Розділ 7. ДОБУВАННЯ ПРИРОДНОГО ОБЛИЦЮВАЛЬНОГО КАМЕНЯ

7.1. ВИМОГИ ДО ЯКОСТІ БЛОКІВ З ПРИРОДНОГО ОБЛИЦЮВАЛЬНОГО КАМЕНЯ

Технічні вимоги на блоки з природного облицювального каменя для виробництва облицювальних плит, архітектурно-будівельних виробів і інших матеріалів визначаються ГОСТ 9479—84. Згідно вимогам справжнього стандарту блоки з каменя, що здобуваються на кар'єрах, повинні характеризуватися: завдовжки, вширшки, висотою, формою і об'ємом; якістю поверхні граней; фізико-механічними властивостями породи; складом і походженням гірської породи; декоративними властивостями.

Блоки з природного облицювального каменя повинні мати: форму прямокутного паралелепіпеда або близьку до нього; ширину і висоту від 0,2 до 2 м і довжину до 3,5 м. За об'ємом блоки підрозділяються на наступні п'ять груп (табл. 7.1):

Таблиця 7.1

Найменування показника	Група
	1	II	III	IV	V
Об'єм блоку, м3	Понад 5	Понад 2 до 5	Понад 1 до 2	Понад 0,4 до 1	Понад 0,01 до 0,4

Залежно від типу устаткування, що використовується на добуванняі блоків, останні підрозділяються на пиляні (блоки, що мають не менше чотирьох граней, одержаних випилюванням) і колені (блоки, здобуті виколюванням з масиву гірської породи).

Відхилення від розмірів і якість поверхні блоків повинні задовольняти вимогам, приведеним в табл. 7.2.

На стандартних блоках не допускається більше однієї тріщини тектонічного походження з порушенням цілісності шириною не більше 0,05 мм і завдовжки 1/3 якнайменшого розміру граней, що розповсюджується на дві суміжні грані.

Таблиця 7.2

Найменування показника	Значення показника, мм
	Пиляні блоки груп	Колені блоки груп
	I—IV	І-ІІІ	IV	V
Відхилення від перпендикулярності двох суміжних граней на 1 м грані, не більш Висота виступів і глибина западин по найбільшому просвіту під лінійкою, не більш: для нижньої грані для решти граней	60 40 100	110 100 200	150 100 100	100 100 100

На блоках допускаються прожилки і смуги, утворені тріщинами тектонічного походження, зацементовані вторинними мінералами, які не фарбуються при обробці.

Для блоків, які використовуються при виробництві облицювальних матеріалів для сходів і полови, стирана повинна бути не більш (г/см²): 2,2 — при слабкій механічній дії; 1,5 — при помірній механічній дії і 0,5 — при значній і вельми значній дії.

Декоративні властивості гірських порід (визначаються при геологічній розвідці), придатних для виробництва блоків, характеризуються кольором, текстурою-малюнком, структурою, просвічуваністю і відбивною здатністю після поліровки.

Фізико-механічні властивості гірської породи блоку повинні задовольняти значенням, приведеним в табл. 7.3

До блоків з вивержених гірських порід, які мають водопоглинання 0,5 % і нижче, і до блоків, що використовуються для виробництва облицювальних матеріалів для внутрішнього облицьовування, вимоги по морозостійкості не пред'являються.

Придатність блоків з вивержених гірських порід для виробництва облицювальних матеріалів, вживаних в конструкціях, дотичних з ґрунтом (цоколі, парапети і ін.), додатково оцінює споживач випробуванням зразків в розчині сірчанокислого натрію (втрата маси зразків не повинна перевищувати 5 % після 10 циклів випробувань).

Петрографічна характеристика про склад і походження початкової гірської породи, що використовується для виробництва блоків, повинна включати: найменування породи; походження (генетичну групу); зміст головних породоутворюючих мінералів, негативно впливаючих на довговічність і декоративність облицювальних матеріалів: сульфідів (піриту FeS₂, піротину Fe_1-nS, n = 0,1—0,2, халькопірита CuFeS, сфалериту ZnS, галеніту PbS), сульфатів (бариту BaS0₄, целестину Sr[S0₄], гіпсу CaS0₄·2H₂0, ангідриту Ca[S0₄]), гідроксидів заліза і інших вторинних мінералів, не стійких до вивітрювання (використовування гірських порід з вказаними включеннями для виробництва блоків, що призначаються для виготовлення плит зовнішнього облицьовування і полови будівель і споруд, допускається тільки на основі спеціальних досліджень); опис текстурних і структурних особливостей; оцінку мікротріщиноватості; дані про наявність або відсутність слідів вивітрювання, вторинних змін; дані про включення порід і мінералів, що утрудняють обробку низькоміцних порід унаслідок більш високої твердості (наприклад, включення жовен кременя в вапняках), а також рихлих порід і мінералів, що фарбуються при обробці порід; радіаційно-гігієнічну оцінку.

