Известняк — это горная порода, которую люди используют каждый день. Он есть в цементе, бетоне, дорогах и даже в стекле. Но большинство людей не знают, как добывают известняк. Этот процесс очень организован и использует тяжелую технику. Эта статья покажет вам, как добывают известняк, от карьера до конечного продукта. Вы узнаете о методах, машинах и этапах этого процесса.
Что такое известняк?
Прежде чем говорить о том, как добывают известняк, давайте сначала поймем, что это такое. Известняк — это осадочная горная порода. Он в основном состоит из кальцита, минерала с химической формулой CaCO₃ (карбонат кальция). Эта порода обычно образуется в чистых, спокойных, теплых и мелководных морских водах. Она формируется из скопления раковин, кораллов, водорослей и других органических остатков морских существ. За миллионы лет эти остатки спрессовываются в породу. Известняк встречается разных цветов, включая серый, белый, желтый и коричневый. Он также реагирует с соляной кислотой; это простой тест для его идентификации. Около 10–15% всех осадочных пород составляют известняки.
Где находят известняк?
Известняк встречается по всему миру. Крупные месторождения находятся в известняковых поясах каменноугольного периода Европы и в меловых отложениях Северной Америки. В Азии и на Ближнем Востоке также есть обширные известняковые формации. Китай обладает огромными запасами в Гуанси, Шаньдуне и Сычуани. Индия имеет крупные месторождения в Раджастане, Мадхья-Прадеше и Гуджарате. В Африке также есть обширные месторождения известняка докембрийской и палеозойской эр.
Чистота известняка варьируется в зависимости от местоположения. Месторождения высокой чистоты содержат около 95–99% карбоната кальция. Они используются для промышленных применений. Нечистый известняк, содержащий глину, кремнезем или доломит, используется для менее требовательных задач.
Пошаговый процесс: Как добывают известняк?
Теперь давайте ответим на главный вопрос: как добывают известняк? Этот процесс включает несколько ключевых этапов.
Шаг 1: Поиск и подготовка участка
Первый шаг в добыче известняка — поиск хорошего месторождения. Геологи изучают местность, чтобы найти высококачественный известняк. Они проверяют состав и глубину залегания породы. Как только хорошее место найдено, участок подготавливают. Удаляют деревья и верхний слой почвы. Этот верхний слой называется вскрышей. На каждую тонну добываемого известняка в некоторых местах может потребоваться удалить около 950 кг вскрыши.
Шаг 2: Бурение и взрывные работы
Это основной метод, используемый для добычи известняка. Рабочие бурят отверстия в породе с помощью роторных буровых установок или буровых установок с погружным пневмоударником (DTH). Отверстия располагаются по определенной схеме. Затем в отверстия закладываются взрывчатые вещества, такие как ANFO или динамит. Взрывчатка детонирует в контролируемой последовательности. Это разбивает известняк на более мелкие куски. Взрывы синхронизируются с интервалами в тысячные доли секунды, чтобы уменьшить вибрацию в близлежащих районах. Взорванные куски известняка обычно имеют размер около 80 см – 1 метра.
Шаг 3: Погрузка и транспортировка
После взрыва раздробленный известняк грузят в грузовики. Колесные погрузчики и гидравлические экскаваторы зачерпывают породу и наполняют самосвалы. Эти самосвалы транспортируют сырой известняк на дробильную установку рядом с карьером.
Шаг 4: Дробление
Первый этап дробления использует первичную дробилку, обычно щековую или конусную дробилку. Эта машина разбивает большие камни на более мелкие куски размером около 10 см или менее. После первичного дробления известняк может пройти через вторичные дробилки, такие как роторные или конусные дробилки, которые еще больше уменьшают размер. Некоторые предприятия используют мобильные дробилки, работающие прямо в забое карьера.
Шаг 5: Грохочение
После дробления известняк проходит через вибрационные грохоты. Грохоты сортируют дробленый известняк на различные фракции по размеру. Эти группы называются фракциями. Каждая фракция имеет свое назначение. Некоторые породы используются как основание для дорог. Другие размеры перерабатываются в цемент или известь. Слишком крупные камни возвращаются в дробилку для следующего прохода.
Шаг 6: Промывка (опционально)
Для некоторых применений дробленый известняк промывают. Промывка удаляет глину, пыль и песок. Это улучшает чистоту конечного продукта. Чистый камень лучше подходит для производства стекла или высококачественного бетона.
Современный метод: Открытая разработка без взрывных работ
Не все операции используют бурение и взрывные работы. Существует другой способ добычи известняка, называемый поверхностной разработкой (стрип-майнинг). Этот метод использует большие машины, называемые фрезами для открытых работ. Эти машины имеют вращающийся барабан с резцами, которые врезаются в породу. Они режут, дробят и грузят материал за один проход. Одна такая фреза может добывать до 1500 тонн известняка в час. Для более твердого известняка с пределом прочности на сжатие 110 МПа фреза вырезает около 400 тонн в час.
