بررسی تاریخچه سنگ تراشی ایران

سنگتراشی‌ در ایران قرنها قبل از میلاد مسیح، با تهیه لوازمی‌ جهت شکار حیوانات و وسایل‌‌اولیه زندگی‌ آغاز شده و بتدریج‌ به‌ اوج‌ رونق‌ و شکوفائی‌ خود رسیده است‌‌

دسته بندی	زمین شناسی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	86 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	46

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

سنگتراشی

سنگتراشی‌ در ایران قرنها قبل از میلاد مسیح، با تهیه لوازمی‌ جهت شکار حیوانات و وسایل‌‌اولیه زندگی‌ آغاز شده و بتدریج‌ به‌ اوج‌ رونق‌ و شکوفائی‌ خود رسیده است‌.‌

باز یافته های باستانی‌ از جمله اشیائی‌ که‌ از حفاریهای تپه یحیی واقع‌ در کرمان بدست‌ آمده ‌موید آن است‌ که‌ پیشینه این‌ صنعت به‌ 4500 سال پیش از میلاد می‌رسد و کشف این‌‌ظروف‌ نشانگر آن است‌ که‌ در آن ایام تراش اشیا مختلف مصرفی‌ و تزئینی از سنگ سبز در‌کرمان رواج داشته که‌ البته هنوز هم‌ این‌ نوع سنگ استخراج و به‌ مشهد فرستاده‌ میشود.‌بطور کلی باید گفت که‌ سنگتراشی‌ در ایران قدیم‌ بیشتر به‌ تهیه وسایل‌ کشاورزی‌ و آلات و‌ابزار شکار و کندن پوست‌ حیوانات اختصاص داشته و لوازم‌ سنگی بدست‌ آمده از غار‌مسکونی‌ کمربند یا غار هوتو در نزدیکی بهشهر که‌ متعلق به‌ 11000 تا 8000 سال قبل از‌میلاد مسیح می‌باشد نیز دلالت‌ بر همین امر دارد. سنگ در ساختن بناهای تاریخی و آثار‌باستانی‌ هم‌ نقش بسیار مهم و اساسی‌ داشته است‌. از جمله مهمترین‌ ابنیه تاریخی میتوان‌از کاخ های دوران هخامنشی 7 حجاری‌های دوره‌ ساسانی‌ و... نام برد. تخت جمید نمونه‌ بارزی‌ ‌از صنعت سنگبری دوره‌ هخامنشی است‌. بط‌وریکه از دو اتاق خزانه‌ تخت جمشید که‌ توسط‌‌هیات علمی موسسه یکاگو کشف گردید بیش از 600 ظرف سنگی سالم‌ و شکسته بدست‌‌آمد. از جمله این‌ ظروف‌ یک‌ جام پایه‌ دار سنگی است‌‌

که قط‌عاتی‌ از طلا و سنگهای قیمتی به‌ آن اضافه‌ شده و نوشتهای بنام آشوربانیپال دارد.‌همچنین یک‌ جام پایه‌ دار از سنگ با کتیبهای بنام خشایار شاه جزو ظروف‌ اخیر است‌. روی‌‌لبه این‌ جام دوازده‌ قو مجسم گردیده که‌ داخل‌ جام را نگاه می‌کنند. در دوره‌ اشکانیان نیز‌سنگبری رایج‌ بوده‌ و نمونه‌ آن در بیستون و در قسمت پائین حجاری‌ بزرگ‌ داریوش وجود‌داشته و بعدها که‌ طاقچهای بر روی‌ آن کندهاند تقریبامحو شده است‌. در آثار این‌ دوره‌‌صورت‌ برجستگی مختصری دارد ولی‌ حالت‌ اشخاص خشک و بدون‌ حرکت‌ است‌ همچنین‌نقش انسان سوار بر اسب‌ مورد توجه‌ فراوانهنرمندان این‌ دوره‌ و نقوشی‌ دیگر از این‌ جمله ‌موبد در حال نیایش‌ و سوزاندن عود در آتشدان در میان آثار این‌ عصر نقش مهمی دارد.‌

سنگتراشی‌ دوره‌ ساسانی‌ راازکنده کاری‌ و نقوش برجسته بر روی‌ 4 سنگ میتوان شناخت‌‌که بیشتر آنها در دامنه کوههای فارس‌ بوجود آمده است‌. اکثر این‌ نقوش بمنظور نمایاندن‌پیروزی‌ بر سلاطین روم‌ ایجاد گردیده است‌. کلیه حجاری‌های دوره‌ ساسانی‌ عبارتست از 20‌حجاری‌ که‌ در نقش رستم، نقش رجب‌ (2 کیلومتری شمال تخت جمشید) فیروز آباد، سر،‌مشهد و شاپور واقع‌ شده و علاوه‌ براینها باید از یک‌ حجاری‌ در سلماس (شمال غربی‌ دریاچه‌‌ارومیه) و حجاری‌ مفصل طاق بستان در نزدیکی باختران نام برد که‌ تمام این‌ حجاریها بجز طاق‌بستان در یک‌ دوره‌ هفتاد ساله‌ (بین سالهای 225 تا 295 میلادی‌) ساخته شده است‌.

هنر مجسمه سازی‌ و هیکل تراشی‌ طاق بستان تفاوتی‌ کلی با سایر آثار مشابه‌ دارد زیرا اگر‌چه تصاویر فرشتگان که‌ در قسمت دیوار غار قرارگرفته با سنن اوایل‌ دوره‌ ساسانیان انط‌باق ‌دارد ولی‌ نقوش بزرگ‌ قسمتهای دیگر که‌ شکار گراز و آهو را مجسم می‌کند.‌

چه از لحاظ موضوع و چه‌ از حیث سبک با صور مورد اشاره‌ تفاوت‌ ، دارد. این‌ نقوش که‌‌برجستگی آن چندان زیاد نیست قسمت بندیهای بسیار مشکل و غامضی را نشان میدهد‌بطوریکه حرکات گرازها، آهوان و فیلها را کاملا ظاهر ساخته و چنان دقیق است‌ که‌ حتی‌پارچه‌ لباس شکارچیان نیز کاملا نمایان می‌باشد. این‌ نقوش برجسته از لحاظ سبک، همان‌نقاشی‌ بر روی‌ دیوار است‌.‌

با وجود آنکه در دین‌ مبین اسلام نقش نمودن‌ صورت‌ انسان بر روی‌ سنگ، پارچه‌ و غیر منع‌شده است‌ اما نمونه‌های متعددی‌ از سنگتراشی‌ که‌ در موزه‌های مختلف جهان باقی‌ مانده نشا ‌نه هائی‌ بارز از کندهکاریهای با ارزش‌ این‌ دوران را بدست‌ می‌دهد. از جمله میتوان از سنگ ‌قبری که‌ در سال 532 هجری تهیه شده و هم‌ اکنون در موزه‌ هنرهای زیبا بوستن موجود‌است‌ و با طرحهای خانه‌ و نوشتههای گوناگون تزئین شده و نیز نمونه‌های از سنگ مرمر که‌ در ‌حال حاضر در موزه‌ متروپولیتن نیویورک‌ نگهداری‌ میشود و متعلق به‌ دوره‌ مغولها است‌ و‌اشکالی‌ به‌ شکل محراب روی‌ آن دیده میشود، نام برد. از زمان قاجار یک‌ نمونه‌ در چشمه‌علی قابل‌ ذکر است‌. با این‌ وجود به‌ آنکه به‌ نظ‌ر برخی‌ از محققان و باستان شناسان ایران‌سرزمین سنگ می‌باشد و منابع‌ سرشاری‌ از انواع سنگها همچون مرمر و سنگ گندمی‌ و سنگ ‌سیاه (که‌ در تخت جمشید بکار رفته) ویش‌ یزدی‌ و سنگ سماق و سنگ آهکی و سنگ میکا‌را دارد ، باید گفت که‌ علیرغم‌ این‌ فراوانی‌، سنگ در معماری‌ و هنر ایران پایگاهی‌ نسبتا فرعی‌ داشته‌و شاید در این‌ امر شکل پذیری گل‌ سفال که‌ با ذوق‌ ایرانیان سازگارتر بوده‌ بی‌ تاثیر نبوده‌‌است‌. امروزه‌ دو مرکز اصلی سنگتراشی‌ در ایران، قم‌ و مشهد است‌ و هم‌ اکنون در‌شهرهای مذکور عده ای از افراد در مراحل‌ مختلف استخراج سنگ سنگ بری، سنگتراشی‌ و‌حکاکی‌ روی‌ سنگ اشتغال دارند. سنگتراشان در مشهد از انواع سنگها نظ‌یر سنگ مرمر،‌سنگ نسوز، سنگ سیاه، سنگ زرد، سنگ قرمزو سنگ سفید استفاده‌ می‌نمایند که‌ صرفنظر‌از سنگ سبز بقیه از معادن‌ موجود در استان خراسان تامین می‌شود. مصرف سنگ سیاه‌مشهد بعلت ارزانی‌ و نقش پذیری زیاد بوده‌ و نزدیک‌ به‌ 70% سنگتراشان این‌ نوع سنگ را‌مصرف می‌کنند ولی‌ سنگ سبز کرمان بعلت گرانی‌ و نیاز به‌ صرف وقت‌ زیاد جهت تولید‌محصول مصرف کمتری دارد و فقط برای ساخت‌ اشیا تزئینی بکار میرود.‌

سنگتراشان قم‌ از سنگ آلاباستر برای تولید محصولات استفاده‌ میکنند و قابل‌ ذکر است‌ که‌ ‌سنگتراشان در هر دو شهر علاوه‌ بر انواع سنگ که‌ شرح آن گذشت‌ از مواد دیگری نظ‌یر گچ‌،‌چسب سنگ، رنگ‌ و پولیش نیز در جریان تولید محصولات استفاده‌ می‌نمایند و آلات و ابزار‌متداول‌ در کارگاههای سنگتراشی‌ معمولا بسیار ساده‌ و ابتدائی‌ بوده‌ و شامل‌ وسایلی نظ‌یر‌چرخ سنگتراشی‌، الماسه‌، پرگار، قلم آهنی سوهان اره‌ و غیره میگردد. محصولات سنگی قم‌‌که سفید رنگ‌ می‌باشد شامل‌ شمعدان، گلدان، سینی، کاسه‌، بشقاب، پایه‌ آباژور، زیر‌سیگاری‌، چراغ خواب، تابلو، شکلات خوری‌، گلابپاش، مجسمه و... در طرحها و اندازه‌های‌گوناگون است‌ و محصولات سنگی مشهد را از نظ‌یر کیفیت به‌ سه‌ دسته میتوان تقسیم کرد:‌

1- فرآورده‌های سنگ سیاه مشهد عبارت‌ است‌ از کاسه‌ بشقاب، شکلات خوری‌، گلدان، قدح،‌لیوان پایه‌ دار، لیوان ساده‌ و فنجان که‌ بیشتر بصورت‌ منقوش بوده‌ اغلب به‌ طرحهای گل‌،‌کاروان و غیره مزین‌ است‌.‌

2- فرآورده‌های سنگی مصرفی‌ که‌ شامل‌ دیزی، هاون‌ و غیره است‌‌

‎3- اشیائی‌ که‌ ازسنگ سبز کرمان و مرمر ساخته میشود. این‌ مصنوعات بیشتر تزئینی بوده‌ و ‌به قیمت گرانی‌ به‌ فروش‌ می‌رسد و انواع متداول‌ آن شامل‌ زیر سیگاری‌، قلم دان، جای‌نوار، چسب، گلدان، پایه‌ پرچم‌ و... در اندازه‌های مختلف است‌.

