گزارش کارآموزی در معدن شن و ماسه اسپادانا



گزارش کارآموزی در معدن شن و ماسه اسپادانا خمینی شهر

نام کارآموز : فرحناز صابری

رشته تحصیلی : مهندسی نفت اکتشاف

شماره دانشجویی : 9111151050

استاد راهنما : جناب آقای پریشانی

سال تحصیلی : تابستان 1394

مربی کار ورزی : جناب آقای میثم علویجه

فصل اول :
مقدمه ومعرفی اجمالی معدن

مقدمه :

به منظور آشنایی با نمونه ای از واحد معدنی روباز(معدن شن و ماسه ) از نظر انواع مصالح، ماشین آلات، ادوات معدنی و چگونگی بکارگیری ابزار آلات و اکتشاف و طراحی استخراج ، مطالعه ای از معدن شن و ماسه اسپادانا واقع در کوه دره آنجل در خمینی شهر در غالب گزارش کار آموزی 2 داشته ام. این مطالعه در تاریخ 23/4/94 تا تاریخ 19/5/94 به صورت حضور در معدن و همچنین به صورت جمع آوری اطلاعات از مهندسین معدن بوده و به صورت شش فصل ارائه گردیده است.

مشخصات کلی معدن شن و ماسه اسپادانا :
تاریخچه و موقعیت واحد معدنی:
معدن اسپادانا پس از عملیات زمین شناسی انجام شده در مورد ذخیره ماده غذایی درزه و گسل ها و نقشه برداری، در سال 1385 به بهره برداری رسید. مهندسان ناظر پس از اکتشافاتی که انجام دادند ذخیره این معدن را حدود 20 سال در نظر گرفتند. این معدن در شهر خمینی شهر و در منطقه ای به نام دره آنجل واقع شده است .
آزمایشات مربوط به میزان سیمان و آهن موجود در شن و سنگهای مربوط در آزمایشگاه خاکشناسی انجام می دهند . بعداز آن که میزان سیمان و آهن مورد نظر در شنها و سنگها مورد تایید کارشناسان قرار گرفت . علمیات استخراح انجام شده و مواد تهیه شده به مصارف مختلفی از جمله صنعتی و عمرانی که بعدا در مورد آن توضیح داده خواهد شد می رسد . لازم به توضیح است که معدن فوق به طور شخصی بوده و مالک آن جناب آقای علویجه می باشد .

عکس 1-1- نمایی کلی از معدن شن و ماسه

فصل دوم :
اکتشافات و زمین شناسی

2-1- اکتشافات مصالح خرده سنگی
پرمصرف ترین و درعین حال ارزانترین ماده معدنی شن و ماسه است . قسمت اعظم شن و ماسه تولید شده در جهان در صنعت ساختمان به کار می رود. در کشورما نیز در یکی دو دهه اخیر تولید و فروش شن و ماسه به صورت یکی از فعالترین بخش های صنعت و معدن کشور درآمده است .
قبل از آغاز بحث درباره نحوه اکتشاف مصالح که موضوع این نوشته است باید به تعریف مشخصی در مورد شن و ماسه دست یابیم.
"شن و ماسه معمولی عبارت است از شن و ماسه ای که منحصرا در عملیات ساختمان سازی و راه سازی و بتن ریزی و نظایر آن مورد مصرف است و دارای مصارف صنعتی دیگر نبوده و حاوی کانی های باارزش نیست که تفکیک آنها مقرون به صرفه باشد .
محصول معادن شن و ماسه معمولا به دو صورت به بازار عرضه می شود . یکی شن و ماسه طبیعی که از الک کردن وشستن مصالح دانه ای طبیعی بدست می آید و دیگری مصالح شکسته از خرد کردن قلوه سنگ ها با ذرات و قطعات بزرگ سنگ حاصل می شود. در جدول 2-1 فهرست برخی از مهمترین کاربردهای مصالح خرده سنگی آورده است . هر یک از کاربردهای مندرج در جدول 2-1 نیاز به مصالحی با ویژگی های معین دارد.

جدول 2-1 موارد استفاده مهم مصالح خرده سنگی
بتن
بیش از 75% بتن را مصالح خرده سنگ تشکیل می دهد و بسته به نوع و محل مصرف بتن ویژگی های مصالح خرده سنگ مناسب تغییر می نماید .
راه سازی
مصالح خرده سنگی دارای مشخصات و عملکردخاصی در قشرهای زیر اساس ، اساس و لایه های فوقانی راه به کار گرفته می شود.
آسفالت
مشخصات مصالح خرده سنگی(شن و ماسه طبیعی با سنگ شکسته) بسته به نوع آسفالت و محل مصرف آن تغییر می کند.
بالاست
باید بتواند علاوه بر نگهداری ریلها و توزیع بارچرخها، زهکشی زیرسازی راه آهن را انجام دهد.
مصالح نفوذ پذیر
به عنوان فیلتر و زهکش در سازه های مختلف از جمله در سدهای خاکی به مصرف می رسد .
مصالح نفوذناپذیر
جهت آببندی دیواره مخازن و کانالها هسته های نفوذ ناپذیر در سد های خاکی و مانندآن به کار گرفته می شود.
لایه های مقاوم در برابر فرسایش
در بستر رودها، کانالها، سطح خارجی سدهای خاکی و سنگریزه ای، حوضچه آرامش سدها و موج شکن ها به کار گرفته می شود و سازه را در مقابل هوازدگی و عمل فرسایشی آب باران و خشک ومرطوبی شدن ، یخ زدن و ذوب مکرر و اثر امواج محافظت می نماید.
خاکریز
مصالح خرده سنگی در بدنه سدهای خاکی به عنوان پرکننده پشته کار در معادن وپ شت دیوارهای حایل در راه سازی و مانندآن مصارف زیادی دارد.
مصارف صنعتی
انواع شن و ماسه سیلیسی خالص در شیشه سازی ، ریخته گری و تصفیه آب و غیره نیز مصرف می شود.

