دانلود مقاله انواع سنگ های زینتی و روش استخراج آنها از معدن

محدوده معدن شهاب سنگ شامل چهارضلعی ABDC به ا ضلاع
(m) 1150 BC= و 750 DC= و 1100 AD= و 500 AB=
به مبدا 0 (مزرعه مصطفی) که فاصله‌اش تا راس A برابر 1750 متر و زاویه اش با شمال جغرافیایی برابر 85 درجه می‌باشد.
خط و اصل OA با اضلاع AB و AD به ترتیب زوایایی برابر 151 و 241 درجه می‌سازد.

در فصل اول مروری بر انواع سنگها و هم‌چنین سنگ‌شناسی توصیفی و مختصری در مورد سنگهای آذرین ورسوبی و دگرگونی شرح داده می‌شود.

در فصل دوم بیشتر راجع‌به سنگهای تزئینی و نما رسوبی، دگرگونی، آذرین) و سختی و مقاومت آنها و سپس در مورد منشاء ومشخصات مکانیکی تراورتن و در آخر درباره فن‌آوری استخراج سنگ سخن به میان آمده است.
در فصل سوم در مورد استخراج سنگهای تزئینی و نما شامل کلیات روشهای استخراج سنگهای ساختمانی (کواری)، معادن سنگ بعد دار، معادن سنگ بی‌بعد و هم‌چنین انواع روشهای استخراج سنگهای ساختمانی و شرح وسایل مربوط به روشهای استخراج سنگهای ساختمانی پرداخته‌ایم.
در فصل چهارم درباره معدن تخت باغ ملک، که شامل موارد تاریخچه‌ و سوابق بهره‌برداری از معدن، مختصری از وضعیت زمین شناسی، میزان استخراج سالیانه و بازار مصرف سنگ معدن،چگونگی فعالیت معدن شهاب سنگ و هم‌چنین انواع دستگاهها و وسایل مورد استفاده برای استخراج معدن شرح داده شده است.
در فصل پنجم مختصری راجع‌به فرآوری سنگهای تزئینی و روشهای مربوط به آنها که شامل ساب و صیقل دادن سنگهای ساختمانی، تیشه زنی (زخم زنی) یا باد بر کردن سنگها و بتونه کاری سنگ تراورتن توضیح داده شده است.
2-7- تقسیم‌بندی روشهای استخراج سنگهای تزئینی و نما
2-7-1- تاریخچه صنعت سنگبری در ایران
در ایران با اینکه بناهای سنگی بسیارقدیمی وجود دارد ولی صنعت سنگبری سابقه طولانی ندارد اولین دستگاه برش سنگ که یک نوع اره با تیغه‌های آهنی بود وبا پودر سیلیس کار می‌کرد به نام اره کلی معروف است این اره ظاهراً در حدود سال 1307 یعنی بیش از 70 سال قبل همزمان با شروع عملیات ساختمانی کاخ مرمر ساخته شد.

و درمنطقه‌ نازی‌آباد تهران نصب گردید و از فشار وزنه هایی که به دستگاه آویزان می‌شد جهت بر ش استفاده می‌گردید.

دومین کارخانه از همین نوع پس از مدت کوتاهی در مشهد نصب شد.

حدود سال 1312 شخصی به نام گلداشمیت جهت تهیه سنگ مورد نیاز ساختمان بانک ملی شعبه بازار که در دست احداث بود یک دستگاه اره در محل نصب کرد همچنین شرکت اشکورا برای تامین سنگ‌ ساختمانی دادگستری اره مشابهی نصب نمود که دستگاه مذکور پس از پایان عملیات ساختمانی برچیده شد.

در سال 1320 گلداشمیت با شریک ایرانی خود اره جدیدی رادر منطقه جوادیه تهران نزدیک پل راه‌آهن راه‌اندازی نمود.

همزمان کارخانه نازی‌آباد اره خانه خود را تا 11 دستگاه توسعه داد.

سنگهای مقبره حضرت امیر‌المومنین (ع) و مقبره سیدالشهداء (ع) ومسجد ارک از جمله تولیدات کارخانه مذکور بودند.
2-7-2- تاریخچه استخراج سنگهای ساختمانی
در زمانهای بسیار قدیم بشر برای دفاع از خود و شکار حیوانات از ابزار سنگی استفاده نموده است (عصر جدید) سپس از سنگ برای ساختن پناهگاه‌ و مامن بهره جسته است.
حتی لوازم مورد نیاز انسان از جمله لوازم طبخ نیز از سنگ تهیه شده است.
به تدریج انسان به زیبایی و رنگ سنگ توجه نمود، به این ترتیب در مراحل بعد مساجد، کلیساها و ابنیه تاریخی را با سنگها آرایش داده، به مرور زمان از وزن سنگ کاسته شد ولی در عوض رنگ و بافت سنگ نظرها را به خود جلب کرد این روند تا به امروز ادامه داشته است .

