اين مقاله با نگاه ويژه به نحوه کاربرد سيم برش الماسه در معدن تراورتن صوفي آباد ماکو و با توجه به گزارش بهره برداري آن معدن نوشته مهندس اردوان پويان، تنظيم شده است.هم چنين در مواردي از مقاله مطالعه سنگ­هاي تزييني با نگاهي به تراورتن ها نوشته مهندس مجيد پور مقدم استفاده شده است.

دستگاه سيم برش الماسه شامل سيم الماسه به طول 25 تا 45 متر (حداکثر 150 متر) به وسيله يک اينچ با قرقره راهنما، در يک جهت معين به طور دايم روي سنگ بريده مي­شود. براي اين منظور ابتدا در سنگ دو چال عمود برهم که محدوده بلوک را تشکيل مي­دهد حفر شده سيم الماس را از آن عبور داده مي شود. دستگاه برش در موقع کار بر روي ريل قرار دارد و با استفاده از امکانات الکترونيکي و هيدروليکي به طور اتوماتيک بر روي ريل جابجا مي­شود و با انجام عمل برش خود را به عقب مي­کشد. نيروي کشش سيم که حدود 100 تا 150 کيلوگرم است به صورت ثابت حفظ مي­شود. دستگاه وينچ معمولاً در فاصله 5 الي 8 متري سينه کار قرار مي­گيرد. بدين ترتيب حدود 15 متر از سيم الماسه به طور آزاد کار مي کند. مکانيزم دستگاه به گونه­اي است که مي­توان با جابجايي و تغيير جهت محور وينچ از حالت افقي به عمودي سنگ را به طور افقي و يا عمودي بريد.

به منظور خنک کردن سيم الماسه بايد پيوسته آب وارد شيار سنگ شود. حداقل آب مورد نياز 6 تا 8 ليتر در ده دقيقه است که توسط پمپ آب پيش بيني شده در معدن و از مخازن آب تأمين خواهد شد. سيم الماسه حامل سيگمنت­هاي الماسي به صورت حلقه­هايي به قطر 10 تا 11 ميلي متر است که روي سيم کابل فولادي به قطر 5 ميلي متر قرار مي­گيرد و در فواصل بين سيگمنت­ها سيم فنرهاي فولادي و اتصالات ايمني قرار دارد. تعداد سيگمنت­ها در هر متر طول سيم الماسه به حدود 33 عدد است که به فواصل 25 تا 32 ميلي متر از يکديگر قرار مي­گيرند. در روش برش سنگ با سيم برش الماسه پس از آمادگي ابتدايي طول در صورتي که سه سطح آزاد وجود داشته باشد، جهت استخراج بلوک کافي است يک حفاري عمودي از سطح بالاي سينه کار تا کف سينه کار (نقطه B) و با عمق مورد نظر و سپس در حفاري افقي از نقاط A و C تا نقطهB (طول هاي DA و DC قبلاً با توجه به شرايط طول انتخاب شده­اند) صورت پذيرد.

سيم الماسه از داخل چال­هاي عمودي و افقي عبور کرده (BA و B و A)و سپس دور يک چرخ بسته شده که چرخ نيز توسط محرک ديزلي يا الکتريکي به حرکت در مي­ايد. در اين وضعيت قسمت فوقاني تحت کشش بوده که باعث برش سنگ شده در حالي که قسمت پايين سيم تحت کشش نمي­باشد. برش افقي بايد زماني صورت گيرد که برش عمودي کوه هنوز انجام نگرفته است زيرا در غير اين صورت در انتهاي برش افقي امکان دارد بلوک سنگ از کوه جدا شده و سيم برش را که در حالت افقي کار مي کند له نمايد. حمل و نقل بلوک­هاي ماده معدنيپس از مرحله برش براي جدا کردن بلوک بريده شده از سينه کار، از جک­هاي هيدروليک و بالشتک­هاي فشرده، استفاده مي­گردد. جک­هاي هيدروليکي توسط يک پمپ هيدروليکي راه­اندازي مي­شود. اين جک قدرت زيادي دارند به طوري که با دو عدد از آن­ها مي­توان بلوک­هاي سنگ را تا وزن 350 تن حرکت داد. بالشتک­هاي هواي فشرده از الياف مصنوعي و لاستيک مقاوم ساخته شده و ابعاد آن­ها حدود 4 * 60 * 60 سانتي­متر است. ابتدا بالشتک­ها را وارد شيار حاصل از برش نموده آنگاه شير هواي فشرده کمپرسور را باز مي­کنند. هواي فشرده با فشار 7 اتمسفر وارد بالشتک مي­شود. در نهايت بالشتک با فشاري معادل 500 آتمسفر به سنگ جانبي فشار وارد مي­کند که در اثر آن بلوک سنگ به حرکت در آمده و از سينه کار دور مي­شود تا در کاميون بارگيري گردد.

