تحقیق درباره منابع قرضه در راه سازی

منابع قرضه در راه سازی کدامند

بمنظور شناسایی و بررسی مشخصات فنی منابع قرضه مورد نیاز در پروژه های راه و راه آهن یک برداشت یا پی جویی ژئوتکنیکی از منطقه پروژه و یا محدوده های اطراف آن در صورتیکه فاصله حمل مصالح توجیه اقتصادی داشته باشد، مورد نیاز است. مصالح مورد نیاز در پروژه های راه و راه آهن عبارتند از: شن، مصالح با سطوح شکسته، مصالح دانه ای بتن، مصالح سنگ چینی، معدن قرضه، معدن قرضهشن و مصالح مورد نیاز در خاکریزی، یک گزارش از منابع قرضه مصالح مورد نیاز در پروژه که شامل مراحل شناسایی و بازدیدهای انجام گرفته، اکتشاف، نمونه برداری، آزمایشات آزمایشگاهی و طرح عملیات استخراج از محل قرضه باشد باید تهیه نمود. این گزارش باید محل دقیق و قانونی قرضه و ذخیره احتمالی آنرا مشخص نماید. این گزارش باید نهایتاً به تأیید یک مهندس زمین شناس (زمین شناس مهندسی) برسد.

1- کاوش (برداشت) ژئوتکنیکی منابع قرضه

در ابتدا به یک نکته مهم اشاره نموده و آن این است که هنگامی استفاده از منابع قرضه مورد تأیید منطقی است که فاصله آن از محل پروژه خیلی دور نبوده و هزینه های ناشی از فاصله حمل اقتصادی باشد. هنگامیکه هیچ منبع قرضه مورد تأییدی در دسترس نبوده یک عملیات کاوش ژئوتکنیکی به منظور شناسایی منبع قرضه مناسب می بایست انجام گیرد که بطور مثال شامل عناصر یا مراحل زیر می باشد:

الف) ارزیابی سایت های منابع قرضه موجود

در این مرحله هرگونه اطلاعات موجود از منابع قرضه محدوده پروژه جمع آوری و بازنگری می شود. اطلاعاتی که نیاز به بازنگری دارند عبارتند از:

- زمین شناسی سایت یا محدوده، با استفاده از نقشه های موجود، گزارشات و غیره

- عکس های هوایی، پوشش، lidar

- آزمایشات کیفیت گذشته و تاریخچه سایت های استخراج مصالح

- زهکشی سطحی و زیر سطحی محدوده مورد نظر

- نوسانات فصلی تر از آب زیر زمینی شامل چاههای آبی که زمین های همجوار موجودند و ممکن است تحت تأثیر این نوسانات یا رطوبت مصالح موجود در معدن قرضه قرار گیرند.

- ادعاها و گفته های مالکان زمین های هم جوار

- ادعاها یا مطالبات پیمانکار شامل پرداخت های نهایی

- کاربری نگهداری و تعمیرات سایت

اکتشاف زمین شناسی میدانی (geologic field exploration)

این فاز از کاوش منطقه شامل بازدید از منطقه منابع قرضه بمنظور شناخت زمین شناسی منطقه و چگونگی استخراج سایت با در نظرگیری ملاحضات مربوط به کاربری اراضی همجوار، این بازدید ترکیبی است از بازبینی تفصیلی نقشجات زمین شناسی منطقه یا ساید اطلاعات زمین شناسی یا ژئوفیزیکی اراضی همجوار منتشر شده و همچنین عکس های هوایی و LIDAR . فلز بازدید عبارتست از تهیه نقشه هایی از عوارض و بیرون زدگی های موجود و تهیه استراتژی برنامه حفاری اکتشافی و نمونه براری و توسعه معدن. در بازدید ابتدایی بمنظور تعیین اینکه منطقه نیاز به اکتشاف تفصیلی دارد یا خیر تعدادی از عناصر خاص را باید مد نظر قرار گیرند که عبارتند از:

- توپوگرافی

- زمین شناسی

- گودال، چال های آزمایشی

- عکس های معرف منطقه

- تهیه نقشه زمین شناسی عوارض موجود

بطور مثال تعداد حداقل 3 گودال یا چال آزمایشی در فاز از کاوش باید حفر گردد. بمنظور کاهش هزینه های اکتشافی نمونه های معرف مناسبی را می توان از سطوح ترانشه ها بمنظور انجام آزمایشات وزن مخصوص، سایش لوس آنجلس و فرسایش (Degradation). یک گزارش بازدید زمین شناسی شامل زمین شناسی منطقه، اکتشاف میدانی مقدماتی و نتایج آزمایشات باید تهیه گردد.

