Міністерство освіти інауки України національний технічний університет україни

“ КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ “

ІНСТИТУТ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ ТА ЕНЕРГОМЕНЕДЖМЕНТУ

КАФЕДРА ІНЖЕНЕРНОЇ ЕКОЛОГІЇ

ЛЕКЦІЯ :

“ ГІРНИЧІ МАШИНИ ДЛЯ ВИДОБУТКУ ТА ОБРОБКИ ПРИРОДНОГО КАМЕНЮ ”

Дисципліна :

“ГІРНИЧО-ТАНСПОРТНІ МАШИНИ ТА КОМПЛЕКСИ”

Спеціальність : 7.090301 “ Розробка родовищ корисних копалин ”

Укладач: Сергієнко М.І.

КИЇВ – 2013

Розділ 1. Природній камінь. Призначення,основні характеристики, класифікація. Технології, машини та обладнання для видобутку та обробки природного каменю.

Лекція 1. Технологія та основні технологічні процеси видобутку.

1. Загальні відомості

Природній камінь відіграє важливе значення у житті людини. Він знайшов широке застосування в будівельній, оздоблювальній, дорожній індустрії та інших галузях промисловості. Природний камінь має дуже широку область застосування. Це довговічний, зносостійкий, міцний, стійкий до перепадів температури і вологості матеріал. При гарному догляді його якості зберігаються віками.

Видобування природного каменю здійснюється в спеціальних кар’єрах. В залежності від умов залягання, розробка порід може проводитися відкритим способом, рідше підземним. Для відкритої розробки найбільш зручними є горизонтально та пологі пласти природного каменю, які можуть знаходитись вище або нижчі денної поверхні чи бути на одному рівні з нею. При розробці порід враховується їх міцність та тріщинуватість, на основі яких визначається спосіб відділення породи від масиву. Наприклад, механічним способом розробляються осадові породи, розбиті тріщинами на невеликі частини. Слабкі і м’які породи видобувають шляхом розпилювання їх каменерізальними машинами на блоки певних розмірів та форм. Масивні магматичні породи розробляються із застосуванням підривних робіт. Буропідривним способом можна видобувати моноліти великих розмірів, а також камінь для виготовлення щебеню у великих кількостях.

При роботі з природним каменем необхідно звертати увагу не тільки на його зовнішні якості, такі як колір, структура, малюнок, але і на фізико-механічні характеристики обраної породи, степінь однорідності партії, що поставляється, сумісність різновидів порід каміння між собою та з іншими матеріалами. Слід пам’ятати про те, що поверхня природного каменя 'живе' и може змінюватись під впливом навколишнього середовища.

1.2 Основні види та фізико-механічні характеристики природного каменю. Основні фізико-механічні характеристики природного каменю наведені в табл. 1

Таблиця 1. Основні фізико механічні властивості природного каменю.

Природний камінь	Колір	Щільність, кг/м3	Межа міцності, МПа	Стираємість, г/см2	Пористість	Водонасиченість, %
Твердий камінь
Граніти	Від світло-сірого до темно-червоного	2600-2800	90-250	0,1-0,7	0,45-1,5	0,1-1
Лабродорити	Від сірого до чорного	2600-3000	90-100	0,1-1,5	0,22	0,03-1
Габро	Від темно-сірого до чорного	2900-3200	200-300	0,65-0,78	0,22	0,02-0,2
Кварцити	Жовтуватий, сірий, рожевий	2500-2800	112-340	0,12	1,47-3,6	0,15-0,59
Діорити	Зелено-сірий	2600-2700	190-200	-	1,4-1,5	0,1-1
Сієніти	Світло сірий, рожевий, червоний	2600-2700	190-200	-	0,5-1,7	0,1-1
Гнейс	Сірий	2500-2600	100-300	-	0,5-3	0,2-2,3
Базальт	Від темно-сірого до чорного	2800-3000	50-300	0,35	0,4-1,5	1-5
Діабаз	Темно-сірий, зеленувато-чорний	2900-3000	200-400	-	0,1-0,2	0,01-0,2
Камінь середньої міцності
Мармур	Білий, сірий, рожевий, блакитний	2300-2800	60-200	0,35	0,59-1	0,02-0,7
Доломіти	Сірий, білий, червоний	2200-3000	150-180	0,35	13-32	0,12-15
Пісчаники	Сірий, бурий, чорний	2400-2500	30-100	0,35-0,6	2,5-3	0,2-5
Вапняки	Сірий, білий, жовтуватий	1400-2300	0,4-100	1,5-2,5	0,36-27	0,5-40
Туфи	Білий, сірий, фіолетовий, коричнюватий	2100-2300	15-60	0,6-1,5	4,7-13,2	4-40
Лемезіт	Вишневий	2550-2840	200-208	1,62	0,71-7	0,07-0,95
Травертин	Від білого до червоного	2400-2700	340-599	0,5-1,4	8,2	1,2-4,3

Пористість каменю характеризується відношенням об’єму пустот до об’єму гірничої маси і виражається у відсотках. Найменшу пористість мають кварцити (0,8%) та граніти (1-3%).

Тріщинуватість в тому чи іншому степені властива всім породам декоративного каменю. Вона може бути відкритою або закритою. Тріщинуватість відноситься до природних дефектів гірських порід. Її характер повинен враховуватися при обробці каменю. Тріщинуватість визначають простукуванням молотком кам’яного блоку чи шляхом змочення його граней. При простукуванні блок з тріщиною дає глухий звук, а на змоченій грані блока по мірі висихання тріщини становляться більш помітними.

Твердість – це властивість каменю здійснювати опір при проникненні в нього іншого, більш твердого тіла, наприклад інструменту.

Міцність – властивість каменю здійснювати опір руйнуванню прикладеного навантаження. В залежності від роду прикладеного зусилля розрізняють границю міцності при стисненні, згині, розриву та ін. Камінь має великий опір при стисненні і значно менший при розтязі. Міцність його знижується через вивітрювання і зростає зі зменшенням розмірів кристалів.

Стираємість – це властивість каменю зменшуватися у масі та об’ємі в результаті стираючого впливу. Вона впливає на процеси шліфування та полірування.

Водонасиченість - це степінь заповнення об’єм каменя водою. Водонасиченість визначається по різниці мас зразків каменя в насиченому водою стані і абсолютно сухому стані.

Основні переваги природного каменю: