یکی از انواع حوادث شغلی که از شدت پیامد بالایی برخوردار است سقوط افراد از ارتفاع در حین انجام یک عملیات شغلی می‌باشد. بر اساس آمار منتشره توسطBLS در سال 1994 حدود 4/10 ‌% مرگهای ناشی از کار در صنایع غیر دولتی در اثر سقوط بوده است. بر همین اساس صنایع ساختمانی یکی از خطرناکترین محیط‌های کاری محسوب می‌گردند زیرا در همان سال 1/32 % از کل حوادث سقوط منجر به مرگ در آن بخش رخ داده است. داده‌های منتشره توسط NIOSH نشان می‌دهند که از سال 1980 تا 1989 بالاترین نرخ متوسط سالیانه مرگهای ناشی از سقوط با 56/6 مورد به ازای هر 100000 به صنایع ساختمانی تعلق داشته است. همچنین تقریباً 5/28 درصد از کل حوادث سقوط منجر به مرگ در صنایع ساختمانی در اثر سقوط از سقف، نردبانها و سکوها می‌باشد(BLS). همچنین در مطالعه‌ای در سال 1998 در اردن که به منظور بررسی جراحات شغلی در طول سالها 1980 تا 1993 صورت گرفت مشخص شد که سقوط افراد و سقوط از ساختمانها دومین عامل اصلی جراحات شغلی کشنده بوده است (5/14%). نتایج مطالعه دیگری که در تایوان بر روی جراحات شغلی کشنده انجام شد نشان داد که علت اصلی اینگونه حوادث سقوط از ارتفاع بوده است(397%). هر چند که برای حذف و کنترل خطرات سقوط بهترین روش طراحی و نگهداری ایمن محیط کار می‌باشد اما در بسیاری از موارد بدلیل بالا بودن شدت پیامد حوادث سقوط و به منظور افرایش ضریب ایمنی در برابر این نوع خطرات, استفاده از تجهیزات حفاظت فردی الزامی می‌شود. علاوه بر این در پاره‌ای از مشاغل نیز کاربرد اینگونه تجهیزات در شرایط موجود تنها راه محافظت شاغلین در برابر حطر سقوط محسوب می‌شود. ناگفته پیداست که برای بالا بردن اثر بخشی این تاکتیک حفاظتی, علاوه بر اینکه انتخاب نوع مناسب وسیله حفاظتی حائز اهمیت است آموزش و کارورزی دقیق کاربران، تکرار مداوم و دوره‌ای اینگونه آموزشها به همراه نظارت کافی و مناسب دراستفاده بجا و صحیح از وسایل مورد نظر الزامی خواهد بود.

تجهیزات حفاظت فردی در برابر سقوط از طیف متنوعی برخوردار بوده و انواع و خصوصیات آنها با توجه به ماهیت کار، نوع خطر، خصوصیات کاربران و همچنین استانداردهای مورد استفاده بسیار متغیر می‌باشد ولی آنچه که آشکار است این است که اینگونه تجهیرات که معمولاً از ترکیبات اجزاء مختلف شکل می‌گیرند برای تا‌مین یک و هر دو هدف زیر طراحی و مورد استفاده قرار می‌گیرند:

الف) حذف و یا بحداقل رساندن امکان سقوط کاربران

ب) محدود کردن میزان و شدت سقوط

مهمترین انواع تجهیزات فردی در برابر سقوط عبارتند از:

 کمربندهای ایمنی Safety Belts

یراقهای ایمنی Safety Harness

سیستمهای در هنگام صعود Climbing safety system

شبکه‌های (تورهای) ایمنیSafety Nets

طناب نجات Life Line

لنیارد Lanyard

قسمتهای فلزی Hard ware

گیره‌ها Grabbing Device

1-مقدمه

سنگهای تزئینی یکی از مهمترین ذخائر معدنی کشورند که در صورت توجه و استفاده مناسب از این ذخائر می­توانند علاوه بر رفع نیاز داخلی، بخش مهمی از صادرات غیر نفتی این کشور محسوب گردند و درآمد چشمگیری را برای این کشور به ارمغان آورند.

دسته­ای از سنگهای تزئینی، سنگهای گرانیتی می­باشند، سنگ گرانیت به معنای تجاری سنگی مقاوم و سخت است که می­تواند جزء سنگهای آذرین درونی، بیرونی و یا متامرفیک باشد. ] 1  [این سنگها بسیار بادوام و زیبا هستند، در مقابل فرسودگی یا پوسیدگی، هوای آلوده شهرها و بارانهای اسیدی مقاومند و نگهداری آنها دشوار نیست. به طور کلی گرانیت رقیب بزرگ سایر مصالح ساختمانی است. در حال حاضر استخراج سنگهای تزئینی سخت (گرانیتها) به علت سایندگی و مقاومت بالای این سنگها با مشکلاتی همراه است و باعث شده است که هزینه استخراجی این دسته از سنگهای تزئینی بیشتر از سایر سنگهای تزئینی شود، استفاده نکردن از روش استخراجی مناسب، استخراج غیر اصولی و کار غیر علمی در معادن سنگهای تزئینی، از عوامل دیگری هستند که افزایش هزینه استخراجی را باعث می­شوند. از اینرو در این مقاله سعی شده است تا با نگرشی علمی بر روشهای استخراجی سنگهای تزئینی و بررسی آنها و با توجه به مشخصات فیزیکی و مکانیکی سنگهای تزئینی گرانیتی و پارامترهای اقتصادی، روشهای استخراجی مناسب برای اینگونه سنگها شناسائی شوند.

2- مشخصات سنگهای تزئینی گرانیتی

گرانیت در پوسته جامد زمین به وفور یافت می‌شود و حدود 50% از سنگهای آذرین درونی را شامل می‌گردد، کانیهای اصلی آن میکا، کوارتز و فلدسپاتها می­باشند  و از نظر ترکیبات شیمیایی محتوی حدود 65 تا 70 درصد اکسید سیلیسیم و 14 تا 15 درصد اکسید آلومینیوم به اضافه اکسیدهای آهن، سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و تیتان می‌باشد. سنگی است بسیار سخت که حتی در اشعار و ادبیات جهان وجه مقایسه قرار گرفته است .

در تجارت سنگهای تزئینی واژه گرانیت به هر سنگ آذرین (نفوذی، خروجی و متامورفیک) که قابل برش و ساب و صیقل باشد گفته می‌شود . این سنگها عمدتاً، گرانیت، گنایس، گنایس گرانیتی، سینیت، منزونیت، گرانودیوریت را شامل می‌شوند. گرانیت در رنگها و طرح های جذاب و زیبا وجود دارد، به همین سبب استفاده از آن در نمای خارجی و سطوح صیقلی و ظریف داخل بناها بیشتر مورد توجه واقع شده است. در حال حاضر، طیف بسیار وسیعی از انواع گرانیت در رنگ های سیاه و سبز زیتونی تیره، قرمز و صورتی خال خال با جلای نقره ای تا تقریبا" سفید در دسترس است.  دلایل بسیاری برای سودمندی گرانیت وجود دارد که به طور خلاصه می­توان از استحکام، دوام زیاد، و زیبائی و چشم نوازی آن نام برد. گرانیت در مقابل فرسودگی یا پوسیدگی، هوای آلوده شهرها و بارانهای اسیدی مقاوم است و نگهداری آن دشوار نیست. اگر به صورت کفپوش به کار رود فرسوده نمی شود و اگر در فضای باز به کار برده شود، تغییرات دما و یخبندان در ساختار کانی شناختی آن تاثیری ندارد. به علاوه، ضریب جذب آب گرانیت کم است، در نتیجه نمک های بارش جوی اثر محسوسی در آن نمی­گذارند .

