Алмазно-канатная распиловка
Классический алмазный канат (рис.2.3.4. в,г) представляет из себя многожильный витой стальной канат – 1 с закрепленными на нем алмазосодержащими элементами (шайбы)- 5 и защищающими канат от износа пружинами (для мрамора) или пластмассовыми (полипропилен – для гранита) покрытиями-6.Алмазосодержащие шайбы получают либо гальваническим осаждением алмазов на поверхность шайбы либо горячим прессованием алмазных порошков и металлической связки. Тип, зернистость алмазного порошка и состав связки выбирается в зависимости от вида обрабатываемой породы и режимов резания. Рабочие места при этом оснащаются малогабаритным гидравлическим прессом со сменными матрицами с давлением до 700 бар для сборки изношенных или дефектных алмазных канатов. Кроме того необходима малогабаритная электрическая машинка для резки каната.
Рис.2.3.4. Канатные рабочие органы
а – 3-х жильный канат, работающий со свободным абразивом;
б – канат, армированный твердосплавными шайбами;
в – канат с алмазными шайбами и гибким защитным покрытием каната;
г – канат с алмазными шайбами и пружинными защитными сепараторами;
д – крепление концов каната прессованной втулкой;
е – крепление концов каната резьбовым соединением.
1 – канат, 2 –пружинный защитный сепаратор (для мрамора и аналогов), 3 – твердосплавная шайба, 4 – прессованные фиксирующие втулки, 5 – алмазная втулка, 6 – резиновое или пластмассовое защитное покрытие (для гранитов и аналогов), 7 – дистанционная втулка, 8 – прессованная втулка крепления концов каната, 9 – крепежная гайка с запрессованным канатом, 10 – крепежный винт с запрессованным концом каната.
На рис.2.3.5. дана принципиальная схема добычной канатной установки
Рис.2.3.5. Принципиальная схема алмазно-канатной добычной установки. 1-рельсовый путь; 2-корпус; 3-колеса; 4-защитная планка (защита от оборванного каната);5- поворотный узел с рабочим (приводным) шкивом; 6- вспомогательные направляющие шкивы; 7-алмазный канат.
Рис.2.3.6. Способы врезания алмазного каната в массив при отделении камня от массива: 1-канатная установка (электрическая или дизельная); 2-направляющие шкивы установки; 3-алмазный канат; 4- стационарные направляющие шкивы; 5-предварительно пробуренные отверстия для расположения каната; 6- пропил. осуществляемый канатом; специальный набор шкивов для осуществления вертикального пропила, врезания в горизонтальную поверхность.
Способы первичного резания алмазным канатом подразделяются:
-горизонтальное резание, рис. 2.3.6-а ;
-вертикальное резание, рис. 2.3.6. -б,в;
-вертикальное врезание в горизонтальную поверхность, рис. 2.3.6. -г.
В настоящее время алмазно-канатное резание наиболее эффективный и дешевый метод добычи камня.
К недостаткам метода относится необходимость предварительного бурения отверстий для продевания каната, зависимость конечного результата от квалификации оператора, затруднение резания при наличии в породе трещин, более мягких включений и других неоднородностей. За последние 20 лет удалось повысить производительность метода с 2-3 кв.м./час при линейной скорости каната 10-20 м/сек до 5-18 кв.м./час на мраморе и от 1,5 до 8 кв.м./час (гранит) при линейной скорости 40 м/сек и более. Ниже в таблице 2.3.1.даны основные характеристики алмазно-канатных установок применяемых в карьерах.
Табл. 2.3.1.
|
№№ |
Характеристика |
Карьер мрамора (оникса,травертина, серпентитинта, мягкого песчаника, известняка и др.) |
Карьер гранита (порфира, кварцита и др. твердых пород). |
|
1 |
Тип каната и алмазной шайбы |
Традиционный канат (канат + пружина + дистанционное кольцо +фиксатор), покрытий пластиком или резиной при отсутствии пружины, алмазные шайбы с прессованными или осажденными электролизом алмазами |
Только канат покрытый пластиком или резиной без защитных пружин с прессованными или осажденными алмазами преимущетвенно с прессованными алмазами |
|
2 |
Конфигурация |
Канат имеет 28-34 алмазных шайб на 1м длины |
Канат имеет 32-40 алмазных шайб на 1м длины |
|
3 |
Применение |
Вскрышные, добычные и другие работы, пассировка (приведение к форме паралеле-пипеда) блоков. Сухое и мокрое резание |
Вскрышные, добычные и др. работы (горизонтальные резы реже)не всегда экономичны при пассировке. Мокрое резание, в последнее время даже сухое резание |
|
4 |
Размеры реза одним канатом |
От нескольких метров до 600-1000 кв.м. Реже более 1000кв.м. |
20-250 кв.м., реже 400-600 кв.м., иногда больше |
|
5 |
Производительность |
3-12 кв.м./час иногда до 18кв.м./час |
1-5 кв.м./ час иногда 7-8 кв.м./час |
|
6 |
Величина реза 1 пог.м. каната |
15-40 кв.м./м иногда 120-160 кв.м./м |
2,5-7, иногда 10-20 кв.м./м |
|
7 |
Линейная скорость (скорость резания) каната |
30-36 м/сек иногда более 40м/сек |
16-28м/сек |
Алмазное резание предусматривает охлаждение зоны резания водой, что ограничивает его применение, однако в настоящее время внедряется сухое резание на мраморе и проводятся, с неплохими перспективами исследования для резки гранитов. При наличии современных методов пылеулавливания и утилизации пыли сухое резание имеет неплохие перспективы в местах с засушливым климатом или отрицательными температурами. На рис. 2.3.7., 2.3.8., 2.3.9., даны различные варианты резания алмазным канатом при отделении блока от массива.
Рис.2.3.7. Вертикальное поперечное резание с использованием направляющих роликов при подготовительных работах.
Рис. 2.3.8. Отделение блока от массива при вертикальном резании, с использованием металлических стержней для предотвращения разрушения блока при падении на горизонтальную щель.
В таблице 2.3.2 даны основные режимы работы и характеристики алмазного каната.
Рис.2.3.9. Осуществление горизонтального резания с предохранением отрыва блока от вертикали при помощи металлических опорных прутьев.