معدن سنگ های ساختمانی

تعریف سنگ : در فرهنگ معین مقابل واژه ‌سنگ ، این چنین می خوانیم « هریک از توده های بزرگ و سخت معدنی و طبیعی که دارای ساختمان صلب و املاح و عناصر معدنی یا آتشفشانی یا رسوبی که جزو ساختمان پوسته جامد زمین محسوب می شوند و در ساختمان سنگ ها اکثر بقایای موجودات زنده اعصار قدیم شرکت می کنند » و بعد ادامه می دهد: با توجه به تعریف فوق در وهله اول تمام تشکیلات صلب پوسته جامد زمین فقط جزو سنگ ها به حساب می آیند در حالی که از لحاظ زمین شناسی تشکیلات نفتی و روغن ها و قیرها که جزو پوسته جامدند نیز جو سنگ ها محسوب می شوند، سنگ ها توده اصلی کانی ها را به وجود می آورند.
از نظر علمی سنگ عبارتست از : انبوهی از کانی ها با ترکیب شیمیایی معین تا حدی ثابت که تشکیل که مجموعه به نام سنگ را می دهد.
در حقیقت مجموعه ای مکانیکی از کانی ها می باشد در رابطه با تاریخ آشنایی بشر با سنگ و استفاده های گوناگون از آن ، متخصصین نظرات متفاوتی را عنوان می نمایند ولی به نطر می رسد که تاریخ استفاده بشر از سنگ ، به تاریخ خلقت او برمی گردد. سنگ در اغلب معماری های باستانی مورد استفاده قرار می گرفته. به عنوان مثال ، اهرام مصر از ۲ میلیون بلوک سنگ آهک با وزن متوسط ۵/۲ تن ساخته شده  با مشاهده بناهای تاریخ نظیر اهرام مصر ساختان های قدیمی در یونان ، پرسپولیس در ایران و نظایر آنها که گاهی قطعاتی با بیش از ۹۰ تن وزن در بخش های مختلف بکار رفته است. ملاحظه می شود که مسئله حمل و نقل سنگ بصورت بلوک های بزرگ در گذشته خیلی دور حل شده است. پس از این مراحل استفاده مقدماتی از بلوک های سنگی در ستون های بناهای قدیمی به تدریج انسان به زیباشناسی در سنگ ها و رنگ آنها توجه کرده است. این ترتیب در مراحل بعدی ، کلیساها و ابنیه تاریخی با سنگ هایی آرایش داده شده اند که به تدریج از وزن آنها کاسته شده ، ولی در عوض رنگ و بافت سنگ جلب توجه می کند.
این روند تا امروز ادامه یافته است و آنچه که توجه انسان امروزی را بیشتر به خود جلب می کند. رنگ صیقل پذیری و استحکام سنگ است که بسته به سلیقه افراد ، انواع گوناگون سنگ های تزئینی انتخاب و در ساختمان ها نصب می شوند. همچنین بشر اولیه از سنگ برای ساختن مسکن و وسایل شکار استفاده می کرده ، به نحوی که یک عصر به عنوان عصر حجر نامگذری شده است. که به اهمیت سنگ در آن روان پی می بریم.
تعریف سنگ ساختمانی
سنگ های ساختمانی به آن دسته از سنگ هایی اطلاق می شود که به هر شکل و اندازه با تغییر شکل فیزیکی یا بدون تغییر در یکی از قسمت های ساختمان مثل : پی ها ، کف ، دیوارها، نما، سنگ فرش جاده ها و محوطه ها دیواره پل ها ، ساختمان های زیرزمینی و… بکار می روند این سنگ ها را می توان به دو گروه تقسیم کرد.
