В этой статье:

Очень сложно найти материал, применяющийся в строительстве больше чем щебень . Так как щебень используется при закладке фундамента для зданий, в дорожном строительстве и является основой для производства бетона. Поэтому если в Вашей местности есть заброшенные гранитные карьеры, то есть смысл открыть свой бизнес по производству востребованного строительного материала – щебня .

Конечно, этот вид бизнеса требует больших капиталовложений, но он будет приносить регулярный доход.

Особенности регистрации предприятия по производству щебня

Для легализации бизнеса нужно оформить индивидуальное предпринимательство или открыть ООО. Если на первых этапах Вы планируете производить небольшие объемы строительного материала, то целесообразно будет оформить ИП. Эта процедура не требует больших затрат времени и денежных средств.

Наилучшая система налогообложения – упрощенная система налогообложения, 15 % от прибыли. Чтобы перейти на эту систему, необходимо в течение 3-х дней после оформления ИП подать заявление о желании перейти с общей системы налогообложения на УСН.

Особенности организационно-правовой деятельности:

• Получение лицензии на добычу каменного бута из карьера;
• Разработка проектной документации использования карьера и защита ее в Ростехнадзоре;
• Получение технических условий;

В процессе организации предприятия могут понадобиться следующие коды ОКВЭД, ОКП:

• 14.21 – «Разработка гравийных и песчаных карьеров»;
• ОКП код 57 1101 – гравий и щебень из природного камня и песчано-гравийных материалов;

Также в процессе организации собственного бизнеса в России необходимо ознакомиться с нормативными документами:

• ГОСТ 8267-93 – «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия».
• ГОСТ 8269.0-97, ГОСТ 22856-89, ГОСТ 26644-85, ГОСТ 25226-96, ГОСТ 7392-2002, ГОСТ 18866-93.

Эти документы весьма либеральны и разрешают производить щебень из разных пород, даже из строительного мусора – этот вид называется вторичным щебнем.

Технология производства щебня

Технологическая схема производства щебня отображена ниже.

Процесс производства щебня включает два этапа – добыча каменного бута и его переработка .

Посредством взрывных работ монолиты отделяют от массива. А затем при помощи спецтехники их раскалывают на мелкие камни, которые транспортируются на дробильно-сортировочный участок.

Переработка каменного бута включает следующие стадии:

1. Первичное дробление – на этой стадии каменный бут загружается в бункер питателя, где осуществляется равномерная подача горной массы в дробилку первичной обработки. Дробилка измельчает породу на куски среднего размера.

2. Вторичное дробление – измельченный бут при помощи ленточного транспортера поступает в дробилку вторичного дробления. Там горная масса измельчается на куски более мелкого размера.

3. Сортировка раздробленной массы – передробленная масса поступает на грохот, где сортируется на товарные фракции. С помощью выносных ленточных транспортеров все фракции щебня складируются по-отдельности.

Особенности производства цветного щебня

Технология производства цветного щебня отображена на рисунке ниже.

Для производства цветного щебня отбирают фракции определенного размера. Обычно используется щебень размером более 10 мм. В результате сортировки отсеиваются загрязнения и мусор. Далее щебень, который уже прошел сортировку, поступает в бетономешалку и заливается краской определенного цвета. Объем краски должен составлять 20 % от объема щебня.

Для экономии краски извлекать щебень необходимо над приемным бункером, используя металлическую сетку. В этот бункер будут стекать излишки краски, которые можно будет использовать для повторной покраски.

В завершение покрашенный щебень высушивают. Для производства декоративного щебня в больших объемах лучше всего осуществлять сушку с помощью специальной камеры или бункера. Однако это оборудование стоит недешево, поэтому на первых этапах предпринимательской деятельности можно сушить щебень на открытом воздухе.

Оборудование для производства щебня

Питатели

На предприятиях может применяться два вида этого оборудования – вибрационные и пластинчатые .

Пластинчатый питатель – закольцованное полотно, которое состоит из пластин, что соединены шарнирно между собой. Каменный бут перемещается по движущемуся по кругу полотне.

Вибрационные питатели – это оборудование нового поколения. Оно имеет ряд преимуществ по сравнению с пластинчатыми питателями. Это оборудование осуществляет направленные и возвратно-поступательные движения при помощи электромагнитного вибратора.

Дробилки

Существуют дробилки щековые, конусные и центробежные. Для первичного дробления обычно используют щековые дробилки. Независимо от технических характеристик и модели, в щековых дробилках измельчение каменного бута происходит в результате раздавливания кусков между 2-ух щек. Одна из них неподвижно закрепляется на станине дробилки, а вторая находится на маятнике. Это оборудование измельчает камни в 4-8 раз.

Остальные виды дробилок используются для измельчения горной массы и вторичного дробления.

Грохоты

Для разделения щебня на фракции применяются инерционные грохоты . Это оборудование оснащено вибратором, который активируются электродвигателем. Под воздействием вибратора короб выполняет круговые движения.

Весь щебень подается на вернее сито, где благодаря колебаниям короба и наклонной установке, он транспортируется к разгрузке, просеиваясь через отверстия. На грохоте может быть два и более сит.

Для максимальной эффективности, все оборудование линии для производства щебня должно работать с максимальной отдачей.

Бизнес план производства щебня

Рассмотрим особенности организации завода по добыче горной породы и ее переработке на щебень.

Затраты на покупку оборудования

Для добычи каменного бута необходима следующая спецтехника:

1. Гидравлический карьерный экскаватор Komatsu PC1250-7 с ковшом емкостью 6,5 м3. Цена – 25 390 000 рублей;

2. Бульдозер Komatsu D-155. Цена – 8 400 000 рублей;

3. Фронтальный погрузчик Komatsu WA470-3 . Цена – 10 000 000 рублей.

Парк техники транспортного цеха должен включать:

1. Карьерный самосвал Caterpillar 772 – 5 000 000 рублей;

2. Самосвал КАМАЗ-65115-044-62, грузоподъемность которого составляет 15 тонн. Стоимость – 2 180 000 рублей;

3. Бортовой автомобиль КАМАЗ-65117. Цена — 1 500 000 рублей;

4. Автобус Hyundai на 25 мест. Средняя стоимость – 18 000 000 рублей;

5. Топливозаправщик. Цена – 500 000 рублей;

6. Легковой автомобиль УАЗ «Патриот». Средняя стоимость — 499 000 рублей;

7. Передвижной сварочный полуавтомат. Цена – 200 000 рублей.

Переработку породы в щебень планируем осуществлять на дробильно-сортировочном участке. Это позволит производить строительный материал прямо у рабочей зоны карьера.

Дробильно-сортировочный участок должен включать следующее оборудование:

1. Самоходный гидравлический молот. Цена – 7 200 000 рублей;

2. Самоходную щековую дробилку. Средняя стоимость – 18 000 000 рублей;

3. Самоходную роторную дробилку. Цена 24 600 000 рублей;

4. Самоходный грохот производителя METSO MINERALS. Средняя стоимость – 8 531 000 рублей.

Основное требование к этому участку – средняя производительность переработки породы должна составлять более 110 м 3 /час. Конструкция вышеперечисленных установок не требует возведения укрытий в виде зданий, укрытых галерей. Это позволяет уменьшить капитальные затраты. Итого капитальные инвестиции составят 130 млн. рублей.

Выручка от производственной деятельности

Производственные мощности проектируемого завода должны добывать и перерабатывать около 600 тыс. м 3 породы в год.

