Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе "карьер-камнеперерабатывающее производство" Караулов Андрей Геннадьевич

Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе
<
Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Караулов Андрей Геннадьевич. Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе "карьер-камнеперерабатывающее производство" : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.22 / Караулов Андрей Геннадьевич; [Место защиты: Магнитог. гос. техн. ун-т им. Г.И. Носова].- Магнитогорск, 2009.- 114 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1883

Содержание к диссертации

Введение

1 Современное состояние вопроса и обоснование направления исследований 9

1.1 Современное состояние добычи природного камня в России и за рубежом 9

1.1.1 Объемы экспорта и импорта природного камня в мире и России 9

1.1.2 Объемы потребления природного камня в мире и России 15

1.1.3 Структура добычи природного камня в мире и России 16

1.2 Проблемы и перспективы Уральского региона при производстве изделий из природного камня 18

1.3 Роль сырьевой базы в производстве изделий из камня 19

1.4 Возможности комплексного использования мраморных месторождений 22

2. Исследование влияния высоты уступа и направления развития фронта горных работ на выход блоков повышенной ценности 26

2.1 Методы опенки трещиноватости 26

2.2 Методика расчета коэффициента выхода товарных блоков с учетом минимального их объема 29

2.3 Исследование влияния интенсивности трещиноватости и минимального объема блока на показатель блочности 36

2.4 Исследование влияния направления развития фронта горных работ на выход блоков по группам ГОСТ 37

2.5 Обоснование методики определения оптимальной высоты уступа в зависимости от минимального объема блока 39

3 Обоснование направления развития фронта горных работ, обеспечивающего максимальный доход от реализации готовой продукции, получаемой в процессе переработки мрамора 48

3.1 Варианты использования мраморного сырья 48

3.1.1 Производство мраморных блоков 48

3.1.2 Слябы 50

3.1.3 Толстомер 51

3.1.4 Плита и плитка 52

3.1.5 Архитектурно-строительные изделия 53

3.1.6 Электротехнические доски 54

3.1.7 Колотые изделия 55

3.1.8 Мелкоразмерные плиты из некондиционных блоков 56

3.1.9 Изделия из валунного сырья 59

3.1.10 Производство тонкомерной плитки из некондиционного сырья 60

3.1.11 Мраморный щебень и песок декоративный 61

3.1.12 Производство микрокальцита : 63

3.2 Классификация отходов, сопутствующих добыче и

обработке камня 65

3.2.1 Основные направления утилизации отходов 69

3.2.2 Оптимальное использование сырья в процессе добычи и обработки природного камня 70

3.3 Систематизация технологических схем и комплекса основного оборудования при переработке мрамора 72

3.4 Методика определения оптимального направления развития фронта горных работ 75

3.5 Исследование изменения коэффициента выхода товарных блоков на редутовском мраморном карьере 76

3.6 Исследование влияния интенсивности трещиноватости на ценность сырья 79

4 Оценка экономической эффективности применения разработанных методик 82

4.1 Экономическая эффективность вариантов переработки серых мраморов 82

4.1.1 Оценка экономической эффективности распиловки мраморных блоков 83

4.1.2 Оценка экономической эффективности распиловки глыб на плиту 87

4.1.3 Оценка экономической эффективности производства изделий с колотой фактурой „ 90

4.1.4 Оценка экономической эффективности использования окола и щебня 92

4.2 Оценка экономической эффективности применения разработанных методик оптимизации технологических параметров на примере Редутовского месторождения мрамора 97

Заключение 103

Библиографический список

Введение к работе

Мрамор, как строительно-облицовочный материал, используется давно и повсеместно, в.силу своих декоративных свойств, прочности и долговечности. Особенно широкое распространение он получил в настоящее время, когда из сферы строительства эффективное применение его расширилось на многие отрасли народного хозяйства.

Особенностью залегания мраморных месторождений является многосистемная естественная трещиноватость горного массива, что формирует в нем природные отдельности разного объема. В процессе добычных работ на естественные трещины массива накладываются отделяющие плоскости, образующие искусственно созданные отдельности различного объема. При последующей разделке и пассировке этих объемов получают товарные блоки правильной геометрической формы.