در ساختمان های شهری، استفاده از گرانیت مزایای آکوستیک نیز دارد. به علاوه، در برنامه های حفظ انرژی حرارتی داخل ساختمان، گرانیت نیز استفاده می شود .با توجه به بررسیهای انجام شده بر روی مشخصات فیزیکی و مکانیکی سنگهای گرانیتی و همچنین معادن سنگهای گرانیتی ایران نتایج زیر حاصل می­شود:

1-در تجارت سنگهای تزئینی واژه گرانیت به هر سنگ آذرین (نفوذی، خروجی و متامورفیک) که قابل برش ساب و صیقل باشد گفته می‌شود به همین علت دسته وسیعی از سنگها جز‍ء این خانواده قرار خواهند گرفت

2-وجود کوارتز در سنگ گرانیت باعث بالا رفتن مقاومت گرانیت و سایندگی آن می‌شود و این امر باعث می‌شود که استخراج گرانیت نسبت به استخراج سنگهای تزئینی دیگر (سنگهای نرم) مشکلتر باشد 3-کانی گروه میکا که جزء کانیهای اصلی گرانیت می­باشد بشکل صفحه‌ای است و سختی آن در جهت صفحه کانی و عمود بر آن متفاوت است

4-اکثر فلدسپاتها که جزء اصلی گرانیت هستند دو کلیواژ خوب عمود بر هم دارند .

5-اکثر گرانیتها بصورت توده‌ای (باتولیت و استوک) هستند .

-وجود فولیاسیون اولیه در بعضی از سنگهای گرانیتی باعث می‌شود گرانیت در بعضی جهات راحت‌تر بریده یا شکافته شود.

1. وجود ریفت و گرین در اکثر سنگهای گرانیتی دو جهت را نشان می‌دهد که سنگ گرانیت در آن دو جهت راحت‌تر بریده یا شکسته می‌شود .
2. در سنگ گرانیت هرچه اندازه دانه‌ها بزرگتر باشد، مقاومت سنگ کاهش می‌یابد ولی شکنندگی وترد بودن سنگ افزایش می‌یابد چرا که سطوح کلیواژ در سنگها با دانه‌های بزرگ بیشتر است .
3. سنگ گرانیت سنگی است که توسط چالهای موازی و پارس گوه بسیار قواره پذیراست
4. اگر گرانیت درشت دانه باشد و بلورهای فلدسپات بزرگ داشته باشد، مقاومت خمشی آن از شکنندگی فلدسپات تاثیر می­گیرد. اگر فلدسپات کلیواژ باز داشته باشد، که نفوذ و انجماد آب را امکانپذیر کند، آنگاه ضریب جذب آن بزرگ خواهد بود. اگر گرانیت یکنواخت و ریزدانه باشد، نتایج آزمون های خمشی با ثبات(یعنی در مقابل خمش مقاومت خوبی از خودش نشان می­دهد)، و ضریب جذب کوچک است .
5. اکثر سنگهای گرانیتی ایران از نوع گرانیت، گرانودیوریت، کوارتزسینیت و میکرودیوریت می­باشند
6. دانسیته میانگین سنگهای تزئینی ایران  76/2 گرم بر سانتیمتر مکعب می­باشد .
7. مقاومت فشارشی سنگهای گرانیتی ایران بین 5/107 ( گابرو اردستان ) تا 218 ( آمفیبولیت شیست خزر ) مگا پاسکال می­باشدواین سنگها مقاومت سایشی بین 4/34 تا 9/99( سختی ) دارند .

3- انتخاب روشهای استخراجی

برای انتخاب روش استخراج سنگ گرانیت لازم است به این نکته توجه شود که روش انتخابی علاوه بر کارائی در سنگهای سخت شرایط زیر را دارا باشد:

• قابلیت صادرات
• بودن روش در ایران
• کمتر صدمه رساندن به ذخائر
• و موجود بودن تکنولوی آن در ایران

بر طبق این پارامترها ، روش استخراجی سیم برش الماسه از بین روشهائی که نیاز به دستگاه برش دارند و روش پارس و گوه دستی از بین روشهائی که از چالهای موازی استفاده می­کنند به عنوان روشهای استخراج سنگ گرانیت انتخاب می­شوند.

4- بررسی اقتصادی روشهای استخراجی سنگهای گرانیتی

در این مبحث، روشهای استخراجی سیم برش الماسه و پارس و گوه به عنوان دو روش استخراجی قابل اجرا‍ء در سنگهای گرانیتی از نظر اقتصادی مقایسه می­شوند  .

4-1- اصول کلی براورد اقتصادی

الف) در محاسبات اقتصادی تنها هزینه‌های تولیدی منظور شده و از برآورد هزینه‌های جنبی خودداری شود.

ب) به علت حذف هزینه‌های مشابه در روشهای مورد بررسی، فعالیتهایی که عموماً در روشهای مختلف به شکلی یکسان اجرا شده یا قابل اجرا هستند حذف شوند.

ج) هزینه سرمایه‌گذاری اولیه در محاسبات مربوط به نرخ بازگشت سرمایه‌اولیه مورد بررسی قرار گیرد.

4-2- پارامترهای ورودی

4-2-1- از آنجا که سنگ گرانیت از نظر تجاری دامنه وسیعی از سنگها را در بر می‌گیرد، لذا لازم است که تدبیری اندیشیده شود که بتوان بررسی اقتصادی را به تمام سنگهای گرانیتی نسبت داد از این رو از تقسیم­بندی سنگ گرانیت که توسط شرکت آرکوفیل(Arcofil ) ارائه شده استفاده خواهد شد. این شرکت سنگ گرانیت تجاری را بر اساس سرعت برش سیم برش الماسه در آنها، به 5 گروه تقسیم بندی کرده است 

 4-2-2- از آنجا که اندازه بلوک استخراجی نقش بسزائی در هزینه‌های استخراجی دارد لازم است که برآورد هزینه‌های استخراجی برای بلوکهای با اندازه‌های متغیر انجام شود. بهتر است عرض بلوک متناسب با فاصله متوسط درزه ها و مضرب صحیحی از ابعاد سنگ قواره انتخاب شود. از آنجائی که ابعاد سنگ قواره 5/1*5/1*3 متری ] 16 [ انتخاب شده است ابعاد بلوک اولیه مقادیر 3 متری در نظر گرفته شده است.

4-2-3- تولید سالیانه معدن پارامتر بسیار مهمی است که در برآورد هزینه‌های استخراجی لازم است  مد نظر قرار گیرد. به همین منظور تمام بررسیهای اقتصادی برای تولید سالیانه مختلفی انجام شده است و برای هر روش با توجه به تولید سالیانه، دستگاههای اصلی  و هزینه بر مورد نیاز محاسبه شده است.

4-2-3-1- روش استخراجی سیم برش الماسه و قواره­سازی با پارس و گوه

چنانچه در معدنی تولید سالیانه آن تن در سال در نظر گرفته شود لازم است دستگاههای مورد نیاز بر اساس این مقدار تولید سالیانه انتخاب شوند (با توجه به کوپ دهی 70 درصد)، پارامترها و تعداد دستگاههای موردنیاز از فرمولهای زیر بدست می­ آیند.

تعداد دستگاه راسول مورد نیاز                                                      

تعداد دستگاه پرفراتور                                                        

تعداد دستگاه سیم برش                                                    تعداد دستگاه کمپرسور

تعداد دشتگاه ژنراتور                                                         سرعت حفاری پرفراتور (متر بر ساعت)

سرعت حفاری دستگاه حفاری راسول (متر بر ساعت)          سرعت برش سیم برش الماسه 

تعداد بلوک استخراجی در سال

4-2-3-2- روش استخراجی سیم برش الماسه و قواره سازی با سیم برش الماسه

پارامترها و دستگاههای موردنیاز از فرمولهای زیر بدست می­آیند:

  4-2-3-3- روش استخراجی با پارس و گوه

چنانچه میزان کوپ دهی این روش 60 درصد در نظر گرفته شود تعداد دستگاههای مورد نیاز اینگونه محاسبه می­شوند:

3-2-4- قیمت سنگ ساختمانی پارامتری است که استخراج یک روش استخراجی را اقتصادی یا غیر اقتصادی می‌کند. به همین منظور سعی شده که این پارامتر مهم در محاسبات اقتصادی مدنظر قرار گیرد. به این ترتیب که برای هر سنگ خاصی و برای هر روش خاصی با توجه به تولید سالیانه متفاوت، قیمت سنگ به گونه‌ای که استخراج سنگ را با آن تناژ و آن جنس سنگ و آن روش خاص اقتصادی باشد، محاسبه خواهد شد

4-2-5-  در معادن سنگ تزئینی عمده سرمایه اولیه صرف خرید ماشین آلات و تجهیزات خواهد شد پس در مرحله اول سرمایه‌اولیه  مورد نیاز برای ماشین آلات  محاسبه شده و برای محاسبه سرمایه‌گذاری جهت تاسیسات که شامل ساختمانهای اداری، تعمیرگاه، انبار، مخزن گازوئیل، مخزن آب، مخزن روغن، مخزن آب شرب و پارس و گوه برای قواره سازی، و غیره ....می­باشد 10 درصد هزینه سرمایه ماشین آلات و تجهیزات در نظر گرفته خواهد شد. 

