Фракции мрамора и кварца. Фото Грунтовозов

Щебень является востребованным сыпучим материалом, обладающим целым рядом положительным характеристик. Сегодня щебень находит применение в различных сферах, для решения широкого спектра задач. Привычный для покупателя вид щебень приобретает в результате осуществления нескольких этапов по добыче и производству. Следует понимать, что словосочетание «добыча щебня» не совсем корректно. Так как щебень является материалом, создаваемым искусственно. Добывается только исходное сырье — горные породы различных видов: осадочные, изверженные, метаморфические. Таким образом, говоря о добыче, мы подразумеваем только те виды щебня, которые имеют природное происхождение.

Состав, характеристики, виды: гравийный и другие, сферы применения

Химический и минеральный состав щебня зависят от свойств исходного сырья: породы или реже минерала. Каждому виду щебня присущ определенный перечень характеристик:

  • прочность;
  • лещадность;
  • плотность: истинная (объемный вес) и насыпная (удельный вес);
  • морозостойкость;
  • адгезия;
  • водопоглощение;
  • влагоотдача;
  • водостойкость;
  • содержание глинистых и пылевидных частиц;
  • содержание зерен слабой породы;
  • радиоактивность.

Фракции мраморного щебня. Фото Петрович

Но показатели (величины) данных характеристик у каждого вида определенные, они также зависят от свойств сырья, от его происхождения. Поэтому при выборе следует тщательно анализировать весь перечень характеристик. В соответствии с происхождением различают достаточно значительное количество разновидностей щебня, наибольший интерес по тем или иным причинам вызывают:

  • высокопрочный гранитный;
  • доступный по стоимости и обладающий малой величиной радиоактивости гравийный;
  • обладающий привлекательным внешним видом, матовой поверхностью и однородной структурой известняковый;
  • доломитовый, напоминающий известняковый, ценится за морозостойкость, устойчивость к воде и огню;
  • пользующийся высоким спросом у ландшафтных дизайнеров мраморный;
  • базальтовый, находящий применение не только в производстве щебня, но и ваты;
  • самый необычный из всего перечня кварцевый, в качестве сырья для его производства выступает минерал кварц, кристаллы которого представляют собой полупрозрачные и блестящие фракции с гладкой поверхностью;
  • сланцевый, отличающийся характеристиками, в частности прочностью.

Черный щебень. Фото Грунтовозов

Не стоит забывать и о прочих материалах, для производства используется сырье других различных видов, например:

  • керамзитовый, получаемый посредством обжига глины;
  • аглопоритовый, производимый путем обжига глинистых пород и грунтов, также может использоваться различные отходы промышленности;
  • пеностекольный, представляющий собой вспененную стекломассу, получаемую посредством переработки обыкновенного стекла;
  • вторичный, производимый посредством дробления и сортировки строительных отходов;
  • шлаковый, получаемый путем переработки отходов металлургической промышленности.

Щебень некоторых популярных разновидностей: гранитный, гравийный, известняковый, мраморный, может подвергаться дополнительной обработке. По постобработке различают четыре вида материалов: черный, цветной, мытый и галтованный щебень.

Фракции шлакового щебня. Фото Дюна

Различные виды щебня успешно используются в строительстве зданий и дорог, оснований и фундаментов; для устройства площадок и парковок, дренажных систем; для расклинцовки; при изготовлении бетона и ЖБИ; для благоустройства территории и в ландшафтном дизайне: уплотнение грунта, борьба с гололедом, засыпка дорожек, создание альпийских горок и сухих ручьев, возведение габионов и заборов, оформление водоемов и клумб, а также выполнения многих других работ.

Где и как добывают, способ добычи в карьере

Добыча сырья природного происхождения осуществляется открытым способом, в карьерах, которые располагаются во многих странах, в том числе, и в России. Крупные месторождения располагаются в Республике Карелия и Ленинградской области, на Урале. На данные регионы приходится порядка 40% добываемого сырья. БОльшая часть производимого в РФ щебня (около 85%) покрывает потребности российского потребителя, остальная часть идет на экспорт.

