Пути повышения эффективности освоения Редутовского месторождения

· снижением или ослаблением действия фактора сокращения удельного выхода плит при переходе на распиловку некондиционного блочного сырья;

· изысканием эффективных средств и методов фиксации бесформенных кусков камня на столе распиловочного станка.

Снижение удельного выхода облицовочных плит с уменьшением объема перерабатываемых блоков (как стандартных, так и некондиционных) было установлено исследованиями лаборатории декоративного камня ВНИПИИстромсырье, выполненными на ряде уральских мраморов.

Из табл. 4 следует, что снижение объема перерабатываемого блочного сырья примерно в 4 раза приводит к сокращению удельного выхода плит на 37%, из стандартных блоков и на 50,5% из некондиционного сырья.

Снижение удельного выхода плит при уменьшении объема блоков обусловливается увеличением потерь сырья в виде окола (главным образом, на корки). Другой возможной причиной пониженного удельного выхода плит из мелких блоков является их меньшая целостность, т, е. более высокая трещиноватость (при добыче блоков с использованием камнерезных машин такие блоки обычно образуются в зонах разломов с пониженной монолитностью). Можно предположить, что при вовлечении в переработку на мелкоразмерные плитки некондиционного сырья ограниченного объема (объемный окол на карьерах) установленная закономерность сохранится и значения удельного выхода готовой продукции будут находиться в пределах 8-15 м2/м3. Основными путями повышения этого показателя являются снижение толщины мелкоразмерных плит до 10-15 мм и переход на выпуск преимущественно неокантованных пиленых плит. В этом случае выход рассматриваемой продукции из отходов (объемного окола и т. п.) может составить на мраморе 20-28 м2/м3.

Продукция в виде неокантованных пиленых плит нашла отражение в ряде технических условий, например Узбекистана, Грузии. О целесообразности выпуска таких плит свидетельствует опыт ряда зарубежных фирм, в частности итальянских «Леви Туниз» и «Локамелли», рекомендующих перерабатывать отходы карьеров в виде объемного окола объемом до 0,2 м3 на мелкоразмерную неокантованную плитку, используемую затем для получения брекчиевидных декоративных плит на синтетическом связующем. Основным видом технологического оборудования, применяемого для распиловки камня на мелкоразмерную плитку, является алмазно-дисковый одновальный распиловочный станок. Учитывая, что исходное сырье представляет собой куски (глыбы) камня неправильной формы, проблема изыскания эффективных средств и методов их надежной фиксации на столе распиловочного станка является весьма важной. Смещение камня в процессе распиловки может привести к аварийным ситуациям на станке и вывести из строя дорогостоящий алмазный инструмент.

Существуют различные методы базирования камня. Известен, например, способ закрепления кусков камня перед распиловкой путем примораживания его к столу станка (см. авторское свидетельство № 634958 по кл. В28 7/04 от 9.06.1977 г. и др.).

В этой связи получили распространение механические и гидромеханические методы фиксации камня с использованием разнообразных приспособлений в виде тисков, цанговых зажимов, адаптивных поршневых упоров и т. п. При этом, учитывая, что перерабатываемое некондиционное сырье имеет повышенную трещиноватость, предпочтение отдается однодисковым конструкциям распиловочных станков, реже - многодисковым станкам с ограниченным количеством пил (при распиловке трещиноватого камня на многодисковых станках возможны случаи заклинивания разломившихся плит между алмазными пилами, приводящие к аномальному износу инструмента, искривлению корпуса и т. п.).

Наиболее характерным оборудованием для распиловки бесформенных кусков мрамора на мелкоразмерную плитку являются алмазно-дисковые станки моделей ST/1000 и ST/725 фирмы «Леви Туниз» (Италия) для распиловки кусков мрамора неправильной формы (объемного окола) на мелкоразмерную плитку. Их краткая техническая характеристика приведена ниже.

Станок ST/1000 представляет собой мостовую конструкцию с рабочим органом, перемещаемым на каретке по направляющим моста. Станок оборудован загрузочным устройством с клещевым захватом грузоподъемностью 1т. Крепление распиливаемых кусков камня на столе станка ST/1000 осуществляется посредством комплекта торцовых (боковых) тисков с гидравлическим поджимом (для лучшего контакта губок тисков с поверхностью камня используются деревянные прокладки толщиной 20-30 мм).

