Добыча щебня
Фракции мрамора и кварца. Фото Грунтовозов
Щебень является востребованным сыпучим материалом, обладающим целым рядом положительным характеристик. Сегодня щебень находит применение в различных сферах, для решения широкого спектра задач. Привычный для покупателя вид щебень приобретает в результате осуществления нескольких этапов по добыче и производству. Следует понимать, что словосочетание «добыча щебня» не совсем корректно. Так как щебень является материалом, создаваемым искусственно. Добывается только исходное сырье — горные породы различных видов: осадочные, изверженные, метаморфические. Таким образом, говоря о добыче, мы подразумеваем только те виды щебня, которые имеют природное происхождение.
Состав, характеристики, виды: гравийный и другие, сферы применения
Химический и минеральный состав щебня зависят от свойств исходного сырья: породы или реже минерала. Каждому виду щебня присущ определенный перечень характеристик:
- прочность;
- лещадность;
- плотность: истинная (объемный вес) и насыпная (удельный вес);
- морозостойкость;
- адгезия;
- водопоглощение;
- влагоотдача;
- водостойкость;
- содержание глинистых и пылевидных частиц;
- содержание зерен слабой породы;
- радиоактивность.
Фракции мраморного щебня. Фото Петрович
Но показатели (величины) данных характеристик у каждого вида определенные, они также зависят от свойств сырья, от его происхождения. Поэтому при выборе следует тщательно анализировать весь перечень характеристик. В соответствии с происхождением различают достаточно значительное количество разновидностей щебня, наибольший интерес по тем или иным причинам вызывают:
- высокопрочный гранитный;
- доступный по стоимости и обладающий малой величиной радиоактивости гравийный;
- обладающий привлекательным внешним видом, матовой поверхностью и однородной структурой известняковый;
- доломитовый, напоминающий известняковый, ценится за морозостойкость, устойчивость к воде и огню;
- пользующийся высоким спросом у ландшафтных дизайнеров мраморный;
- базальтовый, находящий применение не только в производстве щебня, но и ваты;
- самый необычный из всего перечня кварцевый, в качестве сырья для его производства выступает минерал кварц, кристаллы которого представляют собой полупрозрачные и блестящие фракции с гладкой поверхностью;
- сланцевый, отличающийся характеристиками, в частности прочностью.
Черный щебень. Фото Грунтовозов
Не стоит забывать и о прочих материалах, для производства используется сырье других различных видов, например:
- керамзитовый, получаемый посредством обжига глины;
- аглопоритовый, производимый путем обжига глинистых пород и грунтов, также может использоваться различные отходы промышленности;
- пеностекольный, представляющий собой вспененную стекломассу, получаемую посредством переработки обыкновенного стекла;
- вторичный, производимый посредством дробления и сортировки строительных отходов;
- шлаковый, получаемый путем переработки отходов металлургической промышленности.
Щебень некоторых популярных разновидностей: гранитный, гравийный, известняковый, мраморный, может подвергаться дополнительной обработке. По постобработке различают четыре вида материалов: черный, цветной, мытый и галтованный щебень.
Фракции шлакового щебня. Фото Дюна
Различные виды щебня успешно используются в строительстве зданий и дорог, оснований и фундаментов; для устройства площадок и парковок, дренажных систем; для расклинцовки; при изготовлении бетона и ЖБИ; для благоустройства территории и в ландшафтном дизайне: уплотнение грунта, борьба с гололедом, засыпка дорожек, создание альпийских горок и сухих ручьев, возведение габионов и заборов, оформление водоемов и клумб, а также выполнения многих других работ.
Где и как добывают, способ добычи в карьере
Добыча сырья природного происхождения осуществляется открытым способом, в карьерах, которые располагаются во многих странах, в том числе, и в России. Крупные месторождения располагаются в Республике Карелия и Ленинградской области, на Урале. На данные регионы приходится порядка 40% добываемого сырья. БОльшая часть производимого в РФ щебня (около 85%) покрывает потребности российского потребителя, остальная часть идет на экспорт.
