Размещено на http://allbest.ru/

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерно-строительный институт

Кафедра: Инженерных систем зданий и сооружений.

РЕФЕРАТ

Тема: Добыча, обработка и применение камня.

Студент: Н.С. Загребина

Преподаватель: Е.С. Турышева

Красноярск 2012

Содержание

Введение

1. Общие сведения

2. Применение каменных материалов

3. Основы разработки и обработки природных каменных материалов

4. Добыча нерудных строительных материалов

Список использованных источников

Природный камень как строительный материал известен с глубокой древности. Он служил основным строительным материалом еще первобытному человеку. Высокая механическая прочность и долговечность позволяли использовать его в качестве стенового материала в строительстве различных сооружений, а красивая окраска и богатая текстура обусловили его применение для архитектурного оформления уникальных сооружений, храмов, дворцов. Украшением старорусских городов (Москвы, Киева, Суздаля, Владимира и др.) до сих пор являются белокаменные соборы, воздвигнутые древними мастерами. Все древние постройки: храмы, дворцы, крепости, мосты, акведуки, ритуальные сооружения возводились из природного камня и поражают современного человека, как удивительные «Чудеса Света». Во многих странах: Египте, Мексике, Греции, Италии, Китае, Камбодже, Индии сохранилось большое количество выдающихся памятников каменного зодчества, являющихся архитектурно-строительной составляющей древнейших цивилизаций, существовавших на Земле.

Роль природного камня в современном строительстве претерпела значительные изменения. В наше время плотные природные каменные материалы уже не используются для возведения стен, куполов, колонн, арок и других несущих конструкций, т.к. они трудоемки, обладают большой массой и высокой теплопроводностью. Но из-за положительных эксплуатационных и эстетических качеств продолжают широко применяться для облицовочных работ, природные каменные материалы нашли широкое применение для облицовки и архитектурной отделки зданий и сооружений устройства полов и пр. Пористые природные материалы применяются в конструкциях стен жилых и общественных зданий в виде стеновых камней и блоков. Отходы горнодобывающей и камнеобрабатывающем промышленности используются в качестве заполнителя для бетонов, изготовления других искусственных каменных изделий на минеральном и органическом вяжущем. Важность высоких защитных свойств камня особенно возросла в последние годы, когда прогресс в области создания теплоизоляционных материалов позволил получить легкие и экономичные, не нуждающиеся в защите от атмосферного воздействия изделия., а также в качестве стенового материала, для устройства дорожных покрытий и т. д. В сооружаемых объектах масса материалов и конструкций из минерального сырья составляет в среднем 70%, а иногда и 90%.

1. Общие сведения

По виду обработки природные каменные материалы делят на следующие основные виды: грубообработанные (бутовый камень (рис.1), валунный камень, щебень, гравий и песок); изделия и профилированные детали из природного камня; штучный камень и блоки правильной формы (для кладки стен и др.): плиты с различно обработанной поверхностью (облицовочные для стен, чистого пола и др.): профилированные детали (ступени, подоконники, пояски, наличники, канители колонн и т.н.): изделия для дорожного строительства (бортовой камень, брусчатка, шашка для мощения).

Рис.1. Бутовый камень:

а) рваный, б) постелистый, в) лещадный

Природные каменные материалы получают в результате обработки плотных и рыхлых горных пород: раскалыванием, распиливанием, обтесыванием, шлифовкой, дроблением и т. д.

По способу изготовления природные каменные материалы и изделия можно разделить на: пиленые (стеновые камни и блоки, облицовочные плиты и плиты для пола) и колотые (бортовые камни, камни тесаные, брусчатка, шашка для мощения и др.).

В соответствии со спецификой технологии производства каменных строительных материалов могут быть выделены три группы:

1) штучный стеновой камень -- изделия правильной геометрической формы, получаемые непосредственно из горного массива с помощью специальных механизмов;

2) облицовочный (или декоративный) камень -- изделия, пригодные для отделочных работ;

3) нерудные материалы -- камень в виде кусков неправильной формы (щебень, гравий и др.) -- полупродукт, идущий на производство бетона.

