روش های استخراج سنگ ها

استخراج سنگ از معدن به روش های متعددی صورت می گیرد و بسته به نوع سنگ از روش مناسب آن استفاده می شود. امروزه بیشتر در استخراج سنگ های نرم از سیم برش الماسه استفاده می شود. 

1_ استخراج سنگ توسط چال های موازی

استخراج سنگ به کمک چالهای موازی، قدیمی ترین روش استخراج سنگ می‌باشد. در این روش ابتدا در خط مورد نظر تعدادی چال با فاصله های معین از یکدیگر حفر می گردد. فاصله ی چال های یک ردیف می تواند تا چندین سانتیمتر متغیر باشد. این امر به نوع سنگ ، وزن واستحکام سنگ بستگی دارد.هر چه چال ها بههم نزدیکتر باشند، بلوک بهترومطمئن تر جدا می شود. البته از نظر اقتصادی تعداد زیاد چال ها پر هزینه است و باید فاصلهمناسب چال ها را برای هر نوع سنگ باآزمایشات متعدد به دست آورد. تعداد چالها در هر بلوک سنگ با افزایش طول و عرضبلوک کمتر می شود . بنابراین استخراج بلوکهایی با طول وعرض بیشتر اقتصادی تر است البته بزرگی بلوک به شرایط معدن ووسایل و ماشین آلات بستگی دارد.همچنین عمق چال به جنس سنگ و ارتفاع بلوک مورد نظر بستگی دارد .استخراج سنگ بهکمک چال های موازی برای کانسارهایی که لایه بندی طبیعی دارند و نیاز به حفر چال های افقی ندارند نظیر معادن تراورتن با

موفقیت انجام می‌گیرد.و همچنین برای معادن گرانیت با توجه به سختی سنگ روشی مناسب است. پس از حفر چال های مورد نیاز به سه روش بلوک را از توده سنگ جدا می کنند.

 ۲-استخراج با ماشین های سنگ بر (هاواژ):

 ماشین های سنگ بر در سنگهایی که سختی آن چندان زیاد نیست با موفقیت به کار رفته ولی در سنگهای سخت نظیر گرانیت نتیجه مطلوبی نداشته است. روش استخراج به کمک ماشین سنگ بر بدین گونه است که با ماشین صفحات از پیش
تعیین شده سنگ را می برند و بلوک را از سینه کار جدا می کنند . ماشین های سنگ بر طوری به کار گرفته می شوند که صفحات متعددی در طول یک خط بریده می شوند و بدین وسیله جابه جایی ماشین به حداقل می رسد.            

  ۳ – روش استخراج هیدرومکانیکی: 

در این روش آب تحت فشار بسیار زیاد قرار می گیرد و جریان آب به صورت یک رشته باریک به قطر مداد معمولی از سرشیلنگ­های مخصوص و دورانی به سنگ پاشیده می شود و انرژی سینتیک آب باعث بریده شدن سنگ می گردد. در بعضی از انواع آبفشان‌ها،‌آب به شکل ضربه ­ای از دهانه بیرون می اید. در این صورت می توان فشار آب را به تراکم زیادتری افزایش داد.

  ۴ روش استخراج به کمک حرارت: 

در این روش به کمک شعله در عمق صفحه مورد استخراج و در سطوح مختلف شیاری به ضخامت ۷۰ تا ۱۰۰ میلی متر ایجاد می شود. برای برش سنگ از خاصیت ذوب یا خاصیت سوزاندن سنگ استفاده می شود. 

حرارت لازم از گازوییل به عنوان سوخت اصلی و هوای فشرده به عنوان کمک  شعله ایجادشده با حرارتی بیش از ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد به سنگ برخورد می کند، پوسته ی سنگ جدا می شود و گازهای حاصله ذرات را معلق می‌سازد . مصرف   سوخت در این روش به ازاء هر متر مربع از صفحه مورد برش حدود ۵۰ ـ ۴۰ لیتراست و با توجه به قیمت سوخت که دربیشتر کشورها بالاست و مشکلاتی که در زمینه حفاظت کارگران در مقابل حرارت وصدای زیادوجود دارد، این روش استخراج چندان مرسوم نیست و فقط در برخی از معادن گرانیت که کاربرد سایر روشها نیز پرهزینه است، به کار می رود.

 

  ۱ـ روش استخراج با چال موازی:

روش استخراج سنگ به کمک چالهای موازی، قدیمی ترین روش استخراج سنگ می‌باشد. در این روش ابتدا در خط مورد نظر
که بعداًضلعی از صفحه جدا شدنی خواهد بود، تعدادی چال با فاصله های معین از یکدیگر حفر می گردد. فاصله ی چال های
یک ردیف می تواندتا چندین سانتیمتر متغیر باشد. این امر به نوع سنگ ، وزن واستحکام سنگ بستگی دارد.هر چه چال ها به
هم نزدیکتر باشند، بلوک بهترومطمئن تر جدا می شود. البته از نظر اقتصادی تعداد زیاد چال ها پر هزینه است و باید فاصله
مناسب چال ها را برای هر نوع سنگ باآزمایشات متعدد به دست آورد. تعداد چالها در هر بلوک سنگ با افزایش طول و عرضبلوک کمتر می شود .بنابراین استخراج بلوکهایی با طول وعرض بیشتر اقتصادی تر است البته بزرگی بلوک به شرایط معدن و وسایل و ماشین آلات بستگی دارد. همچنین عمق چال به جنس سنگ و ارتفاع بلوک مورد نظر بستگی دارد . استخراج سنگ به کمک چال های موازی برای کانسارهایی که لایه بندی طبیعی دارندو نیاز به حفر چال های افقی ندارند نظیر معادن تراورتن با موفقیت انجام می‌گیرد. همچنین برای معادن گرانیت با توجه به سختی سنگ روشی مناسب است. پس از حفر چال های مورد نیاز بلوک را از توده سنگ جدا می کنند.

