• بازدید : 46 views
  • بدون نظر
این فایل قابل ویرایش می باشد وبه صورت زیر تهیه شده:

 يكي ازپارامتر هاي مهم در انتخاب ابزار مناسب برش تخته سنگ ، شناخت نوع سنگ قابل برش و خواص فيزيكي و مكانيكي آن مي باشد. در اين راستا خواص مذكور بايستي با معيار هاي استاندارد ASTM مطابقت داشته تا پس از برش ، ارزش اقتصادي داشته و متناسب با آن خصوصيات ، بتوان ابزار مناسب برش را انتخاب نمود. يكي از ابزار هاي مهم مورد استفاده در برش تخته سنگ ، سيم برش الماسه مي باشد.استفاده از اين تكنولوژي در اكثر معادن جهان توسعه پيدا كرده و امتيازات ويژه اي نسبت به ديگر تكنيك هاي برش تخته سنگ دارد. اين تكنولوژي شامل وارد كردن متالوژي ساييدن و چكش خواري همراه با چرخش مي باشد . در اين مطالعه سعي شده است كه علاوه بر آشنايي با روش هاي مختلف برش تخته سنگ ، تركيب سيم هاي مركب الماسه دار و كابل هاي با مقاومت بالاي تركيب يافته از مس و نبوبيم و اندازه قطر بهينه سيم برش ، مورد بحث قرار گيرد.
با توجه به پيشرفت روزافزون صنعت و معدن و اهميت بالاي آن ، امروزه بسياري از معادن باارزش ايران به روش رو باز استخراج مي شوند. ايران تنوع چشمگيري از سنگهاي تزييني مختلف را در خودجاي داده است ، ولي متأسفانه سهم چنداني از بازارهاي جهاني را كسب نكرده است. گرچه عوامل متعددي در اين عدم موفقيت سهيم هستند ولي روشهاي نامناسب توليد، استخراج و فرآوري به ويژه براي سنگها ي سخت مانند گرانيت باعث گرديده است تا نتوان از پتانسيل هاي معدني ايران استفاده بهينه نمود . ابزارهاي اوليه بشر براي كندن سنگ واستفاده از آن بسيار ساده و ابتدايي بودند اما توسعه سريع و پيشرفت بشر در زمينه هاي تكنولوژي باعث ايجاد تغيرات عمده در ساختار اقتصادي و اجتماعي جامعه گرديد و روشهاي متعدد و متنوعي را براي استخراج سنگ پيش روي بشر قرار داد . روشهاي متعددي از جمله استفاده از مواد منفجره ، مواد منبسط شونده ، سيم برش ، جت شعله، جت آب و ليزر براي استخراج سنگهاي ساختماني مورد استفاده قرار گرفت .
در اين فصل سعي بر اين است انواع روشهاي برش سنگ معرفي و توضيحات مختصري  در ارتباط با اين روشها به رشته تحرير در آورده شود و در فصل سوم بهينه ترين روش استخراج سنگ به نام روش سيم برش الماسي به طور اخص مورد بحث و  معرفي قرارگيرد .
علاوه بر روش استخراج سنگهاي ساختماني به كمك مواد ناريه كه تفاوت عمده اي با استخراج ساير مواد معدني ندارد وفقط با كنترل فاصله چالها و انتخاب نوع مواد ناريه وميزان خرج گذاري و استخراج قطعات بزرگتر اقدام مي گردد . روشهاي ديگر به شرح زير مي باشد :
۱ـ۲ـ روش استخراج با چال هاي موازي :
روش استخراج سنگ به كمك چالهاي موازي ، قديمي ترين روش استخراج سنگ از سينه كار مي‌باشد. در اين روش ابتدا در خط مورد نظر كه بعداً ضلعي از صفحه جدا شدني خواهد بود ، تعدادي چال به فواصل معين از يكديگر حفر مي گردد .فاصله چال هاي يك رديف مي تواندتا چندين سانتيمتر متغير باشد. اين امر به نوع سنگ ، وزن مخصوص واستحكام سنگ بستگي دارد.هر چه چال ها به هم نزديكتر باشند ، بلوك بهتر ومطمئن تر جدا مي شود . البته از نظر اقتصادي تعداد زياد چال ها پر هزينه است و بايد فاصله مناسب چال ها را براي هر نوع سنگ با آزمايشات متعدد به دست آورد .