Украина располагает фактически неограниченными запасами нерудных ископаемых. Производство строительных материалов из природного камня организовано во всех экономических районах страны и в связи с ростом выпуска бетона и сборного железобетона развивается быстрыми темпами.

Технические свойства природных каменных материалов определяются свойствами тех горных пород, из которых они получены.

2. Применение каменных материалов

Использование природного камня при строительстве различного рода сооружений имеет многовековую традицию. Камень был основным строительным материалом, который применялся при возведении большинства построек в Древнем Риме, Греции, Египте и Индии. Первоначальные блоки из природного камня являлись основными конструктивными элементами здания, воспринимающими нагрузки. Однако по мере появления и расширения области использования кирпича, бетона и железобетона природный камень стал все чаще применяться в качестве декоративного элемента при отделке зданий и сооружений.

Высокие прочностные и декоративные качества изделий из природного камня и в настоящее время не имеют себе равных, несмотря на огромное число применяемых для отделки изделий из различных материалов: керамических, бетонных, стеклянных, металлических, пластмассовых и пр. Прогнозы свидетельствуют о том, что в ближайшие десятилетия сохранится тенденция к увеличению объема работ по отделке зданий природным камнем, и он останется основным строительным материалом, используемых для этих целей в строительстве. Разнообразие горных пород, служащих материалом для производства изделий из природного камня, широкий диапазон элементов зданий и сооружений, отделываемых материалами из природного камня, требуют от проектировщиков и строителей знания свойств природных каменных материалов, декоративных качеств изделий из них, технологий производства и методов контроля качества выполняемых работ.  Природный камень - древнейший строительный материал, заслуживший репутацию красивого, прочного и долговечного. Натуральный камень неповторим. Каждый срез, скол камня имеет свой индивидуальный причудливый узор. В зависимости от происхождения, условий образования, натуральный камень делят на три основных вида:- Первичные: вулканические, магматические породы - застывшая в недрах или на поверхности магма (граниты, диориты, вулканические туфы и т.п.);- Вторичные: осадочные - образуются в результате осаждения на земной поверхности или на дне естественных водоемов органических и неорганических веществ (песчаники, известняки, гипсовые камни и т.п.);- Видоизмененные: метаморфические - породы, измененные под воздействием высоких температур и давления (мрамор, сланцы, кварциты и т.п.). И бесспорно, богатство цвета и фактуры лицевой поверхности, в зависимости от способа обработки. В настоящее время насчитывается более 8 000 разновидностей природного камня. Чаще других в строительстве используют мрамор, гранит, сланец, песчаник и известняк. Сфера применения также очень широка: наружная и внутренняя облицовка стен, отделка пола, изготовление каминов, колон, скульптур.

При выборе породы для осуществления архитектурной задумки руководствуются физико-химическими и декоративными свойствами натурального камня.

3. Основы разработки и обработки природных каменных материалов

природный каменный горный абразивный

Для получения природных каменных материалов горные породы разрабатывают в карьерах и подвергают механической обработке. В зависимости от условий залегания породы карьеры разрабатывают открытым способом--с поверхности, либо закрытым -- шахтами. Более эффективен и экономичен открытый способ.

Выбор способа добычи горной породы зависит от ее вида, глубины и условий залегания, твердости и др. При добыче блоков твердого камня используют два способа организации процесса: от массива отделяют крупный монолит, подвергаемый в дальнейшем разделке на блоки, либо каждый блок отделяют от массива в отдельности. Первый способ более экономичен и получил большее распространение, в особенности для плотных пород типа гранита. Он может быть реализован в виде двух вариантов: монолит отделяют, образуя перфораторами или ударными машинами сплошную щель по его граням, либо шпуры располагают на значительном расстоянии друг от друга, а монолит отделяют клиньями, загоняемыми в шпуры. Это намного сокращает затраты энергии, так как сопротивление камня раскалыванию в 4... 6 раз меньше, чем разрыву. На том же принципе реализуется буровзрывной способ отделения монолита с применением зарядов взрывчатки ограниченной мощности.

