Содержание
Природный камень — это распространённый строительный материал, отличающийся прочностью, долговечностью и естественной красотой. Его добыча является выгодным бизнесом, особенно в районах с открытыми выходами каменных конгломератов. Таких мест на планете много, их легко найти, геологам бывает достаточно изучить окружающий рельеф и геологические разрезы, чтобы сделать заключение о наличии месторождения промышленного масштаба.
Камень добывают не только в горах и на возвышенностях, каменные пласты залегают и на равнинах. По сути камень — это твёрдые горные породы, которые чередуются с мягкими осадочными, например, песком и глиной. Есть и твёрдые осадочные породы, наиболее распространёнными из них является известняк, ракушечник, песчаник. Применение камня – это строительство, архитектура, скульптурные изделия, создание предметов декора.
Виды камня и их характеристики
Необходимо отличать камни, которые считаются минералами, к ним относится целая группа полезных ископаемых с разными параметрами прочности , абразивности и другими отделочными характеристиками:
- асбест — волокнистый минерал, имеющий в спресованном виде свойства камня;
- травертин, который специалисты считают промежуточной фазой между известняком и мрамором;
- гипс (алебастр) — применяемый не только для скульптур, но и строительства домов;
- слюда — природное гибкое стекло разной прозрачности и цветности;
- мрамор, кварцит, диабаз, кремний отличающиеся красивой фактурой и применяемые в различных отраслях народного хозяйства.
Другая группа природных камней представляет собой горные породы, то есть конгломераты, состоящие из нескольких минералов. Их можно объединить по категориям происхождения. Камни вулканического образования, то есть рождённые при извержении вулканов под огромным давлением и воздействием максимальных температур. Они отличаются высокими параметрами прочности, на срезе имеют красивый рисунок и разноцветные вкрапления. Среди них популярными являются гранит, используемый для строительства зданий, габбро, из которого делаются дверные ручки, скульптуры, гнейс, представляющий собой гранит с полосатыми прожилками.
Камни магматического происхождения, то есть представляющие собой застывшую магму. Это пемза с пузырьками воздуха, зернистый и очень прочный диорит, базальт, считающийся твёрдой базой под поверхностными слоями земной коры.
Осадочные породы — известняк, песчаник, ракушечник, сформированные как отложения морского дна. Они образовались путём выпадения в осадок растворенных в воде минеральных взвесей.
Сланцы — различные минералы и породы, имеющие сланцевую форму залегания в земной коре. Это целая группа каменных материалов, используемая в основном в строительстве.
Кроме того, в виде каменных отложений встречаются на земле мягкие минералы — тальк и мел, которые чаще всего используются в измельчённом виде.
Способы добычи камня
Основным методом разработки каменных месторождений является карьерный. Первоначально вскрывается место залегания, снимаются верхние слои земной коры, обнажается каменный монолит и начинается закладка траншей. Делается вертикальный разлом, а затем начинается отвал каменных фрагментов и погрузка их на транспортные средства.
При этом применяется специализированное оборудование, которое раскалывает или разрезает монолитные куски. Среди востребованных современных технологий добычи можно назвать следующие:
- буровзрывной способ;
- камнерезный;
- способ закачки воздуха в отверстия.
Камнерезный является самым дорогостоящим, но сохраняющим сырьё в первозданном виде, при его использовании отмечается самое низкое количество потерь материала. Если производится разрушение пластов взрывами или давлением воздуха, потерей бывает гораздо больше, но затраты на эти способы добычи минимальные.
Где добывают камни?
Основные месторождения камня в Европе располагаются в Италии, Греции, Болгарии, Испании, Португалии. Среди азиатских камнедобывающих стран можно назвать Индию, Пакистан, Узбекистан, Египет, в Америке — это Бразилия. Известные месторождения в России располагаются на Кольском полуострове, в Карелии. Именно здесь добывается камень, который идёт на экспорт.
Вот старые американцы отпиливают большую глыбу известняке в карьере .
Вот с помощью клиньев ломается гранит (возможно)
Да , но чтобы вбить клин , нужно отверстие . А как его просветить ?
Альпинисты разъясняют .
Вот огромные блоки с легкостью перемещаются куда нужно .
Вот твёрдый камень обрабатывается до цилиндра со сглаженным верхом практически полностью вручную .
Зубилом не проблема отколоть ровный кусок .
С помощью зубила можно сделать статую или фигуру из каменной глыбы .
Можно с помощью зубила и молотка можно сделать каменные жернова .
Можно "наломать" гранит квадратиками .
Можно наколоть ровных пластин топором .
Можно вручную делать каменные ванны . Правда шлифовка производиться не молотком , а чем то другим )
Можно выдолбить чашу из камня .
