Суммарные запасы декоративного камня в СССР по состоянию на 1 января 1977 г. составляют более 1 млрд. м3 горной массы, из которой примерно 60% приходится на группу гранитов и группу мраморов, включающую мраморовидные (мраморизованные) известняки. Остальные 40% запасов распределяются по другим породам декоративного камня, к которым относятся туфы, габбро, известняки, доломиты, кварциты, песчаники, базальты и т. д.
По богатству запасов и разнообразию расцветки и рисунков декоративного камня наша страна занимает ведущее место в мире.
Месторождения декоративного камня выявлены почти на всей территории Советского Союза, в большинстве союзных республик. Из учтенных «Балансом запасов полезных ископаемых СССР» 227 месторождений 65 находятся в Российской Федерации, 50—на Украине, 32 — в Грузии, 26 —в Армении, 28 — в республиках Средней Азии, 8 — в Азербайджане, 5 — в Молдавии и 1 — в Эстонии.
Из указанного общего числа месторождений активно разрабатываются около половины, а именно 102 месторождения, в том числе 41 месторождение мраморов, 31 -гранитов и 30 — прочих пород.
Действующие месторождения постепенно вырабатываются. Так, например, в настоящее время полностью выработано Лезнтжовское месторождение красного гранита. Вместе с тем геологи выявляют новые месторождения декоративного камня в разных районах страны. Так, на Урале открыто перспективное месторождение многоцветного мрамора «Октябрьское», которое послужит базой для намеченного к строительству здесь камнеобрабатывающего комбината. В Карелии разведываются месторождення гранита — Моторинское и Уккомяки, цветного мрамора — Ковадярвинское, которые расширят сырьевую базу Кондопожского камнеобрабатывающего комбината.
Добыча блоков из горной массы и их размеры (так называемая блочпость месторождения) в основном определяются развитой в каменном массиве трещиноватостью. При этом блочность зависит не только от густоты сети, но и от пространственного расположения трещин.
Трещиноватость имеет как отрицательное, так и положительное значение. Отрицательная роль трещин состоит в том, что при их густой сети массив оказывается разбитым на мелкие камни, из которых не могут быть получены блоки установленного ГОСТом объема.
Наоборот, наличие редкой сети трещин (при расстоянии между ними 1—3 м) и особенно расположение их в трех взаимно перпендикулярных плоскостях облегчают добычу блоков и соответственно играют положительную роль.
Месторождения цветных мраморов и слоистых известняков обычно не дают крупных блоков. Месторождения гранитов, имеющих преимущественно правильную систему редко расположенных трещин, наоборот, позволяют добывать очень крупные блоки, иногда объемом в несколько десятков кубических метров.
Выход блоков из горной массы колеблется в пределах от 20,8 до 64% для месторождений гранитов, лабрадоритов и габбро и от 4,5 до 39% для месторождений мраморов, к которым условно относятся и мраморовидные известняки. Остальная часть приходится на отходы.
Декоративный камень обычно залегает неглубоко и добывается из открытых горных выработок, совокупность которых называется карьером.
В современной камнедобывающей промышленности различаются два типа предприятий: карьеры, для которых блоки являются товарной продукцией, и комплексные предприятия, включающие наряду с карьером камнеобрабатывающий завод или цех, для которых блоки являются не только товарной продукцией, но и сырьем для производства облицовочных плит или архитектурно-строительных изделий.
Особенностью карьеров по добыче декоративного камня является их сравнительно небольшая производительность, не превышающая на большинстве карьеров 2,5—5 тыс. м3 блоков камня в год. К наиболее мощным карьерам в СССР относятся Коелгинский, Кибик-Кордонский и Газганский мраморные карьеры с производительностью соответственно 30, 18 и 12 тыс. м3 блоков в год, Емельяновский и Саянский гранитные карьеры мощностью 8 и 12 тыс. м3 блоков в год, а также Головинский карьер лабрадорнтов — 8 тыс. м3 блоков в год.
Добыча блоков декоративного камня производится в основном по уступной системе в одну или две стадии. В первом случае блоки установленного объема вырезаются непосредственно из массива камнерезными машинами или терморезаками. Во втором случае на первой стадии из массива вырезаются или выкалываются различными способами монолиты, которые на второй стадии разделываются на блоки согласно требованиям ГОСТ 9479—76. Размеры вырезаемых или выкалываемых блоков и монолитов соответствуют параметрам эксплуатируемого оборудования или принятой системе разработки.
Способы добычи блоков соответствуют способам разрушения горных пород и по этому принципу делятся на способы, основанные на разрушении пород камня резкой, ударом, взрывом и нагревом.