Таблиця 7.3

Найменування гірської породи	Норма
	Межа міцності на стиснення в сухому стані, МПа (кгс/см2), не менше	Коефіцієнт зниження міцності при насиченні водою, не менше	Мазка по морозостійкості, цикли, не менше
Міцні породи
Гранує, сієніт, габбро, кварцит, діорит, щільний базальт	80 (800)	0,8	F50
Породи середньої міцності
Лабрадорит, диабаз, порфірит, андезит, ліпарит, гнейс, трахіт	60 (600)	0,7	F50
Мармур, конгломерат, брекчія, мраморизований вапняк	40 (400)	0,7	F25
Низькоміцні породи
Пористий базальт, пісковик	30 (300)	0,7	F25
Щільні вапняк і доломіт, травертин	20 (200)	0,65	F25
Вулканічний фельзитовий туф	20 (200)	0,7	F15
Пористі вапняк і доломіт	10(100)	0,65	F25
Вапняк-черепашник	10(100)	0,65	F15
Гіпсовий камінь	15(150)	0,65	Не нормується
Вулканічні туфи (окрім фельзитового)	5(50)	0,7	F25

Петрографічна характеристика гірських порід визначається при геологічній розвідці родовищ.

Блоки з природного каменя слід використовувати тільки для виробництва облицювальних матеріалів і архітектурно-будівельних виробів. При відповідному техніко-економічному обґрунтовуванні допускається виготовлення з блоків груп IV і V бортового каменя по ГОСТ 6666—81, з блоків групи V — брусчатого каменя по ГОСТ 23668—79, а також шашок і різних товарів народного споживання.

Добування блоків з гірських порід може проводитися механічним, буроклиновим, буропідривним, термічним методами або поєднанням перерахованих методів, а також за допомогою невибухових руйнуючих засобів (НРС).

При буропідривному методі повинні застосовуватися тільки метальні вибухові речовини і детонуючий шнур (не більше двох ниток в шпурі).

Використовування інших видів вибухових речовин допускається тільки при техніко-економічному обгрунтовуванні і узгодженні на встановлений термін з базовою організацією по стандартизації (по переліку Держбуду) при обов'язковому уявленні кар'єром в базову організацію не рідше 2 раз на рік звіту про вихід блоків.

При комплексному використовуванні сировини відходи від добуванняі блоків застосовують для виробництва декоративних плит на основі природного каменя по ГОСТ 24099—80, декоративних щебеня і піску по ГОСТ 22856—77, вапнякової муки по ГОСТ 14050—78 і для інших цілей.

7.2 Особливості розробки родовищ природного облицювального каменя.

Розробка родовищ по добуванняі блоків природного облицювального каменя на відміну від розробки вугільних, рудних і інших корисних копалин характеризується рядом специфічних особливостей, які дозволяють виділити кар'єри по добуванняі блоків в особливу групу підприємств гірничодобувної промисловості. Як правило, ці родовища мають сприятливі гірсько-геологічні умови (незначну потужність вскришних порід), тому розробляються відкритим способом. Крім того, розробка родовищ природного облицювального каменя повинна забезпечувати збереження міцнісних властивостей і декоративних якостей порід, що визначає її специфічні особливості, до яких відносяться:

• невеликі розміри кар'єрів в плані і по глибині;

• незначний об'єм м'яких вскришних порід і зони сильнотрещиноватой вивітролої скельної вскриши;

• наявність певної закономірності в будові масиву, що виявляється в існуванні систем вертикальних і пологих тріщин і анізотропії міцнісних властивостей гірських порід, що обумовлює той, що розташовує фронту гірських робіт і відміток уступів стосовно напрямів полегшеного розколу каменя;