В этом проекте прогнозируется следующий выход продуктов:

• Отсев дробления (0-5 мм) – 27 %;
• Щебень фракции (5-20 мм) – 32 %;
• Щебень фракции (20-40 мм) – 25 %;
• Щебень фракции (40-70 мм) – 8 %;
• Бутовый камень – 8 %.

Годовой план производства щебня:

• Отсев мелких фракций – 166800 м 3 ;
• Щебень М 600 (5-20 мм) – 188400 м 3 ;
• Щебень М 600 (20-40 мм) – 151800 м 3 ;
• Щебень М 600 (40-70 мм) – 42600 м 3 ;
• Бутовый камень – 50400 м 3 .

Выручка за год составит (объемы фракций умножаем на среднюю цену):

• Отсев мелких фракций – 166 800 м 3 *140, 8 руб./м 3 = 23 485 440 рублей;
• Щебень (5-20 мм) – 188 400 м 3 * 463, 1 руб./м 3 = 87 248 040 рублей;
• Щебень (20-40 мм) – 151 800 м 3 *426,2 руб./м 3 = 64697160 рублей;
• Щебень (40-70 мм) – 42600 м 3 *445,4 руб./м 3 = 18974 040 рублей;
• Бутовый камень – 50400 м 3 *360,6 руб./м 3 = 18174240 рублей.

Таким образом, годовая выручка без НДС составит 212 578 920 рублей.

Расходная часть бизнес-плана

Оплата труда

Для расчета затрат на оплату труда используем такие данные:

• Количество рабочих дней в году – 329 дней;
• График работы – 5 рабочих дней и 2 выходных;
• В сутки 2 смены;
• Продолжительность смены – 8 часов.

Штатное расписание разрабатывалось в соответствии с экспертными оценками потребностей каждого производственного этапа и установленными нормативами отрасли.Общая численность персонала для завода составляет 54 человека, из них 48 – основные работники, 6 – административный персонал.

Общие ежемесячные расходы на заработную плату составят 1 600 000 рублей из них:

• Производственный персонал – 1 310 000 рублей в месяц;
• Административный персонал – 290 000 рублей в месяц. Ставка по страховым взносам на 1 января 2013 года составляет 30 % от общего Фонда заработной платы.

Исходя из этого, общая сумма затрат на оплату труда за 12 месяцев составит: 1600 000 *1,3 *12 = 24 млн. 960 тыс. рублей.

Затраты на вспомогательные материалы и запасные части

Затраты на запасные части принимаются как 4 % от стоимости оборудования.69 870 тыс. рублей * 0, 04 = 2 794 800 рублей

Затраты на горюче-смазочные материалы: Общий расход дизельного топлива на эксплуатацию ДСУ, экскаватора, фронтального погрузчика, бульдозера, дизель-генератора и топливозаправщика – 1 438, 5 тыс. литров в год.

Расход смазочных материалов – 106, 4 тыс. литров (кг.) в год.

Расход ГСМ для самосвала Caterpillar:

• Дизельное топливо – 603, 7 тыс. литров (кг.) в год;
• Смазочные материалы – 42,9 тыс. литров (кг.) в год.

Предположим, что коэффициент использования самосвала составляет 0,5.

Средняя стоимость дизельного топлива составляет 25 руб./литр;

Средняя стоимость смазочных материалов составляет 19,6 руб./литр.

С учетом этих данных затраты на содержание и эксплуатацию карьерного самосвала составят 7 966 670,00 рублей в год.

Затраты на горюче-смазочные материалы другой спецтехники составят 38 047 940,00 рублей

Амортизационные отчисления

Процент амортизации основного оборудования равен 16 %.68 500 000 * 0,16 = 10 960 000,00 рублей

Косвенные расходы

Общие затраты на буровзрывные работы за год – 600 000 (проектная мощность карьера) * 36 руб./м 3 (средняя стоимость буровзрывных работ) = 21 600 000 рублей

Расход дизельного топлива на эксплуатацию вспомогательного оборудования – 19,8 тыс. литров в год

Расход смазочных материалов на содержание вспомогательного оборудования – 0,5 тыс. литров в год

Коэффициент использования этой техники – 0,3

Отсюда следует, что затраты на ГСМ составляют: (19 800 *25 + 500 * 19,6) × 0,3 = 151 440 рублей.

Отчисление налога на добычу каменного бута

Ставка налога на добычу полезных ископаемых, которые используются в строительной индустрии, составляет 5,5 %.

Общие затраты на оплату налога на добычу каменного бута за год составят: 212 578 920 *0, 055 = 11 691 840,6 рублей

Размер прочих расходов составит 2 % от общей суммы прямых затрат: 98 362 740 *0,02 = 1 967 254,8 рублей

Общая себестоимость 98 362 740 + 11 691 840,6 + 1 967 254,8 + 151 440 = 112 173 275,40 рублей.

Для производства и продажи щебня в годовом объеме 600 000 м 3 нужны затраты в размере 112 173 275,40 рублей.

При этом удельно эксплуатационные расходы на 1 м 3 продукции составят 187,00 руб./м3.

Расчет финансово-экономических показателей

Выручка от реализации за первый год (без НДС) – 212 578 920 рублей

Затраты на производство – 112 173 275, 4 рублей;

Налогооблагаемая прибыль – 100 405 644, 6 рублей

Налог на прибыль (20%) – 20 081 128,92

Чистая прибыль – 80 324 515,68

Срок окупаемости – 1,6 года

Стоит отметить, что добыча каменного бута и производство щебня – выгодный бизнес. Однако он требует больших инвестиций, колоссальных сил и огромного внимания.

Производство щебня. Щебень получают путем дробления горных пород, используя специальные дробилки. Технологический процесс производства щебня учитывает текстурно-структурные особенности горной породы, используемое оборудование и переработку, которые влияют на форму и размер зерен дробленого камня.

От принципа работы дробильного агрегата напрямую зависит форма зерен материала на выходе. Оптимальной изометрической кубообразной формой отличается щебень, переработанный в машинах ударного действия. К ним относятся молотковые, ударно - центробежные и отбойно- центробежные дробилки .

Щебень с повышенным содержанием зерен игловатой и лещадной форм производится с применением агрегатов, к которым относятся валковые, стандартные конусные и щековые дробилки. В результате дробления песчаников отбойно - центробежной дробилкой ОЦД-100 игловатые и лещадные зерна составляют 9-13% с фракцией 5-10 мм. При этом во фракции 10-20 мм эти зерна составляли лишь 4.5-5.5%. Для сравнения, в конусной дробилке СМ-561 щебень содержит соответственно 52-55% и 38-50% подобных зерен. Специальные конусные и дробилки ударного действия обычно используются для производства кубовидного щебня. Эти агрегаты выдают щебень, форма и структура зерен которого сходны с кубовидной, а иногда и окатанной. При этом такие производственные машины материально затратные в эксплуатации и отличаются повышенным выходом отсева дробления.

Применение стандартных конусных дробилок позволяет несколько снизить содержание в щебне зерен камня лещадной формы. Это происходит благодаря полному заполнению камер дробления в процессе работы. В данном случае, измельчение осуществляется не только в конусах дробилки, но и между фракциями зерен материала, который находится в камере.

При данной технологии зерна лещадной формы, присутствующие в исходном материале и получаемые в процессе дробления, разрушаются, как механически более слабые. Неукоснительным требованием для производства является оборудование дробилки более мощным, силовым электродвигателем, аккумулирующей емкостью с питанием, а также датчиком уровня исходного материала.

