Добыча природного камня

Облицовочный камень обычно залегает неглубоко и добывается из карьеров открытых горных выработок, как правило, блоками. Блок камня — это крупноглыбовая заготовка, которая добывается из массива для последующей обработки на облицовочные материалы, отвечающая требованиям действующих стандартов по физико-техническим характеристикам, размерам, монолитности и форме. В зависимости от способа добычи и степени правильности геометрической формы блоки делят на пиленые и колотые. Объемы блока определяют по объему вписанного в него прямоугольного параллелепипеда.

Разработка месторождений облицовочного камня складывается из трех основных последовательно выполняемых процессов: вскрытия месторождения, подготовительных работ по созданию необходимых обнажений и уступов и собственно работ по добыче. Добыточные работы включают отделение от массива монолитов или блоков, разделку монолитов на блоки, погрузку и транспортировку блоков и отходов.

Добыча блоков облицовочного камня имеет особенность, которая заключается в том, что в процессе добычи должны полностью сохраняться природные качества камня.

Резку пород осуществляют камнерезными машинами с режущими дисками или кольцевыми фрезами, канатными пилами или врубовыми машинами, которые в основном применяют для добычи мягких и средней твердости пород камня — мраморов, известняков, ракушечников, вулканических туфов, доломитов. При добыче камня используют и буровые камнерезные агрегаты. К способам разрушения пород ударом относят буроклиновый и ударно-врубовой, а к способам разрушения взрывом буровзрывной способ, который применяют в основном для добычи твердых пород камня.

К способам разрушения пород нагревом относят термоструйный способ, который применяют для добычи блоков каменных пород, содержащих кварц, так как они довольно быстро разрушаются в условиях высокотемпературных напряжений. При этом способе с помощью терморезаков, извергающих со сверхзвуковой скоростью высокотемпературную газовую струю, вырезают блоки камня определенного размера непосредственно из массива. При необходимости перед отгрузкой потребителям блоки обрабатывают. Им придают требуемые размеры и форму, близкую к прямоугольной (пассировка) и маркируют.

Комплекс декоративных, физико-механических и технологических свойств, а также степень долговечности определяют пригодность блока. К дефектам, снижающим качество камня, относятся трещиноватость, выветрелость, наличие неполирующихся участков, грязных пятен, а для известняков — и высокое содержание горной влаги.

При каждом изменении характера породы проверяют ее физико-механические свойства. Кроме того, ежегодно проверяют свойства пород, разрабатываемых на блоки. Блоки должны вырабатываться из горных пород с определенными физико-механическими показателями. Внешний вид и качество поверхности блоков должны удовлетворять определенным требованиям, таким как отклонение от прямого угла двух смежных граней, количество отбитых углов, длина скола отбитого угла, количество диагональных трещин, просматриваемых на двух смежных гранях, и др.

Современные камнеобрабатывающие предприятия выпускают из исходного сырья готовую продукцию в виде облицовочных плит, архитектурно-строительных изделий, декоративных плит на основе природного камня и бортовых камней.

В чем заключается обработка камня? Обработка камня включает ряд технологических операций, в результате которых камню придаются определенная форма и размеры, а его лицевой поверхности — заданная фактура. Схема технологических процессов обработки камня включает: приближенную обработку камня по форме и размерам изделия — точную обработку камня по форме и размерам изделия — фактурную обработку изделия.

Цеха современных камнеобрабатывающих предприятий специализируются на выпуске изделий из твердого, средней твердости и мягкого природного камня. Процессы подготовки и распиловки блоков на заготовки являются общими при обработке изделий из природного камня любой твердости. Окантовку и шлифовку для камней различной твердости производят в различной последовательности.

Плиты из твердого камня обрабатывают по схеме: распиловка — шлифовка— окантовка; из камня средней твердости: распиловка — окантовка — шлифовка; ' из мягкого камня: распиловка — окантовка. Так как в общем, объеме выпускаемых облицовочных материалов и изделий из природного камня около 90% приходится на плиты, большинство камнеобрабатывающих предприятий используют наиболее распространенную технологическую схему обработки, которая основана на процессах распиловки.

При обработке поверхности камня скалыванием получают фактуры: типа «скала», которая характеризуется естественным сколом камня, образующим бугры и впадины на поверхности без следов обрабатывающего инструмента закольника; таким образом, обрабатывают гранит, сиенит, диорит, лабрадорит, кварцит, габбро, песчаник, базальт, известняк; точечную — с равномерной шероховатой поверхностью с точечными углублениями; она образуется в результате обработки поверхности крестовой бучардой. Таким способом обрабатывают гранит, сиенит, диорит, габбро, диабаз, базальт. Далее обрабатывают поверхности камня абразивами на станках резанием, пилением, фрезерованием или истиранием абразивными материалами. При этом получают следующие фактуры поверхностей: пиленую, для которой характерны длинные бороздки с высотой рельефа до 3,0 мм; образуется в результате распиливания на станках большинства горных пород; шлифованную, для которой характерен матовый вид, легкая равномерная шероховатость с малой высотой рельефа (до 0,5 мм); образуется в результате процесса обработки камня, складывающегося из обдира, грубой и тонкой шлифовки; таким способом обрабатывают гранит, сиенит, диоритд, габбро, базальт, диабаз, туф, мрамор, известняк; лощеную, которая отличается гладкой, бархатисто-матовой с выявленным рисунком камня поверхностью; обработке лощением подвергают гранит, сиенит, диорит, мрамор, известняк; полированную, для которой характерна гладкая поверхность, дающая четкое отражение и полностью выявленный природный цвет и рисунок камня; полировку делают, учитывая большую, чем в предыдущих случаях, стоимость работ, только у наиболее декоративных пород: гранита, спиенита, диорита, габбро, лабрадорита, мрамора, гипсового камня, кварцита.

В настоящее время при обработке каменных изделий толщину снижают, так как тонкие плиты из природного камня со шлифованной и полированной поверхностью в почти в 2—3 раза экономичнее по сравнению с выпускавшимися ранее.