Кроме того, для отделения от горного массива крупных блоков-полуфабрикатов (4...5 м) используют высокопроизводительный реактивно-струйный способ. Из сопла камеры сгорания керосина в кислороде выбрасывается со сверхзвуковой скоростью (около 2000 м/с) высокотемпературная (свыше 2000 °С) газовая струя и разрушает породу.

Мягкие породы (известняк-ракушечник, известковые туфы и др.) добывают путем распиловки массива камнерезной машиной на блоки определенных размеров и правильной геометрической формы. При разработке месторождений некоторых разновидностей гранитов, туфов, мраморов (в открытых выработках) на штучный камень, плиты, блоки также применяют распиловку породы механическими пилами. Камнерезная машина позволяет выполнять операции по проходке продольных и поперечных траншей, прорезке поперечных рядов на глубину блока, подрезке блока снизу и окончательной отрезке от массива с получением максимальных размеров блока 1000х1000 мм при произвольной длине.

Для придания камню требуемых формы, размеров и фактуры лицевой поверхности необходим ряд операций, выполняемых в строгой последовательности. Совокупность этих рабочих процесса называют обработкой камня. Ее производят механизированным способом на специализированных заводах. Но степени завершенности изделий обработка камня может быть разделена на три стадии: обработку приближенную, обеспечивающую получение заготовки, точную, при которой камень приобретает форму выпускаемого изделия, и фактурную, позволяющую выявить декоративные свойства камня путем придания заданной степени шероховатости или зеркального блеска. В зависимости от характера воздействия различают два основных способа обработки: резание и скалывание. Возможные варианты технологической схемы представлены на (рис. 2). Более высокую производительность обеспечивает обработка камня резанием. При этом снижается количество отходов.

Рис 2. Технологическая схема обработки природного камня

Абразивная обработка включает распиливание, фрезерование, шлифовку и полировку.

Выпиливание штучных стеновых камней и блоков из пористых пород производят камнерезными машинами. Режущими элементами машин являются дисковые пилы. Быстровращающиеся стальные диски имеют на ободе резцы, армированные твердыми сплавами или алмазами.

Распиловку блоков на плиты и бруски производят на распиловочных станках различной конструкции. Наибольшее распространение получили рамные станки и канатные пилы. На рамных станках распиловку блока осуществляют комплектом пильных полотен, натянутых на раму. При работе станка под пилы непрерывно подают дозированными порциями абразив.

В канатных пилах режущим органом является стальной канат, изготовляемый из профильных жилок, а в отдельных случаях дополнительно армированный твердосплавными или алмазными резцами. В качестве абразива используют карборунд, корунд, стальную дробь, обладающие повышенными режущими свойствами. Важнейшее достоинство канатной пилы -- бесшумность работы, однако невозможность установки большого количества канатов на станке не позволяет ей быть достаточно конкурентоспособной по сравнению с рамными распиловочными станками.

Распиливание блоков из мрамора, известняка и других пород ведут при помощи рамных пил, армированных твердосплавными вставками или снабженных алмазными резцами. Алмазные резцы увеличивают скорость резания в 5-10 раз и снижают расход электроэнергии в 2-2,5 раза по сравнению с резцами карборундовыми или из твердых сплавов. Кроме того алмазные резцы позволяют значительно увеличить выход готовой продукции. Ширина пропила сокращается примерно в 3 раза, а расход сырья - на 12-18%. Алмазными резцами можно изготавливать тонкие плиты толщиной всего 5-10 мм, поэтому из 1 м камня получают 40-45 м плит, что обуславливает их низкую себестоимость. К тому же обеспечивается высокая чистота поверхности резания.