Методы производства щебня

Методы производства щебня кубовидной формы:

• Применение стандартных конусных дробилок в условиях эксплуатации в замкнутом цикле
• Использование молотковых роторных дробилок
• Применение центробежных роторных дробилок
• Использование дробилок, которые обеспечивают многоцелевое сдвиговое действие на перерабатываемую породу. К подобным машинам относятся конусные виброинерционные дробилки.

Применение отражательных и ударных дробилок в результате рассматривается как опционная, дополнительная технологическая операция измельчения. Ее назначение направлено на коррекцию формы зерен, при которой не происходит значительного сокращения размеров перерабатываемого материала.

Оборудование необходимое для производства щебня

К зарубежным производителям центробежных механизмов ударного типа относятся компании Metso Minerals (Финляндия), MARTIN STECKERT, KRUPP, SPILLE (Германия), FORSTER и другие. В России - это предприятия ЗАО «Новые технологии», «Урал-Центр», ОАО «Дробмаш».

Разрушение перерабатываемого материала относится к задачам для дробилок конусного типа. Этот инновационный технологический метод обязан своему появлению российской школе дезинтеграции.

Основные направления деятельности конструкторских бюро связаны с усовершенствованием вибрационного оборудования, которое обеспечивает автономные принудительные измельчения материала на уровне собственного слоя. Процесс происходит под действием высокочастотного сжатия и одновременного сдвига силы воздействия на материал.

Приоритетным направлением современной технологии добычи щебня является эффективная реализация принципов корректного и рационального разрушения материала. Основной техникой для решения задач в этой области являются виброщековые дробилки (ВЩД), а также конусные инерционные дробилки (КИД).

Эффективное использование кубовидного щебня позволяет увеличить прочность бетона на 6-10%. При этом происходит сокращение расхода цемента на 8-12%, а также снижение потребления воды для производства бетонных смесей на 4-6%.

Стоит учесть, что применение стандартных щековых и конусных дробилок не позволяет получать щебень необходимого размера и формы.

Задачи ударно-центробежных дробилок-грануляторов - обеспечить снижение количества лещадных зерен в щебне до стандартных требований. Однако такие механизмы используются для дополнительных стадий дробления.

Преимущество инерционных конусных дробилок для производства щебня очевидно и состоит в том, что они обеспечивают высокую эффективность технологического процесса. Это происходит за счет оптимизации стадий дробления и получения оптимального и качественного кубовидного щебня в максимально расширенном диапазоне крупности.

Тяжело представить себе материал, который используется в строительстве чаще, чем щебень. Он является главной составляющей при производстве бетона и изделий из него. Также данный материал закладывают в фундамент строений, используют в дорожном строительстве, при сооружении плотин и прочих гидротехнических конструкций.

Рентабельность продукции

Производство щебня и его продажа принесет немалую прибыль как отдельному предприятию, так и целому региону, ведь данный строительный материал является самым рентабельным из-за своей практически нулевой себестоимости. Его цена складывается только из оплаты труда рабочих и расходов на аренду карьера или других объектов, являющихся источниками бутового камня.

Недостатки

Конечно, производство щебня, как и многих других материалов, обладает своими минусами. Самым главным является географическая составляющая – щебень и бутовый камень добывать можно не на всей территории страны. Также и сезонная – как и у иных материалов, реализация данной продукции довольно-таки сильно зависит от строительного периода, прерывающегося примерно на шесть месяцев в году на значительной части территории Российской Федерации. Это важно учитывать, осуществляя производство щебня. Разумеется, речь не идет о полном отсутствии реализации данного материала в зимний период, но основное уменьшение рынка все же можно наблюдать от 10 до 60% в различных регионах.

Достоинства

Во всем же остальном щебень входит в категорию самых непроблемных товаров. Он не портится при хранении на улице, продается быстро, в основном крупными партиями. Также его технологические допуски и условия, которые записаны в нормативной документации (ГОСТы: 22263-76; 3344-83; 26644-85; 22856-89; 18866-93; 8267-93; 5578-94; 25226-96; 8269.0-97; 8269.1-97; 7392-2002), являются либеральными, позволяют осуществлять выработку данной продукции из различных пород и даже из так называемого мусора строительного - вторичный щебень, производство которого является также перспективным.

Технология

Производство щебня не является сложным процессом. Схема изготовления указанного материала довольно таки проста.
Технология производства щебня выглядит так:

Данная продукция изготавливается путем дробления;

Затем осуществляется его сортировка по размерам.

Общая характеристика оборудования для производства щебня

Это является одним из основных вопросов. Выбор типа оборудования будет зависеть от того, какое именно сырье будет перерабатывать завод по производству щебня. К примеру, если в районе, где будет основан данный бизнес, находятся достаточные залежи известняка или гранита, то рекомендуется осуществить открытие обычного стационарного предприятия.

Но если существует немного небольших месторождений, разбросанных по региону, или имеется несколько горнодобывающих и металлургических заводов, на территории которых отвалы или шлаки скапливаются за некоторое время, либо основной частью сырья будет служить строительный мусор, то в данном случае нужно будет применять мобильный комплекс для дробления.

В результате этого оборудование для изготовления щебня подразделяют на следующие виды:

• Стационарное (неподвижное). Оно производительно и дешевле в цене. Данное оборудование нуждается в меньшем персонале для обслуживания и быстро окупается. Однако оно требует аренды или возведения здания (можно и некапитального), а также привлечения внештатных специалистов-взрывотехников. Сырьевые глыбы (породы) можно получить при помощи подрыва монолитной скалы. Перевозка и переноска стационарного оборудования по производству щебня (а она потом неизбежна, так как каждое месторождение со временем истощается) – достаточно недорогой, но неудобный процесс. Это немаловажно знать при организации указанного бизнеса.
• Мобильное (подвижное) оборудование меньше по производительности и при этом его цена в разы выше, но не нуждается в возведении зданий (за исключением ангаров-гаражей для хранения техники), «передвигается» своим ходом без применения специальной техники. Правда, в его обслуживании принимают участие дополнительные специалисты – в основном водители грузовых машин, которые будут задействованы в сборке и перевозке продукции к месту хранения.

Дробильное оборудование для щебня

Для лучшего понятия масштаба цен нужно обратиться к определенным цифрам. Рассмотрим, какую стоимость имеют дробилки для производства щебня средних мощностей (до 130 тонн в час) разнообразных типов.

Одним из дешевых вариантов считается щековая дробилка для щебня. Цена ее - примерно 420 000 рублей. Принцип действия – изгиб, раздавливание и стирание породы между двумя «щеками». Но при всей неприхотливости и примитивности данной машины ее простота и дешевизна имеет и обратную сторону, особенно в производстве крупных объемов.

Ведь качающаяся плита скоро истирается, поэтому ее меняют местами с неподвижной. Затем две «щеки» проходят процесс восстановления способом наплавки твердых сплавов. Данные быстроизнашивающиеся детали нуждаются в наличии запасных частей или в достаточно продолжительных перерывах в работе. Однако для небольших производств такой вариант нередко является оптимальным.

Следующим распространенным типом машин на производстве щебня являются роторные дробилки. Их цена колеблется в диапазоне от 1 950 000 до 2 450 000 рублей. Они работают по принципу дробление сырья при помощи мощного роторного мотора. Данная дробилка для щебня неприхотлива в эксплуатации. Однако по прошествии времени она нуждается в техническом обслуживании, которое заключается в перемотке провода ротора (электродвигателя).

