تعریف تخصصی سنگ و روش های استخراج آن
تعریف تخصصی سنگ و روش های استخراج آن
تعریف اجمالی سنگ
سنگ به مواد جامدی از پوسته زمین اطلاق می‌شود که از یک یا چند کانی که با یکدیگر پیوند یافته‌اند، تشکیل شده است.
در زمین‌شناسی سنگ تجمعی طبیعی و جامد از مواد معدنی یا شبه معدنی است.
لایه خارجی جامد زمین (سنگ‌کره) از سنگ تشکیل شده است. سنگها سه گونه هستند: آذرین، رسوبی و دگرگون شده.
دانش شناختن سنگها را سنگ‌شناسی می‌گویند.
عنصر اصلی تشکیل‌دهنده تمامی سنگها سیلیس است.
سنگها خود از قسمت‌های ساده‌تری به نام کانی ساخته شده‌اند.
کانی‌ها مواد جامد، طبیعی، معمولاً متبلور، غیرآلی، همگن و با ترکیبات شیمیایی مشخص‌اند.
تاکنون بیش از ۳۰۰۰ کانی در طبیعت شناخته شده که تنها حدود ۲۴ کانی در سنگ‌های پوسته زمین فراوان هستند و آنها را کانی‌های سنگ‌ساز می‌نامند.
سنگها و کانی‌ها در ساختمان‌سازی، صنایع، پزشکی و غیره به کار می‌روند.
مفهوم چرخه سنگ
چرخه سنگ مفهومی اساسی در زمین‌شناسی است که توصیف انتقال از طریق مقیاس زمانی زمین‌شناسی در میان سه نوع سنگ اصلی: رسوبی، دگرگونی و آذرین است.
سنگها، از هر نوع سنگ که باشند، هنگامی که از شرایط تعادل خارج شود، تغییر می‌یابد.
به عنوان مثال، یک سنگ آذرین مانند بازالت هنگام قرار گرفتن در معرض اتمسفر ممکن است تجزیه و حل شود یا در اثر فرورانش در زیر یک قاره ذوب شود. با توجه به نیروهای محرک چرخهٔ سنگ، صفحهٔ تکتونیک و چرخهٔ آب، سنگها در مواجهه با محیط‌های جدید در تعادل باقی نمی‌مانند و تغییر می‌کنند. با توجه به چرخهٔ سنگ توضیح این که سه نوع سنگ چگونه به یکدیگر مرتبط هستند و چگونه فرایندها با گذشت زمان از یک نوع به نوع دیگر تغییر می‌کنند. این جنبه چرخه‌ای باعث می‌شود که سنگ یک چرخهٔ زمین‌شناسی و در سیارات حاوی حیات یک چرخه بیوژئوشیمی ایجاد کند.
خصوصیات سنگ
- مقاومت فشاری، کششی، برشی، خمشی: اغلب سنگ ها دارای مقاومت خوب هستند. برای بسیاری از مصارف، مقاومت ۳۵ مگاپاسکال کافی است. برای معدودی موارد ، مقاومت برشی مورد نظراست.
- سختی و کارپذیری: سختی سنگ، کارپذیری آن را تحت تأثیر قرار میدهد و آماده کردن سنگ سخت گران تر تمام می شود.
- دوام یا پایائی: دوام (پایائی) سنگ در زیبایی آن نقش دارند.
- رنگ و رگه: برخی سنگ هادربرابرعوامل جوی تغییر رنگ میدهند یا در نمای آنها لکه هایی ظاهر می شود و باید از مصرف این سنگها پرهیزکرد.
- تخلخل و بافت: تخلخل، حاکی از مقاومت سنگ در برابر یخزدگی و نفوذ آب های حاوی مواد خورنده است وبافت، بیانگر ریزی دانه های سنگ می باشد وبر کارپذیری و قیمت سنگ تأثیردارد، زیرا سنگ های ریزدانه را بهتر می توان تیشه داری کرد ،ازطرفی بافت سنگ بر زیبایی آن تأثیر میگذارد.
- سهولت استخراج از معدن: سهولت دراستخراج، نخستین مسئله درقضاوت درمورد متناسب بودن آن برای ساختمان است.
- دسترسی: نزدیکی سنگ به محل مصرف نیز مهم است. دسترسی به سنگ بر قیمت تمام شده آن تأثیر مستقیم دارد. گاهی اوقات ناچار به حمل سنگ از فواصل دور نیز می شویم.
روش های استخراج سنگ
تعریف استخراج سنگ های قواره
هندسه گودال
اگرچه استخراج از معدن نیز در زیر زمین انجام می شود، با استفاده از تکنیک های اتاق و پایه، در اکثر معادن، استخراج مستلزم برداشتن و خارج کردن بلوک ها از دامنه ی تپه ها و یا ایجاد هندسه ای از نوع روباز است.
اولین قدم برای توسعه چنین معادنی، برداشتن پوشش رویشی درختان و بوته های زیر درختان است. در مرحله بعد، بار اضافی روخاکی و زیرخاکی برداشته شده و برای احیا و اصلاح در آینده ذخیره می شود. سنگ به شکل مجموعه ای از قشرهای معدنی یا برش هایی به ضخامت بلوک های مورد نظر استخراج می شود.
تکنیک های جداسازی توده ی سنگی
تکنیک های مختلفی برای جداسازی توده ی سنگی از توده اصلی وجود دارد.
سال ها تکنیک اولیه استفاده از سیم برش بود که از یک سیم فولادی هلیکوئیدی (فنری) تک، دو یا سه رشته ای با قطر حدود ۶ میلی متر (۰.۲ اینچ) تشکیل شده بود که در آن ماسه، اکسید آلومینیوم، کاربید سیلیکون یا سایر مواد ساینده مخلوط شده با آب وجود داشت.
هنگامی که سیم روی سطح کشیده می شود، شیار یا مجرایی در سنگ ساییده می شود. اگرچه سیم خود برش را انجام نمی دهد (این کار توسط ساینده انجام می شود)، اما با انجام این فرایند، باعث ساییدگی می شود به طوری که عرض برش به طور مداوم کاهش می یابد.
اگر سیم قبل از اتمام برش بشکند، برای شروع مجدد کار مشکل زیادی ایجاد می شود. بنابراین، سیم باید به اندازه کافی بلند باشد تا برش کامل شود.
در معدن سنگ گرانیت، یک قاعده کلی این است که برای هر متر مربع سنگ برش خورده (۲۷ فوت سیم در هر فوت مربع) حدود ۲۷ متر (حدود ۸۹ فوت) سیم استفاده می شود. تکمیل برش ۶ متری به طول ۹ متر ( ۳۰ فوت) به طول تقریبی ۱۴۵۰ متر (حدود ۴۸۰۰ فوت) سیم نیاز دارد.
منابع
معماریان ح. (۱۳۸۱)، “زمین‌شناسی مهندسی و ژئوتکنیک”، دانشگاه تهران، مؤسسه انتشارات و چاپ، ۹۵۴ صفحه.