Станок ST/725 имеет консольное (одностоечное) исполнение, рабочая подача обеспечивается за счет перемещения стола с камнем под действием гидропривода. Для фиксации кусков камня на рабочем столе станок снабжен торцовыми тисками с гидравлическим поджимом, а также боковыми адаптивными упорами в виде комплекса «плавающих» гидравлических
поршней.

Возможны четыре основных технологических варианта распиловки камня на вышеописанных станках:

1. Одностадийная распиловка камня на плитки заданной толщины (без его предварительной подготовки).

2. Одностадийная распиловка камня на плитки заданной толщины (с предварительной подготовкой куска путем опилива-ния его по одной грани для создания постельной плоскости.

3. Двухстадийная распиловка камня: первоначальное выпиливание из куска утолщенных пластин-заготовок с их последующей разрезкой на плитки заданной толщины.

4. Трехстадийная распиловка камня: первоначальное выпиливание из куска утолщенных пластин-заготовок, их разрезка на плиты-заготовки (толщиной, равной удвоенной заданной толщине готовых плит плюс припуск на пропил) и, наконец, продольная разрезка этих заготовок на плиты заданной толщины (из каждой заготовки получают две плиты).

Два первых варианта используются обычно при производстве неокантованной мелкоразмерной плитки, третий и четвертый варианты;- при изготовлении мелкоразмерной окантованной плитки с полированной фактурой лицевой поверхности. В случае третьего технологического варианта распиловочные станки доукомплектовываются поперечно-окантовочным, шлифовально-полировальным, а при необходимости и кромкошлифо-вальным станками.

В последнем варианте в технологическую линию вводится дополнительный распиловочный станок ST 258/600, представляющий собой двухвальную двухдисковую конструкцию, функцией которого является продольная разрезка плиты-заготовки на две плитки заданного размера (третья операция распиловки). Это обеспечивает повышение производительности технологической линии на 50-70%, однако работа станка ST 258/600 эффективна только на монолитных видах камня.

Принципиальная схема технологической линии фирмы «Леви Туниз» приведена на (рис. 4).

Распиловочная группа линии представлена тремя станками ST/1000, один из которых выпиливает из бесформенных глыб камня утолщенные пластины-заготовки толщиной до 200 мм, а два других разрезают эти заготовки на плиты толщиной 30- 40 мм. Полученные плиты окантовываются на заданную длину на поперечно-окантовочном станке ST/251, а затем - на требуемую ширину - на продольно-окантовочном станке ST/251B, после чего в вертикальном положении разрезаются на станке ST 258/600 в продольном направлении на две половинки толщиной 12-16 мм. Полученные плитки поступают далее на конвейерный шлифовально-полировальный станок ST40/310, где подвергаются фактурной обработке, после чего подвергаются обработке кромок и фасок на станке ST 15/40. Производительность рассмотренной технологической линии составляет на мраморе порядка 7-10 м2/ч, что при двухсменном режиме работы соответствует годовому выпуску продукции в объеме до 35 тыс. м2 окантованных полированных мелкоразмерных плиток. Это соответствует объему перерабатываемых отходов порядка 1,6-2 тыс. м3.

Рис. 4. Схема технологической линии по производству мелкоразмерных плиток фирмы «Леви Туниз» (Италия)

Часть описанной технологической линии (главным образом, распиловочное оборудование) эксплуатируется на предприятии «Киргизспецгорнеруд» Кыргызстана (Токтогульский камнеобра-батывающий цех), где в качестве исходного сырья для получения мелкоразмерной плитки используются отходы мраморного карьера «Чичкан».

Фирма «Карл Мегер» (ФРГ) предлагает для распиловки бесформенных кусков камня портальный дисковый распиловочный станок модели 406 с двумя режущими головками и гидравлическим приводом подачи стола (максимальный диаметр алмазных дисковых пил в зависимости от исполнения станка составляет 1600 мм или 1200 мм). Максимальные размеры распиливаемых кусков, мм: длина 3000, ширина 1500, высота 600 (450). Установленная мощность станка 110 кВт.