Дробилка центробежно-ударная (по цене примерно 255 000 рублей) хорошо подходит для основного (или сопутствующего) производства мелкофракционного щебня по ГОСТ-3344-83.

Она может использоваться как добавочное оборудование, создающее сырье для предприятий по производству высококачественного бетона и асфальта. Конечно, данное дробильное оборудование для щебня позволяет производить и материал крупнее.

Однако так использовать ее нерационально, ведь она предусматривалась изначально как раз под мелкую фракцию.

Дорогостоящими являются конусные щебневые дробилки. Принцип действия их довольно прост. Он заключается в том, что материал дробится в слое между неподвижным и подвижным конусами. Цена данного оборудования зависит от страны-производителя и колеблется от 2 300 000 до 4 100 000 рублей.

Данная высокая стоимость зависит от их универсальности. Конусные дробилки производят щебень разнообразной фракции вплоть до производства искусственного песка. Это подтверждает их многофункциональность.

Цены мобильных дробильных установок, как уже говорилось, будут совершенно иными. Образчики продуктивностью до 60 тон в час (то есть в два раза меньшей по сравнению со стационарными) будут стоить от 7200000 до 8800000 рублей в зависимости от фирмы и страны производителя.

Персонал

Численность работников для мобильного и стационарного заводов немного отличаются. Одну дробилку для щебня стационарную обслуживают всего лишь 2 человека, между прочим один из них является инженером-технологом. Одновременно он может быть мастером цеха, в котором имеется одно указанное оборудование или более.

Второй - подсобный работник, работа которого заключается в контроле дробительного процесса. Он следит за поступлением сырья в загрузочные щели, за очисткой накопительных ящиков (бункеров), а также не допускает забивки и перебоев готовым продуктом рабочего пространства. Поэтому число подсобных рабочих зависит от количества указанного оборудования.

В обслуживании мобильных дробильных комплексов задействуют два подсобных рабочих под руководством мастера (инженера перечисленных выше специальностей). Помимо этого, данные оборудования устанавливаются на шасси грузовых автомобилей, в связи с этим понадобится водитель соответствующей категории.

Также, как уже ранее говорилось, для получения глыб-заготовок при разработке базальтовых, гранитных или известняковых массивов понадобятся сторонние или собственные взрывотехники (по специальности согласно ОКСО –130408 «Взрывное дело»).

Рентабельность бизнеса

Прибыльность предприятия рассчитать довольно трудно, так как себестоимость изготовления щебня складывается из оплаты труда рабочих, аренды участка разработки и цены электроэнергии (а при использовании мобильных дробилок еще и ГСМ). Но минимальная рентабельность находится на уровне порядка 15%. Эта невысокая цифра не должна смущать.

Так как первое - это наименьший показатель, а второе – это то, что при производстве в среднем 1000 тонн в день чистая месячная прибыль будет составлять минимум 3 000 000 рублей за месяц, благодаря чему затраты на оборудование окупятся за один квартал, а в худшем случае за полгода.

Истинные цифры колеблются в зависимости от калибровки, региона продаж, формы (так как кубический щебень несколько ценней других видов), лещадности (степени плоскостности) и прочее.

Средняя стоимость известнякового и гранитного щебня колеблется между 640 и 700 рублей за тонну, вторичный (бетонный скол) где-то в два раза дешевле, но и его прибыльность выше, ведь при изготовлении не нужна карьерная разработка.

Бизнес-план для производства щебня

Организация данной идеи является специфической и сложной задачей. Услуги консультанта помогут сэкономить деньги и время.

Бизнес-план «Производство щебня» - это документ, который содержит следующие важнейшие аспекты будущего проекта:

- наружное окружение производственного предприятия;

Его внутренняя среда;

Материальная, трудовая, финансовая и иные составляющие, необходимые для реализации проекта по производству щебня;

Финансированный прогноз показателей;

Организационный план по реализации проекта создания производства щебня;

Экономическая эффективность;

Риски проекта и способы по минимизации их отрицательных последствий;

Назначение бизнес-плана по производству щебня.

Все это немаловажно знать и учитывать при организации данного проекта.

Для чего необходимо составление бизнес-плана по производству щебня?

Данная процедура нужна для решения последующих задач:

Планирование коммерческой и производственной деятельности на перспективу;

Оценивание рисков для потенциальных кредиторов и инвесторов, а также финансовых показателей;

Координирование деятельности рабочих фирмы.

При организации данной идеи необходимо отчетливо представлять, чего именно вы желаете добиться от реализации указанного проекта. В основном целями написания бизнес-плана по производству щебня являются:

Исследования целесообразности проекта или дальнейшее его продолжение;

Установление развития компании;

Займовые получения;

Поиск внешнего партнера или инвестора.

Итог

В точности соблюдая вышесказанное, можно с уверенностью осуществить правильную организацию указанного проекта, в результате чего из вас получится эффективный производитель щебня.

Процессы производства щебня

Процессы производства щебня составляют общий технологический процесс добычи полезного ископаемого в забоях и транспортирования, его переработки, складирования и отгрузки готовой продукции потребителям.

Переработка строительных скальных пород на щебень представляет собой в общем случае совокупность технологических процессов дробления, грохочения (сортировки), обогащения и обезвоживания.

Дробление – важнейший и наиболее дорогостоящий процесс (40 – 60 % общих затрат на процесс переработки).

Грохочение – (сортировка) осуществляется просеиванием перерабатываемого материала через одно или несколько сит (решет) на специальных установках – грохотах. При грохочении материал делится на надрешетный (верхний) продукт и прошедший через отверстия решета подрешетный (нижний) продукт. Наибольший и наименьший размеры кусков соответственно подрешетного и надрешетного продуктов считают условно равными величине отверстий данных решет. Материал, прошедший через предыдущее решето и оставшийся на последующем решете, называется классом или фракцией (например, фракция 5 – 10 мм или класс 5 – 10 мм). Материал, поступающий на переработку, называют исходным.

Щебень, используемый в качестве заполнителя для бетона (железобетона), обычно очищается от загрезняемых примесей (включений глинистых, илистых и других частиц) в процессе обогащения.

Обезвоживание снижает смерзаемость мелких фракций после их промывки и улучшает условия транспортирования материала ленточными конвейерами.

Путь перемещения перерабатываемого материала в последовательных процессах переработки принято называть технологической схемой переработки.

Дробление пород оценивается степенью дробления i – отношение размера кусков D исходного материала к размеру зерен d дробленого продукта (i = D ; d), - которая показывает кратность уменьшения кусковатости материала после дробления. Требуемая степень дробления исходного материала при производстве высококачественного щебня в общем случае достигается последовательно в несколько стадий дробления на отдельных дробильных установках. В каждой стадии дробления обеспечивается получение продукта определенной (максимальной) степени кусковатости. Число стадий дробления определяется прежде всего характером полезного ископаемого, поступающего на первичное дробление, и требованиями к конечному продукту переработки. От правильно выбранного числа стадий дробления зависят количество и размер фракций производимого щебня.

Технология процессов переработки при производстве щебня позволяет после каждой стадии дробления либо получать готовую продукцию (полностью или частично), либо направлять весь получаемый продукт на грохочение или соответствующие обогатительные фабрики для разделения его по фракциям или прочности. Поэтому на практике иногда встречаются одностадийная схема дробления (рис. 30. 1, а). Однако более распространены двух- или трехстадийные схемы (рис. 30.1, б, в), реже применяются четырехстадийные.