در مشهد برای تولید فرآورده‌های سنگی پس‌ از استخراج سنگ از معدن با استفاده‌ از‌اره‌های دو سر اقدام به‌ برش آن به‌ قط‌عات کوچک‌ نموده‌ و پس‌ از حمل آن به‌ کارگاههای‌سنگتراشی‌ بر اساس نقشه تقریبی می‌تراشند سپس توسط‌ دستگاه تراش آنرا به‌ شکل‌اصلی و موردنظ‌ر در می‌آورند. آخرین‌ مرحله تولید سوهان کاری‌ است‌ که‌ پس‌ از این‌ عمل‌محصول بصورت‌ مط‌لوب در می‌آید. بمنظور ایجاد نقوش مختلف در فرآورده‌های سنگی پس‌‌از سوهان کاری‌ آنرا در اختیار قلمزن قرار می‌دهند و قلمزن تصویر مورد سفارش‌ را با‌استفاده‌ از قلمهای آهنی روی‌ سنگهای سیاه حکاکی‌ می‌کند و به‌ این‌ ترتیب مراحل‌ مختلف‌ساخت‌ مصنوعات سنگی شامل‌: استخراج سنگ از معدن، تقسیم سنگ به‌ قط‌عات کوچک‌،‌تراش سنگ بااندازه‌ اصلی با دستگاه، سوهان کاری‌ قلمزنی‌ و حکاکی‌ محصول آماده‌ میباشد.‌محصولات مشهد به‌ ویژه محصولات زینتی آن، معمولا به‌ شکلی حکاکی‌ شده عرضه‌ میشود.‌در این‌ زمینه لازم‌ به‌ توضیح است‌ که‌ هر گاه صنعتگران بخواهند بشقاب یا کاسه‌ ای را با‌کنده کاری‌های اسگرافیت زینت دهند، روی‌ آن را با رنگ‌ مشکی می‌پوشانند و سپس به‌‌کمک قلمهایی‌ ظریف‌ و با دقت‌ و مهارت‌ کافی‌ روی‌ آن را به‌ اشکال مورد نظ‌ر می‌تراشند و در‌نتیجه، سط‌ح‌ رنگ‌آمیزی شده دست‌ نخورده‌ باقی‌ مانده و نقش، حالت‌ مشکی برجسته ای به‌‌خود میگیرد .‌

سنگتراشان قم‌ نیز باین‌ نحو عمل میکنند که‌ پس‌ از تحویل‌ سنگ در محل کارگاه و بریدن آن‌با اندازه‌ تقریبی محصولی‌ که‌ قصد تولیدش را دارند، ابتدا با کمک تیشه شکل ابتدائی‌ به‌‌آن می‌دهند و سپس بوسیله قلمهای فلزی درشت‌ داخل‌ آن را خالی‌ می‌کنند و توسط‌‌ قلمهای کوچکتر آنرا پرداخت‌ نموده‌ و در مرحله نهایی‌ نیز برای صیقل دادن‌ سط‌ح‌ بیرونی‌‌محصول از سوهان یا سنگ سمباده‌ استفاده‌ می‌نمایند.‌

قابل‌ ذکر است‌ که‌ در حال حاضر در برخی‌ از کارگاههای سنگتراشی‌ سنگتراشان تکنولوژی‌ را‌برای سرعت‌ بخشیدن به‌ کارشان به‌ خدمت‌ گرفته آن و اکثرا از دستگاهی‌ که‌ شبیه اره‌های‌چوب بری است‌ استفاده‌ می‌کنند ولی‌ در هر حال باید گفت که‌ سنگتراشی‌ به‌ کار مداوم‌ و‌تلاش زیاد نیاز دارد، از اینرو در قیمت تمام شده یک‌ محصول سنگی عامل‌ کار نقش مهمی‌دارد و حدود 80 درصد قیمت را تشکیل می‌دهد.‌در خاتمه باید گفت که‌ سنگتراشی‌ این‌ صنعت هفت هزار ساله‌ به‌ توجه‌ بیشتری نیاز دارد و‌لازمست به‌ مسائل‌ و مشکلاتش‌ بیش از پیش پرداخته شود تا انشاا.. شاهد رونق‌ و‌شکوفائی‌ آن باشیم.‌

سنگتراشی‌ در ایران‌

سنگتراشی‌ در ایران قرنها قبل از میلاد مسیح، با تهیه لوازمی‌ جهت شکار حیوانات و وسایل‌‌اولیه زندگی‌ آغاز شده و بتدریج‌ به‌ اوج‌ رونق‌ و شکوفائی‌ خود رسیده است‌.‌

باز یافتههای باستانی‌ از جمله اشیائی‌ که‌ از حفاریهای تپه یحیی واقع‌ در کرمان بدست‌ آمده ‌موید آن است‌ که‌ پیشینه این‌ صنعت به‌ 4500 سال پیش از میلاد می‌رسد و کشف این‌‌ظروف‌ نشانگر آن است‌ که‌ در آن ایام تراش اشیا مختلف مصرفی‌ و تزئینی از سنگ سبز در‌کرمان رواج داشته که‌ البته هنوز هم‌ این‌ نوع سنگ استخراج و به‌ مشهد فرستاده‌ میشود.‌بطور کلی باید گفت که‌ سنگتراشی‌ در ایران قدیم‌ بیشتر به‌ تهیه وسایل‌ کشاورزی‌ و آلات و‌ابزار شکار و کندن پوست‌ حیوانات اختصاص داشته و لوازم‌ سنگی بدست‌ آمده از غار‌مسکونی‌ کمربند یا غار هوتو در نزدیکی بهشهر که‌ متعلق به‌ 11000 تا 8000 سال قبل از‌میلاد مسیح می‌باشد نیز دلالت‌ بر همین امر دارد. سنگ در ساختن بناهای تاریخی و آثار‌باستانی‌ هم‌ نقش بسیار مهم و اساسی‌ داشته است‌. از جمله مهمترین‌ ابنیه تاریخی میتوان‌از کاخ های دوران هخامنشی 7 حجاری‌های دوره‌ ساسانی‌ و... نام برد. تخت جمید نمونه‌ بارزی‌ ‌از صنعت سنگبری دوره‌ هخامنشی است‌. بط‌وریکه از دو اتاق خزانه‌ تخت جمشید که‌ توسط‌‌هیات علمی موسسه یکاگو کشف گردید بیش از 600 ظرف سنگی سالم‌ و شکسته بدست‌‌آمد. از جمله این‌ ظروف‌ یک‌ جام پایه‌ دار سنگی است‌‌

که قط‌عاتی‌ از طلا و سنگهای قیمتی به‌ آن اضافه‌ شده و نوشتهای بنام آشوربانیپال دارد.‌همچنین یک‌ جام پایه‌ دار از سنگ با کتیبهای بنام خشایار شاه جزو ظروف‌ اخیر است‌. روی‌‌لبه این‌ جام دوازده‌ قو مجسم گردیده که‌ داخل‌ جام را نگاه می‌کنند. در دوره‌ اشکانیان نیز‌سنگبری رایج‌ بوده‌ و نمونه‌ آن در بیستون و در قسمت پائین حجاری‌ بزرگ‌ داریوش وجود‌داشته و بعدها که‌ طاقچهای بر روی‌ آن کندهاند تقریبامحو شده است‌. در آثار این‌ دوره‌‌صورت‌ برجستگی مختصری دارد ولی‌ حالت‌ اشخاص خشک و بدون‌ حرکت‌ است‌ همچنین‌نقش انسان سوار بر اسب‌ مورد توجه‌ فراوانهنرمندان این‌ دوره‌ و نقوشی‌ دیگر از این‌ جمله ‌موبد در حال نیایش‌ و سوزاندن عود در آتشدان در میان آثار این‌ عصر نقش مهمی دارد.‌

سنگتراشی‌ دوره‌ ساسانی‌ راازکنده کاری‌ و نقوش برجسته بر روی‌ 4 سنگ میتوان شناخت‌‌که بیشتر آنها در دامنه کوههای فارس‌ بوجود آمده است‌. اکثر این‌ نقوش بمنظور نمایاندن‌پیروزی‌ بر سلاطین روم‌ ایجاد گردیده است‌. کلیه حجاری‌های دوره‌ ساسانی‌ عبارتست از 20‌حجاری‌ که‌ در نقش رستم، نقش رجب‌ (2 کیلومتری شمال تخت جمشید) فیروز آباد، سر،‌مشهد و شاپور واقع‌ شده و علاوه‌ براینها باید از یک‌ حجاری‌ در سلماس (شمال غربی‌ دریاچه‌‌ارومیه) و حجاری‌ مفصل طاق بستان در نزدیکی باختران نام برد که‌ تمام این‌ حجاریها بجز طاق‌بستان در یک‌ دوره‌ هفتاد ساله‌ (بین سالهای 225 تا 295 میلادی‌) ساخته شده است‌. ‌

هنر مجسمه سازی‌ و هیکل تراشی‌ طاق بستان تفاوتی‌ کلی با سایر آثار مشابه‌ دارد زیرا اگر‌چه تصاویر فرشتگان که‌ در قسمت دیوار غار قرارگرفته با سنن اوایل‌ دوره‌ ساسانیان انط‌باق ‌دارد ولی‌ نقوش بزرگ‌ قسمتهای دیگر که‌ شکار گراز و آهو را مجسم می‌کند.‌

چه از لحاظ موضوع و چه‌ از حیث سبک با صور مورد اشاره‌ تفاوت‌ ، دارد. این‌ نقوش که‌‌برجستگی آن چندان زیاد نیست قسمت بندیهای بسیار مشکل و غامضی را نشان میدهد‌بطوریکه حرکات گرازها، آهوان و فیلها را کاملا ظاهر ساخته و چنان دقیق است‌ که‌ حتی‌پارچه‌ لباس شکارچیان نیز کاملا نمایان می‌باشد. این‌ نقوش برجسته از لحاظ سبک، همان‌نقاشی‌ بر روی‌ دیوار است‌.‌

بررسی تاریخچه سنگ تراشی ایرانسنگتراشی

بررسی مهندسی زلزله تدوین آیین نامه ای جامع جهت پیشگیری از عواقب زلزله در ایران

میلیون ها سال است که زلزله در جهان به وقوع پیوسته و در آینده نیز به همانگونه که در گذشته بوده است، اتفاق خواهد افتاد این پدیده طبیعی هنگامی به یک مصیبت بزرگ انسانی تبدیل می گردد که در منطقه ای شهری با بافت متراکم اتفاق بیافتد نمونه آثار این سانحه مرگ آور، در زلزله های بزرگ ایران همچون زلزله سال 1382 بم و زلزله 1369 منجیل بر هیچکس پنهان نیست با وجو

دسته بندی	عمران
فرمت فایل	doc
حجم فایل	3877 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	177

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

مهندسی زلزله

تدوین آیین نامه ای جامع جهت پیشگیری از عواقب زلزله در ایران

فصل اول

1-1) مقدمه

1-2) اهداف مجموعه حاضر

1-1) مقدمه

میلیون ها سال است که زلزله در جهان به وقوع پیوسته و در آینده نیز به همانگونه که در گذشته بوده است، اتفاق خواهد افتاد. این پدیده طبیعی هنگامی به یک مصیبت بزرگ انسانی تبدیل می گردد که در منطقه ای شهری با بافت متراکم اتفاق بیافتد. نمونه آثار این سانحه مرگ آور، در زلزله های بزرگ ایران همچون زلزله سال 1382 بم و زلزله 1369 منجیل بر هیچکس پنهان نیست. با وجود آگاهی از بسیاری از عوامل وقوع این پدیده، جلوگیری از وقوع این پدیده، با علم کنونی بشر امکان پذیر نمی باشد؛ لیکن کاهش اثر ارتعاشات نیرومند زلزله در قالب تقلیل خسارات، صدمات و مخصوصاً تلفات جانی ناشی از آن امکان پذیر می باشد.

علم مهندسی زلزله به اثرات زلزله بر انسان ها و محیط آن ها و همچنین روش های کاهش این آثار می پردازد. مطالعه زلزله و اثرات ناشی از آن با توجه به مدارک مکتوب متعلق به زلزله های ژاپن و نواحی شرق مدیترانه به تقریباً 1600 سال قبل برمی گردد. سوابق مطالعات زلزله در نواحی فعال لرزه ای آمریکا تنها به 200 الی 350 سال قبل برمی گردد. ولی بشر میلیون ها سال است که از وقوع این پدیده مطلع است ولی تجربه و دانش او از علم زلزله خیلی کمتر از عمر این پدیده است. مهندسی زلزله در ابتدای قرن بیستم زاده و در انتهای آن به کمال خود رسید. از سال 1908 در ایتالیا ضوابط بارگذاری لرزه ای براساس قضاوت مهندسی آغاز و در بسیاری کشورهای جهان پذیرفته و اجرا شد. با تولد رایانه ها و افزایش استفاده از آن ها در انجام عملیات های زمان بر و تکراری دستی، علم دینامیک سازه به طور جدی به عرصه مهندسی زلزله وارد شد. اما 40 سال طول کشید تا طراحی لرزه ای متکی بر تحلیل های دینامیکی سازه گردد. در فاصله دهه 60میلادی تا اواخر دهه 70، تلاش ها، عمدتاً صرف آشتی دادن ضوابط قبلی و یافته های جدید شد و معرفی ضریب رفتار حاصل این تلاش های آشتی جویانه است. در کنار شناخت ماهیت زلزله و نحوه وارد آوردن نیرو به ساختمان ها همواره آنچه نیروی زلزله بر آن وارد می شود یعنی خود ساختمان و سیستمی که مقاومت لازم در برابر قدرت ارتعاشات را داشته باشد مورد توجه مهندسین سازه بوده است. رشد و توسعه انواع سیستم های سازه ای از ساختمان های خشتی تا آسمان خراش ها، از مصرف خشت و چوب تا طراحی قالب های لرزه بر با استفاده از بتن و فولاد و امروز مصالح ترکیبی (کامپوزیت) و ...، همگی گواه این مسئله می باشند. اما آنچه مهم است، طراحی لرزه ای این سیستم ها و اهداف آن ها که پایه و اساس روابط حاکم بر آن را تشکیل می دهد، می باشد. اهداف طراحی لرزه ای و روابط معادلات موجود حال در مسیر تکامل، به طراحی براساس عملکرد لرزه ای سازه رسیده است. چیزی که عرصه جدیدی از طراحی لرزه ای و لزوم تحقیق و جستجو در این زمینه را پیش رو مهندسین سازه نهاده است. مطالعه لرزه ای سیستم های معمول سازه ای یا به عبارتی یافتن یک تعادل بین مقاومت سازه و اثرات ناشی از زلزله مانند تغییر مکان ها، کاهش و افت مقاومت و سختی و نهایتاً شکست و فروپاشی مصالح و کل سازه، می رود تا شکل تازه ای به خود بگیرد. لذا در راستای طراحی سازه براساس عملکرد، که در آن در سطح کاربردی معمول به دنبال از بین بردن تلفات جانی و استقرار سازه در محدوده های ایمنی هستیم، بازنگری مجدد سیستم های سازه ای و خصوصیات سختی و شکل هندسی و محدودیت های شکل پذیری و تغییر مکان های آن ها، از جمله فعالیت های مؤثر تا دستیابی به روش های طراحی براساس عملکرد می باشند.

