آشنایی با میکروتونلینگ

 

تونلهای قطری یا ابعاد کوچک که به آنها میکروتونل نیز گفته می شود به تونلهایی اطلاق می گردد که ابعاد آن به حدی کوچک است که فقط یک نفر می تواند از آن عبور کند و در انگلستان به تونلهای با قطر داخلی کمتر از 9/0 متر گفته می شود . این تونلها به عنوان یک جایگزین یا گزینه ی جذاب برای کانال های روبازی که لوله ها را در آن قرار می دهند ، بویژه در شهرهای متراکم ، درآمده است . کشورهای ژاپن و آلمان در این زمینه تحقیقاتی انجام داده اند و در ژاپن ، حفر این تونلها با ماشینهای تونلزنی تمام رخ کنترل از راه دور به پیشرفتهایی نائل آمده است . به هر حال ، به نظر می رسد که این روش پرهزینه تر از لوله گذاری باشد و در صورتی که به عنوان یک سیستم جایگزین مطرح باشد نیاز به ارزیابی دقیق خواهد داشت. سپرهای تونلسازی پیشرفت قابل ملاحظه ای را در حفر موفقیت آمیز تونلها در زمینهای نرم موجب شده اند.  حفاظت تامین شده توسط  سپر تونلسازی امکان کنترل موثر جابجایی و حرکت زمین در جبهه کار را فراهم آورده است. علاوه بر این هوای فشرده برای کنترل جریان آب به داخل تونلهایی که در شرایط خطرناک زمین های آبدار و بویژه در زیر آب حفر می شوند، به کار گرفته شده است. در فرایند لوله گذاری لوله های بتنی یا فولادی همزوان با حفر به داخل سپر جلو رانده می شود. برای این کار نیروی افقی هل دهنده توسط جکهایی که به یک مانع یا دیواره ی قائم تکیه داده شده است به لوله ها اعملا می گردد. جکهای هیدرولیک با ظرفیت بسیار بالا، لوله ها را به سمت جلو هل می دهند. حفر تونل می تواند با روش های دستی یا ماشینی صورت گیرد. سپرهای لوله گذار دارای تسهیلات یا وسائل کنترل مسیر هستند.مزایای اصلی لوله گذاری در مقایسه با روشهای مرسوم احداث تونلهای کوچک قابل مقایسه عبارتند از : استحکام سازه، جلوگیری از ورود آب به تونل، وجود درزه های کمتر، انعطاف پذیری سیستم، کاهش ریسک نشست، عدم لزوم پوشش ثانویه، تامین مشخصات جریان یابی خوب . کاربردهای معمول لوله گذاری عبارتند از : احداث تونلهای فاضلاب جدید، تعویض و پوشش مجدد تونلهای اصلی فاضلاب و گاز و آب، خطوط لوله نفت، تونلهای خدمات رسانی برق و ارتباطات از راه دور، پیاده روهای زیرزمینی، پیاده روهای حواشی جاده ها و پلها .لوله گذاری بنحو موفقیت آمیزی برای ماشین روهای زیرزمینی، قطارهای زیرزمینی، کانالها، ساختمان هاو airfields و جاهایی که ایجاد ترانشه در مناطق شهری تخریبهای سطحی غیر قابل قبول ایجاد می کند، به کار گرفته شده است.

متن کلی مقاله بزودی در وبلاگ قرار داده خواهد شد.

 

اشنایی با معادن mirny و aikhal

mirny and aikhal

Another urban pit, though of a far different scale, seen on _urb_:

mirny-1.jpg
Mirny and the Mir Mine, via google

The Mirny Diamond Mine, which operated from 1955 through 2004, is one of the world's largest mines. The mine is "'so deep that the surrounding 'air zone... is closed for helicopters' after 'a few accidents when they were 'sucked in' by downward air flow...'" (see bldgblog posts one and two on the mine). It would take a truck two hours to drive from the bottom of the mine to the lip.

mirny-2.jpg
The mine while still in operation, via this Russian website

The Mir Mine is the negative image (the excavation) of a geological formation known as a 'kimberlite pipe', instantiated when a deep-origin volcano erupts far below the earth's surface, propelling diamonds and other material at speeds ranging from a merely impressive ten kilometers/hour to a supersonic several hundred kilometers/hour. These volcanic eruptions occur so much deeper than typical volcanos that they do not form large above ground deposits, though they do often create 'tuff rings' surrounding a depression filled with ejaculated material.

