Загальні відомості про видобування сировини

Найважливішими будівельними ма­теріалами є цемент, пісок, щебінь, бетон, метали, деревина, камінь, цегла, скло, теплоізоляційні та покрівельні матеріали. Сировиною для їх отримання (крім деревини й інших органічних речо­вин) є такі мінеральні речовини, як вап­няки, кварцити, доломіти, польові шпати, глини, каолін, гіпс, крейда, слюда тощо, які залягають у надрах землі, видобуваються для застосування і називаються корисни­ми копалинами.

Роботи, пов'язані з видобуванням ко­рисних копалин із надр землі, називають гірничими. Ця назва збереглася з тих часів, коли видобуток корисних копалин зосереджувався саме в гірських районах, де складки місцевості й природні обриви (особливо по берегах рік) оголювали ро­довища корисних копалин, полегшуючи їхнє розвідування порівняно з рівнинни­ми районами. Для видобування корисних копалин створюють гірниче підприємство. При цьому мінеральні речовини, що су­проводжують видобування корисних ко­палин, йдуть у відвал і їх називають пус­тими породами. Поділ мінеральних ре­човин на корисні копалини і пусті породи умовний.

Корисні копалини добувають відкри­тим, підземним чи комбінованим спосо­бами. При відкритому способі виїмку, на­вантаження і транспортування корисних копалин здійснюють на поверхні землі. Вибір способу залежить від фізичних властивостей корисних копалин, глибини залягання, потужності шарів родовища та їхнього положення у просторі, від обся­гу передбачуваного видобутку і наявності засобів механізації. Нафту і газ, наприк­лад, добувають підземним способом за допомогою свердловин. Тверді корисні копалини, що залягають глибоко, видобу­вають у шахтах. Більшу частину сирови­ни для виробництва будівельних матеріа­лів видобувають відкритим способом у ка­р'єрах.

Кар'єром називають сукупність відкри­тих гірничих виробок, які обладнані для видобування корисних копалин і склада­ють виробничо-господарську одиницю — підприємство, цех чи ділянку.

Відкритий спосіб видобування корисних копалин порівняно з підземним (шахтним) має такі переваги: у 3 — 4 рази вищу про­дуктивність праці за меншої (у 2 — 3 рази) собівартості добутого матеріалу (завдя­ки застосуванню потужних машин і ус­таткування для видобування і транспор­тування); ліпші умови праці, менший трав­матизм; можливість більш швидкого спо­рудження і введення в експлуатацію ка­р'єру порівняно із шахтою. Перевагами відкритого способу є також те, що за ве­ликих обсягів робіт можна ефективно використовувати для видобування і транс­портування корисних копалин і пустих порід потужні технічні засоби — екска­ватори, бульдозери, скрепери і гідромонітори.

До недоліків відкритого способу нале­жать: великий обсяг виїмки і переміщення пустих порід (розкривні роботи); виведен­ня з ладу великих земельних ділянок; за­лежність робіт від кліматичних умов.

У промисловості будівельних матеріа­лів найбільшими і механізованими є ка­р'єри з видобування сировини для цемент­них заводів і виробництва азбесту, сиро­вини для керамічної, скляної і гіпсової промисловості, а також кар'єри з видобу­вання і перероблення природного каме­ню з каменедробильними і сортувальни­ми установками, що забезпечують бетонні, залізобетонні заводи і дорожнє будівни­цтво гравієм, піском і щебенем.

У процесі видобування корисних ко­палин відкритим способом у кар'єрі, як правило, одночасно здійснюють два види робіт: розкривні й видобування корисних копалин. Розкривні роботи полягають у видаленні шару пустої породи (розкриву), що прикриває корисні копалини. Ця пуста порода містить рослинний шар, на­носи, вивітрений шар корисних копалин. Обсяг розкривних робіт може зростати у міру розробки родовища при похилому розміщенні шару корисних копалин. Роз­кривні роботи випереджають добувні.

Економічну доцільність застосування відкритих гірничих робіт визначають за коефіцієнтом розкривання k_{p —} відно­шенням об'єму пустих порід (у кубічних метрах) до кількості корисних копалин, що добувається (у тоннах чи кубічних метрах). Коефіцієнт розкривання вира­жається в кубічних метрах на тонну чи в кубічних метрах на кубічний метр і бу­ває граничним, середнім і поточним. Гра­ничний коефіцієнт визначає економічну ефективність. Середній коефіцієнт роз­раховують у припущенні розроблення всього запланованого до видобування об'єму корисних копалин, а поточний виз­начають за місяць, квартал і рік.

У кар'єрах корисні копалини розкри­вають і видобувають механічним, гідро­механічним і вибуховим способами. Від­повідні засоби механізації вибирають за­лежно від обсягу робіт, умов залягання гірської породи, що добувається, її фізико-механічиих властивостей, що характе­ризуються твердістю, в'язкістю, пружніс­тю, крихкістю, тріщинуватістю, розпушу­ваністю, стійкістю, питомою й об'ємною масами.

Для видобування гірських порід має значення сукупність їхніх властивостей, що характеризують добуваність гірської породи, тобто ступінь її опору відри­ву кусків від загальної маси. За добуваністю гірські породи поділяють па шість груп — по дві групи для сипких, зв'яз­них і скельних; за ступенем міцності — па десять: від дуже міцних (І група) до сипких і пливунних. Добуваність гірських порід регламентується єдиними норма­ми і розцінками, за якими гірські породи об'єднані в 16 груп — від піску (І група) до базальту.

На ефективність роботи в кар'єрах землерийної техніки (бульдозерів, скре­перів, екскаваторів) визначальний вплив має сукупність властивостей гірських по­рід, що характеризуються складністю роз­робки. За складністю розробки гірські по­роди поділяють па вісім категорій: І — пісок, супісок, рослинний ґрунт, торф; II — легкий і лісоподібиий суглинок, дрібний і середній гравій, супісок і рослинний ґрунт, змішані зі щебенем і галькою, м'яка во­лога чи розпушена глина; III — масна м'яка глина, суглинок твердий, гравій ве­ликий, галька дрібна, щебінь крупністю 15...40 мм; IV — масна глина і важкий суглинок із домішкою щебеню, суглинок твердий зі щебенем чи галькою, сланцю­вата глина, галька велика, конгломерати; V — щільний стверділий лес, металургійні шлаки, м'який не вивітрений мергель, м'які крейдові породи, тверда карбонна глина, нетверді сланці, крейда, гіпс, пісковики і м'які вапняки, попередньо розпушені мерзлі породи; VI — черепашники і кон­гломерати, сланці, тверді вапняки, піско­вики і мергель середньої міцності, дуже тверді крейда, опоки і гіпс; VII, VIIІ — добре висаджені скальпі та мерзлі поро­ди (куски не більш як 0,3 ширини ков­ша).