در معادن سنگ تزييني معمولي که در استان آذربايجان غربي رواج بيشتري دارند، دستگاه سيم برش الماسه در يک معدن معمولا با دستگاههاي جانبي چون يک دستگاه قواره ساز (ميني برش)، يک دستگاه پمپ آب، يک دستگاه حفاري (راسول) و يک دستگاه ژنراتور وجود دارد. يکي از مواردي که در بکارگيري سيم برش الماسه بايد در نظر داشت توجه سيستم درزه ها وشيب آنها و ويژگي هاي لايه ها مي باشد.

◄   مراحل مختلف کاري روش استخراج مکانيزه با سيم برش الماسه به شرح زير است:

الف- انتخاب محل:
انتخاب محل در اين روش بسيار مهم است. يکي از دلايل اين اهميت اينست که قيمت تمام شده سنگ قواره اين سيستم درمقايسه با سيستمهاي ديگر بالاست. از اين رو محل بکارگيري سيستم برش بايد از هر نظر داراي سنگ سالم، يکدست و خوشرنگ بوده و نيز بايد دقت شود که سنگ محل مورد نظر تحت تاثير عوامل تکتونيکي خورده نشده باشد.

ب- مختصات پله:
در اين انتخاب بايد عواملي چون عدم وجود احتمال پلرگي سيم، کم بودن اتلاف انرژي، راحت بودن استقرار دستگاههاي برش و حفاري و بارکننده بستگي دارد.

پ- ابعاد کوپ

ت- جهت سينه کار:
بهترين جهت سينه کار عمود بر محور اصلي شکستگي هاي موجود است تا بتوان بهترين راندمان ممکن را از سيستم برش گرفت.

ث- حفاري:
اين مرحله مهمترين مرحله در کاربرد سيم برش الماسه است و لذا دقت وافري را طلب مي نمايد. مهمترين کار در اين قسمت تعيين محل حفر، ارتباط چالها با يکديگر، تعيين محل چال با توجه به درزه ها و شکستگي ها و سطوح موجود در سنگ و نيز با توجه به گونيا بودن سنگ صورت مي پذيرد. جهت و ميزان حفاري با توجه به سطوح آزاد سنگ (جبهه آزاد) مشخص مي گردد. . در نخستين مرحله کار حفر ،چال قائمي به فاصله معين از سطح آزاد سنگ (جبهه آزاد) حفر مي گردد. اين فاصله به ميزان ارتفاع پله وابعاد کوپ بستگي دارد. عمق چال بايستي کمي بيش از ارتفاع پله باشد. سپس در افق کف کارگاه دو چال که کاملا در يک افق قرار دارند و نسبت به هم عمودند، عمود بر چال قائم حفر مي شوند که در نتيجه اين سه چال بصورت يک کنج قائم همديگر را قطع مي کنند. همانگونه که مشخص است اين کار دقت بسيار بالايي را طلب مي نمايد و کوچکترين لغزش در انتخاب زاويه حفر هر يک از چالها سبب مي گردد که آنها در نهايت در يک کنج به هم نرسند و عمليات منتفي گردد. به همين دليل براي اينکه بتوان در عمليات دقت بيشتري لحاظ نمود از ابزاري همچون دوربين و نيز در حالتي عملي تر از شمشه و تراز و شاقول و نقاط کمکي استفاده مي شود. حفر چالها به کمک دستگاهي که راسول ناميده مي شود انجام مي پذيرد.

ج- ارتباط چالها در سينه کار با دو جبهه آزاد:
ابتدا چال قائمي به شيوه پيش گفته حفر مي شود و سپس به کمک شمشه و ترازو و شاقول دو نقطه در کف کارگاه مشخص مي گردد که همان نقاطي است که بايد از آنها دو چال افقي عمود بر هم و عمود بر چال قائم حفر گردد. اين چالها چال قائم حفر شده را در يک نقطه قطع مي نمايند. اما اگر اين قطع شدگي به صورت دقيق انجام نگيرد، يعني محل تقاطع آنها در يک افق کامل قرار نگيرد، سبب مي شود که عبور سيم الماسه با مشکل مواجه گردد. هم چنين به دليل زوايايي که در محل تقاطع چالها بوجود مي ايد، لازم است که سيم را با دست در داخل چالها حرکت دهيم تا هنگام شروع به کار، دستگاه به راحتي راه اندازي گردد.

چ- ارتباط چالها در سينه کار با يک جبهه آزاد:
براي ايجاد سطح آزاد لازم براي برش ابتدا سه نقطه در روي خطي که در فاصله حدود سه متر از سطح آزاد قرار دارد انتخاب نموده و از دو نقطه اول و دوم دو چال بطور موازي و عمود بر بلوک انتخاب شده حفر مي گردد. واضح است که عمق چال اول بايد بيش از ارتفاع جبهه کار باشد. عمق چال دوم تقريبا معادل يا کمي بيش از ارتفاع سينه کار مي باشد. سپس با استفاده از خواص مثلث، محل و شيب چال مورب را طوري محاسبه مي کنيم که محل برخورد چال مورب و چال دوم در کف کارگاه قرار گيرد. حفر چال مورب را ادامه مي دهيم تا چال اول را در افق کف کارگاه قطع نمايد. پس از اينکه اين سه چال در افق کف کارگاه به هم رسيدند دو چال افقي ديگر نيز حفر مي شود به طوري که قرينه دو چال افقي پيشين باشند و اين چالها را در افق کف کارگاه قطع نمايد. بديهي است بدين ترتيب چال دوم، چال مورب را نيز در افق کف کارگاه قطع خواهد نمود. با توجه به در اختيار بودن اين چالهاي ارتباط يافته به هم، ميتوان چهار سطح بلوک مورد نظر را برش داده و از سينه کار جدا نمود و سطح آزادي براي برشهاي بعدي بوجود آورد.