Месторождения щебня. Фото Грунтовозов
Щебень может добываться как целенаправленно, так и являться побочным продуктом добычи рудных или других полезных ископаемых. В первом случае материал получается более качественный, а, соответственно, и стоимость его выше. Целенаправленная добыча щебня некоторых видов не имеет смысла, что связано со свойствами породы, например:
а) Известняк является достаточно мягкой породой, не отличается высокой прочностью, может раствориться в воде при длительном контакте. Поэтому разрабатывать карьер специально под добычу щебня нерентабельно. В результате разработка известняковых карьеров осуществляется с целью добычи извести, а уже во вторую очередь — щебня.
б) Мрамор представляет собой хрупкую породу, добываемую максимально щадящим образом. Поэтому нет никакого смысла тратить значительные временные и финансовые ресурсы для использования добытого мрамора на щебень. Но возможно выполнить дробление негабаритных фрагментов, образовавшихся в результате добычи блоков, и получить дополнительный доход с их реализации.
Независимо от целенаправленности добычи, работы выполняются в два этапа:
1) Разработка горной породы включает подготовку территории, в частности, очистку от растений, кореньев и мусора, а также удаление верхнего слоя грунта, данный процесс называется вскрышиванием.
2) Основной этап работ может проводиться несколькими способами:
Добыча мрамора. Фото Грунтовозов
* Камнерезный способ является самым продуктивным и одновременно самым дорогостоящим. Суть его состоит в том, что крупные блоки горной породы отпиливаются прямо в карьере, эксплуатируются при этом специальные камнерезные машины с дисковыми и канатными пилами, оборудованные алмазными или победитовыми насадками.
Оборудование подразделяется на машины, обеспечивающие вырезку больших и малых блоков, а также по характеру обрабатываемого уступа — на низко- и высокоуступные. Таким образом добываются в основном мягкие и средние породы: мрамор, известняк, доломит. Данный метод позволяет получить блоки правильной формы и определенных размеров, избежать появления микротрещин, сохранить все свойства сырья.
Однако, при целенаправленной добыче данный метод экономически нецелесообразен. Обусловлено это неоправданно высокой стоимостью готовой продукции. В итоге на производство щебня идут только негабаритные остатки и сколотые блоки, но такой материал является уже побочным продуктом разработки. Камнерезный способ как нельзя лучше подходит там, где необходимо сохранить целостность горной породы, например, добыча стеновых и облицовочных плит.
* Буровзрывной или взрывной способ активно используется еще со времен изобретения черного пороха. Применяется для добычи камня и рудных полезных ископаемых. В горной породе с заданным шагом бурятся, высверливаются глубокие отверстия, в которые закладывают заряды взрывчатки.
Камнерезным способом добывают ценные горные породы для изготовления облицовочных плит. Фото Грунтовозов
Срабатывание взрывных веществ приводит к разрушению породы и откалыванию крупных фрагментов, которые собирают и транспортируют для дальнейшей обработки. Широкое распространение способ получил благодаря простоте использованию и невысокой стоимости расходных материалов. Однако, имеются и недостатки:
- Способ требует высокой точности на этапе подготовки к выполнению работ, так как ошибка расположения и количества зарядов может привести к увеличению затрат. Слишком большое количество взрывчатки может привести к тому, что сырье будет испорчено и непригодно, а малое — к необходимости взрывать крупные куски еще раз. Кроме этого, способ сопряжен с опасностью для рабочих, во время проведения взрыва карьер эвакуируется.
- Разрушительность способа приводит к тому, что только порядка 70% материала пригодно для дальнейшей обработки, остальное уходит в отсев.
- В структуре сырья появляются микротрещины.
- Большое количество пыли и дыма отрицательно сказывается на экологии.
Несмотря на имеющиеся недостатки способ является наиболее распространенным для добычи сырья, из которого производится щебень различных видов и марок.
* Буроклиновый способ является одним из древнейших, сейчас уже практически не используется. Суть технологии в следующем. Намечается контур отделяемого фрагмента, по линии которого формируются шпуры — отверстия в породе. В отверстия помещаются клинья, которые при ударе обеспечивают отделение блоков по имеющейся линии. Данный способ подходит для добычи особенно твердых пород, не поддающихся распиливанию, например, гранит и габбро. Технология позволяет сохранить целостность блока, чем она похожа с камнерезным способом. Недостатком является то, что буроклиновый способ подходит для получения небольших кусков породы, т.е. технология не отличается высокой производительностью из-за чего она и не популярна сейчас.
