1. کارگاه آموزشی روش های بهینه سازی استخراج سنگ
به نام خدا
کارگاه آموزشی روش های بهینه سازی استخراج سنگ

2. دستگاه هاواژ و روش های بهینه سازی استخراج سنگ
الله
دستگاه هاواژ و روش های بهینه سازی استخراج سنگ

3. فهرست کلیات 1 استخراج سنگ با ماشین هاواژ( شیارزن) 2
ماشین هاواژ با بازوی زنجیردار 3
ماشین هاواژ با دیسک برنده 4
ماشین هاواژ با صفحه فرز 3 5
اهمیت سالم درآوردن سنگ 6
نرم افزار 7
تصاویر و فیلم 8

4. موانع پیشرفت در بخش برش سنگ
یکی از بزرگترین موانع رشد سریع فعالیت های معدنی در ایران، عدم پیشروی معادن با تکنولوژی روز دنیا و در نتیجه کاهش کیفیت و کمیت کوپ تولیدی در معادن نسبت به تولیدات جهانی می باشد. در نتیجه به دلیل کمبود کوپ ممتاز و مناسب برای فرآوری وعدم استفاده از ماشین آلات سنگبری مدرن، تلاش تولید کنندگان به صادرات سنگ فرآوری شده نتیجه بخش نبوده است و رقابت در بازارهای جهانی این محصول را با شکست مواجه نموده است. .

5. دستگاه هاواژ
هاواژ یا اره زنجیری ماشینی قدرتمند با توانایی بالا جهت استخراج انواع سنگ های ساختمانی می باشد که قابلیت برش انواع مرمریت و تراورتن را داراست. این ماشین دارای سیستم کنترل هیدرولیکی و قابلیت انعطاف پذیری زیاد در تغییرات سرعت و شرایط مکانی محل کار می باشد.
این دستگاه قابلیت برش سنگ به صورت افقی و عمودی را بدون استفاده از آب دارا است و هم چنین می تواند از عمق 2الی 7.4 تا 8 متر نیز عملیات برش را انجام دهد.
البته این نکته حائز اهمیت است که از طرف سازندگان این دستگاه برای برش سنگ های متوسط بازوی 6.2 متری و جهت برش سنگ های نرمتر مانند تراورتن تا بازوی 8متری پیشنهاد شده است.

8. ادامه
ماشين‌هاي هاواژ در سنگ‌هايي كه سختي آن چندان زياد نباشد با موفقيت به كار گرفته مي‌شود. اما در سنگ‌هاي سخت نظير گرانيت نتيجه مطلوب را نداشته است.روش استخراج به كمك ماشين هاواژ به اين گونه است كه با اين ماشين صفحات از پيش تعيين شده از سنگ را مي‌برند و بلوك را از كوه جدا مي‌نمايند. اين ماشين‌ها طوري به كار گرفته مي‌شوند كه صفحات پياپي، از بلوك‌هاي متعدد در طول يك خط بريده مي‌شود به اين وسيله جابه جايي ماشين به حداقل مي‌رسد.
از ديدگاه ماشين‌سازي، سه دسته ماشين‌ هاواژ ساخته و به كار گرفته مي‌شوند:
ـ ماشين هاواژ با بازوي زنجيردار
ـ ماشين هاواژ با ديسك برنده
ـ ماشين هاواژ با صفحه فرز