The story of the discovery of the Mir Mine (as told in Edward Jay Epstein's The Diamond Invention) is fascinating, with geologists tramping through the taiga along a trail of volcanic bread crumbs and steel tools that become so brittle in the Siberian winter that they snap like matchsticks, ripe for a retelling by a Russian John McPhee (Epstein's account is essentially geopolitical and only incidentially cultural geography):

The search for diamonds focused on the Siberian plateau in Yakutia province that lay between the Lena and Yenisei rivers, which Russian geologists concluded resembled geologically the "shield" of South Africa. Both formations had remained stable for cons of geological time, and neither had been deformed or "folded" by convolutions of the earth. Since kimberlite pipes had been found on the South African shield Russian geologists theorized that they might also exist in this Yakutian shield. The first party of diamond prospectors flew into Yakutia in late 1947. The expedition was ill-prepared for the punishing environment, however, and after suffering astounding privations on the tundra, it had to be abandoned. Moscow ordered the search to be continued, regardless of cost, and the following spring more geologists were flown into the wastelands of Yakutia. They were better equipped, with X-ray diamond detectors and other sophisticated prospecting gear, and they found a few microscopic diamond traces-but no pipe. Finally, in 1953, a young Russian geologist named Larissa Popugaieva, working in her laboratory in Leningrad, noticed that the prospecting samples from Yakutia contained an increasing percentage of tiny blood-red garnets called pyropes. Since she knew such garnets had been found in kimberlite ore formations in southern Africa, she proposed that prospectors, rather than searching for diamonds, follow the trail of the garnets. She then joined the diamond-hunting expedition in Yakutia, and intrepidly tracking the garnets, managed to find their source near the Vilyul River Basin within a matter of months. It was a volcanic pipe mine she named "Thunder Flash." Unfortunately, however, the proportion of diamonds in the ore in Thunder Flash was not high enough for feasible production. Dozens of geologists, all looking for traces of blood-red garnets, then began scrutinizing the banks of the Vilyul River for more volcanic pipes (which the Russians call trubkas). In the spring, of 1955, another young geologist, Yuri Khabardin, came across a fox's hole in a ravine with blue earth. He found that it had high diamond content, and excitedly began sending a message over his shortwave radio. It said cryptically, "I am smoking the pipe of peace." In Moscow, the prearranged code was immediately understood to mean that the geologist had discovered and tested a kimberlite pipe.

aikhal-1.jpg
Aikhal, via google maps

The Russians soon extended the techniques they developed for mining at Mirny further north, leading to the establishment of a new city, Aikhal -- built on stilts not to protect it from rising water, but from sinking into mud:

By 1960, huge steam shovels were loading the ore into trucks, which had to transport it some twenty miles to a separation plant (the permafrost at the site of the mine could not hold the weight of the plant). More pipes were later discovered on the very edge of the Arctic circle. To service these mines in the "pole of cold," as this region is called by the Russians, the Russians erected an entirely new city, Aikhal. According to the descriptions in Russian periodicals, Aikhal stands, like some giant centipede, on ten-foot-high steel legs. Each of these steel legs is Imbedded into the permafrost to prevent the city from sinking into a quagmire of mud during the summer thaw. Even in winter, when the temperature falls to 80 degrees below zero, giant pumps cool the air beneath the buildings to prevent the heat of the buildings from causing any melting in the permafrost. All the buildings are interconnected by elevated passageways and wrapped in a heavy shroud of translucent plastic. Aikhal is, as one journal puts it, "a completely enclosed working environment."

aikhal-2.jpg
Aikhal, via panoramio

Images of Aikhal (also Aykhal) are rare on the internet, but it appears that it is more an average Soviet-era settlement (albeit with the buildings indeed on legs) and less the (Lebbeus) Woodsian fever dream of centipedal architecture and ghostly plastic shrouds that Epstein describes, though I am holding out hope that the older, cruder Aikhal did exist in the fashion that Epstein's language suggests and awaits discovery by our hypothetical Russian McPhee in some stack of yellowing, archived photographs.