در مبحث گذشته فرمول هائی ارائه شد که بر اساس آنها تجهیزات اصلی مورد نیاز و تعداد آنها قابل محاسبه می­باشند با توجه به آن مطالب و این نکته که هر معدن به یک بلدوزر نیازمند است، طی فرمول های بدست آمده از مباحث قبلی، برای هر نوع گرانیت با توجه به تولید سالیانه متفاوت، هزینه سرمایه‌گذاری برای ماشین آلات و تجهیزات قابل محاسبه می­باشد. این محاسبات برای هر روش استخراجی تکرار شده است.

توجه شود که در محاسبات هزینه سرمایه‌گذاری اولیه، تنها تجهیزات اصلی نسبتاً گرانقیمت که واقعاً مهم هستند منظور شده است. 

4-3- محاسبه اقتصادی

4-3-1- روش سیم برش الماسه و قواره­سازی با پارس و گوه

- هزینه های پایه

عمرسرمته دستگاه حفاری راسول (متر)                                 عمر سر مته دستگاه حفاری پرفراتور

عمر هر متر سیم برش الماسه ( مترمربع بر متر)                   هزینه برش باعدد دستگاه سیم برش الماسه ( ریال بر متر مربع )

هزینه ساعتیعدد دستگاه کمپرسور ( ریال بر ساعت )

هزینه قواره سازی باعدد دستگاه پرفراتور بدون در نظر گرفتن هزینه هوای فشرده( ریال بر متر مربع )

 - هزینه های استخراجی

  هزینه حفاری واحد حجم سنگ بدون در نظر گرفتن هزینه هوای فشرده ( ریال بر متر مکعب )

هزینه برش سنگ به ازای واحد حجم سنگ ( ریال بر متر مکعب )

هزینه قواره سازی واحد حجم سنگ ( ریال بر متر مکعب )

هزینه هوای فشرده مصرفی برای استخراج واحد حجم سنگ ( ریال بر متر مکعب )

 هزینه کل استخراجی با توجه به تولید سالیانه ( ریال بر متر مکعب )

4-3-2- روش سیم برش الماسه و قواره­سازی با سیم برش الماسه

 هزینه های پایه

 این هزینه­ ها در مبحث قبل محاسبه شده اند، تنها در هزینه قواره­سازی تفاوتی وجود دارد، چرا که عمل قواره­سازی در این روش با سیم برش الماسه انجام می­شود بنابر این همان هزینه برش با دستگاه سیم برش که قبلاً محاسبه شده، درنظر گرفته می‌شود

-هزینه قواره سازی با دستگاه سیم برش الماسه ( ریال بر متر مربع )

- هزینه های استخراجی

-هزینه برش و قواره سازی بلوک با سیم برش الماسه ( ریال بر متر مکعب ).

4-3-3- روش استخراجی با پارس و گوه

- هزینه های پایه

- هزینه های استخراجی

  4-4- ارزیابی سوددهی پروژه

چنانچه تن تولید سالیانه سنگ قابل فروش باشد و نرخ سرمایه ‌گذاری برای تاسیسات و پارس و گوه جهت قواره سازی و سیم برش الماسه، %10 هزینه سرمایه‌گذاری برای ماشین آلات در نظر گرفته شود و سرمایه‌گذاری اولیه ماشین آلات و تجهیزات فرض شود برابر خواهد بود با:چنانچه قیمت میانگین هر تن ماده معدنی فرض شود و هزینه به ازای واحد حجم ماده معدنی باشد آنگاه:

فرمول محاسبه نرخ بازگشت داخلی سرمایه در معدن چنین است  

  هزینه مربوط به سال                                           نرخ بازگشت داخلی سرمایه ( درصد )

ارزش بازمانده ماشین آلات و تجهیزات ( ریال )            سرمایه گذاری اولیه ( ریال )

عمر پروژه ( سال )                                               هزینه استهلاک سالیانه بلدوزر ( ریال بر سال )

با توجه به اینکه عمر پروژه 5 سال فرض شده است و از آنجا که ارزش اسقاطی ماشین آلات به غیر از بلدوزر، صفر در نظر گرفته شده است، با جایگزینی مقادیر فوق در فرمول بالا رابطه زیر بدست آمده است (استهلاک سالیانه بلدوزر به روش 25درصد نزولی محاسبه شده است)

 5- تحلیل اقتصادی

با بررسی روشهای استخراج سنگهای تزئینی و معیارهای انتخاب روش (کاربرد در سنگهای سخت، مجاز به استفاده بودن در ایران، موجود بودن تکنولوژی، قابلیت صادرات و حفظ ذخیره)، از بین روشهای استخراجی با چالهای موازی، روش استخراجی با پارس و گوه و به شیوه دستی انتخاب شده است. از بین روشهای استخراجی دیگر، استخراج با استفاده از سیم برش الماسه انتخاب شده است. چرا که روشهائی چون جت آب، استخراج با استفاده از حرارت و لیزر روشهائی هستند که تکنولوژی آنها در ایران موجود نیست و آوردن این تکنولوژی نیاز به سرمایه گذاری اولیه بسیار زیادی دارد ضمن اینکه روشهائی چون استخراج با ماشینهای هاواژ در سنگهای سخت کارایی ندارند.

در بررسی­های اقتصادی این دو روش استخراجی نتایج زیر حاصل شده است:

 در تمامی روشهای استخراجی، هر چه ابعاد بلوک استخراجی افزایش یابد هزینه ­های استخراجی کاهش خواهند یافت، از آنجا که ابعاد بلوک استخراجی تاثیر بیشتری بر هزینه­ های استخراجی روش استخراجی پارس و گوه نسبت به روش استخراجی سیم برش الماسه می­گذارد. به عبارتی هرچه میزان کاربرد پارس و گوه در معدن افزایش یابد (حتی برای قواره­سازی)، تاثیرابعاد بلوک استخراجی بر هزینه­ های استخراجی افزایش خواهد یافت پس در معادن سنگهای تزئینی سخت تا آنجا که شرایط درزهای منطقه، ایمنی و تجهیزات اجازه دهند بهتر است ابعاد بلوک استخراجی را افزایش داد.

به طور تئوریک (بدون در نظر گرفتن تولید سالیانه معدن) هرچه سنگ سخت ­تر شود، روش استخراجی با پارس و گوه نسبت به روش دیگر کم­ هزینه­ تر خواهد شد این در حالتی است که در سنگهای گرانیتی درجه 1 و 2،روش استخراجی سیم برش الماسه همراه با قواره­سازی با پارس و گوه کم هزینه­ تر خواهد بود. برای گرانیت درجه3 چنانچه ابعاد بلوک استخراجی کوچک انتخاب شود روش استخراجی سیم برش الماسه همراه با قواره­سازی با پارس و گوه، هزینه استخراجی کمتری نسبت به روش استخراجی با پارس و گوه خواهد داشت. در غیر این صورت روش استخراجی با پارس و گوه کم هزینه ­تر خواهد بود.  برای گرانیت درجه4 و5 روش استخراجی با پارس و گوه هزینه استخراجی کمتری خواهد داشت.