Рисунок 30.1 Технологические схемы переработки при производстве щебня: а – одностадийная с открытым циклом; б, в – двух- и трехстадийная с замкнутым циклом; г – двухпоточная; д - комбинированная: І, ІІ, ІІІ – стадии дробления; 1 – грохочение; 2 – дробление; 3 – глиноотделение

Первая (первичная) стадия, или стадия крупного дробления, предусматривает обычное дробление исходного материала (поступающего из забоев карьера) до крупности 100 – 350 мм. Вторая (вторичная) стадия – мелкого дробления – крупностью 5 – 30 мм. При четырехстадийной схеме две первые стадии могут считаться стадиями крупного дробления, а две последующие – соответственно стадиями среднего и мелкого дробления.

Во всех вариантах, как правило, используются схемы с замкнутым циклом дробления (рис. 30.1, б, в, г, д). В этом случае материал возвращается частично в агрегат для повторного дробления. После каждой последовательной стадии дробления материал подвергается грохочению, в процессе которого происходит его разделение по крупности.

При одностадийной схеме (см. рис. 30.1, а) материал проходит одну стадию дробления и грохочения, чаще с открытым (но иногда и замкнутым) циклом, после чего он поступает в виде готовой продукции на пункты приема (склады, бункера) для отгрузки потребителям. Такая схема используется обычно на карьерах малой производственной мощности (до 50 тыс. м 3 щебня в год), например притрассового типа (для дорожного строительства).

При двухстадийной схеме (см. рис. 30.1, б) надрешетный продукт первичного дробления направляется в дробилки вторичного дробления. Данная схема используется в основном на карьерах производственной мощностью до 200 – 400 тыс. м 3 щебня в год, она обеспечивает производство щебня до четырех, преимущественно крупных фракций.

На карьерах средней и большой производственной мощности и для производства щебня преимущественно мелких фракций применяют трех- или четырехстадийное дробление. При этих схемах заключительная стадия дробления осуществляется в замкнутом цикле с грохотом (см. рис. 30.1, в), ячейки решет которого обеспечивают заданную крупность щебня.

В зависимости от качества разрабатываемых в карьере пород технологическая схема переработки может быть одно-двух поточной или комбинированной. Каждый поток включает законченный цикл технологических процессов переработки.

При однопоточной технологической схеме вся поступающая из карьера порода проходит через последовательные операции переработки в одном технологическом потоке (см. рис. 30.1, а, б, в). Такая схема используется при разработке месторождений однородных изверженных, метаморфических и осадочных карбонатных пород повышенной прочности при минимальном содержании или отсутствии слабых и глинистых включений.

При двухпоточной технологической схеме (см. рис. 30.1, г) переработка горных пород осуществляется в двух самостоятельных потоках с аналогичными процессами, операциями и обычно аналогичным оборудованием. Эта схема обеспечивает повышение производительности предприятия и надежность его работы, а также применяется разработке разнопрочных карбонатных пород, когда в одном из потоков можно выделить более прочные компоненты для производства щебня повышенной прочности.

При разработке сложноструктурных месторождений разнопрочных пород с повышенным содержанием слабых и глинистых включений часто применяют комбинированную технологическую схему (см. рис. 30.1, д). Эта схема характеризуется наличием двух самостоятельных потоков в промежуточной части технологического процесса переработки, позволяет выпускать качественный щебень одного сорта.

3. Механизация процессов производства щебня

Доставляемое из карьеров полезное ископаемое разгружается в приемный буккер (железобетонный или металлический), откуда механическим питателем (обычно пластинчатого типа) подается непрерывно и равномерно порциями в первичную дробилку или на грохот (предварительное грохочение).

При доставке полезного ископаемого комбинированным транспортом с использованием конвейеров (например при автомобильно-конвейерном транспорте) необходим вынос узла первой стадии дробления непосредственно в карьер. Такие узлы могут быть полустационарными (на концентрационном горизонте) или передвижными. Во всех случаях узел первой стадии дробления размещают в стационарных целях. При одностадийной схеме продукт первой стадии дробления является готовой продукцией, а при многостадийных схемах продукт крупного дробления подвергается последующей переработке (повторное дробление, сортировка и т. д.). На карьерах, разрабатывающих прочные однородные изверженные породы (σсж < 80 МПа), или осадочные породы (σсж > 50 МПа), в малой степени загрязненные легкопромываемой глиной и песком (до 4 -6 %) при содержании слабых разностей до 12 %, полезное ископаемое подается непосредственно на первичную головную дробилку.

При разработке сложноструктурных карбонатных месторождений узел крупного дробления может включать две операции грохочения: предварительное (или вспомогательное) и подготовительное. Кроме того, на подобных предприятиях целесообразно включать и узел первой стадии дробления операцию выделения глинистых примесей между первой и второй операцией грохочения (см. рис. 30.1, д). В этом случае полезное ископаемое со значительным содержанием глинистых и слабых включений направляется на первую (вспомогательную) операцию грохочения, выполняемую на неподвижном колосниковом грохоте с размером щелей около 150 мм. Здесь полезное ископаемое разделяют на две части: надрешетный продукт (крупностью свыше 150 – 250 мм) поступает в первую дробилку, а подрешетный продукт после выделения глины – на вторую (подготовительную) операцию грохочения, при которой продукция разделяется на отходы (фракция 0 – 40 мм содержащие до 80 % слабых и загрязняющих включений), удаляемые в отвал, и полезный продукт (фракция 40 – 200 мм).

Таким образом, полезная продукция первой стадии дробления разделяется далее на два потока материала различной прочности (прошедшие первичное дробление и отсеянного только при помощи грохочения). Обычно стремятся сохранить эти потоки для раздельной переработки на последующей, второй стадии дробления. При этом используется комбинированная технологическая схема.

Дробилки первой стадии выбирают прежде всего по размеру ее зева, который должен обеспечить прием максимальных кусков полезного ископаемого. После этого проверяют соответствие производительности дробилки поступающему из карьера грузопотоку.

Первая стадия дробления при производстве щебня из пород прочностью до 300 – 350 МПа осуществляется, как правило в щековых дробилках, которые широко применяют ввиду простоты их конструкции. Малые их модели используют также и на второй стадии дробления. Увеличение производительности дробления достигается установкой двух параллельных дробилок. При большем числе щековых дробилок резко усложняются транспортная схема узла вторичного дробления и поэтому целесообразнее их замена конусной дробилкой среднего дробления. Размеры разгрузочных отверстий серийно выпускаемых щековых дробилок позволяют подавать в них куски породы размером от 200 до 1000 мм, а изменение ширины выпускной щели – менять их производительность и зерновой состав раздробленного материала.

Выбор дробилок второй и последующих стадий дробления зависит от характера разрабатываемых пород. При прочих абразивных породах широко применяют конусные дробилки. Основное отличие конусной дробилки от щековой – непрерывность операции дробления и разгрузки, значительно увеличивающаяся производительность машины, а также равномерность дробления.

Выпускают конусные дробилки для крупного, среднего и мелкого дробления. Дробилки первого типа высокопроизводительны, но весьма сложны, вследствии чего на предприятиях по производству щебня они используются редко. Наибольшее распространение получили конусные дробилки среднего дробления типа КСД, применяемые обычно на второй его стадии.