The tailings ponds1 southwest of the town (well, I assume they are tailings ponds) and the mine itself, though, are as otherworldy as might be expected:

aikhal-3.jpg
Aikhal tailings pond, via panoramio

aikhal-4.jpg
Aikhal mine pit, also via panoramio

[1] As an aside, observe the rather blatant insertions of propoganda (though I should note that I do not know whether the anonymous editor is accurate or not in his claims about scientific arguments) into the wikipedia article on tailings:

"It [Riverine Tailings Disposal] is still practised at some operations in the world, and while experts agree it is a feasible method for locations where the river is rapidly flowing and turbulent and the additional silt loading will not impact on the river quality, it is not generally favored and is seeing a gradual decline in use."

"Many countries specifically outlaw the use of STD [Submarine Tailings Disposal] methods which is based largely on poor politics and rhetoric than scientific arguments."

The battle between ideologies, individuals, and corporations for the control of wikipedia is fascinating.

more:
::Diavik Diamond Mine, on NPR.
::Bingham Pit, Utah, on bldgblog.
::eatingbark on Alan Berger and the remediation of the Pontine Marshes, remediation being an obvious starting point for considering the designed futures of surface mines. Berger is also known for his studies of surface mines in the American West, Reclaiming the American West, and the forthcoming Designing the Reclaimed Landscape, which will surely have tips of use to aspiring mine designers.

 

فراخوان مقاله

 

بدينوسيله از دانشجويان دانشکده مهندسی معدن در کليه مقاطع (کاردانی- کار شناسی- کارشناسی ارشد)که تمايل به ارائه مقاله درپنجمين شماره ی نشريه ی تخصصی دانشکده مهندسی معدن دارند تقاضا می شود تا تاريخ ۱۵/۳/١٣٨۸ نسبت به ارائه مقاله خود به صورت فايل word یا PDF  به دفتر انجمن علمی اقدام نمايند.

بديهی است مقالات بايد با رعايت کليه نکات ويرايش، تهيه شده و از لحاظ علمی مورد تائيد قرار گيرند.

 جهت اطلاعات بيشترمی توانيد حضورا" به دفتر انجمن علمی مهندسی معدن مراجعه فرماييد و يا ازطريق پست الکترونيک با ما در تماس باشيد.

 

باتشکر از همکاری صميمانه شما

انجمن علمی مهندسی معدن  

 

 

 

                           تلفن : 04123459034            E-mail: ssme.sut@gmail.com

 

نفلین سینیت در سراب

فلز استراتژيک و پرکاربرد آلومينيوم از منابع مختلفي چون بوکسيت، لاتريت پر عيار، نفلين سينيت و پدولويست سينيت و... تامين مي گردد. بدليل شرايط خاص زمين شناسي براي تشکيل بوکسيت، ذخاير معدني اين ماده در ايران تقريباً بسيار کم است. لاتريت ها از ديگر منابع تامين کننده فلز آلومينيوم هستند که در آذربايجان گستردگي فراواني داشته و از مراغه تا اروميه گسترده شده اند.

نفلين سينيت به علت ارزش فوق العاده اى که در صنعت دارد (صنايع آلومينيوم، شيشه و سراميک پلاستيک و کائوچو، تهيه پشم و شيشه معدنى، کود شيميايى و …) در اکثر کشورهاى دنيا مورد توجه فراوان قرار گرفته است. نفلين سينيت تنها در آذربايجان (بدليل شرايط زمين شناسي خاص) گسترش خوبي داشته و در ساير ايالات ايران وجود ندارد.