Ценность товарных блоков зависит от их объема. Для производства облицовочных и строительно-архитектурных изделий из мрамора-применяют в основном блоки объемами свыше 3 м , способствующими высокой технической производительности современных камнеобрабатывающих линий, и снижению удельных технологических потерь блочной продукции.

Выход блоков товарной кондиции (свыше 3 м3) зависит от параметров системы разработки месторождения, главными из которых являются высота уступа, ширина заходки и направление фронта добычных работ. Именно эти параметры определяют объемы отделяемого от массива породы монолита и его расположение относительно основной системы природных трещин, влияя на выход блоков из горной массы.

Оптимизация технологических параметров добычных работ на мраморных карьерах направлена на увеличение выхода блоков товарной кондиции. Повышению рентабельной деятельности карьера, в системе «карьер-камнеперерабатывающее производство» способствует также комплексная

эффективная5, переработка мелкоблочногог сырья и окола; на долю* которых приходится от 50% до 80% всей горной массы.

Поэтому обоснование оптимальных технологических параметров* добычи блоков;товарной кондиции в системе «карьер-камнеперерабатывающее производство» приобретает особую ^актуальность в! настоящее время;

Цель- работы-— обоснование оптимальных параметров^технологии добычи мраморных блоков, позволяющих увеличить выход товарных; блоков и обеспечить полноту и> комплексность использования добываемого сырья(в системе «карьер-камнеперерабатывающее производство».

Идея, работы;заключается; в том^что?повышение коэффициента выхода товарных, блоков и; комплексности использования ^добываемого сырья обеспечивается^ оптимизацией высоты уступа с учетом структурных особенностей; горногошассива*и> выбором,оптимального направления развития фронта горных работ.

Задачи исследования;

  1. Анализ деятельности; камнедобывающих предприятий и; выявление' путейшовышения экономической эффективности их работы.

  2. Изучение влияния высоты уступа на выход продукции по-группам; блочности с;учетом трещиноватости горных массивов.

  3. Разработка методики, обоснования оптимальной высоты добычного уступа с учетом выходасырьяпо группам блочности.

  4. Разработка методики* расчета ценности сырья, получаемого при разработке месторождений мрамора.

  5. Определение влияния направления фронта горных работ на ценность всей готовой продукции, получаемой из добываемого сырья.

Научные положения; представляемые к защите

1. Увеличение выхода товарных блоков объемом свыше 3 м3, обеспечивающих производство наиболее дорогостоящей продукции, достигается; из-

менениемвысоты;уступа;до оптимальной величиньввї процессе добычи мра
мора с применением-алмазно-канатного'оборудования; -

  1. Оптимальная.высота добычного уступа определяется на основе минимизации эксплуатационных: затрат, связанных с отделением монолита мрамора от массива, в зависимости от показателя блочности, определяющего минимальный' объем; товарного; блока в системе: природных трещин массива и плоскостей отделения от него монолита.

  2. Выбор-направления-развития фронта торных работ при^добыче; мрамора высокимиуступами необходимо; осуществлять, по критерию получения: наибольшей* ценности» добываемого і сырья, в условиях изменения; спроса: ш цены на;готовую продукцию^. :Г

Научнаяшовизна^ > ;

1.:Иредложен метод оценки?ценности добываемого сырья, учитывающий*! структурные: особенности^ массивам и; изменение цены; на блокш w гото- :\

ВуЮШрОДуКЦИЮ;' : '!' : ;

  1. Разработана методика определения высотьк добычного і у ступа|.обёс-' ' печивающая наибольший выход. товарных блоков* при* минимальных^ экс-; плуатационныхзатратах на отделение монолитаотмассива.

  2. Разработана методика определения оптимального направления развития фронта горных.работ с целью увеличения ценности добываемого сырья и комплексности; его использования в системе «карьер - камнеперерабаты-вающее производство».

