تحقیق کاربرد استخراج زیرزمینی در معادن سنگ های نما

تحلیل و بررسی کاربرد استخراج زیرزمینی در معادن سنگ های نما

در مطالب جمع آوری شده سعی بر آن بوده است که مشکلات معدن کاری روباز سنگ های تزئینی اعم از اقتصادی و زیست محیطی عنوان شود و رهنمونی به سمت استخراج زیرزمینی این معادن باشد تا انشاالله بتوانیم در آینده نه چندان دور با توجه به گستردگی این منابع در ایران همانند دیگر کشورها این مشکلات را مرتفع نماییم لذا مطالب در بنج فصل به قرار زیر دسته بندی شده است

فصل اول : تقسیم بندی سنگهای نما

فصل دوم : روش های استخراج روباز سنگ های ساختمانی

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

فصل چهارم: روشهای استخراج زیرزمینی سنگهای تزئینی

فصل بنجم : نتیجه کیری و بیشنهادات

هم چنین لازم به ذکر است که محاسبات کامل و تحلیل اقتصادی جایگزینی روش ها با مبنا قرار دادن معدن تراورتن حاجی آباد محلات به عنوان مورد مطالعاتی همراه با پیشنهادات در دو فصل دیگر تدوین شده که در پروژه اینجانب در مقطع کارشناسی آورده شده است.

بخشهایی از متن ابتدایی فصول تحقیق:

تقسیم بندی سنک های نما

سنگها از نظر منشا و طرز تشکیل به سه دسته سنگ بر آذرین ، رسوبی و دگرگونی تقسیم بندی می شوند. شناخت و تشخیص سنگ ها نیاز به مطالعه سنگ شناسی 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 سختیآن ها استوار است. از دیدگاه ساخت سنگ ها را می توان به بلورین و آواری رده بندی کرد. سنگ های 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 یا 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 های 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 های بسیار سختی با ظاهر ناهمسان، مثل گنایس و آمفیبولیت معمولاً سنگ های محکم را تشکیل می دهند و سنگ 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 هاینرم، سنگ گچ و سنگ های تبخیری و سنگ های آذرین هوازده ، مقاومت قابل اعتمادی ندارند.

روش های 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 الاستیک و الکتروترمیک و برش سنگ توسط اشعه لیزر اشاره کرد که در این فصل مفصلاً به شرح کامل روشهای بالا پرداخته شده است.

معادن سنگ تزئینی انواع ،ویژگی ها و مشکلات

انواع و ویژگی های معادن سنگ تزئینی

سنگهای دگرگونی با درجات و انواع مختلف دگرگونی ، سنگهای رسوبی شیمایی،سنگهای آواری و آلی زاد،سنگهای آذرین نفوذی و خروجی همه به عنوان سنگهای تزئینی مصرف می شوند زیرا مهارت و قوه تخیل آدمی او را قادر کرده تا این سنگها را خواه مانند ژیس (سنگ گچ) و آلا باته (رخام گچی) نرم وظریف باشند و خواه هم چون کوارتزیت سخت و بادوام در جای مناسب به کار برد.

این سنگها ؛ دشت ها ، تپه ها و کوهساران را تشکیل می دهند و انسان در جستجوی آنها همه جای زمین را زیر پا می نهد و با استفاده از مشاهدات خود از سطح زمین و پوسته 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 با یکدیگر دسته هایی را تشکیل دهند زیرا بین آنها ویژگی 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

معادن سطحی

معدن چه در دشت ها و چه در مناطق کوهستانی، که بر روی سطح ناحیه معدن کاری واقع شده اند معادن سطحی نامیده می شوند در این معادن کلیه فعالیت های مرتبط با استخراج قطعات سنگ در محوطه باز انجام می گیرد.

بر اساس پستی و بلندی زمین ومنطقه ای که معدن در آن قرار دارد (مسطح یا کوهستانی) دو روش متفاوت استخراج مورد استفاده قرار می گیرد که معدن گودالی و معدن کوهستانی نامیده می شوند.

در ابتدای کار می بایست با توجه به شرایط توپوگرافی منطقه و پستی و بلندی زمین روش عملیاتی مناسبی جهت استخراج انتخاب نمود و سپس در مراحل بعدی برداشت لایه اولیه قرار گرفته بر روی سطح ناحیه معدن انجام پذیرد

روشهای استخراج زیرزمینی سنگهای تزئینی

همان گونه که در فصل قبل مشاهده کردیم روشهای رو باز مشکلاتی را پیش رو داشتند که با تجزیه و تحلیل چندی از آنها ، کاربرد روشهای زیرزمینی بعنوان یکی از گزینه های جانشین مطرح شد . جهت یاد آوری مزایای روشهای زیرزمینی در زیر آورده شده است.