نفلين سينيت از يک طرف در کشورهايى که فاقد ذخاير غنى از بوکسيت هستند (شوروى، کره شمالى و …) به عنوان منبعى مهم جهت توليد آلومينا و از طرف ديگر در کشورهايى که از لحاظ منابع بوکسيت غنى بوده و يا بوکسيت ارزان در دسترس دارند (کشورهاى غربى، آمريکا، کانادا) به دليل فراوانى مقدار آلکالى (سديم، پتاسيم و کلسيم) در صنايع شيشه و سراميک کاربرد فراوان دارد. تکنولوژى تبديل شيميايى سنگ هاى نفلين دار اگر چه از توليد آلومينا از بوکسيت کمى پيچيده تر است ولى به علت محصولات جنبى با ارزش از قبيل سيمان پرتلند، کربنات هاى سديم و پتاسيم و نيز فسفات هزينه آن در کل حدود 15 تا 20 درصد ارزانتر خواهد بود.

بطور کلى اگر بخواهيم يک کارخانه توليد آلومينا از نفلين با ظرفيت سالانه 100 هزار تن را تاسيس کنيم احتياج به حدود 400هزار تن کنسانتره نفلين و بيش از 1/3 ميليون تن آهک خواهيم داشت. که دراين صورت محصولات به دست آمده به صورت زير خواهند بود:
آلومينا 100 هزار تن
کربنات سديم 60تا 70 هزار تن
کربنات پتاسيم 20 تا 30 هزار تن
سيمان پرتلند 900000 تا 1/5 ميليون تن
سنگ فسفات 15 تا 25 هزار تن

با توجه به موارد فوق استفاده از نفلين در توليد آلومينا روز به روز در حال گسترش است و تکنولوژى توليد آلومينا از نفلين علاوه بر شوروى و کره شمالى در ساير کشورهاى دنيا نيز مورد توجه قرار گرفته است، بطوريکه کشورهاى مکزيک، برزيل، امريکا و کانادا و ... نيز در حال بررسى استفاده از نفلين در توليد آلومينا مى باشند.

مطالعات اوليه زمين شناسي ذخاير عظيمى از نفلين سينيت را در آذربايجان (نفلين سينيت بزقوش در جنوب سراب، نفلين سينيت رزگاه در شمال سراب و نفلين سينيت کليبر در جنوب کليبر) تاييد نمود و اين توده هاى نفوذى که شديداً تحت اشباع و آلکالى پتاسيک مى باشند در يک امتداد خطى تقريباً شمالى - جنوبى قرار گرفته اند.

مطالعات نيمه تفصيلى بر روى توده هاى نفوذى بزقوش و رزگاه امکان استفاده از آنها در توليد آلومينا (توده بزقوش) و شيشه سراميک (توده هاى رزگاه و بزقوش) را تاييد نمود. توده نفوذى کليبر که هم از نظر ذخيره سنگى و هم از نظر مقدار نفلين و نزديکى به ذخيره آهک خلوص بالا مي تواند در توليد آلومينا و نيز سراميک مورد استفاده قرار گيرد.


نفلين سينيت بزقوش

توده نفوذى بزقوش با گسترش تقريبى حدود 30 کيلومتر مربع در 15 کيلومترى جنوب شهرستان سراب واقع شده است و قله کوه بزقوش با ارتفاع 3300 متر از سطح دريا را تشکيل مى دهد. اين توده نفوذى گدازه هاى پرفير آندزيتى ائوسن ميانى- بالايى را قطع نموده و وابسته به ماگماتيسم بعد از ائوسن مى باشد.

در اين توده چند بخش قابل تشخيص است .

بخش مرکزي توده که درشت بلور تا متوسط بلور مي باشد و قسمت اصلي توده را تشکيل مي دهد و بيشترين مقدار نفلين در اين بخش متمرکز گرديده است.