* Бурогидроклиновой способ является более современным аналогом предыдущего метода. Суть технологии аналогична, единственым отличием является использование гидроклиньев вместо стальных. В гидроклинья под высоким давлением специальной установкой подается жидкость. Они расширяются и происходит разрушение породы. Способ обеспечивает откалывание очень больших кусков породы. Постепенное давление, отсутствие вибраций и шума обеспечивает сохранение структуры камня. Однако, гидромеханическое оборудование отличает высокая стоимость, а разрушение породы занимает продолжительное время.
Взрывной способ добычи – самый быстрый и дешевый. Фото Грунтовозов
* Алмазное пиление представляет собой современный высокоточный способ, основанный на использовании специализированных алмазно-канатных машин. Оборудование отличает гибкость канатам, которая придается благодаря использованию резиновых вставок в местах соединения. Машины с одним или несколькими канатами применяют как для добычи твердых пород: гранит и габбро, так для работы с карбонатными породами.
Суть способа состоит в выпиливании блока, отвалки его на песочную или гравийную подушку и последующей пассировке (раскраиванию). Способ отличается производительностью, но и продолжительностью и необходимостью применения вспомогательного оснащения — буровые установки. Технология имеет несколько преимуществ перед аналогами:
- возможность выполнения пропилов в любой плоскости;
- возможность получения фрагментов большого размера с двумя ровными поверхностями;
- высокая механизация процесса, а, следовательно, сокращение числа рабочих;
- компактность оборудования позволяет свободно размещать машины и повышать безопасность на карьере.
* Метод тихого взрыва сопоставим по мощности с буровзрывной технологией. Но в данном случае используются неразрушающие средства, не относящиеся к взрывчатым веществам, действие которых основано на их объемном расширении. Вещества смешивают с водой, получая пастообразную массу, которая заливается в заранее размеченные и сформированные отверстия. При застывании смесь расширяется и создает давление, достигающее 40-50 МПа, которого достаточно для разрушения породы. В зависимости от габаритов извлекаемого блока требуется тщательный расчет количества шпуров и их глубины, объема смеси.
После взрыва образуются каменные глыбы разных размеров. Фото Грунтовозов
* Щадящий взрыв, для выполнения работ используется шпуровый газовый генератор (ГДШ). Отделение каменных блоков осуществляется с помощью высокого давления газов, образующихся в результате сгорания пиротехнического состава, помещенного в специальные картриджи, которые располагаются в подготовленных шпурах. Поджиг осуществляется с помощью электрического или механического дистанционного устройства. Высокой скорости сгорания состава недостаточно для появления микротрещин.
Независимо от технологии добычи сырья следующими этапами работ являются дробление и сортировка. А это уже этапы производства.
Оборудование
Кроме представленного выше специализированного оборудования в процессе добычи, а также производства используется и другое оснащение:
Большая дробильная установка. Фото Грунтовозов
1) для подготовки территории используются экскаваторы, бульдозеры и грейдеры;
2) грузовой автомобильный транспорт, чаще всего, используются карьерные самосвалы, для доставки сырья;
3) питатели различных типов: вибрационные, пластинчатые, дисковые, барабанные, ленточные, винтовые — для подачи сырья на заводские установки;
4) дробилки нескольких типов: щековые, валковые, конусные, роторные, молотковые, центробежные — для измельчения породы до необходимых размеров;
5) грохоты — сортировочные вибросита.
Откуда берется
Полученную в результате добычи породу с помощью автотранспорта перевозят к горноперерабатывающему заводу, где с помощью питателей сырье подается в дробильно-сортировочные установки для измельчения и сортировки. При необходимости выполняется дополнительная обработка: промывка, пропитка битумом, окрашивание и шлифовка. Более подробно данные процессы и эксплуатируемое оборудование рассмотрены в отдельной статье.
Видео
Где купить
Приобрести щебень возможно напрямую у производителя или у поставщиков, контактные данные предприятия представлены здесь.
Источник
