Eksploatacija i obrada kamena - Nemanja Popović

Cilj ovog inženjerskog priručnika i udžbenika je da se dobije celoviti prikaz eksploatacije i obrade kamena preko uslovljenosti i povezanosti svih parametara sistema eksploatacije i mašina u sistem - površinski kop (kamenolom).

Kamen, u sveobuhvatnom pojmu, kao u ovoj knjizi (tehnički, građevinski, ukrasni, rezani-zidarski, šljunak i pesak) postaje značajno rudarstvo XXI veka u mnogim zemljama, kako po broju kamenoloma, kapacitetima, tako i po vrstama proizvoda.

Kamen je takođe zaslužio da se sveobuhvatno obradi jednim inženjerskim priručnikom koji će biti osnova za moderno projektovanje i vođenje i univerzitetski udžbenik. Isti pristup je bio i kod pisanja priručnika i udžbenika za projektovanje površinskim kopova [42], u dva izdanja, koji je široko prihvaćen na celom prostoru bivše Jugoslavije. Iz toga je proizašla i obaveza da se stečena znanja prošire i na eksploataciju i obradu kamena, čime se zaokružuje površinska eksploatacija u celosti. Poseban značaj, kao i do sada, dat je tačnom definisanju (standardizaciji) termina u eksploataciji i obradi kamena.

Od svih definicija najbolja je ona Ajnštajnova (po suštini i Kantova): „nauka - to je pokušaj da se naša haotična saznanja dovedu u sklad sa nekim jedinstvenim sistemom mišljenja”. Rečju - nauka je sve što ima svoj sistem (sistematizaciju).

Takvo široko poimanje nauke je vodilja i u ovoj knjizi, zbog čega se, kao i u ranijim knjigama, i ovde nalazi niz klasifikacija, tabela, formula i sl., kojima se omogućuje čitaocima da kroz kvantitativne metode optimaliziraju (projektuju) skoro sve postupke, operacije, radne i proizvodne procese u ukupnom sistemu površinskog kopa. Termini koji se uvode usaglašeni su (standardizovani) sa ranijim u knjizi [42], što inače osećamo kao obavezu već od prvih publikovanih radova.

Iza svake klasifikacije stoji neki naučni projekat i neka naučna institucija po kojoj često nosi i naziv (Institut, Fakultet, Akademija nauka). Zar i doktorska disertacija nije po širokoj definiciji - klasifikacija (sistematizacija)?

Tabela, kao naučni prikaz uvijek je, po suštini, izvesna sistematizacija i govori više od desetina stranica teksta.

Formule (zavisnosti), kao i tabele, su takođe izvesna sistematizacija, jer govore o zakonitostima, koja su vodeće načelo u projektovanju i planiranju.

SADRŽAJ
PREDGOVOR

1 STANJE I PERSPEKTIVE RAZVOJA PROIZVODNJE
KAMENA (KAMENIH PROIZVODA-NEMETALA)
1.01 ISTORIJSKI OSVRT NA PROIZVODNJU I UPOTREBU KAMENA
1.02 SRPSKI KAMENI SPOMENICI 17
1.03 KAMENI SPOMENICI U SVIJETU 23
1.04 NEMETALI-DOMINANTNO KAMEN-NAJVEĆA
RUDARSKA DJELATNOST NA POČETKU TREĆEG MILENIJUMA 25
1.05 NOVI MODEL PLANIRANJA I PROJEKTOVANJA RUDNIKA 31
1.06 KLASIFIKACIJE I NAZIVI (TERMINOLOGIJA) ZA KAMEN 38

