Глава XII добыча и обработка штучного камня

§1. Особенности разведки, вскрытия и подготовки месторождений

Штучного камня

В современном строительстве все более широкое распростране­ние приобретают облицовочные материалы и изделия из природ­ного камня. Более 40% природного камня добывается на место­рождениях изверженных пород.

При добыче строительных материалов важной задачей являет­ся сохранение природных качеств материала. Поэтому разработка месторождений строительных материалов отличается от разработ­ки рудных месторождений и угля. Последнее время широко прак­тикуется попутная добыча строительных материалов при выемке пород вскрыши. Это позволяет комплексно использовать место­рождения.

Для определения запасов месторождений строительных мате­риалов разведочные работы проводят специализированные геоло­горазведочные организации и, в отдельных случаях, предприятия, которые будут разрабатывать эти месторождения.

Добыча штучного камня осуществляется в большинстве случа­ев при незначительном удалении полезного ископаемого от земной поверхности, небольшом объеме горноподготовительных работ и минимальной высоте уступа (слоя).

При вскрытии месторождений штучного камня необходимо вы­полнять следующие условия:

количество добычных уступов должно обеспечивать расстанов­ку необходимого количества камнерезных машин и агрегатов;

длина фронта работ должна быть оптимальной и обеспечивать максимальную производительность и минимальную себестоимостьпродукции;

вскрышные работы должны опережать добычные на 6 мес. и более для обеспечения беспрерывной и эффективной работы обо­рудования;

ширина рабочей площадки на каждом уступе должна обеспе­чивать бесперебойную работу внутрикарьерного транспорта, раз­мещение готовой продукции и отходов производства;

ширина фланговых траншей (заходных и выходных), предна­значенных для ввода в забой и вывода из забоя камнерезных ма­шин и агрегатов, должна приниматься в зависимости от применяе­мого добычного оборудования;

забой фланговой траншеи должен опережать забой добычного уступа: для предуступных машин (СМ-824; СМ-950 и др.) – неменее чем на 5 м, для уступных машин (СМ-89А; СМ-518М др.) —не менее чем на 8 м.

Кроме предуступных камнерезных машин, располагающихся на подошве рабочего уступа, и уступных, когда одна опора маши­ны установлена на почве, а вторая на кровле уступа, имеются надуступные, когда машина целиком располагается на кровле уступа.

Фланговые траншеи проходят по полезному ископаемому камнерезными или врубовыми машинами. Буровзрывным способом до пускается проведение фланговых траншей только с предварительным производством предохранительных врубов по всему периметру траншеи. Фланговые траншеи должны опережать добычные работы не менее чем на два цикла работы камнерезных машин Свободные проходы между камнерезной машиной и стенкой фланговой траншеи должны составлять не менее 1 м.

Для сохранения природных качеств блоков и лучшего отделе­ния их от массива разрезные траншеи стремятся проводить по простиранию продольных или поперечных трещин, либо в направ­лении лучшего раскола камня. Разрезные траншеи проводят путем образования вертикальных пропилов камнерезными машинами с последующей отбойкой горной массы буроклиновым способом. Ширина их рассчитывается из условия установки добычного и вспомогательного оборудования.

Отвалы вскрышных пород располагают вне контура карьера. Выработанное пространство используют для временного склади­рования блоков или штучного камня, а также для размещения отходов, получаемых при выпиливании камня.

Разработка месторождений природного камня характеризует­ся следующими специфическими условиями:

1. Эффективность добычи природного камня зависит от расположения фронта работ, отметок уступов применительно к элементам залегания и направления облегченного отделения или рас­пила камня. Эта зависимость обусловливается тем, что горные породы изменяют в различных направлениях не только прочность, но и расположение трещин.

2. При применении специальных методов и средств направлен­ного разрушения пород концентрация критических напряжений в необходимых плоскостях раскола или реза способствует сохране­нию физико-механических свойств и декоративности добываемых горных пород.

3. Отбойка наиболее ценных блоков крупных размеров и большой массы (10ти выше) требует проведения подготовитель­ных, выемочных, погрузочных и транспортно-складских процессов с тяжелыми неделимыми грузами.

4. Производственные процессы, начиная от подготовки к выем­ке и кончая транспортированием, зависят от специфических пара­метров карьеров: небольшой мощности, небольшой высоты уступов и нерегламентированных отметок горизонтов.

5. При добыче штучного камня из разрабатываемого массива получаются значительные объемы попутной горной массы, иногда превышающие объемы добываемой основной продукции. Это ус­ложняет организацию работ по погрузке и транспортированию от­водов, а также решение вопроса об их использовании.

6. В связи с различными горно-геологическими условиями залегания и разнообразием возможных методов направленной отбой­ки (отделения) камня от массива возникает необходимость тща­тельного выбора рационального способа отбойки для данных кон­кретных условий.

Выбор производственных процессов и добычного оборудования,систем разработки и технологических схем и средств механиза­ции при разработке месторождений камня зависит от физико-ме­ханических свойств минералов и химического состава, условий залегания месторождений (табл ХII.1).

Качественная характеристика блоков из строительного камня, применяемого для строительных и архитектурно-строительных из­делий, оценивается по ГОСТ 9479–76; плит облицовочных для этих же целей – по ГОСТ 9480–77; стеновых камней из известня­ков и туфов, применяемых как строительный стеновой материал,– по ГОСТ 4001–77; камней бортовых, применяемых в дорожном строительстве, – по ГОСТ 6666–74 и ряду ГОСТов на другие ма­териалы.

При подготовке месторождений для добычи естественного кам­ня отдельные параметры разработки карьеров имеют свои харак­терные особенности: высота уступа зависит от способа отбойки или отделения блоков от массива, типа разрабатываемых пород и изменяется от 1,0÷1,5 м при применении камнерезных машин до 6÷10 м при буроклиновом и буровзрывном способах. Минималь­ную ширину рабочей площадки принимают в зависимости от спо­соба уборки: 3÷8 м – при ручной и бульдозерной уборке около и 50÷60 м – при устройстве транспортного горизонта.

Длина фронта работ слагается из участков: уборки окола, по­грузки блоков, раскалывания монолитов и пассировки блоков, оттягивания монолитов от массива, бурения шпуров и резервного участка. Длина каждого участка должна соответствовать не менее суточной производительности карьера по блокам при условии обеспечения на одного забойного рабочего не менее 10 м фронта из условий требований правил техники безопасности. Минималь­ная длина фронта работ на одну камнерезную машину изменяется от 60÷100 до 150÷200 м. В зависимости от высоты добычного уступа минимальную ширину разрезной траншеи при разработке известняков принимают от 19 до 34 м, а при разработке гранитов в зависимости от числа уступов (1÷4) – от 2,4 до 38 м. При раз­работке месторождений мрамора минимальную ширину пионерной траншеи принимают 2,4 м, фланговых (заходной и выходной) – 4м.

Таблица XII.1