Открытый способ добычи камня

Как добывают камни? Способы добычи, описание, фото и видео

Природный камень — это распространённый строительный материал, отличающийся прочностью, долговечностью и естественной красотой. Его добыча является выгодным бизнесом, особенно в районах с открытыми выходами каменных конгломератов. Таких мест на планете много, их легко найти, геологам бывает достаточно изучить окружающий рельеф и геологические разрезы, чтобы сделать заключение о наличии месторождения промышленного масштаба.

Камень добывают не только в горах и на возвышенностях, каменные пласты залегают и на равнинах. По сути камень — это твёрдые горные породы, которые чередуются с мягкими осадочными, например, песком и глиной. Есть и твёрдые осадочные породы, наиболее распространёнными из них является известняк, ракушечник, песчаник. Применение камня – это строительство, архитектура, скульптурные изделия, создание предметов декора.

Виды камня и их характеристики

Необходимо отличать камни, которые считаются минералами, к ним относится целая группа полезных ископаемых с разными параметрами прочности , абразивности и другими отделочными характеристиками.

Асбест

• асбест — волокнистый минерал, имеющий в спресованном виде свойства камня;
• травертин, который специалисты считают промежуточной фазой между известняком и мрамором;
• гипс (алебастр) — применяемый не только для скульптур, но и строительства домов;
• слюда — природное гибкое стекло разной прозрачности и цветности;
• мрамор, кварцит, диабаз, кремний отличающиеся красивой фактурой и применяемые в различных отраслях народного хозяйства.

Гипс

Другая группа природных камней представляет собой горные породы, то есть конгломераты, состоящие из нескольких минералов. Их можно объединить по категориям происхождения. Камни вулканического образования, то есть рождённые при извержении вулканов под огромным давлением и воздействием максимальных температур.

Они отличаются высокими параметрами прочности, на срезе имеют красивый рисунок и разноцветные вкрапления. Среди них популярными являются гранит, используемый для строительства зданий, габбро, из которого делаются дверные ручки, скульптуры, гнейс, представляющий собой гранит с полосатыми прожилками.

Камни магматического происхождения, то есть представляющие собой застывшую магму. Это пемза с пузырьками воздуха, зернистый и очень прочный диорит, базальт, считающийся твёрдой базой под поверхностными слоями земной коры.

Осадочные породы — известняк, песчаник, ракушечник, сформированные как отложения морского дна. Они образовались путём выпадения в осадок растворенных в воде минеральных взвесей.

Сланцы — различные минералы и породы, имеющие сланцевую форму залегания в земной коре. Это целая группа каменных материалов, используемая в основном в строительстве.

Кроме того, в виде каменных отложений встречаются на земле мягкие минералы — тальк и мел, которые чаще всего используются в измельчённом виде.

Способы добычи камня

Основным методом разработки каменных месторождений является карьерный. Первоначально вскрывается место залегания, снимаются верхние слои земной коры, обнажается каменный монолит и начинается закладка траншей. Делается вертикальный разлом, а затем начинается отвал каменных фрагментов и погрузка их на транспортные средства.

При этом применяется специализированное оборудование, которое раскалывает или разрезает монолитные куски. Среди востребованных современных технологий добычи можно назвать следующие:

• буровзрывной способ;
• камнерезный;
• способ закачки воздуха в отверстия.

Камнерезный является самым дорогостоящим, но сохраняющим сырьё в первозданном виде, при его использовании отмечается самое низкое количество потерь материала. Если производится разрушение пластов взрывами или давлением воздуха, потерей бывает гораздо больше, но затраты на эти способы добычи минимальные.

Где добывают камни?

Основные месторождения камня в Европе располагаются в Италии, Греции, Болгарии, Испании, Португалии. Среди азиатских камнедобывающих стран можно назвать Индию, Пакистан, Узбекистан, Египет, в Америке — это Бразилия. Известные месторождения в России располагаются на Кольском полуострове, в Карелии. Именно здесь добывается камень, который идёт на экспорт.

Как добывают камни – интересное видео

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Как добывают камень – карьерный способ

Уже само слово «добыча» говорит о немалых затратах труда необходимых для извлечения из недр земли ее природных богатств. Некоторые из них спрятаны на глубине 2-3 километров (нефть, газ), чтобы добраться до других приходится рыть шахты голубиной сотни метров (каменный уголь), и только часть из них имеет прямые выходы на поверхность земли или их можно добыть просто сняв верхний слой почвы (мрамор, гранит, известняк, габбро-диабаз).