2 KVALITET, STANDARDI I TEHNIČKI ZAHTJEVI ZA KAMEN 49
2.01 OSNOVNA SVOJSTVA ZA SVE VRSTE I UPOTREBE KAMENA 50
2.01.01 MINERALOŠKO-PETROGRAFSKA SVOJSTVA KAMENA 50
2.01.02 FIZIČKO-MEHANIČKA SVOJSTVA KAMENA 66
2.02 POSEBNI STANDARDI I TEHNIČKI
ZAHTJEVI ZA AGREGATE ZA BETON I ASFALT 76
2.02.01 KORIŠTENJE KAMENA U BETONU 76
2.02.02 NAREDBA O OBAVEZNOM ATESTIRANJU 80
2.02.03 USLOVI KVALITETA (SRBS B.B2.010) 85
2.03 POSEBNI STANDARDI I TEHNIČKI ZAHTJEVI ZA
PRIRODNE I DROBLJENE AGREGATE ZA KOLOVOZE PUTEVA 88
2.04 POSEBNI STANDARDI I TEHNIČKI ZAHTJEVI ZA PRIRODNE I
DROBLJENE AGREGATE ZA ZASTORE ŽELJEZNIČKIH PRUGA 91
2.05 POSEBNI STANDARDI I TEHNIČKI
ZAHTJEVI ZA REZANI ZIDARSKI KAMEN 93
2.06 POSEBNI STANDARDI I TEHNIČKI ZAHTJEVI
ZA UKRASNI (ARHITEKTONSKI) KAMEN 96
2.06.01 PROIZVODI IZ UKRASNOG (ARHITEKTONSKOG)
KAMENA I NJIHOVA STANDARDIZACIJA 96
2.06.02 KLASIFIKACIJE UKRASNOG (ARHITEKTONSKOG) KAMENA 107
2.06.03 DEKORATIVNOST 112
2.06.04 TRAJNOST I PROPADANJE KAMENA 120
2.06.05 RADIJACIONA OCJENA UKRASNOG (ARHITEKTONSKOG) KAMENA 125
2.07 POSEBNI STANDARDI I TEHNIČKI
ZAHTJEVI ZA PIJESAK I ŠLJUNAK 132

