Главная → Статьи

Добыча природного камня и обработка его при выпуске изделий

Из общего числа разведанных месторождений активно разрабатывается в настоящее время около половины. Облицовочный камень обычно залегает неглубоко и добывается из открытых горных выработок (карьеров).

Особенность значительной части эксплуатируемых карьеров по добыче декоративного камня состоит в том, что они имеют сравнительно небольшую производительность, не превышающую в большинстве случаев 2,5— 5 тыс. м3 блоков камня в год.

В СССР крупными мраморными карьерами являются Коелгинский, Кибик-Кордонский и Газганский мощностью соответственно 40, 18 и 15 тыс. м3 в год; гранитными — Каменногорский и «Возрождение» в Ленинградской области — 27 и 10,8 тыс. м3; лабрадорита — Головинский— 8 тыс. м3; травертина — шахтахтинский — 30 тыс. м3 блоков и др.

Под понятием «блок камня» подразумевают крупноглыбовую заготовку, добываемую из массива с целью последующей переработки на облицовочные материалы, отвечающую требованиям действующих стандартов по физико-техническим характеристикам, форме, размерам и монолитности.

В зависимости от способа добычи и степени правильности геометрической формы блоки делят на пиленые и колотые. Объемы блока определяют по объему вписанного в него прямоугольного параллелепипеда. В соответствии с ГОСТ 9479—76 блоки природного камня подразделяются на пять групп.

Разработка месторождений облицовочного камня складывается из трех основных последовательно выполняемых процессов: вскрытия месторождения, подготовительных работ по созданию необходимых обнажений и уступов и собственно добычных работ, включающих в себя отделение от массива монолитов или блоков, разделку монолитов на блоки, погрузку и транспортировку блоков и отходов.

Особенность добычи блоков облицовочного камня заключается в том, что при этом должны полностью сохраняться природные качества материала.

Резку пород осуществляют камнерезными машинами с режущими дисками (рис. 1) или кольцевыми фрезами (рис. 2), канатными пилами или врубовыми машинами, которые в основном применяют для добычи мягких и средней твердости пород камня (мраморов, известняков, доломитов, ракушечников, вулканических туфов). В последнее время при добыче камня используются и баровые камнерезные агрегаты. К способам разрушения пород ударом относят буроклиновой и ударно-врубовой, а к способам разрушения взрывом — буровзрывной способ, который преимущественно применяют для добычи твердых пород камня.

Рис. 1. Поточная вырезка камней ми пилами камнерезной машиной

К способам разрушения пород нагревом относят термоструйный способ, который, как правило, применяют для добычи блоков каменных пород, содержащих кварц, так как они наиболее быстро разрушаются в условиях высокотемпературных напряжений. При этом способе о помощью терморезаков, извергающих со сверхзвуковой скоростью высокотемпературную газовую струю, вырезают блоки камня определенного размера непосредственно из массива. При необходимости перед отгрузкой потребителям блоки обрабатывают, придавая им требуемые размеры и форму, близкую к прямоугольной (пассировка) , и маркируют.

Пригодность блока определяется комплексом его декоративных, физико-механических и технологических свойств и степенью долговечности. К дефектам, снижающим качество камня, относятся трещиноватость, выветре-лость, высокое содержание горной влаги (для известняков), наличие неполирующихся участков, грязных пятен и т. п.

Рис. 2. Вырезка крупных блоков из пород средней твердости камнерезной машиной с кольцевой фрезой

Физико-механические свойства горных пород, разрабатываемых на блоки, проверяют на карьере раз в год, а также при каждом изменении характера породы.

Обработку природного камня с изготовлением облицовочных материалов и различных изделий осуществляют на камнеобрабатывающих предприятиях. В Советском Союзе их насчитывается около 200. Объем производства изделий из природного камня в настоящее время составляет более 4,0 млн. м2 в год, в том числе из туфов и известняков свыше 500 тыс. м2.

Современные камнеобрабатывающие предприятия выпускают из исходного сырья готовую продукцию в виде облицовочных плит, архитектурно-строительных изделий, бортовых камней и декоративных плит на основе природного камня.

Обработка камня включает ряд технологических операций, в результате которых камню придаются определенная форма и размеры, а его лицевой поверхности —> заданная фактура. Технологические процессы обработки камня выполняют по схеме: приближенная обработка камня по форме и размерам изделия — точная обработка камня по форме и размерам изделия — фактурная обработка изделия.

На современных камнеобрабатывающих предприятиях цеха специализируются на выпуске изделий из твердого, средней твердости и мягкого природного камня.

Процессы подготовки и распиловки блоков на заготовки являются общими при обработке изделий из природного камня любой твердости. Окантовку и шлифовку для камней различной твердости производят в различной последовательности.

Плиты из твердого камня обрабатывают по схеме: распиловка — шлифовка — окантовка; из камня средней твердости: распиловка — окантовка — шлифовка; из мягкого камня: распиловка — окантовка.

В связи с тем, что в общем объеме выпускаемых облицовочных материалов и изделий из природного камня подавляющая часть приходится на плиты (около 90 %), большинство камнеобрабатывающих предприятий использует наиболее распространенную технологическую схему обработки, основанную на процессах распиловки.

При обработке поверхности камня скалыванием получают фактуры:

типа «скала», которая характеризуется естественным сколом камня, образующим бугры и впадины на поверхности без следов обрабатывающего инструмента — за-кольника; таким способом обрабатывают гранит, сиенит, диорит, лабрадорит, кварцит, габбро, базальт, известняк,, песчаник;

точечную — с равномерной шероховатой поверхностью с точечными углублениями; образуется в результате обработки поверхности крестовой бучардой, таким способом обрабатывают гранит, сиенит, диорит, габбро, диабаз, базальт.

Обработку поверхности камня абразивами производят на станках резанием, пилением, фрезерованием или истиранием абразивными материалами. При этом получают фактуры поверхностей: – пиленую, для которой характерны длинные бороздки с высотой рельефа до 3,0 мм; образуется в результате распиливания на станках большинства горных пород; – шлифованную, для которой характерен матовый вид, легкая равномерная шероховатость с малой высотой рельефа (до 0,5 мм); образуется в результате процесса обработки камня, складывающегося из обдира, грубой и тонкой шлифовки; таким способом обрабатывают гранит, сиенит, диорит, базальт, габбро, диабаз, мрамор, известняк, туф; – лощеную, которая отличается гладкой, бархатисто-матовой с выявленным рисунком камня поверхностью; обработке лощением подвергают гранит, сиенит, диорит, мрамор, известняк; – полированную, для которой характерны гладкая поверхность, дающая четкое отражение, и полностью выявленный природный цвет и рисунок камня; полировку делают (учитывая большую, чем в предыдущих случаях, стоимость работ) только у наиболее декоративных пород: сиенита, гранита, диорита, габбро, лабрадорита, мрамора, кварцита, гипсового камня.

В последние годы определилась тенденция к снижению толщины каменных изделий, так как тонкие плиты из природного камня со шлифованной и полированной фактурами в 2—3 раза экономичнее по сравнению с выпускавшимися ранее.

Ваш отзыв