ГлавнаяСтатьи

Добыча и обработка природного камня

Методы добычи и обработки природного камня зависят от вида конечной продукции (щебень, облицовочные плиты, стеновые камни и т. п.) и свойств породы (в основном от ее твердости).

В камнеобрабатывающей промышленности принята следующая классификация горных пород: – твердые — породы, в состав которых входят минералы с твердостью 6…7 (кварцит, гранит, габбро, лабрадорит и т. п.); – средние — минералы этих пород имеют твердость не выше 5 (мрамор, плотные известняки, доломиты, некоторые виды туфа и т. п.); – мягкие — сравнительно небольшая группа пород с твердостью 2…3 (гипс, ангидрит, известняк ракушечник, высокопористые туфы и т. п.).

Щебень и бутовый камень получают, разрабатывая горные породы взрывным методом. Образовавшиеся после взрыва обломки породы дробят до нужного размера и рассеивают по фракциям. Недопустимо производить разработку камня взрывным методом в карьере, где происходит добыча камня для последующего получения облицовочных изделий, так как в этом случае камень делается трещиноватым и непригодным для распиловки.

Отделочные и стеновые изделия получают из камня, добываемого различными механизированными методами, не нарушающими структуру породы. Выбор конкретного метода добычи зависит главным образом от твердости разрабатываемой породы.

Средние и мягкие породы добывают в карьерах с помощью камнерезных машин, снабженных твердосплавными дисковыми, цепными или канатными пилами.

Вырезку мелкоштучных блоков из таких пород производят поточным методом. В этом случае по рельсовому пути, проложенному в карьере, движутся три дисковые камнерезные машины, производящие горизонтальные и вертикальные пропилы и пропилы, отделяющие камень от основного массива породы (см. рис. 4.3).

Дисковые пилы позволяют получить камни размером не более 35 % от диаметра диска, т. е. не более 50…70 см. Блоки большого размера целесообразно выпиливать машинами с рабочим органом в виде фрезы. Представленная на рис. 4.4 машина СМ-177 позволяет делать разрезы глубиной до 70 % от диаметра фрезы, что для стандартных фрез составляет около 1 м.

Кроме машин с дисковыми режущими органами применяют машины с цепными пилами, глубина пропила у которых достигает 1.5…2 м.

Для вырезки блоков из пород средней твердости могут применяться дисковые и цепные пилы, снабженные алмазными режущими насадками.

Производительность таких машин в породах средней твердости в 4…5 раз выше (5… 10 м /ч), чем на твердосплавном инструменте (1 …2 м /ч). Для мягких пород применение алмазного инструмента неэффективно.

В случае, если необходимо добыть блок камня большого размера (2… 10 м), используют установки с канатными пилами (рис. 4.5). Режущим инструментом в таком случае служит стальной канат диаметром 4. ..6 мм. Канат соединен в виде кольца и приводится в движение двигательной установкой. Для установки каната в рабочее положение необходимо предварительно пробуривать в массиве камня отверстия.

Рис. 4. 4. Машина с кольцевыми фрезами для выпиливания крупных блоков из пород средней твердости:
1 — рельсовый путь; 2 — фреза; 3 — каменные блоки

Установка канатного пиления работает на «свободном» абразиве (кварцевом песке, карборунде) фракции 0,3…0,6 мм, подаваемым в пропил вместе с водой. Скорость движения каната — 7… 10 м/с; производительность установки — 1…2 м пропила в час.

В последние годы получили распространение канатные пилы с армированным режущим органом: на многожильный канат насажены «алмазные» втулки диаметром 10… 14 мм. Схема работы алмазной канатно-пильной установки показана на рис. 4.5. Благодаря большой скорости движения каната (3…5 м/с) такая установка имеет высокую производительность— 10…15 м /ч.

Твердые породы обычно разрабатывают, отделяя сначала крупный монолит. Затем его делят на блоки, из которых на камнеобрабатыва-ющем заводе получают требуемые изделия. Отделение монолита может осуществляться несколькими способами: буроклиновым, строчечным бурением и канатными пилами с алмазными насадками.