در این جا باید این دوگانگی یعنی نیاز به اکتشاف و بهره برداری صحیح از منابع شن و ماسه از یک سو پایین نگه داشتن مخارج تولید از سوی دیگر را به نحوی مرتفع نمود. از این رو باید در طول اکتشاف مصالح خرده سنگی همواره دو موضع یعنی مشخصات مهندسی مصالح و قیمت تمام شده آنها را از نظر دور نداشت. اکتشاف هر ماده معدنی مستلزم آگاهی قبلی از نحوه تشکیل و تجمع آن است از این رو نیز در ابتدا مروری کوتاه در نحوه تشکیل و زمین شناسی منابع شن و ماسه خواهیم داشت .
2-2- مروری بر نحوه تشکیل منابع شن و ماسه
رسوبات آبرفتی جوان مهمترین منابع تامین شن و ماسه ساختمانی است . این رسوبات از یک طرف به دلیل رخنمون وسیعشان در سطح و از طرفی به دلیل ناچیز بودن پیوند ذراتشان به یکدیگر به سادگی قابل بهره برداری اند. حدود نیمی از سطح کشور ما را رسوبات جوان متعلق به کواترنر باسنی کمتر از دو میلیون سال پوشانده است. منشا این رسوبات متفاوت است و تنها گروه های به خصوصی از آنها می توانند منبع تامین شن و ماسه ساختمانی باشند.
آبرفت رودخانه ای:
پس از اینکه ذرات سنگی بر اثر هوازدگی از سنگ مادر جدا شده اند توسط عوامل مختلفی که مهمترین آن آب است به پایین دست حمل می شوند و مقدار و اندازه ذرات حمل شده به انرژی محیط بستگی دارد. جابجایی مواد در رودخانه به یکی از سه صورت محلول ، معلق (لای و رس) یا غلتیدن و جهیدن در بستر جریان و جهیدن در بستر جریان (ماسه و شن و ذرات درشت تر) است .
برخورد مداوم دانه ها به یکدیگر و بستر رودباعث (سائیدگی و گردشدگی) هرچه بیشتر آنها می شود. مقدار گردشدگی عمدتا به جنس ذره و فاصله حمل آن بستگی دارد افزایش مقدار آب و سرعت جریان دو عامل موثر در بالابردن ظرفیت حمل رودخانه اند از این رو در هرجا انرژی رودکاهش پیدا کند آنچه را که دیگر قادر به حمل اش نیست در بستر خود به جامی گذارد. واضح است که در چنین شرایطی ابتدا ذرات درشت تر و به تدریج ذرات ریزتر و ته نشین می شوند. در نتیجه ممکن است ذراتی که در یک نقطه ته نشین می شوند یک اندازه جور شده بود و یا از دامنه اندازه های متفاوتی برخوردار باشد. بخشی از بار رودخانه که در خشکی ته نشین می شود آبرفت نام دارد . در نواحی کوهستانی حجم مواد رسوب شده رودخانه کم و ذرات درشت و گوشه دارند. این رسوبات ممکن است از هر نوع سنگ و با هر درجه مقاومت مکانیکی ژئوتکنیکی باشند از طرفی آبرفتهای قسمت های پایانی رود به علت انرژی کمی که آب در این نواحی دارد عمدتا از لای و رس درست شده است با توجه به نکات فوق بهترین مصالح خرده سنگی را می توان در محدوده میانی یک رودخانه پر آب و انرژی جستجو کرد . دراین موارد آبرفتهایی بستر رودخانه معمولا از شن و ماسه و ذرات درشت تر از آن درست شده و به دلیل مقاومت مکانیکی بالا دانه بندی معمولا مناسب و عاری بودن از دانه های سست و ذرات ریز زیان آور مناسب ترین منبع تامین شن و ماسه اند . قسمت اعظم شن و ماسه مصرفی کشورها از منابع آبرفتی بستر رودها تامین می شود. وقتی رودخانه ای از دره ای پرشیب به طور ناگهانی وارد دره ای کم شیب یا منطقه ای مسطح و یا دشت می شود بخشی از بارخود را برجای می گذارد . گسترش افقی این رسوبها معمولا پهن و نسبتا کوتاه و به شکل مخروط بازشده ای است که راس آن متوجه بالا رود است . رسوبات این مخروط های آبرفتی که به آن "مخروط افکنه" هم می گویند از راس به سمت قاعده نوعی جورشدگی را نشان می دهد . به این ترتیب که در سمت کوهستان دانه ها درشت ریزتر می شود . البته ممکن است درمیان رسوبات درشت تر لایه ها و عدسی هایی از لای و رس دیده شود که معرف فعالیت رودخانه ای در دوره های مختلف است .
مخروط افکنه :
مخروط افکنه ها در نواحی خشک و نیمه خشک مثل ایران که پوشش گیاهی کم و بارندگی به صورت پراکنده و شدید است توسعه بیشتری دارند. در دامنه پاره ای از کوه ها مخروط افکنه های دره های مجاور به یکدیگر می پیوندند و به صورت نوار ممتدی درمی آیند . با گذشت زمان نوار ممتدی از رسوبات مخروط افکنه ای در دامنه این کوه ها به جای گذرانده اند. به طور کلی دانه های رسوبات مخروط افکنه ای بسته فصل حمل و بزرگی رودخانه ممکن است گرد شده یا گوشه دار باشند.
به دلیل دامنه گسترده اندازه دانه ها و وجود ذرات ریز و آلوده کننده در شن و ماسه های مخروط افکنه ای ، تولید مصارف مرغوب از این آبرفتها معمولا نیاز به دانه آرایی و گاه شستشو دارند. در فصول پرباران و زمان طغیانهای فصلی حجم آب رودبه طور ناگهانی افزایش می یابد و آب محدوده وسیع تری از بستر طبیعی رودخانه را در بر می گیرد.
آبرفتهایی که در خارج از بستر اصلی رود بر جای گذارده می شود معمولا ریز دانه اند (رس، لای، و گل و ماسه) گسترش آبرفتهای دشت سیلابی به بزرگی رود و توپوگرافی منطقه بستگی دارد ورسوباتی که در زمان سیل در دشتهای سیلابی برجای گذارده می شود علاوه بر جورشدگی کم وریزی دانه هایشان عادی مواد آلی حاصل زا فرسایش شستشوی خاکهای نواحی بالا دست اند. از این رو این گونه آبرفتها کمتر جهت تعیین شن و ماسه ساختمانی استفاده می شود و در صورت لزوم نیاز به ذانه آرایی و شستسوی فراوان دارد.
از این رو رسوبات دریاچه ای معمولا مخلوطی از ذرات ریز و درشت اند که به صورت لایه هایی در بستر دریاچه به جای گذارده میشود و ممکن است حاوی قطعاتی از تنه درختان و مواد عالی نیز باشند. استفاده از رسوبات در تهیه بتن مستلزم دانه ارایی و شستشوی مفصل است که در بسیاری موارد عملکرد اقتصادی ندارد در مقابل از این رسوبات به طور وسعی در خاکریز ها استفاده می شود . قیمت اعظم مصالح مورد نیاز،بدنه سد خاکی لار از رسوبات دریاچه ای قدیمی ، که در مجاورت سد فعلی قرار داشته تامین شده است.

2-3- ارزیابی زمین شناسی
آن بخش از برسی ها ی اکتشافی را که به منظور آگاهی از ویژگی های زمین شناسی منابع شن و ماسه طبیعی انجام میشود به نحو زیر می توان خلاصه کرد:
تعیین هدف بررسی ها:
درآغاز اکتشاف منبع شن و ماسه مورد نیازف نوع و محل مصرف تولیدات و قیمت آن که معمولا از کار فرما گرفته میشود سنگ بنای برنامه ریزی های اکتشافی بعدی است.
گرد آوری اطلاعات:
بهترین وسیله ای برای برسی دفتر منابع شن و ماسه عکس های هوایی است در این عکس ها به سهولت می توان محدوده رسوبات آبرفتی جوان را تشخیص داد و به نقشه در آورد. در مواردی که عکس هایی در دسترس نباشد می توان نقشه تو پو گرافی یا هر نقشه مبنایی دیگری برای ثبت اطلاعات سود جست نقشه های زمین شناسی نیز اگر از مقیاس مناسبی بر خوردار باشند میتوانند اطلاعات با ارزشی در مورد جنس احتملی آبرفتها ی نواری پست مجاور به دست دهند.
بررسیهای صحرایی:
پس از آن که با توجه به هدف برسی ها و اطلاعات گرد آوری شده طرح اجرایی و زمان بندی شده اکتشاف شن و ماسه تهیه و مورد تاید قرار گرفت عملیات پیجویی صحرایی آغاز می گردد.
به این منظور چند نقطه مناسب تر که با توجه به مشخصات زمین شناسی و نزدیکی به محل مصرف در روی نقشه یا عکس هایی مشخص شده اند. جهت بازدید مقدماتی در نظر گرفته می شود در مواردی که در مجاورت شبکه رود خانه های فعلی یا رود خانه های قدیمی قرار دارند متمرکز شوند . در چنین حالت آگاهی و درک درست از درجه بلوغ بخش های مختلف رود . و نحوه رسوب گذاری آن می تواند راهنمای مناسبی باشد.
اکتشاف منابع زیر سطحی:
برای اکتشاف زیر سطحی منابع شن و ماسه باید تا حد امکان از روشهای ساده و کم خرجتر استفاده شود به این منظور بیش از همه از اوگر"پرما"استفاده می شود. در مواردی که قطر دانه ها از ده سانتی متر است تا عمق چند متری را می توان با اوگر شناسایی نموده و نمونه های لازم را بدست آورد . در موارد خاص میتوان از روشهای ژئو فیزیکی سطحی یا چا هنگاری نیز جهت اکتشاف منابع شن و ماسه سود جست در جاهایی که مصالح مورد برسی به روی یک بستر سنگی قرار گرفته باشد تلفیقی از روشهای ژئو الکتریک و لرزه نگاری انکساری اغلب قادر عمق آبرفت را مشخص سازد. در دشتهای ایران سنگهایی که بلافاصله در زیر رسوبات شن وماسه قرار دارند اغلب عبارتند از :مارنها،رسها،ماسه سنگهاو کنگلومراهای نوژن که سنشان حد اکثر تا بیست و پنج میلیون سال است.
نمونه برداری :
از عمده ترین فعالیتهای زمین شناس در مراحل پیجویی و اکتشاف انتخاب نمونه های مناسب برای انجام آزمایشات است.
حجم هر نمونه تعداد نمونه ها و فاصله آنها از یکدیگر باید در حد اقل مقداری باشد که تصویر کم و بیش دقیقی از مشخصات رسوبات بدست دهد. از این رو مصالحی که از یکنواختی بیشتری بر خوردارند در مقایسه با رسوباتی که در آْنها مشخصات مصالح به سرعت تغییر میکند نیاز به تعداد کمتری نمونه دارد .
بر طبق استاندارد هر نمونه ازمودنی باید حداقل 13 کیلو گرم ماسه . 37 کیلو گرم شن داشته باشد به طور کلی هر نمونه در درجه اول تعداد و نوع آزمایشی که باید انجام شود بستگی دارد . علاوه بر آن هرچه اندازه درشترین ذرات موجود در مصالح بزرگتر باشد وزن نمونه انتخابی باید بیشتر باشد.
آزمونها:
لازم است تاآزمایشهایی جهت آگاهی دقیق از مشخصات مصالح انجام شود . آزمایشهایی که بر روی شن و ماسه انجام می شود میتوان به دو دسته تقسیم کرد اول آزمایشهای عمومی مانند دانه بندی تعیین مقدار ذرات ریز و مانند اینها که تقریبا برای همه مصالح باید انجام شود. گروه دوم آزمایشهاتی است ویژه که نسبت به نوع مصرفی مصالح خواهند داشت تجویز می شود.