در عمل (چنانچه تولید سالیانه نیز در نظر گرفته شود) در روش استخراجی با سیم برش الماسه، با افزایش تولید سالیانه معدن، هزینه­های استخراجی کاهش خواهند یافت، این در حالتی است که نرخ کاهش هزینه­ها در حالتی که از روش قواره­سازی با پارس و گوه استفاده می­شود بیشتر است.  اما در روش استخراجی با پارس و گوه به علت تولید کمی که دارد، با افزایش تولید سالیانه هزینه­های استخراجی افزایش خواهند یافت، با توجه به این مسئله مشخص می­شود که تولید سالیانه معدن نقش مهمی در هزینه­های استخراجی دارد چرا که در روشهای استخراجی با تولید کم برای رسیدن به تولید سالیانه مورد نیاز تجهیزات بیشتری نیاز خواهد بود که در این شرایط هزینه دستگاه ها به ازای تناژ سنگ استخراجی افزایش خواهد یافت و در نهایت باعث افزایش هزینه­های استخراجی خواهد شد.

روشهای استخراجی مناسب برای هر نوع سنگ گرانیت و تولیدات سالیانه متفاوت درج شده است، با توجه به این که در انتخاب روش استخراجی، هزینه سرمایه گذاری اولیه نیز لحاظ شده است. با توجه به این مشخص می­شود با افزایش تولید سالیانه معدن، روش سیم برش الماسه با قواره­سازی با پارس و گوه برای هر سنگی بهترین روش استخراجی خواهد بود. ، حداقل قیمت میانگین سنگ استخراجی را طوری که استخراجش با روش انتخابی، اقتصادی باشد (نرخ داخلی بازگشت سرمایه حداقل %20)، نشان می­دهد. با استفاده از جداول می­توان برای هر سنگ با توجه به ارزش آن در بازار، روش استخراج مناسبی انتخاب کرد.

 S_p : روش استخراجی سیم برش الماسه با قواره­سازی با پارس و گوه.

P : روش استخراجی پارس و گوه

جدول 5- حداقل قیمت میانگین سنگ با توجه به جنس سنگ و تولید سالیانه متفاوت.

6- نتیجه گیری

1-    چنانچه روش استخراجی سیم برش الماسه باشد با افزایش تولید سالیانه هزینه استخراجی کمتر می­شود.

2- چنانچه روش استخراجی استفاده از پارس و گوه باشد با افزایش تولید سالیانه هزینه استخراجی افزایش می­یابد.

3-    در هر روش استخراجی با افزایش ابعاد بلوک استخراجی هزینه استخراجی در واحد حجم ماده معدنی کاهش می­یابد.

4-   برای هر معدن سنگ گرانیت با توجه به نوع سنگ، قیمت سنگ، تولید سالیانه و غیره... روش استخراجی مناسب انتخاب شود.

5-  برای معادن سنگ گرانیت با تولید سالیانه بیش از 10000تن، بهترین روش استخراجی استفاده از روش استخراجی با سیم برش الماسه و قواره­سازی با پارس وگوه می­باشد.

منابع و مراجع

1-   آصف­پور، ناصر - 1367- "نقش سنگهای تزئینی در صنایع"- مجموعه مقالات اولین سمینار سنگهای ساختمانی(ترئینی ونما) – وزارت معادن و فلزات

2-  ایران­زاده، هوشنگ – 1370- "اصول طراحی استخراج در معادن سنگ نما"- مجموعه مقالات دومین سمینار سنگهای ساختمانی (تزئینی و نما) – انتشارات آینه

3-  1376- "گرانیت چیست"- مجله سنگ شماره 21- وزارت معادن و فلزات

4- 1372- "راهنمای فنی طراحی گرانیت در معادن مدرن"- مجله سنگ شماره 9- وزارت معادن و فلزات

5- 1373- " و نخست آزمایش سپس گزینش"- مجله سنگ شماره 13 و 14- وزارت معادن و فلزات

6- حسینی، ابراهیم – 1379- "بلورها وکانیها"- چاپ اول – انتشارات شرکت تعاونی نشر رویکرد نوین

7-  مدنی، حسن – 1356- "زمین شناسی عمومی"- انتشارات دانشگاه تهرا

تاریخچه سنگ شناسی ریشه لغویسنگهای آذرین ، Igneous rocks نام خود را از واژه Ignis گرفته‌اند که در لاتین به معنای "آتش" است.این سنگهای پرورده آتش ، زمانی توده‌ای داغ و مذاب را به نام ماگما تشکیل میداده‌اند، که سرد شدن تدریجی ماگما ، آنها را به سنگ سخت و جامد تبدیل کرده است. بنابراین گدازهای که از دهانه آتشفشان فوران کرده و بر سطح زمین جاری می‌شود، به سرعت سرد و سخت شده و سنگی
 آذرین را بوجود می‌آورد.

تاریخچه و سیر تحولی

* اغلب مولفین یونانی و رومی ، آتشفشانها ، فعالیتهای آتشفشانی و زمین لرزه ها را توصیف می‌کردند. استاربو جغرافیدان و مورخ یونانی (63 قبل از میلاد ـ 20 بعد از میلاد ) فعالیتهای آتشفشانی اتنا ، سوما ـ وزوو و جزایر لیپاری را توصیف کرد. او آتشفشانها را به منزله دریچه‌های اطمینان تلقی می‌نمود که از آنها مواد سیال خارج می‌شود.

* در قرن هیجدهم اولین مناظرات و مباحثات تند و شدید درباره ماهیت و منشا سنگها در گرفت. در مباحثات منشا سنگها مناظراتی بین دسته و گروههای زیر وجود داشت: در یک طرف نپتونیستها و در طرف دیگر ولکانیستها و پلوتونیستها قرار داشتند. نپتونیستها معتقد بودند که سنگهای پوسته متوالیا در یک اقیانوس اولیه تهنشین شده‌اند و به نظر آنها بازالت و گرانیت هر دو سنگهایی هستند که در این اقیانوس بزرگ را سبب شده‌اند. پلوتونیستها اعتقاد داشتند که زمین از انجماد مواد مذاب و داغ بوجود آمده است و گرانیت را یک سنگ نفوذی داغ به شمار می‌آوردند.

* در سال 1825 واژه ماگما و مفهوم منحصر به فرد ماگمای اولیه توسط اسکراپ عنوان شد.

* سرجـیـمزهال ( 1761 ـ 1832 ) به همراه ریمور ( 1726 ) و اسپالانزانی ( 1794 ) و جورج وات ( 1804 ) پیترولوژی تجربی را پایه‌گذاری کرد.

* در سال 1844 چاربز داروین ( 1882ـ 1809 ) اظهار داشت که انواع مختلف سنگهای ماگمایی ممکن است از یک ماگمای اولیه اشتقاق یافته باشند به شرط آنکه ترکیب ماگما با تبلور و جدایش یک یا چند کانی مشکل سنگها تغییر یابد.

* در سال 1850 هنری کلیفتون سوربی ( 1826ـ 1908 ) جهت مطالعه میکروسکوپی ، اولین مقطع نازک سنگها را تهیه کرد.

* اوایل سال 1861 روش طبقه بندی شیمیایی سنگها را ابداع کرد و در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم برخی از روشهای نمایش شیمیایی و نهایتا طبقه‌بندی شیمیایی سنگها پا به عرصه ظهور نهاد ( موینسون ـ لسینگ 1899 ، کراس ، ایدینگز ، پیرسون و واشنگتن 1903 ، اوسان 1919 ، نیگلی 1920 ، فون ولف 1922 ).

* آلفرد لوتاروگز ( 1915 ) از کتابش تحت عنوان « منشا قاره‌ها و اقیانوسها » ، اصل و ریشه سوالات پزولوژیستها را به مفهوم تغییر ناپذیری قاره مربوط دانست.

* در سال 1969 موریس و ریچادر ویلژوئن اولین توصیف دقیق شیمیایی و سنگ شناسی یک سری جدید و مهم سنگهای آتشفشانی را که واجد انواع اولترامافیکها بود ، منتشر ساختند.

* از آن زمان تا به امروز سنگ شناسی آذرین همانند دیگر رشته‌های علوم فراز و نشیبهای بسیاری را پشتسر گذاشته و با کوشش پیشگامان علم پترولوژی تجربی ، بررسی شرایط تشکیل کانیها و سنگها ، بویژه سنگهای آذرین و دگرگونی رو به رونق نهاد.