]4[
2-7-3- تکنولوژی استخراج سنگ
جهت تهیه سنگ پلاک ابتدا باید سنگ به شکل قواره یا فله یا کوپ از معدن استخراج گردد برای تهیه پلاک بزرگ داشتن قواره سالم به ابعاد مناسب، اولین عامل تعیین کننده است.

بشر از ابتدا از بلوکها ویا قواره‌های طبیعی استفاده نموده و بعداً مساله تهیه و استخراج بلوکهایی را از معادن مورد توجه قرار داده است همانگونه که در بعضی معادن گرانیت کشورمان در ابتدا مقدار زیادی از این بلوکهای طبیعی بکار رفته است و هنوز هم گه گاهی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد .]5[
2-7-4- چگونگی انتخاب روش استخراج وطراحی معادن سنگهای تزئینی.
به منظور بحث و بررسی در مورد انتخاب روش استخراج وطراحی معادن سنگهای تزئینی با توجه به روشهای مختلف استخراج بلوک و همچنین انواع کارگاه روباز یا زیرزمینی به ذکر نکاتی در این زمینه می‌پردازیم.

در طراحی استخراج سنگهای تزئینی باید طراح ویا بهره‌بردار، به مسائل مختلفی آگاهی یابد، تا بر اساس آنها برای استخراج سنگ ساختمانی برنامه‌ریزی عملی داشته باشد.

]4[
الف) خصوصیات کانسار و نوع سنگ ساختمانی
ب) نوع کارگاه استخراج
ج) میزان تولید
د) روشهای کندن سنگ

2-7-5- روشهای استخراج
علاوه بر اینکه روش استخراج سنگهای ساختمانی به کمک مواد ناریه که تفاوت عمده ای با استخراج سایر مواد معدنی ندارد و فقط با کنترل در فاصله چالها، انتخاب نوع مواد ناریه و میزان مصرف آن، به استخراج قطعات بزرگتر اقدام می گردد، روشهای دیگر را در ذیل مختصراً شرح می دهیم.
الف- روشهای چالهای موازی
روش استخراج سنگ به کمک چالهای موازی ، قدیمی ترین روش استخراج سنگ از کوه می باشد، در این روش ابتدا با توجه به ابعاد بلوک مورد نظر، چالهای موازی عمودی و افقی به فواصل 10 تا 20 سانتی متر حفر می نمایند، سپس با کمک نعل و پاس (گوه) بلوک را آزاد می کنند برای حفر چاه از چکشهای معمولی کوه بری استفاده می نمایند.
ب) روش برش یا سیم
در این برش ابتدا در امتداد اضلاع مکعب مستطیلی که بلوک مورد نظر را تشکیل می دهند چالهای عمودی و افقی با قطر 3 الی 8 اینچ، متناسب با سطح که قرار است بریده شود عبور می دهند، دو سر سیم را در داخل دستگاه برش به یکدیگر متصل می کنند و دستگاه برش را به کار می اندازند.
الف) خصوصیات کانسار ونوع سنگ ساختمانی به کمک مواد ناریه به تفاوت عمده‌ای با استخراج سایر مواد معدنی ندارد و فقط با کنترل در فاصله چالها، انتخاب نوع مواد ناریه و میزان مصرف آن، به استخراج قطعات بزرگتر اقدام می‌گردد، روشهای دیگر را در ذیل مختصراً شرح می‌دهیم.

]4[
الف) روشهای چالهای موازی
روش استخراج سنگ به کمک چالهای موازی، قدیمی ترین روش استخراج سنگ از کوه می‌باشد در این روش ابتدا با توجه به ابعاد بلوک مورد نظر، چالهای موازی عمودی و افقی به فواصل 10 تا 20 سانتی‌متری حفر می‌نمایند، سپس با کمک نعل و پارس (گوه) بلوک را آزاد می کنند برای حفر چاه از چکشهای معمولی کوه بری استفاده می‌نمایند.

]4[
روش استخراج سنگ به کمک چالهای موازی ، قدیمی ترین روش استخراج سنگ از کوه می باشد، در این روش ابتدا با توجه به ابعاد بلوک مورد نظر، چالهای موازی عمودی و افقی به فواصل 10 تا 20 سانتی متر حفر می نمایند، سپس با کمک نعل و پاس (گوه) بلوک را آزاد می کنند برای حفر چاه از چکشهای معمولی کوه بری استفاده می نمایند.

ب) روش برش یا سیم در این برش ابتدا در امتداد اضلاع مکعب مستطیلی که بلوک مورد نظر را تشکیل می دهند چالهای عمودی و افقی با قطر 3 الی 8 اینچ، متناسب با سطح که قرار است بریده شود عبور می دهند، دو سر سیم را در داخل دستگاه برش به یکدیگر متصل می کنند و دستگاه برش را به کار می اندازند.