9. ماشين هاواژ با بازوي زنجيردار
اين دستگاه داراي بازويي است كه روي آن زنجيري به سرعت حركت مي‌كند. در نتيجه گردش زنجير و حركت بازو، شياري به ضخامت 4 سانتي‌متر در سنگ ايجاد مي‌شود. بازوي زنجيردار مي‌تواند به طور عمودي و يا افقي قرار گيرد. در نتيجه اين ماشين قادر است شيار عمودي و يا افقي در سنگ ايجاد نمايد.
دستگاه هاواژ بر روي ريل قرار مي‌گيرد. حركت دستگاه در جهت مورد نياز به طور هيدروليكي انجام مي‌شود و موازي ريل عمود بر سطحي كه ريل بر روي آن قرار دارد، شكافي ايجاد مي‌نمايد.با قراردادن دستگاه در كف پله و تغيير وضعيت، دستگاه شيار افقي ايجاد مي‌كند و به ترتيب بلوك‌هاي مورد نظر در سينه كار آزاد مي‌شوند. انتقال دستگاه از محلي به محل ديگر و همچنين تغیير جهت آن توسط جرثقيل و يا لودر انجام مي‌گيرد.اين دستگاه داراي دو الكتروموتور مي‌باشد. يكي به قدرت 30 الي 40 كيلو وات به منظور برش سنگ و ديگري به قدرت 2/2 كيلو وات، براي حركت دستگاه به كار مي‌رود.
سرعت دستگاه ، سرعت چرخش زنجير و حركت بازو به طور هيدروليك و قابل تنظيم مي‌باشد. براي خنك كردن زنجير لازم است كه مانند دستگاه برش با سيم الماسه، پيوسته جريان آب در شيار سنگ برقرار باشد. مقدرا آب مورد نياز نظير سيم الماسه 6ـ 8 ليتر در دقيقه است.اين ماشين به ويژه براي ايجاد برش سطح عقب بلوك مناسب است. ولي از نظر اندازه ابعاد بلوك سنگ محدودیت دارد و به طول بازوي زنجيردار، بستگي دارد به همين علت در اكثر معادن سنگ از ماشين هاواژ و دستگاه‌هاي برش با سيم الماسه به عنوان مكمل يكديگر استفاده مي‌شود به اين صورت كه ماشين هاواژ شيارهاي عمودي را ايجاد مي‌نمايد و كف پله توسط سيم بريده مي شود در نتيجه محدوديت ابعاد بلوك به يك بعد كاهش مي‌يابد.

10. طول بازوي زنجيردار در انواع مختلف ماشين‌هاي هاواژ متفاوت است و از يك متر شروع مي‌شود و با افزايش متناوب 25 سانتي‌متر، حداكثر به 5/3 متر مي‌رسد.در برش‌هاي عمودي معمولاً با قرار گرفتن بازو با زاويه 15 درجه، برش به نحو بهتري انجام مي‌گيرد. زيرا در صورتي كه بازو به طور كاملاً عمودي قرار گيرد، برش سنگ به سختي انجام گرفته و باعث مصرف شديد سيگمنت‌ها مي‌شود. هرگاه زاويه مزبور زياد باشد، نيروي لازم براي برش فراهم نمي‌گردد. در برش‌هاي افقي، زاويه مطلوب برش به 25 درجه افزايش مي‌يابد. به اين ترتيب برش‌هاي افقي، اندكي كمتر از برش‌هاي عمودي است. با اين دستگاه سرعت برش براي سنگ‌هايي از نوع مرمريت حدود 4 تا 5 سانتي‌متر در دقيقه مي‌باشد. بنابراين با بازويي به طول 5/3 متر، حداكثر راندمان برش به 6/9 متر مربع در ساعت مي‌رسد.
چنانچه گفته شد ضخامت برش توسط ماشين هاواژ زنجيردار حدود 42 ميلي‌متر است. لذا به علت افزايش ضخامت برش، هزينه برش سنگ با اين دستگاه بيش از هزينه برش با سيم الماسه خواهد بود. ( هزينه برش تقريباً 30 درصد گران‌تر از برش با سيم الماسه است.)همچنين نگهداري ماشين هاواژ زنجيردار در مقايسه با دستگاه برش سيم الماسه، مشكل بوده و نياز به تخصص بيشتري دارد. عمق برش نيز بستگي به طول بازوي زنجير دار دارد و محدود است

11. ماشین هاواژ و مقایسه با دستگاه برش الماسه
ماشين هاواژ در مقايسه با دستگاه برش سيم الماسه امتيازاتي به شرح زير دارد:
1ـ سرعت برش با دستگاه هاواژ، بيشتر از سرعت برش با سيم الماسه مي باشد. عملاً سرعت برش با اين دستگاه‌ها 40 درصد بيشتر از سرعت برش با سيم الماسه است.
2ـ برش سطح عقب بلوك با اين دستگاه آسان‌تر و سريع‌تر انجام مي‌گيرد.
3ـ از نظر ايمني اين دستگاه تفوق دارد. زيرا ممكن است در اثرپاره شدن و برخورد سيم برش به افراد، حوادثي رخ دهد.
4ـ نحوه كار با اين دستگاه نياز به حفرچال ندارد. به اين ترتيب با احتساب هزينه مصرف لوازم و دستمزد كارگر كوه بر و قيمت ماشين‌آلات حفاري قسمتي از هزينه اضافي با اين دستگاه را خنثي مي نمايد.