همچنين عمق چال به جنس سنگ و ارتفاع بلوك مورد نظر بستگي دارد . مثلاً :
گرانيت چهار پنجم ارتفاع بلوك 
سنگ آهك يك سوم تا يك دوم ارتفاع  بلوك 
مرمر دو سوم ارتفاع بلوك 
استخراج سنگ به كمك چال هاي موازي براي كانسارهايي كه لايه بندي طبيعي دارند و نياز به حفر چال هاي افقي ندارند ، نظير معادن تراورتن با موفقيت انجام مي‌گيرد.
پس از حفر چال هاي مورد نياز به سه روش بلوك را از توده سنگ جدا مي كنند.
۱-۳- استخراج بلوك به كمك پارس و گوه :
پس از حفر چال ها در هر يك ، دو تيغه ي فلزي و يك گوه كه از جنس فلز محكم است، قرار مي گيرد.در اين حالت ابتدا گوه به كمك يك چكش سبك ، جا گذاري مي شود. سپس با يك پتك عمل ضربه زني به روي گوه با شكافتن سنگ صورت مي گيرد . 
۱ـ۴ ـ استخراج بلوك به شيوه مكانيكي :
در اين روش جهت جدا كردن بلوك از توده سنگ پس از حفر چال ها از يك نوع چكش هيدروليكي استفاده مي شود. با اين روش زمان استخراج كاهش مي يابد و قدرت بدني كمتري لازم است .
اين چكش ها قدرت زيادي دارند و با يك پمپ هيدروليكي راه اندازي مي شوند. نيروي محركه مي تواند توسط نيروي برق و يا هواي فشرده تأمين گردد . در برخي موارد ، پمپ هيدروليكي به وسيله موتور بنزيني به حركت در مي آيد.
۱ ـ ۵ ـ استخراج به كمك مواد ناريه سبك : 
در معادن سنگ گرانيت معمولاً ابتدا چالهاي عمودي و افقي به فواصل مناسب حفر مي شوند آنگاه با استفاده از مواد ناريه مخصوص و فتيله انفجاري آتشبازي صورت مي گيرد وبلوك از توده سنگ جدا مي شود . در اين روش براي آتشبازي از مواد منفجره اي كه وزن مخصوص وسرعت انفجار كم دارند مانند K – Pipecharg استفاده مي شود . اين ماده منفجره از مواد نيتروگليسيريني است و قدرت تخريبي آن كمي از باروت بيشتر مي باشد و به شكل استوانه اي تهيه مي گردد. 
۱ ـ ۶ ـ استخراج با ماشين هاي شيارزن ( هاواژ ) : 
ماشين هاي شيارزن در سنگهايي كه سختي آن چندان زياد نيست با موفقيت به كار رفته ولي در سنگهاي سخت نظير گرانيت نتيجه مطلوبي نداشته است . روش استخراج به كمك ماشين شيارزن بدين گونه است كه با ماشين صفحات از پيش تعيين شده سنگ را مي برند و بلوك را از سينه كار جدا مي كنند . ماشين هاي شيار زن طوري به كار گرفته مي شوند كه صفحات ، پياپي از بلوك هاي متعددي در طول يك خط بريده مي شوند و بدين وسيله جابه جايي ماشين به حداقل مي رسد . سه دسته ماشين شيارزن وجود دارد :
الف ) ماشين شيارزن با بازوي زنجير دار
ب ) ماشين شيارزن با ديسك برنده 
 ج ) ماشين شيارزن با صفحه فرز 
۱ ـ ۶ ـ ۱ ـ ماشين شيارزن با باوزي زنجير دار :
اين دستگاه داراي بازويي است كه روي آن زنجيري به سرعت حركت مي كند . در نتيجه گردش زنجير و حركت بازو ، شياري به ضخامت۴ سانتي متر در سنگ ايجاد مي شود .ماشين ميتواند به صورت عمودي يا افقي قرار گيرد . در نتيجه اين ماشين قادر است شيار عمودي يا افقي در ماشين ايجاد نمايد . دستگاه شيارزن بر روي ريل حركت مي كند و حركت دستگاه در جهت مورد نياز به طور هيدروليكي انجام مي شود وموازي ريل عمود بر سطحي كه ريل برروي آم قرار دارد ، شكافي ايجاد مي نمايد . 
با جابه جا كردن دستگاه شكاف هايي عمودي بر شكاف قبلي نيز پديد مي آيند. با قرار دادن دستگاه در كف پله وتغيير وضعيت ، دستگاه شيار افقي ايجاد مي كند و به اين ترتيب بلوك هاي مورد نظر در سينه كار آزاد مي شوند . انتقال دستگاه از محلي به محل ديگر وهمچنين تغيير جهت آن ، توسط جرثقيل و يا لودر انجام مي‌گيرد. چنانكه گفته شد ، ضخامت برش به وسيله ماشين شيار زن زنجير دار حدود ۴۰ ميلي متر است . لذا به علت افزايش ضخامت برش هزينه برش سنگ با اين دستگاه بيش از هزينه برش با سيم الماسه خواهد بود. (هزينه برش تقريباً۳۰ درصد گرانتر از برش با سيم الماسه است).