Месторождения щебня. Фото Грунтовозов

Щебень может добываться как целенаправленно, так и являться побочным продуктом добычи рудных или других полезных ископаемых. В первом случае материал получается более качественный, а, соответственно, и стоимость его выше. Целенаправленная добыча щебня некоторых видов не имеет смысла, что связано со свойствами породы, например:

а) Известняк является достаточно мягкой породой, не отличается высокой прочностью, может раствориться в воде при длительном контакте. Поэтому разрабатывать карьер специально под добычу щебня нерентабельно. В результате разработка известняковых карьеров осуществляется с целью добычи извести, а уже во вторую очередь — щебня.

б) Мрамор представляет собой хрупкую породу, добываемую максимально щадящим образом. Поэтому нет никакого смысла тратить значительные временные и финансовые ресурсы для использования добытого мрамора на щебень. Но возможно выполнить дробление негабаритных фрагментов, образовавшихся в результате добычи блоков, и получить дополнительный доход с их реализации.

Независимо от целенаправленности добычи, работы выполняются в два этапа:

1) Разработка горной породы включает подготовку территории, в частности, очистку от растений, кореньев и мусора, а также удаление верхнего слоя грунта, данный процесс называется вскрышиванием.

2) Основной этап работ может проводиться несколькими способами:

Добыча мрамора. Фото Грунтовозов

* Камнерезный способ является самым продуктивным и одновременно самым дорогостоящим. Суть его состоит в том, что крупные блоки горной породы отпиливаются прямо в карьере, эксплуатируются при этом специальные камнерезные машины с дисковыми и канатными пилами, оборудованные алмазными или победитовыми насадками.

Оборудование подразделяется на машины, обеспечивающие вырезку больших и малых блоков, а также по характеру обрабатываемого уступа — на низко- и высокоуступные. Таким образом добываются в основном мягкие и средние породы: мрамор, известняк, доломит. Данный метод позволяет получить блоки правильной формы и определенных размеров, избежать появления микротрещин, сохранить все свойства сырья.

Однако, при целенаправленной добыче данный метод экономически нецелесообразен. Обусловлено это неоправданно высокой стоимостью готовой продукции. В итоге на производство щебня идут только негабаритные остатки и сколотые блоки, но такой материал является уже побочным продуктом разработки. Камнерезный способ как нельзя лучше подходит там, где необходимо сохранить целостность горной породы, например, добыча стеновых и облицовочных плит.

* Буровзрывной или взрывной способ активно используется еще со времен изобретения черного пороха. Применяется для добычи камня и рудных полезных ископаемых. В горной породе с заданным шагом бурятся, высверливаются глубокие отверстия, в которые закладывают заряды взрывчатки.

Камнерезным способом добывают ценные горные породы для изготовления облицовочных плит. Фото Грунтовозов

Срабатывание взрывных веществ приводит к разрушению породы и откалыванию крупных фрагментов, которые собирают и транспортируют для дальнейшей обработки. Широкое распространение способ получил благодаря простоте использованию и невысокой стоимости расходных материалов. Однако, имеются и недостатки:

  • Способ требует высокой точности на этапе подготовки к выполнению работ, так как ошибка расположения и количества зарядов может привести к увеличению затрат. Слишком большое количество взрывчатки может привести к тому, что сырье будет испорчено и непригодно, а малое — к необходимости взрывать крупные куски еще раз. Кроме этого, способ сопряжен с опасностью для рабочих, во время проведения взрыва карьер эвакуируется.
  • Разрушительность способа приводит к тому, что только порядка 70% материала пригодно для дальнейшей обработки, остальное уходит в отсев.
  • В структуре сырья появляются микротрещины.
  • Большое количество пыли и дыма отрицательно сказывается на экологии.

Несмотря на имеющиеся недостатки способ является наиболее распространенным для добычи сырья, из которого производится щебень различных видов и марок.

* Буроклиновый способ является одним из древнейших, сейчас уже практически не используется. Суть технологии в следующем. Намечается контур отделяемого фрагмента, по линии которого формируются шпуры — отверстия в породе. В отверстия помещаются клинья, которые при ударе обеспечивают отделение блоков по имеющейся линии. Данный способ подходит для добычи особенно твердых пород, не поддающихся распиливанию, например, гранит и габбро. Технология позволяет сохранить целостность блока, чем она похожа с камнерезным способом. Недостатком является то, что буроклиновый способ подходит для получения небольших кусков породы, т.е. технология не отличается высокой производительностью из-за чего она и не популярна сейчас.

