ДОБЫЧА И ОБРАБОТКА ПРИРОДНОГО КАМНЯ

Добыча природного камня осуществляется в коренных (граниты, песчаники, известняки и др.) или рыхлых (гравий, пески, глины) месторождениях, называемых карьерами. В зависимости от условий залегания, качества и запасов горных пород, географического положения различают: промышленные карьеры с большими запасами качественного природного сырья с годовой производительностью более 100 000 м³ и сроком действия более 10 лет, не связанные со строительными объектами и хорошо оснащенные оборудованием и подъездными путями; притрассовые местного значения карьеры, расположенные в районе строительства объектов со сроком действия менее 10 лет и имеющие более высокую себестоимость продукции по сравнению с промышленными карьерами.

Разработка пород может производиться открытым способом, в карьерах, реже подземным (например, разработка органогенных известняков в штольнях) или подводным, при неглубоком залегании пород от поверхности воды в реке, озере. Для открытой разработки наиболее удобны горизонтально или полого залегающие пласты пород, которые могут находиться выше или ниже дневной поверхности или быть на одном уровне с нею. Экономичной считается разработка выходов пород (обнажении) на склонах с небольшим объемом вскрышных работ, сравнительно легким перемещением добытой породы вниз по склону и отсутствием необходимости отвода атмосферных и грунтовых вод от фронта работ. При разработке пород учитывают также их прочность и трещиноватость, на основании которых определяют способ отделения породы от массива. Например, механическим способом (экскаваторами) разрабатывают осадочные породы, разбитые трещинами на небольшие отдельности; отделение глыб слоистых, трещиноватых, столбчатых пород производится также клиньями, механическими лопатами; слабые мягкие породы (ракушечники, известковые туфы) добывают путем распиловки их толщ камнерезными машинами на блоки определенных размеров и формы. Массивные магматические породы разрабатываются с применением взрывчатых веществ с предварительным пробуриванием скважин (шпуров, бурок) по рядам с последующим заложением в них взрывчатых веществ и тщательной заделкой каждой скважины. Буровзрывным способом можно получать монолиты больших размеров, а также рваный камень (бут) и щебень в массовом количестве.

Используются способы распиливания твердых пород (гранитов, мраморов и др.) с помощью механических дисковых пил, армированных пластинками твердых сплавов или абразивными порошками. Вместо дисковых пил применяют буровые машины с цепными пилами, снабженными алмазными или победитовыми ^[1] режущими насадками, а для отделения блоков пород от массива применяют машины с канатными пилами, в которых в качестве абразива используют кварцевый песок с водой. Вода при этом способствует образованию в массиве микрогрещин по принципу "клина". В последние годы находит применение термогазоструйный аппарат для разработки массивов кварцсодержащих пород типа гранитов в виде блоков и других штучных изделий. Работа аппарата основана на термическом воздействии горячей струи (свыше 2500°С) на породу, которая получается при сгорании керосина в кислороде и выбрасывается из сопла камеры. При такой высокой температуре возникают огромные внутренние напряжения, вызывающие резкие структурные деформации, сопровождаемые механическим раздроблением породы.

Природный камень, доставленный из карьеров, подвергается дальнейшей обработке, распиливанию и отделке для получения различных видов поверхности: грубой или сравнительно гладкой, в частности с применением шлифования и полирования. Для обработки используют пневматические инструменты и станки, с помощью которых получают необходимую фактуру (вид поверхности): бугристую, рифленую, бороздчатую и др. (рис. 8.8).

Для получения щебня, каменной крошки, дробленого песка и минерального порошка породы после их добычи из месторождений подвергают дроблению и измельчению в камнедробилках, камнекрошилках с последующими операциями по фракционированию, обогащению, промыванию и пр. Для получения крупно-, средне- и мелкозернистых минеральных материалов используют отходы, получаемые в карьерах или на камнедробильных заводах и установках.

Рис. 8.8. Виды фактуры камня:

1 - скала; 2 — рифленая; 3 — бороздчатая; 4 — бугристая; 5 — точечная; 6 — грубошлифованная

Особенно ценными отходами являются побочные продукты при распиловке и разделке природного декоративного камня (мраморов, гранита, кварцита и др.); добавляя цементы, из них вырабатывают крупные блоки, декоративные плиты и пр.