نمونه برداری:
"استاندارد های نمونه برداری "نحوه نمونه برداری و مقدار نمونه ها را با توجه به نوع مصرف و تعداد آزمونهایی که بر روی انها انجام خواهد شد مشخص می کند.
دانه بندی:
"دانه بندی ذرات توسط الک"و برای ذرات ریز تر به روش "هیدرومتری"انجام می شود و به توسط آن منحنی دانه بندی مصالح به دست می آید.
– دانه بندی مصالح "فیلر"آسفالت توسط آزمونهای خاص انجام میشود.
– آزمونهای "هم ارز ماسه ای"مقذار نسبی ذرات ریز (رس،لایو گرد و غبار )موجود در ماسه ها به دست می دهد.
مشخصات فیزیکی:
خواص مثل قابلیت "جذب آب ""تخلخل""مقدار رطوبت طبیعی ""چگالی نسبی""چگالی "هر یک با آزمون خاص قابل سنجش است.
– میزان ترکهای مویی موجود در مصالح و مقاومتشان در برابر عوامل جوی به توسط "آزمون در محلول سولفات "و "آزمون یخ زدن و ذوب مکرر"سنجیده میشود.
تهیه نقشه:
اطلاعاتی که در طول عملیات گرد آوری می شود به روی یک نقشه (معمولا یک نقشه تو پوگرافی یا هر نقشه مبنای دیگری پیاده سازی می شود )نقشه های زمین شناسی مهندسی مصالح خرده سنگی دارای مشخصات عمومی زیر هستند:
الف- چون که اینگونه نقشه ها از جزئیات زیادی برخوردار نیستند لذا لازم نیست که مقیاس بزرگی برای آنها انتخاب کنیم. در برخی حالات کل منطقه قابل برسی ذریک نقشه کوچک مقیاس نشان داده شده می شود.
ب- به روی نقشه خطوط معرف محدوده منابع شن و ماسه و در صورتی که در سطح افق تغییرات بارزی در آنها دیده شود خطوط همبری بخشهای مختلف رسم می شود.
د- مسیر جاده ها،رود خاته ها ، خطوط نیرو هر گونه تاسیسات دیگری که در داخل ویا اطراف رسوبات وجود دارد در نقشه ثبت میشود.
ه- محل تاسیسات دانه آرایی ،شستشو و سنگ شکن ها (در صورتی که طرح پیش بینی شده باشد)در نقشه پیشنهاد شود .
و- در ذخایر بزرگی که تعداد زیادی گمانه یا چاهک حفر شده معمولا به همراه نقشه چاه ،نمودارها و برداشتهای چاکها و ترا نشه ها نیز وارد می شود.
ز- به همراه هر نقشه یک یا تعدادی نیم رخ ذر جهات مناسب از منابع شن و ماسه رسم می شود نیم رخها معمولا اطلاعات دقیقی از گسترش و نحوه تغییرات در بعد قائم به ذست می دهد.
ح- تکمیل کننده هر نقشه زمین شناسی مهندسی گزارشی است که جزئیات بیشر مربوط به شن و ماسه ،نتیجه آزمایشها و مواردی از این دست در آن قید می شود.

جستجو برای سنگ:
در بسیاری موارد مصالح خرده سنگی مورد نیاز به مقدار کافی در محل موجود نبوده یا از شرایط دلخواه بر خوردار نیست در این گونه موارد و در حالاتی که به علت کاربرد خالص مصالح باید منحصر از سنگ شکسته استفاده شود. پیجویی سنگ مناسب از وظایف زمین شناس است.
برتری سنگ شکسته بر شن و ماسه طبیعی در این است که به علت گوشه داری ذرات در مواردی خاص مثل رو سازی راه و تهیه آسفالت نتیجه بهتری را بدست دهد دیگر این که چون همه ذرات از یک جنس انذ خواص آنها بهتر قابل پیش بینی و کنترل است در صورتی که مصالح خرده سنگی طبیعی که تز تجمع ذرات کانی و سنگ درست شده اند در شرایط مختلف واکنش متفاوتی از خود نشان می دهند.

2-4- زمینهای خرده سنگی :
دانه دانه اند و می شود در آنها کم و بیش کشت کرد دانه های خرده سنگ ریز تر از60 میکرون سوزنی یا پولکی شکل اند. کارشناسان 60 میکرون را مرز میان ریز دانه ها و میان دانه ها بر گزیده و خرده سنگها را نام گذاری کرده اند .برای دانه بندی کردن زمین خرده سنگ آن را خشک کرده و آن را دانه می کنند و در سرندها و قربال های چرخنده یا لرزنده میریزند و دانه بندی می کنند.
2-5- زمین های خرده سنگی ایران
زمین های خرده سنگی فلات ایران و جاهایی مانند آن را از دید جنس و دانه بندی به 7 قسمت تقسیم کرده اند
2-5-1- زمین شن بوم: درهمی است از درشت دانه (2تا60 میلیمتر)میاندانه(6%تا2 میلیمتر)و ریز دانه (0تا 6%میلیمتر)با کم و بیش دانه های درشت تر از 60 میلیمتر بهترین آن دارای دانه بندی پیوسته است که می توان آن را به آسانی تو پر کرد و به وزن فضایی آن افزود.
2-5-2- زمین شن زار: دارای دو سوم و بیشتر درشت دانه است . میاندانه و ریز دانه کم دارد کمو بیش دانه های درشت تر از 60 میلیمتر در ان یافت می شود.آب در آن بند نمی شود و فرو نمی رود و آب کف از زیر به بالای آن نشت نمی کند.
2-5-3- ماسه زار:دارای دو سوم و بیشتر میاندانه است با کمی دانه درشت تر از 2 میلیمتر ریز دانه آن کم است . اگر دانه های ریز ان از یک ششم وزنش کمتر باشد مانند ماسه بادی میتوان ان را غرقاب کردن تو پر کرد و بر ان باد گذاشت.
2-5-4- زمین خاکی: دارای دو سوم و بیشتر میاندانه و یک سوم کمتر و کمتر ریز دانه است بهترین ان دارای دانه بندی پیوسته است آن را تو پر کرد پایداری آن در برابر نشت کردن آب ،یخبندان بستگی به اندازه خاک رس دارد (دانه های ریز تر از 2 میکرون )
2-5-5- زمین خاک رسی و گلاهکی: (زمین گلاهکی 40 تا 75% وزنش گرد سنگ آهک و 25 تا 60% آن خاک رس است:دارای دو سوم و بیشتر ریز دانه و یک سوم و کمتر میاندانه اند. اگر خشک باشند می شود بر انها یار گذاشت )،آب می مکند ،باد می کنند ،خمیری و شل می شوند و خشک که شدند ترک می خورند.
2-5-6- زمین لایی: بیش از دو سوم آن ریز دانه 2تا 6 میکرون است ریز دانه 6%تا2 میلیمتر کم دارد. با نمناک شدن مانند سبوس دانه های آن به همدیگر نمی چسبند و توپر کردنش دشوار است.
2-5-7- زمین لجنی: بیش از دو سوم آن ریز دانه است میان دانه اش خیلی کم است کم و بیش خاک نباتی دارد که آن را تیره رنگ کرده است. اگر آب داشته باشد بو میدهد و اگر خشک باشد اسفنجی می شود نمی توان بر آن بار گذاشت.