Практическая значимость работы

Разработана; номограмма, позволяющая определить оптимальную; высоту уступа при известной интенсивности трещиноватости; конкретного? месторождения итребуемомминимальном'объеме блока.-

Разработана блок-схема обоснования высоты .уступа и направления-развития? фронта; горных; работ в> системе «карьер-камнеперерабатывающее: производство».

Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы при корректировке рабочего проекта и составлении годового плана развития горных работ Редутовского карьера по добыче мрамора.

Расчетный экономический эффект от внедрения результатов исследований на Редутовском карьере составляет 3,4 млн руб. в год.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на научных симпозиумах «Неделя Горняка» (Москва, 2006, 2007); международных научно-технических конференциях «Добыча, обработка и применение природного камня» (Магнитогорск, 2003-2008) и «Камень-2004» (Москва, 2004).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 12 работ, в том числе в изданиях, аннотированных ВАК, 3 работы.

Объем и структура работы. Диссертация содержит введение, 4 главы, заключение, библиографический список из 108 источников. Объем работы 113 с, в том числе 26 табл., 18 рис.

Личный вклад автора состоит в разработке методики определения оптимального направления развития фронта горных работ; разработке экономико-математической модели обоснования высоты добычного уступа.

Автор выражает благодарность сотрудникам кафедр ОРМПИ, ПРМПИ и МиЭГП ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова» за помощь и консультации при ; подготовке диссертации.

Объемы экспорта и импорта природного камня в мире и России

Решение таких задач, как планирование горных работ, выбор оптимального направления развития фронта работ, определение оптимальных параметров отделяемых монолитов, обоснование производственной мощности и ее динамики в пространстве и времени и многих других, задач связанных с выбором технологического комплекса карьера облицовочного камня, может быть успешно решено, используя объемные модели блочности массивов облицовочного камня.

Известно несколько подходов к решению данной задачи. Один из них [32,33] основан на разделении месторождения в плане на участки, однородные по интенсивности и ориентации трещин, и расчете для каждого из них показателя блочности как функции взаимного пересечения плоскостей, ориентации которых совпадают с центрами систем трещин. При этом методе оцениваемый участок должен содержать норму трещин для их систематизации [38]. Вследствие этого площади опробования зависят от интенсивности трещин и не имеют одинаковых размеров и, как следствие, модель блочности дискретна.

Существует метод с оценкой блочности по данным бурения скважин с отбором керна [27, 28, 30, 31, 18]. Но использование материалов изучения трещиноватости только по керну явно недостаточно для дифференцирования трещин и оценки их влияния на показатель блочности, хотя керновый материал дает вполне четкое представление об изменчивости блочности в пространстве массива месторождения.

Кроме этого, имеется опыт построения погоризонтных планов блочно-сти (коэффициентов выхода блоков) по результатам замера трещин в обнажениях [11]. При этом рассчитывают представительную площадь обнажения для замера трещин и соответствующий им коэффициент выхода блоков. Затем рассчитанные значения приводят к центрам оцениваемых площадок для последующей интерполяции или экстраполяции по площади горизонта. В результате строят план, характеризующий изменение контролируемого показателя в пределах горизонта.

Прогноз коэффициента в глубину массива осуществляют методом экстраполяции на основе знания тенденции изменения показателя трещиновато-сти [22]. Следует иметь в виду, что полученная в результате этого модель пространственной изменчивости блочности только усредненно характеризует массив.

Однако наряду с достоинствами вышеперечисленные варианты не дают возможности дифференцированного расчета коэффициента выхода товарных блоков по группам ГОСТ 9479-98 «Блоки из горных пород для производства облицовочных, архитектурно-строительных мемориальных и других изделий» табл. 2.1.

Исследованиями доктора технических наук Ю.Г. Карасева установление, что с увеличением объема блока возрастает коэффициент использования камнеобрабатывающего оборудования. Для условий: Коелгинского, Полоц кого, Редутовкого месторождений данные зависимости выглядят следующим образом (рис. 2.1). - Редутовского

При пилении блоков объемом свыше 3 м в 1,5 раза возрастает удельный выход плит-заготовок по сравнению с блоками меньших объемов. С увеличением объема добываемого блока повышается цена его реализации, а также эффективность распиловки на современных камнеобрабаты-вающих линиях.