Изделия из валунного сырья

На каждом карьере, добывающем блочный камень, объем некондиционных блоков составляет 30-40%,. В то же время на песчано-гравийных месторождениях, например подмосковных карьерах станций Икша, Хотьково и ряде других, скопилось огромное количество материала из прочных горных пород (кварциты, габбро, песчаники, базальты, диориты и др.). Это сырье образовалось при разработке песчано-гравийных месторождений, в связи с ограничением возможности дробилки по размеру «зева». Эти валуны представляют собой округлые камни объемом от 0,4 до 3 м3. Количество их только в Подмосковье составляет более 400 тыс. м3.

Аналогичная картина наблюдается на карьерах Малый Куйбас, Гранитный, на месторождении Подотвальное г.Магнитогорска .

Подобное положение и в странах Прибалтики, с той лишь разницей, что здесь валуны образуются не при разработке песчано-гравийных месторождений, а появляются на полях за счет разности давления в недрах земли и на ее поверхности. Так, на полях Латвии такие валуны ежегодно собирают в кучи, которые занимают до 10% пахотных земель, затрудняя их обработку. Подсчитанный объем валунов в .республике составляет не менее 200 тыс. м3.

Разработана безотходная технология изготовления из валунов природного камня тонких облицовочных и архитектурно-строительных изделий (рис.5). В связи с практически бесплатным сырьем это производство высокорентабельно.

Производство тонкомерной плитки из некондиционного сырья

При добыче блоков природного декоративного и поделочного камня образуется значительный объем мелкоблочного некондиционного сырья, которое, как правило, применяется, в лучшем случае, при производстве щебня или крошки, в худшем, вывозится в отвал.

В настоящее время имеется ряд технологических и технических решений более рентабельного (экономного) использования образующегося некондиционного сырья природного и поделочного камня.

Тонкомерная плитка. В настоящее время ряд отечественных и зарубежных предприятий освоил выпуск камнерезных станков с кольцевыми алмазными фрезами с толщиной алмазоносного слоя 0,5-0,8 мм, что обеспечивает ширину пропила в пределах 1 мм.

В СНГ станки Алмаз - 12М с кольцевыми фрезами диаметром 690 и 420 мм выпускает ПО «Донец», находящееся в г. Луганске. Инструмент - кольцевые алмазные фрезы - к станку Алмаз-12М выпускает завод алмазного инструмента в г. Полтаве и Звенигородское предприятие «ЭЛМА».

Станки работают в программном режиме. Максимальный размер разрезаемой заготовки в сечении 170X170 мм при длине заготовки 300 мм.

На заводе «ЭЛМА» и на других предприятиях Москвы освоен выпуск облицовочных плит размером 150X150X5 мм, 100x100x5 мм из мраморов, гранитов, габбро, травертинов, а также из поделочного камня-змеевика, алмазонита и т. п.

Максимально возможная толщина плиток может быть равной 1 мм.

Технологически это выполняется следующим образом.

Вначале из отходов вырезается заготовка размером 300 X 150 X 150 и 300 Х 100 Х 100 мм; затем калибруется для обеспечения прямого угла и отклонения от номинальных размеров в сечении не более ±0,5ч / ±1 мм.

Далее одна из этих заготовок укладывается на стол станка Алмаз-12М и приклеивается к бетонной подстилке толщиной 5-7 мм. После этого на станке задается программа работы, т. е. задается глубина резания, скорость рабочей подачи, а также толщина выпиливаемой плитки. Подается охлаждение (вода) на алмазный инструмент, и включается станок.

Обеспечив распиловку заготовки на плиты требуемой толщины по всей ее длине, станок отключается, а распиленная заготовка разбирается на плитки.

Затем производится процесс шлифовки-полировки на специальных станках с вращающимся столом.

Распиленные плитки укладываются в специально вырезанные из пластика карманы размером 152X152 мм и 102X102 мм.

В каждом из четырех карманов устанавливается по четыре плиты, которые прижимаются с помощью пневмоцилиндра к рабочему столу, на который предварительно натянут войлок и насыпан соответствующий номер абразивного порошка. Так, на одних шлифовальных станках производится грубая шлифовка, на других - средняя, на третьих - тонкая, на четвертых - «вощение и на пятых - полировка.

Далее плитка отмывается от абразива и может быть применена для облицовки зданий и сооружений, изготовления поделочных изделий (шкатулок, пепельниц, сувениров и других поделок).