فصل سوم :
بهره برداری

عملیات بهره برداری
در کل معادن شن و ماسه به دو صورت رود خانه ای و کوهی وجود دارند که این معدن هم به صورت رودخانهای و هم به صورت کوهی می باشد . چون بیشتر بر داشت شن و ماسه معدن فوق به صورت رود خانه ای است بنابر این در این جا بیشتر به توضیح و پیدایش معادن رودخانه ایی می پردازیم که در فقصلهای بعدی بطور مفصل توضیح داده شده است .
در نوع اول که معدن بصورت کوهی است شنها و سنگها توسط بولدوزر و از دل کوه کنده شده و توسط لودر به داخل کامیون ها بار گیری می شود و سپس کامیونهای موجود مواد بار گیری شده را به داخل سیلر انتقال میدهند . اما در نوع دوم که معدن به صورت رود خانه ای است لودر هایی مستقیما مواد ته نشین شده در رود خانه ای را جمع اوری کرده و در محلی دپو می کنند تا خشک شوند . سپس لودر های دیگری این مواد را به داخل کامیون بارگیری می کنند و همانند نوع اول به داخل سیلو انتقال می دهند.

-3-1 عملیات برداشت مواد توسط بولدوزر

مواد ریخته شده بر روی سیلو توسط دو کارگر که به ریختن این شنها و سنگها در درون سیلو کمک می کند به پایین رفته و شن ها و سنگها درون سیلو به درون فک انتقال می یابد و فک پس از خرد سنگهای درشت تر مواد را به روی نوار نقاله مادر می برد. سپس مواد موجود بر روی نوار نقاله مادر بر روی سرند هایی انتقال می یابند. این سرند ها بصورت لرزان بوده و توسط فنر هایی حرکت ارتعاشی دارند که برروی این سرند های اولیه عملیات شستن مواد انجام می گیرد که آب مورد نظر آن توسط یک پمپ سه اینچی تامین می گردد.

عکس3-2 – عبور مواد از سرنداول و شسته شدن آنها
مواد شسته شده ایی که از روی سرند ها ی ابتدایی عبور کرده اند به درون ماسه شور انتقال داده می شوند و ماسه شور این مواد را شسته و لجنها (گل و لای را از آنها جدا می کند .این گل و لای مربوط به همراه آب از قسمت کناری دستگاه ماسه شور خارج شده و توسط کانالهای به طور منظم از معدن خارج می شوند و در محدوده خاصی به نام رسوب گیر که به سیستم کاری معدن لطمه وارد نمیکند جمع می شوند این محدوده رابه نام حوضچه آرامش نیز می خوانند.

عکس 3-3- حوضچه آرامش
اما شنهایی که از ماسه شور خاج میشوند بر روی نوار نقاله زیر سرند سوار شده و به فاصله 18 متری از ماسه شور دپو می شوند (ماسه شسته) .

عکس3-4 -دپوشدن ماسه شسته

این مواد دارای دانه بندی های خاصی می باشند چون از سرند های کمتر از 12-0 عبور میکنند مواد معدنی دپو شده توسط لودر ها یی که آماده به کار هستند بار گیری شده و به داخل کامیونها ریخته می شوند و کامیونها عملیات بار بری را انجام میدهد. از ماسه شسته در کلیه مصارف ساختمانی استفاده می شود.
در مورد موادی که درسرندکمتر از12-0 در قسمت ابتدایی کار باقی می مانند . لازم به توضیح است که این سرندها شیب مختصری طراحی شده اند تا موادی که در روی آنهاست بر روی نوارنقاله بعدی انتقال داده شده و وارد سیلوی دوم می شوند. این سنگ ها دارای دانه بندی اورسایز می باشند که پس از وارد شدن در سیلوی دوم به درون کوبیت انتقال داده می شوند تا سنگ ها کاملاخرد شوند و به درجه زیر 20-0 برسند. پس از اینکه سنگ ها در درون کوبیت کامل خرد شدند توسط نوار نقاله ای به درون دستگاه ماسه ساز می روند و در آنها تبدیل به ماسه شکسته می شوند.
ماسه شکسته های درون ماسه ساز توسط یه نوار نقاله دیگر بر روی دوسرند برده می شوند و ماده عبور کرده از آنها توسط نقاله دیگری در یک محل دپوشده که این ماسه شکسته ها دارای دانه بندی12-0 بوده به و آنها شکسته می گویند . سپس سنگ های دیگری که دارای دانه بندی از12-0 تا20-0 هستند در محل دیگری دپوشده که به آنها بیس می گویند.

عکس 3-6- نمایی از یک ماسه ساز
ماسه شکستها مخصوص بلوک سازی می باشند و از بیش بیشتر برای عملیات بتن ریزی با حجم عملیات بتن ریزی با حجم بالا استفاده می شود. و اما سنگ های دیگری که دانه بندی آنها از20-0 به بالاست باردیگر وارد ماسه ساز شده و تمام عملیات بالا از سر گرفته می شود.

فصل چهارم :
ماشین آلات

حال در این قسمت ماشین آلات معدن اعم از بولدوزر،لودر، کمپرسی،فک ،نوار نقاله ،سرنداول ،کوبیت ،سرنددوم و ماسه ساز را توضیح می دهیم.
4-1- بولدوزر:
بولدوزر اینتر ناشT25 ساخت آمریکا است و حدود360 اسب بخار قدرت دارد و دارای چرخ زنجیری است. کار بولدوزر کندن زمین و جمع کردن مخلوط رودخانه ای است.

عکس4-1-بولدوزر

4-2-لودر:
لودر HYUNDAI جز پیشرفته ترین لودرهای دنیاست که دارای کارایی و قدرت مانور بالاست و مدل آن HL76G-7 می باشد و در بیل آن حدود 3M3 بار جای می گیرد.