بخش پگماتيتي که در حاشيه جنوب شرقي ديده مي شود و بصورت مجموعه اي از بلورهاي درشت اورتوز و پيروکسن مي باشد که اورتوز کاني غالب بوده و تا 2 سانتي متر طول دارد.

بخش پدولوسيت دار که در منتهي اليه جنوب توده و در قله کوه بزقوش ديده مي شود و بلورهاي درشت فلدسپاتوئيد به آن حالت پرفيريتيک داده است.

ترکيب کانى شناسى آن شامل اورتوز- نفلين- آلبيت- پيروکسن- آمفيبول و بيوتيت است که مقدار نفلين در آن از 10 تا 40 درصد سنگ متغير است. کانى نفلين آن نيز از نظر ترکيب پتاسيک است. داراى ذخيره تقريبى حدود 1/2 ميليارد تن سنگ (با احتساب استخراج رو باز تا عمق 50 مترى) با عيار متوسط 5/21 درصد آلومينا مى باشد. اين توده قابل مقايسه با توده نفوذي گورباچگورسک ‏سيبري است

مطالعات تکنولوژى که بر روى يک نمونه با عيار متوسط آن در کشور کره شمالى صورت گرفته کنسانتره اى با عيار 25 درصد آلومينا و مدول M1= 4 و M2= 0.8 را نشان مى دهد، که با توجه به وجود ذخيره هاى با عيار بالاتر (ذخاير با عيار 22 تا 24 درصد Al2O3) در اين توده نفوذى امکان وجود ذخيره هاى مناسب براى توليد آلومينا در آن بسيار محتمل است. از آنجا که در آزمايشات تغليظ مقدار آهن موجود در آن به کمتر از 1/0 درصد کاهش يافته است، اين توده نفوذى مى تواند هم در توليد آلومينا و هم در صنايع شيشه و سراميک کاربرد داشته باشد.
با توجه به محاسبات و برسيهايي که در مورد توده نفلين سينيت بزقوش بعمل آمده است ذخيره اقتصادي آن بشرح زير برآورد نموده اند: مقدار 108480000 تن سنگ نفلين سينيت با عيار متوسط 28/21 درصد آلومين و مقدار 102695000 تن سنگ با عيار متوسط 63/12 درصد K2O+ Na2O بنابراين مي توان از کانه ‎آرايي بخشهاي پرنفلين توده بزقوش که بين 22 تا 27 درصد Al2O3 دارد، کنسانتره نفلين با مقدار بيش از 27 درصد آلومين بدست آورد و در نهايت در تهيه آلومينيوم از آن استفاده نمود.
اين توده نفلين که داراي پتانسيل معدني و اقتصادي بسيار بالايي است در فاصله 15 کيلومتري جنوب سراب واقع شده که به علت عدم احتياج به جاده‏سازي مناسب، ‏وجود جاده مناسب از نظر تامين آب براي واحد توليدي آلومينيوم و وجود زمين‏هاي هموار در منطقه براي احداث و تجهيز کارخانه بسيار حائز اهميت است اگر چه مقدار ناچيزي از نفلين به صورت پرتيت در داخل زمينه سنگ ‏اورتوز مشاهده مي‏شود ولي اغلب کاني نفلين به صورت بلور‏هاي مجزا و يا مجموعه کاني‏هاي بي‏شکل قرار گرفته که امکان جدايش آن را از کل سنگ تسهيل مي‏کند و همچنين با توجه به جوان بودن توده و هوازدگي بسيار کمي که دارد‏، اين پديده در جدايش کاني نفلين کمک شاياني مي‏کند اين خصوصيات سنگ‏شناسي باعث بالا رفتن عيار نفلين استحصالي از سنگ مي‏شود و مزيت بسيار بالايي براي توده است.
ويژگيهاي کانسار
کاني هاي اصلي: فلدسپات سديم و پتاسيم ونفلين
عيارمتوسط: 20%آلومينا
عناصر مفيد: Al
شکل: توده اي
نوع سنگ: سينيت
واحد ميزبان: تشکيلات آذرين
روش استخراج: روباز
نفلين سينيت رزگاه