  ۲-استخراج با ماشین های سنگ بر (هاواژ):

 ماشین های سنگ بر در سنگهایی که سختی آن چندان زیاد نیست با موفقیت به کار رفته ولی در سنگهای سخت نظیر گرانیت نتیجه مطلوبی نداشته است. روش استخراج به کمک ماشین سنگ بر بدین گونه است که با ماشین صفحات از پیش
تعیین شده سنگ را می برند و بلوک را از سینه کار جدا می کنند .

  ۳ – روش استخراج هیدرومکانیکی:

  در روش استخراج هیدرومکانیکی آب به وسیله آبفشان­هایی که با موتورهای هیدرولیکی به حرکت در­می آیند، در سنگ شیار ایجاد می نماید. در این روش آب تحت فشار بسیار زیاد قرار می گیرد و جریان آب به صورت یک رشته باریک به قطر مداد معمولی از سر شیلنگ­های مخصوص و دورانی به سنگ پاشیده می شود و انرژی آب باعث بریده شدن سنگ می گردد.

۴_ روش استخراج به کمک حرارت:

در این روش به کمک شعله در عمق صفحه مورد استخراج و در سطوح مختلف شیاری به ضخامت ۷۰ تا ۱۰۰ میلی متر ایجاد
می شود.برای برش سنگ از خاصیت ذوب یا خاصیت سوزاندن سنگ استفاده می شود که خود پارامتری از جنس سنگ است.
حرارت لازم ازگازوییل به عنوان سوخت اصلی وهوای فشرده به عنوان کمک تأمین می شود.عمل برش توسط کارگران انجام می شود شعله ایجادشده با حرارتی بیش از ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد به سنگ برخورد می کند. بر اثر استنباط ناشی از حرارت، پوسته ی سنگ جدا می شود. مصرف   سوخت در این روش به ازاء هر متر مربع از صفحه مورد برش حدود ۵۰ ـ ۴۰ لیتراست و با توجه به قیمت سوخت که دربیشتر کشورها بالاست و مشکلاتی که در زمینه حفاظت کارگران در مقابل حرارت وصدای زیادوجود دارد، این روش استخراج چندان مرسوم نیست. 

 

۵- روش استخراج با سیم برش فولادی

 

استفاده از شیوه برش با سیم فولادی ، از یک قرن پیش در معادن بزرگ سنگ کشورهای اروپایی نظیرایتالیامرسوم بوده است. در این روش نخست چالهایی با طول بیش از۳۰ متر، که درسطوح مختلف یکدیگر را قطع میکنند، حفر می شود. آنگاه با عبور سیم های فولادی از چالها قسمتی از سنگ محدودشده به برش آن اقدام می شود. اساس کار بر حرکت دورانی یک سیم فولادی تحت کشش می باشد. به طوری که این سیستم برش، از یک دستگاه نیروی محرکه، تعدادی قرقره هدایت کننده، دستگاه ایجاد کشش وابزارهای کمکی وابسته، تشکیل شده است.

۶- روش استخراج با سیم برش الماسه:

دستگاه سیم برش الماسه شامل سیم الماسه به طول ۲۵ تا ۴۵ متر به وسیله یک وینچ با قرقره راهنما، در یک جهت معین به طور دایم روی سنگ بریده می­شود. برای این منظور ابتدا در سنگ دو چال عمود برهم که محدوده بلوک را تشکیل می­دهد حفر شده سیم الماس را از آن عبور داده می شود. دستگاه برش در موقع کار بر روی ریل قرار دارد و با استفاده از امکانات الکترونیکی و هیدرولیکی به طور اتوماتیک بر روی ریل جابجا می­شود و با انجام عمل برش خود را
به عقب می­کشد. نیروی کشش سیم که حدود ۱۰۰ تا ۱۵۰ کیلوگرم است به صورت ثابت حفظ می­شود. دستگاه وینچ معمولاً در
فاصله ۵ الی ۸ متری سینه کار قرار می­گیرد. بدین ترتیب حدود ۱۵متراز سیم الماسه به طور آزاد کار می کند. مکانیزم دستگاه
به گونه­ای است که می­توان با جابجایی و تغییر جهت محور وینچ از حالت افقی به عمودی سنگ را به طور افقی و یا عمودی برید. برش افقی باید زمانی صورت گیرد که برش عمودی کوه هنوز انجام نگرفته است.

۷- استخراج به کمک مواد شیمیایی منبسط شونده:

پودر منبسط شونده به جای ماده ناریه، در معادن سنگ ساختمانی مورد استفاده قرار گرفته است و در عین حال علاوه بر ارزانی قیمت ‌‌، با محیط زیست. سازگاری داشته. قدرت انفجار و تخریب این مواد نظیر باروت و دینامیت و آنفو نیست و در واقع به نوعی کار پارس و گوه را انجام می‌دهد.برای استفاده از این موادباید چال‌های موازی در سنگ، حفر کرد. سپس ماده مورد نظر را با آب مخلوط کرده و چال ها را پر کرد. پس ازمدتی در اثر پدیده آب‌گیری، دوغاب تا چندین برابر حجم خود افزایش حجم می‌دهد.