همچنين هزينه نگهداري بيشتر و نياز به تخصص بيشتر و عمق برش محدودتر از دستگاه برش با سيم الماسه از ويژگي هاي آن است . ليكن در مقايسه با دستگاه برش با سيم الماسه امتيازاتي به شرح زير دارد:
۱٫ سرعت برش با دستگاه شيارزن بيشتر از سيم الماسه مي باشد . ( حدود ۴۰ درصد سرعت بيشتر )
۲٫ برش سطح عقب بلوك با اين دستگاه آسان تر و سريع تر انجام مي گيرد . 
۳٫ از نظر ايمني اين دستگاه برتري دارد . 
۴٫ كار با اين دستگاه نياز به حفر چاه ندارد و به اين ترتيب با احتساب هزينه مصرف لوازم و دستمرد كارگر كوهبر و قيمت ماشين آلات حفاري ، قسمتي از هزينه اضافي با اين دستگاه را خنثي مي نمايد. 

۱ـ ۶ ـ ۲ـ ماشين هاواژ با ديسك برنده :
در اين روش از دستگاههايي استفاده مي شود كه به وسيله برق يا موتور ديزل ديسك هايي را به حركت در مي آورند . اين ديسك ها كاملاً شبيه ديسك هاي مورد استفاده در كارخانجات سنگبري است . ماشين ، ساختماني ساده دارد و با حداقل اشكال و به سرعت ، عمل برش سنگ را انجام مي دهد . در برخي از معادن سنگ كه سختي متوسطي دارند ، با موفقيت به كار گرفته شده است . ديسك برنده در محيط خود داراي دنده هايي است كه از يك نوع آلياژمخصوص ( كربور تنگستن ) درست شده است . اين دندانه ها قابل تعويض است .  با به كار بردن آلياژهاي گرانتر و يا الماس ، در دندانه هاي ديسك ، مي توان سرعت برش را افزايش داد و سنگهاي سخت نظير گرانيت را نيز بريد . 
يكي از دستگاههايي كه با استفاده از ديسك در بعضي از معادن مورد استفاده قرار مي گيرد دستگاهس است كه دو ديسك قائم و يك ديسك افقي دارد . دستگاه همزمان با برش ، در جهت برش حركت مي كند وجدولهاي سنگي به طول و عرض و ارتفاع معين را جهت نصب در محوطه ساختمانها و خيابان ها وغيره مستقيماً از معادن استخراج مي نمايد 
۱ ـ ۶ ـ ۳ : ماشين شيارزن با صفحه فرز :
از آنجا كه با ديسك برنده ، امكان تهيه بلوك هاي بزرگ وجود ندارد ، يك نوع ماشين با صفحه فرز ابداع شده است كه جهت استخراج بلوك هاي بزرگتر به كار مي رود . در اين دستگاه يك صفحه برنده به نام « فرز » ، توسط چرخ دنده اي كه خود به وسيله موتور دستگاه به حركت درمي آيد گردانده مي شود .
۱ ـ ۷ ـ روش استخراج هيدرومكانيكي :
در روش استخراج هيدرومكانيكي آب به وسيله آبفشان هايي كه با موتورهاي هيدروليكي به حركت در مي آيند ، در سنگ شيار ايجاد مي نمايد . در اين روش آب تحت فشار بسيار زياد قرار مي گيرد و جريان آب به صورت يك رشته باريك به قطر مداد معمولي از سر شيلنگ هاي مخصوص و دوراني به سنگ پاشيده مي شود و انرژي سينتيك آب باعث بريده شدن سنگ مي گردد . در برخي از انواع آبفشان‌ها،‌آب به شكل ضربه اي از دهانه خارج مي شود . در اين صورت مي توان فشار آب را به تراكم زيادتري افزايش داد . 
شكل ( ۱ـ۴ ) قسمت هاي مختلف دستگاه آبفشان شامل شيرهاي آب كه با باز و بسته نمودن آن جريان آن كنترل مي شود، فيلترهاي تصفيه كننده آب كه از عبود مواد زائد به سرشيلنگ ها جلوگيري مي نمايد واتصالات را نشان مي‌دهد. فشار آب دستگاه آبفشان قابل تنظيم است وبراي عمليات گوناگون از قبيل شستشو، پاك كردن و برش فشار آب مورد نياز تنظيم مي‌گردد.