Объемы добываемых блоков зависят от высоты уступа и ограничивается затратами на отделение монолита от массива.

Для определения коэффициента выхода блоков Кв, с учетом группы блочности по ГОСТ, разработана математическая модель, согласно которой предлагается определять прогнозный коэффициент выхода блоков диффе-ринцированно по группам блочности:

В качестве исходных данных в математической модели определения коэффициента выхода товарных блоков на оцениваемом участке массива используются результаты замеров элементов залегания трещин на обнажениях и откосах рабочих и нерабочих уступов, а также линейные размеры и азимут фронта горных работ оцениваемого участка. К параметрам трещин относятся: азимут простирания, угол падения и координаты трещин [59]. Найденные параметры трещин преобразовываются в уравнение трещины (уравнение плоскости в пространстве) согласно (рис. 2.2). Уравнение плоскости составляем по трем характерным точкам (рис. 2.1) с координатами: XI, Yl, Z1 (ТІ); X2=Xl±10tg(Az); Y2=Y1; Z2=10 (T2) и X3=Xl=X±10tg(P)cos(Az); Y3=Y1±10; Z3=Zl±10tg(P)cos(Az) (ТЗ).

Методика расчета коэффициента выхода товарных блоков с учетом минимального их объема

Коэффициент выхода товарных блоков Кв по категориям в соответствии с ГОСТ 9479-98 в зависимости от высоты добычного уступа Н при различной интенсивности трещиноватости Кинт , рассчитанный на основе зависимости (2.3), приведен на рис. 2.5. При этом параметры трещин и размеры монолита (длина LM =10-12 м; ширина Вм =1,85 м) приняты для условий Ко-елгинского и Редутовского мраморных карьеров. На рисунке цифрами отмечены расчетные кривые полученные для: Vmjn= 5м3 -1; Vmjn= Зм3- 2; Vmin= 0,7м3 - 1, т.е. для первой кривой расчет выхода блочной продукции ведется для I категории, второй кривой соответствует выход продукции I и II категории, а третья кривая отражает выход продукции для I-III категории.

Все расчетные кривые рис. 2.5 с достоверностью аппроксимации не ниже R2 0,9 описываются степенной зависимостью вида

Таким образом показатель п для заданной интенсивности трещиновато-сти участка массива однозначно определяется величиной минимального объема товарного блока, соответствующего той или иной категории блочности согласно существующего стандарта, что дает нам право отнести его к показателям, характеризующим блочность продукции. Величина показателя блочности п отражает степень изменения коэффициента выхода товарных блоков kbi различной категории і = (І-Ш) в зависимости от высоты добычного уступа Н.

В условиях Коелгинского месторождения было исследованно влияние направления развития фронта горных работ на выход блоков по группам ГОСТ. На рис. 2.6 представлены зависимости выхода продукции по категориям при различных направлениях фронта горных работ (на основе зависимости 2.3) (для горно-геологических условий Коелгинского месторождения). 1 -западное; 2 -северное (а - интенсивность трещиноватости 0,74 м /м ; б - интенсивность трещиноватости 0,85 м2/м3) Из (рис. 2.6, а) следует, что западное направление обеспечивает наибольший выход блоков первой группы, которые являются наиболее ценным сырьем, при этом суммарное увеличение выхода блоков I—III группы незначительное - с 43 до 48 %. Аналогичные результаты получаются и при интен-сивности трещиноватости 0,85 м /м (рис. 2.6.,6).

На основании выражений (3.1) - (3.2) рассчитана ценность сырья, получаемого на Редутовском и Коелгинском месторождениях при обработке их с различными направленими развития фронта горных работ (см. рис. 2.7).