الف) خصوصیات کانسار ونوع سنگ ساختمانی به کمک مواد ناریه به تفاوت عمده‌ای با استخراج سایر مواد معدنی ندارد و فقط با کنترل در فاصله چالها، انتخاب نوع مواد ناریه و میزان مصرف آن، به استخراج قطعات بزرگتر اقدام می‌گردد، روشهای دیگر را در ذیل مختصراً شرح می‌دهیم.

]4[ الف) روشهای چالهای موازی روش استخراج سنگ به کمک چالهای موازی، قدیمی ترین روش استخراج سنگ از کوه می‌باشد در این روش ابتدا با توجه به ابعاد بلوک مورد نظر، چالهای موازی عمودی و افقی به فواصل 10 تا 20 سانتی‌متری حفر می‌نمایند، سپس با کمک نعل و پارس (گوه) بلوک را آزاد می کنند برای حفر چاه از چکشهای معمولی کوه بری استفاده می‌نمایند.

]4[ ب) روش برش با سیم در این برش ابتدا در امتداد اضلاع مکعب مستطیلی که بلوک مورد نظر را تشیکل می‌دهند چالهای عمودی و افقی با قطر 3 الی 8 اینچ، متناسب با سطح که قرار است بریده شود عبور می‌دهند، دو سر سیم را در داخل دستگاه برش به یکدیگر متصل می‌کنند و دستگاه برش را به کار می‌اندازند.

]5[ ج) روش برش با تیغه‌های برنده در این روش از دستگاهی که دارای بازوی متحرک و مقاومی است استفاده می‌کنند، طول بازو ثابت است و جهت حفر شکاف متفاوت، می‌توان بازو را تعویض نمود ولی باید دقت داشت که تعویض روزانه بازوها به علت صرف وقت مقدور نیست.

د) روش استخراج با شعله در این روش به کمک شعله در سطوح مختلف برش ایجاد می‌شود، مشکلات مربوط به این روش مصرف زیاد سوخت، که هزینه زیادی را در بر داردو صدای آن زیاد است.

هـ) روش برش با دیسک در این روش از دستگاههایی استفاده می‌شود که بوسیله برق و یا موتور دیزل، دیسکتهایی را به حرکت در می آورد.

یکی از دستگاههایی که با استفاده از دیسک در بعضی معادن مورد استفاده قرار دارد دستگاهی است که دارای دو دیسک قائم و یک دیسک افقی است دستگاه همزمان با برش درجهت نصب در محوطه ساختمانها ویا خیابانها و 000 مستقیماً از معدن استخراج می‌نماید.

]5[ و) روش‌ استخراج سنگ با استفاده از مواد مخصوص به جای مواد ناریه ض) روش زیرزمینی ح) روش فنلاندی سایر روشها: برای استخراج سنگهای ساختمانی، روشهای دیگری نیز معمول است، این روشها تلفیقی از دو چند روش برای استخراج است.

به علاوه استفاده از اشعه لیزر و فشار آب هم در استخراج در دست مطالعه و آزمایشی است.

]5[ فصل سوم استخراج سنگهای ساختمانی و تزئینی 3-1- کلیات روشهای استخراج سنگهای ساختمانی (کواری): این روش برای استخراج سنگهایی به کار برده می شود که خاصیت مکانیکی یا شیمیایی آنها مورد نظر است مانند ماربل (مرمر)، گرانیت، سنگ آهک ، اسلیت، تراورتن و...

ذخایر این سنگها ممکن است لایه ای، عدسی یا توده ای باشند.

واژه کواری هم به اسم مانند معدن سنگ و هم به معنی فعل به کار برده می شود.

منشأ معادن کواری (سنگ) می تواند رسوبی مثل آهک یا دگرگونی مثل مرمر و یا آذرین مثل گرانیت باشد.

اساساً معادن سنگ به دو گروه تقسیم می شود: معادن سنگ بعد دار معادن سنگ خرد شده 3-2- معادن سنگ بعد دار: در این دسته از معادن سنگهای دارای ابعاد، خواص فیزیکی و مکانیکی مشخص هستند و به همان صورت که در طبیعت وجود دارند استخراج می شوند.

لذا حالت طبیعی آنها بایددر استخراج مورد توجه باشد استخراج اینگونه سنگها انتخابی است و برای استخراج آنها باید از درزه و شکافهای طبیعی اطراف سنگها استفاده کرد.

در صورت نیاز به شکاف مصنوعی یا برش باید به گونه ای این برش را به وجود آورد که سنگ با ابعاد و مقاومت طبیعی خود استخراج شود.

موارد مصرف این سنگها بیشتر در امر ساختمان سازی، کف پوشها، پله ها، جلوگیری از پیشروی آب دریا و نمای ساختمان می باشد.

