قدیمی ترین روش های استخراجسنگ ساختمانی است در این روش در راستای جدایش مورد نظر تعدادی چال به فواصلمعین از همدیگر حفر می شوند پس از حفر چال های عمودی توسط پارس و گ وه، روشهای  مکانیکی، استفاده از مواد  ضعیف منبسط شونده می توان بلوک سنگ را جدا کرد.

در روش ب رش س نگ م ی ت وان در راس تاهای از پ یش تعی ین 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 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، جداکردن سنگ به روش ترمو الا ستیک و الکتروترمیک و برش سنگ توسط اشعه لیزر اشارهکرد که در این فصل مفصًلاً به شرح کامل روشهای بالا پرداخته شده است.

٢-١- حفر چال ها

بدین منظور در طول صفحه ای که قرار است سنگ شکسته شود. چال هائی به قطر ٣٢ تا۴۵ 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 نزدیکتر و عمق آنها زیادتر باشد ، عمل جدایش راحت تر و بهتر انجام می شود که این خود باعثبالارفتن هزینه استخراج می شود. لذا باید فاصله چال ها را برای هر کانسار با آزمایش هایمختلف به دست آورد .انتخاب ابعاد بلوک به وضعیت لایه بندی و شکاف های موجود درکانسار، 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 رااز توده سنگ جدا کرد.

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

استفاده از پارس و گوه یکی از قدیمی ترین روش های مورد استفاده در استخراج بلوک های سنگ است و هم اکنون نیز یک روش استخراج سنگ های ساختمانی در ایران بوده و درضمن تنها روش تبدیل بلوک های بزرگ سنگ به قطعات منظم و کوچک تر، در معادنکشور است.پارس و گوه  از دو تیغه فلزی(پارس ها) و یک گوه از جنس فلز محکم تشکیلشده است که به منظور استفاده از آن پس از حفر چال ها با عمق معین(جدول ٢-١)، پارسها وارد چال شده و سپس با استفاده از یک چکش سبک گوه در بین پارس ها جاگذاری میشود. سپس با یک پتک در حدود ١٠ کیلوگرمی ، بر روی گوه ضربه زده می شود تا سنگدر راستای مورد نظر شکافته شود. دلیل این امر را می توان مقاومت نسبتًاً کم تر سنگ بهتنش های کششی دانست که به وسیله این روش در واقع سنگ از داخل تحت کشش واقع شدهو شکاف برمی دارد در استفاده از این روش باید به این مسئله توجه کرد که می باید تمامگوه ها در یک ردیف به یک میزان درون پارس ها فرو روند .به عبارت دیگر، برای بهترجدا شدن سنگ می باید به یک میزان روی گوه ها موجود در یک ردیف نیرو 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 گرانیت
                    یک 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 مکانیکی

به منظور بالا بردن تولید، پائین آوردن هزینه استخراج و صرفه جوئی در وقت،شرکت های مختل ف س ازنده وس ایل مع دنی اق دام ب ه س اختن دس تگاه هائی ک رده ان د ک ه در گ زارش ه ای مختلف از این روش ها تحت عنوان استخراج به شیوه ی گوه مکانیکی یاد شده است.از جمله این دستگاه ها می توان ماشین ضربه زن را نام برد که کار ضربه زدن روی گوه ها را بهعهده دارد.ضربات توسط نیروی هیدرولیک روی گوه ها وارد می شود.از آن جا که ایندستگاه روی گ وه ضربه وارد م ی کند،بنابراین ارتع اش در این روش زی اد بوده که باع ثصدمه دیدن بلوک سنگ می شود.به منظور جدا کردن بلوک از توده سنگ می توان پس ازحفر چال ها از گوه های هیدرولیکی استفاده کرد تا هم زمان استخراج کاهش یابد و هم ازنیروی بدنی کمتری استفاده شود.گوه های هیدرولیکی قدرت زیادی دارند و با یک پمپهی درولیکی راه ان دازی م ی ش وند.نی روی محرک ه م ی توان د توس ط نی روی ب رق و ی ا ه وایفشرده تأمین شود.در برخی موارد،پمپ هیدرولیکی توسط موتور بنزینی به حرکت در میآید.

