بخشی از مقاله
چکیده
دستگاه سنگبر بازو زنجیری یک فناوری برای برش سنگ در معادن سنگ تزئینی و نما است. در این مطالعه ساختار، کاربرد و عوامل مؤثر بر کارائی دستگاه بررسی شدهاند. این دستگاه را میتوان برای استخراج سنگ تزئینی و نما با سایندگی پایین و متوسط، در هر دو روش معدنکاری سطحی و زیرزمینی مورد استفاده قرار داد. این دستگاه توان تولید بالایی دارد، با محیط زیست سازگار است و میتواند در هر دو حالت مرطوب و خشک کار کند. کار در حالت خشک یک ویژگی بسیار مهم برای مناطق خشک و بهویژه مناطق سردسیر است.
.1 مقدمه
استفاده از سنگ تزئینی و نما در سالهای اخیر از سال 1986 تا 2006 با نرخی برابر 7/5 درصد، رشد فزآیندهای داشته است .[2] میزان مصرف سنگ تزیینی در جهان از 500 میلیون مترمربع در سال 1998 به بیش از یک میلیارد مترمربع در سال 2012 رسیده، که بر اساس پیش بینیهای انجام شده با رشد 8/5 درصد در هر سال، تا پایان سال 2025 به حدود 5 میلیارد مترمربع خواهد رسید
ذخایر قطعی انواع سنگهای تزئینی و نما - گرانیت، مرمریت، تراورتن، مرمر، چینی و کریستال - ایران حدود 2/5 میلیارد تن تخمین زده شده و با تولید حدود 14 میلیون تن سنگ خام پس از چین و هند، سومین تولید کننده سنگ خام در جهان است. در ایران میزان سرمایهگذاری در صنعت سنگ حدود 40 هزار میلیارد ریال و گردش مالی این صنعت حدود 50 هزار میلیارد ریال میباشد که نقش مهمی در رونق اقتصادی کشور ایفا میکند.
ایران در بین کشورهای صادرکننده سنگ فرآوری شده رتبه 14 و در بین کشورهای صادر کننده سنگ خام رتبه 9 جهان را دارد .[1] ایران با وجود میزان تولید بالا، در میان صادر کنندگان عمده سنگ جایگاه درخوری نداشته، و برای رسیدن به موقعیت شایسته نیازمند راهکارهای مناسب در زمینه بازاریابی و تولید میباشد. در ارتقای کیفیت فرآوردهها و کاهش هزینههای تولید، بهکارگیری روشهای مناسب استخراج و فرآوری سنگ نقش عمدهای ایفا میکند.
استخراج سنگهای تزئینی و نما در بیشتر موارد طی مراحل زیر صورت میگیرد: -1 برش اولیه، -2 واژگون کردن، -3 برش بلوکها به قطعات مناسب برای بارگیری و باربری - قواره بندی - ، -4 بارگیری و باربری. این ترتیب عملیات به عنوان یک چرخه کاری کارآمد پذیرفته شده است، هرچند گاهی ممکن است به دلیل ویژگیهای ذاتی سنگ، قابل کاربرد نباشد
انتخاب روش و یا فنآوری مناسب برای برش اولیه یا جدایش بلوک سنگ از زمین نقش کلیدی در ارتقای کیفیت تولید و بهرهبرداری بهینه از یک معدن سنگ تزئینی دارد.
امروزه در اغلب معادن سنگ ساختمانی ایران برای برش اولیه سنگ و قوارهبندی از دستگاه سیمبرش الماسه استفاده میشود. یک فنآوری جدیدتر از دستگاه سیمبرش الماسه برای برش سنگ، دستگاه سنگبر بازو زنجیری1 است. دستگاه سنگبر بازو زنجیری هم به تنهایی و هم به صورت ترکیبی با دستگاه سیمبرش الماسه بکار برده میشود. این دستگاه را میتوان برای استخراج سنگ تزئینی و نما با سایندگی پایین و متوسط از قبیل تراورتن، مرمریت و سنگهای مشابه، در هر دو روش معدنکاری سطحی و زیرزمینی مورد استفاده قرار داد. این دستگاه همچنین میتواند در فرایند قوارهبندی بلوک بهکار گرفته شود
ساریسیک و همکاران در سال 2010 کارآیی دستگاه سنگ بر بازو زنجیری در معادن تراورتن را با مطالعهی موردی در یک معدن تراورتن در ترکیه مورد بررسی قرار دادند و کارآیی آن را با دستگاه سیم برش الماسه بیشتر به صورت کیفی مقایسه کردند.[3] مانسینی و همکاران در سالهای [4] 1992 و [5]2001، و کوپر و همکاران در سالهای [6] 2007 و [7] 2011 مطالعاتی برای شبیهسازی مکانیزم برش دستگاه سنگبر بازوزنجیری و همچنین پیشبینی کارایی آن انجام دادند. در این مطالعه ساختار، کاربرد و عوامل مؤثر بر کارائی دستگاه بررسی شدهاند.