Буроклиновой способ, применяемый чаще других, заключается в том, что отделяемый объем камня обуривается по контуру перфораторами. В полученные отверстия (шпуры) вводятся гидравлические или механические клинья или расширяющиеся составы на основе минеральных вяжущих веществ — так называемый «тихий взрыв». С их помощью монолит породы раскалывают по требуемой плоскости.

Рис. 4.5. Схема выпиливания монолитов (крупных блоков) из массива с помощью алмазно-канатной установки с предварительным бурением стыкующихся скважин: а — выполнение вертикального пропила; б — то же, горизонтального; 1 — алмазно-канатная установка; 2 — канат, армированный алмазными втулками; 3 — пропиленная часть массива; 4 — скважины; J — непропиленная часть массива

В старину для этой цели применяли силу замерзающей воды или набухающей древесины. Этот метод базируется на крайне низкой прочности камня при растяжении.

Добытые в карьере блоки перевозят на камнеобрабатывающий завод, где производится их распиловка на плиты или изготовление из них фасонных изделий.

Распиловка — трудоемкая операция. Для этого применяют чаще всего рамные пилы с гладкими полотнами-штрипсами, под которые подсыпается абразивный порошок (для твердых пород — чугунная дробь, для средних — кварцевый песок). Такие распиловочные станки благодаря большому числу штрипс могут одновременно распиливать до 10…20 плит. Поэтому, несмотря на малую скорость пиления, у штрипсовых станков достаточно высокая производительность. Недостаток такой распиловки — грубошероховатая, требующая шлифовки поверхность плит. Для пород средней твердости применяют полотна с твердосплавными режущими элементами или дисковые твердосплавные пилы. Толщина получаемых плит 20…60 мм.

В последние годы в камнерезных машинах в качестве абразива все шире применяют алмазы. Их высокая твердость обеспечивает высокую износостойкость режущего инструмента и позволяет в 5… 10 раз увеличить скорость резания и производительность при снижении расхода электроэнергии в 2…2,5 раза.

Кроме того, применение алмазных пил позволяет сократить ширину пропила в 3…4 раза, а толщину плит довести до 5…10 мм. В результате из 1м блока можно получить до 40…45 м тонких плит, что в 2…3 раза выше, чем при обычных методах распиловки. Еще одна положительная сторона алмазной распиловки — высокая чистота поверхности резания, что позволяет на дальнейших этапах обработки плиты исключить процесс шлифования.

Кроме распиловки, для получения облицовочных плит применяют метод раскалывания, использующий крайне низкую прочность камня при растяжении. Раскалывание производят на специальных станках. Таким образом изготовляют брусчатку.

При получении плит методом раскалывания затраты труда составляют 10… 15 % от затрат труда при пилении. Однако применение этого метода ограничивается большой толщиной получаемых изделий (60… 120 мм) и грубой фактурой (фактура скалы) поверхности.

После распиловки поверхность плит обрабатывают для получения требуемой фактуры, при этом используют механические и ручные скалывающие инструменты. В настоящее время применяют термогазоструйный метод. Однако обработке этим методом хорошо поддаются лишь кварцесодержащие породы.

Для получения гладких шлифованных и полированных поверхностей используют специальные станки.

Для точной обрезки кромок плит, а также для получения профилированных изделий (поясов, карнизов, ступеней и т. п.) применяют фрезерные и профилирующие машины. Режущими элементами в этих машинах являются диски и профилирующие фрезы, изготовленные из особо твердых абразивов: корунда, алмазов и т. п.



Читать далее:
Коррозия природного камня и меры защиты от нее
Использование отходов камнеобработки
Материалы и изделия из природного камня
Главнейшие горные породы, применяемые в строительстве
Породообразующие минералы
Общие сведения о каменных материалах
Общие сведения о природных строительных материалах
Стандартизация строительных материалов
Реологические свойства стройматериалов
Химические и физико-химические свойства стройматериалов



  1. Мне понравилось, хотя можно и нужно проиллюстрировать текст!

    — Эдуард · сен 2, 01:04 · #

  2. Отлично, но не мешало бы и картинок добавить

    — Никола · окт 20, 04:49 · #

Ваш отзыв


 



Главная