ج) اکتشاف تفصیلی منطقه

در این فاز چال ها و گودال های آزمایشی مورد بررسی قرار گرفته و پیمایش (نمودارگیری) می شوند (logging). مهندس زمین شناسی می بایست نمونه های مناسب را جهت انجام آزمایشات کیفی انتخاب نماید. بر اساس ملاحضات زمین شناسی، تعداد، مکان، عمق و نوع گودال یا چال های آزمایشی تعیین می گردند. در غیاب آزمایشات زمین شناسی دو اصل گودال یا چالها از 40 تا 60 متر بصورت شبکه در سطح و در عمق تا جایی که کمیت های مورد نیاز را تأمین نماید متغیر است.

برای کاوش منابع قرضه خاک تجهیزات اکتشافی که مشاهده و نمونه برداری مستقیم از لایه های زیر سطحی را فراهم نماید، ترجیح داده می شوند. این تجهیزات می تواند شامل بکهو، بولدوزر، مترهای نمونه گیری با قطر بزرگ باشد. تراز آب زیرزمینی نیز در برداشت منطقه ثبت گردد. در جاییکه نوسانات فصل شدید آب زیرزمینی پیش بینی می شود چاههای مشاهده برای پایش تراز آب باید حفر گردد. به منظور کاوش معادن سنگ، روش های نمونه گیری (مغزه گیری) چرخشی مرطوب (با آب) جهت تعیین شرایط زیرزمینی و نمونه گیری برای انجام آزمایش مورد استفاده قرار می گیرد. بطور معمول لوله مغزه گیر سه جداره ای جهت بیشینه سازی کیفیت مغزه استفاده می شود. برای منابع سنگ، مخصوص سنگ چینی (Rip-Rap) تهیه نقشه درز و شکاف ها شامل اندازه گیری دقیق فاصله بندی درزه و شکاف ها بمنظور ارزیابی ابعاد سنگهایی که می توان از آتشباری بدست آورد، مورد نیاز است. همچنین تعیین نوع و ابعاد ناپرشدگی های درزها می بایست مورد توجه قرار گیرد. مغزه های بدست آمده می بایست توسط مهندس زمین شناسی جهت ارزیابی و انجام آزمایشات کیفی بازبینی شوند. اگر نمونه گیری از یک سطح آزاد انجام شده باشد، ممکن است نیاز باشد تا با انجام مغزه گیری از عمق و یا تکنیک های ژئوفیزیکی از شرایط موجود در عمق و یا پشت سطح آزاد اطمینان حاصل نمود.

روشهای ژئوفیزیکی که در اکتشفا معادن قرضه و مصالح مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: انکسار لوزه ای (seismic refraction) ، مقاومت الکتریکی و رادار نفوذ کننده زمین (ground penetrating radar). روش های چاه پیمایی نیز می تواند برای شناسایی امتداد ناپیوستگی ها و شرایط آنها بهمراه نرم افزار مخصوص تفسیر آنها مورد استفاده قرار گیرد. در روش مقاومت الکتریکی سنگ با کیفیت پایین با مقاومت پایین و سنگ با کیفیت خوب با مقاومت بالا مشخص می گردد. با این روش زاویه گسل را نیز می توان تعیین نمود. نتایج بدست آمده از روش های ژئوفیزیکی اطلاعاتی را که در برنامه ریزی توسعه منابع مصالح بکار می روند مهیا می سازد.