.2 ساختار دستگاه سنگبر بازو زنجیری
در گونههای متداول برای معدنکار سطحی، دستگاه از قسمتهای قاب، واحد موتور، بازو، و تابلوی کنترل تشکیل میشود.
.1.2 قاب
قاب به عنوان یک ساختار پشتیبان برای تأسیسات و وسایل گوناگون دستگاه عمل میکند. ریل در زیر قاب قرار میگیرد و اغلب دارای یک سیستم خود تراز2 است، که دستگاه را برای قرارگیری در شیب توانا میسازد. طول هر ریل میتواند 3 تا 6 متر باشد. برخی از مدلهای دستگاه، توانایی انتقال ریل خود را دارند، این خصیصه دستگاه را قادر به ایجاد برشهایی با طول نامحدود با استفاده از سیستم خود کشش، میسازد
.2.2 موتور
واحد موتور قسمتهای مختلفی دارد که قاب، بازو و زنجیر را حرکت میدهند. بیشتر دستگاههای نیرومند معمولاً با موتور هیدرولیکی تجهیز شدهاند که تمام حرکات را تأمین کرده و امکان تنظیم پیوسته سرعت زنجیر و جابهجاییهای محوری را فراهم میکند.
.3.2 بازو
بازو دارای یک شیار میباشد که زنجیر درون آن قرار میگیرد. زنجیر از یک رشته سوکت1 تشکیل شده است. سگمنتها2 بر روی سوکتها قرار گرفته و سنگ را برش میدهند. تنوع گستردهای از زنجیرها با سوکت های مخصوص آن زنجیر، وجود دارد، تفاوت این زنجیرها در تعداد سوکتهایی که بر روی آنها نصب میشوند، شکل آنها، سریهای تکراری آنها، درگیرشدن سگمنت ها و شکل برش ایجاد شده میباشد
سگمنتها معمولاً بر روی نگهدارنده ابزار3 - سرپیچ - که بر روی سوکتها نصب شدهاند، قرار میگیرند. سوکتها با زنجیر دواری که بر روی بازو میلغزد در ارتباط هستند. برای لغزش آسانتر و کاهش گشتاور مورد نیاز دستگاه از گریس استفاده میشود. سگمنتهایی با طراحی مختلف از نظر هندسی - مستطیلی، مکعبی، ستارهای شکل و ... - ، ترکیب - ویدیا، الماس پلی کریستال - ، و ویژگیهای متالورژیکی وجود دارد - شکلهای 1و. - 2 سگمنتهای مستطیلی با 4 گوشه - با زاویه شیب صفر درجه و زاویه آزاد - β یا 8 گوشه - با زاویه شیب منفی - بیشترین کاربرد را دارند. برای دستیافتن به یک گوشه تیز برای عملیات، بعد از مقدار معینی فرسایش، سگمنت چرخانده میشود. برای عملکرد بهتر دستگاه، به استثنای مواقعی که سگمنتها نابههنگام شکسته میشوند، تمام سگمنتها باید همزمان چرخانده شوند.
شکل -1 سگمنت مکعبی - چپ - و ستارهای شکل - راست -
شکل -2 سگمنت مستطیلی: 4 گوشه - چپ - و 8 گوشه - راست - [7]
برای توالی طراحیهای مختلفی وجود دارد. یک توالی ازشمار متفاوتی سرپیچ و یا سوکت تشکیل شده است - معمولاً 8 تا 10،با توجه به شرایط برش - . معمولاً 2 یا 3 سرپیچ واقع شده در انتهای توالی 2 سگمنت داشته و بقیه دارای یک سگمنت هستند.