Изменение ценности сырья, добываемого в карьере при различных направлениями фронта горных работ (1 - оптимальное; 2 - существующее) в условиях Коелгинского (а) (интенсивность трещиноватости 0,74 м2/м3) и Редутовского (б) (интенсивность трещиноватости 1,12 м2/м3) месторождений

Анализ рис. 2.7 показывает, что оптимальное направление обеспечивает увеличение выручки от реализации продукции на 13,4 % (рис. 2.7,а) и на 12,5 % (рис. 2.7,) (при годовых объемах добычи мрамора 90 тыс.м и 15 тыс.м соответственно) по отношению к неоптимальному направлению. При этом с интенсивностью 1,12 м /м неоптимальное направление не обеспечивает выход блоков I - II группы из которых возможно получение наиболее ценной продукции. 2.5 Обоснование методики определения оптимальной высоты уступа в зависимости от минимального объема блока

Стремление выпиливать монолиты больших объемов при высоте добычного уступа 10 м и более, с целью увеличения выхода товарных блоков, приводит к снижению контактного давления гибкого инструмента на породу и таким образом к снижению производительности резания и изменению наработки алмазного инструмента. При этом повышать производительность за счет силового и скоростного режимов не позволяет установленная мощность главного привода камнерезной машины, которая в зависимости от ее типа и фирмы изготовителя в настоящее время имеет предел 11-73 кВт. Так как стоимость канатно-алмазного инструмента на 50 % и более ( в зависимости от прочности камня) определяет эксплуатационные расходы по распиловке единицы площади плоскостей отделения монолита от массива, то экономически целесообразно силовой режим устанавливать для контактного давления которому соответствует минимальный расход алмазного инструмента [103,104].

В разработанных ранее методиках обоснование оптимальной высоты уступа производилось без учета последующей переработки блоков, а именно не учитывалась разница в стоимости блоков и эффективности их переработки в зависимости от объема и соответствия группам ГОСТ 9479-98. При этом время пиления 1 м2 плит-заготовок на ортогональных станках существенно зависит от объема распиливаемых блоков [96].

Архитектурно-строительные изделия

Плоские камни могут быть представлены следующими изделиями: плитами и плитками, плитами неправильной формы, ступенями, подоконниками, подступеньками, бордюрами или цоколями.

Плита и плитка это наиболее массовая конечная продукция камнеобра-ботки. Отличаются они друг от друга по ширине. Если ширина меныне-610 мм, то это называется плиткой, если больше — плита. Применяется данная терминология только за рубежом, в России такого разделения нет и все называется плитой. Рубеж 610 мм указывает на тип применяемой технологии. В комплексных ортогональных линиях алмазная дисковая пила может пилить на максимальную глубину 610 мм [86].

Технические условия на плиты и плитки регламентируются стандартом «Плиты облицовочные пиленые из природного камня» ГОСТ 9480-89.

В соответствии с ним в плитках и плитах допускаются отклонения по длине и ширине на 600 мм — 1 мм, а при толщине 30 мм для мрамора — 2 мм и гранита — 3 мм. Существуют стандартные размеры плиток (англ. tile) и сделанные под размер (англ. cut to size).

Плитки со стандартными размерами называют «модульными». Они характеризуются 100 %-ной строительной готовностью и жесткими допусками на линейные размеры (0,2 мм), их толщина составляет 8-30 мм, а максимальная ширина 24 дюйма (609,6 мм).

Различают пять видов продукции плит: обычные. Самый популярный тип. Идеально подходит для участков, где движение незначительно; обычные тонкие. Подходит для облицовки фасадов зданий, кромок бассейнов, для вымащивания балконов, внутренних двориков, пешеходных участков, скверов и пр. крупные. Используются для любого типа мостовых, где имеется интенсивное движение. Очень хорошо смотрится в садах, на дорожках и пр.; крупные тонкие. Эта продукция идеально подходит для участков со слабым движением, а также для фасадов; сверхкрупные. Обычно укладываются на чистый песок в таких местах, как сады, дорожки, парки и пр. Проступающая между плитами зелень всегда смотрится очень эффектно. Это идеальный вариант для зеленых тропинок.