به این جهت کلاً به آنها سنگهای ساختمانی می گویند.

و آن گروه از این سنگها که در تزئین یا نمای ساختمانها به کار می برند سنگهای ساختمانی تزئینی می گویند.

3-3- معادن سنگ بی بعد: این دسته از سنگها مقاومت و اندازه طبیعی آن مدنظر نیست.

و لذا استخراج آنها نیز به طور انتخابی صورت نمی گیرد.

از شیوه حفاری و انفجار می توان برای استخراج آنها استفاده کرد.

مصرف عمده این دسته از سنگها در جاده سازی می باشد.

تولیددر این معادن با توجه به غیرانتخابی بودن استخراج و امکان استفاده از حفاری و انفجار بالا می باشد.

غیر از دو تقسیم بندی فوق در ایران معادن سنگها یا سنگهای کواری را به اسامی دیگر نیز نامگذاری کرده اند که عمدتاً عبارتند از: الف) سنگهای ساختمانی بلوکی: سنگهای ساختمانی بلوکی که بدان به طور اختصار بلوک سنگ یا سنگ کوب نیز می گویند به سنگهایی اطلاق می شود که اشکال آنها عمدتاً مکعب مستطیل یا مکعب می باشند.

در ضمن وزن آنها از دو تن بیشتر می باشد.

به این دسته از سنگها با توجه به شکل و قواره خاص سنگهای ساختمانی قواره ای نیز می گویند.

ب) سنگ لوح: سنگ لوح به سنگی اطلاق می شود که پس از برش در کارخانه های سنگ بری به عنوان کف پوش و نمای دیواره ها مورد استفاده قرار می گیرند.

این نوع سنگها معمولاً دارای ضخامت کم اما طول و عرض نسبتاً زیاد دارند .

این نوع سنگ را همچنین سنگ پلاک نیز می نامند.

ج) سنگ لاشه: اصطلاح سنگ لاشه به سنگهایی گفته میشود که دارای اندازه و ابعاد خاص نیستند.

و به کمک حفاری و انفجار هم تولید می شوند.

آن دسته از سنگ لاشه که از کیفیت خوب و ابعاد مناسب برخوردارند و فاقد درزه و شکاف اند برای تزئین ساختمان ها از آنها استفاده می کنند سنگ لاشه برشی می نامند.

و آن دسته از سنگ لاشه ها که دارای ابعاد کوچکتر از گروه اول اما صیقل یافته یا می توان آنها را به طور مصنوعی صیقل داد؛ سنگ لاشه فکی می نامند که بیشتر در موزائیک سازی مورد استفاده قرار می گیرد و بالاخره گروه سوم، آن دسته از سنگ لاشه هایی هستند که جزء دو کاتاگوری بالا قرار نمی گیرند.

و معمولاً در جاده سازی از آنها استفاده می شود.

3-4- خواص فیزیکی و مکانیکی سنگهای ساختمانی: علاوه بر رنگ، اندازه و شکل که جنبه تزئینی به سنگها می دهند از نظر فیزیکی و مکانیکی نیز سنگها باید از یک حداقل کیفیت برخوردار باشند.

این خواص می توانند مبناء قابل اعتمادی برای مصرفی سنگ و مصرف کننده باشند.

این خواص عبارتند از: الف) چگالی سنگ: چگالی سنگ بیان کننده میزان تراکم، تخلخل، مقدار هوا و آب موجود در سنگ می باشد.

هر چه سنگ متراکم تر و از تخلخل کمتر و میزان هوا و آب کمتری داشته باشد از چگالی بیشتری برخوردار است.

و تنش بیشتری را می تواند تحمل کند.

لذا سنگهایی که جهت مصرف در ابنیه به کار برده می شود باید از چگالی بیشتری برخوردار باشند.

ب) ضریب جذب آب: خاصیت جذب آب و رطوبت از سوی سنگ در تداوم و استحکام سنگها در ابنیه مؤثر است.

بالاخص ابنیه که در مناطق رطوبتی و مناطقی که میزان بارندگی در آنجاها زیاد است ساخته می شوند.

لذا در این مناطق باید از سنگهایی استفاده کرد که از مقاومت و استحکام بیشتری در مقابل آب و رطوبت برخوردار باشند.

ج) ضریب انبساط و انقباض حرارتی: این خاصیت سنگها بالاخص در کشورهایی که اختلاف دما در فصول مختلف سال بسیار متنوع است از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

ضمن شناخت دقیق از شرایط جوی و دما از مناطق مختلف کشور باید سعی شود که سنگهای مناسب با تغییرات دمای هر منطقه را برای ابنیه آن منطقه به کار برد.

د) سختی و سایش: این خواص بالاخص در سنگهایی که به عنوان کف پوش و جهت پله به کار برده می شوند بسیار حائز اهمیت اند.

