مطالعات آزمایشگاهی به‌منظور بررسی امکان‌پذیری استخراج بلوک‌های سنگ ساختمانی بدون کف‌بری، مطالعه موردی: معدن تراورتن حاجی‌آباد محلات

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران

2 گروه مهندسی معدن، دانشکده مهندسی علوم زمین، دانشگاه صنعتی اراک

چکیده

عدم‌نیاز به برش کف (کف‌بری) در استخراج بلوک‌های سنگ‌ساختمانی به‌منظور صرفه‌جویی در هزینه‌های عملیات استخراج و کاهش زمان انجام عملیات، هدف اصلی پژوهش حاضر است. با استفاده از روش‌هایی همانند حفر چال‌های موازی شامل روش‌های استخراج با پارس‌و‌گوه، استفاده از مواد شیمیایی منبسط‌شونده و چال‌های موازی همپوش می‌توان به برش اولیه سنگ پرداخت و بلوک را بدون نیاز به کف‌بری از سینه‌کار جداسازی نمود. البته در این روش‌ها همواره محدودیت‌های ارتفاع و ضخامت (عرض) بلوک و سرعت‌عمل پایین وجود دارد. بنابراین مطالعات آزمایشگاهی به‌منظور دست‌یابی به هدف، بطور ویژه در روش استخراج با سیم‌برش الماسه در معدن تراورتن حاجی‌آباد محلات واقع در استان مرکزی به‌عنوان مطالعه موردی انجام شد. در برخی مناطق این معدن بویژه منطقه 14 در زیر لایه تراورتن، لایه‌ای از جنس شیل (رس) وجود دارد. در فرآیتد آزمایش، برای شبیه‌سازی واقعیت در عمل، ابتدا بر روی نمونه‌ها در آزمایشگاه دو برش قائم عمودبرهم (با زاویه نود درجه نسبت به یکدیگر) ایجاد شد. سپس به‌کمک قطعه فولادی گوه‌ای‌شکل با انتهای صفحه‌ای بر شکاف نمونه‌های سنگ نیروی قائم اعمال گردید. نتایج پژوهش حاضر به‌کمک مطالعات آزمایشگاهی بر روی چهار نمونه سنگی تراورتن حاجی‌آباد محلات دارای لایه‌بندی طبیعی و ظریف نشان داد که با اعمال نیروی قائم بر شکاف نمونه‌ها و بدون کف‌بری، در سطوح ضعف مکانیکی سنگ سطوح شکست صاف و مسطح ایجاد شد. این یافته نشان‌دهنده امکان‌پذیری استخراج معادن سنگ‌ساختمانی تراورتن دارای لایه‌بندی و ارتفاع زیاد، با روش استخراج سیم‌برش الماسه بدون نیاز به کف‌بری است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental studies to investigate the feasibility of building stone blocks quarry without floor cutting, case study: Mahallat, Hajiabad travertine mine

نویسندگان [English]

  • Reza Ahmadi 1
  • Sara Abbasi 2
1 Mining Engineering Department, Arak University of Technology, Arak, Iran
2 Mining Engineering Department, Geosciences College, Arak University of Technology
چکیده [English]

The main purpose of the present research, is not to cut the floor of stone block in quarrying dimensional stones in order to save the costs of the quarry operation and reduce the operation time. By using methods such as drilling parallel drill holes, containing quarry with feathers and wedge, use of expansion chemical materials and overlapping parallel drill holes methods, initial cutting the stone as well as separating it from the mountain without need to cut the floor is possible. Of course, in these methods, there are always limitations on the height and thickness (width) of the block and the speed of operation is low. Therefore, to achieve the goal, experimental studies were carried out, especially in the quarry method with diamond cutting wire in Mahallat, Hajiabad travertine mine located in Markazi province as a case study. In some zones of this mine, especially zone 14, there is a layer of shale under the travertine layer. In the experiment process, to simulate the reality in practice, first, two perpendicular vertical cuts (with a ninety degrees angle to each other) were created on the samples in the laboratory. Then, using a wedge-shaped steel piece with a flat end, a vertical force was applied into the crack of the stone samples. The results of the present research through experimental studies on four travertine stone samples of Mahallat Hajiabad with natural and fine layering, showed that by applying vertical force into the cracks of the samples without any floor cutting, smooth and flat fracture surfaces were created in the mechanically weak surfaces of the stone. This finding reveals the possibility of quarrying travertine building stone mines with layering and high height, by diamond wire cutting quarry method without the need for floor cutting.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Building stone
  • Diamond cutting wire
  • Floor cutting
  • Experimental studies
  • Mahallat Hajiabad travertine