Для получения профилированных изделий (ступеней, поясков, карнизов и т.п.) на камнеобрабатывающих заводах применяют камнефрезерные и универсальные профилирующие машины (рис. 3).

Рис.3. Камнерезная машина с дисковыми пилами

Шлифовку и полировку производят на шлифовально-полировальных станках с вращающими дисками, которые перемещают по поверхности изделия. Шлифуют с применением зернового абразива: корунда, карбокорунда или мелких пылевидных алмазов, применение которых, как и при распиливании, увеличивает производительность оборудования. После шлифовки камень имеет гладкую матовую поверхность.

Полировка осуществляется войлочными полировальными дисками с использованием мастик и тонких полирующих порошков из оксидов металлов (хрома, олова, железа и др.) или азотнокислого олова. После полировки поверхность плотного камня становится зеркально гладкой.

Абразивная обработка дает фактуры: пиленую - с тонкими штрихами и бороздками глубиной до 2 мм; шлифованную - равномерно шероховатую с глубиной рельефа до 0,05 мм: лощеную-гладкую бархатисто-матовую с выявленным рисунком камня; зеркальную-гладкую с зеркальным блеском.

Приближенная обработка блоков резанием (распиловка) -- весьма трудоемкая операция, стоимость которой составляет до 40% стоимости готовой продукции. В ее задачу входят получение полуфабриката -- плит различной толщины и размера в зависимости от назначения (наружная или внутренняя отделка, плиты для полов, ступеней и т. д.), а также брусков для изготовления профильных изделий. Правильный выбор размеров исходных блоков, устранение поломок плит при распиловке, повышение качества поверхности распила обеспечивают рост выпуска готовой продукции при тех же затратах сырья и снижение себестоимости изделий.

* Точная обработка камня по форме («окантовка»), с одной стороны, обеспечивает придание изделиям точных размеров, а с другой -- получение архитектурных деталей из брусков (ступеней, карнизов, колонн и др.). Основная часть окантовочных станков для точной обработки резанием--отрезной (алмазный или карборундовый) круг. Применение высокопроизводительных алмазных отрезных кругов позволило разработать технологию изготовления плит и брусков непосредственно из блоков. При одностадийной схеме (рис. 4, а) изготовление плит осуществляют на одном станке, имеющем один горизонтальный и 3...8 вертикальных отрезных кругов. При двух стадийной схеме на фрезерном станке с двумя взаимно перпендикулярными дисками получают брусок-заготовку, а затем разрезают его на многодисковых станках с двухъярусным расположением кругов (рис. 4, б).

Рис.4. Схема изготовления плит непосредственно из блока: а) одностадийная; б) двухстадийная

* Фактурная обработка преследует цель с предельной полнотой раскрыть декоративные возможности камня с учетом условий его службы. Вместе с тем она должна обеспечивать повышение срока службы изделий, поэтому желательны фактуры, уплотняющие поверхность камня. Для каменных изделий, получаемых путем резания, фактурная обработка осуществляется шлифовкой и полиспособом с грубым абразивом (корунд и др.), а затем--тонкая шлифовка (лощение) тонким зерновым абразивом. Для придания поверхности блеска ее полируют специальными порошками (оксид хрома, оксид железа, порошок пемзы) с помощью дисков, докрытых мягкими тканями--фетром, сукном и т. п. В зависимости от степени обработки камня абразивами получают, следующие фактуры: шлифованную, имеющую мелкошероховатую поверхность, лощеную гладкую, бархатисто-матовую с выявленным рисунком камня, зеркальную гладкую с зеркальным блеском. Затраты на фактурную обработку облицовочных изделий составляют 40...45% себестоимости.