                              
  

انواع سنگهای آذرین
انجماد ماگما به سنگهای آذرین ، یا در سطح زمین صورت می‌گیرد و یا در داخل پوسته زمین ، بنابراین بر حسب اینکه ماگما در کجا منجمد شود دو گروه سنگ آذرین خواهیم داشت.


* سنگهای آذرین خروجی:
سنگهای آذرینی را که از انجماد ماگما در سطح زمین بوجود می‌آید سنگهای آذرین خروجی می‌نامند.

* سنگهای آذرین نفوذی:
به آن دسته از سنگهای آذرین که از انجماد ماگما در داخل پوسته زمین تشکیل می‌گردد سنگهای آذرین نفوذی گفته می‌شود. سنگهای آذرین نفوذی خود در پوسته زمین به اشکال مختلفی منجمد می‌شوند که شامل موارد زیر می‌باشند.

o لاکولیت‌ها
o سیل‌ها
o دایک‌ها
o لوپولیت‌ها
o پاتولیت‌ها
o فاکولیت‌ها
o استوک‌ها

انواع سنگهای آذرین از نظر رنگ

* سنگهای آذرین فلسیک یا روشن
* سنگهای آذرین مافیک یا تیره
* سنگهای آذرین بینابینی

سنگ شناسی دگرگونی(Metamorphic Rocks)

ریشه لغوی

 

واژه دگرگونی ، که از کلمه لاتین Metamorphic به معنای تغییر شکل گرفته شده است، به این اشاره دارد که سنگ اولیه ، شکل اصلی خود را تغییر داده و به شکل جدید در آمده است.


دید کلی
سنگهای دگرگونی ، سنگهایی هستند که از تغییر شکل سنگهای قبلی به علت تغییر شرایط فیزیکی ( فشار ـ دما ) یا شیمیایی و در حالت جامد به‌وجود می‌آیند. پدیده دگرگونی به محو و ناپدید شدن یک یا مجموعه‌ای از کانیهای متبلور سنگ تعبیر می‌شود. این تغییرات ممکن است بر روی سنگهای رسوبی که در شرایط سطحی به وجود آمده‌اند یا در سنگهای آذرین که از ماگما متبلور گردیده و یا حتی در سنگهای دگرگونی حادث شود.


در حالت اخیر ، شرایط دگرگون شدگی سنگ قبلی تغییر می‌نماید و این پدیده با ظهور و پیدایش یک یا مجموعه‌ای از کانیهای جدید همراه می‌باشد. بنابراین دگرگونی عبارت از پاسخی است که هر سنگ در مقابل تغییرات محیط شیمیایی یا فیزیکی از خود بروز می‌دهد و این پاسخ به صورت تجدید تبلور کانیهای قدیمی به دانه‌های جدید و یا پدیدار شدن کانیهای نو ظهور و تخریب بعضی دیگر تجلی می‌کند.

تاریخچه
واژه متامورنیسم برای اولین بار در سال 1820 توسط A.Boue عنوان گردید و جیمز هاتن اولین کسی بود که در کتاب خود به نام فرضیه کره زمین به مفاهیم کلی دگرگونی اشاره نمود.

سیر تحولی و رشد

* Elie de Beament و A. Daubre که در اواسط قرن نوزدهم می‌زیسته‌اند، اولین کسانی بودند که دگرگونی ناحیه‌ای و دگرگونی مجاورتی را از هم متمایز کردند و اصطلاح دگرگونی ناحیه‌ای توسط A.Daubre وارد این علم گردید.

* با عنوان شدن واژه ژئوسنکلینالها توسط J.D.Dana ، James Hall و E.Haug در فاصله سالهای بین 1859 و 1910 ، سنگهای دگرگونی ناحیه‌ای معنی و مفهوم دیگری پیدا کرد. این دانشمندان دما و فشار بالا و همچنین حرکات زمین ساختی حاکم بر اعماق این ژئوسنکلینالها را عامل اصلی دگرگونی ناحیه‌ای دانستند.

* اصطلاح دینامومتامورفیسم در سال 1886 توسط H.Rosenbusch پیشنهاد شد و بعدها دانشمندان دیگری واژه Dynamic را برای دگرگونی کاتاکلاستیک بکار بردند.

* در فاصله سالهای بین 1870 و 1900 ، سنگ نگاری میکروسکوپی به وجود آمد.

* Grubenmann ( 1924 ـ 1850 ) و Niggli سنگهای دگرگونی ، ناحیه‌ای را بر حسب ترکیب شیمیایی تقسیم‌بندی نمودند که بعضی از زمین شناسان اروپایی هم از آن نامها استفاده می‌کنند.

* جورج بارو با بررسی زمین شناسی سنگهای دگرگونی در اسکاتلند ، نشان داد که سنگهای دگرگونی این مناطق یک تغییر تدریجی در بافت و ترکیب کانی شناسی دارند و نتیجه این مطالعات باعث کشف زون دگرگونی تدریجی گردید.

* بررسی زونهای مختلف کانیهای دگرگونی به کرات و در نواحی مختلف توسط تیلی ( 1925 ) و هارکز ( 1932 ) و Barth ( 1936 ) صورت گرفت ولی در هیچکدام از این مطالعات مساله پیوند بین فرایندهای زمین شناسی و فرایندهای دگرگونی تدریجی به دقت مورد نظر قرار نگرفت.

اقسام دگرگونی

* دگرگونی اصابتی یا دگرگونی ضربه‌ای
* دگرگونی مجاورتی یا دگرگونی حرارتی
* دگرگونی دینامیکی یا دگرگونی کاتاکلاستیک
* دگرگونی ناحیه‌ای یا دیناموترمال متامورفیسم
* دگرگونی انباشتی یا دگرگونی ترفینی یا دگرگونی استاتیک
* دگرگونی زیر کف اقیانوسها
* دگرگونی هیدروترمال یا دگرسانی هیدروترمال

اقسام فابریک‌های دگرگونی

* سنگهایی که فاقد جهت یافتگی برتر می‌باشند.
* سنگهایی که دارای جهت یافتگی برتر و شخصی هستند.

اقسام رخساره‌های دگرگونی

* رخساره‌های دگرگونی مجاورتی
* رخساره‌های دگرگونی بر اثر وزن یا رخساره‌های ترفینی
* رخساره‌های دگرگونی ناحیه‌ای

سنگ شناسی رسوبی

ریشه لغوی

سنگ شناسی رسوبی از دو کلمه Sedimentary به معنی رسوبی و Petrology به معنی سنگ شناسی گرفته شده است.


دید کلی
سنگهای رسوبی به دلیل داشتن منابع مهم نظیر نفت ، گاز ، ذغال ، آهن ، اوارنیم و نیز مواد مورد نیاز در مصالح ساختمانی مانند آهک ، گچ و غیره از اهمیت خاصی برخوردارند لذا سنگ شناسی رسوبی یکی از مهمترین شاخه‌های علوم زمین محسوب می‌گردد. در حدود 70٪ از سنگهای سطح زمین ، دارای منشا رسوبی هستند، و این سنگها عمدتا از ماسه سنگها ، سنگهای آهکی ، شیل ها و به مقدار کمتری اما با همان معروفیت از رسوبات نمک ، سنگهای آهندار ، ذغال و چوب تشکیل شده است.
تاریخچه و سیر تحولی

* مطالعه سنگهای رسوبی از نظر مشخصات ساختی ، بافتی و ترکیب شیمیایی آنها ، اولین بار در سال 1879 توسط سوربی انگلیسی انجام گرفت. وی مطالعه سنگهای رسوبی در مقاطع نازک را برای اولین بار ابداع نمود. بعدها در 1899 ، کایوی فرانسوی پاره‌ای از مشخصات میکروسکوپی و مشخصات ماکروسکوپی بعضی از سنگهای رسوبی در کشور فرانسه را ، به صورت مصور تشریح و تفسیر کرد.

از آن تاریخ به بعد ، به پیروی از کایو ، بررسیهای سنگهای رسوبی و کوشش اکثر سنگ شناسان ، عمدتا بر کانی شناسی و تشخیص کانی‌های تشکیل دهنده این سنگها متمرکز گردید. که در این میان ماسه سنگها و رسوبات ماسه‌ای و از میان کانی‌ها هم ، کانیهای سنگین (دارای وزن مخصوص بیش از 2.85) ، بیشتر مورد توجه قرار گرفتند.

