בחודש ספטמבר 2009 נערכה חפירת הצלה באתר נחל דימונה, בתחום מחצבה של מפעל סיד (הרשאה מס' 5766-A; נ"צ 21689-98/56245-8; איור 1). החפירה, מטעם רשות העתיקות ובמימון חברת נגב מינרלים תעשייתיים בע"מ, נוהלה על ידי א' שמואלי, בסיוע א' האג'יאן (מדידות) ונ' זאק (שרטוט). תודה לגיאולוג המחצבה מר ח' סער ולעובדי המפעל על הסיוע שהגישו במהלך החפירה.
אתר נחל דימונה נמצא בשיפולים המזרחיים של רכס דימונה, כ-1.7 ק"מ מדרום-מערב לערוץ נחל חמר ולמערת נחל חמר שבה התגלו ממצאים מהתקופה הניאוליתית הקדם-קרמית ב' (18 ‘Atiqot).
נחשף מבנה עגול (3 מ' קוטר; איורים 2, 3) שנפגע בעבר בכלי מכני והשתמר בחלקו.
במבנה זוהו שני שלבים.
בשלב הראשון נבנה קיר (W1; אורך השתמרות 4 מ', גובה 0.6 מ') שהשתמר לגובה שני נדבכים. הקיר נבנה מאבני שדה מהוקצעות במגוון גדלים (0.3×0.3×0.4–0.3×0.6×0.6 מ') שצדן הצר הונח על סלע הגיר. רצפת המבנה (L101) עשויה גיר כתוש והותקנה על הסלע; מעליה נחשפו מפולת אבני שדה ושברי לוחות אבן אחדים (0.05×0.20×0.30 מ') שלא באתרם.
בשלב השני נבנה בחלקו הצפוני של המבנה תא מלבני (L102; מידות 0.4×0.8 מ') שממנו נחשפו שלוש דפנות בנויות אבני שדה מהוקצעות (0.2×0.2×0.5 מ') שהונחו על צדן הצר. רצפת התא עשויה מקרקע שמקורה בבליית גיר ומעליה נמצאו מעט שבבי עצמות.
ייתכן שהמבנה שימש תחילה למגורים ולאחר שיצא מכלל שימוש הותקן בו תא קבורה. מאחר שלא התגלו ממצאים אי-אפשר לתארך את המבנה ואת שלבי השימוש בו.