* Обработка природного камня скалыванием более трудоемка, так как в большинстве случаев требует постоянного участия оператора. Этот способ до последнего времени не удается полностью механизировать, особенно эффективен он для обработки слоистых плохо распиливаемых пород. Колотые плиты в несколько раз толще пиленых. Раскалыванием блоков с последующей дополнительной обработкой поверхности изготовляют облицовочные камни, бортовой камень, брусчатку и др.

Приближенная обработка камня скалыванием производится с помощью клиньев по предварительно ослабленной шпурами поверхности раскола. Точная обработка изделий скалыванием целесообразна только при изготовлении изделий из твердого камня, обработка которого алмазными кругами экономически не оправдана. Обработку осуществляют по шаблону вручную пневмоинструментом или термогазоструйными аппаратами. Термическое воздействие особенно эффективно при обработке твердых пород. Дляразрушение камня применяют термический метод, основанный на воздействии струи газа с высокой температурой. Она достигается сжиганием бензина в воздушной струе. При обработке бензовоздушными термоотбойниками камень нагревается неравномерно и возникающие термические напряжения вызывают скалывание верхнего слоя. В некоторых случаях с помощью термической обработки оплавляется поверхностный слой камня, что позволяет получить своеобразную "глазурованную" фактуру и изменить естественный цвет породы.

Для улучшения декоративных свойств изделий на их поверхности получают соответствующую фактуру специальными пневматическими инструментами (рис. 5).

Рис. 5. Пневматический инструмент для обработки камня (бучарда)

Фактуры, получаемые с помощью сказывающих инструментов, характеризуются наличием рельефа; они более выразительны, чем шлифованные. Ударная обработка дает возможность получить следующие фактуры (рис.1): фактуру скалы с буграми и впадинами, как при естественном расколе породы, рифленую с правильным чередованием гребней и впадин глубиной до 2 мм: бороздчатую - с параллельными прерывистыми бороздками глубиной 0.5-1 мм: точечную - шероховатую с точечными углублениями 0.5-2 мм. (рис.6)

Рис.6. Виды фактур камня: а) бугристая фактура скалы; б) рифленая; в) бороздчатая; г) точечная

Готовые изделия при перевозке следует предохранять от загрязнения и повреждений. Блоки для распиливания, крупные стеновые блоки, бортовые камни перевозят на открытых платформах без тары с укладкой правильными рядами на прокладках, предохраняя от повреждений. Облицовочные плиты перевозят закрепленными клиньями в прочной таре в вертикальном положении попарно, лицевыми поверхностями друг к другу, с прокладкой бумаги между ними. Плиты из изверженных пород можно перевозить без тары, установленными на ребро и разделенными деревянными прокладками.

Изготовление штучных камней и изделий, отделка их поверхности сопровождаются образованием большого количества мелких отходов, что удорожает себестоимость выпускаемых изделий. Рекомендуется организовывать их выпуск по комплексной безотходной технологии с переработкой мелких отходов на щебень и песок. Важнейшими направлениями развития камнеобрабатывающей промышленности являются также комплексная механизация работ по добыче, обработке и транспортировке блоков и плит, широкое внедрение высокопроизводительного оборудования с алмазным и твердосплавным инструментом. Крупные высокомеханизированные предприятия, оснащенные новейшим оборудованием с широким использованием алмазных инструментов, позволяют наиболее полно удовлетворять потребность строительства в облицовочных материалах.

4. Добыча нерудных строительных материалов

Добыча и транспортировка нерудных строительных материалов -- важнейшие технологические переделы производства. В каждом отдельном случае способ добычи сырья должен быть тщательно обоснован, так как от правильного его выбора зависят затраты и на последующие технологические операции.

Выбору способа добычи предшествует анализ химического состава сырья и его физических свойств: влагоемкости породы, водопроницаемости, плотности, предела прочности при сжатии и ударе и др. Изучая условия залегания сырья, определяют мощность вскрытия, чередование и размер пластов, угол наклона пластов, уровень грунтовых вод и т. п.

