Добыча базальта в Казахстане

Способы добычи базальта

Открытая (уступная) добыча

Доминирующим способом добычи базальта является открытая добыча. Работы ведутся в уступах (горизонтальных пластах), прорезанных в базальтовом массиве, что позволяет использовать тяжёлую технику для удаления вскрышных пород и извлечения блоков или рядовой породы. Высота уступов, углы откосов и подъездные пути проектируются с учетом прочности горных пород и масштаба карьера.

Открытый карьер предпочтителен там, где залежи выходят на поверхность или имеют неглубокое залегание, а также где есть подъездные пути и возможность подвоза тяжелой техники.

Буровзрывные работы

Для прочного, массивного базальта механическая добыча неэффективна — буровзрывные работы используются для дробления породы до размеров, поддающихся обработке погрузчиками и дробилками.

Проектирование взрывных работ направлено на оптимизацию фрагментации (минимизацию негабарита и мелких фракций), поскольку стоимость дробления и качество продукции сильно зависят от исходного распределения размеров фрагментов.

Масштаб работ: небольшие и промышленные карьеры

Небольшие карьеры (кустарные/местные):

Обычно обслуживают местные дорожные работы, небольшие бетонные заводы или ландшафтный дизайн. Оборудование ограничено (одна дробилка, небольшой парк оборудования), процессы выполняются вручную или с низкой степенью автоматизации.

Промышленные карьеры:

Высокопроизводительные карьеры с большим парком техники (экскаваторы, самосвалы грузоподъемностью более 100 тонн или большегрузные самосвалы), первичные и вторичные дробильные установки, сортировочные установки, складирование, промывочные установки и иногда специальные железнодорожные погрузочные станции. Промышленные карьеры часто обслуживают региональные инфраструктурные проекты, поставляют щебень для железных дорог или сырье для заводов по производству минеральной ваты.

Дробление и переработка

После добычи базальт необходимо измельчить, отсортировать по размеру и иногда промывать для получения товарной продукции. Основная технологическая схема хорошо отработана во всем мире, а в Казахстане применяются различные варианты: от традиционных однопоточных дробильных установок до современных многоступенчатых автоматизированных комплексов.

Типичный процесс дробления базальта (технологическая схема и оборудование)

Первичное дробление — щековая дробилка (или конусная дробилка для очень крупных установок)

Назначение: измельчение рядового базальта (руды) до размера, подходящего для дробления на вторичных дробилках (типичное измельчение исходного сырья до 100–300 мм).

Щековая дробилка: прочная, широко используется для первичного дробления. Принимает крупнозернистое питание; Зазор между щеками регулируется для контроля размера продукта и подачи во вторичный контур.

Гирационная дробилка: используется на предприятиях с очень высокой производительностью; сокращает интервалы технического обслуживания, но увеличивает капитальные затраты.

Первичное дробление часто располагается рядом с устьем карьера, чтобы сократить объемы транспортировки негабаритной горной породы.

Вторичное/третичное дробление — конусные и ударные дробилки

Назначение: дальнейшее измельчение материала до требуемых размеров заполнителя и получение частиц кубической формы.

Конусные дробилки (гидравлические конусные): используются для твердых абразивных материалов, таких как базальт, для равномерного измельчения и высокой производительности. Подходит для вторичной и третичной стадий дробления.

Ударные дробилки (с вертикальным валом или горизонтальные ударные дробилки): производят более кубовидный материал и могут использоваться для формования, но дают более мелкие фракции; Выбор зависит от характеристик конечного продукта (например, щебень должен иметь прочные, угловатые частицы).

Комбинированные схемы дробления: первичная щека → конус → конус (или конус → ударная дробилка) обычно используются для получения гранулометрического состава базальта.

На современных заводах используется поэтапное дробление с грохочением в замкнутом цикле между этапами, что позволяет удалить подрешетный материал, а надрешетный материал направить на дальнейшее измельчение.

Просеивание и сортировка

Грохоты (вибрационные грохоты с несколькими деками) разделяют измельченный базальт на фракции (например, 0–5 мм, 5–20 мм, 20–40 мм, 40–63 мм и т. д.). Просеивание часто осуществляется в замкнутом цикле с использованием дробилок для контроля гранулометрического состава продукта.

Пальцевые/банановые сита для липкого материала реже используются для базальта (с низким содержанием глины), но при необходимости сита могут быть оснащены системами пылеподавления и обезвоживания.

Промывочные установки: добавляются, если в заполнителях не должно быть мелких фракций и глины (в соответствии с требованиями к бетонным заполнителям может потребоваться промывка).

Конечные продукты из базальта

Базальт даёт несколько высококачественных конечных продуктов:

Дорожный щебень: прочный, с высокой несущей способностью и износостойкостью, используется в слоях основания и подстилающего слоя.

Железнодорожный балласт: угловатый, твёрдый базальт идеально подходит для балласта, поскольку он хорошо сцепляется и устойчив к разрушению при высоких динамических нагрузках.

Заполнители для бетона (крупные и мелкие): Дроблёный базальтовый заполнитель широко применяется для производства бетона; его пригодность определяется гранулометрическим составом и чистотой.

Минеральная вата (базальтовая минеральная вата): базальт или смесь базальта и диабаза плавится при высоких температурах (~1400–1600 °C) и вытягивается в волокна для производства утеплителя. Развитие заводов по производству минеральной ваты в Казахстане является важным фактором развития карьеров.

Технологии, используемые в Казахстане: традиционные и современные дробильные установки

Традиционные дробильные установки

Характеристики: одно- или двухстадийное дробление, минимальная автоматизация, ручное управление, базовое грохочение, ограниченное пылеподавле-ние.

Области применения: небольшие карьеры, местное снабжение для строительства дорог и небольших бетонных заводов.

Современные дробильные установки

Характеристики: многостадийное дробление (щековая + конусная/ударная стадии), грохочение в замкнутом цикле, конвейеры, автоматизированное управление на базе ПЛК, мониторинг состояния, системы пылеподавления, частотно-регулируемые приводы (ЧРП) для двигателей, а также иногда мобильные модульные установки, которые можно перемещать по мере продвижения карьера.