یکی از این سیستم های سازه ای که تولد آن نشانه تیزبینی پروفسور پوپوف و همکارانش بوده است و در سازه های بزرگ بسیاری در سطح جهان مورد استفاده قرار گرفته است، سیستم قاب های لرزه بر فولادی با مهاربندی واگرا می باشد. رفتار این سیستم ها که دارای شکل پذیری بالایی می باشند و از لحاظ عملکرد هندسی و معماری بسیاری از محدودیت ها را از میان برمی دارند، حداقل در کشور ما آنچنان معرفی نشده است.

1-2) اهداف مجموعه حاضر

با پیش رو بودن عصر نوین در طراحی لرزه ای و توجه به خصوصیات و پاسخ های متفاوت سیستم های لرزه بر در برابر زلزله استفاده از سیستم های بادبندی برون محور بسیار گسترش یافته است. با توجه به اینکه کشور ایران در مجموعه کشورهای لرزه خیز می باشد و همچنین توجه به این مسأله که این کشور در حال توسعه اقتصادی است، احداث بناهای با کاربردی های متفاوت و با درجات اهمیت بالا و متوسط، بسیار حیاتی می باشد، لذا لزوم یک آیین نامه قدرتمند که بتواند با اعمال قوانین روشن و واضح در عرصه طراحی و اجرای همگام با توسعه ساخت و ساز در کشور، حافظ منافع و منابع ملی این مرز و بوم باشد، شدیداً احساس می شود. آنگونه که مشاهده میشود، استاندارد 2800 ایران توانسته به گوشه ای از این اهداف دست یابد. خوشبختانه ا ستاندارد مذکور در حال توسعه و بازنگری دائمی بوده و امید آن می رود که روزی به یک مجموعه مستقل در بخش طراحی لرزه ای و مهندسی زلزله از لحاظ مبانی، تبدیل گردد. در ویرایش سوم استاندارد 2800 (1384)، که آخرین ویرایش آن تا این تاریخ می باشد، بسیاری تفاوت ها و تغییرات بنیادی در ارقام کنترل و طراحی در مقایسه با ویرایش های قبلی به چشم می خورد. لیکن به جهت مطالعه تحقیقی بخش کوچکی از این آیین نامه به مطالعه قاب های ساده با بادبندهای برون محور و عوامل مؤثر بر ضرایب رفتار خطی و غیرخطی آن پرداخته شده. در این ویرایش همچنین این قاب ها جز معدود مواردی هستند که عدد جدیدی برای آن اعلام نشده است. لذا ما در این مجموعه با مطالعه و تحلیل پارامترهای ضریب رفتار سیستم مذکور همچون شکل پذیری، ضرایب اضافه مقاومت و ضرایب تنش مجاز متأثر از مشخصات هندسی مرسوم این سازه ها که در بخش های آتی بدان ها پرداخته خواهد شد، به دنبال تعیین ضریب رفتار سیستم های قاب های ساختمانی فولادی ساده با بادبندهای برون محور هستیم. تا بتوان نقص این آیین نامه را در این مورد در حدامکان نشان دهیم، امید است این تحقیق باعث صرفه جویی در مصرف و کاربرد غیرلازم فولاد، این سرمایه ملی و گران قیمت گردد.

1-3) ساختار مجموعه حاضر

پایان نامه حاضر با اهدافی که در بخش های پیشین عنوان گردید، در پنج فصل نگاشته و تنظیم شده است:

فصل یکم: پیش گفتار و ساختار

این فصل شامل پیشگفتار و مقدمه ای بر مهندسی زلزله و لزوم انجام تحقیق درباره ضریب رفتار سازه ها با سیستم های باربری لرزه ای متفاوت من جمله سیستم قاب ساده فولادی با بادبند واگرا می باشد.

فصل دوم: تئوری های حاکم بر رفتار لرزه ای سازه

در این فصل پس از بیان مقدمه ای بر طراحی لرزه ای و اهداف آن در آیین نامه های زلزله ایران،SEAOC ، ATC40 و UBC97 به رفتار نیرو – تغییر شکل سازه ها تحت بارهای چرخه ای و صعودی می پردازیم. مفهوم شکل پذیری و عملکرد انواع مختلف آن در این فصل توضیح داده خواهد شد. با معرفی شکل پذیری نیاز و مقدمه ای بر طراحی سازه براساس شکل پذیری به دنبال یافتن تأثیر شکل پذیری در کاهش نیروی طراحی خواهیم بود. در ادامه با مروری بر طیف ظرفیت و تعریف ضریب رفتار سازه به تعیین عوامل مؤثر بر آن با توجه به طیف ظرفیت پرداخته و مفاهیم اضافه مقاومت و ضرایب تنش مجاز و در نهایت خود ضریب رفتار بازگو خواهد شد. در بخش های دیگری با معرفی روش آنالیز غیر خطی استاتیکی یا روش بارافزون (pushover) و ترازهای عملکرد لرزه ای سازه در تحلیل های غیرخطی به تعیین نقطه عملکرد سازه خواهیم پرداخت. مفاهیم تبدیل منحنی ظرفیت و نیاز به فرمت یکسان ADRS و میرایی و انواع رفتار سازه ای از دیگر مباحث فصل دوم می باشد. پس از مروری بر انواع مفاصل پلاستیک در این بخش و ملاک های پذیرش و کنترل عملکرد سازه به تعیین ضریب رفتار سازه با استفاده از طیف های ظرفیت – نیاز سازه پرداخته می شود. با ارائه مفاهیم کاهش تأثیر زلزله به علت افزایش پریود، اتلاف انرژی و میرایی، اضافه مقاومت و کنترل ضریب رفتار و مبانی مفروض در این تحقیق مباحث فصل دوم به سرانجام می رسد.

فصل سوم: بررسی رفتار ارتجاعی و غیر ارتجاعی قابهای فولادی با بادبند واگرا

در این فصل ابتدا به معرفی عمومی سیستم های قاب فولادی مهاربندی شده با بادبند واگرا EBF و ذکر محاسن و لزوم استفاده از این نوع سیستم باربر سازه ای پس از ذکر تاریخچه تولد این نوع آرایش سازه ای پرداخته و با معرفی انواع اشکال هندسی این نوع سازه ها به پردازش سختی، زمان تناوب و مقاومت و رابطه آن ها با خصوصیات هندسی سازه خواهیم پرداخت. پس از مطالعه رفتار هیسترزیس این سیستم به بحث ملاحظات طراحی این گونه قاب ها می رسیم. در این بخش به صورت خلاصه عمده مباحث موجود در مورد طراحی این نوع سیستم ها و علی الخصوص مشخصات تیر پیوند در این قاب ها و انواع رفتارهای مکانیکی مربوطه پرداخته خواهد شد.

فصل چهارم: بررسی تأثیرمشخصات تیرپیوند در ضریب رفتار قاب های فولادی با بادبند واگرا

در این فصل پس از انتخاب مدل و شرح ملاحظات تحلیل خطی و غیرخطی استاتیکی به ارائه نتایج تحلیل غیرخطی و محاسبه پارامترهای رفتار غیرخطی استاتیکی به ارائه نتایج تحلیل غیرخطی و محاسبه پارامترهای رفتار غیرخطی سازه براساس طیف های ظرفیت سازه پرداخته خواهد شد. در این راستا قاب های EBF با ترازهای ارتفاعی و خصوصیات هندسی متفاوت مورد تحلیل قرار می گیرد. از دیگر مواردی که در این فصل به آن پرداخته شده تحلیل و تعیین پارامترهای مؤثر بر ضریب رفتار سازه و تعیین ضریب رفتار سازه های طراحی شده براساس عملکرد مناسب لرزه ای می باشد. در ادامه با بررسی تحلیلی ارقام به دست آمده، نتایج مدل سازی ها ارائه می شود.

فصل پنجم: جمع بندی، نتایج و پیشنهادات

این فصل شامل جمع بندی تحلیلی نتایج بدست آمده در فصل چهار می باشد. در ادامه این فصل به ارائه پیشنهاد جهت توسعه و ادامه مطالعه و تحقیق در پروژه های تحقیقاتی آتی پرداخته خواهد شد.

در پایان فهرستی از منابع، مراجع و جداول آیین نامه ای استفاده شده جهت انجام این تحقیق در بخش مراجع این مجموعه آمده است.

فصل دوم

تئوری های حاکم بر رفتار لرزه ای سازه ها

2-1) مقدمه ای بر طراحی لرزه ای و اهداف آن

طرح ساختمان های مقاوم در برابر بار زلزله، همچون طرح سازه ای برای سایر حالات بار، اساساً به معنی مشخص نمودن نیروها و تغییر شکل های متناظر و همچنین تعیین اندازه و جزئیات اعضاء برای تحمل این نیروها و تغییر شکل ها است. در برخی ساختمان های خاص مثل راکتورهای اتمی، طرح سازه در مقابل زلزله عمدتاً بر رفتار ارتجاعی استوار بوده و تنش های بحرانی در سازه باید کمتر از تنش های حد تسلیم باشد. اما در طراحی ساختمان های متداول، مخصوصاً قاب ها، یک طرح اقتصادی با مجاز دانستن تسلیم بعضی اعضاء طی زلزله های شدید به دست می آید. ضوابط موجود در آیین نامه های زلزله، به طور ضمنی هدف از طراحی لرزه ای برای ساختمان ها را بصورت های زیر بیان می دارند:

الف) آیین نامه زلزله ایران (استاندارد 2800)

1) زلزله های با شدت کم را بدون ایجاد خسارت تحمل کنند. از یک سازه انتظار می رود که این تحریک های کوچک را که در طول عمر سازه به دفعات اتفاق می افتد، بصورت ارتجاعی و بدون ایجاد تسلیم تحمل کند.

2) زلزله های با شدت متوسط را با ایجاد خسارات بسیار جزئی سازه ای و مقداری خسارات غیرسازه ای تحمل نمایند که با طرح و اجرای مناسب، انتظار می رود که خسارات سازه ای در این محدوده قابل تعمیر باشد.

3) زلزله های شدید را بدون فروریزی تحمل کنند و تلفات جانی نداشته باشند، که ساختمان های با اهمیت زیاد باید علاوه بر ایستایی در سطح بهره برداری خود نیز قرار داشته باشند.

لازم به ذکر است که زلزله های شدید یا زلزله طرح به زلزله ای اطلاق می گردد که احتمال وقوع آن در طی مدت 50 سال عمر مفید ساختمان، کمتر از 10% باشد و زلزله خفیف یا متوسط زلزله ای است که در طی این مدت احتمال وقوع بیش از 5/99 درصد را دارا می باشد.

ب) آیین نامه انجمن مهندسین سازه کالیفرنیا (SEAOC) [1]

1) در زلزله های با شدت کم که به دفعات اتفاق می افتند از خسارت غیرسازه ای جلوگیری شود.

2) در زلزله های متوسط که گهگاه ممکن است اتفاق بیافتد از خسارت سازه ای جلوگیری شود و خسارت غیرسازه ای هم به حداقل برسد.

3) در زلزله های شدید هم که به ندرت اتفاق می افتد، از فروریزی ساختمان جلوگیری شود.

ج) آیین نامه ATC-40

این آیین نامه با معرفی سه سطح نیرو زلزله یعنی بهره برداری (SE)، و شدید (ME) و با تعریف سطوح عملکرد مختلف شامل قابل بهره برداری، خسارات جزیی، ایمنی جانی و پایداری سازه که توسط کارفرما تعیین می شود!، سازه را مورد تحلیل لرزه ای قرار می دهد.

د) آیین نامه UBC97

در این آیین نامه با آنالیز سازه ها براساس کفایت سازه ها، اثرات پاسخ غیرخطی ساختمان همچون اضافه مقاومت ها و شکل پذیری عناصر مختلف مدنظر قرار می گیرد.

