دستگاه های سیم برش و کاربرد آن در معادن سنگ ساختمانی

1سیستم:

هر فرآیند پرداخت یابرش، باید به‌عنوان یک سیستم تلقی شود. یک سیستم اره کاری را می‌توان به سه مولفه اصل مطابق شکل زیر به‌شرح زیر تقسیم کرد:

الف) ماشین: که شامل خود ماشین، متصدی ماشین، تاثیرات فیزیکی قطعی از قبیل ارتعاش، محیط‌زیست است، اجزای برنده.

ب) قطعات کاری: که شامل خواص فیزیکی قطعه از قبیل سختی، مقاومت در برابر سایش و کانی‌های محتوای آن است که این عوامل در قابلیت اره کاری سنگ موثرند.

ج) ابزار: که شامل تمام پارامترهای فیزیکی از قبیل نوع الماس، ابعاد و تمرکز آنهاست این مشخصات بیانگر نحوه کار ابزار برنده‌اند.

تمام این عوامل به هم وابسته‌اند و به منظور بهینه‌سازی، همگی باید به‌عنوان اجزای یک سیستم در نظر گرفته شوند.

2. انواع سیم‌ها:

2ـ1) سیم‌های الماسه الکترولیزی:

این نوع سیم الماسه از سیگمنت‌های الماسه الکترولیزی (شامل پایه‌های فلزی به شکل استوانه) تشکیل می‌شود که در محلول الکترولیت ذرات الماس آنها را پوشانده است و روکش نیکلی در عملیات الکترولیز روی آنها را پوشانده است و روکشی نیکلی در عملیات الکترولیز روی آنها را گرفته است (شامل حلقه‌های الماسه).


2ـ2) سیم الماس سینتره:

این نوع سیم الماسه از سیگمنت‌های سینتره (شامل حلقه‌های الماسه) که از سینتره کردن مخلوط معین از گرد فلز و گرد الماس ساخته می‌شود، تشکیل می‌شود. در هر دو نوع سیم الماسه از اجزای مشابهی استفاده می‌شود که روی کابلی فولادی به قطر 5 میلی‌متر و مقاومت کششی kg 170 سوار می‌‌شوند.

3. برش با تسمه الماسه‌: 

برش با تسمه الماسه قبل از اینکه جنبه علمی و معتبر بیابد، سالها تحت آزمون و آزمایشهای مختلف بوده است‌.


3ـ1) اجزای اصلی سیستم برش با تسمه الماسه‌:

3ـ1ـ1‌. قسمت‌های محرک:

قسمت‌های محرک دستگاه از یک الکتروموتور kw50 برای چرخش قرقره اصلی و یک الکتروموتور 75 درصد کیلو وات برای حرکت باز و تعدادی موتور برای حرکت خود دستگاه تشکیل شده است‌.


3ـ1ـ2‌. بازوی برش‌:

بازوی برش از تیغه فولادی ویژه‌ای تشکیل یافته که بر آن تسمه مخصوص با سرعت m/s15حرکت می‌کند، در داخل تسمه 6 رشته کابل فولادی با تعدادی سیگمنت الماسه از نوع سینتره قرار گرفته است تسمه به کمک آب با فشار 3 اتمسفر خنک می‌شود‌. متوسط مصرف آب برای این منظور 100 لیتر در دقیقه است‌.


3ـ1ـ3‌. ریل‌:

ریل از قطعاتی 3 متری با عرض 07/1 متر تشکیل شده است که به آسانی به یکدیگر متصل می‌شوند حرکت و سرعت دستگاه توسط یک میله دنده‌دار که در وسط دو ریل نصب شده است، کنترل می‌شود‌.


3ـ1ـ4‌. تابلوی کنترل الکتریکی‌:

تابلوی کنترل الکتریکی از وسایل اندازه‌گیری و کنترل‌های الکترونیکی تشکیل شده است، با این دستگاه برش‌های موازی با عمق 20/1 تا 80/4 متری (بسته به نوع کار) می‌توان انجام داد‌. برش‌هایی که ایجاد می‌شوند 38 میلی‌متر عرض دارند‌. سرعت برش با سنگ مرمریت حدود 4 تا 5 مترمربع در ساعت است‌.

با دستگاه تسمه الماسه می‌توان دو برش موازی به فاصله 25/1 تا 60/1 متر بدون جابه‌جایی ریل انجام داد‌. پس از انجام برش کافی است سیم برش الماسه را از محل‌های برش عبور داد و کار را با جدا کردن پله و برش افقی به کمک سیم برس الماسه ادامه داد‌.