در ابنیه که امکان سقوط اجسام به کف ساختمان وجود دارد باید از سنگهایی جهت کف پوش استفاده کرد که طاقت و توان خوبی در مقابل ضربه داشته باشد.

همینطور سنگهایی که در ابنیه، به کار برده می شوند باید در مقابل اجسام ساینده مقاوم باشند.

هـ) مقاومت فشاری: مقاومت فشاری سنگها ایده مناسبی از تحمل سنگها در مقابل فشار وارده و تحمل وزن بنا به دست می دهد.

ضمن آنکه با شناختی که از مقاومت فشاری ایجاد خواهد شد نسبت به مقاومت کششی و تنشی سنگها نیز می توان اطلاعات لازمه را به دست آورد.

3-5- روشهای استخراج سنگهای ساختمانی: سنگهای ساختمانی به روشهای گوناگونی استخراج می شوند.

این روشها را می توان به طور کلی به دو گروه تقسیم بندی نمود: الف) روشهایی که در آنها از مواد منفجره استفاده می شود.

ب) روشهایی که استخراج آنها بدون استفاده از مواد منفجره صورت می گیرد.

3-5- الف – استفاده از مواد منفجره جهت استخراج سنگهای ساختمانی: از زمانهای بسیار قدیم از حفاری و انفجار به عنوان یکی از روشهای استخراجی سنگهای ساختمانی استفاده می شده است.

امروزه نیز از این روش در موارد بسیار اندک و به عنوان یک روش سنتی در بعضی از معادن سنگ استفاده می شود.

روش سنتی در واقع همان روشهای معمولی حفاری و انفجار می باشد که در معادن روباز نیز از آن استفاده می شود.

این روش علیرغم هزینه پایین به دلیل آسیب رساندن به قواره و شکل طبیعی سنگها و ضایعات و به دلیل آنکه سنگهایی که با این روش استخراج می شوند از مرغوبیت و کیفیت بالایی در قیاس با سنگها که با روشهای مکانیکی استخراج می شوند برخوردار نیستند و نهایتاً امکان رقابت در بازارهای مصرف را ندارند ، به تدریج روبه منسوخ شدن هستند.

3-5-ب- استخراج سنگهای بدون استفاده از مواد منفجره: به طور کلی استخراج سنگهای ساختمانی بدون استفاده از مواد منفجره را به دو گروه تقسیم می کنند: استخراج با استفاده از حفر چال.

استخراج بدون استفاده از حفر چال.

3-5-1- استخراج سنگهای ساختمانی با استفاده از حفر چال: در این روش برای جداسازی بلوک سنگ از توده اصلی فقط از حفر چال در کنار یکدیگر و در یک امتداد استفاده می کنند.

این چالها همانند حفاری خطی به گونه ای حفاری می شوند که مجموعاً آنها باعث ایجاد یک سطح آزاد یا برش صاف در خارج از محدوده یا پیرامون سنگ می شوند .

و در نتیجه با ایجاد برش یا سطح آزاد کافی سنگ را از سنگ مادر یا توده سنگ جدا می شود.

از مشکلات این روش دقت بیش از حد در حفر چال در امتداد یک خط است تا سطح آزاد یا برش مناسب ایجاد شود.

بدین منظور و همینطور به منظور پیشرفت و سرعت از دستگاههای حفاری که دارای شاسی مخصوص هدایت کننده مته هستند استفاده می شود.

معمولاً در این ماشین ها بیش از یک مته بر روی شاسی سوار می باشد.

از معایب این روش علاوه بر دقت هزینه بالای حفاری است بالاخص مواردی که نیاز است سنگ به صورت بلوکی مکعبی یا مکعب مستطیل درآید.

3-5-2- پارس و گوه: این روش یکی از قدیمی ترین روشهای مورد استفاده در استخراج بلوک سنگ می باشد.

پارس و گوه به اشکال مختلف ساخته می شود.

نحوه طراحی و ساخت پارس و گوه باید به نحوی باشد تا توزیع نیرو بر روی سنگ و دیواره چال یکنواخت باشد.

نحوه کار با پارس و گوه به این طریق است که ابتدا در طول خطی که قرار است شکاف یا برش ایجاد شود چالهایی حفر می شوند.

قطر، عمق و تعداد آن به جنس و نوع سنگ بستگی دارد.

هر چه چالها به هم نزدیک تر و عمق آنها زیادتر باشد جدایش بلوک سنگ راحت تر و بهتر انجام می گیرد.

به طور تجربی عمق چالها در مورد سنگ آهک تا ارتفاع بلوک و در مورد ماسه سنگ تا ارتفاع بلوک در نظر گرفته می شود.