بر طبق معیارهای فوق، توجه اصلی در مقاوم سازی در برابر زلزله به ایمنی جانی معطوف است؛ یعنی جلوگیری از فروریزی تحت شدید ترین زلزله ای که در طول عمر سازه محتمل است. سازه ای که براساس چنین فلسفه ای طراحی شده باشد، تحت نیروهای زلزله شدید که قرار می گیرد آن را به محدوده غیرخطی سوق می دهد. چرا که طرح سازه ها برای رفتار خطی تحت لرزش های ناشی از زلزله های بزرگ اساساً اقتصادی نیست. لذا اکثر ساختمان ها برای نیروی برشی به مراتب کوچکتر از نیروی برشی حد تسلیم نظیر قوی ترین زمین لرزه ای که احتمال وقوع آن می رود، طراحی می شوند. بنابراین صدمه دیدن ساختمان ها تحت تحریکات بزرگ زمین، چندان تعجب آور نیست و تلاش مهندسین در این جهت است که طراحی طوری صورت گیرد که خسارت به درجه قابل قبولی محدود گردد. ساختمان هایی که براساس روش های این آیین نامه ساختمانی طراحی شده اند، قادر به مقاومت در برابر نیروهایی هستند که به میزان قابل توجهی بزرگتر از نیروهای مبنای طراحی می باشند و همچنین تغییر شکل ها و تنش های توزیع یافته در طی یک زمین لرزه بزرگ، از حدود ارتجاعی مصالح سازه ای تجاوز خواهد کرد. از این رو نمی توان فرض کرد که پاسخ سازه ای، به طور کامل خطی باشد. و در نتیجه، نتایج پیش بینی شده، بوسیله تحلیل های خطی معتبر نیستند. ضوابط آیین نامه ای، از این جهت مطلوب هستند که طرح های اقتصادیی را ایجاد می کنند، به این طریق که بگونه ای مطلوب، در برابر زمین لرزه های شدید مقاومت داشته باشند. حتی یک مقدار قابل ملاحظه میرایی و مقاومت های ذخیره ای محاسبه نشده، نمی تواند این مغایرت و تناقض را جبران کند. این اختلاف معمولاً بواسطه جذب انرژی در سازه، از طریق تغییر شکل های غیرارتجاعی اعضای سازه ای و اجزای غیرسازه ای که ممکن است بوسیله یک زمین لرزه با شدت ملایم تولید شوند توجیه می گردد. در حالت کلی تلاش می شود که نیل به اهداف فوق با فراهم آوردن مقاومت، سختی، شکل پذیری، قابلیت اتلاف انرژی و ...به مقدار لازم صورت گیرد [2].

2-2) رفتار نیرو – تغییر شکل

همانطور که عنوان شد، در بیشتر ساختمان ها یک طرح اقتصادی با پذیرش تسلیم در برخی اعضاء تحت نیروهای ناشی از زلزله ای متوسط تا شدید به دست می آید. بنابراین پاسخ تغییر شکلی سازه در هر دو محدوده ارتجاعی و غیرارتجاعی، دارای اهمیت است و آزمون های آزمایشگاهی متعددی نیز برای تعیین این پاسخ تحت شرایط زلزله انجام شده است.

2-2-1) رفتار هیسترزیس

به هنگام زلزله، سازه تحت حرکت نوسانی قرار گرفته و تغییر شکل های رفت و برگشتی تجربه می کند. آزمایش های چرخه ای که چنین شرایطی را مشابه سازی می کنند، بر روی اعضاء، اتصالات، مدل های با مقیاس کوچک و حتی مدل های تمام مقیاس انجام شده است. نتایج مبین این است که نمودار نیرو- تغییر شکل تحت بارهای رفت و برگشتی تشکیل منحنی های حلقه ای شکل می دهد که منحنی هیسترزیس نامیده می شود.

شکل(2-1 )حلقه هیسترزیس بار-تغییر مکان

در شکل (2-1) یک حلقه هیسترزیس نیرو- تغییر مکان نشان داده شده است[3]، القاء انرژی از نقطه D تا نقطه A برابر مساحت زیر نمودار نیرو تغییر مکان بوده و با سطح AED مشخص می شود. هنگامی که سازه از نقطه A تا نقطه B حرکت می کند، انرژی معادل سطح BAE باز پس گرفته می شود. این رابطه در بین نقاط B و C و بین نقاط C و D نیز صادق است. نتیجتاً، در هر سیکل بارگذاری و باربرداری، انرژی نظیر سطح داخل منحنی ABCD اتلاف می گردد. در واقع سطح داخلی منحنی هیسترزیس عبارت است از مقدار انرژی تلف شده بصورت حرارت، مقدار این میرایی با بالا رفتن مقدار تغییر شکل و افزایش سطح محصور شده منحنی افزایش می یابد. لذا هر چه حلقه های هیسترزیس باریک تر و کم حجم تر باشد، اتلاف انرژی زلزله کمتر و بالعکس اگر دوکی شکل و حجیم تر باشند، رفتار لرزه ای مناسب تر خواهد بود. نکته قابل توجه در بارهای لرزه ای اینست که سازه های ساختمانی تحت اثر حرکات زمین، تعداد زیادی رفت و برگشت بار را متحمل می شوند و دربعضی از انواع سازه ها، ممکن است مقاومت و یا سختی سیستم بعد از هر

چرخه، تنزل، یابد. شکل(2-2). مسلماً این سازه ها در مقایسه با سازه هایی که فاقد چنین کاهشی هستند، نامناسب تر بوده و قابلیت کمتری از خود نشان می دهند.

شکل(2-2 )تنزل در اثر بار چرخه ای. الف): کاهش مقاومت ب): کاهش سختی[3]

شکل(2-3) رفتار هیسترزیس سازه ها. الف) رفتار نامناسب ب)رفتار مناسب[3]

شکل (2-3) نشان دهنده رابطه بار افقی جابجایی برای دو قاب مختلف است. شکل (2-3-الف) رفتار نامناسب مقاومت در برابر زلزله را نشان می دهد؛ حلقه های هیسترزیس باریک و له شده هستند، مقاومت تحت اثر تکرار بارگذاری کاهش پیدا می کند و مساحت محاط شده توسط یک حلقه که نمایانگر ظرفیت اتلاف انرژی است، کوچک می باشد. این مشخصه معمولاً مربوط به قاب های بتنی می باشد در قاب های فولادی هم که ناپایداری های موضعی و کلی، گسیختگی اتصالات و جوش ها رخ دهد حلقه های هیسترزیس بدین شکل خواهد شد. از طرف دیگر، قاب شکل (2-3- ب) بیانگر رفتار مناسب در برابر زلزله است؛ حلقه های هیسترزیس پایدار و بدون کاهش مقاومت هستند و ظرفیت اتلاف انرژی زیاد است. این نوع رفتار را برای یک قاب EBF با طراحی صحیح می توان انتظار داشت.

بطور کلی یک رفتار هیسترزیس خوب دارای شرایط زیر است[4]:

الف- عدم کاهش مقاومت در اثر بارگذاری.

ب- عدم کاهش مقاومت در اثر جابجایی های زیاد.

ج- عدم کاهش سختی در اثر تناوب بارگذاری و جابجایی های زیاد.

بطور کلی رفتار هیسترزیس یک سازه بستگی به نوع سیستم سازه ای، اجزاء و مصالح بکار رفته در آن دارد.

بررسی مهندسی زلزله تدوین آیین نامه ای جامع جهت پیشگیری از عواقب زلزله در ایرانتئوری های حاکم بر رفتار لرزه ای سازهرفتار هیسترزیس

بررسی تاریخچه رزین های تعویض یونی

رزین های تعویض یونی ذرات جامدی هستند که می توانند یون های نامطلوب در محلول را با همان مقدار اکی والان از یون مطلوب با بار الکتریکی مشابه جایگزین کنند

دسته بندی	زمین شناسی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	74 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	67

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

- تاریخچه رزین های تعویض یونی

رزین های تعویض یونی ذرات جامدی هستند که می توانند یون های نامطلوب در محلول را با همان مقدار اکی والان از یون مطلوب با بار الکتریکی مشابه جایگزین کنند.

در سال 1850 یک خاک شناس انگلیسی متوجه شد که محلول سولفات آمونیمی که به عنوان کود شیمیایی بکار می رود، در اثر عبور از لایه های ستونی از خاک، آمونیم خود را از دست می دهد بگونه ای که در محلول خروجی از ستون خاک، سولفات کلسیم در محلول ظاهر می شود.

این یافته توسط دیگران پیگیری شد و متوجه شدند که سیلیکات آلومینیوم موجود در خاک قادر به تعویض یونی می باشد. این نتیجه گیری با تهیه ژل سیلیکات آلومینیوم از ترکیب محلول و سولفات آلومینیم و سیلیکات سدیم به اثبات رسید. بنابراین اولین رزین مصنوعی که ساخته شد سیلیکات آلومینیوم بود.

به رزین های معدنی، زئولیت می گویند و در طبیعت سنگهای یافت می شوند که می توانند کار زئولیت های سنتزی را انجام دهند. این مواد، یون های سختی آور آب ( کلسیم و منیزیم) را حذف می کردند و بجای آن یون سدیم آزاد می کردند از اینرو به زئولیت های سدیمی مشهور شدند که استفاده از آن در تصفیه آب مزایای زیادی داشت چون احتیاج به استفاده از مواد شیمیایی نبود و اثرات جانبی هم نداشتند. اما زئولیت های سدیمی دارای محدودیتهایی بودند. این زئولیت ها می توانستند فقط سدیم را جایگزین کلسیم و منیزیم محلول در آب نمایند و آنیونها بدون تغییر باقی می ماندند. از این رو آب تصفیه شده با زئولیت های سدیمی به همان اندازه آب خام، قلیاییت، سولفات، کلراید و سیلیکاتت دارند.

واضح است که چنین آبی برای صنایع مطلوب نیست. مثلاً بی کربنات سدیم محلول در آب می تواند مشکلاتی را در مراحل بعدی برای دیگ بخار بوجود آورد. زیرا در اثر حرارت به سود و گاز دی اکسید کربن تبدیل می شود. سود یکی از عوامل مهم در خوردگی موضعی در نیروگاههاست که بحث مفصل تر آن در مباحث آینده خواهد آمد. گاز دی اکسید کربن موجود در بخار آب در اثر میعان بخار به صورت اسید کرینیک در می اید که باعث خوردگی لوله های برگشتی می شود که بخار آب خروجی از توربین را به کندانسور (چگالنده) می برند.

یکی دیگر از اشکلات مهم استفاده از زئولیت ها ی سدیمی، عدم کاهش غلظت سیلیس در آب تصفیه شده می باشد که یکی از خطرناکترین ناخالصی های آب تغذیه دیگ بخار در فشارهای زیاد می باشد.

تحقیقات برای رفع عیوب زئولیت های سدیمی ادامه یافت تا آنکه در اواسط دهه 1930 در هلند زئولیت هایی ساخته شد که بجای سدیم فعال، هیدروژن فعال داشتند . این زئولیت ها که به تعویض کننده های کاتیونی هیدروژنی معروف شدند، می توانستند تمام نمکهای محلول در آب را به اسیدهای مربوط تبدیل کنند. بعنوان مثال بی کربناتهای کلسیم و منیزیم به اسید کربنیک تبدیل می شوند که اسید کربنیک بی دی اکسید کربن و آب تجزیه می شود.

دی اکسید کربن تولید شده را می توان توسط هوادهی یا هوازدایی از محیط حذف کرد. لذا با این روش تمام قلیاییت بی کربناتی حذف می شود. رزین های کاتیونی هیدروژنی جدید، سیلیس نداشته و علاوه بر این قادرند همزمان هم سختی آب را حذف کنند و هم قلیاییت آب را کاهش دهند.

آب خروجی از تعویض کننده کاتیونی هیدروژنی، اسیدی است و باید خنثی شود. این کار با اضافه کردن قلیا (‌باز) یا مخلوط کردن خروجی تعویض کننده کاتیونی هیدروژنی با خروجی تعویض کننده سدیمی (زئولیت ) امکان پذیر است.

تعویض کننده های کاتیونی هیدروژنی هم دارای محدودیت هایی هستند. هنوز آنیونها، مثل سولفات کلراید و سیلیکات حذف نمی شوند.

برای بهبود تکنولوژی تصفیه آب گام های اساسی در سال 1944 برداشته شد که باعث تولید رزین های تعویض یونی آنیونی شد. (3) رزین های کاتیونی هیدروژنی تمام کاتیونهای آب را حذف می کنند و رزین های آنیونی تمام آنیونهای آب از جمله سیلیس را حذف می نمایند. در نتیجه می توان با استفاده از هر دو نوع رزین، آب بدون یون تولید کرد. پیشرفت های بعدی که در دهه 1950 حاصل شد منجر به اختراع و تولید رزین های تعویض یونی ضعیف گردیدکه صرفه جویی قابل توجهی در مصرف مواد شیمیایی مورد نیاز برای احیاء رزین ها را باعث شد.

2- شیمی رزین ها

همانگونه که می دانید محلول های الکترولیت دارای یون های مثبت (‌کاتیون) و یونهای منفی (آنیون) هستند و از نظر بار الکتریکی خنثی هستند. یعنی مجموع آنیون ها و مجموع کاتیون ها از نظر بار الکتریکی با هم برابرند.