К архитектурно-строительным элементам относятся изделия из камня, изготовляемые поштучно или малыми сериями. Они устанавливают особые отношения с пространством общественного пользования. Автоматизация процессов привела к тому, что изделия, сделанные на станке, стоят не дороже, чем при ручной обработке.

По назначению архитектурно-строительные элементы наружного применения делятся на: ограничивающие элементы, такие, как балюстрады, барьеры, низкие стены, заборы и пр. Их форма и сложность обработки в большей или меньшей степени зависят от их функционального назначения и от выбранной степени простоты; информационные элементы, которые служат дополнением к названиям улиц, используются в качестве памятных досок, оснований рекламных щитов и пр.; обслуживающие элементы, такие, как фонари, фонтаны, бассейны, газоны, урны и пр. Фонари оказывают огромное влияние на распределение светотеней городского ландшафта и способны усиливать дизайнерский эффект.

Обслуживающие элементы в свою очередь применяются: для водоснабжения и сбора воды. Сюда относятся фонтаны, бассейны, ливневые лотки и колодцы. Эти элементы могут быть выполнены в, виде скульптур;, - для зеленых зон, а именно, горшки, вазы, каменные ограничители области посадок и др.; как аксессуары, включают в себя столики; скамейки; скульптуры, которые квалифицируются как художественные работы.

Из мрамора промышленность выпускает электротехнические доски. Доски изготовляют как из мрамора, так и из плотных и частично перекристаллизованных доломитов и известняков [60]. Электротехнические доски в зависимости от свойств камня подразделяют на два класса: класс А - мраморные доски; класс Б - доски из мрамори-зованных известняков и доломитов.

В зависимости от электрических и физико-механических свойств мраморные доски класса А подразделяются на три сорта: I, II и III. Доски должны иметь прямоугольную форму, но одна из сторон не должна выходить за пределы установленных размеров, косоугольность не может быть более 3 мм.

Выбоины, отколы и трещины с лицевой стороны не допускаются. С оборотной стороны допускаются отколы и выбоины: для I сорта глубиной не более 2 мм, для II сорта глубиной не более 3 мм, для III сорта и досок класса Б глубиной не более 4 мм. Общая площадь всех отколов и выбоин должна быть не более 1 % площади доски. Искривление лицевой поверхности для досок длиной 5000-1000 мм допускается не более 2 мм, для досок длиной менее 500 мм - не более 1 мм.

Облицовочные колотые полоски - распространенный вид каменных изделий для наружной и внутренней отделки зданий, выпускаемых из отходов, главным образом, камнеобрабатывающего производства (окол плоский и объемный, корки, недопилы). Такие изделия выпускаются предприятиями Эстонии и, в меньшей» степени, предприятиями. России по соответствующим техническим условиям. Характерной особенностью рассматриваемых изделий, отличающей их от других облицовочных материалов и изделий, является то, что их лицевая поверхность имеет фактуру «скала». Эстонское предприятие «Ээсти доломит», выпускающее полоски, использует в качестве сырья для них отходы обработки исключительно местных доломитов (месторождения Каарма и Таговере). Размеры полосок (мм): длина 200-1000, высота (ширина) 40, 45, 80, 100 и 200, толщина 40-100. Допускаемые отклонения по ширине составляют ±2 мм. Фактура «скала» лицевой поверхности полосок должна характеризоваться естественным сколом камня, образующим гребни и бугры с высотой рельефа до 80 мм (без следов обрабатывающего инструмента) [86].

Оценка экономической эффективности распиловки глыб на плиту

Успешное решение задач, стоящих перед подотраслями.«Добычи-и обработки природного камня», связано с совершенствованием управления, технологическими процессами и производственными комплексами путем использования вычислительной техники, средств автоматики, методов моделирования, рационализации и оптимизации процессов добычи и обработки природного камня. Это означает, что каждый инженер-технолог должен уметь строить модели технологических процессов, формулировать и решать, задачи рационализации и оптимизации. Оптимальное использование сырья -основной резерв снижения себестоимости готового изделия, а именно: горной массы, добытой на карьере; блоков, поступающих на камнеобрабаты-вающие предприятия; полуфабрикатов и образующихся отходов камнеобра-ботки.