مزایای این دستگاه عبارتند از:

الف- نداشتن ارتعاش در حین کار

ب- وارد آمدن نیرو به طور مداوم روی گوه و در نتیجه توزیع یکنواخت نیرو روی دیوار   ج- بالا بودن تولید و راندمان نسبت به روش دستی

حفر چال پرهزینه و وقت گیر بوده و استفاده از این دستگاه برای استخراج بلوک های باابعاد بزرگ مناسب و اقتصادی نیست. پس بهتر است از این دستگاه برای تقسیم بندی بلوکهای بزرگ به قطعات قابل حمل (قواره کردن) استفاده کرد.

متداول ترین گوه هیدرولیکی دستگاهی به نام راک جک می باشد که در آن پیستون ها فشارلازم را به دیواره چال وارد می کند به دلیل بزرگ بودن ابعاد جک ها، احتیاج به چال هایبا قطر زیاد است. همین مساله باعث شده که روش فوق نیز موفقیت چندانی نداشته باشد.

اخیرًاً کشورهای مختلف اقدام به ساخت دستگاهی کرده اند که در آن کار گوه را یک سیلندرو پیستون انجام می دهد این دستگاه که داردا نامیده می شود، از یک پمپ تولید کننده نیرویهیدرولیک و یک یا چندین چکش که مجهز به پارس و گوه هستند، تشکیل شده است در اینماشین نیز پس از حفر چال، تیغه فشار دهنده وارد چال می شود و سپس قسمت فشار دهندهماشین به داخل چال هدایت می شود و با فشار دسته مربوطه نیروی هیدرولیک اعمال میشود.

٢-۴- استفاده از مواد ناریه ضعیف و یا روش های آتش کاری کنترل شده

برش سنگ از دیرباز در تمام معادن مرسوم بوده است. ولی امروزه با ابداع روش هایجدید نظیر برش سنگ توسط سیم الماسه، استفاده از مواد منفجره به نحو بارزی کاهش یافتهو از آن بیش تر ب رای باطل ه ب رداری و عملی ات جنب ی در خ لال ب ازکردن مع دن اس تفاده م یشود. با این وجود از دیدگاه معدن کاران، استفاده از مواد منفجره به منظور استخراج سنگها باعث سرعت زیاد کار، هزینه کم استخراج و به کارگیری تجهیزات ساده و کم می شود.

اما در اثر انفجار مواد منفجره(از هر نوعی که باشد) مقداری تنش در سنگ ایجاد 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 طوحجدایش بلوک سنگ و هدر رفتن ذخایر سنگ و منابع ملی می شود. به همین دلیل وزارت ص نایع و مع ادن اس تفاده از انفج ار را ب رای به ره ب رداری از س نگ ه ای تزئین ی من ع ک ردهاست.

در محل هایی که ضرورت ایجاب می کند مواد منفجره مورد استفاده قرار گیرد رعایتاصول زیر ضروری است(بصیر ، ١٣٨٢):

  • ماده منفجره قدرت تخریب کمتری داشته باشد
  • در چال های کمتری خرج گذاری شود.
  • خرج در قسمتی از چال قرار گیرد و یا در طول چال تقسیم شود.

