Добычные работы.

Проходка в гранитном массиве отрезных щелей с помощью термогазоструйного инструмента основана на относительно повышенной разрушаемости кварцеодержащих горных пород под воздействием высокотемпературных напряжений, создающихся с помощью бензовоздушных горелок конструкции Харьковского авиационного института или кислородно-керосиновых горелок системы Казахского политехнического института. На базе принципиальных схем указанных горелок разработано пять конструкций термических агрегатов: УГР-2 (ХАИ), АТР-5 (КазПТИ), К-74 (Гипростроммашина и ВНИИАвтогенмаш), KPMT-I (ВНИИНеруд) и ГД-2 (НИИКиС), которые обеспечивают производительность по нарезке врубовых щелей от 2.4 до 5 м2 в час, что позволяет подготавливать в забое выемку от 6 до 10 м3 блоков гранита в смену. Термогазоструйный способ вырезки монолитов в несколько раз производительнее буроклинового способа добычи блоков. Применение в 1975—1978 гг. на гранитных карьерах Украины указанного способа добычи блоков позволило обеспечить себестоимость добычи I м3 блоков гранита на уровне 38—45 руб. Серийное производство термогазоструйного камнерезного оборудования осваивается Ленинаканским заводом «Стром- машина». Широкое оснащение гранитных карьеров терморежущими компактными машинами приведет к радикальному улучшению экономики добычи каменного сырья из твердых горных пород.

Прочные бескварцевые породы типа габбро целесообразно добывать проходкой в массиве отрезных щелей с помощью нового перспективного оборудования — врубовых машин с пневмоудар- никами М-1500 конструкции ГІТБ ВНИИжелезобетон (модели УВА-І) Действие рабочего органа данной машины основано на самом рациональном способе разрушения горных пород — направленном скалывании.

На добычных работах на карьерах габбро перспективно применение метода гладкого скважинного взрывания зарядов — «гирлянд» патронированного аммонита 6 ЖВ с воздушными промежутками (метод акад. Н. В. Мельникова и д. т. н. Л. Н. Марченко). При данном способе взрывания малое заполнение объема скважины (5—10%) патронированном аммонитом обеспечивает лучшую, чем при пороховой отбойке, «эластичность» взрыва и единую ровную трещину отрыва монолита. Незначительный удельный расход недорогого аммонита на взрывные работы (0.55 кг на 1 м3 блоков) и механическое бурение скважин многоперфораторными передвижными бурильными машинами обусловливают существенное снижение затрат на добычные работы по сравнению с пороховой отбойкой блоков (до 30 руб./м3).

В качестве одного из приемлемых способов ведения добычных работ на месторождениях средне- и мелкоблочного хибинита и доломита следует принять метод направленного откола блоков с помощью комплекта оборудования, состоящего из перфораторной буровой машины и установки с гидроклиньями, т. е. технически усовершенствованную разновидность буроклинового способа добычи. Названный агрегат (УДКА-І) разработан и испытан в Институте горного дела им. А. А. Скочинского и Институте физики Земли им. О. Ю. Шмидта АН СССР. Помимо механизированного бурения шпуров агрегат с помощью гидроклиньев, создающих разрушающее напряжение в узкой зоне откола, позволяет откалывать блоки в декоративных породах различной крепости. При использовании данного агрегата на крепких породах мрамора достигнута удовлетворительная производительность — 16 м2 в смену плоскости откола, при буроклиновом же способе этот показатель равен 2—3 м2 в смену.

Месторождения мрамора Карельской АССР целесообразно разрабатывать новыми серийно выпускаемыми камнерезными машинами СМР-028 (новая модификация широко известной камнерезной машины СМ-177А) и СМР-029 (новая модификация машины СМ-528). Минимальная производительность первой машины — 1.3 м3 блоков мрамора в час, второй — 1.8 м блоков- заготовок в час [15, с. 33]. В более отдаленной перспективе месторождения мрамора предпочтительнее разрабатывать с помощью комплексной линии агрегатов добычи мрамора конструкции СКВ института ВНИИНСМ, состоящей из трех камнерезных машин модели ЭМ-2906, работающих последовательно друг за другом в забое с наклонным расположением пластов. Произво- дительность такого комплекса до 30 м2 линии реза в смену, что обеспечивает выемку из забоя до 3—4 м3 блоков мрамора.

Весьма перспективен способ добычи мраморных блоков с помощью канатных пил, работающих на свободном абразиве и с применением алмазоносителей конструкции Института физики Земли АН СССР. Алмазно-канатное пиление обеспечивает производительность до 2.5 м2 плоскости реза в час, процесс нетрудоемкий — один оператор обслуживает 2—3 канатные установки. Все это позволяет снизить себестоимость добычи мрамора до 20— 22 руб./м3. Вместе с тем канатный способ добычи блочного камня нуждается в совершенствовании, в частности в обеспечении нормальной работы импортных канатных пил при минусовых температурах, так как существующие составы подаваемого в пропил жидкого абразива нередко замерзают, что приводит к обрыву каната.