* در سال 1919 ، ونت ورث آمریکایی برای سنجش اندازه ذرات و دانه های تشکیل دهنده رسوبات تخریبی مقیاسی ارائه داد و به کمک مقیاس ونت ورث مطالعه دانه سنجی و تجزیه‌های کمی و مکانیکی رسوبات بر مبنای اندازه دانه ها و فراوانی آنها ، میسر گردید.

* سرانجام در 1933 ، آدن و کرمباین ، مقیاس‌های جدیدتری برای اندازه گیری دانه‌های رسوبی ارائه دادند و در مکانیسم تجزیه‌های مکانیکی رسوبات تخریبی ، تسهیلات زیادتری ایجاد کردند. امروز هم ، مقیاسهای اندازه گیری متداول برای مطالعات رسوب شناسی و سنگهای رسوبی ، به نام همین افراد معروف بوده و مورد استفاده سنگ شناسان و رسوب شناسان قرار دارد.

گروههای اصلی سنگهای رسوبی
رسوبات سیلیسی آواری :
رسوبات سیلیسی آواری (همچنین تحت عنوان رسوبات تریجنوس یا اپی کلاستیک خوانده می‌شوند) آنهایی هستند که از خرده سنگهای قبلی که توسط فرآیند فیزیکی حمل و رسوب کرده‌اند، تشکیل شده‌اند. این گروه شامل سنگها زیر می‌باشد:


* کنگلومراها :
در این سنگها ، مواد دانه درشت گرد شده در زمینه‌ای از مواد دانه ریز قرار دارند.

* برش‌ها :
مواد دانه درشت گرد نشده در زمینه‌ای از مواد دانه ریز قرار دارند.

* ماسه سنگها :
اندازه دانه‌ها در ماسه سنگها ، کمتر از 2 میلیمتر است.

* گلسنگها :
اندازه دانه‌ها کمتر از 2 میکرون می‌باشد.

رسوبات بیوژنیک ، بیوشیمیای و آلی :
رسوباتی هستند که بیشتر منشا بیو ژنیکی ، بیو شیمیایی و آلی دارند و شامل:


* سنگهای آهکی :
سنگهای آهکی می‌توانند هم از طریق ته نشست مستقیم CaCo3 از آب دریا و هم از طریق رسوب کردن اسکلت‌های کربناتی موجودات به وجود آید.

* چرت‌ها :
چرت ، یک واژه خیلی کلی برای رسوبات سیلیسی دانه ریز ، با منشا شیمیایی ، بیو شیمیایی یا بیوژنیکی است.

* فسفاتها :
یکی از مهمترین کانی‌های رسوبی فسفاتها ، آپاتیت می‌باشد.

* ذغال و شیل نفتی :
ذغال و شیلهای نفتی که از بقایای موجودات زنده قدیمی می‌باشند، انعکاسی از فرآیندهای دیانژ و دگرگونی دارند.

رسوبات شیمیایی :
این رسوبات منشا شیمیایی دارند و شامل موارد زیر می‌باشند:


* تبخیر‌ی‌ها:

تبخیری‌ها عمدتا رسوبات شیمیایی هستند که پس از تغلیط نمک‌های محلول در آب (بر اثر تبخیر) رسوب کرده‌اند.

 

* سنگهای آهن‌دار :
آهن ، عملا بر اندازه چند در صد در تمام سنگهای رسوبی وجود دارد، ولیکن بطور غیر معمول ، در جایی که مقدار آهن بیش از 15٪ باشد، سنگهای آهن‌دار را تشکیل می‌دهد.

رسوبات آذر آواری :
رسوبات آذر آواری رسوباتی هستند که عمدتا از دانه‌های با منشا ولکانیکی ، که از فعالیت‌های آتشفشانی همزمان سرچشمه گرفته‌اند، تشکیل شده‌اند. و شامل موارد زیر می‌باشند:

* رسوبات اتوکلاستیک :
سنگهای ولکانوژیکی هستند که توسط برشی شدن در جای لاوا تشکیل شده‌اند.

* رسوبات پیروکلاستیک – ریزشی :
این رسوبات به راحتی از طریق خرده‌های آتشفشانی خارج شده از یک مجرا یا یک شکاف ، بر اثر انفجار ماگماتیکی ، تشکیل می‌شوند.

* رسوبات ولکانی کلاستیک – جریانی :
این رسوبات توسط انفجارات فورانی در محیط‌های خشکی ایجاد می‌شوند.

* هیدروکلاستیک‌ها :
هنگامی که لاوای خارج شده ، با آب تماس پیدا کند، سرد شدن و خاموشی سریع ، باعث قطعه قطعه شدن لاوا می‌شود. این قطعات پس از حرکت در آب و دانه دانه شدن رسوبات هیدروکلاستیک را تشکیل می‌دهند.

* رسوبات اپی کلاستیک :
رسوباتی هستند که از حرکت و ته نشست مجدد رسوبات ولکانی کلاستیک ایجاد شده‌اند.

اهمیت مطالعه سنگهای رسوبی

* سنگهای رسوبی در ادوار گذشته زمین شناسی در محیطهای طبیعی متفاوتی که امروزه وجود دارد، رسوب کرده‌اند. مطالعه این محیطهای عهد حاظر و رسوبات و فرآیندهای آنها به درک بیشتر معادل قدیمی آنها کمک می‌کند.

* دلایل زیادی برای مطالعه سنگهای رسوبی وجود دارد زیرا ارزش اقتصادی کانی‌ها و مواد موجود در آنها کم نمی‌باشد. سوخت‌های نفت و گاز از پختگی مواد آلی در رسوبات مشتق شده و سپس این مواد به یک سنگ مخزن مناسب ، که عمدتا یک سنگ رسوبی متخلخل است، مهاجرت می‌کند. ذغال ، سوخت فسیلی دیگری است که البته در توالی‌های رسوبی نیز وجود دارد. روشهای رسوب شناسی و سنگ شناسی به طور گسترده در پی جویی ذخایر جدید این منابع سوختی و سایر منابع طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سنگهای رسوبی بیشتر آهن ، پتاس ، نمک و مصالح ساختمانی و بسیاری دیگر از مواد خام ضروری را تامین می‌کنند.

* محیطها و فرآیندهای رسوبی و جغرافیای قدیمی و آب و هوای قدیمی ، همگی را می‌توان از مطالعه سنگهای رسوبی استنباط کرد. اینگونه مطالعات به شناسایی و درک تاریخ زمین شناسی زمین کمک فراوانی می‌کند. سنگهای رسوبی حاوی زندگی گذشته زمین ، به فرم فسیل‌ها هستند که اینها مفاهیم اصلی انطباق چینه شناسی در فازوزوئیک می‌باشند.