رزین های تعویض یونی شامل بار مثبت کاتیونی و بار منفی آنیونی می باشند به گونه ای که از نظر الکتریکی خنثی هستند. اما تعویض کننده ها با محلول های الکترولیت این تفاوت را داند که فقط یکی از دو یون، متحرک و قابل تعویض است. بعنوان مثال یک تعویض کننده کاتیونی سولفونیک دارای نقاط آنیونی غیر متحرکی است که شامل رادیکال های آنیونی می باشد که کاتیون های متحرکی مثل H⁺ یا Na⁺ می توانند به آن متصل باشند. این کاتیون های متحرک می توانند در یک واکنش تعویض یونی شرکت کنند و به همین صورت یک تعویض کنده آنیونی دارای نقاط کاتیونی غیر متحرکی است که آنیون های متحرکی مثل هیدروکسیل یا کلراید می توانند به آن متصل باشند.

در اثر تعویض یونی، کاتیون ها با آنیون های موجود در محلول با کاتیون ها و آنیون های موجود در رزین تعویض می شوند به گونه ای که هم محلول و هم رزی ناز نظر الکتریکی خنثی باقی می مانند. باید توجه داشت که در اینجا با تعادل جامد- مایع سروکار داریم بدون آنکه جامد در محلول حل شود. برای آنکه یک تعویض کننده یونی جامد، مفید باشد، باید دارای شرایط زیر باشد :

1- خود دارای یون باشد.

2- در آب غیر محلول باشد.

3- فضای کافی در شبکه تعویض کننده وجود داشته باشد که یون ها بتوانند بسهولت در شبکه جامد رزین وارد یا خارج شوند.

اکثر رزین های تعویض یونی که در تصفیه آب بکار می روند رزین های سنتزی هستند که با پلیمریزاسیون ترکیبات آلی حاصل شده اند. بعنوان مثال روش تهیه رزین های سولفونیک در اینجا شرح داده می شود.

برای ساختن رزین، استیرن را با دی وینیل بنزن مخلوط می کنند و به آن یک ماده پراکسید و یک عامل تفرق ساز[1] می افزایند. آنگاه این مخلوط را به آب اضافه می کنند و با یک همزان آنقدر هم می زنند تا بصورت قطرات معلق با اندازه معین در آیند.

با حرارت دادن پلیمریزاسیون شروع می شود که چون گرمازاست باید با یک ماده سرد کننده، دما راکنترل کرد. ذرات به تدریج ویسکوز شده و در نهایت به صورت ذرات یا دانه های کروی در می آیند. حرارت دادن ادامه می یابد تا زمانی که پلیمریزاسیون کامل شود. دانه های حاصل، شبکه پلی استیرن را تشکیل می دهند. حال برای تهیه تعویض کننده کاتیونی باید دانه ها را با سولفوریک اسید ترکیب کرد تا گروه HSO₃ به شبکه هیدروکربن متصل شود. به ازاء هر دو گروه بنزن، حدود هشت تا ده گروه HSO₃ در شبکه وارد می شود.

برای تهیه تعویض کننده آنیونی باید شبکه را با کلراید متیل یا آمین ترکیب کرد. رزین های حاصل وقتی خشک شوند، شکننده خواهند بود و زنجیرها خیلی نزدیک به هم قرار می‌گیرند. به گونه ای که یون ها نمی توانند به راحتی در دانه ها نفوذ کنند اما وقتی در آب قرار بگیرند با جذب آب متورم می شوند و زنجیرها از هم فاصله می گیرند به طوری که نفوذ یون ها امکان پذیر می شود. درجه متورم شدن بستگی به مقدار دی وینیل بنزن دارد. رزین های تجارتی در حدود 8-20% دی وینیل بنزن دارند.

هر دانه رزین با آنیون غیر متحرک و یون متحرک H⁺ را می توان همچون یک قطره سولفویک اسید با غلظت 25% تصور کرد که این قطره در غشایی قراردارد که فقط کاتیون از آن می تواند عبور کند. در شکل 9-2 مقطعی از یک دانه رزین را نشان می دهد که معادل تصور قطره ای آن نیز نشان داده شده است.

قدرت اسیدی یا بازی یک تعویض کننده را می توان با تیتراسیون معلوم کرد که برای این کار، تغییر در pH یک سوسپانسیون از آن رزین را اندازه می گیرند.

در مورد تعویض کننده های کاتیونی قوی، pH از حدود یک شروع می شود و با افزایش قلیا تا حدود 12 افزایش می یابد. در حالی که وقتی یک رزین کاتیونی ضعیف مثل کربوکسیلیک را به این صورت خنثی کنیم، pH از حدود 3 شروع می شودد و برای رسیدن به pH حدود 12 احتیاج به قلیای بیشتری است.

سوال 9-1- چرا برای یک رزین کاتیونی ضعیف در مقایسه با کاتیونی قوی، به قلیای بیشتری احتیاج است ؟

وقتی که یک رزین آنیونی قوی را با اسید خنثی کنیم، pH که از حدود 13 شروع شده تا به حدود 2 کاهش می یابد در حالی که یک رزین آنیونی ضعیف را به این صورت خنثی کنیم، pH از حدود 8 شروع می شود و به اسید بیشتری نیاز است تا به pH برابر 2 برسیم.

وقتی از تعویض کننده اسیدی قوی یا ضعیف صحبت می شود منظور کوچکی یا بزرگی درجه تفکیک یا درجه یونیزاسیون آن است. همانگونه که منظور از اسید قوی مثل کلریدریک اسید به مفهوم آن است که بیشتر یونیزه می شود نه اینکه غلیظ تر است.

3-تعادل یون ها در حضور رزین ها

اگر رزین در تماس با محلولی قرار گیرد یون متحرک موجود در ساختمان رزین یون موجود در محلول می توانند محل خود را تعویض کنند ولی با حفظ این شرط مهم که هم محلول و هم رزین همواره از نظر الکتریکی خنثی بمانند. این تعویض محل یون ( در داخل رزین یا در محلول) را می توان همانند یک واکنش شیمیایی تعادلی در نظر گرفت. فرض کنید که درابتدا در رزین فقط یون B موجود است که ظرفیت آن Z_B می باشد و در محلول فقط یون A موجود است. که ظرفیت آن Z_A می باشد. در اثر تماس رزین با محلول، A و B می توانند جای خود را تعویض کنند که اگر این تعویض را بصورت یک واکنش شیمیایی تعادلی در نظر بگیریم داریم.

( در محلول ) + ( در رزین) ( در محلول) + ( دررزین)

که منظور از اکتیویته مولی یون در داخل رزین و a اکتیوته مولی یون در داخل محلول است.

بنابراین اکتیویته مولی یون A در داخل رزین ولی a_A اکتیویته مولی یون A در داخل محلول است. ینکه یون B تمایل داشته باشد به محلول منتقل شود و یا در داخل رزین بماند بستگی به ثابت تعادل k_a دارد ولی در هر صورت غلظت مولی یون های A و B در رزین و غلظت مولی یون های A و B در محلول در زمان تعادل به اندازه ای است که رابطه تعادلی بالا ارضا می شود. مقدار ثابت تعادل طبق رابطه زیر به دما بستگی دارد.

همنطور که می دانید اکتیویته مولی بصورت زیر با غلظت رابطه دارد.

که ضریب اکتیویته و C غلظت مولی است.

اگر در رابطه تعادلی بجای اکتیویته، غلظت مولاری قرار دهیم و همه ضرایب اکتیویته را در هم ضرب کنیم به رابطه تعادلی زیر می رسیم

که q_M غلظت مولاری در داخل رزین و C_M غلظت مولاری در محلول است. رابطه غلظت مولاری و غلظت اکی والانی ( نرمالیته) به صورت زیر است .

q_Am.Z_A=q_A

C_Am.Z_A=C_A

در روابط بین q_A و C_A به ترتیب غلظت اکی والانی در رزین و محلول می باشند.

اگر Q ظرفیت کل رزین بر حسب نرمالیته و C_o نرمالیته محلول باشد در آن صورت داریم

C_A+C_B=C_o

Q_A+q_B=Q

چون در داخل رزین با یون A وجود دارد و یا یون B و در هر صورت مجموع یون های متحرک رزین برابر ظرفیت کل رزین است که مقدار ثابتی است و با توجه به اصل خنثایی الکتریکی، C_o هم مقدار ثابتی است. در تصفیه آب C_o حدود یک میلی نرمال و Q حدود 2 نرمال است.

معمولاً رابطه تعادلی را بر حسب جزء اکی واالانی می نویسند که منظور از جزء اکی والانی عبارت است :

ِ

1= y_A+y_B

₁₌x_A+x_B

که در اینجا y جزء اکی والانی در رزین و x جزء اکی والانی در محلول است.

که با جایگزینی در ثابت تعادل داریم :

ضریب گزینش[2] که ارزش ضریب فراریت درتقطیر را دارد، برای رزین ها چنین تعریف می‌شود:

دیده می شود که ضریب گزینش بری یون های یک ظرفیتی همان ثابت تعادل است ولی اگر A و یا B یک ظرفیتی نباشد ضریب گزینش با ثابت تعادل فق می کند.

ثابت تعادل برای یون های یک ظرفیتی حدود یک ولی برای یون های دو ظرفیتی می تواند بزرگتر از بیست باشد. توجه به این نکته مهم است که چون در تعویض یون ها با یک فرآیند تعادلی سروکار داریم بنابراین هر یون در هر فاز دیده می شود و ضریب گزینش معلوم می کند چه کسری از کل هر یون در فاز محلول است و یا در فاز رزین. البته این مزیت مهم برای رزین هاست چون می توانیم با تغییر شرایط محلول، یون داخل رزین را تغییر دهیم.

بطورکلی در غلظت های کم، مثل آب طبیعی، هرچه ظرفیت یون بیشتر باشد با تمایل بیشتری جذب رزین می شود. مثلا یون سه ظرفیتی و یون دو ظرفیتی بیش از یون یک ظرفیتی توسط رزین جذب می شود حتی برای یونهای با ظرفیت یکسان نیز ضریب گزینش متقاوت است و معمولاً هر چه وزن مولکولی بیشتر باشد و یا اندازه یون کوچکتر باشد تمایل جذب افزایش می یابد مثلاً ترتیب زیر در مورد گزنیش نسبی کاتیون ها برای جذب توسط تعویض کننده کاتیونی (‌اسیدی) وجود دارد ( این ترتیب تجربی است)

رزین قوی

رزین ضعیف

این ترتیب به این مفهوم است که تا زمانی که یون کلسیم در آب وجود دارد، احتمال جذب شدن یون پتاسیم توسط تعویض کننده کاتیونی (‌اسیدی) بسیار ضعیف است. بنابراین در غلظت های پایین کاتیون ها، مثل آب طبیعی، تعویض کننده کاتیونی به راحتی می تواند تعویض کاتیون ها را بر مبنای گزینش نسبی انجام دهد. توجه داشته باشید :

1- هر چه غلظت یونی محلول کمتر باشد (‌محلول رقیق تر باشد) تفاوت گزینش ها بیشتر می شود (4)

2- در محلول غلیظ ترتیب گزینش بالا صادق نیست.

اما چگونه واکنش معکوس انجام می شود یعنی رزین احیا می شود؟

اگر ایزوترم تعادلی تعویض یعنی y برحسب x را در مور یک تعویض کننده کاتیونی سدیمی رسم کنیم شکل 9-3 حاصل می شود.

در رابطه تعادلی غلظت یون کلسیم در محلول است که جهت پیشرفت واکنش را تعیین می کند. در آبهای طبیعی که غلظت یون کلسیم حدود چند میلی مول در لیتر است، رزین توضیح می دهد که سدیم داخل شبکه خود را با کلسیم آب تعویض کند و در نتیجه سختی آب کاهش خواهد یافت. اما وقتی که رزین در آب نمک قرار گیرد، رزین ترجیح می دهد که یون کلسیم را از دست بدهد و سدیم را در داخل شبکه خود بپذیرد و به صورت اولیه خود در آید ( احیا رزین).

محورها بر حسب جزء اکی والانی یون کلسیم یعنی

می باشد. محور عمودی جزء اکی والانی یون کلسیم در تعویض کننده و محور افقی جزء اکی والانی کلسیم در محلول را نشان می دهد. اگر هیچ گزینشی وجود نمی داشت ایزوترم به صورت خطی با زاویه ْ45 می شد که معرف آن است که نسبت ⁺²Ca به ⁺ Na در تعویض کننده برابر همین نسبت در محلول است. در شکل 9-3 دیده می شود که گزینش تعویض کننده برای جذب یون کلسیم بطور قابل توجهی با کاهش غلظت سدیم در محلول، افزایش می یابد. یعنی یک تعویض کننده به صورت گزینشی یون کلسیم را با ترجیح بیشتری نسبت به یون سدیم در محلول رقیق حاوی ²⁺Ca و ⁺Na جذب می کند. شکل 9-3 توضیح می دهد که چرا یک تعویض کننده سدیمی می تواند بطور گزینشی یون ²⁺ Ca را از یک محلول رقیق مثل آب طبیعی حذف کند. حتی وقتی که [Ca²⁺]<<[Na⁺] باشد. در شستشوی رزین از محلول نمک طعام استفاده می شود که غلظت یون سدیم در آن محلول بیش از چندین ده هزار ppm است.