عکس4-2- لودر چرخ لاستیکی
کاربرد لودر:
به دلیل فضای باز و قدرت مانور بالا ماشین آلات از جمله لودر و کامیون کارایی بیشتری دارند . درمعدن از 2 لودر و 5 کامیون و 1 بولدوزر استفاده می شود که توضیحات مختصری راجع به کامیون و لودر و غیره …. خواهیم داد.
انواع لودر: لودرها دو نوع اند: چرخ زنجیری – چرخ پلاستیکی که در معدن شن و ماسه دشت نظیر از لودر چرخ لاستیکی استفاده می شود.
لودر چرخ زنجیری : دارای قدرت زیادتر و در شیب تا50% هم قابل کارکردن است.
لودر چرخ لاستیکی : سرعت زیادتر و قدرت مانور بیشتری دارند ولی هزینه لاستیک آنها زیاد است به دلیل سرعت زیاد و قدرت مانور بالای لودر چرخ لاسیتیکی است که در این معدن از آن استفاده می شود.
مشخصان لودر:
قدرت تحرک زیادو زا توانایی خوب جهت مخلوط کردن عیارهای مختلف ماده معدنی برخوردار است . قدرت و توانایی تمیز کردن اطراف خود را دارد . کارهای مختلف از قبیل بادگیری و حمل و تمیز کردن جاده ها و غیره را می تواند انجام دهد. حرکت اولیه آن کم است . از پیچیدگی کمتری برخوردار است .
4-3- کمپرسی:
این معدن علاوه بر کمپرسی هایی که مسئول حمل مصالح به شهرهای مختلف هستند . دارای دو کمپرسی دیگر است که مسئولیت حمل مخلوط کوهی به سیلوی مادر را بر عهده دارند . این دو کمپرسی از نوع بنز (ده تن) می باشند.. در شرایط کنونی کامیون ها به علت داشتن تنوع ظرفیت ،انعطاف پذیری زیاد و توانایی زیاد در مانور دادن در فضایی محدود و قابلیت حمل در شیب های حدود 10 درصد بیشترین استفاده را در معادن روباز دارند.75% معادن روباز بادبری در آن توسط شاول کامیون انجام می گیرد.
ابتدا تعداد و نوع ماشین بادگیری و سیستم استخراجی مشخص می شود و سپس تعدا کامیون به ازای هر ماشین باد گیری به نحوی تعیین می شود که لودر به طور کامل مشغول به کار باشد.
لازم به توضیح است که کامیونها بارهای خود را در مدت زمان مناسب طوری حمل می کنند که در زمان رفت یک کامیون ، کامیونی در حال بارگیری توسط لودر و کامیون دیگری نیز در انتظار بوده تا در موقع خالی بودن بارها در درون سیلو انجام دهد تا زمان به هدر نرفته و چرخه عملیات کند نشود.
در این معدن از کامیون های مختلفی استفاده می شود و هر کدام بر طبق نوع خود ظرفیت خاصی را دارا می باشند به همین دلیل کامیونها پس از اینکه به روی باسکول رفتند وزن کل کلمیون حساب شده و با داشتن وزن هر کدام از کامیونها وزن خالص مواد بارگیری شده را بدست می آورند که در این معدن از 8 تا 15 تن است .
4-4-فک : این دستگاه از چندین اجزاء تشکیل شده است .
شانه فک : مخلوط رودخانه ای به همراه سنگ های درشت به وسیله ضربه زدن از طریق شانه فک به دیواره فک خرد می شود شانه فک همانند دندانهای انسان عمل می کند و یک شانه فک به مدت 10 ساعت کاری در شبانه روز به مدت شش ماه کار می کند و بعد از آن باید عوض شود.
4-5- نوار نقاله :
نام دیگر نوار نقاله نوار باربری است در واقع یک تسمه ی لاستیکی نازک است که در دو انتها از دور دو استوانه عبور می کند و بدین ترتیب بر اثر گردش یکی از استوانه ها در نتیجه اصطکاک بین نوار و استوانه حرکت دائمی آن تامین می شود . بدین ترتیب نوار دارای دو تسمه بالایی و پایینی است که حرکت آنها در خلاف جهت هم است . موادی که در تسمه بالایی نوار ریخته می شود در اثر حرکت نوار به قسمت انتهایی منتقل و در آنجا تخلیه می شود .
.
4-6- نوار
نواراز چندین لایه پارچه پنبه ای با الیاف مصنوعی که بوسیله قشرهای لاستیکی به یکدیگر چسبیده شده اند تشکیل شده است. برای محافظت نوار در قسمت بالا و پایین آن نیز دو قشر پلاستیکی نصب می کنند. در حقیقت هر یک از قشرهای نوار وظیفه ویژه ای را عهده دار است مثلا الیاف پنبه ای یا مواد مصنوعی استحکام ندارد در برابر نیروهای کششی می شود و قشرهای لاستیکی رویی وزیری مقاومت آن را دربرابر ضربات ناشی از مواد مختلف را افزایش می دهد. در بعضی موارد نیز با قرار دادن مفتولهای فولادی نازک در نوار مقاومت آن رابالا می برند.
نوار در عرضهای استاندارد 700و900و1000و1200 میلی متر ساخته می شوند و تعداد قشرهادر نتیجه ضخامت آن نسبت به عرض نوار و نیز خصوصیات باربری متفاوت است. برای جلوگیری از سرخوردن مواد روی نوار سطح رویی آن از لاستیک آج دار ساخته می شود . در مواردی که نوار برای باربری در سطوح شیبدار استفاده می شود سطح آن دارای زواید مخصوص است.

-4-7-حرکت دهنده نوار:
وسایل حرکت دهنده نوار مرکب از موتورالکتریکی جعبه دنده کاهش دهنده سرعت استوانه متحرم و استوانه نهایی و قسمت کشنده است.
قدرت موتور دستگاه که معمولا موتور الکتریکی است بسته به مشخصات نوار متفاوت است و درهر مورد بایستی قدرت لازمه را محاسبه کرد.جعبه دنده سرعت موتور را تا حد لزوم پایین می آورد و آن را به استوانه های متحرک منتقل می کند.
4-8- سرند اول:
مخلوط بعد از عبور از فک به وسیله نوار نقاله به سرند اول هدایت می شود. وسرند اول شستشوی مخلوط و خارج کردن شسته از داخل مخلوط می باشد یعنی این سرند به وسیله دینامی50 کیلوات به حرکت در آید و به وسیله فنرهایی که در زیر آن نصب می شود . به حالت لرزش کار می کند و این لرزش باعث جداشدن شسته از مخلوط می شودو به وسیله مجرای خروجی از طریق فشار آب به داخل مخزن شسته (حوضچه آرامش)ریخته می شود و از آنجا بوسیله لودر خارج می شود.
4-9- کوبیت:
قلوه سنگ های کمتر از 20 سانتی متر از قسمت بالای کوبیت وارد می شود و پس از طی مراحل کاری که در پایین ذکر داده می شود تبدیل به شن به قطر کمتر از 20 سانتی متر گردیده و از قسمت خروجی آن برروی نوار نقاله ریخته می شود. ضمنا قطر خروجی آن 30 سانتی متر می باشد
4-10- سرند دوم:
این سرند به وسیله دینام و جریان الکتریسیته به حرکت در می آید که از سه محور خروجی تشکیل می گردد و در قسمت بالایی آن سنگ های کمتر از20 میلیمتر عبور کرده و به روی توری دوم ریخته می شود و از توری دوم ماسه هایی به قطر کمتر از12 میلی متر عبور کرده وبر روی نوار نقاله مخصوص خودش حمل و از آنجا ماسه شکسته یا ماسه بیس آماده بادگیری می شود.
در قسمت ورودی اول سنگ هایی که قطرشان بیشتر از 20 میلی متر می باشد نمی توانند از توری اول عبور کنندودر نتیجه به سمت دستگاه ماسه ساز هدایت می شود.
4-11- ماسه ساز:
سنگ هایی که قطرشان بیشتر از20 میلی متر باشد از سرند دوم عبور نمی کنند و به وسیله نوار نقاله به سمت دستگاه ماسه ساز هدایت می شود و به دهنه آن ریخته می شود.

عکس 4-6- ماسه ساز

فصل پنجم :
تجهیزات و پرسنل در معدن
.

تجهیزات معدنی
این معدن دارای یک ساختمان برای استراحت پرسنل و مهندسان معدن می باشد که در آن آشپزخانه و سرویس نیز قرار دارد . در طرف دیگر این معدن موتورخانه ای قرار دارد که در آن چند موتور دیزلی و چند حلقه لاستیک ،روغن و ژنراتور و گازوئیل و جعبه ابزار ووسایل مورد نیاز قرار دارد .
در قسمت دیگر این ساختمان اتاق کنترل قرار دارد . اتاق کنترل وظیفه کنترل کلیه کارهای معدنی و تجهیزات برقی ساختمان را بر عهده دارد . در این اتاق یک صفحه کلید بزرگ قرار دارد که در روی آن 28 کلید تعبیه شده است که نام تعدادی از آنها به شرح زیر است : کلیدهای فک ،نوار نقاله ،سرند اول ،ماسه ساز ،کوبیت و سرند دوم و ماسه شور و ….

عکس 5-10صفحه کلید اتاق کنترل
در اتاق کنترل یا اتاق فرمان 3 نفر به عنوان اپراتور و کارگر مشغول به کار هستند و با دستگاه های موجود کار می کنند.
دو دستگاه دیگر نیز در اطراف این صفحه کلید قراردارد که برای تعیین میزان ولتاژ و آمپراژ کل دستگاه ها به کار می روند که ولتاژ آن همیشه روی 3807 ولت است و آمپراژ آن از 50 تا450 آمپرمتغیر است .
حسابداری
اتاق دیگری در قسمت انتهایی معدن وجود دارد که در کنار آن یک باسکول قرار گرفته در این اتاق 2 حسابدار وجود دارند که وظیفه وزن کردن کامیون های بارگیری شده و گرفتن پول از صاحبان کامیون ها را بر عهده دارند و توسط کامپیوتر موجود کلیه پولهای دریافتی نوشته و جمع آوری می شود و همچنین مقدار تناژی را که روزانه از معدن برداشت می شود در آن ذخیره خواهد شد تا توسط آن تولید سالانه معدن نیز محاسبه می شود و سود و ضرر معدن را از اینجا حساب می کنند.
روشنایی
در این معدن از4 پروژکتور استفاده می شود که در موقع غروب و تاریک شدن هوا از آنها استفاده می شود و محل استقرار تجهیزات معدنی را کاملا روشن می کند. روشن کردن این پروژکتورها و خاموش کردن آنها برعهده اتاق کنترل و اپراتور آن است. تامین نیروی برق این پروژکتور ها توسط یک ژنراتور می باشد.
پرسنل در معدن
این معدن دارای 16 نفر به عنوان پرسنل می باشد که سه نفر از آنها به عنوان اپراتورکارگر وظیفه کلیه تجهیزات معدنی را به وسیله صفحه کلیدی که در اختیار آنهاست برعهده دارند و 3 نفر به عنوان راننده لودر و 5 نفر به عنوان راننده کامیون و 1 نفر به عنوان راننده بولدوزر و 2 نفر حسابدار و1 نفر به عنوان آشپز و 1 نفر هم به عنوان سرویس کار مشغول به کار می باشند که وظیفه روغنکاری و سرویس کاری ماشین آلات و تجهیزات را برعهده دارد .
شیفت کاری
این معدن دارای یک شیفت کاری بوده که از ساعت7تا21 می باشد که مابین آن 2 ساعت برای صرف نهار و صبحانه و استراحت می باشد.