3 EKSPLOATACIJA I PRERADA
GRAĐEVINSKOG (TEHNIČKOG) KAMENA 139
3.01 SPECIFIČNOSTI POVRŠINSKIH KOPOVA
(KAMENOLOMA) GRAĐEVINSKOG KAMENA 140
3.02 TEHNOLOŠKA KLASIFIKACIJA LEŽIŠTA GRAĐEVINSKOG KAMENA 145
3.03 LEŽIŠTA I NALAZIŠTA GRAĐEVINSKOG KAMENA SRBIJE 150
3.04 LEŽIŠTA I NALAZIŠTA GRAĐEVINSKOG KAMENA CRNE GORE 170
3.05 LEŽIŠTA I NALAZIŠTA GRAĐEVINSKOG
KAMENA BOSNE I HERCEGOVINE 172
3.06 OGRANIČENJE POVRŠINSKIH KOPOVA
(KAMENOLOMA) GRAĐEVINSKOG KAMENA 172
3.06.01 GEOMEHANIČKA SVOJSTVA STIJENA U KAMENOLOMIMA 174
3.06.02 GEOMETRIJSKA ANALIZA POVRŠINSKOG KOPA (KAMENOLOMA) 175
3.06.03 OGRANIČENJE POVRŠINSKOG KOPA
GRAĐEVINSKOG KAMENA (ZAVRŠNA KONTURA KAMENOLOMA) 192
3.07 OTVARANJE POVRŠINSKOG KOPA (KAMENOLOMA) 196
3.08 SISTEMI EKSPLOATACIJE I KOMPLEKSI MAŠINA NA KAMENOLOMIMA 199
3.08.01 ELEMENTI, PARAMETRI, POKAZATELJI I KLASIFIKACIJE SISTEMA EKSPLOATACIJE 199
3.08.02 SPECIFIČNOSTI RAZVOJA RUDARSKIH RADOVA
U BRDSKIM POVRŠINSKIM KOPOVIMA (KAMENOLOMIMA) 210
3.08.03 TEHNOLOŠKE ŠEME RUDARSKIH RADOVA I KOMPLEKSI
MAŠINA U KAMENOLOMIMA (TEHNOLOŠKI KOMPLEKSI) 212
3.08.03.1 Osnove za izbor i tehnološka klasifikacija
kompleksa mašina (tehnološkog kompleksa) 212
3.08.03.2 Tehnološke šeme rudarskih radova kod masovnog kopanja kamena 214
3.08.03.3 Proračuni parametara sistema eksploatacije sa masovnim kopanjem kamena 221
3.08.03.4 Tehnološke šeme rudarskih radova kod
selektivnog kopanja krečnjaka različite čvrstoće 224
3.08.03.5 Proračun parametara sistema eksploatacije sa selektivnim kopanjem kamena 228
3.08.04 OTKRIVKA 231
3.08.05 DOBIVANJE I TRANSPORT KAMENA 232
3.08.05.1 Bušenje i miniranje 232
3.08.05.1.1 Metode miniranja, tehnički zahtjevi i oblici obrušenja 242
3.08.05.1.2 Prognoziranje stepena drobljenja miniranjem 245
3.08.05.1.3 Proračun parametara miniranja metodom minskih bušotina 249
3.08.05.1.4 Izbor eksploziva, količine i konstrukcije punjenja u bušotini 262
3.08.05.1.5 Izbor metode i šeme iniciranja (paljenja) eksplozivnih punjenja u bušotinama 275
3.08.05.1.6 Bušenje i miniranje kod selektivnog otkopavanja 283
3.08.05.1.7 Seizmičko dejstvo miniranja 287
3.08.05.2 Ripovanje 295
3.08.05.3 Kopanje i utovar (bagerovanje) 298
3.08.05.4 Transport i deponovanje 318
3.09 PRERADA I OBOGAĆIVANJE (KONCENTRACIJA)
GRAĐEVINSKOG (TEHNIČKOG) KAMENA 323
3.09.01 DROBLJIVOST 323
3.09.02 DROBLJENJE 325
3.09.02.1 Neka iskustva o izboru tehnološke šeme prerade 328
3.09.02.2 Specifičnosti procesa drobljenja nejednorodnih stijena 331
3.09.02.3 Dozvoljeni sadržaj slabog kamena u miniranoj
stijenskoj masi (koja dolazi na drobljenje) 332
3.09.02.4 Dozvoljeni sadržaj grudvi gline u miniranoj
stijenskoj masi (koja dolazi na drobljenje) 334
3.09.03 REŠETANJE (PROSIJAVANJE) 338
3.09.04 OBOGAĆIVANJE PO ČVRSTOĆI 339
3.09.05 TEHNOLOŠKE ŠEME PRERADE KAMENA U AGREGAT ZA BETON I PUTEVE 342
3.09.05.1 Konstrukcija tehnoloških šema prerade (drobljenja i prosijavanja) 342
3.09.05.2 Principi i klasifikacija tehnoloških šema prerade 348
3.09.05.3 Tehnološke šeme prerade po tipu stijena 354
3.09.05.4 Izbor i proračun tehnoloških šema prerade kamena 361
3.09.05.5 Poboljšanje oblika zrna agregata 367
3.09.05.6 Kompleksno iskorištenje kamena 369
3.09.05.7 Skladišta - depoi sirovina i gotovih proizvoda 371

