CC BY
35
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ «НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА ■ 98»
МОСКВА, МГТУ, 2.02.98 - 6.02.98 СЕМИНАР 2 «ОТКРЫТЫЕ ГОРНЫЕ РАБОТЫ В СЛОЖНЫХ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГОРНОТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ»
И.О. Синельников, студент
О.Б. Синельников, эксперт
Московский государственный горный университет
ТРЕБОВАНИЯ К ДОБЫВАЕМЫМ БЛОКАМ ПРИРОПНОГО ОБЛИЦОВОЧНОГО КАМНЯ
Совсем недавно облицовочный камень относился к разряду остродефицитной продукции, что приводило к диктату производителя и нежеланию повышать качество продукции. Однако сейчас ситуация на рынке резко изменилась. Потребителю понадобилась качественная продукция. Если раньше под гранитным блоком понималась любая глыба по форме напоминающая «картошку», то сейчас рынок требует форму правильного параллелепипеда. Цена гранитного блока превысила 300 долл./м3, а мраморного — 200 долл./м3.Большая ценность облицовочного камня, значительные транспортные издержки на его доставку и высокие стоимости импортного оборудования и инструмента требуют повышения выхода плиток из блока и снижения выхода отходов. В современной практике работы камнеобрабатывающих цехов отсутствует инструмент нормирования выхода продукции, в основном руководствуются опытом или интуицией.
Формально при проектировании камнеобрабатывающих производств выход плит регламентируется нормами технологического проектирования предприятий промышленности по добыче и обработке облицовочных материалов из природного камня, изданных институтом Союзгипроне-руд в 1976 г. В соответствие с этими нормами выход плит из блока может рассчитываться двумя способами.
По первому, необходимо блоки общим объемом 5 - 8 м3 направить на действующий завод и фактически определить выход
плит (м2/м3). При этом об эталоне действующего завода ничего не говорится. Учитывая низкий технологический уровень большинства заводов России, существующие нормы не могут использоваться для расчета.
По второму, - по заданным формулам вручную ведется расчет площади получаемых после распила плит, при этом не учитывается размер заказанных плит. Данный способ трудоемок и не может использоваться в практике, особенно при поточном производстве. Кроме того, можно рассчитать только общую площадь плит, но невозможно определить выход плит определенного геометрического размера.
Сейчас, когда в практике облицовки все больше входят понятие модульности каменных изделий, такие нормы становятся бессмысленными. Разницу между новым методом настилки полов облицовочной плиткой и старой можно наблюдать на станциях Московского метрополитена. При новом - плитка уложена таким образом, что образуются вертикальные и горизонтальные линии швов по всей станции, т е. шов служит элементом дизайна. При старом - каждая плитка отличается по размеру от соседней. В сумме они не имеют никакого рисунка и представляют собой бессистемную укладку.
Современное развитие компьютерной техники, а также появление станков с высокой точностью резания позволяют решить задачу автоматического расчета выхода
продукции из блока, однако подобных попыток никто не предпринимал.
Для решения данной задачи были разработаны модификации компьютерных программ под общим названием ИСБОР, где первые две буквы указывают инициалы автора, а последующие три обозначают тип технологии распиловки гранитного блока «блок ортогонально распиленный». Модификация ИСБОР-Г1 предназначена для расчета выхода гранитной плитки с помощью мультидисковой системы пил при известных параметрах заглубления пил и скорости их подачи. Модификация ИСБОР-Г2 - при неизвестных параметрах, которые задаются исходя из опыта. Ее применение особенно эффективно когда свойства камня занимают промежуточное положение между гранитом и мрамором. Модификация ИСБОР-М1 предназначена для расчета обработки мраморного блока, когда используется ортогональный станок с одной вертикальной дисковой пилой. В зависимости от требований заказчика может быть создана любая модификация программы.
Алгоритм программы составлялся в соответствии с технологическими операциями осуществляемыми любым видом ортогонального станка. В укрупненном виде для гранита это: установка блока - выравнивание верхней поверхности блока - вертикальный распил - горизонтальный распил и съем плит-заготовок - разделка плит-заготовок на плитки - съем нижней, остающейся в виде отходов, корки блока.
Исходными данными для расчета служат: геометрические размеры фактического блока, толщина неровностей верхней, боковых и торцевых граней, количество вертикальных и горизонтальных дисковых пил, категория гранита, плотность камня, линейные размеры конечной заказанной продукции, время, затрачиваемое на выход вертикальных и горизонтальных дисковых пил из зоны резания и вход в него, время, затрачиваемое на выход алмазного инструмента из
зоны резания и переход на новый распил, время обмена блока, время установки блока под распил, скорость подачи вертикальных и горизонтальных дисковых пил, углубление вертикальных и горизонтальных дисковых пил за один проход и др. Скорости подачи дисковых пил и их углубление автоматически определяются в зависимости от категории гранита, исходя из рекомендаций итальянских фирм, основанных на теории пиления алмазными дисками.
Разработанная программа позволяет в течение нескольких минут рассчитывать выход плит с блока, объем и массу полученной продукции, объем остающегося нижнего слоя, общий объем отходов в виде плоских кусков, общий объем шлама от блока, общую площадь распиловки, площадь плитки условной толщины 20 мм, площадь, распиленную одной дисковой пилой, полное и удельное время распиловки блока, производительность и др.
Программа может иметь многоцелевое назначение, с ее помощью можно определять требования к добываемым блокам под конкретный заказ. Это позволяет разделку монолита вести на карьере таким образом, чтобы отходы не везти на камнеобрабатывающий завод, где они только захламляют рабочие площади и требуют дополнительные затраты на их уборку. Кроме того, сокращаются затраты на транспортировку блоков, т.к. не надо платить за дополнительную перевозку отходов. Программа позволяет осуществлять выбор блока на складе под конкретный заказ. Чтобы обеспечить наименьший выход отходов и наибольший выход плитки блок должен иметь следующие геометрические размеры. Высота блока за вычетом нижней корки толщиной 150 мм и верхнего выравнивающего слоя должна быть кратной ширине плитки. Длина блока должна быть кратной длине плитки. Ширина блока влияет на производительность станка. Наибольшая производительность достигается при ширине блока кратной
длине вала, на котором располагаются вертикальные алмазные дисковые пилы. Любая из вышеперечисленных некратностей приводит к потере материала или уменьшает производительность станка. Также можно определять объем заказа на блоки. При получении заказа на камень необходимо купить точное его количество. Закупка блоков с запасом приводит к перерасходованию денежных средств. Еще хуже, когда блоков не хватит, это приведет к срыву срока облицовочных работ и потере доверия у заказчика. Но самым главным достоинством программы является возможность анализи-
ровать процесс распиловки, проигрывать различные ситуации, определять закономерности и правила распиловки. Например, расчеты показали, что один и тот же блок при разных положениях в рабочем пространстве ортогонального станка дает разные выход плитки и производительность. Так, с блока объемом 2,82м3, длиной 1550мм, шириной 950мм и высотой 1300мм в зависимости от его положения выход плит может меняться от 26 до 33 м2/м3, а производительность - с 2,86 до 4,53 м2/ч.