4. چگونگی عملیات برش در معادن‌: 

طرز کار سیستم برش به این طریق است که سیم الماسه دارای 25 تا 35 متر بسته به (میزان سطح بریده شده) به‌وسیله یک‌ وینچ با قرقره راهنما در یک جهت معین به‌طور دائم روی سنگ حرکت می‌کند و در سنگ شیاری ایجاد می‌کند و به این وسیله سنگ بریده می‌شود‌. برای این منظور ابتدا در سنگ دوچال عمود بر هم که محدوده بلوک را تشکیل می‌دهد حفر می‌کنند و سیم الماسه را از آن عبور می‌دهند برای اینکه سیم الماسه از داخل چالهای عمود بر هم عبور کند ابتدا یک کلاف از طناب به سر سیم بسته و آن را از بالا به داخل چال عمودی می‌اندازند سپس توسط لوله‌ای که سر آن قلاب قرار دارد، کلاف طناب را بیرون کشیده و در نتیجه سیم را از داخل سوراخ عبور می‌دهند‌. سپس به چرخ راهنما یا وینچ وصل می‌کنند‌. دستگاه برش در هنگام کار بر روی ریل قرار دارد و با استفاده از امکانات الکترونیکی به‌طور اتوماتیک متناسب با حرکت یا سرعت سیم به عقب کشیده می‌شود‌. نیروی کششی در حدود kg 200 -150به سیم وارد می‌کنند‌.

نکته‌ای که در اینجا قابل ذکر است میزان نیروی کششی از طرف دستگاه است در دستگاه‌های سیم برش deneti ایتالیا این نیرو توسط خود دستگاه کنترل شده و هنگامی که سیم به مانعی که در سنگ‌ها وجود دارد، مانند درزه و ناخالصی که از جنس سنگ سخت‌تر است برخورد کند، این فشار وارد بر سیم کمتر شده و از پارگی سیم جلوگیری می‌کند‌.

5. طرز استفاده صحیح از سیم الماسه در معادن‌

5ـ1) هم راستایی دقیق ماشین با مسیر، برش یکنواختی برش را تضمین می‌کند‌. تمیز کردن مسیر برش (منفی و مثبت 20 سانتی متری در دوطرف سیم ) از ورود خرده سنگ به داخل شکاف به‌وسیله آب جلوگیری می‌کند و در نتیجه مانع گیر کردن سیم می‌شود‌.

5ـ2) قبل از وصل کردن سیم باید آن را به ازای هر متر (در جهت خلاف عقربه‌های ساعت) یکبار تاباند، این تابیدگی‌ها باعث می‌شوند که سیگمنت‌ها در جریان برش حول محور خود بچرخند به ترتیبی که پیرامون آنها به‌طور یکنواخت ساییده شود‌. (تعداد تابیدگی‌ها به طول سیم بستگی دارد)

5ـ3) اگر دستگاه طوری کار کند که رشته سیم بالایی تحت کشش باشد ،آبپاشی راحتتر خواهد بود‌.

5ـ4) تعداد نقاط آبپاشی بستگی به جهت برش دارد (توصیه می‌شود که برای آبرسانی به داخل شکاف از لوله مسی به قطر 10 میلی‌متر که سر آن تخت شده باشد و در مسیر برش قرار دارد، استفاده شود)

5ـ5) برای برش افقی توصیه می‌کنیم از دو قرقره راهنما در نقاط خروجی سیم برش استفاده شود به ترتیبی که از شکم دادن سیم در اثر وزن آن کاسته شود‌. اگر لازم شد برش متوقف شود، بگذارید سیم در حالی که ماشین از قبل خاموش شده است چند دقیقه بدون کشش کار کند، به دلیل وزن سیم، سیم برش به طرف پایین نفوذ کرده و در نتیجه هرگونه خطر خرد شدن در صورت بلوک منتفی می‌شود‌.

5ـ6) در برش قائم تا حد امکان از به کار بردن قرقره راهنما خودداری کنید تا تنش‌های پیچشی غیرلازم در سیم از بین برود‌.

5ـ7) جلوگیری از پاره شدن سیم بسیار اهمیت دارد‌. بنابراین توصیه می‌کنیم سرسیم‌ها به‌طور بسیار منظم بازدید و در صورت معیوب بودن تعویض شوند، این توصیه در معادنی که احتمال جابه‌جایی طبیعی بلوک‌ها وجود دارد و ریسک گیر کردن سیم بیشتر است، اهمیت به‌سزایی دارد‌.