بنابراین اگر رزین در تماس با محلولی غنی از سدیم و بسیار فقیر از نظر یون کلسیم قرار گیرد، ضریب گزینش کلسیم رزین کاهش یافته و ضریب گزینش سدیم آن افزایش می یابد که در نتیجه رزین شروع به رها کردن یون کلسیم و جذب یون سدیم می کند که باعث دوباره فعال شدن رزین می شود که به آن اجباری رزین[3] می گویند.

بنابراین در احیای رزین، یون هایی که درطول مدت سرویس توسط رزین از آب جذب شده با یون های ماده احیا کننده تعویض می شوند و رزین دوباره به صورت اولیه ( قبل از شروع سرویس) در می آید. راندمان احیا تعیین می کند که آیا همه یون های جذب شده با یون های ماده احیا کننده تعویض می شود و یا کسری از آن یون های جذب شده تعویض می گردند.

این مطالب در مورد تعویض کننده های آنیونی هم معمولاً صادق است و ترکیب گزینش تجربی در آنها به صورت زیر است :

تاریخچه رزین های تعویض یونیشیمی رزین هاتعادل یون ها در حضور رزین ها

بررسی تعریف خاک و عوامل فرسایش خاکها

خاک‌ها مخلوطی از مواد معدنی و آلی می‌باشند که از تجزیه و تخریب سنگ‌ها در نتیجه هوازدگی بوجود می‌آیند که البته نوع و ترکیب خاک‌ها در مناطق مختلف بر حسب شرایط ناحیه فرق می‌کند مقدار آبی که خاک‌ها می‌توانند بخود جذب کنند از نظر کشاورزی و همچنین در کارخانه‌های راه‌سازی و ساختمانی دارای اهمیت بسیاری است که البته این مقدار در درجه اول بستگی به اندازه دا

دسته بندی	زمین شناسی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	220 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	24

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

تعریف خاک و عوامل فرسایش خاکها

دید کلی

خاک‌ها مخلوطی از مواد معدنی و آلی می‌باشند که از تجزیه و تخریب سنگ‌ها در نتیجه هوازدگی بوجود می‌آیند که البته نوع و ترکیب خاک‌ها در مناطق مختلف بر حسب شرایط ناحیه فرق می‌کند. مقدار آبی که خاک‌ها می‌توانند بخود جذب کنند. از نظر کشاورزی و همچنین در کارخانه‌های راه‌سازی و ساختمانی دارای اهمیت بسیاری است که البته این مقدار در درجه اول بستگی به اندازه دانه‌های خاک دارد.

هرچه دانه خاک ریزتر باشد، آب بیشتری را به خود جذب می‌کند که این خصوصیت برای کارهای ساختمان‌سازی مناسب نیست. بطور کلی خاک خوب و حد واسط از دانه‌های ریز و درشت تشکیل یافته است. تشکیل خاک‌ها به گذشت زمان ، مقاومت سنگ اولیه یا سنگ مادر ، آب و هوا ، فعالیت موجودات زنده و بالاخره توپوگرافی ناحیه‌ای که خاک در آن تشکیل می‌شود بستگی دارد.

عوامل موثر در تشکیل خاک

سنگ‌های اولیه یا سنگ مادر

کمیت و کیفیت خاک‌های حاصل از سنگ‌های مختلف اعم از سنگهای آذرین ، رسوبی و دگرگونی به کانی‌های تشکیل دهنده سنگ ، آب و هوا و عوامل دیگر بستگی دارد. خاک حاصل از تخریب کامل سیلیکاتهای دارای آلومینیوم و همچنین سنگهای فسفاتی از لحاظ صنعتی و کشاورزی ارزش زیادی دارد. در صورتیکه خاک‌هایی که از تخریب سنگ‌های دارای کانی‌های مقاوم (از قبیل کوارتز و غیره) در اثر تخریب شیمیایی پدید آمده‌اند و غالبا شنی و ماسه‌ای می‌باشند فاقد ارزش کشاورزی می‌باشند.

ارگانیسم :

تمایز انواع خاک‌ها از نقطه نظر کشاورزی به نوع و مقدار مواد آلی (ازت و کربن) موجود در آن بستگی دارد. نیتروژن موجود در اتمسفر بطور مستقیم قابل استفاده برای گیاهان نمی‌باشد. بلکه ترکیبات نیتروژن‌دار لازم برای رشد گیاهان باید به شکل قابل حل در خاک وجود داشته باشد که این عمل در خاک‌ها بوسیله برخی از گیاهان و باکتری‌ها انجام می‌شود. خاک‌ها معمولا دارای یک نوع مواد آلی کربن‌دار تیره رنگی هستند که هوموس نامیده می‌شوند و از بقایای گیاهان بوجود می‌آید.

زمان :

هر قدر مدت عمل تخریب کانی‌ها و سنگ‌ها بیشتر باشد عمل تخریب فیزیکی و شیمیایی کاملتر انجام می‌گیرد. زمان تخریب کامل بسته به نوع سنگ ، ساخت و بافت سنگ‌ها و نیز ترکیب و خاصیت تورق کانی‌ها متفاوت می‌باشد ولی بطور کلی سنگهای رسوبی خیلی زودتر تجزیه شده و به خاک تبدیل می‌شوند، در صورتیکه سنگهای آذرین مدت زمان بیشتری لازم دارند تا تجزیه کامل در آنها صورت گرفته و به خاک تبدیل گردند.

آب و هوا :

وفور آب‌های نفوذی و عوامل آب و هوا از قبیل حرارت ، رطوبت و غیره در کیفیت خاک‌ها اثر بسزایی دارند. جریان آبهای جاری بخصوص در زمین‌های شیب‌دار موجب شستشوی خاک‌ها می‌شوند و با تکرار این عمل مقدار مواد معدنی و آلی بتدریج تقلیل می‌یابد. اثر تخریبی اتمسفر همانطور که قبلا بیان گردید روی برخی از کانی‌ها موثر و عمیق می‌باشد و هر قدر رطوبت همراه با حرارت زیادتر باشد شدت تخریب نیز بیشتر می‌گردد.

توپوگرافی محل تشکیل خاک :

اگر محلی که خاک‌ها تشکیل می‌شوند دارای شیب تند باشد در نتیجه مواد تخریب شده ممکن است بوسیله آبهای جاری و یا عامل دیگری خیلی زود بسادگی از محل خود بجای دیگری حمل گردند و یا شستشو بوسیله آبهای جاری و یا عامل دیگری خیلی زود بسادگی از محل خود بجای دیگری حمل گردند و یا شستشو بوسیله آبهای جاری باعث تقلیل مواد معدنی و آلی خاک‌ها شود در نتیجه این منطقه خاک‌های خوب تشکیل نخواهند شد. ولی برعکس در محل‌های صاف و مسطح که مواد تخریب شده بسادگی نمی‌توانند به جای دیگری حمل شوند فرصت کافی وجود داشته و فعل و انفعالات بصورت کامل انجام می‌پذیرد.

مواد تشکیل دهنده خاک‌ها

موادی که خاک‌ها را تشکیل می‌دهند به چهار قسمت تقسیم می‌شوند :

مواد سخت : مواد سخت را ترکیبات معدنی تشکیل می‌دهند ولی ممکن است دارای مقداری مواد آلی نیز باشند. البته این ترکیبات معدنی از تخریب سنگ‌های اولیه یا سنگ مادر حاصل شده‌اند که گاهی اوقات همراه با مواد تازه کلوئیدی و نمک‌ها می‌باشند.

موجودات زنده در خاک‌ها : تغییراتی که در خاک‌ها انجام می‌پذیرد بوسیله موجودات زنده در خاک انجام می‌گیرد. قبل از همه ریشه گیاهان ، باکتری‌ها ، قارچها ، کرم‌ها و بالاخره حلزون‌ها در این تغییرات شرکت دارند.

آب موجود در خاک‌ها : آبی که در خاک وجود دارد حمل مواد حل‌شده را به عهده دارد که البته این مواد حمل شده برای رشد و نمو گیاهان به مصرف می‌رسد. آب موجود در خاک‌ها از باران و آبهای نفوذی ، آب جذب شده و بالاخره آبهای زیرزمینی تشکیل شده که در مواقع خشکی از محل خود خارج شده و بمصرف می‌رسد.

هوای موجود در خاک : هوا همراه با آب در خوه‌های خاک‌ها وجود دارد که البته این هوا از ضروریات رشد و نمو گیاهان و ادامه حیات حیوانات می‌باشد. مقدار اکسیژنی که در این هوا وجود دارد از دی اکسید کربن کمتر است و این بدان علت است که ریشه گیاهان برای رشد و نمو اکسیژن مصرف کرده و دی اکسید کربن پس می‌دهند.

تقسیم‌بندی خاک‌ها از لحاظ سنگ‌های تشکیل دهنده

بر حسب دانه‌های تشکیل دهنده خاک و هم‌چنین شرایط میزالوژی و پتروگرافی زمین خاک‌های مختلفی وجود دارد که عبارتند از :

خاک رسی : ذرات رس (Clay) دارای قطری کوچکتر از 0.002 میلی‌متر می‌باشند و در حدود 50% خاک را تشکیل می‌دهند.

خاک‌های رسی چون دارای دانه‌های بسیار ریزی هستند به خاک سرد معروفند و در مقابل رشد گیاهان مقاومت نشان داده و رشد آنها را محدود می‌کنند.

خاک‌های سیلتی :

50% این نوع خاک‌ها را ذرات سلیت تشکیل داده است که دارای قطری بین 0.05 تا 0.002 میلی‌متر می‌باشند و بر حسب اینکه ناخالصی مثل ماسه ، رس و غیره بهمراه دارند به نام خاک‌های سیلتی ماسه‌ای و یا سیلتی رسی معروفند.

خاک‌های ماسه‌ای:

این خاک‌ها از 75% ماسه تشکیل شده‌اند. قطر دانه‌ها از 0.06 تا 2 میلیمتر است و بر حسب اندازه دانه‌های ماسه به خاک‌های ماسه‌ای درشت ، متوسط و ریز تقسیم می‌گردند. مقدار کمی رس خاصیت خاک‌های ماسه‌ای را تغییر می‌دهد و این نع خاک آب را بیشتر در خود جذب می‌کند تا خاک‌های ماسه‌ای که فاقد رس هستند.

خاک‌های اسکلتی :

خاکهای اسکلتی به خاکهایی اطلاق می‌گردد ک در حدود 75% آن را دانه‌هایی بزرگتر از 2 میلی‌متر از قبیل قلوه سنگ ، دیگ و شن تشکیل می‌دهند. این خاک‌ها ، آب را به مقدار زیاد از خود عبور می‌دهند و لذا همیشه خشک می‌باشند.

نیم‌رخ عمومی خاک‌ها

نیم‌رخ خاک‌ها معمولا از 3 افق A,B,C تشکیل شده است.

افق A : که به نام خاک بالایی نامیده می‌شود، فوقاتی‌ترین منطقه خاک است و این همان افقی است که رشد و نمو گیاهان در آن نفوذ می‌کنند. این افق از مواد خاکی نرم (رس) که غنی از مواد آلی و موجودات زنده میکروسکوپی است تشکیل یافته است که وجود این مواد آلی باعث رنگ خاکستری تا سیاه این افق می‌گردد. البته این زمین غالبا برای کشاورزی مناسب می‌باشند. اکسیدهای آهن و همچنین بعضی از مواد محلول ممکن است از این منطقه به افق B برده شوند و در آنجا رسوب کنند.

افق B : قشر بین افق A و C را یک قشر دیگر تشکیل می‌دهد که به نام افق B یا خاک میانی نامیده می‌گردد. در این افق عمل تخریب و تجزیه به مراتب بیشتر از افق C پیشرفت و اثر کرده است و از کانی‌های سنگ مادر فقط آن دسته دیده می‌شوند. که بسیار مقاومند (مثل کوارتز) ولی سایر کانی‌ها به شدت تجزیه شده‌اند. این افق معمولا از مواد رسی ، ماسه و شن‌های ریز و درشت و گاه مقادیر کمی بقایای نباتی تشکیل شده است. در این افق علاوه بر مواد رسی ، در آب و هوای مرطوب ، اکسیدهای آهن و همچنین مواد محلول‌تر که بوسیله آب‌های نفوذی از افق A به آنجا آورده شده‌اند دیده می‌شوند.

افق C : که به آن خاک زیرین نیز گفته می‌شود، افقی است که مواد سنگی به میزان خیلی کم تخریب و تجزیه شده‌اند و در نتیجه سنگ‌های اولیه زیاد تغییر نکرده بلکه بصورت قطعات خرد شده می‌باشند. زیر این منطقه سنگ‌های تخریب نشده یعنی سنگ اولیه قرار دارد که هیچگونه تخریب و یا تجزیه‌ای در آن صورت نگرفته است.

فرسایش تسریعی

فرسایش آبی در واقع یکی از پدیده‌های معمولی زمین شناسی است که بوسیله آن کوهها بتدریج فرسوده شده و دشتها ، دره‌ها و بستر رودخانه‌ها و دلتاها ، تشکیل می‌یابند. این نوع فرسایش که به کندی صورت می‌گیرد، فرسایش طبیعی نامیده می‌شود. در صورتی که فرسایش با سرعت خیلی بیشتری انجام شود و حالت تخریبی به خود بگیرد، به آن فرسایش تخریبی گفته می‌شود.