12. ماشين هاواژ با ديسك برنده
در اين روش از دستگاه‌هايي استفاده مي‌شود كه به وسيله برق و يا موتور ديزل ، ديسك‌هايي را به حركت درمي‌آورد. اين ديسك‌ها كاملاً شبيه به ديسك‌هاي مورد استفاده در كارخانه‌جات سنگ‌بري است. ماشين ساختماني ساده دارد و با حداقل اشكال و به سرعت، عمل برش سنگ را انجام مي‌دهد. در بعضي از معادن سنگ كه سختي متوسط دارند با موفقيت به كار گرفته مي‌شوند. ديسك برنده در محيط خود، داراي دندان‌هايي است كه از يك نوع آلياژ مخصوص ( كربورتنگستن) درست شده است. اين دندان‌ها قابل تعويض است. با به كار بردن آلياژ‌هاي گران‌تر و يا الماس در دندان‌هاي ديسك مي‌توان 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 مي‌گيرد، دستگاهي است كه دو ديسك قائم و يك ديسك افقي دارد. دستگاه همزمان با برش، در جهت برش حركت مي‌كند و جدول‌هاي سنگي به طول و عرض و ارتفاع معين را جهت نصب در محوطه ساختمان‌ها و يا خيابان‌ها و غيره، مستقيماً از معدن استخراج مي نمايد. ابعاد بلوك سنگ، به قطر ديسك بستگي دارد. با توجه به محدوديت قطر ديسك، تهيه بلوك‌هاي بزرگ مقدور نمي باشد. اگر قطر ديسك D باشد، عمق برش به D4/0 ( در عمل به D25 /0 ) مي‌رسد. اخيراً ديسك‌هاي بسيار بزرگي ساخته شده است كه در مراحل ابتدايي كاربرد دارند.

13. ماشين هاواژ با صفحه فرز
از آن جا كه با ديسك برنده امكان تهيه بلوك‌هاي بزرگ وجود ندارد يك نوع ماشين با صفحه فرز ابداع شده است كه جهت استخراج بلوك‌هاي بزرگ‌تر به كار مي رود . در اين دستگاه يك صفحه برنده با نام « فرز» توسط چرخ دنده كه خود به وسيله موتور دستگاه به حركت درمي‌آيد گردانده مي‌شود. عمق برش با صفحه فرز به اندازه D7/0 مي باشد.

14. اهميت سالم درآوردن سنگ
بلوك سنگ پس از استخراج از معدن بايد به كارخانه سنگ‌بري حمل گردد، تا در آن‌جا به پلاك تبديل شود. با اين توضيح مشخص مي‌شود كه در يك معدن سنگ تزييني و نما هر مقدار از سنگ معدن كه به قطعاتي كوچك‌تر از بلوك مورد نظر تبديل شود، جزو لاشه و يا ضايعات محسوب مي‌گردد. پس جهت كم كردن ضايعات در معدن و يا به عبارت ديگر توليد كوپ بيشتر بايد سعي شود كه قطعاتي بزرگ‌تر و سالم‌تراستخراج گردد. در واقع جلوگيري از اتلاف ذخاير معدني و بالا بردن راندمان توليد، نخستين تلاش در نشان دادن اهميت استحصال سالم بلوك سنگ است.
از طرفي ديگر بلوك حاصل بايد به كارخانه سنگ‌بري حمل شود تا به پلاك تبديل گردد. بديهي است جهت تهيه پلاك خوب، سنگ بايد ترك‌ها و شكاف‌هاي كمتري داشته باشد. از طرفي پلاك ‌با ابعاد مناسب جز با كوپ بزرگ‌تر و مورد نظر به دست نمي‌آيد. لذا يكي ديگر از دلايل مهم در سالم درآوردن بلوك، داشتن پلاك‌هاي مناسب است.
پلاك‌ها داراي اشكال هندسي غالباً مربع و يا مربع مستطيل هستند در نتيجه هر چه شكل صفحات بريده شده كوپ، يكنواخت‌تر و به مربع مستطيل نزديك‌تر باشد تهيه پلاك سهل‌تر است و امكان داشتن پلاك بيشتر ميسر خواهد بود. به عبارت ديگرضايعات كمتري دارد. لذا سالم بودن بلوك، به كاستن از ضايعات در كارخانه‌جات سنگ‌بري كمك مي‌نمايد و از حمل قسمت‌هايي از بلوك كه در كارخانه‌جات عملاً ضايعات پلاك خواهد بود جلوگيري مي‌كند. در نتيجه در هزينه حمل و وسايل نقليه مورد نياز صرفه‌جويي مي‌شود.