На протяжении столетий места добычи природного камня или руд, залегающих на небольшой глубине, называли каменоломнями или рудниками соответственно. Это было напрямую связано с ручным способом производства, когда камень в буквальном смысле разламывали при помощи кирки или молотка с зубилом. Современное название – карьер – имеет иностранное происхождение (от французского carrier – каменоломня) и применяется к горным предприятиям, а также к котлованам (горным выработкам), образованным вследствие выемки камня или руды открытым способом.

Разновидности карьеров

Для упрощения классификации все карьеры условно делят на рудные и нерудные. В первую группу включают все месторождения металлических руд, разрабатываемые открытым способом:

• черные — хромовые, титановые, кобальтовые, железные и др.;
• цветные – медные, алюминиевые, цинковые, оловянные и др.;
• благородных – платиновые, золотые, серебряные;
• радиоактивных – урановые, ториевые.

Ко второй относят месторождения:

• для извлечения которых не применяются взрывчатые вещества – глиняные, песчаные, грунтовые и карьеры по добыче блочного камня;
• основным способом добычи которых является взрыв – песчаники, известняки, габбро, граниты.

Материалов для металлургии

• каолиновые, магнезитовые, доломитовые, графитовые карьеры.

Сырья для потребностей индустрии

• Слюдяные, асбестовые, тальковые карьеры.

Сырья для химии промышленности

• Сюда включают — апатиты, серу, мышьяк, фосфориты.

Горючих ископаемых материалов

• каменноугольные, сланцевые, торфяные карьеры.

Разработка карьеров

Для принятия решения о разработке конкретного карьера (месторождения) требуется проведение целого ряда предварительных работ, изысканий, расчетов и обоснований. Все они включаются в проект разработки, на основании которого выдается разрешение (лицензия) на разработку.

Жизненный цикл, который проходит каждый мраморный или гранитный карьер состоит из ряда последовательных этапов:

• геологические изыскания (разведка) позволяют определить запасы сырья, параметры его залегания, границы месторождения;
• работы по подготовке территории карьера и организации подъездных путей (могут потребоваться очистка, вырубка леса, дренажные работы);
• снятие поверхностного слоя, закрывающего породу;
• вырезка уступов;
• эксплуатация месторождения — извлечения камня;
• завершение добычи и ликвидация карьера;
• проведение комплекса работ по восстановлению экологического равновесия.

В зависимости от типа карьера:

• поверхностный – выходы горной породы находятся на поверхности земли или укрыты тонким слоем грунта;
• высокогорный – добыча ведется на склонах гор, холмов;
• углубленный – уровень залегания породы значительно ниже уровня земной поверхности;
• смешанный – часть месторождения выходит на поверхность, а другая скрыта под землей;

могут изменяться объемы работ по подготовке к разработке и себестоимость добычи сырья.

Способы добычи камня

Применение тех или иных способов добычи всегда тесно связано с целевым назначением карьера. Добыча руды и строительного камня осуществляется преимущественно взрывным способом, который на сегодняшний день является наиболее производительным и недорогим. Добытый таким способом камень при помощи экскаваторов грузится на автотранспорт и доставляется к месту сортировки, дробления и складирования.

В карьерах по добыче облицовочного камня используются способы добычи, не связанные со взрывом. Это обусловлено тем, что блоки гранитные, мраморные, блоки габбро и других твердых пород весьма чувствительны к взрывным воздействиям, которые увеличивают их природную трещиноватость и снижают качество. Для подготовки к извлечению товарных блоков в карьерах применяют как простые (базовые) способы:

так и комбинированные способы:

• взрывоклиновой;
• термоклиновой;
• термовзрывоклиновой.

Для добычи блочного камня из пород средней прочности используют канатные и камнерезные машины с твердосплавными и алмазными резцами в сочетании со взрывным отделением от массива. Породы высокой прочности требуют применения комбинированных способов, в том числе самых современных:

• гидравлических;
• электротермических;
• ультразвуковых;
• высокочастотных;
• с использованием НРС (невзрывных разрушающих составов).

Пир этом минералы входящие в состав породы, ее структура и прочность – факторы, от которых зависит производительность установок для канатного пиления, гидроклиновых, газоструйных и других машин.