4 EKSPLOATACIJA I PRERADA ŠLJUNKA I PIJESKA 373
4.01 KLASIFIKACIJE I KVALITET ŠLJUNKA I PIJESKA 374
4.02 SPECIFIČNOSTI POVRŠINSKIH KOPOVA
ŠLJUNKA I PIJESKA (ŠLJUNKARA) 377
4.03 TEHNOLOŠKA KLASIFIKACIJA LEŽIŠTA ŠLJUNKA I PIJESKA 380
4.04 LEŽIŠTA ŠLJUNKA I PIJESKA U SRBIJI 382
4.05 OGRANIČENJE POVRŠINSKOG KOPA NA ŠLJUNKU I PIJESKU 384
4.06 OTVARANJE POVRŠINSKOG KOPA ŠLJUNKA I PIJESKA 385
4.07 SISTEMI EKSPLOATACIJE I TEHNOLOŠKI KOMPLEKSI
(STRUKTURA KOMPLEKSNE MEHANIZACIJE) 388
4.07.01 SISTEMI EKSPLOATACIJE I TEHNOLOŠKI KOMPLEKSI NA SUVIM OTKOPIMA 389
4.08 PRERADA I OBOGAĆIVANJE (KONCENTRACIJA) PIJESKA I ŠLJUNKA 430

5 EKSPLOATACIJA I OBRADA REZANOG ZIDARSKOG KAMENA 458
5.01 SPECIFIČNOSTI POVRŠINSKIH KOPOVA
(KAMENOLOMA) REZANOG ZIDARSKOG KAMENA 460
5.02 TEHNIČKI ZAHTJEVI ZA KAMENE
BLOKOVE REZANOG ZIDARSKOG KAMENA 462
5.03 KARAKTERISTIKE I KLASIFIKACIJA
LEŽIŠTA REZANOG ZIDARSKOG KAMENA 465
5.04 OGRANIČENJE POVRŠINSKOG KOPA
(KAMENOLOMA) REZANOG ZIDARSKOG KAMENA 466
5.05 OTVARANJE POVRŠINSKOG KOPA
(KAMENOLOMA) REZANOG ZIDARSKOG KAMENA 467
5.06 SISTEMI DOBIVANJA REZANOG ZIDARSKOG KAMENA
(SISTEMI EKSPLOATACIJE) 475
5.06.01 KLASIFIKACIJA SISTEMA DOBIVANJA 475
5.06.02 KAPACITETI SISTEMA DOBIVANJA 481
5.06.03 DOBIVANJE BLOKOVA KAMENA 491
5.06.04 KAMENOREZNE MAŠINE I NJIHOVI RADNI ORGANI 493
5.07 PRAVCI RAZVOJA U EKSPLOATACIJI REZANOG ZIDARSKOG KAMENA 521