* Бурогидроклиновой способ является более современным аналогом предыдущего метода. Суть технологии аналогична, единственым отличием является использование гидроклиньев вместо стальных. В гидроклинья под высоким давлением специальной установкой подается жидкость. Они расширяются и происходит разрушение породы. Способ обеспечивает откалывание очень больших кусков породы. Постепенное давление, отсутствие вибраций и шума обеспечивает сохранение структуры камня. Однако, гидромеханическое оборудование отличает высокая стоимость, а разрушение породы занимает продолжительное время.

Взрывной способ добычи – самый быстрый и дешевый. Фото Грунтовозов

* Алмазное пиление представляет собой современный высокоточный способ, основанный на использовании специализированных алмазно-канатных машин. Оборудование отличает гибкость канатам, которая придается благодаря использованию резиновых вставок в местах соединения. Машины с одним или несколькими канатами применяют как для добычи твердых пород: гранит и габбро, так для работы с карбонатными породами.

Суть способа состоит в выпиливании блока, отвалки его на песочную или гравийную подушку и последующей пассировке (раскраиванию). Способ отличается производительностью, но и продолжительностью и необходимостью применения вспомогательного оснащения — буровые установки. Технология имеет несколько преимуществ перед аналогами:

  • возможность выполнения пропилов в любой плоскости;
  • возможность получения фрагментов большого размера с двумя ровными поверхностями;
  • высокая механизация процесса, а, следовательно, сокращение числа рабочих;
  • компактность оборудования позволяет свободно размещать машины и повышать безопасность на карьере.

* Метод тихого взрыва сопоставим по мощности с буровзрывной технологией. Но в данном случае используются неразрушающие средства, не относящиеся к взрывчатым веществам, действие которых основано на их объемном расширении. Вещества смешивают с водой, получая пастообразную массу, которая заливается в заранее размеченные и сформированные отверстия. При застывании смесь расширяется и создает давление, достигающее 40-50 МПа, которого достаточно для разрушения породы. В зависимости от габаритов извлекаемого блока требуется тщательный расчет количества шпуров и их глубины, объема смеси.

После взрыва образуются каменные глыбы разных размеров. Фото Грунтовозов

* Щадящий взрыв, для выполнения работ используется шпуровый газовый генератор (ГДШ). Отделение каменных блоков осуществляется с помощью высокого давления газов, образующихся в результате сгорания пиротехнического состава, помещенного в специальные картриджи, которые располагаются в подготовленных шпурах. Поджиг осуществляется с помощью электрического или механического дистанционного устройства. Высокой скорости сгорания состава недостаточно для появления микротрещин.

Независимо от технологии добычи сырья следующими этапами работ являются дробление и сортировка. А это уже этапы производства.

Оборудование

Кроме представленного выше специализированного оборудования в процессе добычи, а также производства используется и другое оснащение:

Большая дробильная установка. Фото Грунтовозов

1) для подготовки территории используются экскаваторы, бульдозеры и грейдеры;

2) грузовой автомобильный транспорт, чаще всего, используются карьерные самосвалы, для доставки сырья;

3) питатели различных типов: вибрационные, пластинчатые, дисковые, барабанные, ленточные, винтовые — для подачи сырья на заводские установки;

4) дробилки нескольких типов: щековые, валковые, конусные, роторные, молотковые, центробежные — для измельчения породы до необходимых размеров;

5) грохоты — сортировочные вибросита.

Откуда берется

Полученную в результате добычи породу с помощью автотранспорта перевозят к горноперерабатывающему заводу, где с помощью питателей сырье подается в дробильно-сортировочные установки для измельчения и сортировки. При необходимости выполняется дополнительная обработка: промывка, пропитка битумом, окрашивание и шлифовка. Более подробно данные процессы и эксплуатируемое оборудование рассмотрены в отдельной статье.

Видео

Где купить

Приобрести щебень возможно напрямую у производителя или у поставщиков, контактные данные предприятия представлены здесь.