۱-    سنگ های زیر بنایی
۲-    سنگ های تزئینی و نما
سنگ های زیر بنایی:
این سنگ ها بصورت خرده سنگ ، لاشه ، لون، لوح ، تیشه ای و… به همان شکل بدست آمده از واریزه های کوه ها و معادن و یا با تغییر شکل در پی ها ، سنگ فرش کوچه ، خیابان، محوطه ها و دیوارها و طاق ساختمان ها ، دیوار پل ها و سدها ، کف جاده ها و… بکار می روند. تغیر شکل بصورت خرد کردن شکاندن، بریدن و گونیا کردن نسبی و… می باشد. بدین دلیل که کار زیادی روی آنها نمی شود. و چون در قسمت های اصلی فیزیکی و نگهدارنده ساختمان و… بکار می روند. آنها را به عنوان سنگ های زیر بنایی نامیده ایم.
سنگ های تزئینی و نما :
به آن دسته از سنگ ها گفته می شود که استحکام لازم را داشته و به اندازه های مختلف بریده شده و یا شکل داده می شود و پس از ساب و صیقل در قسمت هایی از ساختمان و بناها که در معرض دید می باشند بکار گرفته می شوند.
تقسیم بندی علمی و تجاری:
–    گروه سنگ های سخت و مقاوم یا گروه گرانیت
–    گروه سنگ های نسبتاً‌سخت یا گروه ماسه سنگ
–    گروه سنگ های نیمه سخت و نسبتاً‌ مقاوم یاگروه سنگ های آهکی
–    گره سنگ های نسبتاً‌ نرم یا سرپانتینی
موارد کاربرد این گروه از سنگ ها
الف :  سنگ رو کار بناها : آهک های متراکم ،ماسه سنگ ها ،‌مرمرهای الوان ، توف های آتشفشانی ، گرانیت و بازالت.
ب :‌ سنگ نمای داخلی : مرمر صیقل پذیر ، مرمریت ها، توف ، کنگلومرا
ج : پله های خارجی :‌ ماسه سنگ ، گرانیت ، بازالت.
د :‌ پله های داخلی :‌ مرمر ، مرمریت ، گرانیت
و :‌ محصولات جنسی : گرانول ها و پودرها، اجزاء مصالح ساختمانی مثل ملات ها و…
بررسی روش های استخراج سنگ های ساختمانی
تحلیل و بررسی روش های استخراج هرچند که بیشتر به چگونگی و نحوه استخراج در توده سنگی می پردازد. اما از آنجا بایستی کلیه پارامترهای مربوط به توده سنگ ها را در نظر گرفت و همچنین آشنایی کامل با تجهیزات تمامی روش ها داشته و دانست که توجه به خصوصیات فیزیکی سنگ مورد نظر کدام روش مناسب تر و مقرون به صرفه استفاده و اینکه نهایتاً فاکتورهایی چون:
۱-    خصوصیات کانسار و نوع سنگ ساختمانی
۲-    میزان تولید
۳-    قیمت بلوک
۴-    نوع کارگاه استخراج
۵-    دسترسی به ماشین آلات و برق و آب و…
را مورد بررسی قرار داد. لذا با در نظر گرفتن بررسی های فنی و اقتصادی بسته به روش مورد نظر. خود به نحوی به طراحی معادن سنگ ساختمانی می پردازیم.
با توجه به وجود سیستم کلی استخراج معادن زیر زمینی و رو باز. استخراج معادن سنگ نما و تزئینی کلاً به صورت رو باز است. البته در مواردی که میزان باطله ، روی ماده ، معدنی زیاد باشد. روش استخراج زیر زمینی با بجا گذاشتن مقداری ذخیره به عنوان پایه مورد استفاده قرار می گیرد. به دلیل عملیات فراوری بعد از استخراج شکل سنگ استخراجی نما و تزئینی به حالت ایده آل بصورت مکعب مستیل بوده که ابعاد مختلف آن در ارتباط با ابعاد دستگاه های برش در کارخانجات و تولید قطعات به شکل هندسی مشخص می باشد. لذا روش استخراج در این نوع معادن باید بگونه ای باشد که بتواند چنین قطعاتی را تولید کند در زیر به بررسی هریک از روش ها پرداخته و از بین آنها مناسب ترین روش را انتخاب کنیم.