۱ ـ ۸ ـ روش استخراج به كمك حرارت : 
در اين روش به كمك شعله در عمق صفحه مورد استخراج و در سطوح مختلف شياري به ضخامت ۷۰ تا ۱۰۰ ميلي متر ايجاد مي شود . در واقع براي برش سنگ از خاصيت ذوب يا خاصيت سوزاندن سنگ استفاده مي شود كه خودپارامتري از جنس سنگ است . حرارت لازم از گازوييل به عنوان سوخت اصلي وهواي فشرده به عنوان كمك تأمين مي گردد . عمل برش توسط كارگر انجام مي شود شعله ايجاد شده با حرارتي بيش از ۱۲۰۰ درجه سانتي گراد به سنگ برخورد مي كند . بر اثر استنباط ناشي از حرارت ، پوسته ي سنگ جدا مي شود و گازهاي حاصله ذرات را معلق مي‌سازد .
نظر به اينكه مصرف ويژه سوخت در اين روش به ازاء هر متر مربع از صفحه مورد برش حدود ۵۰ ـ ۴۰ ليتر است و با توجه به قيمت سوخت كه در اكثر كشورها بالاست و مشكلاتي كه در زمينه حفاظت كارگران در مقابل حرارت وصداي زياد وجود دارد، اين روش استخراج چندان متداول نيست و فقط در بعضي از معدان گرانيت  كه كاربرد ساير روشها نيز پرهزينه است ، به كار مي رود . 
۱ ـ ۹ ـ روش استخراج با سيم برش فولادي :
استفاده از شيوه برش با سيم فولادي ، از يكصد سال پيش در معاون بزرگ  سنگ كشورهاي اروپايي نظير ايتاليا متداول گرديد . در اين روش ابتدا چالهايي با طول بيش از۳۰  متر ، كه درسطوح مختلف يكديگر را قطع مي كنند ، حفر مي گردد.آنگاه با عبور سيم هاي فولادي از چالها قسمتي از سنگ محدودشده به برش آن اقدام مي شود.اساس كار بر حركت دوراني يك سيم فولادي تحت كشش است كه به كمك پودر سيليس و آب موجب برش سنگ مي شود . به طوري كه اين سيستم برش ، از يك دستگاه نيروي محركه ( وينچ ) ، تعدادي قرقره هدايت كننده ، دستگاه ايجاد كشش وابزارهاي كمكي وابسته ، تشكيل شده است . جهت ايجاد كشش لازم ، از روش آويزان كردن وزنه به ارابه اي ك حاوي قرقره است ، استفاده مي شود . با اين روش به راحتي مي توان با تغيير زاويه اي كه به قرقره مي دهند ، سطوح افقي يا عمودي را بريد . معايب و مشكلات اين روش به طور كلي عبارتست از : 
هزينه هاي پرسنلي و سرمايه گذاري زياد 
پيچيدگي تأسيسات كه كار كردن با آن مستلزم تجربه كافي و كارآموزي است . 
پمپاژ آب 
سرعت كم برش كه به طور متوسط ۱ متر مربع در ساعت است . راندمان كار برش سنگ به كمك سيم به نوع سنگ بستگي دارد و در مرمريت حداكثر به ۲ متر در ساعت مي رسد . 
۱ـ ۱۰ ـ روش استخراج سنگ با سيم برش الماسه :
 طرز كار اين سيستم بدين ترتيب است كه سيمي داراي پوشش دانه هاي الماس به طول ۲۵ الي ۴۰ متر به وسيله يك وينچ با قرقره راهنما در يك جهت معين به طور دائم روي سنگ حركت مي كند ودر سنگ شياري ايجاد مي نمايد و بدين وسيله  سنگ بريده مي شود . براي اين منظور ابتدا در سنگ دو چال عمود بر هم كه محدوده بلوك را تشكيل مي دهد حفر شده و سيم الماس داررا از آن عبور مي دهند .  دستگاه 
 
برش در موقع كار برروي ريل قرار دارد و با استفاده از امكانات الكترونيكي و هيدروليكي ، به طور اتوماتيك برروي ريل جا به جا مي شود . مكانيزم دستگاه به گونه اي است كه مي توان با جا به جايي وتغيير جهت محور وينچ از حالت افقي به عمودي ، سنگ را به طور افقي و يا عمودي بريد، (شكل ۱-۵) [۴]. 

عتیقه زیرخاکی گنج