Продукция карьеров и ее назначение

Карьеры по добыче строительного камня и блочные карьеры отличаются друг от друга не только способами добычи, но и выпускаемой продукцией. Если для первых основными видами являются:

• щебень различных фракций (5-20 мм, 15-20 мм, 20-40 мм и др.);
• бутовый камень;
• гранитный отсев;
• брекчия;

то для вторых это:

Продукция карьеров находит применение в жилом, промышленном и дорожном строительстве, производстве стройматериалов, ритуальных изделий, предметов интерьера искусства.

Источник

Открытый способ добычи камня

С применением камнереза — высокотехнологичные машины со специальными дисковыми или канатными пилами, снабженными алмазными насадками, способны нарезать горную породу геометрически правильными параллелепипедами, не повреждая ее. Наиболее дорогой, но и наиболее эффективный/результативный метод добычи, потому как:
а. машины автоматизированы и постоянно находятся под контролем специалиста
б. используемые пилы, сохраняя его природные характеристики;

Ударное воздействие:

Метод Воздушной подушки — шпуры делают в доступной части породы, затем под высоким давлением закачивают воздух, происходит щадящий взрыв и откалывание. К сожалению, нельзя с точностью предсказать разлом, однако этот метод позволяет избежать появления микротрещин и соответственно повышает блочность. Разработка месторождений этим методом считается одновременно экономной и рациональной.

Взрыв:

Взрывной — добыча каменной породы осуществляется с помощью взрыва. В видимой/доступной части породы высверливается глубокое отверстие (шпур), после чего в него закладывают взрывчатку и производят взрыв. В результате от породы откалываются куски(блоки) различного размера. Это самый малозатратный способ, но его главный минус состоит в том, что при взрыве часть камня повреждается, и отходы могут составлять до 30% добытой породы. Этот метод подходит для добычи щебня, бутового камня.

Температурное воздействие

Буроклиновой метод и тихий взрыв — основанный на расширении набухающей древесины или силе расширения замерзающей воды. По контуру отделяемой породы бурят шпуры, в отверстия вставляют механические или гидравлические клинья, которые при расширении откалывают обуренный участок. При «тихом взрыве» вместо клиньев в отверстия вводят расширяющие составы. Более щадящий камень метод, чаще применяется при разработке твердых пород.

Облицовочный натуральный камень добывается в форме прямоугольных параллепипедов — «блоков» при помощи буроклиновых и в исключительных случаях порохострельных работ. В зависимости от условий залегания месторождения добыча производится открытым или подземным способом.

Лучшими месторождениями твердого камня считаются те, которые имеют определенную систему трещин, разделяющих пласт камня на крупные глыбы правильной формы («отдельность»).

Способы добычи

Открытый способ добычи камня

Выемка блоков производится из горных выработок, расположенных непосредственно на дневной поверхности, так называемых «карьеров».

Пласты камня, предназначенные для разработки, в большинстве случаев прикрыты сверху «пустыми» породами. Для того, чтобы вскрыть рабочие горизонтали месторождения, прикрывающие их сверху «пустые» породы удаляются при помощи экскаваторов, часто с применением взрывчатых веществ. Эта подготовительная работа называется «вскрышей» (вскрышные работы).

Подземный способ добычи натурального камня

Применяется в редких случаях, главным образом, при разработке особенно ценных по декоративным свойствам сортов мрамора, при специфических условиях залегания его толщи (значительные наносы, выход пласта мрамора в склоне горы, в овраг или выработанное пространство карьера).

В современной практике эксплуатации карьеров отделение глыб камня от горной массы производится механизмами; взрывные работы применяются преимущественно на подготовительных работах в гранитных карьерах. При добыче гранита при помощи взрывов получают лишь первоначальную горизонтальную трещину, заменяющую отсутствующую слоистость. Вся последующая работа по разделке глыбы на блоки правильной формы производится при помощи клиньев вручную или пневматическими молотками.

В зависимости от прочности добываемого камня применяются механизмы ударного и абразивного действия.

Источник

Добыча природного камня – все технологии

Добыча природного камня во многом схожа с подготовкой, осадой и взятием крепости. Сначала – разведка, внешний осмотр, выяснение толщины стен и внутреннего устройства. Затем подготовка к штурму – выбор наилучшего способа проникновения – разрушение стен или устройство подкопа с выпиливанием части стены. И наконец сам штурм – быстрый и беспощадный, когда разрушается все начиная со стен и заканчивая внутренними сооружениями или долгий и аккуратный, с длительной осадой и проникновением через подкоп, что позволяет сохранить крепость.