Поверхностная разработка имеет несколько важных преимуществ. Она чисто отделяет известняк от пустой породы, такой как сланец, что дает более чистый продукт. Она не требует взрывчатки, поэтому меньше шума и пыли. Она также безопаснее для рабочих. Машина загружает материал прямо в грузовики, поэтому требуется меньше этапов.
Подземная добыча известняка
Иногда известняк залегает слишком глубоко, чтобы добраться до него с поверхности. В этом случае добыча известняка становится вопросом подземных методов. Подземная добыча использует туннели. Шахтеры используют проходческие комбайны и машины Load-Haul-Dump (LHD) для извлечения породы. Для устойчивости кровли шахты используются анкерные крепи. Этот метод используется, когда поверхностные запасы истощены или когда очень толстая вскрыша делает открытую разработку слишком дорогой.
Шаг 7: Измельчение в порошок
Для некоторых целей известняк должен быть превращен в мелкий порошок. Дробленый известняк поступает в мельницы, такие как шаровые или валковые мельницы. Эти машины измельчают породу в очень мелкий порошок. Этот известняковый порошок используется как наполнитель в красках, пластмассах и других продуктах.
Шаг 8: Обжиг (производство извести)
Иногда добытый известняк проходит дополнительный этап, называемый обжигом. Известняк нагревают во вращающейся печи до температур 900–1000°C. Этот процесс удаляет углекислый газ и превращает известняк в негашеную известь (оксид кальция). Негашеная известь используется для производства стали, очистки воды и других промышленных процессов. Обычно требуется две тонны печной шихты для производства одной тонны негашеной извести.
Основное оборудование, используемое при добыче известняка
Когда мы смотрим на процесс добычи известняка, мы видим множество различных машин. Вот основные из них:
Буровое оборудование: Роторные буровые установки и буровые установки DTH для взрывных скважин.
Взрывчатые материалы: Взрывчатка и детонаторы для разрушения породы.
Погрузочное оборудование: Колесные погрузчики и гидравлические экскаваторы.
Карьерные самосвалы: Большие грузовики для перевозки породы.
Дробилки: Щековые дробилки для первичного дробления; конусные и роторные дробилки для вторичного.
Грохоты: Вибрационные грохоты для сортировки породы по размеру.
Фрезы для открытых работ: Для безвзрывной выемки.
Мельницы: Шаровые мельницы и валковые мельницы для получения порошка.
Печи: Вращающиеся печи для обжига.
Воздействие добычи известняка на окружающую среду
Понимание того, как добывают известняк, также означает знание его воздействия на окружающую среду. Карьерная добыча меняет ландшафт. Она уничтожает растительность и плодородный слой почвы. Она может влиять на местные водные системы. Добыча известняка в засушливых регионах может привести к серьезному загрязнению окружающей среды и деградации экосистем.
Однако многие карьеры планируют восстановление. После завершения добычи компании используют методы рекультивации. Они завозят новую почву и высаживают местные виды растений. Некоторые старые карьеры становятся озерами или парками. Цель — вернуть земле полезное состояние.
Новые методы также помогают. Поверхностная разработка с использованием машин Wirtgen имеет меньший экологический след. Она снижает выбросы CO₂ и исключает взрывные работы. В чувствительных районах на такие проекты проще получить разрешения.
Мировое производство известняка
Теперь, когда вы знаете, как добывают известняк, вы можете спросить, где это происходит. Китай является крупнейшим в мире производителем известняка. Соединенные Штаты, Индия и страны Европы также производят большие объемы. Мировая индустрия известняка стоит миллиарды долларов. Большая часть добываемого известняка остается на месте, потому что он тяжелый и дешевый в транспортировке. Перемещать его на дальние расстояния было бы дороже, чем стоит сам камень. Такое местное производство помогает сдерживать строительные расходы в каждом регионе.
Резюме
Как добывают известняк? Процесс состоит из нескольких этапов. Сначала рабочие бурят скважины и взрывают породу. Затем они грузят и транспортируют ее на дробильную установку. После этого они дробят и грохотят ее на различные фракции. Иногда ее промывают, измельчают или нагревают для специального использования. Существует два основных метода: традиционное бурение и взрывание, а также современная поверхностная разработка с использованием фрез. Добыча может вестись открытым или подземным способом. Промышленность стремится снизить вред для окружающей среды с помощью тщательного планирования и восстановления.
Известняк — это базовый материал, который строит наш мир. Знание того, как добывают известняк, помогает нам понять, откуда берутся наши дороги, здания и многие продукты. В следующий раз, когда вы увидите бетонное здание или дорогу с твердым покрытием, вы будете знать, что это стало возможным благодаря добыче известняка.