Третья и четвертая стадия дробления при получении мелких заполнителей для бетона осуществляется с использованием конусных дробилок мелкого дробления типа КМД. При четырехстадийном дроблении на второй стадии для вторичного крупного дробления применяют обычно щековые или роторные дробилки (при карбонатных породах). Дробление неабразивных карбонатных пород (при σсж до 120 МПа) осуществляется в роторных или молотковых дробилках. При породах средней и ниже средней прочности с загрязняющими примесями (в первую очередь глинами) применяют молотковые или валковые дробилки.

В процессе переработки используют три вида грохочения (см. рис. 30.1): предварительное, промежуточное и окончательное.

Предварительное грохочение (выделение отдельных фракций перед дроблением) может осуществляться при всех стадиях дробления. В результате образуются два потока, направляемые на следующие стадии переработки: надрешетный продукт (крупные фракции) и подрешетный продукт.

Предварительное грохочение перед первой стадией дробления целесообразно при переработке любых строительных пород содержащих более 20 % кусков, размер которых меньше ширины выпускной щели первичной дробилки, а также при наличии включений глинистых и слабых пород. При этом часто используют неподвижные колосниковые грохоты, а в отдельных случаях (для повышения эффективности грохочения) – вибрационные колосниковые грохоты.

Предварительное грохочение перед второй и последующими стадиями дробления, осуществляется на вибрационных и эксцентриковых грохотах и называемое промежуточным грохочением, применяют практически всегда для повышения производительности дробилок и снижения объема переизмельченной породы.

Окончательное грохочение заключается в разделении раздробленного материала на фракции заданной крупности (получение готовой продукции).

Для получения продукции высокого качества, особенно при содержании загрязняющей примеси исходном сырье, используют различные методы обогащения. Наиболее простым, но громоздким и недостаточно экономичным методом очистки щебня, гравия и песка от глинистых, пылевидных или илистых частиц является промывка. При производстве высококачественных заполнителей для бетона промывке подлежат и прочные изверженные, метаморфические и осадочные породы без включений глины. В этом случае промывка производится при окончательной сортировке продукции по заданным фракциям, например на плоских грохотах; при этом вода под давлением до 0.3 МПа подается на всю поверхность верхнего сита грохота или по перфорированным трубам. Наибольшее распространение для промывки материала крупностью до 80 мм получили корытные мойки. Промывка дробленых пород крупностью 350 мм, содержащих включения глины с коэффициентом пластичности Кп 10 – 15 в количестве не более 5 %, может производится в барабанных грохотах. Для труднопромываемых пород крупностью до 150 мм, содержание включений тяжелой вязкой глины при Кп > 10 – 15 в количестве свыше 10 %, используются специальные машины (скруббероы). Промывка гравия и песка производится в вибро- или корытных мойках, песка - в пескомойках и классификаторах, где он одновременно разделяется по классам.

Перспективными являются специальные методы обогащения, обеспечивающие повышение качества выпускаемой продукции при разработке месторождений строительных горных пород с большим содержанием глины: методы, на различии в плотности прочных и слабых зерен обогащаемого материала (например, обогащение в тяжелых средах); обогащение по упругости и трению и др. Такие методы используются в других отраслях горно-добывающей промышленности (угольной, горнорудной) и за рубежом. Перспективны акустические методы обогащения.

4. Транспортирование, складирование и отгрузка щебня

Доставка материала в пределах цехов переработки, а также к складам, бункерам и отвалам осуществляется внутрицеховым транспортом – в основном при помощи питателей, ленточных конвейеров, ковшевых элеваторов, устройств самотечного транспорта (течки, лотки, воронки и т. д.). Питатели используют для подачи породы из приемного буккера в узел первичного дробления (в дробилку или на грохот). Ленточные конвейеры применяют для перемещения материала после первой стадии дробления. Самотечный транспорт обычно используют для удаления материала из-под грохотов и моек.

Производство щебня завершается складированием и отгрузкой готовой продукции.

Склады разделяются на расходные и резервные. Расходные склады предназначены для непосредственной отгрузки готовой продукции в транспортные средства. Резервные склады устраивают обычно для каждой фракции отдельно, используют для хранения продукции в течении определенного периода (например в зимнее время при сезонном режиме работе карьера).

Для складирования щебня используют склады открытого (конусные и штабельные) и закрытого (бункерные и полубункерные) типа.

Конусный склад образуется в результате отсыпки щебня с конвейера, установленного на эстакаде или в наклонной галерее. В ряде случаев для подъема материала используют несколько конвейеров, отсыпающих соответствующее число конусов различных фракций. При этом конусы разделяют невысокими перегородками. Склады такого типа (рис. 30.2, а) обеспечивают возможность отгрузки отдельных фракций или определенные их смеси. Конусные склады отличаются простотой и экономичны в эксплуатации. Однако они имеют ограниченную вместимость, так как высота всех открытых складов не превышает 15 м для уменьшения отходов от измельчения и крошения продукции при загрузочно-разгрузочных операциях.

На мощных предприятиях в качестве резервных используют штабельные склады (рис. 30.2, б), вместимость которых значительно больше, чем конусных. Штабельные склады также отсыпают ленточными, а в ряде случаев консольно-поворотными конвейерами (рис. 30.2, в).

Для размещения отходов применяют открытые склады – бульдозерные отвалы.

Закрытые склады используются при повышенных требованиях к качеству готовой продукции и для складирования щебня мелких фракций.

Бункерные склады состоят из погрузочных бункеров (рис. 30.2, г). В зависимости от конструкции днища и выпускных устройств различают бункера односкатные и двухскатные с боковой и центральной разгрузкой. Доставка готовой продукции в бункера и распределение ее по длине бункера производится стационарными конвейерами. При буккерных складах обеспечивается высокая производительность погрузки, они удобны в эксплуатации, в них лучше сохраняется качество материала, чем в открытых складах. Однако такие склады применяются лишь на предприятиях средней и большой производственной мощности (0.5 – 1 млн. м 3 щебня в год и более) для высококачественного щебня мелких фракций. В последнее время бункерные склады (типа силосных) стали использовать для хранения известняковой сельскохозяйственной муки, производимой при комплексном использовании сырья на карьерах.

Полубункерные склады (рис. 30.2, д) представляют собой комбинацию открытого и закрытого складов. Их применяют для складирования щебня мелких фракций.

При выборе типа склада учитывают его необходимую емкость, режим работы предприятия, характер готовой продукции, климатические условия и другие факторы. Целесообразная вместимость склада на предприятии, выпускающем четыре-шесть фракций готовой продукции при круглосуточном режиме работ:

производственная мощность вместимость склада,

предприятия по готовой тыс. (м 3 суток работы)

продукции, тыс. м 3 /год

200 10 – 11 (15 – 17)

400 14 – 16 (10 – 12)

600 14 – 16 (6 – 7)

Отгрузка готовой продукции на современных складах производится с помощью конвейеров, экскаваторов, погрузчиков, из буккеров.

Конвейерная отгрузка (рис. 30.2, е) наиболее экономичная, обеспечивает возможность усреднения качества и может быть использована при любых фракциях щебня (гравия) и круглосуточном режиме работы предприятия.