Так происходит и с камнем. Гранитный карьер изучается на предмет внутреннего содержания – определяются его границы, характер залегания породы, толщина пласта, свойства камня. На основании этих данных выбирают способ добычи – грубый и разрушающий или более долгий, но аккуратный позволяющий сохранить целостность внутренней структуры камня.

Выбор способа или технологии добычи определяется характером горной породы – одни хороши для твердых и прочных метаморфических (гранит, мрамор, лабрадорит, габбро) другие для мягких осадочных (известняк, туф, травертин). Важно также целевое назначение продукции карьера – будет это производство качественных товарных блоков камня или простейшие бут, щебень и брусчатка из гранита.

Буровзрывной способ

Со времен изобретения черного пороха, а затем и бризантной взрывчатки этот способ используется как для добычи камня, так и рудных полезных ископаемых. Простота его использования, невысокая стоимость расходных материалов обеспечили ему широкое распространение.

В основе применения лежит свойство взрывчатых веществ создавать избыточное давление газов при сгорании в небольшом объеме. Для разрушения монолита или отделения каменного блока в нем с заданным шагом высверливают ряд отверстий, в которые закладывают взрывчатку. После подрыва зарядов под воздействием высокого давления происходит разрушение связей с монолитным массивом.

Способ применяют для добычи сырья, из которого производят щебень различных марок.

Буроклиновой метод

Эта технология добычи является развитием еще более древнего чем взрывной способа извлечения каменных блоков. На смену использовавшимся в древности деревянным клиньям и молоткам пришли современные гидравлические клинья. Специальная установка под высоким давлением подает жидкость в гидроклинья, размещенные подготовленных шпурах (отверстиях в камне). Под воздействием расширяющего усилия клиньев происходит отделение выделенного шпурами блока.

Постепенное нарастание давления и отсутствие детонации позволяют получать блоки гранитные и мраморные для производства качественной продукции из камня.

Щадящий взрыв (газогенератор давления шпуровой)

К способам отделения каменных блоков от монолитного массива с помощью высокого давления следует отнести и использование шпурового газового генератора (ГДШ). В основе конструкции – использование давления газов, образующихся в результате сгорания заключенного в специальный картридж пиротехнического состава. Высокая скорость сгорания состава недостаточна для детонации, а значит не приводит к появлению трещин в извлекаемом блоке. Размещение картриджей осуществляется в подготовленных шпурах заданного размера, а поджиг — дистанционным электрическим или механическим устройством.

Метод тихого взрыва (неразрушающие вещества)

Еще один способ добычи сравнимый по мощности со взрывной технологией – использование неразрушающих средств, которые не относятся к взрывчатым веществам. Их действие основано на объемном расширении веществ, образующих при смешивании с водой пастообразную массу, которая заливается в заранее размеченные отверстия на линии откола блока. Давление, создаваемое расширяющейся при застывании смесью, достигает 40-50 Мпа, что вполне достаточно для откалывания блока от монолита.

В зависимости от размеров извлекаемого блока требуется подбор количества шпуров, их диаметра, глубины и соответствующего объема смеси.

Машинная резка камня (камнерез)

Высокотехнологичный способ извлечения каменных блоков из массива горных пород. Используемые для добычи камнерезные машины подразделяются в соответствии с предназначением на машины для вырезки блоков большого размера и мелких блоков, а также по характеру обрабатываемого уступа – на низкоуступные и высокоуступные. Основной рабочий инструмент – дисковые пилы большого диаметра с победитовыми или алмазными дисками, цепные пилы. Основное производственное назначение – добыча стенового и облицовочного камня различных размеров.

Алмазное пиление

Современный высокоточный способ извлечения блоков твердых пород основанный на использовании специализированных канатов на основе гальванизированной стали с алмазными втулками. Гибкость такому канату придает использование резиновых вставок в местах соединений. Канатные машины с одним или несколькими канатами применяют для добычи особо прочных и твердых пород. Блоки габбро или гранита добытые с их помощью находят применение при производстве такой высококачественной продукции как плиты мощения из габбро, подоконники, столешницы, фасадные плиты из гранита, ритуальные изделия и многие другие.

Источник