Испытания различных составов водоабразивных смесей с подогревом и антифризными добавками в условиях отрицательных температур в 1977 —1978 гг. проводились при добыче блоков камня на Кибик-Кордонском карьере мрамора в Красноярском крае.

Облицовочный камень на мелкоплитчатых месторождениях известняка (типа «дикарей» месторождения Бабино-Сельцо) целесообразно добывать с помощью нового в отрасли способа — гидроударного метода разрушения породы, разработанного в институте ВНИИІ ЖИСтромсырье. Метод основан на использовании в качестве рабочего механизма гидромолота с энергией единичного удара 900 кг • м и частотой ударов 2.5 Гц, оснащенного долотом в виде симметричного клина. Производственные испытания данного метода показали, что на плитчатых известняках с помощью гидромолота достигается средняя производительность 30 м3/ч блоков IV—V группы по ГОСТу 9479—76 [30, с. 7].

Следует заметить, что в процессе выбора того или иного способа добычи блоков камня на конкретном месторождении не исключается вариант одновременного применения комбинации двух способов добычи, например термогазоструйного (вырезка крупных монолитов) и гидроклинового (разделка монолитов на блоки), что также способствует снижению трудоемкости на добычных работах и уменьшению эксплуатационных затрат на карьерах.

Одно из достижений технического прогресса в области камнедобычи создание малоуступных маі%ин ЭМ-206 для добычи мелких блоков группы IV и V мрамора и известняка. Применение этих машин на добыче малогабаритных блоков камня позволяет вовлекать в промышленное использование ряд мелкоблочных Технн но-экономическое показателя цршевеоня прогрессивных способов добычи блочного камня на прочных декоративных породах Производи А •V о а тельность ё зі. = Ї л V Тип основного X ь §5 Способ добычи добычного обору л « ? 11 а ~т дования о

h Ssi

С х о

а о к 3 га по горно

массе,

м'/маш.-< 2" ПВ

ІЇ = о & -

о а

ф э и X Я -

13

II Гидроклиновой УКДА-2 с гидроприводом и бурильной установкой 1500 15 16 1.4 45 4 Алмазно-канатный Установка «Алмазный канат» 1200 30 18-20 1.6 28 1.8 Ударно-врубовый Модель УВА-1 1800 16 22 1.9 38 2 Буровзрывной Перфораторы

ПР-30 1900 50 — 3 38 1.7 Камнерезный Линия из 3 ма 1200 20 30 3 25 0.9 шин ЭМ-2906 Термо-газостр у й- Модель К-74 1900 30 40 10 20 0.8 выи

месторождений, считавшихся ранее непригодными в качестве источников кондиционного каменного сырья для производства облицовочных изделий.

Основные технико-экономические показатели применения рассмотренных выше прогрессивных способов добычи блоков камня (производительность, себестоимость и трудоемкость), полученные в разное время в процессе опытной проверки соответствующего оборудования, приведены в табл. 3.5. Из табл. 3.5 видно, что к наиболее производительным способам добычи блочного камня следует отнести термогазоструйный и буровзрывной для крепких горных пород и камнерезный (ЭМ-2906) для пород средней твердости.

Структурный состав себестоимости 1 машняосмены при различных способах добычи блочного камня, % Элементы затрат Бурокли- новий Камнерезный Ударно- врубовый Канатно- пильный Термический Зарплата основная и допол нительная с начислениями 79.4 56.0 63.8 60.0 45.0 Стоимость энергии .... 3.0 6.0 12.3 7.0 3.0 Амортизационные отчисле ния 10.6 22.0 13.6 19.0 39.0 Стоимость текущего ремонта и вспомогательных мате риалов 7.0 16.0 10.3 14.0 13.0 Всего 100 100 100 100 100

Структурный состав себестоимости 1 машино-смены различных способов добычи блочного камня приведены в табл. 3.6.

Из табл. 3.6 видно, что по удельному весу расходов на оплату труда наиболее благоприятный структурный состав себестоимости складывается при термическом (45%) и камнерезном (56%) способах добычи, однако здесь существенно возрастает доля затрат на амортизационные отчисления (39 и 22%), а также на вспомогательные материалы и ремонт оборудования (13 и 16%).

Необходимо отметить, что некоторые технологические методы добычи камня (термический, буровзрывной, канатно-пильный) предполагают первичное отделение от массива крупных монолитов (до 100—-150 м3) с последующим их вторичным раскалыванием на стандартные блоки объемом 1—4 м3. В этой связи большая роль отводится созданию оборудования для вторичного раскалывания блоков: гидравлическим клиньям, легким колонковым бурильным машинам, гидравлическим колочным станкам и др. Использование этих видов оборудования позволяет значительно снизить трудоемкость работ (за счет исключения штата кольщиков), повысить безопасность труда и почти на 50/0 сократить время чистого раскола блоков.

Здесь не рассматриваются методы добычи блоков камня, основанные на новейших принципах разрушения горных пород (лазерном, электрогидравлическом, ультразвуковом),так как их практическое внедрение будет осуществлено в более отдаленной перспективе.