Рисунок 30.2 Схемы складов щебеночных карьеров: а, б – конусного и штабельного типов; в – с консольно-поворотным конвейером; г, д - бункерного и полубункерного типов; е – с отгрузкой продукции конвейером; 1 – ленточные конвейеры; 2 – лотковый вибропитатель; 3 – затвор

Экскаваторная отгрузка применяется в случаях когда сооружение дорогостоящих подштабельных галерей нецелесообразно (например, при сезонном режиме работы предприятия) либо невозможно (при неблагоприятных гидрогеологических, климатических и других условиях). Недостатками погрузки экскаваторами или погрузчиком является измельчение и загрязнение готовой продукции.

Бункерная отгрузка осуществляется обычно одновременно через несколько течек, оборудованных загрузочными механизмами (лотками затворами или вибропитателями. Продолжительность бункерной загрузки зависит от характера готовой продукции, формы бункера, размера и числа выпускных отверстий. Например, продолжительность загрузки полувагона 60 т через четыре течки составляет 3 – 5 мин.

5. Механические способы подготовки к выемке естественного камня

Сохранение физико-механических свойств и декоративности, а также достижение определенных размеров и формы камня возможны при использовании специальных методов и средств направленного отделения блоков или штучного камня от массива, обеспечивающих концентрацию критических напряжений строго в необходимых плоскостях раскола или реза. Применение взрывчатых веществ при добычи блоков не рекомендуется, так как это приводит к появлению трещин в массиве и нарушению его пластичности.

При механическом (безвзрывном) отделении крупных монолитов камня от массива используются буроклиновой способ, терморезаки, канатные пилы, ченнелеры и буроклиновой способ; крупные монолиты затем разделяют на товарные блоки. Для непосредственного отделения стенового камня или облицовочных блоков применяют камнерезные машины (таблица 30.1).

Таблица 30.1 Способы подготовки к выемке блоков естественного камня

В настоящее время на ряде гранитных карьеров внедрена термическая резка для отделения монолитов от массива (рис. 30.3). Производительность газоструйных камнерезных машин составляет 1 – 2 м 2 /ч. Преимуществами их применения является увеличение выхода блоков в 1.5 – 2 раза по сравнению с выходом их при буровзрывном способе, улучшение качества блоков, сокращение затрат ручного труда и увеличение производительности камнетесов.

При буроклиновом способе подготовка блоков к выемке состоит из двух взаимосвязанных процессов: бурение рядов сближенных шпуров в вертикальном и наклонном направлениях по принятым плоскостям; последующего клинового откола камня.

При разделке гранитных монолитов на кондиционные блоки шпуры диаметром 20 – 40 мм бурят на глубину 80 – 100 мм, расстояние между шпурами 0.05 – 0.1 м. В шпуры вставляют простые или сложные (состоящие из двух щечек и собственного клина) клинья.

При разработке мраморных месторождений шпуры бурят на всю высоту или ширину блока. Расстояние между ними составляет 0.2 – 0.2 м в зависимости от способности мрамора к расколу и размеров добываемых блоков, на 1 м 3 горной массы бурят до 6 – 10 шпуров. Производительность труда бурильщика при бурении горизонтальных шпуров составляет 25 – 35 м/смену. Производительность труда рабочего по отколу 2 – 3 м 3 /ч. Суммарная производительность труда рабочего по производству готовых блоков 0.2 – 0.6 м 3 /смену, трудоемкость работ при этом равна 1.7 – 5 чел-смен/м 3 .

Достоинства буроклинового способа подготовки мраморных блоков: простота, максимальное использование природных трещин, возможность применения в сложных горно-геологических условиях и отбойки блоков любого размера и любой прочности. Недостатки: большой удельный вес ручного труда, низкая производительность труда высокие себестоимость блоков и трудоемкость работ, сложность обеспечения безопасности работ. В зарубежной практике при буроклиновом способе подготовки блоков широко используются вертикальные, горизонтальные и наклонные каретки и станки колонкового бурения.

Чаще всего буроклиновой способ применяют в сочетании со взрывным способом отбойки монолитов, с канатными пилами и другими способами.

Перспективным в направленном отколе блоков от массива или от крупных монолитов является применение закладных клиньев с гидравлическим приводом. Концентрация напряжений в необходимой плоскости и направленный откол блоков возможны только при групповой синхронной работе нескольких гидроклиньев (рис. 30.3). Использование таких клиньев позволяет увеличить расстояние между шпурами до 0.3 – 0.4 м, что значительно сокращает объем выполняемых буровых работ и повышает производительность труда рабочих.

Рисунок 30.3 Схема гидроклиновой установки:

1 – насос; 2 – измерительная аппаратура; 3 – золотниковый распределитель; 4 – шланг; 5 – закладные гидроклинья; 6 – породный блок

Канатные пилы (рис. 30.4) различных конструкций являются основным средством направленного отделения мраморных блоков от массива и монолитов. Процесс пиления осуществляется за счет абразивного действия кварцевого песка, непрерывно подаваемого с водой в забой. Производительность канатных установок составляет 1.2 – 1.5 м 3 /ч. Достоинства канатных пил: простота конструкции и обслуживания, получение блоков необходимого размера и правильной формы, относительно небольшая энергоемкость пропила. Недостатки: сложность работы, снижение эффективности при наличии твердых включений и повышенной трещиноватости массива, большой объем горно-подготовительных работ.

Ударно-врубовые машины (ченнелеры) широко применяются на мраморных карьеров США, Канады, Франции и Испании. Машины могут производить вертикальные, наклонные, реже горизонтальные врубы. Рабочим органом этих камнерезных машин является комплект долот, которым сообщается возвратно-поступательное движение. При перемещении ченнелера по рельсам долота наносят удары по горной породе, разрушают ее и образуют врубовую щель шириной до 50 – 60 мм и глубиной до 6 м.

Рисунок 30.4 Схема канатной пилы:

1 – приводная станция; 2 – направляющие шкивы; 3 – пильные стойки; 4 – канат; 5 – натяжное устройство

Организация работ при работе ченнелеров предусматривает проведение вертикальных или наклонных врубов (в зависимости от трещиноватости или слоистости полезной толщи) на значительной площади кровли разрабатываемого слоя. Затем проводят разрезную траншею и производят горизонтальную отбойку нарезанных челеннерами блоков (чаще всего буроклиновым способом), подготовляя таким способом к выемке весь слой. Производительность ченнелеров составляет 0.8 – 1.2 м 3 /ч или 5 – 8 м 2 /смену. Ударно-врубовые машины имеют относительно высокую производительность при прочном мраморе, дают возможность получать блоки рациональных размеров. Недостатки их применения: увеличенная ширина вруба, большая энергоемкость разрушения, возможное нарушение прочности камня из-за большой энергии одиночного удара. Применение ченнелеров рекомендуется при их производительности не менее 5 м 2 /смену на карьерах мощностью до 1000 – 1500 м 3 блоков в год.

Камнерезные машины разделяются на дисковые, баровые и с кольцевой фрезой. Выбор типа камнерезной машины определяется главным образом прочностью горной породы, потребными размерами продукции и выбранной технологией вырезки камня.

Подготовка пильного камня к выемке включает три операции (рис. 30.5): нарезку поперечных пропилов (1); горизонтальный пропил на длину заходки (2) и нарезку затылочного пропила и отделение камня от массива по всей длине заходки (3).

Рисунок 30.5 Схема очередности (1 – 3) пропилов при работе камнерезных машин

Дисковые машины применяют для резания камня с пределом прочности при сжатии σсж = 1÷25 МПа, машины с цепными барами – при σсж = 1 ÷ 10 МПа, камнерезные машины с кольцевыми фрезами – при σсж = 5 ÷ 120 МПа.