ملاحضات خاص

مهندس زمین شناس باید ضرایب تورم و جمع شدگی را تعیین کند تا حجم مطلوب را به حجم موجود در معدن قرضه مورد نظر تبدیل کند.

مهندس زمین شناس می بایست مقدار ظاهری مصالح موجود در معدن قرضه مورد نظر را برآورد نماید. مهندس زمین شناس با بررسی نحوه پیدایش و شکل گیری ذخیره معدن قرضه و در نظرگیری چالها یا گودال های آزمایشی حجم مصالح قابل استفاده را برآورد می نماید. مقدار ظاهری مصالح بدان معنی است که مقدار تخمین زده شده مصالح موجود در قرضه دارای یک ضریب اطمینان است. بیرون یابی عمق زیرین چالهای آزمایشی در محاسبات حجم ظاهری مصالح منظور نمی گردد مگر آنکه ملاحضات زمین شناسی بطور دقیق در نظر گرفته شود. یک فرمول کلی برای محاسبه ذخیره ظاهری عبارت است از:

Q = مقدار مصالح L= طول W= عرض D = عمق

Cbs = تصحیح دامنه کم شیب SF = ضریب اطمینان

گزارش منبع مصالح

مهندس زمین شناس می بایست گزارشی از منبع مصالح مورد نظر با رئوس مطالب زیر تهیه کند. در این گزارش اطلاعاتی از اکتشاف تفصیلی، نمونه گیری و آزمایشات آزمایشگاهی و طرح توسعه آینده منبع قرضه ارائه می شود. این گزارش می بایست زمین شناسی محدوده، اطلاعات اکتشاف میدانی و آزمایشات پایداری شیبها و آبهای زیرزمینی که از محدوده مورد نظر بدست آمده است را مورد بررسی و ارزیابی قرار دهد.

الف) مقدمه

توضیح مختصری از مکان دقیق معدن قرضه و راههای دسترسی به آن

ب) شرح منبع قرضه

این قسمت شامل شرحی از نحوه مالکیت منطقه قرضه، حجم و ابعاد منبع قرضه و محدودیت های منطقه ای است.

ج) توپوگرافی، پوشش گیاهی و آب و هوا

ژئومورفولوژی و توپوگرافی کلی منطقه بهمراه زهکشی محدوده در این قسمت شرح داده می شود. پوشش گیاهی و آب و هوا نیز می تواند در این قسمت مورد بحث قرار گیرد.

د) برداشت ژئوتکنیکی میدانی

در این قسمت شماره و مکان گمانه های اکتشافی بر روی نقشه و متدولوژی حفاری شرح داده می شود. طول کلی مغزه های بدست آمده باید مشخص گردد. نمودارهای گمانه های حفاری بهمراه عکس های رنگی از مغزه های بدست آمده و نمونه های اخذ شده از محل معدن می بایست ضمیمه گردد.

هـ) آزمایشات آزمایشگاهی

نمونه های مناسب توسط مهندس زمین شناس انتخاب گردیده و آزمایشات کیفی اولیه مانند T85 برای وزن مخصوص، T96 برای سایش لوس آنجلس و آزمایش فرسایش انجام می گیرد. از نتایج بدست آمده برای تعیین موقعیت مکانی و توزیع مصالح خوب و یا نامرغوب در معدن قرضه استفاده می شود. نتایج آزمایشات بر روی یک مقطع زمین شناسی و در یک جدول باید تهیه و نمایش داده شود. با توجه به مشخصات فنی پروژه ممکن است آزمایش های دیگری نیز بر روی نمونه ها انجام گیرد.

و) زمین شناسی منطقه ای

در این قسمت به بررسی پدیده های زمین شناسی شکل دهنده زمین شناسی منطقه مورد نظر پرداخته می شود.

ز) زمین شناسی ساختگاه

بر اساس ساختار زمین شناسی منطقه ای می توان زمین شناسی ساختگاه مورد نظر را شرح داد. زهکشی سطحی شامل چشمه ها یا زهکشی های طبیعی یا مصنوعی باید شناسایی و تشریح گردند. عمق آب زیر زمینی و هرگونه تغییرات فصلی باید ذکر گردد. این اطلاعات باید بصورت یک جدول ضمیمه گردد. پایداری شیب های طبیعی و مصنوعی موجود در ساختگاه باید مورد بحث و بررسی قرار گیرند.