مزایای روش زیرزمینی نسبت به روشهای روباز:

1- میزان حداقل باطله برداری

2- حداقل هزینه باز کردن چه از لحاظ زمان و چه از لحاظ فضا

3 - حداقل تخریب منطقه

4- مزیت استفاده از عوامل طبیعی : شرایط کار با خنکی هوا در تابستان و محیط کار گرم در زمستان

5- افزایش بهره وری در فصول سرد

6 - افزایش ایمنی

7-جلوگیری از انباشت باطله و آلودگی بیوسفر ، اتمسفر،منابع آب و ......

حال به معرفی و بررسی روشهای زیرزمینی قابل استفاده در این ماده معدنی خواهیم پرداخت:

معرفی روش زیرزمینی

از هر دو دیدگاه مکانیک سنگی و زمین شناسی ، سنگهای تزئینی سالم ترین ذخایر دنیا هستند و این امر باعث افزایش تقاضا در راستای کیفیت بهتر قطعات سنگ می گردد.

نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات

با توجه به مطالب ارائه شده در چهار فصل قبل بالاخص مطالب 2 فصل آخر که راجع به انواع ، ویژگی ها ، مشکلات و هم چنین روشهای استخراج زیر زمینی معادن سنگ تزئینی است می توان دریافت که :

1) ذخایر معدنی ثروت خدادادی هستند و هدر دادنشان نا شکری است .

2) منابع معدنی یکی از منابع در آمدی هر کشور به حساب می آیند لذا با انتخاب روش صحیح معدن کاری بایستی به اقتصاد معدن و هم اقتصاد کشور کمک کرد .

3) سنگ های تزئینی بر خلاف توجه کمی که در حرفه معدن کاری به خود جلب کرده اند از لحاظ اقتصادی جزء پر در آمدترین کارهای معدن کاری محسوب می شوند .

4) کارهای مربوط به استخراج سنگ های ساختمانی (تزئینی) ممکن است تأثیر شدیدی بر بخش های مختلف محیط زیست اعم از آب ، خاک و هوا بگذارد .

...

فهرست مطالب

چکیده

مقدمه

فصل اول : تقسیم بندی سنگ های نما

کاربرد سنگ آهک

تراورتن

آراگونیت

ماسه سنگ

کنگلومرا

سنگهای دگرگونی

مرمریت

مرمر

سنگ لوح

طبقه بندی سنگ لوح

ویژگی های سنگ لوح

کوارتزیت

فصل دوم : روشهای استخراج روباز سنگ های ساختمانی

روشهای استخراج روباز سنگ های ساختمانی

حفر چاه ها

استفاده از پارس و گوه

جدا کردن بلوک به روش مکانیکی

استفاده از مواد ناریه ضعیف با روش های آتشکاری کنترل شده

استخراج بلوک های سنگ توسط ماشین ضربه زن

برش با سیم های برش فولادی ( حلزونی )

روش برش با سیم الماسه

ایجاد برش در سنگ توسط دستگاههای سنگ بر

سنگ بر با بازوی زنجیری (هاواژ)

سنگ بر با دیسک برنده

سنگ بر با صفحه فرز

برش سنگ با استفاده از فشار آب

روش استخراج با شعله

جدا کردن سنگ به کمک روش ترموالاستیک

بریدن سنگ توسط اشعه لیزر

جدا کردن سنگ به روش الکتروترمیک

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

انواع و ویژگی ها

معادن سطحی

معادن سنگ سطح

الف معادن سنگ کاواکی

ب معادن سنگ روباز

معادن سنگ تپه ای یا کوهستانی

معادن سنگ کوهپایه ای

معادن سنگ واقع بر نوک تپه ها یا قله کوهها

معادن سنگ روباز

مشکلات

تحلیل آثار متقابل معدن و محیط زیست

انواع تأثیرات زیست محیطی

ارزیابی تأثیرات

ارزیابی کاهش تأثیرات

فصل چهارم : روشهای استخراج زیرزمینی سنگهای تزئینی

روشهای استخراج زیرزمینی سنگهای تزئینی

مزایای روش زیرزمینی نسبت به روشهای روباز

معرفی روش

روش با حالت منظم اتاق ها و پایه ها

روش با حالت نامنظم اتاق ها و پایه ها

معیارهای طراحی

ابعاد و فضای استخراجی

ابعاد پایه ها

الف) تنش پایه

ب) مقاومت پایه

نگهداری و کنترل سقف

طراحی شبکه بولت گذاری

تهویه

مزایا و معایب روش اتاق و پایه در معادن بالاخص معادن سنگ تزئینی

ماشین آلات و ابزار مورد استفاده در معادن سنگ تزئینی زیرزمینی

ارزیابی مزایای استفاده از ماشین اره زنجیری در معادن

فصل پنجم : نتیجه گیری و ارایه پیشنهادات

منابع