Резка пород осуществляется с помощью камнерезных машин (с режущими дисками или кольцевыми фрезами), канатных пил и врубовых машин, которые в основном применяются для добычи мягких и средней твердости пород камня (ракушечников, известняков, мраморов, доломитов, вулканических туфов). Исполнительным органом камнерезных машин служит кольцевая фреза с твердосплавными резцами, обеспечивающая глубокий пропил (до 2/3 диаметра фрезы).
В настоящее время Ленинаканским заводом «Строммашина» начат выпуск новых моделей камнерезных машин: СМР-028 взамен СМ-177А и СМР-029 взамен СМ-428.
Кроме камнерезных машин с кольцевыми фрезами, для добычи мелких блоков из мягких горных пород используются машины модели СМ-89-АУ с режущими дисками.
Канатные пилы (отечественные модели Р-528 и импортные итальянской фирмы «Пеллегрини») используются на карьерах главным образом для выпиливания из массива монолита, который впоследствии разделывается на блоки буроклиновым способом или с помощью канатных пил. Принципиальная схема рмноты канатной пилы в карьере приведена на рис. 4. Канатная пила состоит из приводной станции 1 и системы промежуточных и рабочих роликов 2, 3, размещенных на стойках. Бесконечный рабочий канат, огибающий ролики, натягивается при помощи натяжной станции 5, состоящей из тележки на рельсах 4, по наклонным направляющим которой может перемещаться противовес 6 с натяжным шкивом 7. Канат выполнен из двух-трех жил попеременной свивки и имеет диаметр 4— 6 мм. В качестве свободного абразива используется кварцевый песок, подаваемый в пропил с водой.
Для того чтобы произвести вертикальный пропил, опускают рабочие ролики с канатом. Затем выпиленный из массива монолит отодвигают гидродомкратом и опрокидывают с помощью
бульдозера.
Врубовые машины имеют исполнительный орган в виде цепной пилы (бара), армированной твердосплавными, а в некоторых случаях алмазными резцами. На отечественных карьерах используют врубовые машины «Урал-33», заимствованные из угольной промышленности.
В настоящее время разрабатываются конструкции баровых машин с тонким баром, позволяющие сократить ширину пропила до 30—40 мм.
К способам разрушения пород ударом относят бурокли-новой и ударно-врубовой, а к способам разрушения взрывом — буровзрывной способ, которые преимущественно применяются для добычи твердых пород камня.
К способам разрушения пород нагревом относится термоструйный способ, который, как правило, применяется для добычи блоков каменных пород, содержащих кварц, так как они наиболее быстро разрушаются в условиях высокотемпературных напряжений. В настоящее время этот способ применяется на ряде гранитных карьеров.
Первой операцией при буроклиновом и буровзрывном способах является бурение отверстий (шпуров) или скважин по линии намеченного откола блока. На карьерах шпуры обычно бурят ручными перфораторами, а для бурения скважин применяют бурильные станки.
Шпуры бурятся по возможности вдоль линии естественных трещин в одной плоскости. Обуривание может быть сплошным или «пунктирным», т. е. с расположением шпуров на определенном расстоянии друг от друга. Расстояние между шпурами определяется прочностью породы и толщиной отрываемого монолита. Для обуриванпя массива используются специальные переносные установки строчечного бурения.
Иногда добыча блоков производится комбинированным способом с использованием указанного оборудования. В этих случаях шпуры выполняются установкой строчечного обуривания, а горизонтальные пропилы — камнерезной машиной
При буроклиповом способе в шпуры вставляются клинья, по каждому из которых вручную наносятся удары кувалдой, Углубление клиньев в шпурах вызывает в массиве раскалывающие напряжения, что приводит к образованию трещин откола и отделению блока от массива.
При буровзрывном способе, который применяется для отрыва от массива крупных монолитов большой прочности, в шпуры или скважины закладывают взрывчатые вещества. В результате взрыва в массиве возникают большие напряжения, образующие трещины по линии шпуров или скважин. Оторванный монолит разделывается затем на блоки буроклиновым способом.
При термоструйном способе блоки камня определенного размера вырезаются непосредственно из массива терморезаками. Сущность этого способа заключается в том, что на поверхность массива направляется высокотемпературная газовая струя, извергаемая из сопла терморезака со сверхзвуковой скоростью, которая и прорезает при этом щель по контуру блока. Термоструйный способ добычи блоков по сравнению с буроклиновым повышает производительность труда и улучшает его условия при добыче блоков.
Однако применение этого способа ограничено только кварц-содержащими твердыми горными породами (граниты, гранодиориты и т. д.).