چینه شناسی منبع مصالح با توجه به زمین شناسی ساختگاه و نمودارهای چالها و گمانه های آزمایشی تهیه می شود. سرباره و مصالح باطله که از گمانه ها و آزمایش های کیفی بدست می آمده اند و آب زیرزمینی باید در مقاطع زمین شناسی مشخص گردند. در این قسمت شرحی از سنگ با کیفیت خوب و با کیفیت ضعیف همراه با نمایش بر روی مقطع زمین شناسی باید داده شود و توضیح مختصری برای هر مقطع داده شود.

ح) آب زیر زمینی

تراز آب زیرزمینی که در کاوش های زیرسطحی بدست آمده است باید ثبت گردد. هنگامیکه نوسانات فصلی محسوس در تراز آب زیرزمینی پیش بینی می گردد، پنیرومترهایی برای پایش سطح آب زیرزمینی می بایست تعبیه گردد. همچنین میزان بارش باران نیز باید مورد بررسی قرار گیرد.

ط) کیفیت مصالح

کیفیت مصالح ساختگاه بر اساس نمونه های اخذ شده و آزمایشاتی که بر روی آنها انجام شده است مشخص گردد. آزمایشات کیفی بطور معمول عبارتند از: سایش لوس آنجلس، وزن مخصوص و فرسایش ولی با توجه به نیاز پروژه و مصالحی که از قرضه استخارج می گردد می توان آزمایشات دیگری نیز انجام داد. نتایج بدست آمده باید بر روی مقاطع زمین شناسی و در جدولی مخصوص ضمیمه گردد.

ث) کمیت یا مقدار مصالح

مقدار مصالح قابل استفاده در ساختگاه بر اساس چگونگی تشکیل مصالح و نتایج چال ها یا گمانه های آزمایشی تعیین می گردد. مقدار مصالح گزارش شده که با مقدار ظاهری بیان می شود عبارتست از مقدار مصالح موجود با در نظرگیری یک ضریب اطمینان

ت) پایداری شیب ها

تحلیل های پایداری شیب های معدن قرضه در حین استخراج و جهت برنامه های احیای اراضی باید بدقت انجام بگیرد.

پ) ملاحضات استخراج

طرح استخراج نشان دهنده این است که معدن قرضه چگونه باید استخراج و توسعه یابد. طرح استخراج می بایست تشخص کننده توالی مراحل استخراج و مکان آن باشد به معنای اینکه کدامیک از نقاط معدن باید اول، دوم، سوم و غیره استخراج گردد. شرح مشکلات که در جهت استخراج موجود می باشد مانند مصالح با ابعاد بزرگ مانند بلوکهای سنگی بزرگ یا سرباره بیش از حد. حجم سرباره و مواد باطله ای که باید برداشت شود باید در نقشه طرح استخراج مشخص گردند. مکان راه های دسترسی، دروازه ها، فنس ها و تراز کف معدن باید در نقشه نشان داده شوند. زاویه شیب ها بر اساس آنالیزهای پایداری شیب می بایست طراحی گردند. در معادن سنگ، شیب ها می بایست بر اساس پارامترهای مکانیکی سنگ طراحی شوند. مکان راه های دسترسی و حمل مصالح، ذخیره مصالح، باطله، سرباره و تراز کف معدن قرضه باید در نقشه طرح احیا اراضی مشخص شود.

خ) ضمایم

- شکل ها:

نقشه مکانی، نقشه پلان ساختگاه، توپوگرافی، گمانه ها و مقاطع زمین شناسی و....

- جداول:

گمانه ها با عمق و نتایج کیفی آزمایشگاه

گمانه ها با تراز آب زیرزمینی

- نمودارهای گمانه های آزمایشی

- نتایج آزمایشات آزمایشگاهی

- محاسبات ذخیره معدن

- عکس های ساختگاه، مغزه های اخذ شده و نمونه های خاکی