Способы обработки горных пород
Магматические горные породы имеют разнообразные формы залегания. Излившиеся на поверхность земли лавы застывают в виде потоков и покровов (эффузивные горные породы); при застывании магмы на небольшой глубине от поверхности земли образуются штоки, жилы, дайки, плитообразные пологие тела (силлы), лакколиты (экструзивные и гипабисальные горные породы). При остывании магмы на значительных глубинах (более 1,5-2 км) образуются штоки и батолиты (интрузивные горные породы). Положение в пространстве отдельных слоев и комплексов определяется измерением т. н. элементов залегания горных пород: направления простирания, направления падения и угла падения. Эти элементы либо замеряются с помощью горного компаса, либо вычисляются путём геометрических построений по данным структурных карт или отметок пластов, вскрытых на глубине буровыми скважинами. Совокупность вопросов, относящихся к З. г. п., изучается структурной геологией.
2. Оборудование для механической обработки камня
Технологический процесс, в результате которого камню придают требуемую форму, размер и фактуру лицевой поверхности, состоит из ряда операций, которые на предприятиях в настоящее время выполняются почти полностью механизированным способом.
Современный технический прогресс позволил камнеобрабатывающей промышленности применять для обработки камня различные методы разрушения горных пород, которые подразделяются на два вида: механические и физико-технические.
Механические методы обработки камня, такие, как скалывание, резание и ударное разрушение, до настоящего времени являются наиболее распространенными. Скалывание применяется для получения строительных изделий с фактурой "Скалы" и производится, как правило, вручную с помощью набора клиньев. При этом используются анизотропные и хрупкие свойства камня. В последнее время в практику все шире внедряются колочные станки относительно простой конструкции, имеющие два стальных ножа, армированных твердосплавным инструментом, приводимых в движение гидравлическими цилиндрами.
При обработке камня методом скалывания достигается несколько видов фактурной обработки, которые подразделяются на следующие группы: фактура рельефной и плоской "Скалы". Первая получается путем скалывания по периметру лицевой поверхности камня закольником и молотком. В процессе обкалывания камню можно придать рельеф различной глубины.
При расколе камня на колочном станке может быть получена менее рельефная фактура "плоской скалы". Рельеф фактуры "Скала" имеет высоту от 50 мм и более; бугристая фактура, характеризующаяся наличием на лицевой поверхности равномерно распределенных бугров и впадин, получаемых от обработки скалывающими инструментами. Эта фактура подразделяется на мелкобугристую с высотой рельефа 3 - 7 мм и крупнобугристую с высотой рельефа 7 - 15мм. Бугристую фактуру получают путем раскалывания камня на колочных станках или обработкой камня шпунтом и узкой скарпелью; рифленая фактура характеризуется наличием параллельных борозд с высотой рельефа от 0,5 до 3 мм и достигается путем обработки распила пород средней твердости троянкой. Рифленая фактура может быть достигнута путем обработки камня на строгальных станках с помощью гребенчатого резца.
Резание - это наиболее современный способ обработки камня. Самое широкое распространение в настоящее время получила обработка камня штрипсовой распиловкой, которая подразделяется на:
- штрипсовую распиловку с применением стальной и чугунной дроби;
- алмазно-штрипсовую распиловку.
Дисковая распиловка сейчас приобретает все более широкое распространение, применяется для распиловки пород любой прочности и подразделяется на два вида:
- алмазно-дисковая распиловка
- дисковая распиловка резцами.
Для отрезания плит используются дисковые фрезы, армированные алмазом или твердым сплавом ВК8, а для получения чистотесанной декоративной поверхности широко применяются торцевые фрезы. Камни шлифуются на станках портального, рукавного, планетарного и других типов. При этом процесс шлифовки состоит из нескольких этапов, как правило, из пяти. Это грубое шлифование, черновое шлифование, первое и второе шлифование и лощение. Шлифование производится шлифовальными шарошками на карборундовом зерне, либо шлифовальным инструментом на синтетических алмазах. Камень полируется войлочными и матерчатыми кругами с применением пасты ГОИ (оксида хрома), либо азотнокислого олова.
В последнее время в практике камнеобрабатывающих предприятий все чаще внедряется полирование алмазными инструментами. При резании камня вышеизложенными методами достигается ряд фактур обработки.
В практике такой фактурной обработки чаще всего встречаются три вида:
- шлифованная, имеющая следы инструмента;
- лощеная, в которой следы инструмента отсутствуют, а поверхность камня имеет слабый блеск;
- полированная, характеризующаяся зеркальным блеском.
2.1 Машины для резки и обработки камня
Массовое применение алмазных абразивных материалов открыло совершенно новые возможности в обработке камня, бетона, кирпичной кладки. До их появления единственным способом придать камню новую форму был способ грубо обколоть его (отбойным молотком или зубилом) и выровнять цементным раствором.
Теперь бетон (и даже гранит) режется, действительно, как масло. Специальное оборудование позволяет прорезать проемы, точно и чисто демонтировать бетон, прорезать швы, резать вплотную к стенам, потолку, полу, под углом, на большую глубину (до 4 метров). Образцы такого оборудования поставляет, например, фирма Hilti. В этой же статье внимание уделено более простому и массовому инструменту, который может найти широкое применение.
Некоторые углошлифовальные машины (имеющие высокие мощность и число оборотов, особую защиту от абразивных частиц) при установке соответствующих дисков могут использоваться для резки камня. Такие характеристики машины существенно отражаются на ее цене и поэтому специально отмечаются изготовителем. При использовании эти машины очень чувствительны к ударам, поэтому, как правило, они имеют направляющие салазки и регулировку глубины пропила. Другой отличающий их признак – наличие хорошей системы пылеотсоса.
Строительные алмазные диски обычно имеют толщину 5–6 мм и характерные прорези для улучшения охлаждения и отвода пыли. В качестве связующего в диске используется бронза или иной мягкий материал. Качество диска в первую очередь определяется размером алмазов и их процентным содержанием в связующем.
При прокладывании желобов в бетоне или кирпиче под трубы и электрическую проводку наиболее эффективен специальный инструмент, называемый бороздоделом или штроборезом. Эти машины представляют собой вариант мощных отрезных машин с двумя дисками и, как правило, возможностью регулировать глубину реза и расстояние между дисками. Их преимущества очевидны – скорость работы дольше в два раза, пазы прямолинейны и аккуратны. Машины используются в строительстве и промышленности строительных материалов.