فصل ششم :
موارد کاربرد شن و ماسه

6-1-ارزیابی معدن
در طول اکتشاف منابع شن و ماسه ارزیابی معدنی آنها با توجه موارد چند که برخی از مهمترین آنها در زیر آمده انجام می شود.
ضخامت شن و ماسه:
چون منبع شن و ماسه عموما به صورت روباز و عمدتا توسط بیل مکانیکی و لودر و جز اینها استخراج می شود لذا رسوبات تحت بررسی باید به اندازه کافی ضخیم باشد تا اینگونه وسایل عملکرد مناسبی ازخود نشان دهد به این منظور حداقل ضخامت مجاز ذخایر را می توان یک متر در نظر گرفت.
ضخامت باطله:
در برخی نقاط شن و ماسه در زیر پایه ای از مواد باطله (خاک و پوشش گیاهی و شن و ماسه و نامرغوب) قرار گرفته است در این محل ها بهره برداری از شن و ماسه مستلزم کنار زدن و برداشتن مواد باطله است. از این رو باید نسبت بین ضخامت مواد معدنی به مواد باطله مورد توجه قرار گیرد.
یکنواختی:
یکنواخت بودن هر چه بیشتر مصالح از نظر جنس و دانه بندی و دیگر مشخصات عاملی مثبت می آید. در مواردی که داخل رسوبات لایه یا عدسی هایی از رس یا مواد نامرغوب دیگر وجود نداشته باشد یا اینکه تغییرات جانبی یا قائم شدیدی در مشخصات مواد دیده شود مشکلات متعددی در رزمین بهره برداری به وجود خواهد آورد..

بلایای طبیعی:
در نواحی مرطوب و پرباران آب زیر زمینی یا آب سطحی می تواند به طور دائم یا در فصولی خاص مزاحمتهایی را ایجاد نماید. بالا آمدن فصلی سطح آب زیر زمینی ممکن است همه یا قسمتی از گودال در شرایطی که سطح آب زیرزمینی بالاست را باید به نقش احتمالی آن در ناپایداری بخش استخراج شده توجه شود.
دانه آرایی
معمولا در نزدیکترین محل ممکن به رسوبات دستگاه های غربال و طبقه بندی کننده ذرات نصب می شود و در مواردی که مصالح حاوی مواد مضر و آْوده کننده باشد باید شسته شود از طرفی اگر در داخل مصالح ذرات درشت وجود داشته باشد یا به علت نوع مصرفی که در نظر گرفته شده نیاز به سنگ شکسته باشد دستگاه های سنگ شکن نیز باید به خدمت گرفته شوند. بررسی موقعیت محلی رسوبات و پیشنهاد محل یا محل هایی برای استقرار دستگاه های دانه بندی،شستشو و سنگ شکن از دیگر فعالیت هایی است که در مرحله اکتشاف انجام می گیرد.

6-2- شن و ماسه در بتن:
مجموعه ای از ذرات سنگی که از کمترین تخلخل برخوردارند و دانه های آن به توسط دوغابی از سیمان به هم چسبیده باشد بتن گفته می شود به زبان دیگر بتن متشکل از یک جسم پرکننده (مصالح سنگی) و یک جسم چسبنده (آب و سیمان یا دوغاب و سیمان) است.بتن به دلیل کارایی مثبتی که دارد امروزه به عنوان یکی از پرمصرف ترین مصالح ساختمانی درآمده است از جمله این کارایی ها عبارتند از:
الف- اقتصادی بودن :
حدود 80% وزن بتن از مصالح سنگی ارزان قیمت درست شده است.
ب- تنوع:
با تغییر نوع و مقدار سیمان و مصالح سنگی و انجام برخی اعمال فیزیکی و شیمیایی می توان به تنهایی با خواص کاملا متفاوت تهیه کرد.
ج- شکل پذیری:
با کمترین مخارج می توان قطعاتی با اشکال مختلف از بتن تهیه کرد.
د- مکانیزه شدن:
تهیه وتولید بتن را می توان به صورت مکانیزه انجام داد به این وسیله می توان قدرت تولید بتن و کیفیت آن را افزایش و قیمت تمام شده آن را کاهش داد.
ویژگی های مهم بتن عبارتند از: مقاومت، وزن،قابلیت کار و دوام که از این میان مقاومت از اهمیت خاصی برخوردار است . مقاومت بیتن پیش از همه به عواملی چون نوع و مقدار سیمان ،کمیت و کیفیت آب مصرفی و مشخصات فیزیکی و شیمیایی ،مصالح سنگی ،نحوه ساختن و عمل آوردن بتن و بالاخره به نوع و شن بتن بستگی دارد.
مصالج دانه ای بکار گرفته شده در بتن در درجه اول شن و ماسه طبیعی و پس از آن سنگ شکسته یا مخلوطی از آنهاست. یکی از دلایل عمده عدم استحکام کافی و تخریب زودرس بتن استفاده از مصالح دانه ای نامرغوب است به طور کلی ذراتی مناسبند که تمیز و بدون پوشش سطحی و دارای دانه بندی مناسب و محکم و با دوام و عار یاز مواد آلوده کننده باشد علاوه بر این مواد بایدقادر باشند به طور مناسبی در مقابل تغییرات فیزیکی و شیمیایی محیط مقاومت نمایند برخی ازآزمونهایی که برای تعیین مشخصات مصالح خرده سنگی به کار می رود عبارتند از:
– آزمون شیمیایی:
در آزمون های شیمیایی مصالح خرده شده برای مدتی مشخص ده درصد سود قرارداده شده و بدینوسیله مقدار سیلیس قابل حل در NaoH اندازه گیری می شود (astme282)
– آزمون میله ملاتی:
در آزمون انبساط میله ملاتی تیرچه هایی را با مصالح دانه درشت مورد نظر یک نمونه ماسه استاندارد و سیمانی که مقدار قلیایی آن مشخص است ساخته و تغییر طول آنها را هر دوماه یکبار اندازه می گیریم . این ازمون معمولا برای دونوع سیمان دارای مواد قلیایی کم و زیاد انجام شده و تکمیل آن به شش ماه تا یک سال وقت نیاز دارد .میله ملاتی حاوی مصالح مورد نظر و سیمانی با 8% مواد قلیایی باید پس از یک سال انبساطی کمتر از از 10% در حدود داشته باشد. یکی از روشهای کاهی واکنش قلیایی در بتن افزودن پوولان به آن است (astmc227)