• необхідність змісту значного підготовленого різірвного фронту гірських робіт, що забезпечує добування блоків з необхідними декоративними властивостями і необхідними розмірами;

• збереження природної монолітності каменя в процесі відділення блоків від масиву;

• незначна висота уступів, що розробляються;

• вживання спеціальних способів відділення блоків каменя від масиву;

• отримання блоків каменя певних розмірів і форми;

• виїмка блоків каменя великих розмірів і маси, що вимагає вживання унікального специфічного виемочно-вантажного устаткування;

• строге дотримання направленої виїмки в просторі через малі величини допустимих відхилень від стандартних розмірів блоків каменя;

• об'єм добуванняі попутних гірських порід в більшості випадків перевищує кількість основної блокової продукції, що здобувається, що ставить питання про комплексне використовування сировини.

При розробці родовищ природного облицювального каменя різні физико-механічні властивості гірських порід, умови залягання родовищ, вимоги, що пред'являються до сировини, визначають: варіанти розкриття горизонтів кар'єру і систему розробки; комплекти устаткування для виробництва вскришних і робіт добуванняі; способи підготовки порід до виїмки; засоби виїмки, вантаження, транспортування і переробки гірської маси. Характерною особливістю освоєння родовища з природного облицювального каменя є створення досвідченого кар'єру, що використовується для добуванняі первинного об'єму корисної копалини, необхідної для оцінки блоковості, декоративності і физико-механічних властивостей каменя.

Кар'єри, розробляючі родовища природного облицювального каменя, умовно можна розділити на три типи:

• кар'єри по добуванняі блоків з міцних порід з межею міцності на стиснення 80—250 МПа, де застосовують в основному буропідривні і буроклинові роботи;

• кар'єри по добуванняі блоків з порід середньої міцності з межею міцності на стиснення 40—150 МПа, на яких використовують каменерізні машини і комбіновані способи добуванняі блоків;

• кар'єри по добуванняі пиляного стінного каменя з низькоміцних порід з межею міцності на стиснення 0,4—40 МПа, де застосовують спеціальні каменерізні машини (див. гл. 6).

Продуктивність діючих кар'єрів по добуванняі блоків з вивержених порід (гранітів і схожих з ними порід) складає від 2 до 5 тис. м³ в рік, крупних кар'єрів — до 10— 12 тис. м³ в рік. Середній вихід блоків на гранітних кар'єрах коливається від 20 до 30 %, досягаючи на окремих підприємствах 50 % і більш.

Продуктивність кар'єрів по добуванняі мармурових блоків складає від 2 до 4 тис. м³ в рік, крупних кар'єрів — від 10 до 40 тис. м³ в рік і більш. Для більшості кар'єрів вихід мармурових блоків знаходиться в межах 15—20 %, досягаючи на окремих підприємствах 30—35 %.

Технологія ведення гірських робіт на кар'єрах включає наступні основні операції:

а) при добуванняі блоків з вивержених порід (гранітів і схожих з ними порід):

• вскришні роботи по видаленню рихлих і зруйнованих скельних порід;

• відділення монолітів від масиву за допомогою буропідривних, буроклинових робіт або невибухових руйнуючих засобів;

• відтягання монолітів від забою для подальшого оброблення;

• розколювання монолітів на товарні блоки;

• страхування блоків (груба обробка);

• вантаження блоків і окола в засоби транспорту;

• допоміжні роботи по підтримці робочих майданчиків;

б) при добуванняі блоків з порід середньої міцності (мраморів і схожих з ними осадкових порід):

• вскришні роботи по видаленню рихлих і зруйнованих скельних порід;

• випилювання товарних блоків безпосередньо з масиву каменерізними машинами з кільцевими фрізами або барами або відділення від масиву крупних монолітів канатними пилами з подальшим обробленням їх на товарні блоки за допомогою буроклинових робіт;

• відвантаження блоків і відходів (окол, бут, шлам) в засоби транспорту.

Добування блоків з природного облицювального каменя може проводитися по одно- і двохстадійної технологічним схемам. При одностадійній схемі підготовки відокремлені від масиву блоки стандартних розмірів вантажаться і транспортуються для подальшої переробки. При двохстадійній технологічній схемі заздалегідь відокремлений від масиву моноліт об'ємом 10 — 600 м³ і більш піддається подальшому обробленню на товарні блоки в межах робочої зони кар'єру.