در پدیده فرسایش دو عمل مختلف انجام می‌شود: یکی جدا شدن ذرات و دیگری حمل و تغییر مکان آنها. عواملی مانند انجماد و ذوب متناوب ، جریان آب و ضربانات قطران باران اثر جدا کنندگی داشته و مواد را جهت شسته شدن آماده می‌کنند.

عوامل موثر در میزان فرسایش تسریعی

دو عامل اصلی را می‌توان مسئول وقوع فرسایش تسریعی دانست: از بین رفتن پوشش گیاهی طبیعی خاک و کشت گیاهانی که پوشش گیاهی کافی فراهم ننموده و قسمتی از خاک را برهنه می‌گذارند. کشت نباتات کرتی مانند ذرت و سیب زمینی ، بخصوص اگر کرتها در جهت شیب زمین باشد، پوشش کافی به خاک نداده، فرسایش و از بین رفتن خاک را تشدید می‌کنند.

مقدار کل بارندگی و شدت آن :

بارندگی زیاد در صورتی که ریزش آن آرام باشد، فرسایش زیادی ایجاد نمی‌کند، در صورتی که بارانهای شدید حتی به مقدار کم سبب فرسایش زیاد می‌شوند. در فصل سرما که زمین منجمد می‌شود و در فصل رشد گیاهان که پوشش گیاهی انبوه است، بارندگی اثر فرسایشی کمتری دارد.

شیب زمین

شیب زیاد باعث تسریع جریان آب شده و به همان نسبت میزان فرسایش و هدر رفتن آب افزایش پیدا می‌کند. طول شیب نیز اهمیت دارد، چون هر قدر شیب ادامه بیشتری داشته باشد، بر مقدار سیلاب افزوده خواهد شد.

پوشش گیاهی

درختان جنگلی و مرتع موثرترین عوامل محافظ خاک در مقابل فرسایش هستند. نباتات زراعی اثر محافظتی کمتری دارند، ولی این امر در نباتات مختلف یکسان نیست. نباتاتی مانند جو و گندم پوشش نسبتا کافی برای خاک فراهم می‌کنند.

ماهیت خاک

از بین خواص فیزیکی خاک موثر در میزان فرسایش مهمترین آنها قابلیت نفوذ خاک و ثبات ساختمانی خاک است. قابلیت نفوذ خاک به عواملی مانند ثبات ساختمانی ، بافت ، نوع رس ، عمق خاک و وجود لایه‌های غیر قابل نفوذ بستگی دارد. ثبات ساختمانی ذرات خاک سبب می‌شود که علی‌رغم هرزروی سطح آب فرسایش زیادی صورت نگیرد.

بررسی تعریف خاک و عوامل فرسایش خاکهاعوامل موثر در تشکیل خاکتوپوگرافی محل تشکیل خاک

بررسی آشنایی با معدن

کاربرد مواد معدنی در صنایع بویژه بعد از جنگ جهانی دوم رشد سریع پیدا کرده استامروزه تعداد زیادی از انواع گوناگون سنگ و کانی و ترکیبت آنها در صنایع به کار برده می شودکه بین آنها ذغال سنگ جایگاه مخصوص به خود را دارد،که در حال حاضر حیات بسیاری از صنایع در گرو این ماده معدنی است

دسته بندی	زمین شناسی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	2509 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	133

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

فصل اول:

آشنایی با معدن

مقدمه

کاربرد مواد معدنی در صنایع بویژه بعد از جنگ جهانی دوم رشد سریع پیدا کرده است.امروزه تعداد زیادی از انواع گوناگون سنگ و کانی و ترکیبت آنها در صنایع به کار برده می شودکه بین آنها ذغال سنگ جایگاه مخصوص به خود را دارد،که در حال حاضر حیات بسیاری از صنایع در گرو این ماده معدنی است.

در کشور ما که اقتصادی وابسته به نفت داشته و دارد،بیشتر نگاهها معطوف به صنعت نفت بوده است و صنایع دیگر معدنی رشد چندانی ننموده ویا به طور ناقص از این صنایع بهره برداری گردیده است.

در حال حاضر به دلایل زیادی نمی توان به صنایع غیر نفتی فقط به عنوان منابع اشتغال زا نگریست و جایگاه این صنایع اکنون پررنگ تر به نظر می رسند، پس باید با نگرشی درست و مدیریتی استوار این منابع را جایگزین نفت نمود.

ذغال سنگ نیز به عنوان یکی از منابع مهم معدنی غیر نفتی نیز جایگاه خود را باید پیدا کند.

معادن ذغال سنگ طبس که در کویر مرکزی ایران قرار گرفته اند با دارا بودن ذخیره بیکران خود و همچنین نزدیکی به بازار مصرف یکی از با ارزش ترین معادن ایران است که می تواند نقش مهمی در صنایع غیر نفتی کشور را ایفا کند.

تلاش برای اکتشاف و بهره برداری این معادن همچنان ادامه دارد.

در این پروژه سعی شده است با تحلیل چند منطقه در حال پیشروی از لحاظ خواص ژئو مکانیکی سنگ(RMR) و ارتباط دادن زمان مخصوص برای حفاری هر منطقه به این خواص (RMR) ارتباطی بین سرعت حفاری و خواص ژئومکانیکی سنگ بدست آوریم.

و سپس از روی رابطه بدست آمده نتیجه گیریمان را انجام دهیم.

1-1- موقعیت جغرافیایی و آب و هوا

ناحیه‌پروده با وسعتی در حدود 1200 کیلومتر مربع در 75 کیلومتری جنوب شهرستان طبس در محدوده عرض جغرافیایی َ50 ْ 32 تا َ 05 ْ 33و طول جغرافیایی َ 45 ْ 56 تا َ15 ْ57 قرار گرفته است . شکل های 1-1 و 1-2 موقعیت جغرافیایی پروده را نشان می دهد .

ارتفاع متوسط ناحیة‌زغالدار پروژه از سطح دریا 850 متر می باشد که مرتفع ترین نقطة آن در غرب 1047+ متر و پست ترین آن در شرق730+ متر قرار گرفته است . ناحیة پروده جزء مناطق کویری با آب و هوای خشک و قاره‌ای محسوب می شود که نوسانات درجه حرارت شبانه روزی و ماهیانة آن زیاد است .

حداکثر درجه حرارت شهر طبس در تابستان به 45+ درجه ودر زمستان حداقل درجه حرارت به 5- درجه می رسد . اغلب ماههای سال خشک و یا کم باران بوده و معمولاً‌در فصل زمستان و اوایل بهار باران نسبتاً کم می بارد . درمنطقه مورد مطالعة رودخانه های دارای جریان دائمی نداریم و رودخانه‌های متعدد فصلی که معمولاً جریان آب در آنها به هنگام بارندگی بصورت سیلاب می باشد. ناحیة زغالدار پروده عاری از پوشش گیاهی بوده و تنها بوته های خار بصورت پراکنده به چشم می خورد .

1-2- تاریخچه مطالعات

بررسی مناطق زغالدار طبس برای اولین بار در سال 1347 توسط اکیپ اعزامی از واحد کرمان آغاز شد .

به دنبال آن در سال 1349 کارشناسان روسی شرکت ذوب آهن ایران به منظور تعیین کیفیت ، از لایه های زغالی ناحیة نایبند نمونه برداری کردند .سپس در سالهای 1352 و 1353 به منظور مطالعات جامعتر گروه هایی از کارشناسان روسی و ایرانی به مناطق زغالدار اعزام گردیدند و در ارتباط با زغالخیزی رسوبات تریاس ، ژرواسیک و کیفیت لایه‌ای زغالی مطالعاتی را انجام دادند .

بر اساس مطالعات یاد شده حدود گسترش رسوبات زغالدار ایران (‌متریالیس ژرواسیک) در حوضة زغالدار طبس مشخص گردید و وجود زغالهای کک شو در نواحی شرق حوضچه (پروده – نایبند ) و زغالهای حرارتی در ناحیة غربی ( مزینو) مورد توجه قرار گرفت .

1-3-تکتونیک و ساختمان زمین شناسی حوضة طبس

حوضة طبس بلوکی است نوری شکل که بین گسلهای نایبند –کلمردنائین واقع شده است . مشخصات اجمالی این گسلها عبارتند از :

1-3-1- گسل نایبند :

گسل نایبند با امتداد شمالی جنوبی از شرق حوضه عبور میکند. این گسل 500 کیلومتر طول داشته و از نوع راستگرد می باشد . شیب گسل بطرف شرق بوده و با عملکردی از نوع معکوس بلوک غرب را بالا برده است .

گسل نائینی به موازات گسل کلمردو با عملکردی عکس آن قرار گرفته است .

در حد فاصل گسلهای اصلی نایبند و در جهتی تقریباً عمود بر آنها گسلهائی وجود دارند که معمولاًدر نزدیکی گسلهای اصلی به طرف جنوب چرخشی می نمایند .

این گسلها از شمال به طرف جنوب عبارتند از : گسل پرورده (‌رستم )، گسل زنوغان ، گسل توری چای و گسل قدیر ، شیب تمامی این گسلها به طرف جنوب بوده و به صورت رورانده عمل کرده اند .

سه ناحیه زغالی مجزا در حوضة‌طبس وجود دارند که عبارتند از مزینو، نایبند و پروده

1-3-2-ناحیة زغالی مزینو:

این ناحیه در غرب دشت آبرفتی طبق واقع گردیده است، این ناحیه از طرف شرق تسوط گسل نامرئی با روند شمالی جنوبی از ناحیه پروده جدا شده و از طرف غرب به گسلهای کلمرد و نائینی محدود می شود . لایه های زغالی این ناحیه سن ژوراسیک پایینی داشته اند و از نوع آنتراسیت و حرارتی می باشد .

در حال حاضر ناحیة زغالی فرینو به وسعت 8800 کیلومتر مربع مرحلة اکتشافی مقدماتی را گذرانده است .

1-3-3- ناحیة‌زغالی نایبند :

این ناحیه دارای وضعیتی برابر 4500 کیلومتر مربع می باشد و ناحیه‌ زغالدار نایبند در جنوب گسل قوری چای واقع شده است . در این ناحیه رسوبات تریاس فوقانی و ژوراسیک تحتانی دارای لایه های زغالی قابل کار از نوع کک شو می باشد .

1-3-4- ناحیة زغالی پروده :

ناحیة زغالدار پروده با وسعتی برابر 6400 کیلومتر مربع یکی از بزرگترین نواحی زغالدار حوضه می باشد . در اولین مرحله که در سال 1360 آغاز گردید بررسی کیفی و کمی زغالهای کک شو در وسعت حدود 400 کیلومتر مربع انجام گردید ودرمرحلة دوم مناطق دارای پتانسیل مثبت مورد اکتشاف مقدماتی قرار گرفت . ضمن بررسی های پی جوئی مرحلة‌اول ناحیة پروده به در بخش شمالی و جنوبی در طرفین گسل رستم تقسیم شد که مناطق پروده به وسعت 1200 کیلومتر مربع در حد فاصل گسلهای رستم و قوری چای واقع شده و نهشته های تریاس بالائی در آن دارای لایه های زغالی قابل کار از نوع کک شود می باشد .

شکل شماره 1-3 نقشة شماتیک نواحی سه گانة مذکور را نشان می دهد .

گسلهای رستم و قوری چای که ناشی از گسلهای بزرگ نایبند وکلمردمی باشند بر فرم ساختمانی و تکنونیکی ناحیة تأثیر گذاشت و با ایجاد گسیختگیهائی کوچک با روند شمال غربی‌، جنوب شرقی مناطق جدا از هم را به وجود آورده اند . ناحیه زغالدار پروده بر اساس گسلهای اخیر به محدوده های کوچکتری تقسیم شده است که این مناطق از شرق به غرب عبارتند از IV,III,II,I

پرودة شرقی ، علاوه بر این مناطق دارای ویژگیهایی می باشند که آن را از سایر مناطق زغال دار ایران متمایز ساخته که بعضی از این ویژگیها عبارتند از :

1-3-5- ساختمان زمین شناسی

ساختمان زمین شناسی ناحیة‌پرودة نسبت به سایر مناطق زغالی ایران پیچیده نبوده و در این رابطه دو فاکتور شیب و عدم شکستگیهای مکرر بسیار قابل توجه می باشند .تغییرات شیب و تکرار شکستگیها از عمده موانعی هستند که جریان استخراج و تولید زغالسنگ دچار مشکل می سازد.

در ناحیه پروده شیب کم و یکنواخت لایه ها و همچنین کم بودن تعداد شکستگیها باعث گردیده که بلوکهای معدنی جهت استخراج شرایط ایده آل داشته باشند که این شرایط بر سهولت استخراج زغال تأثیر بسزائی دارد.