– آزمون رنگ سنجی:
در صورتی که مقدار مواد الی در مصالح از حداکثر مجاز بیشتر باشد در اغلب حالات تاثیر سو از خود به جای می گذارد . شناسایی مقدار مواد آلی در مصالح مخصوصا در ماسه به توسط آزمون رنگ سنجی انجام می شود . در این آزمون مواد آلی را در محلول سدیم هیدروکسید 3 درصد حل نموده و رنگ محلول فاصله را با نمودار استاندارد رنگ ها (astmc40-33) مقایسه می کنیم . رنگ های تیره از زرد براق مایل به قرمز (زردکهربایی)نمایشگر وجود مقدار غیر مجاز ماده آلی می باشند.
بر طبق استاندارد کشور شوروی برای بتن رنگ تیره تر از چایی پر رنگ معرف مقدار غیر مجاز مواد آلی است در مواردی که نیاز به کاهش مقدار مواد آلی در مصالح وجود داشته باشد این عمل را می توان به توسط شستشوی مصالح انجام دادو روش دیگر بر طرف نمودن مواد آلی با استفاده از وزن محسوس کمتری که مواد آلی در مقایسه با شن و ماسه دارند و روش شناوری انجام می می شود. روش اخیر معمولا پرخرج و در اغلب موارد اجرای آن در مورد شن و ماسه مقرون به صرفه نمی باشد. در اینجا مواد و ذرات دارای وزن مخصوص کمتر از2 توسط شناور شدن به روی یک مایع سنگین از بقیه مصالح جدا می شوند.
دانه بندی:
یکی از مهمترنی ویژگی های مصالحی که در تهیه انواع بتن بکار می رود دانه بندی آنهاست . دانه بندی بیش از همه بر مقادیر آب و سیمان مصرفی در مخلوط بتن ،مخارج تولید آن و همچنین در مقاومت فشاری بتن حاصله تاثیر می گذارد.
6-3-1- ویژگی های عمومی مصالح خرده سنگی مورد نیاز در راه سازی
شکل و اندازه ذرات
اندازه بهینه ذرات ذرات تا حدی با توجه به مورد مصرف آنها و نوع موادپیونددهنده تفاوت می کند. با این حال حداکثر دانه برای لایه های زیر سازی (زیراساس و اساس راه)38 میلی متر(ریزتر از الک و یک دوم اینچ) و برای لایه های روسازی 25یا19 میلی متر (الکهای 1و سه چهارم اینچ)است . حدپایینی اندازه دانه ها 74% میلیمتر(الک200)در نظر گرفته می شود. دانه بندی مناسب مصالح با توجه به عوامل متعددی چون :نوع رو سازی ،ضخامت لایه و اندازه درشت ترین دانه مصالح تعیین می شود.
مقدار رطوبت:در صورتیکه مصالح خرده سنگی بتواند مقدار زیادی اب را به خود جذب کند تر و خشک شدن (یخ زدن و ذوب )مداوم آنها در فصول مختلف باعث انبساط و انقباض پی در پی و نهایتا خرد و متلاشی شدن راه می گردد. علاوه بر آن برخی از سنگ ها پس از گرفتن آب فراوان به صورت خمیری درآمده و بر اثر کمترین بار وارده از جای خود حرکت می کنند.
قدرت پیوند با قیر:
مصالحی که در روسازی راه به کار می رود باید قادر باشند پیوند محکمی با قیر ایجاد نمایند به نحوی که برا ثر رفت و آمد وسیله نقلیه یا تاثیر عوامل جوی از قیر جدا نگردند. سطح ناصاف و ناهموار و خشن ذرات و شکل زاویه دار آنها پیوند با قیر را بهتر می کند . اینگونه ناهمواری های مناسب در سنگ های درشت دانه (به علت سفتی متفاوت ذرات تشکیل دهنده سنگ) دیده می شود.

مقاومت در برابر ضربه:
وسیله نقلیه در حال حرکت تنش آن ضربه و لرزش قابل ملاحظه ای را بر سطح راه وارد می کند که مقدار آن حدود 25 درصد بیش از وزن همان وسیله نقلیه در حال سکون است به منظور آگاهی از مقاومت مصالح در مقابل ضربه "آزمون مقاومت در برابر ضربه " این مقدار برای مصالح مرغوب از 20درصد گمتر است.
مقاومت در باربر صیقل یافتن :
جلای سطح راه ها مخصوص در باران با یکدیگر متفاوت است. در نقاطی که سطح راه صیقل یافته است جاده حالتی شبیه به آینه سیاه به خود می گیرد . در این نقاط بین لاستیک اتومبیل وراه اتصال خوبی برقرار نمی شود و در نتیجه وسایل نقلیه براثر کوچکترین غفلت لغزیده و سر می خورد . این پدیده مخصوصا در نقاطی که سرعت یا جهت حرکت وسایل نقلیه تغییر می کند مانندپیچها و چهارراه ها بیشتر دیده می شود.
در این نقاط سایش و برخورد لاستیک اتومبیل با جاده به حداکثر خود می رسد مقاومت یک سنگ یا مجموعه ای از ذرات سنگی در مقابل صیقل یافتن را می توان در آزمایشگاه تعیین کرد .
مقاومت در برابر فرسایش:
سنگ هایی که زود ساییده می شوند در صورتی که در راه مصرف شوند عمر کوتاهی دارند.
6-4-1 مصالح نفوذ ناپذیر
مصرف عمده مصالح خرده سنگی نفوذ ناپذیر بیشتر در بسترکانالها و مخزن سدها و ابگیریهایی است که به روی پی های نفوذ ناپذیر قرار گرفته اند علاوه بر آن اینگونه مصالح جهت آبندی در هسته سدهای خاکی و جاهای دیگر مصرف می شود. ویژگی اصلی اینگونه مصالح آن است که باید در مقایسه با خاکهای سازنده محل پی ها نفوذ ناپذیر باشند.
کانال ها:
در کانال ها و مسیرهای گذرآب ،لایه نفوذ ناپذیر از یک طرف برای جلوگیری از اتلاف آب از کانال ها و از طرف دیگر برای جلوگیری از خیس و اشباع شدن و در نتیجه غیر قابل مصرف شدن زمینه های اطراف کانال به کارگرفته می شود. گرچه به ظاهر در اینگونه موارد به مصالحی کاملا غیر قابل نفوذ احتیاج داریم ولی آنچه را که در عمل مصرف می شود لایه ای از مصالح دارای نفوذ ناپذیری متوسط است . این لایه ها را می توان با کاهش سرعت جریان آب در روی آنها با قرار دادن یک پوشش محافظ خرده سنگی در مقابل عمل فرسایش آب محافظت نمود ضخامت این لایه را باید تا حد امکان نازک گرفت تا از یک طرف در مصرف مصالح صرفه جویی شود و از طرف دیگر مقدار حفاری و خاک برداری کانال به حداقل برسد. برای رسیدن به هدف فوق معمولا مخلوطی از مصالح سنگی درشت و خاک غیر قابل نفوذ را به کار می برند.
دیواره مخزن:
در مخزن سدها به ندرت لایه پوششی ، نشت آب را به مقدار قابل ملاحظه ای کاست. در مخزن سدها به علت سکون آب مقاومت مصالح در برابر حرکت آب مسئله ساز نبوده در نتیجه نیازی به مخلوط نمودن ذرات درشت با مصالح لایه نفوذ ناپذیر ندارد. در مقابل آنچه را که در اینجا مهم است جلوگیری از خروج ذرات ریز این پوشش غیر قابل نفوذ به لایه های زیرین با ترک برداشتن این پوشش استفاد ه از مصالحی است که خاصیت انبساط و انقباض زیادی دارند .
هسته سدهای خاکی :
مصالح نفوذ ناپذیری که برای هسته سدهای خاکی مصرف یم شوند عمدتا از جنس رس یا مخلوطی از رس و لای در نقاطی که معدن مناسبی برای استخراج اینگونه مصالح در نزدیکی سد وجود ندارد می توان از مصالح رسی و لای موجود در دشت سیلابی رودخانه استفاده کرد.
6-4-2 مصالح نفوذ پذیر:
مصالح خرده سنگی نفوذ پذیر در واقع مصالحی است که ما آن را تحت عنوان کلی شن و ماسه ساختمانی می شناسیم. همانگونه که می دانیم موارد اصلی مصرف شن و ماسه عبارتند از بتن وفیلرها و زهکشها (مخصوصا در ارتباط با ساختمان های بتنی)به صورت لایه یا لایه هایی در زیر سنگ ریزه های سدهای خاکی به عنوان لایه یا بخش زهکشی در پاشنه پایین دست سدهای خاکی به عنوان عامل حدواسط برای جلوگیری از رگاب (خروج ذرات ریز از میان ذرات درشت) در جاهایی که گرادیان نشت آب زیاد است و بالاخره به کارگیری آنها در راه سازی و تهیه اسفالت.
مصالح خرده سنگی بتن:
بتن دارای یکی از پر مصرف ترین مصالح ساختمانی در سدهاست . عملیات اکتشافی اینگونه مصالح خرده سنگ باید از دقت بیشتری برخوردار باشد. از این روست که از پی جویی هایی مربوط به مصالح بتن می توان برای مقاصد دیگر استفاده کرد.
لایه های زیر سنگ ریز
مهمترین مشخصه لایه شن و ماسه ای زیر سنگ ریزها درشتی اندازه آنهاست از این رو اینگونه مواد اغلب از سنگ شکسته حاصل از معدن کاری و حفاری های معدن روباز تامین می شوند والبته اگر بتوان نهشته ای از شن درشت را در فاصله ای مناسب از محل مصرف پیدا کرد آن را نیز می توان بکار گرفت. باید توجه داشت که مقدار مصالحی که در این کار نیاز داریم اغلب زیاد است و در صورتیکه دانه بندی مصالح طبیعی مناسب نباشد دانه آرایی مجدد آنها مخارج زیادی را به دنبال خواهد داشت.
6-4-3 مصالح مقاوم در برابر فرسایش
در بسیاری موارد از مصالح خرده سنگی برای محافظت سطح سازه یا سطح زمین در برابر عمل فرسایشی آبهای سطحی استفاده می شود. این مصالح معمولا به صورت لایه ای در سطح خارجی دامنه سراب و پایین سدهای خاکی دیواره مخازن و سطح حوضچه آرامش سدها بکارگرفته می شود.