15. نرم افزار جهت بررسی درزه و شکاف
نرم افزار :”Dips" برای آنالیز تاثیرات جهت یافتگی داده های زمین شناسی توسط شرکت نرم افزاری Rocscience طراحی شده است. این نرم افزار کاربرد گسترده ای در اختیار کاربران قرار داده و برای افراد مبتدی تا حرفه ای قابل استفاده می باشد. این نرم افزار ضمن رسم استریو گرام و آنالیز و نمایش داده های ساختاری، از تکنیک های مختلفی همچون طرح آماری بر اساس جهت یافتگی ها، تعیین متوسط جهت یافتگی های فضایی و آنالیز کمی و کیفی جهت یافتگی های ساختارهای گوناگون بر اساس داده های زمین شناسی استفاده می نماید.خروجی این نرم افزار علاوه بر آنکه می تواند به صورت مجزا مورد تحلیل قرار گیرد، در بسیاری از موارد با فرمت ویژه تهیه شده و در نرم افزار دیگر به عنوان ورودی، مورد استفاده قرار میگیرد.

16. جدا سازي بلوك
پس از جدا كردن كرانه از توده سنگ بايد آن را بر روي كف معدن واژگون نمود تا بتوان ضمن ارزيابي خصوصيات سنگ، روش‌هاي برش نهايي را تعيين كرد. در برخي شرايط بلوك‌ها به طور مستقيم استخراج مي‌شوند و در نتيجه نيازي به انجام عمليات واژگون‌سازي نيست.
ادوات جداسازي و واژگون سازي شامل: بالشتك‌هاي اولئوديناميك ( يا هيدروليك) و جك‌هاي قدرتي اولئوديناميك است.عمليات واژگون‌سازي مبتني بر به هم زدن تعادل ايستايي مقطع سنگ است به نحوي كه به تدريج شيب دار شده و نهايتاً بر روي بستري از خرده سنگ كه از قبل آماده شده است سقوط كند. كاربرد كلاسيك اين ادوات عموماً به صورت تلفيقي از بالشتك‌ها و جك ها مي‌باشد.
بالشتك شامل يك سيستم كنترل انبساط + يك يا دو جزء ديگر است.

17. اين سيستم كنترل متمركز قادر است به طور همزمان دو بالشتك را تغذيه و منبسط كند. بالشتك‌ها به درون برش عمودي ايجاد شده به موازات وجه فعال معدن وارد و با آب يا هوا منبسط مي‌شوند. وزن بالشتك‌هادر حدود 9 تا 17 كيلوگرم است و مي‌توانند فشاري تا 300 تن ايجاد كنند. اين ادوات به هيچ‌وجه به سنگ صدمه‌اي نمي‌زنند، استفادهاز آن‌ها بسيار سريع بوده و به هيچ گونه نگهداري نياز ندارند.
بعيد است كه اين عمليات اوليه به طور كامل كرانه را واژگون سازد، اما خواهد توانست فضاي مورد نياز براي جا دادن جك‌هاي هيدروليك را به منظور تأمين نيروي جداسازي نهايي فراهم كند. اين ماشين‌ها انواع متعددي دارند، اگر چه اصول عملياتي همگي يكسان و بدين شرح است : سيستم كنترل با يك موتور الكتريكي، بنزينی يا ديزلي كار مي‌كند، خروجي آن بين 3 تا 5 اسب بخار است كه در بيشتر موارد، به طور هم‌زمان دو ابزار واژگون‌سازي را كنترل مي‌كند. در بسياري از موارد شاهد هستيم كه عمل واژگون‌سازي با استفاده از بولدوزر با ساير ماشين‌الات خاك‌برداري انجام مي‌شود، بدين نحو كه بولدوزر با وارد كردن سطل خود به درون فضاي ايجاد شده توسط بالشتك‌ها كناره را از بالا يا پايين تراس هل داده، واژگون مي‌كند و یا اين كار را از قاعده تراس و با كشيدن كناره به وسيله كابل‌هاي فلزي متصل شده به رأس انجام مي‌دهد.

18. مدل سازی برش سنگ به وسیله هاواژ

28. Thank You ! ‘گردآوری: منصوره حق پرست سید فرشاد موسی نژاد