1-3-6- وسعت منطقه

ناحیة زغالدار پروده با وسعتی حدود 1200 کیلومتر مربع اگرچه در نتیجة عملکرد چندین گسل و همچنین ساختمانهای زمین شناسی به بلوکهای متعدد تقسیم شده ولی در عین حال محدوده‌ای است بهم پیوسته بطوریکه که رخنمون لایه های زغالی از غرب به شرق در طول 40 کیلومتر تداوم داشته و تغییرات کمی وکیفی آنها از روند مشخصی پیروی می کنند . علاوه بر این به لحاظ شرایط و ویژگیهای رسوبگذاری ، برخی خصوصیات زمین شناسی و حتی پاره‌ای از مشخصات کیفی و تکنولوژی ، لایه های زغالی در کل ناحیه مشابه بوده و تغییرات ، دارای قانونمندی و روند نسبتاً مشخص می باشد . و امکان طراحی معدن های متعددی در مجاورت یکدیگر فراهم میگردد . قطعاً طراحی معدن در مجاورت یکدیگر هزینه های زیر بنائی هر معدن را بسیار کاهش میدهد و میزان نیروی انسانی و سایر امکانات مورد نیاز کاهش می یابد .

1-3-7- ضخامت لایه های زغالی

در ناحیه پروده ،5 لایه زغال اصلی و قابل کار وجود دارند که از پایین به بالا عبارتند از D,C₂,C₁,B₂,B₁، ضخامت کل این پنج لایه از کمر پایین B₁ تا کمر بالای D بطور متوسط 80 متر می باشد و عمدتاً از تناوب لایه های زغال ، زغال آرژیل،آرژلیت ، سیلت و ماسه سنگ تشکیل شده است.

سه لایه زغالی B₁,B₂,C₁ بعلت اینکه ضخامت آنها بیش از یک متر است اقتصادی تر محسوب می شوند. و از آن میان لایة‌زغالی C₁ در بخشهای وسیعی از منطقه بین 5/1 تا 2 متر دارد . چهار لایة C₂,C₁,B₂,B₁ در طول چهار کیلومتر دارای رخنمون می باشند .

با توجه به وسعت زیاد پرورده لایه های زغالی به لحاظ پارامترهای کیفی و کمی و تغییرات قابل توجهی نشان می دهند . بطور کلی ضخامت لایه ها از غرب به شرق تدریجاً کاهش می‌یابد.

1-3-8- ذخیره

بر اساس مطالعات انجام شده تاکنون یک میلیارد تن زغال سنگ در ناحیة پروده به ثبت رسیده است . این مقدار ذخیره به لایه های زغالی از سطح زمین تا اعماق 600 متری مربوط می شود . قابل ذکر است که 20% این ذخایریعنی 200 میلیون تن آنها در افقهای نزدیکی از سطح زمین قرار گرفته است و دستیابی به این ذخایر با توجه به حجم عملیات اکتشافی و شناسایی دقیق لایه ها ، بخش اعظم ذخایر پروده در کاتاگوری قطعی قرار می گیرد و این بدان معناست که در ارتباط با سرمایه گذاری به منظور بهره برداری هیچگونه ریسکی وجود نخواهد داشت .

1-4- عملیات اکتشافی

1-4-1- نقشه برداری

تهیه نقشه های توپوگرافی به مقیاس5000/1 ، این نقشه ها در دو مرحله توسط سازمان نقشه برداری کشور در سال 1361 و شرکت نقشه برداری کارتک در سال 67 با عکسهای هوائی 20000/1 سال 1348 و بطریق فتوگرامتری تهیه شده است فواصل منحنی های میزان آن 5 متر ، مبنای ارتفاعات سطح متوسط آب خلیج فارس ، مبنای مسطحات اروپایی و در سیستم تصویر UTM انجام گرفته و دقت پلیگونها خوب ، خطای آنها از حد مجاز کمتر است .

1-4-2- عملیات حفاری

با توجه به برداشتهای مرحلة پی‌جوئی که بیشتر از رخنمون لایه های زغالی بدست آورده اند که در این مرحله با ایجاد حفر ترانشه عمود بر امتداد لایه ها و حفر اکلون های در داخل لایة‌زغالی از رخنمون تا جائی که از زون اکسیده آن عبور کنند حفر شده است که در برداشت ترانشه ها و امتداد لایه ها با مشخصات کمر بالا وکمر پایین آن ، ابتدا با توجه به پیچیدگی لایة زغال که در مرحله‌ی پی جوئی حاصل شده است شبکة حفاری ( مستطیل ،‌مربع ، لوزی )‌طراحی کرده اند و از آنها حفاری صورت می گیرد .

البته در ابتدا فاصلة شبکه ما بیشتر و هرچه مطالعات دقیق تر و بیشتر مورد نیاز باشد بالطبع فاصلة گمانه ها کمتر خواهد شد.

در ناحیة‌پروده ومناطق همجوار تاکنون تعداد 646 حلقة چاه به متراژ برابر 223785 متر حفر گردیده است .

هدف از مطالعات ژئوفیزیکی :

- تعیین خواص فیزیکی سنگها (‌مقاومت الکتریکی ، رادیو اکتیویته طبیعی ، عکس العملهای سنگ در برابر تشعشعات رادیو اکتیو )

- تعیین عمق ، ضخامت و توصیف لیتولوژی طبقات سنگی

- تعیین عمق ، ضخامت و استروکتورلایه های زغالی

- مشخص نمودن محل گسلها و وزن های دارای شکستگی و خرد شدگی

- اندازه گیری قطر چاه

- تعیین گرادیان حرارتی

- اندازه گیری مقدار و آزیموت انحراف چاه

- نمونه برداری از لایه های زغالی به روش گرانتانوس

- نمونه برداری از لایه های زغالی

- پی بردن به ساختمان زمین شناسی رسوبات زغالدار ( شکستگی ها ، گسل ها ، تغییرات رخساره‌ای ، تغییرات ضخامت لایه ها )

روش الکتریکی

برداشتهای الکتریکی شامل برداشتهای گرادیان ، پتانسیل K,T,B (‌جریان متمرکز جانبی ) می‌باشند که به وسیلة سوندهای مخصوص اندازه گیری می‌گردد.

برداشتهای گرادیان و پتانسیل در مقیاس 200/1 درکلیة چاهها حفر شده و در سرتاسر چاه صورت گرفته در صورتیکه برداشت B,T,K در مقیاس 50/1 چاههای که لایه های زغالی را گرفته اند و تنها در محل لایه های زغالی انجام پذیرفته است . در روشهای الکتریکی مقاومت الکتریکی طبقات مختلف و لایه های زغالی در چاهها اندازه گیری شده است .

نتایج حاصله از این اندازه گیری ها که در کلیة‌چاههای منطقه بررسی گردیده است ، بصورت جداول زیر نشان داده شده است .

جدول 1-1[3]

سنگها یا طبقات مشخص	مقاومت الکتریکی (‌اهم متر )
آهک بادامو	180-23
گراویلیت	200-55
آهک ماسه‌ای	450-27
کوارتز	180-22
ماسه سنگ بالای لایة زغالی D2	220-12
ماسه سنگ بالای لایة‌زغالی S1	187-23

جدول 1-2[3]

لایه های زغالی	مقاومت الکتریکی (‌اهم متر)
F	64-8
E	125-9
D2	140-10
D1	165-10
C2	180-13
C1	450-18
B2	245-11
B1	190-10

با توجه به مطالعات انجام شده در بین لایه های زغالی ، لایةC₁ دارای بیشترین مقاومت الکتریکی و لایه F کمترین مقدار را داراست . همچنین در بین طبقات ، آهک های ماسه‌ای دارای مقاومت الکتریکی حداکثر آهک بادامور کوارتزیت ، دارای حداقل مقاومت می باشند . مقاومت الکتریکی دو لایه های زغالی با میزان درصد خاکستر در لایه های زغالی نسبت عکس دارد

1-4-3-مشخصات لایه های زغال منطقه پروده

ویژگی هایی از لایه های زغالی که در استخراج آنها تأثیر دارند شامل پیوستگی ، ضخامت شیب و تغییرات لایه ها می باشد.

در منطقة‌پروده بر اساس اطلاعات زمین شناسی حاصل از گمانه ها ، نقشه برداری سطحی ، ترانشه زنی وتونل های اکتشافی متعدد ، 5 لایه زغال در مقاطع قائم به اثبات رسیده است .

با استفاده از اطلاعات حاصل از برنامه های حفاری اکتشافی ، نقشه های هم ارزش متعددی از لایه های زغال تهیه شده است که با توجه به نتایج حاصله توصیف عمومی لایه های زغال به صورت زیر است :

- لایه ها در یک ساختار پیوسته قرار دارند.

- گسل های مشاهده شده سطحی در عمق نیز توسط حفاری هایی انجام شده به اثبات رسیده اند .

- شیب لایه ها در قسمت اصلی ذخایر نسبتاً‌آرام است

- هر 5 لایه فوق دارای درصدزغال و خاکستر متفاوت می باشد.

- ضخامت کلی این لایه ها از کمر پایین لایة B تا کمر بالای لایة‌D بطور متوسط 80 متر و عمدتاً از تناوب لایه های زغال ، زغال آرژلیت ، آرژلیت ، سلیت و ماسه سنگ تشکیل شده است.

5 لایه زغالی از پایین به بالا عبارتند از : D,C₂,C₁,B₂,B₁، که با توجه به گمانه ها وحفاری های انجام شده در لایه D, C₂ اکثر جاها ضخامت کمتر از 40CM و غیر قابل کار می باشند. سه لایة C₁,B₂ عمدتاً ضخامت بیش از یک متر داشته و از این میان در بخش های وسیعی از منطقه ضخامتی ما بین 5/1 تا 2 متر ( متوسط 86/1 متر ) دارد . این ضخامت 2 تا 3 برابر ضخامت برخی لایه های زغالی است که هم اکنون در سایر معادن کشور استخراج می شوند.

با توجه به اهمیت سه لایه C₁,B₂,B₁ خصوصیات این لایه ها را بیشتر شرح می دهیم :

لایة‌C₁: بطور متوسط در فاصله 9/12 متری زیر لایة C₂قرار دارد .تغییرات ضخامت ساختمان و پارامترهای کیفی این لایه در این محدوده نسبتاً کم است وبا ثبات ترین لایه بشمار می رود لایه زغالی C₁ ، لایه‌ای است که مرکب و غالباً‌از دو تا سه شعبه زغالی تشکیل شده که عمدتاً به وسیله شعبات غیر زغالی از جنس آرژیلیت از یکدیگر تفکیک می شوند. شعبات غیر زغالی که بطور متوسط 15 درصد بخش قابل کار لایه را تشکیل می دهند ، حداکثر و حداقل ضخامت برابر 51/2 و 09/1 متر دارد.

لایة‌B₂: به طور متوسط در 9/23 متری زیر لایه قرار دارد . لایه B₂ لایه‌ای است مرکب که بخش قابل کار آن از یک تا دو شعبه زغالی تشکیل یافته است. حداقل و حداکثر ضخامت آن بین 45/0 تا 90/1 متر متغیر است ونوسانات زیادی دارد کمر بالا و کمر پایین عمدتاً از جنس آرژیلیت میباشد .

لایة‌B₁: به طور متوسط در 5/16 متری زیر لایه قرار گرفته است و پس از لایه C₁ در درجه دوم اهمیت قرار گرفته است تداوم وپیوستگی لایه B₂ قابل توجه است این لایه غالباً از یک تا دو شعبه زغالی تشکیل شده که به وسیلة یک شعبه غیر زغالی از جنس آرژیلیت یا زغال آرژیل از یکدیگر تفکیک می شوند. این شعبه غیر زغالی که 5 درصد ضخامت قابل کار لایه را تشکیل می دهد ضخامتی بین 5 تا 15 سانتیمتر دارد . جنس کمر بالا آرژیلیت وکمر پایین زغال آرژیل یا سیلت می باشد .

1-4-4- گاز خیزی منطقه

آزمایش های تعیین میزان گاز در لایه های زغالی پروده I و سنگ های دربرگیرنده آن انجام شده است . این آزمایش ها نشان می دهند که میزان این گاز تا عمق 300- 250 متر به شدت افزایش یافته و تا حد 19 متر مکعب در تن نیز رسیده است. و پس از آن ثابت شده است. میزان گاز موجود در لایه های اطراف تا عمق 500M در محدوده 5-3 متر مکعب در تن افزایش مییابد .جدول شماره 1-3 تغییرات گاز خیزی لایه ها در محدوده یال شمالی نسبت به ازاء یک تن سوخت جامد (‌زغال ) را نشان میدهد .

گاز مذکور ترکیبی از هیدروکربورها ، نیتروژن ؛ دی اکسید کربن و متان به عنوان عنصر غالب می باشد . با افزایش عمق میزان هیدروکربورها افزایش یافته و از میزان نیتروژن و دی اکسید کربن کاسته می شود. تأثیر افزایش هیدروکربن ها ، گسترش محدوده قابل انفجار مخلوط گازی است .

آشنایی با معدنموقعیت جغرافیایی و آب و هواتکتونیک و ساختمان زمین شناسی حوضة طبس