علیرغم این تجربه برای هر سنگ خاص با توجه به شرایط خاص خود یک عمق اپتیمم وجود دارد که می توان با دسترسی به آن عمق، مطلوب ترین نتیجه را به دست آورد.

پس از حفر چال ها، پارس و سپس گوه، داخل آن گذاشته می شود و بعد با فرود آوردن ضربات توسط پتک بر روی گوه ها شکاف مورد نظر داخل سنگ ایجاد خواهد شد.

در روش پارس و گوه نیز باید دقت بعمل آورد تا چالها در یک ردیف، پارس و گوه به یک میزان داخل چالها قرار گیرند.

و ضربات پتک به طور یکسان بر روی گوه وارد می شود تا شکاف مطلوب حاصل شود.

از معایب روش پارس و گوه بالا بودن هزینه و پایین بودن تولید را می توان نام برد.

اما به دلیل کنترلی که بر روی ضربات وجود دارد درزه و ترک های مویرگی کمتری در سنگ ایجاد می شود: به منظور جلوگیری از اتلاف وقت و کمی بازدهی که ناشی از نیروی دستی جهت ضربه وارد کردن به گوه می باشد ماشینی توسعه داده شده که دارای ضربه زن مکانیکی بوده و دستگاه خودکار ضربه زن به گوه را به عهده دارد.

هر چند این روش توانسته است بازدهی کار را افزایش دهد، اما به دلیل وارد کردن ضربه های مکانیکی و غیر قابل کنترل امکان ایجاد درزه و شکاف ناخواسته در سنگ نیز افزایش یافته و تا حدی از کیفیت کار ماشین کاسته می شود.

دستگاههایی نیز بر اساس مکانیزم یاد شده طراحی و ساخته گردیدند که مجموعه پارس، گوه و ضربه زن در یک جا جمع شده اند که در زبان لاتین بدان داردا می گویند .

که در ایران نیز به همین نام معروف است.

در داردا، پارس و گوه که به ضربه زن متصل است بدون چالهایی که از پیش حفاری شده اند فرستاده می شود.

و با استفاده از نیروی هیدرولیکی و وارد کردن ضربه به گوه کار ایجاد شکاف یا برش در سطح سنگ انجام می شود.

قبل از استفاده از ماشین داردا ابتدا باید چالهایی با قطر و عمق مناسب حفر نمود.

چالها باید مستقیم و بدون انحراف حتی به مقیاس کم موجب شکستن پارس خواهد شد.

قطر چالها باید به اندازه کافی و مناسب باشند تا پارس به داخل آن جای گیرد.

عمق چالها باید از طول پارس و گوه زیادتر باشد.

پس از آنکه چالها حفر شدند سیستم پارس و گوه دستگاه را باید روغنکاری کرد و سپس بدرون چال وارد نمود و سپس با وارد کردن ضربه سنگ شکاف برخواهد داشت.

در این ماشین به دلیل توزیع یکنواخت نیرو و ایجاد لرزش و شکافهای مویرگی زیادی و بالا بودن بازدهی نسبت به روشهای دستی از مزیت برخوردار است.

3-5-ج- استخراج سنگهای ساختمانی با روش مکانیکی و بدون حفر چال: 3-5-ج-1- سیستم برش فولادی: این روش برای اولین بار در سال 1354 در معدن تراورتن محلات مورد استفاده قرار گرفت.

اساس کار با این روش بر اصل استفاده از خاصیت سایندگی اجسام جهت برش دادن سنگ و جدایش آن از توده سنگ استوار است.

در این روش برای ایجاد اصطکاک بین ماده ساینده سنگ و ایجاد برش از رشته سیمهایی که به دور یکدیگر به طور مارپیچی قرار گرفته و تشکیل کابل را می دهند استفاده می شود.

به این جهت در بعضی از نوشتار نام این روش را سیم بکسلی یا روش سیم مارپیچی یا حلقوی می نامند.

کیفیت رشته سیم ها و تعداد لائی آنها مانند بقیه کابل ها استاندارد و (6 رشته سیم و هر کدام 7 لائی) یا و باشند تشکیل شده است.

در این روش ابتدا مواد ساینده را در داخل شیار طبیعی یا ایجاد شده در سنگ ریخته و سپس با لغزش سیم برش بر روی این شیار و تکرار لغزش، شیار موجود عمیق تر و به تدریج موجب برش یا سطح آزاد در سنگ می گردد.

در این روش همانطور که از مکانیزم آن پیداست عمل لغزش سیم و سایندگی از بالا به پایین است نه بالعکس .

حرکت سیم برش توسط موتور الکتریکی و چندین قرقره ای است که بر روی یک ریل سوار می باشد و می تواند به طرف جلو و عقب حرکت نماید.

این قرقره توسط سیم برش به طرف جلو و توسط وزنه های بالانس به طرف عقب کشیده می شود.

