Добыча стенового камня


Во все времена и во всех странах и высоким спросом пользовались и пользуются строительные блоки из природного камня мягких пород (ракушняк, белый известняк и др.).

Изготовление и применение блочного камня из нетвердых материалов технически и экономически более выгодно  использования кирпичей и шлакоблоков.

Такой камень имеет более низкую себестоимость изготовления, чем обожженный кирпич, а в вопросе применения — лучше по теплоизоляционным свойствам.

Известняковые карьеры характеризуются большими запасами, небольшой глубиной залегания, однородностью и возможностью использования открытого способа их добычи.

Известняк, ракушечник, туф и т.п. – материал, прекрасно подходящий как для строительства, так и для дизайна, оформления помещений. Он недорог, удобен в применении, долговечен, приятен внешне и экологичен. Именно потому известняк используется:

  • при строительстве зданий (блоки известняка);
  • при создании экстерьера строений – наружных лестниц и цоколей (облицовка известняком со временем не теряет форму, и, следовательно, красоту, выразительность и оригинальность);
  • при создании интерьера помещений – дверных проёмов, стен, каминов;
  • в ландшафтном дизайне (для оформления площадок, дорожек и садов в целом);
  • при создании профильных изделий – колонн, порталов каминов, наличников и пр.;
  • при изготовлении столешниц, тумб, подоконников, барных стоек и т.д.;
  • при реставрации памятников архитектуры.

Преимущества стенового камня

  • продолжительный срок эксплуатации;
  • простота обработки. Камень хорошо пилится;
  • морозоустойчивость;
  • идеальная шумо- и теплоизоляция.
  • абсолютная инертность. Камень не вступает в реакцию с веществами, содержащимися в других строительных и отделочных материалах;
  • экологичность. Материал имеет минимальный радиационный фон.

Мало кто знает, что дом из ракушечника представляет собой идеальный природный фильтр с отличной паропроницаемостью, а соли йода, которые содержит известняк, улучшают не только настроение и самочувствие, но и навсегда избавляют от многих заболеваний дыхательных путей и сердца.

Технология добычи

Добыча стенового камня производится в карьерах открытого типа.

На первом этапе производится подготовка карьера и выравнивание площадки для добычи. В соответствии с условиями карьера выравнивание площадки может производиться различными способами.

Подготовка карьера
Выравнивание площадки с помощью вскрышной машины «Прима»

Следующим этапом добычи стенового камня является полосовка — нарезка поперечные вертикальные пропилов с шагом 400 мм и глубиной 400 мм.

Выполнение поперечных пропилов
Полосовочная машина «Прима» в работе

Затем одним вертикальным и двумя горизонтальными пропилами в продольном направлении отделяют блоки от забоя по всему фронту.

Добыча стенового камня
Добычная машина «Прима» в работе

При такой технологии целесообразно использовать 3 низкоуступные камнерезная машины — одна полосовочная для поперечных вертикальных пропилов и две добычные.

Работа в карьере:
машина 1 выполняет полосовку
машины 2 и 3 ведут добычу камня
Добытый камень

Оборудование и технические данные

Машина «Прима» предназначена для добычи стеновых каменных блоков размером 390*190*188 мм отвечающих требованиям ГОСТ 4001-84, в открытых выработках (карьерах). Прочность добываемой породы на сжатие — до 40 МПа (ракушечник, туф, известняк и т.д.).

«Прима» состоит из станины, на которой смонтированы основные узлы – вертикальный и горизонтальный шпиндели с пилами, привод подачи, пульт управления и гидростанция. Станина представляет собой конструкцию, на которой имеются ходовые колеса и приводные, с помощью которых машина перемещается по направляющим рельсам P18.

На горизонтальный шпиндельный узел может быть закреплено 1 или 2 пилы. Опускание шпиндельного узла (врезание) осуществляется с помощью гидроцилиндра.

Вертикальный шпиндельный узел имеет возможность поворачиваться вокруг вертикальной оси, обеспечивая при этом с помощью цилиндра врезание, а также перемещение пиноли узла в вертикальном направлении для обеспечения рабочего и транспортного положения.

Универсальная, но в то же время компактная сборка позволяет использовать машину на карьерах любой площади и формы, а при установке дополнительного шпинделя, «Приму» можно применять еще и для вскрышных работ. Все трансмиссии находятся в герметичных корпусах, которые предотвращают попадание пыли и значительно увеличивают срок службы оборудования.

Рабочим инструментом этого камнедобывающего оборудования являются резцовые дисковые пилы с износостойкими поликристаллическими алмазными пластинами (PDC), которые способны пилить породу прочностью до 40 мегапаскаль (известняк, ракушечник, туф, песчаник) и обеспечить максимальную производительность.