6 EKSPLOATACIJA I OBRADA UKRASNOG (ARHITEKTONSKOG) KAMENA 523
6.01 KLASIFIKACIJE PO SVOJSTVIMA STIJENA (RASPUCALOST,
BUŠIVOST, ABRAZIVNOST, RUŠIVOST, OBRADLJIVOST) 524
6.02 KLASIFIKACIJE LEŽIŠTA UKRASNOG (ARHITEKTONSKOG) KAMENA 545
6.03 SPECIFIČNOSTI POVRŠINSKIH KOPOVA
UKRASNOG (ARHITEKTONSKOG) KAMENA 548
6.04 OTVARANJE POVRŠINSKOG KOPA, PRIPREMA
ZA DOBIVANJE I SISTEM EKSPLOATACIJE 550
6.04.01 OTVARANJE POVRŠINSKOG KOPA I IZRADA USJEKA 550
6.04.02 OTKRIVKA 558
6.04.03 PODJELA LEŽIŠTA NA ZONE STRUKTURNOG
OSLABLJENJA MASIVA (ZONE TIPOVA STRUKTURNIH BLOKOVA) 563
6.04.03.1 Rejoniranje (zoniranje) otkopnog polja po parametrima strmih
pukotina (ograničenje prirodno strukturno-tehnoloških zona) 565
6.04.03.2 Utvrđivanje (proračun) površinske bločnosti masiva 566
6.04.03.3 Pravac razvoja rudarskih radova u granicama jedne strukturno-jednorodne zone 569
6.04.03.4 Podjela otkopnog polja na strukturno-tehnološke zone 570
6.04.03.5 Primjer podjele otkopnog polja Golovinskog ležišta na dijelove i zone 571
6.04.04. ODVAJANJE BLOKA IZ MASIVA 574
6.04.04.1 Klasifikacija postupaka i opreme
usmjerenog razaranja za odvajanje bloka iz masiva 577
6.04.04.2 Mehaničko odvajanje bloka iz masiva rezanjem 585
6.04.04.3 Mehaničko odvajanje bloka iz masiva cijepanjem 607
6.04.04.4 Mehaničko odvajanje bloka iz masiva bušotinskim
rezom-blokorezom (obrubljivanjem bušotinama - odsijecanjem bušotinama) 620
6.04.04.5 Fizičko-mehaničko odvajanje bloka iz masiva cijepanjem ekspanzionim smješama 622
6.04.04.6 Minersko odvajanje (cijepanje) bloka iz masiva 625
6.04.04.7 Fizičko-tehničko odvajanje (odsijecanje) bloka
iz masiva rezanjem (topljenjem) termogorionicima 646
6.04.04.8 Fizičko-tehničko odvajanje (odsijecanje) bloka iz masiva
rezanjem vodenim mlazom visokog pritiska (hidrodinamički postupak) 655
6.04.04.9 Kombinacije postupaka odvajanja primarnog bloka iz
masiva i njegovog rasijecanja na komercijalne blokove 657
6.04.05 SISTEMI EKSPLOATACIJE-DOBIVANJA I TEHNOLOŠKI KOMPLEKSI 670
6.04.05.1 Tipske tehnološke šeme dobivanja blokova
(optimalna podjela masiva-monolita) 670
6.04.05.2 Izbor i proračuni racionalne šeme dobivanja blokova kamena 689
6.04.05.3 Sistemi eksploatacije (dobivanja) i strukture
kompleksne mehanizacije (tehnološki kompleksi) 693
6.04.05.4 Formiranje, kompletiranje i proračuni tehnološkog kompleksa 699
6.04.05.5 Formiranje tipskih tehnoloških kompleksa 706
6.04.05.6 Evolucija neminerskih tehnologija dobivanja granitnih blokova 708
6.04.06 IZVLAČENJE (POVLAČENJE), OBARANJE I
PODJELA PRIMARNOG BLOKA (MONOLITA) 716
6.04.07 EKSPLOATACIJA TANKO-SLOJEVITIH (PLOČASTIH) LEŽIŠTA 731
6.04.08 CIJEPANJE TVRDOG KAMENA U ZAVRŠNI
PROIZVOD (KOCKE, IVIČNJACI, MOZAIK-PLOČICE) 736
6.05 OBRADA UKRASNOG (ARHITEKTONSKOG) KAMENA 738
6.05.01 POSTUPCI I MAŠINE ZA OBRADU KAMENA - KLASIFIKACIJE 738
6.05.02 TEHNOLOŠKE ŠEME OBRADE PROIZVODA IZ KAMENA 741
6.05.03 REZANJE BLOKOVA NA PLOČE (PRIMARNO REZANJE) 746
6.05.04 KROJENJE (OBLIKOVANJE), OBREZIVANJE, UREZIVANJE I PROFILISANJE 757
6.05.05 POVRŠINSKA ZAVRŠNA OBRADA (BRUŠENJE, GLAČANJE I POLIRANJE) 762
6.05.06 UDARNI POSTUPCI POVRŠINSKE ZAVRŠNE OBRADE
(ŠPICOVANJE, ŠTOKOVANJE, BRAZDANJE, PIKOVANJE I BOSIRANJE) 771
6.05.07 DINAMIČKI UDARNI POSTUPCI ZAOBLJAVANJA KAMENA 774
6.05.08 PROJEKTOVANJE (IZBOR I PRORAČUN OPREME) FABRIKE ZA OBRADU KAMENA 776
6.05.09 ČIŠĆENJE I KORIŠTENJE OTPADAKA OD OBRADE KAMENA 792
LITERATURA 793
UMESTO RECENZIJE (POGOVORA) - BELEŠKA O AUTORU 795