6-5- مصارف صنعتی -ساختمانی
ذرات در حد ماسه که از مقاومت و دوام زیادی برخوردار باشند مصارف صنعتی و ساختمانی متنوعی دارند. به این منظور معمولا از ذرات سیلیسی استفاده می شود . در حال حاضر در کشورما سیلیس به صورت ماسه ای سیلیسی دارای دانه بندی هایی مناسب به مصرف می رسد این ماسه ها ممکن اس مستقیما از معادن ماسه طبیعی و استخراج و به مصرف برس یا اینکه از ماسه سنگ های سیلیسی یا کوارتزی استفاده شود. در حالت اخیر سنگ به کارخانه های تهیه کننده پودر سیلیس حمل شده و پس از خرد و دانه بندی شدن به بازار مصرف ارائه می شود. عمده ترین مصارف صنعتی ذرات سیلیسی درحد ماسه و ریزتر از آن را می توان به نحو زیر خلاصه کرد:
شیشه سازی
قسمت عمده مصرف سیلیس کشور در شیشه سازی است . سیلیس مورد نیاز برای شیشه سازی باید دارای عیار بالا و ترکیب شیمیایی یکنواخت و عاری از مواد آهنی ،رسی و آهکی باشد. پودر سیلیس استاندارد برای مصارف شیشه سازی باید دارای مشخصات زیر باشد:

برای تهیه شیشه معمولی سنگ سیلیس با ترتیب زیر قابل قبول است:

لازم به یادآوری است که برای تهیه شیشه مرغوب و بلور (کریستال) مقدار سیلیس سنگ مورد استفاده باید از 99% بیشتر و مقدار آهن آن از12% کمتر باشد.
از دیگر ویژگی های مهم سیلیس مورد استفاده در شیشه سازی دانه بندی آن است .پودر سیلیس ایده آل برای مصرف در شیشه سازی باید دانه هایی مابین 25% تا 5/0 میلیمتر داشته باشد البته پودرهایی به قطر 1 میلی متر نیز مورد استفاده واقع می شوند.
به طور کلی می توان گفت که ماسه های شیشه سازی باید تماما از الک 20 گذشته و از طرفی نباید بیش از3% آن از الک 80 بگذرد.
تصفیه آب:
از ماسه های سیلیسی برای تصفیه آب نیز استفاده می شود. در تصفیه خانه ها و مخصوصا در خوزستان در قسمت تحتانی از ماسه سیلیسی با دانه بندی 4/0 تا7/0 میلی متر در قسمت وسط از دانه بندی 8/0 تا2/1 میلی متر و در بالااز ماسه هایی با دانه بندی 3تا6 میلی متر استفاده می شود.
نماسازی:
در این مورددانه هایی را با چسب مخصوص به یکدیگر پیوند داده و در نماسازی به مصرف می رسد . رنگ،فرم و یکنواخت بودن دانه ها از ویژگی های مهم مصالح بکار گرفته شده در نماسازی است یادآور می شود که ماسه ها دارای ناخالصی هایی از اکسید آهن ،گلوکنی و غیره که به رنگ های قرمز و سبز و سیاه و غیره و هستند نیز در نماسازی مصرف دارند.
بلوک سازی:
یکی دیگر از مصارف ماسه سیلیسی تهیه قطعات و آجرهای ماسه سیلیسی است . این مصالح از مخلوط ماسه سیلیسی و آهک با سیمان بدست می آیند.

پشم شیشه:
با مخلوط نمودن پودر سیلیس و مواردی از جمله فلوسپات و دولومیت با نسبتها و فرمولهای معینی پشم شیشه تهیه می شود امروزه پشم شیشه کاربرد گسترده ای به عنوان عایق در صنعت ساختمان دارد.
تهیه لعاب
یکی دیگر از کاربردهای سیلیس تهیه لعاب کاشی و سرامیک است . در ایناج ماده سیلیسی رابا نسبت معینی با مواددیگر از قبیل گوراکس،سنگ آهک و کانولن و اکسید روی ،منیزیت ،دولومیت ،سود،فلوسپات،تالک و غیره مخلوط نموده و لعاب هایی با رنگ های مختلف تهیه می نماید.
چینی و کاشی سازی:
کارخانه های تولید چینی و کاشی سازی با مخلوط نمودن ماده سیلیسی با سایر مواد از جمله کائولن و دولومیت و غیره چینی و کاشی تهیه می نمایند.
ماسه سنگ بر و سنگ ساز
ماسه سیلیسی خالص و محکم کاملا جور شده و دانه درشت است که عاری از ذرات ریز و پهن است. این ماسه برای ساییدن اولیه سطوح سنگی و اره کردن آنها به کار می رود.
ماسه پاشی:
برای تمیز کرلدن سطوح وسایل فلزی (مانند مخازن فلزی بزرگ ،کشتی ها و قالبهای فلزی)از زنگ یا دادن جلای مجدد به سطوح آنها ماسه سیلیسی با فشار زیاد به توسط هوا یا آب بر سطح آنها پاشیده می شوند. ویژگی های دانه ها در اینجا خلوص،مقاومت و سختی زیادآنها و دانه بندی مناسبشان است.
تهیه سموم:
مخلوطی از پودر نرم سیلیس و داروهای شیمیایی مناسب به عنوان سموم دفع کننده آفات نباتی به کار گرفته می شوند.
ذوب آهن
یکی از مصارف سیلیس در ذوب آهن و در کوره بلند است. علاوه بر آن ماده سیلیسی برای کلوخه کردن سنگ آهن نیز استفاد ه می شود. ماسه سیلیسی شسته و با ذراتی نه دقیقا به یک اندازه برای آستر کردن کوره های فولادی الکتریکی و جز آن نیز مصرف می شود.
ماسه تزریقی :
یکی دیگر از کاربردهای ماسه های سیلیسی تزریق با فشار آنها به داخل لایه های نفت دار می باشد. در اینجا ماسه ها با فشار زیاد وارد سطح لایه بندی و درزه های سد به نحوی که پس از برداشته شدن فشار ،ماسه ها فشارها را باز نگه داشته و نفوذ پذیری لایه ها افزایش می یابد.
در این مورد معمولا ماسه های سیلیسی با اندازه مابین الکهای 16الی60 مورد استفاده قرار می گیرد.
ماسه شیشه ساب
عبارت است از سیلیس تمیز و مقاوم عاری از مواد خروجی ،دانه ریز تا متوسط که برای پرداخت و سایش مقدماتی و سطوح شیشه ای به کار گرفته می شود.
.

منابع

– معماریان ،حسین – زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیک- انتشارات دانشگاه تهران چاپ دوم(1377)
– مدنی،حسن- اصول استخراج معادن – انتشارات دانشگاه صنعتی امیر کبیر(پلی تکنیک تهران)-چاپ سوم (1381)
– نعمت الهی ،حسین – کانه آرایی – انتشارات دانشگاه تهران.
– سایت ویکی پدیا
– سایت تخصصی معدن http://zarmesh.ir/
– سازمان نظام مهندسی معدن ایران http://www.ime.org.ir/default.aspx?os=1
–

فهرست مطالب :

فصل 1 :
مقدمه

فصل 2 :
اکتشاف منابع

فصل 3 :
بهره برداری

فصل 4 :
ماشین آلات

فصل 5 :
پرسنل و تجهیزات در معدن

فصل 6 :
موارد کاربرد شن و ماسه

منابع

مرجع بزرگ خرید و فروش فایل های قابل دانلود
دارای سیستم پیشرفته همکاری در فروش فایل
مشاوره در زمینه تدوین پروپوزال، پایان نامه، مقاله،…

www.FaraFile.ir