گاهی برای آماده کردن کارگاه استخراج (ایجاد کوچه و سینه کار) انفجار لازم می شود. سعیمی شود که کوچه یا محل ایجاد سینه کار در قسمت فقیر کانسار قرار گیرد با بدین وسیله سنگهای خوب خرد نشوند در ایجاد کوچه در محدوده دو طرف آن، دو ردیف 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 جلوگیری 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 باید دارای سرعت انفجاری معادل ۴٠٠ متر در ثانیه و دارای گرمایوی ژه ١٠۶×٢/٠ ژول در ه ر کیل وگرم باش د. ای ن مشخص ات در ب اروت نهفت ه اس ت از م وادمنفج ره مخص وص ب ا ق درت مخرب ه بیش تر ک ه دارای ترکیب اتی مانن د دینامی ت ه ا اس ت، کمت راستفاده می شود.گاهی برای کم کردن قدرت مخرب داخل چال فشنگ آب یا فضای آزاد(هوا ) گذارده می شود تا ضربه ایجاد شده قدرت مخرب کمتری داشته باشد. ترکیبی از مواد منفجرهمخصوص و باروت نیز در استخزراج بلوک سنگ تجزیه شده است.

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

تفاوت اساسی بین آتش کاری در معادن سنگ و روش های اتش کاری معمولی در این است کهسنگ باید ترک خورده و لق شود و این ترک ها فقط در جهت دلخواه به وجود آمده باشد و سنگ ه ای اط راف نبای د ص دمه ببینن د.ای ن ک ار ب ه روش ه ای مختلف ی قاب ل اجراس ت ک ه ب ر اس استکنولوژی جدید آتش کاری گسترش یافته است.آگاهی از رفتار و ماهیت سنگ شرط ضروریاجرای این روش هاست این آگاهی به تدریج و در اثر آزمایش فراوان در  معدن به دست میآید.در گذشته باروت تنها ماده منفجره ای بود که در این زمینه کاربرد داشت چرا که باروت ازسرعت انفجاری کمتری برخوردار است و اثر ملایم تری روی سنگ دارد. سال های اخیر اکثراین نوع آتش کاری ها توسط گوریت صورت می گیرد. این ماده منفجره در مقایسه با باروت اثر تخریب ی کمت ری روی س نگ دارد. ع لاوه ب ر ای ن آت ش ک اری ب ا ب اروت دارای مح دودیت ه ایینظیر تعداد  چال ها می باشد که این محدودیت در مورد گوریت وجود ندارد.

به طور کلی می توان آتش کاری کنترل شده را تکنیک حفر چال هایی نزدیک به هم و کاهشمقدار مواد منفجره و چگونگی خرج گذاری آخرین ردیف چال های محدوده آتش کاری تعریفکرد.هدف از اجرای این فنون به دست آوردن دیواره ای کامًلاً صاف و پایدار پس از انجام آتشکاری است. برای رسیدن به این هدف، روش هایی مانند آتش کاری ملایم، حفر ردیف چال هایخالی، آتش کاری بالشتکی و آتش کاری به روش پیش برشی وجود دارد.

یکی دیگر از روش های استخراج بلوک به کمک آتش کاری، استفاده از چال های بیضی شکلاست.بدین منظور پس از این که چال ها ی معمولی که دارای مقطعی دایره ای شکل است حفرشد با نصب وسیله ای فولادی به راس مته چال زن، سطح مقطع چال به صورت  بیضوی آن همب ه قس می ک ه قط ر ب زرگ آن در مس یر خ ط م ورد ج دا ش دن باش د، درم ی آی د. در حقیق ت چ ال استوانه ای در دوطرف خود دارای دو شیار سرتاسری می شود که خود هنگام آتش کاری خطضعیفی برای کوه محسوب می شود.به علت این تغییر شکل چال، نیروها در جهت صفحه موردجدا شدن بیشتر اثر می کنند و سنگ یا بلوک بهتر از کوه جدا می شود و یا به عبارت دیگرسنگ با تعداد کمتری چال از کوه کنده می شود. به کمک این وسیله بلوک هایی به ارتفاع ۵ مترو به طول ۶ متر با تعداد کمتری چال به طور اقتصادی استخراج می شود.(بصیر ١٣٨٢)

 


مقطع : کارشناسی ارشد

قیمت 25 هزار تومان

خرید فایل pdf به همراه فایلword

قیمت:35هزار تومان