روش های استخراج سنگ های ساختمانی
۱-    استخراج به کمک چال های موازی
۲-    استخراج به کمک پارس و گوه
۳-    استخراج به روش آتشباری کنترل شده
۴-    استخراج به وسیله جت شعله
۵-    استخراج به کمک سنگبرها یا هاواژها
۶-    استخراج با استفاده از جت آب
۷-    استخراج با دستگاه سیم برش الماسه

فهرست محتوا :
مقدمه
تعریف سنگ
– تعریف سنگ ساختمانی
سنگ های زیر بنایی
سنگ های تزئینی و نما
تقسیم بندی علمی و تجاری
موارد کاربرد این گروه از سنگ ها
فصل اول : بررسی روش های استخراج سنگ های ساختمانی
روش های استخراج سنگ های ساختمانی
۱-۱ استخراج به کمک چال های موازی
۱-۲ استخراج و قواره کردن به کمک پارس و گوه
پارس و گوه مکانیکی
۱-۳ استخراج به روش آتشباری کنترل شده
– آتشباری کنترل شده با استفاده از مواد منفجره ضعیف
– روش های دیگر آتشکاری کنترل شده مثل آشکاری منقطع (declooding) و پیش برش (pre Spiliting) و کنترل شکستگی و …
۱-۴ استخراج به وسیله جت شعله
۱-۵ استخراج هیدرومکانیکی یا با استفاده از جت آب
۱-۶ استخراج توسط سنگبرها ( هاواژها)‌
۱-۷ استخراج با دستگاه سیم برش الماسه
مزایای این روش عبارتند از
از معایب این روش می توان
روش استخراج
ارائه مناسب ترین روش استخراج
فصل دوم : استخراج با دستگاه سیم برش الماسه
۲-۱ تاریخچه
۲-۲ وسایل مورد نیاز در این روش
۱- دستگاه حفاری راسول
۲- دستگاه پرفراتور
۳- کمپرسور
۴- موتور ژنراتور
۵- دستگاه سیم برش الماسه
۲-۳ الماس کردن سیم الماسه
۲-۴ روش های رایج برای پرکردن فاصله بین سیگمنت ها
۲-۵ روش کار
۲-۵-۱ نحوه کارکرد دستگاه
۲-۵-۲ حفر چال ها و تراز کردن آنها با هم
۲-۵-۳ عبور سیم برش از چال ها
آماده کردن ریل ها
۲-۵-۵کنترل سیم و راه اندازی دستگاه
۲-۵-۶ برش افقی ( کف بری)
۲-۵-۷ برش عمودی ( بغل بری ، پشت بری)
فصل سوم : ایمنی و حفاظت
۳-۱ عوامل موثر در افزایش ایمنی استخراج به کمک سیم برش الماسه
۱- نیروی کش سیم
۲- سرعت چرخش سیم
۳- حداقل آب مورد نیاز
۴- فاصله دستگاه و ینج تا سینه کار
۵- تعویض سیم
۶- ابتدا کف بری و سپس بغل بری و پشت بری
۷- جهت حرکت سیم برش
۸- سرعت برش سنگ
۹- جلوگیری از نوسان و ایجاد تنش در سیم
۱۰ – ارتفاع مناسب سینه کار
۱۱- ایجاد پیچش درسیم
۱۲ – زاویه برش
۱۳- وجود اصطکاک بیش از حد
۳-۲ مهمترین عوامل پاره شدن سیم
الف) پوسیده شدن سیم
ب) زدگی در سیم
ج) فشار بیش از حد یا بالا بدون کشش دستگاه
د) وجود خاک و سنگریزه در مسیر برش
ه‍) برخورد به سطح سخت یا نرم (‌تغییر سختی)
و)‌ انحراف در مسیر سیم
ز) زاویه تند در برش
۳-۳ وجود خطرات در عملیات استخراج و راهکارهایی جهت افزایش ایمنی
۳-۳-۱ سیم الماس
۳-۳-۲ دستگاه
۳-۳-۳ ریل های راهنما
۳-۳-۴ کارگران
– محل امن کارگران
فصل چهارم  : ۲ روش پیشنهادی
۴-۱ ترکیب Quarry Master – تیغه سیم الماس Diamond Wire Saw
نتیجه گیری