Добыча и переработка природных каменных материалов

Горные породы становятся дорожно-строительными материалами после их добычи из земной коры и переработки.

Скопления горных пород в земной коре называют месторождениями. Разрабатываемые месторождения горных пород называют карьерами.

Для решения вопроса о целесообразности разработки месторождения производят разведку для установления:

• ? запасов горной породы;
• ? ее строительно-технических свойств;
• ? рентабельности разработки, которая будет зависеть от верхнего наносного слоя (вскрыши), толщины слоя породы, способа разработки и транспортирования горной породы.

Рис. 3.7. Залегание гравия, валунов:

1 — верховое; 2 — линзовое; 3 — низовое (недровое)

В зависимости от условий залегания (рис. 3.7, 3.8) разработка рыхлых горных пород может вестись открытым способом в карьерах, реже подземным или подводным (рыхлые горные породы залегают сравнительно неглубоко от поверхности воды в реках или озерах).

При разработке месторождения вначале удаляют верхний наносный слой (вскрышу), а затем снимают верхние выветрившиеся слои горной породы. Работы в карьере обычно ведут уступами высотой 2... 10 м. По условиям техники безопасности для рыхлых пород принимают меньшую высоту, чем для скальных.

Рис. 3.8. Залегание речного валунно-гравийного камня: 1 — береговое; 2 — донное

Горные породы, разбитые небольшими трещинами, разрабатываются механическим способом (экскаваторами).

Массивные горные породы (как правило, изверженные) разрабатываются с применением взрывчатых веществ. Взорванную горную породу грузят экскаватором в транспортные средства и направляют на переработку на дробильно-сортировочные заводы, а также на передвижные камнедробильные сортировочные установки, где производят дробление и сортировку по фракциям с отделением мелких песчаных и пылевато-глинистых частиц.

Рыхлые горные породы (валуны, гравий, песок) добывают открытым способом, как правило, одно- и многоковшовыми экскаваторами. В большинстве случаев запасы рыхлых горных пород в пределах одного месторождения невелики, поэтому их переработка ведется в основном в передвижных установках.

Разработку камня для последующего получения облицовочных плит или стеновых блоков недопустимо производить взрывным способом, так как в этом случае камень делается трещиноватым и непригодным для обработки. Средние и мягкие породы (мрамор, известняк, вулканический туф) добывают в карьерах с помощью камнерезных машин, снабженных твердосплавными (или с алмазными насадками) дисковыми или цепными пилами (рис. 3.9). При этом из массива вырезают блоки в форме прямоугольного параллелепипеда шириной и высотой 0,2...2 м, длиной до 2,8 м. В случае, если необходимо добыть блок камня большего размера (2... 10 м), используют установки с канатными пилами.

Рис. 3.9. Вырезка стеновых камней машинами с дисковыми пилами

Твердые породы (гранит, сиенит и др.) обычно разрабатывают, отделяя сначала крупный монолит. Затем его делят на блоки, из которых на камнеобрабатывающем заводе получают требуемые изделия. Отделение монолита может осуществляться несколькими способами: буроклиновым, строчечным бурением и канатными пилами с алмазными насадками. Чаще других применяется буроклиновой способ. Отделяемый объем камня обуривается по контуру перфораторами, в полученные отверстия (шпуры) вводятся гидравлические или механические клинья или расширяющиеся составы на основе минеральных вяжущих веществ — так называемый тихий взрыв. С их помощью монолит породы раскалывают по требуемой плоскости.

В настоящее время природные каменные материалы широко применяются в дорожном строительстве (табл. 3.1).

Применение природных каменных материалов в дорожном строительстве

Таблица 3.1