Добыча сырья для производства нерудных материалов производится открытым способом, непосредственно с земной поверхности. В зависимости от свойств разрабатываемых пород, объема вскрыши и других факторов принимают систему разработки месторождения, под которой понимают определенный порядок выполнения комплекса подготовительных, вскрышных, добычных, транспортирующих и других работ, обеспечивающих заданные производительность, экономичность, рациональное использование сырья при безопасных условиях работы.

* Вскрышные работы входят в комплекс горнодобывающих работ. Обычно это удаление пустой породы, закрывающей горную породу. Вскрышные работы проводят с опережением по отношению к работам по добыче сырья. Выбор системы вскрышных работ определяется рядом факторов, к которым относятся мощность залежи, характер ее залегания, мощность вскрышных пород, рельеф местности и т. д.

По объему перемещаемых масс вскрышные работы составляют одну из крупных расходных статей карьерного хозяйства. Конечная стоимость сырья в значительной мере обусловливается затратами на вскрышные работы. Их осуществляют бульдозерами, экскаваторами, скреперами или гидромеханическим способом -- путем размывания породы струёй воды, подаваемой под давлением.

Бульдозеры используют на небольших карьерах, где вскрыша представлена мягкими породами мощностью до 0,5 м при дальности перемещения не более 80...100 м. Строительные экскаваторы с емкостью ковша 0,5...2 м³ применяют для вскрышных работ на бутощебеночных карьерах. Добываемые породы транспортируют во внутренние или внешние отвалы самосвалами грузоподъемностью 5...25 т. Такая схема позволяет использовать для вскрышных работ то же оборудование, что и для добычи сырья.

Скреперы рекомендуются для разработки вскрыши на песчаных и песчано-гравийных карьерах, что позволяет по сравнению с транспортной схемой (экскаватор -- автотранспорт) снизить их стоимость и повысить производительность труда.

При разработке вскрыши большой мощности (15...20 м и более) наиболее эффективны бестранспортная и отвально-транспортная системы, когда выемку и перемещение вскрышных пород в отвал производят роторными и шагающими экскаваторами, драглайнами, работающими самостоятельно либо в комплексе с консольными отвалообразователями, транспортно-отвальными мостами. Если один экскаватор не может перемещать вскрышу непосредственно в отвал, возможна кратная перевалка, при которой один экскаватор перемещает породу в промежуточный, а другой -- в постоянный отвал. На значительные расстояния (до 1 км) возможно перемещение вскрышных пород при использовании передвижных конвейеров.

В определенных условиях заслуживает серьезного внимания гидромеханизированная разработка вскрышных пород, обеспечивающая благоприятные условия для комплексной механизации и автоматизации.

* Добычу нерудных материалов производят одним или несколькими уступами. Высоту уступа задают исходя из физико-механических свойств разрабатываемых пород, применяемого оборудования, горнотехнических и климатических условий. Она составляет для твердых пород 10...15 м, а для мягких 8...10 м. Для скальных пород, разрабатываемых с помощью взрывов, высота уступа не должна превышать 20м.

Рыхлые породы (песок, гравийно-песчаные смеси) разрабатывают прямой экскавацией. На каждом уступе карьера имеется один или несколько забоев. Забой -- это рабочая площадка добывающего механизма, часть поверхности уступа, на которой разрабатывают породу.

Расположение забоев на уступе может быть различным в зависимости от применяемого оборудования и условий разработки. Чаще используют торцовый забой с боковой погрузкой. При этом угол поворота ковша экскаватора не превышает 90°. В таком забое удобно подавать транспорт под погрузку. Ширина торцового уступа при работе экскаватора с прямой механической лопатой составляет 1... 1,5 максимального радиуса резания экскаватора, высота равна максимальному вылету ковша.

В карьерах нерудных материалов обычно используют строительные гусеничные экскаваторы с ковшом 0,5... 2,5 м³, на крупных карьерах --экскаваторы с ковшами до 4...6 м³. Хорошие перспективы для повышения производительности и комплексной механизации выемочно-погрузочных работ создаются при использовании машин непрерывного действия, например роторных экскаваторов производительностью до 1000 мЭ/ч. Однако они рассчитаны в основном для разработки мягких пород.