Применение описанной технологии позволяет использовать мелкое некондиционное сырье, резко снизить расход алмазного инструмента на обработку 1 м2 плиты и уменьшить количество мелкодисперсных продуктов разрушения, загрязняющих производственные предприятия камнеобработки.

Плитка из античного мрамора. В последнее время за рубежом большую заинтересованность проявляют к новому виду облицовочной плитки из природного камня, подвергнувшейся искусственному старению по специальной технологии. Как правило, эти плитки небольших размеров: 150 X 150 и 100 X 100 мм при толщине 10 мм.

Для их производства обычно используется мелкоблочное некондиционное сырье, такое же как и при производстве тонкомерной плитки (см. выше).

Технологический процесс начинается с вырезки плитки указанных выше размеров из мелкоблочного некондиционного сырья, причем материал должен быть по возможности твердым и внутри одной партии обладать одинаковым внешним видом.

Затем эта плитка подвергается искусственному старению путем перетирания ее во вращающемся барабане. Барабан должен быть изготовлен из стальной трубы диаметром около 75 см и длиной 2,5 м. Он заполняется мраморными плитками, песком и водой, а затем вращается с помощью электродвигателя с частотой около 10 об/мин. Чем больше плиток будет загружено в барабан, тем дольше длится процесс. При степени заполнения 20%, процесс барабанной очистки длится 2 ч, при степени заполнения 80%-около 20-24 ч.

В среднем такой барабан может изготовить 40 м2 плиток в день.

При производстве 100 м2 плитки потребуются три барабана. Соотношение смеси для загрузки (%,): 70 - плиток; 20 - песка; 10 - воды.

После очистки плитки извлекаются из барабана, отмываются водяной струей от пульпы и песка и упаковываются в ящики.

Допуски в размерах полностью обработанных мраморных античных плиток составляют (±1 мм) как для длины ребра, так и для толщины.

Варианты использования мраморного сырья

I. Производство облицовочной плитки, памятников, архитектурно-строительных изделий.

II. Продажа блоков

III. Производство плит поверочных, разметочных[4]

IV. Производство электротехнических досок

V. Производство мозаичных облицовочных плит на цементной основе

VI. Производство декоративных плит из отходов мраморного сырья, в том числе и по технологии «Бретонстоун» [1].

VII. Производство декоративных изделий и скульптур из мрамора.

VIII. Производство колотых изделий.

IX. Художественная и промышленная мозаика.

X. Производство полимербетона.

XI. Производство мелкоразмерных плит из некондиционнных блоков[1].

XII. Производство мраморной крошки и минерального порошка для изготовления:

1. щебня и песка декоративного.

2. тонких однослойных плиток из цементно-мраморной смеси.

3. сварочных электродов.

4. асфальтобетонных смесей.

5. мозаичных полов, ступеней, подоконников и фасадной штукатурки.

6. мраморных обоев.

7. пластмасс.

8. линолеума.

9. клея.

10. мелованной бумаги, обоев, картона.

11. краски для дорожной разметки, грунтовок, эмали и краски на органической основе.

12. сухих строительных смесей, шпатлевки, штукатурки, замазки [2].

13. буровых растворов для нефте-газодобычи.

14. резинотехнических изделий.

15. строительной керамики, фарфора.

16. фанеры.

17. радиодеталей.

18. абразивного инструмента.

19. стекла.

20. чистящих средств.

21. герметика [2].

22. зубной пасты.

23. крема (косметические).

24. добавки в комбикорма.

Список литературы

1. Волуев И.В., Сычев Ю.И., Ткач В.Р. Безотходная технология добычи и обработки блочного природного камня. - М.: Недра, 1994.- 192с.

2. Разработка ресурсосберегающих технологий комплексного освоения месторождения полезных ископаемых открытым способом. Сборник научных трудов. - М.: Недра, 1990.

3. Бакка Н.Т., Ильченко И.В. Облицовочный камень. - М.: Недра, 1992

4. ГОСТ 10905-86. Плиты поверочные и разметочные. Технические условия. - М.:Изд-во стандартов, 1988.

5. ГОСТ 4416-94 «Мрамор для сварочных материалов».

6. ГОСТ 24099-80. Плиты декоративные на основе природного камня. Тех. усл. - М.: Издательство стандартов, 1980.

Размещено на Allbest.ru