و بدین ترتیب میزان کشش سیم تنظیم می شود.

طرز کار با ماشین به این نحو است که دستگاه دارای پایه هایی هستند که موجب می شوند تا سیم فولادی از روی قرقره های پایه دوم هم می گذارند.

به هنگام ایجاد برش پایه ها که دارای جک هیدرولیکی می باشند از دو طرف بر روی سیم فشار وارد می کنند فشار عمودی سیم که توأم با مواد ساینده است باعث بریده شدن سنگ می شود .

مواد ساینده معمولاً از جنس ماسه ، سیلیس، کاربوراندم ، سیلیسیم کاربید یا فیلینت استون می باشند.

اما از کاربوراندم استفاده بیشتری می شود.

به هنگام عملیات مواد ساینده را از درون مخزنی که در بالای شیار قرار دارد توسط شیلنگ هایی به درون شیار می ریزند.

در بعضی موارد که نیاز به بازیابی است این مواد ساینده را که با آب مخلوط است توسط جوی هایی به درون مخزنی هدایت می کنند تا مجدداً از آنها استفاده شود.

میزان مصرف آن به طور متوسط برای هر متر مربع از سنگ بین 8 الی 12 کیلوگرم می باشد.

سرعت نفوذ سیم در این حالت 25 تا 30 سانتیمتر در ساعت و مصرف آب 5 لیتر در دقیقه تخمین زده می شود.

اندازه دانه های ساینده بین 2/0 تا 3/0 میلیمتر و قطر سیم فولادی بین 3 تا 5/3 میلیمتر و بازدهی ماشین با توجه به نوع سنگ بین 5/1 (در مورد مرمر) تا 8 متر مربع (شیل) در ساعت متغیر می باشد.

میزان مصرف سیم با توجه به جنس سنگ، کیفیت سیم و مهارت اپراتور در شرایط نرمال 10 تا 12 متر سیم برای هر متر مربع از سنگ میباشد.

محسنات: طرز کار با سیستم و نگهداری و تعمیر آن ساده است.

کیفیت سنگ تولید شده بالا است.

علیرغم تولید خوب مصرف انرژی پایین است.

معایب: مصرف سیم زیاد است.

بر اثر تابیدن و کشیده شدن مداوم سیم بر روی سنگ ، شکاف در سنگ ایجاد می شود.

ماشین سیم برش الماسی از یک چرخ متحرک تشکیل می شود که از یک منبع برق یا هیدرولیکی نیرو می گیرد و بر روی ریل های ثابتی حرکت می کند.

در این سیستم دو قرقره راهنما بر ریل ها نصب شده که طول سیم در حال تماس را با چرخ محرک تنظیم و نوسان سیم را کاهش می دهد.

اولین مرحله در استخراج سنگ به روش سیم برش الماسی ایجاد برش عمودی است که متداولترین نوع برش در استخراج سنگ است.

بدین منظور یک چال عمودی و یک چال افقی به نحوی حفر می کنند که ضمن مرتبط شدن با یکدیگر زاویه 90 درجه با هم بسازند.

سپس سیم الماسه از این دو چال از دور قرقره عبور می دهند.

و دو سر آنها را به هم می بندند تا یک حلقه بسته تشکیل شود.

شکل 3-1- نحوه به کارگیری دستگاه سیم برش الماسی جهت ایجاد برش عمودی در سنگ را نشان می دهد (1) وقتی که سیم روی ماشین سوار شد قسمت چرخ محرک از برش دور می شود.

و در سیم کشش ایجاد می گردد و سپس چرخش سیم با دوران چرخ محرک آغاز می شود سرعت چرخش سیم در ماشین ها بسته به نوع سنگ تا 45 متر بر ثانیه می رسد.

پس از شروع چرخش سیم وحرکت چرخ محرک به عقب عمل برش آغاز می شود .

میزان نیروی تنش که از سوی سیم به سنگ اعمال می شود بین 120 تا 300 کیلوگرم – نیرو است.

به منظور خنک نگهداشتن سیم و انتقال خرده های سنگ در جهت سیم آب می ریزند.

سرعت جریان آب بین 25 تا 40 لیتر در دقیقه است.

به طور کلی سیم برش الماسه از پنج قسمت به شرح زیر تشکیل شده است: سیم فولادی مهره های الماس نشان فنرها فاصله دهنده ها پیچ و مهره های انتهایی شکل (3-2) بخشهای مختلف سیم برش الماسی را نشان می دهد (1) قطر سیم فولادی حدود 5 میلیمتر است که به تناوب از مهره های الماسی و فنرها تشکیل شده است قطر مهره های الماسی 8 تا 11 میلیمتر و طول آنها 6 میلیمتر است.

در طول سیم و در بین مهره های الماسی و فنرها به منظور تحکیم کردن این قطعات یک یا دو حلقه فاصله دهنده به کار برده می شود.