Песчаные и песчано-гравийные месторождения, особенно обводненные, разрабатывают драглайнами, позволяющими более полно извлекать нерудные материалы и производить подводную добычу.

Для разработки скальных и в особенности полускальных пород (известняков, песчаников, сланцев) возможно применение тракторных рыхлителей с тяговым усилием до 100 тис давлением на каждый зуб рыхлителя 30...40 т. При рыхлении трещиноватые породы разрушаются в первую очередь по трещинам. Глубина рыхления в зависимости от вида породы составляет 0,3...0,7 м. Работа экскаватора при такой высоте разрыхленного слоя неэффективна и поэтому желательно предварительно сгребать разрыхленную породу бульдозерами в навалы. Эффективность работы рыхлителей зависит от структуры, прочности и трещиноватости породы. Применение рыхлителей снижает стоимость добычных работ на 15...20%. Особенно они эффективны при работе на маломощных пластах. В этом случае механическое рыхление в 2... 5 раз дешевле рыхления взрывом.

Разработку твердых и плотных горных пород производят, как правило, с применением буровзрывных работ, которые обеспечивают как отделение породы от горного массива, так и дробление негабаритных кусков. Необходимо при этом подчеркнуть, что буровзрывной метод рыхления применим в тех случаях, когда показана недостаточная эффективность рыхления механического и гидравлического. Чем ближе размер добываемых кусков к заданной степени измельчения, тем лучше используется добывающее оборудование. Взрывчатые вещества (аммонит, аммиачную селитру, аммонал и др.) размещают в шпурах (диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м) или скважинах (диаметром до 300 мм и глубиной более 5 м), располагаемых в определенном порядке вдоль фронта уступа. Бурение шпуров и скважин осуществляют буровыми машинами ударно-канатного или вращательного бурения.

В последние годы внедряются новые способы бурения скважин, в частности огневой, при котором скважину прожигают газовой струёй (смесь керосина с кислородом) с температурой порядка 3000 °С, выбрасываемой из горелки со скоростью до 2000 м/с.

Диаметр и расстояние скважин друг от друга устанавливают в зависимости от свойств разрабатываемой породы, заданных размеров кусков и др. Для легкодробящихся трещиноватых пород рекомендуется повышенный диаметр скважин и соответственно большая масса зарядов, размещаемых на значительных расстояниях друг от друга. В трудновзрываемых монолитных породах делают скважины меньшего диаметра, но размещают их ближе друг к другу. Глубина скважин, как правило, на 10...15% должна превышать высоту уступа.

После взрыва часть кусков взорванной породы может превосходить размеры кондиционных фракций. Для дробления негабаритных кусков применяют метод накладных зарядов, который заключается в том, что заряд помещается на поверхность взрываемой породы, покрывается забойкой и взрывается. Иногда для дробления негабарита используют и механические способы, например с помощью перфораторов. Взорванная порода грузится на транспортные средства экскаваторами.

* Карьерный транспорт необходим как для перемещения вскрышных пород в отвалы, так и для доставки добытой породы с карьера на завод. Наибольшее распространение в карьерах получил автомобильный транспорт, который перевозит около 90% добываемых нерудных материалов. Эффективность использования его зависит от правильности выбора соотношения емкости ковша экскаватора и грузоподъемности самосвалов. Для экскаваторов типа «прямая лопата» рекомендуется соотношение емкости ковша и кузова автомашины 1:3. Необходимо ориентироваться на использование автомобилей большой грузоподъемности, а также прицепов и полуприцепов, повышающих экономичность эксплуатации автотранспорта.