Рассмотренная технология добычи и широкий спектр применения известняка позволяет полностью использовать его залежи и извлекать максимально возможную прибыль при освоении месторождений. Использование известняков в качестве пильного камня и блоков, облицовочной плитки, известняковой муки (отсева), флюсового щебня (основного сырья для производства цемента), добавок при изготовлении других строительных материалов из отходов камнепиления и дробления известняков (кирпич, прессованный перегородочный камень и др.), позволяет эффективно реализовать выпускаемую продукцию. Постоянно растущий спрос на строительный известняк обеспечивает устойчивый спрос на выпускаемую продукцию и возможность оперативно реагировать на рост цен на нее.

Технология добычи природного камня (мраморов)

Для добычи блочного сырья мрамора и других аналогичных пород используются в основном три метода:

  1. Добыча врубовыми (баровыми) машинами
  2. Добыча алмазно-канатными машинами
  3. Комбинированный способ добычи алмазно-канатными и врубовыми (баровыми) машинами

  1. Добыча блоков с помощью баровых камнерезных машин – довольно старый, но в то же время простой способ, которым в массиве формируются низкие уступы высотой до 3-х метров. Добыча проходит поэтапно: сначала производится подрезка уступа, то есть горизонтальный пропил, потом 2 вертикальных: продольный и поперечный.

При использовании баровых машин не возникает сложностей при разработке новых месторождений блочного камня и подготовке новых горизонтов. Для этого нарезаются либо пионерные траншеи, либо баровая машина устанавливается под углом и за несколько проходов оформляется заездная траншея. Баровые камнерезные машины достаточно неприхотливы в обслуживании и позволяют вести добычу даже при минусовых температурах, что немаловажно в тех климатических зонах, где зима длится по 4-6 месяцев в году.

Схема добычи баровыми машинами.

 


  1. Добыча алмазно-канатными машинами производительнее в плане пиления, однако, длительнее в подготовке и не обходится без вспомогательного оборудования – специальных буровых установок с мощными компрессорами и высоким расходом воздуха. Для запасовки алмазного каната требуется пробурить 3 взаимно пересекающихся ствола скважин. Чтобы гарантировать их пересечение, используются буровые коронки диаметром 85-90 мм. После бурения шпуров и запасовки в них каната выполняется сначала 1 горизонтальный рез, а затем 2 вертикальных. Отделенный от массива блок роняют при помощи гидро-, пневмоподушек, гидродомкратов, лебедок или экскаваторной техники.

Алмазно-канатные установки незаменимы при добыче высокопрочных и закварцованных горных пород.


  1. В последнее время наибольшее распространение получили комбинированные способы добычи делового камня с применением и баровых, и алмазно-канатных машин:

а) В первом случае вертикальные пропилы выполняется баровыми машинами, а горизонтальные – алмазно-канатными.

Такой метод положительно зарекомендовал себя при добыче монолитных карбонатных пород, так как получаются сразу товарные блоки. При этом не возникает необходимости в буровых установках и прочем подсобном оборудовании, поскольку алмазно-канатная пила заводится в выполненные баровой машиной пропилы.

Метод наиболее приемлем на первоначальных этапах – при вскрышных работах и разработке новых карьеров, а также при добыче камня с сильной трещиноватостью, где есть риск зажатия бара в забое при выполнении горизонтального реза (в случае с вертикальным пропилом, вероятность такого зажатия при оседании блока гораздо ниже, а при заклинивании бара его проще извлекать).

б) Во втором случае горизонтальные пропилы выполняется баровыми машинами, а вертикальные – алмазно-канатными.

Горизонтальный рез выполняется на всю длину подготовленной для разработки части уступа. После этого бурится вертикальная скважина. В отличие от добычи алмазно-канатными машинами достаточно пробурить 1 шпур диаметром 40 мм с таким расчетом, чтобы длина отделяемого блока была 10-12 метров. В полученное технологическое отверстие заводится алмазно-канатная пила и последовательно производится поперечный и продольный рез.

В полученный продольный пропил устанавливается гидро- или пневмоподушка, которой блок наклоняется настолько, чтобы можно было завести гидродомкраты, которыми блок полностью отделяется от массива и «заваливается» на заранее подготовленную подушку из песка или мелкозернистого гравия.

От падения блок раскалывается по естественным трещинам. После отвалки, полученные негабаритные блоки раскраиваются на товарные. Осуществляется это баровыми либо канатными машинами или буроклиновым способом.

Применение этого метода высокоуступной добычи повышает производительность работы за счет увеличения блочности. Это хорошо можно проследить на примере фирмы «Коелга-мрамор», которая начала использовать данный метод с 1997 года. При добыче карбонатных пород баровыми машинами выход блоков был порядка 20%. После внедрения комбинированного метода производительность возросла в 1,5 раза, а на некоторых участках – более чем на 50%.

В настоящее время технологию высокоуступной добычи баровыми машинами с использованием бара до 9-ти метров (на вертикальный пропил) практикуют большинство зарубежных карьеров.