روش های شناسایی سنگهای دگرگونی
فرآیند دگرگونی دارای فاکتورهای فشار و حرارت هستند .
شاخص دگرگونی :
.1. شیستوزیته ← کانی های دارای خاصیت تورق یا سنگهای دارای خاصیت کلیواژ در جهت محور B در اثر دگرگونی حرارتی و دفنی تبدیل به شیست می شوند مانند میکا شیست . رس شیست . شیل ← سیلت ← شیست . کانی های رس نیز بعلت پولک پولک بودن در اثر حرارت ذوب شده وبه سنگ حالت درخشندگی می دهند .
.2. گنایس شدن ← کانی های تیره ، کانی های روشن را به صورت ابرو و چشم احاطه می کنند .
نکته مهم : در فرآیند دگرگونی به طور کلی کانی ها جهت دار می شوند .
تشخیص سنگهای دگرگونی :
کلریت شیست . میکا شیست ( کانی هایی که دارای خاصیت تورق هستند در اثر شیستوزیته مانند برگ های خشک پائیزی چسبیده بر صفحه کاغذ مشاهده می شوند = برگواره .)
سیلت – اُنیکس ( سنگ مادر کلسیت متبلور است که در اثر فشار زیاد و حرارت کم به اُنیکس تبدیل می شود ← یک پلیمرف کلسیتی)
مرمر ( کلسیت متبلور در اثر دگرگونی به مرمر تبدیل می شود .)
مرمرنواری ( سنگ آهک متبلور در فرآیند دگرگونی مجاورتی (حرارتی) تبدیل به مرمر نواری می شود ، بطوری که کانی های تیره مانند یک نوار دور سنگ را فرا می گیرد .)
آراگونیت ( که برخی آن را جز سنگ دگرگونی قرار می دهند .)
کوارتزیت ( یک سنگ مانند ماسه سنگ در اثر دگرگونی دفنی بسیار متراکم و سنگین می شود و تبدیل به کوارتزیت می شود .)
سرپانتینیت (که در اثر هوازدگی شدید اولیوین به وجود می آید .)
گرونا (که یک کانی دگرگونی قرمز رنگ و سطح بلور آن در سنگ مانند دانه انار است در اثر شیستوزیته به گِره در می آید و معمولاً همراه با شیست ها است . )
مرمریت (سنگ آهک متبلور دگرسان می شود به مرمر تبدیل می شود آنگاه در حوضه رسوبی قرار می گیرد و فرآیند دیاژنز در آن جاری می شود و تبدیل به مرمریت می شود .)

بناها و آثاری چون سدهای مربوط به سده‌های 29 و 30 قبل از میلاد در مصر و عراق ، اهرام ثلاثه مصر ، کاخ تخت جمشید و مقبره‌های نقش رستم که بر سنگ (از سنگ و یا در سنگ) ساخته شده‌اند گواه بکارگیری روشهای دقیق در امر انتخاب ، استخراج و کندوکاو سنگ و لذا کاربرد مکانیک سنگ از دیر زمان‌اند. ارتباط تنگاتنگ ما با سنگ به پیش از تاریخ بر می‌گردد. در آن زمان ، پیکانها ، ابزار معمولی و ظروف ، استحکامات ، خانه‌ها و حتی تونلها از سنگ یا در سنگ ساخته می‌شد. ساختها و مجسمه‌هایی مانند معبد ابوسمبل از مصر نشان دهنده استفاده از روشهای بسیار دقیق در امر انتخاب محل ، استخراج و کندوکاو بر سنگ است.

سیر تحولی و رشد

در قرون هجدهم و نوزدهم تونلهای بزرگ به منظور تهویه و زهکشی معادن ، فاضلاب ، کانال کشی و حمل و نقل با راه آهن زده‌ ‌شد. در همین قرن ما ، ساختن مجسمه‌های عظیم در مونت راشمو میل به درگیری برای ساختن پیکرهای بزرگ سنگی و به همان اندازه انتخاب گرانیت خوب را ، با وجود روی آوردن مهندسان به مصالح دیگر ، به جهانیان ثابت کرد. در این عصر که مهندسان مواد می‌توانند به اقتضای نیازهای خاص و عجیب آلیاژها و پلاستیکها را بسازند ، سنگ کاری هنوز انرژی صنایع و تخیل مهندسان را به خود مشغول داشته است. 
 

مباحث مربوط به مکانیک سنگ

• رده‌بندی زمین شناختی سنگها : سنگها را از نظر نحوه تکوین آنها ، معمولا به سه گروه آذرین ، دگرگونی و رسوبی تقسیم می‌کنند.
• ویژگیهای شاخص سیستمهای سنگ : برای طبقه‌ بندی مهندسی سنگها ، لازم است که ویژگیهای شاخص سنگها ارزیابی شوند و با در نظر گرفتن مجموعه آنها با همدیگر ، شخصی باتجربه می‌تواند، همبستگیهای مفیدی را بین آنها ، برای کاربردهای عملی، بیایبد. بعضی از این ویژگیهای شاخص عبارتند از : تخلخل ، چگالی ، تراوایی و استحکام.
• استحکام و معیارهای ریزش سنگ : در این بحث از مکانیک خاک معیارهای ریزش سنگ مثل خمش ، برش و خرد شدن و یا عوامل دیگری که باعث ریزش می‌شوند، بررسی می‌شوند.
• تنشهای اولیه در سنگها و اندازه‌ گیری آنها : در نزدیکی سطح زمین در نواحی کوهستانی ، تنش در جای سنگ ممکن است در بعضی نقاط به صفر نزدیک شود و در نقاطی دیگر ممکن است نزدیک به استحکام سنگ باشد، دستکاری و برهم زدن میدان تنش از طریق حفر تونل یا حتی گودبرداریهای سطحی ، ممکن است محرک آزاد سازی شدید انرژی ذخیره شده شود. در این قسمت به بررسی و تعیین بزرگی و جهت تنشهای اولیه در ساختگاه یک پروژه می‌پردازند.
• دگرشکل پذیری سنگها : دگرشکل پذیری ، ظرفیت سنگ برای واتنش در مقابل بار اعمال شده یا پاسخ به باربرداری ناشی از گودبرداری است. 

• ارتباط با سایر علوم

  ویژگی مصالحی از قبیل سنگ و خاک در مقایسه با مصالح دیگر مهندسی این است که این مصالح کمتر قابل انتخاب است و به عبارت دیگر مهندسین طراح باید طرح را برای مواد و محیطی در نظر بگیرند که خصوصیات آن محیط الزاما مطابق خواست آنها نیست و نیز این خصوصیات از محلی به محل دیگر متفاوت است، از اینرو شناخت کلیه خواص فیزیکی ، مکانیکی ، زمین شناسی ، هیدرودینامیکی و حتی کانی شناسی و چینه شناسی سنگها معمولا مفید و در مواردی حتما ضروری است.

  کاربردهای مکانیک سنگ

  برخی کارهای مهندسی که در حد چشمگیری با مکانیک سنگ در ارتباط هستند، شامل موارد زیر می‌باشند.
  
   
  • پروژه‌های سازنده‌های سطحی : این پروژه‌ها شامل مواردی چون پل ، ساختمانهای بلند ، نیروگاهها و سدها می‌باشند.
  • مسیرهای حمل و نقل : مانند بزرگراه ، خط آهن ، کانال و خط لوله
  • گودبرداریهای سطحی : مثل معدن روباز
  • گودبرداریهای زیرزمینی : مثل تونلها ، حجره‌های زیرزمینی و کارهای دفاعی
  • بهره‌ برداری از منابع انرژی : مثل استخراج نفت و دفن زباله‌های اتمی