Конвейерный транспорт хотя и связан с большими капитальными затратами, но более дешев в эксплуатации, более производителен, обеспечивает поточность процесса транспортировки, что создает благоприятные предпосылки для его автоматизации. Распространение этого способа транспорта сдерживается некоторыми его недостатками: необходимостью предварительного дробления материалов, высоким износом ленты, зависимостью качества доставляемого продукта от климатических и метеоусловий. В зависимости от расположения поддерживающих роликов транспортерные ленты бывают плоские и лотковые. Последние обеспечивают большую загрузку материала на 1 м ленты и повышение производительности транспортера в 2 раза. Ширина транспортерных лент 300...2000 мм, скорость движения 2...3 м/с. При перемещении материалов на большое расстояние применяют транспортерные установки из отдельных секций длиной 50...200 м. Ленточные конвейеры позволяют перемещать материал под углом 18° к горизонту. При большем подъеме ленты должны иметь поперечные выступы.

Ленточные конвейеры могут быть стационарными или периодически передвигаемыми за добывающим механизмом. Последним должно быть отдано предпочтение, поскольку они дают возможность подавать породу в приемный бункер непосредственно экскаватором. При стационарных транспортерах породу из забоя к приемным бункерам конвейерной линии приходится доставлять автосамосвалами.

Железнодорожный транспорт используют в основном для транспортировки потребителю готового продукта, а также при расстоянии карьера от завода более 8 км, значительных объемах добываемого сырья и надлежащем рельефе местности.

На большинстве действующих карьеров действуют технологические схемы с использованием горно-транспортного оборудования цикличного действия: экскаваторов, скреперов, автосамосвалов. При работе такого оборудования значительная часть рабочего времени расходуется на вспомогательные операции. Процессы выемочно-погрузочных работ и доставки трудно автоматизировать. Основой их автоматизации является применение конвейерного транспорта. Технологические схемы, сочетающие применение цикличного горно-транспортного оборудования с конвейерами, относятся к циклично-поточным. По мере организации на действующих карьерах узлов первичной переработки горной массы такие схемы все шире' внедряются в практику. Их применение тем эффективнее, чем больше доля конвейеров в общей протяженности транспортировки горной массы и чем шире объем работ. Еще более эффективными являются поточно-цикличные схемы с полной конвейеризацией транспорта от забоя до завода и организацией дробления непосредственно в забое

Гидромеханизированная добыча обеспечивает комплексное и непрерывное выполнение операций по разработке и транспортированию материалов. Она используется как для вскрышных работ, так и при добыче рыхлых нерудных материалов. Сущность способа состоит в том, что разрабатываемая порода отделяется от массива, рыхлится и транспортируется динамическим действием воды, подаваемой к забою гидромониторами со скоростью до 90 м/с под напором до 1,1 МПа. Вода размывает породу и образует пульпу, которая самотеком по канавам, лоткам или под напором по трубопроводам перемещается в отвал (вскрышные породы) или к перерабатывающей установке (нерудные материалы). Песчано-гравийную пульпу можно подавать и непосредственно на эстакадный склад. Песок и гравий остаются на складе, а вода через отстойные пруды поступает в водоисточник.

Суженный конец гидромонитора снабжен насадкой диаметром 100...150 мм. Насадка делает струю воды сильной и сжатой. Гидромонитор может поворачиваться вокруг вертикальной оси на 360° и на некоторый угол отклоняется от горизонтальной плоскости. Это дает возможность регулировать направление струи.

Список литературы

1. Строительные материалы: Учебник под общей редакцией профессора, доктора технических наук В.Г. Микульского - М.: АСВ, 2002

2. Комар А.Г., Баженов Ю.М., Сулименко Л.М. Технология производства строительных материалов. М., 1990

3. Сычев Ю.И. Распиловка камня. М.: Стройиздат,1989

4. Рыбьев И.А. Строительное материаловедение, Высшая школа, 2008

5. Осколков В.А. Облицовочные камни месторождений СССР. - М.: Недра, 1984

Размещено на Allbest.ru