در دو سر هر قطعه سیم فولادی ، پیچ و مهره ای توسط دستگاه پرس داده می شود از بکارگیری پیچ و مهره ها در دو سمت وصل کردن قطعه سیم های مختلف به یکدیگر و در نهایت منظور وصل کردن ابتدا و انتهای سیم برش مورد استفاده قرار می گیرد.

طول هر قطعه از سیم فولادی بین 5 تا 20متر بسته به شرایط کار متغیر می باشد تعداد مهره های الماسی در هر متر از سیم بین32 تا 40 و فاصله بین آنها 25 میلیمتر است.

وجود الماس در مهره های آی سی به دو صورت امکان پذیر می باشد.

یکی از طریق روکش دادن الکترولیزی و دیگری از طریق تعبیه یا اندودن الماس.

در روش الکترولیز میله های فلزی استوانه ای شکل را در محلول الکترولیت قرار میدهند.

و سپس دانه های الماسی را روی آن می نشانند.

پس از نشاندن دانه های الماسی بر روی فلز آن را با روکشی از نیکل می پوشانند اندازه ذرات الماس بین و مش آمریکایی است.

این نوع سیم برش الماسی کمتر متداول است.

در روش دوم مقدار معینی ذرات الماسی را با مقدار معینی از گرد یا ذرات فلزی مخلوط می کنند و مخلوط شده را که به صورت استخراج درآمده به دور میله فلزی تعبیه می کنند.

ذرات الماسی که در این ترکیب به کار می روند حدود مش آمریکایی است.

قابل توجه است که صرفنظر از کاربرد موفق آمیز سیم برش الماسه در استخراج بعضی از معادن سنگ تجربه نشان داده است که می توان این روش را به همراه روش سنتی و با استفاده از فتیله انفجاری به کار برد.

در این روش ترکیبی ، ابتدا یک سری چالهای عمودی در امتداد سطحی که برش باید ایجاد شود حفر می شوند.

قطر چالها حدود 30 میلیمتر و فاصله چالها 25 سانتیمتر و عمق چالها به عمق بلوک سنگ که باید جدا شود بستگی دارد.

و معمولاً بین 8 تا 10 متر میباشد.

سپس یک سری چال افقی در بخش تحتانی بلوک سنگ حفر می شود.

قطر این چالها نیز حدود 30 میلیمتر و فاصله آنها بین 25 تا 30 سانتیمتر و عمق آن نیز به ابعاد بلوک سنگ بستگی دارد و معمولاً بین 6 تا 8 متر متغیر می باشد.

پس از حفر چالها بلوک سنگ را به کمک سیم برش الماسی می برند.

سپس با استفاده از فتیله انفجاری و قرار دادن آن در برشهای عمودی و افقی و انفجار آنها بلوک سنگ ازتوده سنگ جدا و به کمک لودر از جا کنده و واژگون می شود.

این روش به سنگ آسیب و خسارت وارد نخواهد کرد و بلوک سنگ پس از پرداخت و شکل دهی قابل استفاده خواهد بود.

روش ترکیبی سیم برش الماسه و سنتی برای شرایطی که استخراج سنگ به کمک هیچ یک از روشهای سیم برش الماسه و یا سنتی از نظر کیفی و اقتصادی امکان پذیر نباشد می تواند مفید باشد.

سرعت واقعی برش و عملکرد سیم برش الماسه به عوامل متعددی همچون نوع و کیفیت سنگی که قرار است بریده شود طول و عمق شکاف و مسیر برش بستگی دارد.

مثلاً در سنگی مثل مرمر که از گرانیت نرم تر است سیم برش الماسه آسان تر سنگ را می برد.

و معمولاً از الماسهای با کیفیت پایین تر استفاده می شود.

که در ضمن ارزان تر نیز هستند.

در صورتیکه در برش مرمر از سیم برش الماسه ای استفاده می شود که مهره های الماسی از نوع الکترولیز باشند .

متوسط سرعت برش مرمر بین 8 تا 16 متر مربع در ساعت است که بتدریج با فرسوده شدن مهره های الماسی از نوع الماسی تعبیه شده باشند، سرعت برش بین 6 تا 8 متر در ساعت و عمر سیم در الماس تعبیه شده بین 30 تا 50 متر مربع سنگ به ازاء هر متر سیم در قیاس با 20 تا 35 متر مربع در هر متر سیم در مهره الماس الکترولیز می باشد.

به طور کلی سیم برش در استخراج سنگ های آهکی به کار گرفته می شود تا بتوان تمام برش ها یا سطح آزاد مورد نیاز را ایجاد کرد.

سیم برش الماسه علاه بر کاربرد در سنگهای نرم (آهکی) برای استخراج سنگهای سخت (گرانیت) هم مورد استفاده قرار می گیرد.