Да , и по известняку ведь ещё и буквы резать не проблема !
Добыча природного камня во многом схожа с подготовкой, осадой и взятием крепости. Сначала – разведка, внешний осмотр, выяснение толщины стен и внутреннего устройства. Затем подготовка к штурму – выбор наилучшего способа проникновения – разрушение стен или устройство подкопа с выпиливанием части стены. И наконец сам штурм – быстрый и беспощадный, когда разрушается все начиная со стен и заканчивая внутренними сооружениями или долгий и аккуратный, с длительной осадой и проникновением через подкоп, что позволяет сохранить крепость.
Так происходит и с камнем. Гранитный карьер изучается на предмет внутреннего содержания – определяются его границы, характер залегания породы, толщина пласта, свойства камня. На основании этих данных выбирают способ добычи – грубый и разрушающий или более долгий, но аккуратный позволяющий сохранить целостность внутренней структуры камня.
Выбор способа или технологии добычи определяется характером горной породы – одни хороши для твердых и прочных метаморфических (гранит, мрамор, лабрадорит, габбро) другие для мягких осадочных (известняк, туф, травертин). Важно также целевое назначение продукции карьера – будет это производство качественных товарных блоков камня или простейшие бут, щебень и брусчатка из гранита.
Буровзрывной способ
Со времен изобретения черного пороха, а затем и бризантной взрывчатки этот способ используется как для добычи камня, так и рудных полезных ископаемых. Простота его использования, невысокая стоимость расходных материалов обеспечили ему широкое распространение.
В основе применения лежит свойство взрывчатых веществ создавать избыточное давление газов при сгорании в небольшом объеме. Для разрушения монолита или отделения каменного блока в нем с заданным шагом высверливают ряд отверстий, в которые закладывают взрывчатку. После подрыва зарядов под воздействием высокого давления происходит разрушение связей с монолитным массивом.
Способ применяют для добычи сырья, из которого производят щебень различных марок.
Буроклиновой метод
Эта технология добычи является развитием еще более древнего чем взрывной способа извлечения каменных блоков. На смену использовавшимся в древности деревянным клиньям и молоткам пришли современные гидравлические клинья. Специальная установка под высоким давлением подает жидкость в гидроклинья, размещенные подготовленных шпурах (отверстиях в камне). Под воздействием расширяющего усилия клиньев происходит отделение выделенного шпурами блока.
Постепенное нарастание давления и отсутствие детонации позволяют получать блоки гранитные и мраморные для производства качественной продукции из камня.
Щадящий взрыв (газогенератор давления шпуровой)
К способам отделения каменных блоков от монолитного массива с помощью высокого давления следует отнести и использование шпурового газового генератора (ГДШ). В основе конструкции – использование давления газов, образующихся в результате сгорания заключенного в специальный картридж пиротехнического состава. Высокая скорость сгорания состава недостаточна для детонации, а значит не приводит к появлению трещин в извлекаемом блоке. Размещение картриджей осуществляется в подготовленных шпурах заданного размера, а поджиг — дистанционным электрическим или механическим устройством.
Метод тихого взрыва (неразрушающие вещества)
Еще один способ добычи сравнимый по мощности со взрывной технологией – использование неразрушающих средств, которые не относятся к взрывчатым веществам. Их действие основано на объемном расширении веществ, образующих при смешивании с водой пастообразную массу, которая заливается в заранее размеченные отверстия на линии откола блока. Давление, создаваемое расширяющейся при застывании смесью, достигает 40-50 Мпа, что вполне достаточно для откалывания блока от монолита.
В зависимости от размеров извлекаемого блока требуется подбор количества шпуров, их диаметра, глубины и соответствующего объема смеси.
Машинная резка камня (камнерез)
Высокотехнологичный способ извлечения каменных блоков из массива горных пород. Используемые для добычи камнерезные машины подразделяются в соответствии с предназначением на машины для вырезки блоков большого размера и мелких блоков, а также по характеру обрабатываемого уступа – на низкоуступные и высокоуступные. Основной рабочий инструмент – дисковые пилы большого диаметра с победитовыми или алмазными дисками, цепные пилы. Основное производственное назначение – добыча стенового и облицовочного камня различных размеров.
Алмазное пиление
Современный высокоточный способ извлечения блоков твердых пород основанный на использовании специализированных канатов на основе гальванизированной стали с алмазными втулками. Гибкость такому канату придает использование резиновых вставок в местах соединений. Канатные машины с одним или несколькими канатами применяют для добычи особо прочных и твердых пород. Блоки габбро или гранита добытые с их помощью находят применение при производстве такой высококачественной продукции как плиты мощения из габбро, подоконники, столешницы, фасадные плиты из гранита, ритуальные изделия и многие другие.