عواملی که منجر به مرگ، صدمات جدی و یا معلول شدن معدنچیان شده اند، می توانند ریشه در مسائل بهداشتی هم داشته باشند از جمله این عوامل می توان به گرد و غبار، گازهای معدن و سرو صدا و غیره اشاره کرد که تأثیر آهسته و کند آنها در ابتدای کار قابل تشخیص نیست و قربانی به تدریج خود را با سیستم شنوایی و تنفسی معیوب یا بینایی وفق می دهد ، بنابراین مادامی که این صدمات پیشرفت نکرده و یا دید و سیستم شنوایی وی توسط پزشک معاینه نشده است ، خود بیمار متوجه نخواهد شد . در تمام موارد ، صدمات وارده قابل جبران نیست و در مورد خسارات ناشی از گرد و غبار حتی اگر محل کار بیمار از محیط پرگرد وغبار تغییر کند ممکن است وضعیت بدتر هم بشود بطور مثال می توان سرطان ریه ، مزوتلیوما ، سرطان مثانه ، بیماری لوسمی ، سرطان خون ، تالکوز ، برونشیت مزمن،  اختلالات دستگاه عصبی ، نارسایی کلیه .... عواملی که منجر به مرگ، صدمات جدی و یا معلول شدن معدنچیان شده اند، می توانند ریشه در مسائل بهداشتی هم داشته باشند از جمله این عوامل می توان به گرد و غبار، گازهای معدن و سرو صدا و غیره اشاره کرد که تأثیر آهسته و کند آنها در ابتدای کار قابل تشخیص نیست و قربانی به تدریج خود را با سیستم شنوایی و تنفسی معیوب یا بینایی وفق می دهد ، بنابراین مادامی که این صدمات پیشرفت نکرده و یا دید و سیستم شنوایی وی توسط پزشک معاینه نشده است ، خود بیمار متوجه نخواهد شد . در تمام موارد ، صدمات وارده قابل جبران نیست و در مورد خسارات ناشی از گرد و غبار حتی اگر محل کار بیمار از محیط پرگرد وغبار تغییر کند ممکن است وضعیت بدتر هم بشود بطور مثال می توان سرطان ریه ، مزوتلیوما ، سرطان مثانه ، بیماری لوسمی ، سرطان خون ، تالکوز ، برونشیت مزمن،  اختلالات دستگاه عصبی ، نارسایی کلیه ،‌صدمه دیدن عملکرد دستگاه تولید مثل در مردان و غیره را نام برد که مصداق کارگرانی می باشد که با تالک ،‌آزبست یا پنبه نسوز ، سرب ، ‌گرد ذرات زغال سنگ و در معرض گرد و غبار و غیره قرار دارند . بیماری های ذکر شده که به عبارتی می توان آنها را بیماری های شغلی نام نهاد معمولا"کمتر از واقع تشخیص داده  می شوند و گاهی اوقات اغلب آنها از نظر بالینی و آزمایشگاهی با سایر بیماری های مزمن که علت های غیرشغلی دارند ، قابل تفکیک نیستند . مثلا" سرطان ریه ای که در اثر آزبستوز (پنبه نسوز) ایجاد می شوند از نظر بالینی و از نظر آسیب شناسی کاملا" شبیه سرطان   ریه ای است که در اثر سیگار ایجاد شده است ودر برخی موارد نادر رابطه علی بین تماس شغلی و بیماری ایجاد شده را می توان از روی علائم بالینی تشخیص داد . بالاخره تشخیص کمتر از واقع بیماری های شغلی ، ‌منعکس کننده لزوم برگزاری بیشتر دوره های آموزشی بهداشتی در زمینه طب شغلی است .

بنابراین یکی از مسائلی که پزشکان با آن روبه رو هستند  تشخیص صحیح بیماری های ناشی از آلودگی های معادن در معدنچیان می باشد که این تشخیص نه تنها به درمان و در صورت نیاز ، جبران خسارت بیماران مربوطه کمک می کند بلکه هشداری است به مقامات بهداشتی برای پیشگیری از بروز بیماری های مشابه در بیمارانی که در تماس با همان ماده قرار دارند. جدول ذیل اشاره به نام وعامل بیماری ها و نوع معدن و کارگاه معدنی دارد که به صورت مختصر ارائه شده است :

سیلیکوز

سیلیس(SiO2)

معادن سیلیس، کارگاه شن شویی، صنایع فلزی وسرامیک وکارخانه های سیمان
تالکوز(Talcosis)
تالک
معادن تالک، صنایع فرآوری تالک
برنشیت و پنومونی (ذات الریه) و آسم (التهاب مجاری تنفسی)
دی اکسید گوگرد
(SO2) وآلاینده های جوی
معادن زغال سنگ و معادن بیتومین و مخازن نفتی
تنگی برونش ها (گرفتگی راه های تنفسی)
اکسیدهای سولفور
(SOX)
معادن زغال سنگ، نیروگاه هایی که با سوخت زغال کار می کنند و معادن بیتومین (قیرهای طبیعی)
خیز ریوی (تورم راه های تنفسی) Pulmonary edeme
اکسیدهای نیترو‍ژن
(NOx)‍‍
خروج از وسایل موتوری در معادن، نیروگاه هایی که با سوخت فسیلی کار می کنند
سرطان ریه
هیدروکربن های چند حلقه ای معطر
خروج گاز و دود از موتورهای دیزلی موجود در معادن، دود سیگار
آسم و آماس(التهاب و آلرزی بینی) Asthma Rhinits
مواد آلرژی زا
گرد وغبار موجود در معادن و معادن گچ
انسداد مزمن راههای هوایی
SO2
معادن زغال سنگ و معادن بیتومین و مخازن نفتی
التهاب مجرای تنفسی فوقانی(بینی)
افزایش غلظت ازن
مناطق جنوبی در معادن درتابستان ها و هوای گرم
هیپوکسی(Hypoxemia) و بیماری آرتریواسکلروتیک قلب، کم خونی و هموگلوبینوپاتی، انسداد مزمن ریوی، ترومبوآمبولیسم
CO و ترکیب مونواکسید کربن با هموگلوبین(COHb)
خروج گاز CO از وسایل موتوری و ماشین آلات موجود در معادن
اختلال دستگاه قلب عروق و دستگاه عصبی
دی اکسید کربن
(CO2)
در کلیه معادنی که تهویه ندارند
متهموگلوبینمی(Methemoglobinemia)، نیتروزامین ها(nitrosamines) با علائم کبودی لب ها و پوست
نیترات یا نیتریت
هنگامی که میزان نیتریت یا نیترات موجود در آب آشامیدنی معادن بیش از 10 میلی گرم درلیتر باشد
پیگمانتاسیون غیرطبیعی پوست، هیپرکراتوزیس، احتقان مزمن بینی، دردهای شکمی، مزمن قلبی، پای سیاه(black foot)، گانگرن(قانقاریای)اندام های انتهایی، سرطان پوست، ریه ها، غدد لنفاوی، مغز استخوان، مثانه، کلیه و کبد و پروستات که با آرسنیک در تماس هستند .
آرسنیک
معادن طلا که در اثر آتشباری و انفجار، آرسنیک از گوگرد جدا میشود و به صورت آزاد وجود دارد. همچنین در معادن زرنیخ و رآلگار به صورت سیانور
اختلال های ذهنی، اتاکسی(عدم تعادل)اختلال در راه رفتن، در تکلم ، محدود شدن میدان بینایی و اختلال در جویدن و بلع
جیوه
در معادن و مناطقی که ماده معدنی سینابر با آتشباری استخراج میشود
کرامپ و درد شکم، اسهال، بیماری های کلیه، سرطان پروستات
کادمیوم
در اثر نفوذ کادمیوم در آبهای آشامیدنی معادن
سرطان ریه
ذرات کربن
خروج گاز از موتور دیزلی
آزبستورین و نئوپلاسم های نای، برونش و شش، مزوتلیوما(Mesothelioma)
الیاف آزبست
معادن آزبست(پنبه کوهی)
نئوپلاسم بدخیم مثانه(سرطان بدخیم مثانه)
مواد و ذرات منتشر شده از کوره زغال کک
کارگران واحدهای فرآوری و کوره زغال
نئوپلاسم بدخیم مثانه و نای و برونش و شش
ذرات رادون
تماس مستقیم معدنکاران با مواد رادیواکتیویته
کم خونی آپلاستیک(کم خونی که منشأ مغز استخوان دارد)
تی . ان . تی
(T.N.T)
تولید مواد منفجره
گرانولوسیتوز(کاهش سیستم دفاعی بدن)
فسفر
معادن فسفات P2O5و صنایع تولید مواد منفجره
آنسفالیت سمی التهاب بافت مغزToxic encephalitis
سرب
کارخانه های فرآوری سرب و ریخته گری
پارکینسون
منگنز
منگنز
بیماری های شغلی
گرد زغال
معادن زغال سنگ و بیتومین
تأثیر سروصدا بر گوش داخلی
سروصدای زیاد
آلودگی های صوتی در معادن
مزوتلیوما(سرطان پرده پوشاننده ریه)
عناصر سمی
لباس های آلوده کارگران معدنی در معادن سرب
اختلالات دستگاه عصبی
حلال ها
کارگران معدنی که با حلال ها سروکار دارند
سرطان مثانه
رنگ
کارگران معدنی که با رنگ سروکار دارند
لوسمی یا سرطان خون
بنزن
پرسنل و کارگران معدنی که با بنزن سروکار دارند
نارسایی کلیه، صدمه دیدن عملکرد دستگاه تولید مثل
سرب
معادن سرب
نقص عضو، از دست دادن اعضای بدن
غیراستاندارد بودن مواد ناریه و دستگاه سیم برش الماسه و ...
در معادن سنگ های تزئینی

مأخذ : هفته نامه معدن و توسعه – شماره