ح-ارتباط چالها در برش قوه اي:
روش ديگر براي ايجاد سطح آزاد در بلوک از برش گوه اي استفاده مي شود. در اين روش ابتدا يک چال عمودي با فاصله حدود سه متر از جبهه آزاد سينه کار حفر مي شود و در افق کف کارگاه نيز دو چال افقي در راستاي چال حفر شده قبلي حفر مي شود بطوريکه سه چال يهمديگر را در يک نقطه قطع نمايند.

◄   برش با استفاده از سيم برش الماسه:
پس از انجام عمليات حفر چالها، سيم الماسه از چالهايي که بهم ارتباط يافته اند عبور داده مي شود. سپس دستگاه برش براي انجام عمل برش در مکان مناسبي مستقر مي گردد. نکات زير بايد براي برش در نظر گرفته شوند:

الف- تعيين اولويت سطوح برش:

براي تعييين اولويت سطوح در برش بايد نکات زير را مدنظر قرار داد:

– در صورتي که سنگ سالم و بدون شکستگي باشد بهتر است اول سطوح جانبي و سپس کف بلوک بريده شود.

– در صورتي که بلوک داراي شکستگي باشد و اين احتمال وجود داشته باشد که بلوک بر روي سيم تکيه نمايد، بهتر است نخست برش افقي کف را انجام داد و سپس سطوح جانبي را برش داد.

– در برش براي ايجاد سطح آزاد (روش سه چال در يک سطح)، اولين سطحي که مورد برش قرار مي گيرد سطح پشتي است. در اين حالت براي روان حرکت کردن سيم الماسه بهتر است يک رشته سيم بگسل با قطر و مقاومت بيشتر از چالها، چند بار بوسيله افراد در داخل مسير حرکت داده شود تا شروع حرکت سيم الماسه روانتر گردد.

ب- برش افقي:
ريل و پايه هاي دستگاه برش بايد کاملا تراز و حتي الامکان نزديک به افق کف کارگاه تنظيم گردد، در غير اينصورت در سطوح بريده شده انحناهايي بوجود آمده و در کف کارگاه نيز دندانه هايي ايجاد خواهد شد.

ج- برش عمودي:
هنگام تنظيم دستگاه در برشهاي عمودي بايد در نظر داشت که در يک سطح نبودن پوليهاي دستگاه برش با چالهاي ارتباطي باعث ايجاد انحنا در سطوح برش و کارگاه خواهد گرديد.

د- زاويه برش:
در صورتيکه زاويه سطح برش بسته باشد، باعث ايجاد اشکال در شروع حرکت سيم الماسه و يا پارگي در سيم مي گردد. لذا پيش از شروع برش بايستي چند مرتبه سيم مذبور را بوسيله افراد در همان مسير حرکت داد تا گردش ابتدايي سيم روانتر گردد. در صورتيکه زاويه سطح برش باز باشد بايد به کمک نصب پوليهاي کمکي در مسير سيم الماسه، از فشار به سيم و دستگاه کاست تا سيم دچار پارگي نگردد.

براي کاهش دندانه هاي بوجود آمده در کف کارگاه نيز مي توان موارد زير را در نظر داشت:

– حتي المقدور طول چالهاي افقي را افزايش داد.

– چالهاي افقي را کاملا در افق کف کارگاه حفر نمود.

– تا جايي که ممکن است دستگاه برش را در کف کارگاه تنظيم نمود.

ه- جهت گردش سيم الماسه:

در مورد جهت گردش سيم الماسه درنظرداشتن موارد زير ضروري است:

– گردش بايد طوري باشد که دهانه هاي سيگمنت الماسه هميشه با با آب تماس داشته، خنک شود. به عبارت ديگر جريان آب در مسير سيم حرکت کند.

– در صورت امکان در برش هاي عمودي جهت حرکت سيم از پايين به بالا يا مخاف عقربه هاي ساعت حرکت کند و اب در پايين چال باشد.

در برشهاي افقي، حتما جريان آب بايد در امتداد شروع برش وموافق جهت گردش سيم قرار گيرد و در هنگام اتصال دو سر سيم الماسه بايد به ازاي هر متر طول سيم آنرا 3 الي 4 دور پيچ داد تا در زمان برش سيم علاوه بر حرکت دوراني در چال بدور خود نيز چرخش داشته باشد و باعث خورده شدن دهانه هاي سگمنت در يک سطح نشود

علیرضا رستگار

عاشق شروع کردن هستم، هنر من جنگیدن برای آرزوهام هست؛ دنبال این هستم که درک درستی از زندگی پیدا کنم و ازش لذت ببرم برای همین بیشترین سرمایه‌گذاری رو روی خودم می‌کنم.