При использовании дисковых пил максимальная глубина пропила (м) определяется из выражения

h = 0.5(D – d), (30.1) где D – диаметр диска, м; d – диаметр фланца, м.

Чтобы избежать трения фланца о породу, необходимо принимать h = 0,4D, что составляет 0,3 – 0,5 м. Производительность камнерезных машин, оснащенных дисковыми пилами, равна 4 – 20 м 3 /ч (рис. 30.6). Преимущества камнерезных машин с дисковыми пилами заключается в простоте конструкции, надежности эксплуатации, обеспечения минимальной толщины пропила. Недостаток дисковых пил – малый коэффициент использования корпуса диска по диаметру.

Рисунок 30.6 Камнерезная машина СМ-89А

Для увеличения коэффициента использования длины рабочего органа и добычи крупных блоков стенового камня на карьерах применяют камнерезные машины с кольцевыми фрезами. У этих машин использование рабочего органа по диаметру составляет 65 -75 %. Кольцевые фрезы обеспечивают глубину пропила до 1025 мм. Для добычи крупных стеновых блоков с пределом прочности при сжатии до 40 МПа в основном применяется машина СМ-580А (рис. 30.7), имеющая производительность по горной массе 4 – 12 м 3 /ч.

Машина СМ-177А (рис. 30.8) предназначена для вырезки крупных блоков мрамора, мраморизированного известняка и других сходных с ними горных пород. Эксплуатационная производительность машин на мраморе – от 6 до 20 м 2 пропила в смену. Степень механизации процесса подготовки блоков к выемке составляет 60 – 70 %. Достоинства машины СМ-177А: надежность эксплуатации, высокая производительность при резании прочного мрамора (σсж 120 МПа), правильная форма и ровные поверхности вырезаемых блоков. Недостатки: ограниченные размеры блока по ширине и высоте, значительные потери мрамора из-за ширины пропила 34 – 36 мм, снижение выхода блоков при развитой системе трещин.

Рисунок 30.7 Камнерезная машина с кольцевыми фрезами СМ-580А

Модификация машины СМ-177А является камнерезная машина СМ-428, которая применяется в основном для подрезки мрамора при планировки кровли пласта, т. е. для производства работ по скальным вскрышным породам. Она обеспечивает монолитность нижележащего массива.

При добыче крупных блоков известняка и мрамора широко распространен алмазный инструмент. В Бельгии и Франции эффективно используются камнерезные машины, оснащенные алмазными сегментными отрезными кругами диаметром 2.5 – 3.0 м. Алмазные отрезные круги диаметром 0.5 – 0.8 м широкое применение получили в США, где ими оснащаются малогабаритные добычные камнерезные машины, а также в Австралии при разработке песчаника. Использование таких машин целесообразно при разработке месторождений осадочных, метаморфических и изверженных горных пород с σсж ≤ 100 – 120 МПа. По сравнению с камнерезной машины СМ-177А, оснащенные алмазным инструментом, имеют следующие основные преимущества: производительность труда рабочих увеличивается в 2.5 раза, затраты на создание щелевого пропила и потери полезного ископаемого на пропил сокращаются в 2 раза, повышается качество поверхностных граней вырезаемых блоков.

Для подготовки к выемке крупных блоков применяются также камнерезные машины с цепными (баровыми) режущими органами. Использование длины рабочего органа при этом составляет 85 – 90 %.

Типичной машиной подобного рода является двухбарабанная камнерезная машина КМАЗ-188, которую обычно применяют при прочности камня 4 -5 МПа; при этом производительность ее не превышает 1 - 2 м 3 /ч по горной массе. Камнерезная машина КБЦ-3а (рис. 30.8) вырезает блоки размером 1 м, производительность ее в смену доходит до 18 м 3 .

Рисунок 30.8 Схема универсальной камнерезной машины СМ-177А:

1 и 3 – соответственно нижняя и верхняя тележки; 2 – катки; 4 – электродвигатели;

5 – редукторы; 6 – опорный вал; 7, 8 и 13 соответственно поперечная продольная и горизонтальная фрезы; 9 – направляющие ролики; 10 – тросы; 11 – лебедки; 12 – муфты; 14 – ведущая шестерня; 15 – рельсы

На ряде карьеров облицовочного известняка и мрамора (Бельгия, Франция, Италия) распространены машины, оснащенные тонкими барами (толщиной 25 – 30 мм) с твердосплавными резцами. Производительность таких машин на мраморовидном известняке составляет 5 м 2 вруба в час при стойкости инструмента 1000 – 1200 м 2 пропила.

Рисунок 30.8 Схема камнерезной баровой машины КЦБ-3а:

1- бар; 2 – цепь; 3 – звездочка; 4 – электродвигатель; 5 – колонка; 6 – трос; 7 – кронштейн; 8 – ролики; 9 – колесо; 10 – ручка; 11 – лебедка; 12 – головка; 13 – бачок с водой; 14 – твердосплавные пластинки; 15 - планки

К достоинствам камнерезных машин с цепными режущими органами относятся: малые размеры и масса, маневренность в забое, относительно небольшая энергоемкость резания, возможность осуществления глубоких пропилов, Вместе с тем этому типу режущего органа свойственен ряд недостатков, основными из которых являются быстрый износ (вследствии большого числа подвижных звеньев) и наличие больших динамических нагрузок. Конструктивно цепные фрезы значительно сложнее дисковых пил.

6. Производственные процессы добывания камня

Месторождения естественного камня, как правило, залегают в благоприятных горно-геологических условиях, на небольшой глубине от поверхности. Вместе с тем разработка таких месторождений характеризуется специфическими особенностями.

1. Наличие определенных закономерностей в строении добываемого камня, изменение его прочности в различных направлениях с в расположении трещин обуславливает выбор технологических схем и параметров процессов применительно к элементам залегания и направлению облегченного раскола или распила камня.

2. Сохранение физико-механических свойств и декоративности разрабатываемых горных пород, а также достижение определенных размеров и формы камня возможно при использовании специальных методов и средств направленного разрушения породы, обеспечивающих концентрацию критических напряжений строго в необходимых плоскостях раскола или среза.

3. Отбойка наиболее ценных блоков крупных размеров и большой массы (10 т и выше) требует проведение подготовительных, выемочных, погрузочных и транспортно-складских процессов с тяжелыми неделимыми грузами.

4. Относительно небольшая мощность карьеров, малая высота уступов и часто нерегламентированные отметки горизонтов обуславливают специфику всех производственных процессов, начиная от подготовке к выемке и кончая транспортированием.

5. Получение из массива наряду с блоками или штучным камнем горной массы (отходов), объем которых часто превышает в несколько раз количество добываемой основной продукции, требует организации работ по погрузке и транспортированию отходов и решения вопроса об их использовании; часто это имеет решающее значение для рентабельной работы карьера.

6. Малые допуски к размерам добываемых блоков требуют строгого соблюдения размеров и направлений выемки в пространстве.

7. Разнообразие возможных специальных методов и средств направления отделения (отбойка) камня от массива и большая трудоемкость требуют тщательного выбора наиболее рационального способа отбойки для данных конкретных условий, что резко уменьшает и объем некондиционной продукции.

В зависимости от вида горных пород, их физико-механических свойств, минералогического и химического составов и от показателей, характеризующих условия залегания месторождений, определяют технологию работ по подготовке горных пород к выемке, выемке, погрузке и транспортирование гонной массы, а также варианты обеспечения горных