5ـ8) وقتی ابعاد برش بسیار بزرگ باشد، راه انداختن سیم به‌صورت یک ساعت با استفاده از قرقره‌ای که روی سنگ محکم شده است (تا زمانی که گوشه‌ها گرد شوند) آسانتر می‌شود‌. این کار اصطکاک سیم روی سنگ را کم می‌کند‌.

5ـ9) چنانچه با استفاده از یک قطعه چوب، تکه سنگ یا لاستیک توپر حرکت سیم را کند کنیم از در رفتن سیم از مسیر برش جلوگیری می‌شود‌.

5ـ10) اگر سیم دچار تشدید (ناپایداری بسیار شدید) شد، حرکت پیشروی را متوقف کنید‌. سیم به روال عادی خود از دور می‌افتد‌.

6. عوامل مرثر بر برش سیم الماسه‌:

پس از حفر چال‌ها سیم الماسه را از چال‌هایی که به هم ارتباط داده شده عبور می‌دهند و دستگاه برش را برای انجام برش در محل مناسب مستقر می‌‌کنند‌. درتعیین اولویت سطح برش باید به نکات زیر توجه کامل کرد‌:

در صورتی که بلوک دارای شکستگی باشد، احتمال اینکه بلوک روی سیم تکیه کند بیشتر است لذا ابتدا باید برش افقی کف را انجام داد، سپس سطوح جانبی را برش دهیم و در صورتی‌که سنگ سالم و بدون درزه و شکستگی باشد بهتر است ابتدا یکی از سطوح جانبی را برش دهیم و سپس سطح افقی و در نهایت سطح جانبی دیگر در صورتی‌که برش برای ایجاد دو سطح آزاد، اولین سطحی که مورد برش قرار می‌گیرد سطح پشتی بوده و برای آسان حرکت کردن سیم الماسه بهتر است با عبور یک رشته سیم بکسل با قطر و مقاومت بیشتر از چال‌ها، چندبار به‌وسیله افراد در داخل چال حرکت داده شود تا شروع برش آسانتر شود‌.

7. مواردیکه باعث پارگی سیم می‌شوند‌: 

1. زنگ‌زدگی سیم و پوسیده شدن آن که باید مرتبا بازدید شود

2. وجود خاک و سنگریزه در مسیر برش

3. برخورد با سطوح بسیار سخت در سطح برش

4. انحراف داشته سیم برش

5. زاویه بسیار تند در برش

6. زاویه باز در برش و عوامل غیرقابل پیش‌بینی در برش مثل تغییر ناگهانی ولتاژ ـ آمپر ـ نقص فنی دستگاه برش ـ برخورد لایه گلی به سیم در سطح برش

7. داغ شدن سیم به علت نرسیدن آب به سیگمنت‌ها

8. سرعت برش بالاتر از حد استاندارد

8. نتیجه‌گیری‌:

در پایان می‌توان نتیجه‌گیری کرد که سیم برش الماسه نسبت به آتشباری مزایایی دارد که به شرح ذیل است:

1. بدون سر و صدا عمل می‌کند

2. ضایعات سنگ تا حد ضخامت برش (یک سانتی متری) کاهش می‌یابد

3. از لحاظ تئوریک محدودیتی برای ارتفاع برش وجود ندارد

4‌. سیم الماسه قادر است در تمام طول شیفت کار برش را بدون توقف ادامه دهد بدون اینکه حضور دائمی اپراتور ضروری باشد

5‌. استفاده از سیم الماسه سبب بهبود کیفیت و نتیجتا افزایش ارزش سنگ می‌شود در سطوحی که با سیم برش بریده می‌شوند، ناخالصی‌های رنگ مشخص‌تر می‌شود‌. اگر ناخالصی پیدا نشود، تولیدکنندگان سنگ پول بیشتری برای سنگ می‌پردازند‌.

همچنین عملیات تکمیلی در سنگی که به‌صورت بلوک مکعبی استخراج شود آسانتر است و در نتیجه قیمت سنگی که با سیم برش الماسه به‌صورت بلوک در دو یا سه جبهه کار استخراج شده است، 15 تا 25 درصد بیشتر از سنگ‌های دیگر بوده است‌.

6‌. پرتاب سنگ در سیم الماسه وجود ندارد‌