Оптимальное и рациональное использование материалов представляет собой сложную технико-экономическую, задачу, которую1 можно решать лишь при учете многих конструктивных, технологических и организацион ных факторов- производства. Анализ каждого отдельного фактора дает свои пути и средства для решения- задачи по использованию материалов. Оптимальное использование сырья должно обеспечивать не только получение минимального количества отходов, но и выход наиболее дорогой, более качественной и престижной продукции при пониженных затратах труда и материалов на производство одной единицы изделия.

Так, при добыче железных руд на месторождении «Подотвальное» вы-возятся- в отвал валуны мраморизованного известняка, которые встречаются на горизонтах 460 - 400 м. А при вскрытии 390 горизонта будут вывозиться в отвал порфириты, метасоматиты, которые тоже можно использовать для производства мелкоразмерных облицовочных плит, памятников и архитектурно-строительных изделий.

При добыче блоков коелгинского мрамора образуются глыбы (некондиционные блоки), которые получаются при- наличии естественных трещин, не совпадающих с направлением реза. Эти блоки, не соответствующие ГОСТ 9479-98 отгружали в отвал, или перерабатывали на щебень [68]. Однако из этих некондиционных блоков вполне возможно получение мелкоразмерных плит.

В настоящее время на ЗАО «Коелгамрамор» разработаны технические условия ТУ 5714-051-36913928-99 «Камень блочный Коелгинского месторождения для производства облицовочных изделий», которые успешно реализуются. Аналогичные технические условия следует разработать на Редутов-ском месторождении, что позволит продавать некондиционные блоки [57].

Переработка некондиционных блоков на щебень не экономна [60], так как стоимость сырья в десятки раз выше стоимости щебня, произведенного из этого сырья, даже без учета капитальных затрат. Наибольшую стоимость природный камень приобретает, если он заложен в облицовочные и мелкоразмерные плиты, архитектурно-строительные изделия из природного камня, а затем в декоративном щебне, песке, известковой муке и т. д. [60]. Аналогичным образом необходимо подходить к вопросу использования плоского окола, корок, недопила и шлама, образующихся при распиловке блоков мрамора.

Задача комплексного использования мрамора должна обеспечивать не только максимум добываемого блочного сырья, но и должна учитывать максимальную прибыль от реализации готовой продукции при переработке всей вынутой горной массы. Для этого необходимо использовать весь.объем добываемой горной массы в карьере с минимальными затратами и максимальной прибылью [51]. При добыче мы получаем блоки I - III группы по ГОСТ 9479-98, некондиционные-блоки, глыбы, окол и-щебень, в соответствии, с чем методика предусматривает выбор наиболее оптимальной схемы распиловки и переработки всего объема сырья. Например, некондиционные блоки можно распилить, на мелкоразмерную плитку, сделать колотый камень, либо . переработать на щебень и крошку. Очевидно, что переработка на крошку по.-требует значительных затрат и не всегда приведет к получению прибыли. Оптимальное использование сырья — основной резерв снижения себестоимо-;. сти готового изделия, а именно горной массы, добытой на карьере, блоков, L поступающих на камнеперерабатывающие предприятия, полуфабрикатов и образующихся отходов камнеобработки [89].

При ведении добычных работ на мраморном карьере мы получаем следующие виды сырья: блоки, соответствующие ГОСТ 9479-98, доля которых составляет 20%; некондиционные блоки V = 1 — 2 м -30%; глыбы V = 1 -0,4 м3 20 %; окол V = 0,4 - 0,1 м3 20 %; щебень V = 5 - 70 м3 = 10 %.

В настоящее время на мраморных карьерах России некондиционные блоки вывозятся в отвал или, в лучшем случае, реализуются по1 низкой цене. Варианты использования мраморного сырья представлены на рисунке 3.1.

Похожие диссертации на Обоснование оптимальных параметров технологии добычи мраморных блоков в системе "карьер-камнеперерабатывающее производство"