Добыча мрамора в россии. Что такое мрамор и как его добывают
Своё название мрамор получил благодаря специфическому блеску на изломе природы. С греческого языка Marmor переводится как блестящий камень. Основным веществом, из которого состоит порода, является карбонат кальция, примесью чаще всего выступает доломит. Мрамор, благодаря жизнедеятельности морских обитателей, в основном моллюсков, образовался миллионы лет назад. Он относится к метаморфическим породам, так как его структура обусловлена метаморфозами перекристаллизации под действием высоких давлений и температуры.
Физические свойства и химический состав
Плотность горной породы зависит от количества и состава примеси и находится в пределах 1900-2900 кг/м³. Твердость по шкале Мооса составляет 2,5-3. Плотность на сжатие - 100-250 МПа, а на излом - 10-30 МПа. Большинство пород имеет цветной окрас. Однако, наиболее ценным является белый мрамор . Благодаря специфическому преломлению света скульптуры из такого материала будто оживают. Примеси придают камню следующие оттенки:
- оксид железа - красный, розовый, кирпичный,
- сульфид железа - иссиня-чёрный,
- силикаты железа - зелёный,
- карбонаты и гидроксиды марганца и железа - бурый, жёлтый,
- графит - чёрный,
- битумы - голубой.
Фактура рисунка зависит как от структуры мрамора, так и от направления распила.
Применение
Наиболее широкое использование камень нашёл в строительстве. Штучный мрамор используют для внутренней и наружной облицовки зданий. Сырьём для изготовления каменной мозаики и штукатурки является мраморный песок и крошка. Они также играют роль бетонных заполнителей. Из породы создают монументальные скульптуры, надгробия. В виде досок чистый мрамор применяется в электротехнике для изготовления приборных панелей и распределительных щитов. Мрамор также является облицовочным материалом столешниц, каминов, полов, лестниц и др.
Способы добычи
Поскольку мрамор является горной породой средней твердости, агрессивные методы добычи такие, как буровзрывные, неприемлемы. Для его получения используются врубочные камнерезные машины, которые могут быть дисковыми либо канатными. Дисковые пилы служат для вырезки блоков относительно небольших размеров. Параметры блока определяются диаметром диска. Блоки больших размеров получают с помощью канатных камнерезов. В этом случае приспособлением для резания служит стальной канат.
Могут быть использованы также баровые машины с длиной лезвия режущего инструмента более трех метров. Армирование функциональных элементов позволяет повысить износостойкость и производительность механизмов. А для ускорения процесса добычи машины оборудуют комплексом режущих инструментов, которые одновременно производят вертикальные и горизонтальные распилы.
Более экономичными способами добычи являются «тихий взрыв» и буроклиновой метод. Оба способа заключаются в бурении скважин в породе, в которые затем поступает расширяющая жидкость или воздух. Таким образом происходит раскол камня по намеченным линиям. Качество блоков значительно уступает аналогам, добытым с помощью камнерезных машин. Мягкие и слоистые сорта мрамора получают ручным способом. Размер блоков составляет 60х60 см. Этот способ трудоёмкий, однако, полностью окупается благодаря востребованности такого мрамора.
Многие сегодня называют "мрамором" похожие между собой породы натурального камня. Например, прочный известняк, который прекрасно полируется, или серпентинит. А между тем, настоящий мрамор на светлом изломе похож на сахар. Примеси делaют этот натуральный камень пестрым или муаровым, прокладывают по его телу жилки или разбрасывают замысловатые пятнышки. Если посмотреть настоящий белый мрамор на свет, его тридцатисантиметровый слой будет просвечивать насквозь.
В России давно найдены места залежей природного мрамора. Самое большое количество месторождений этого натурального камня, конечно, находится на Урале. Источником белого мрамора являются Коелгинское и Айдырлинское месторождения, серый мрармор родом из Уфалейской и Мраморской залежей. Желтый мрамор добывают в Октябрьском и Починском карьерах, черный - на Першинском месторождении, розово-красный мрамор везут из Нижне-Тагильской залежи. Вообще на Урале известно около 20 месторождений этого натурального камня, но в разработке находится только восемь из них.
На Алтае, а также в Западной Сибири из пятидесяти известных месторождений мрамора, разрабатывают только три. Уникальный тонкозернистый белый мрамор, прошитый красно-зелеными прожилками - продукт Пуштулимского месторождения. Нереальной красоты сиренево-розовый мрамор дает Граматушинское месторождение, серо-кремовый мрамор - уроженец Петеневского карьера.
Кибик-Кордонское месторождение в Красноярском крае известно десятками разновидностей белого мрамора пастельных оттенков, а также оранжевого, желтого и зеленовато-серого цветов. Месторождение этого натурального камня в Иркутской области знаменито красновато-розовым крупнозернистым мрамором с сиреневым, оранжевым, зеленым, серым оттенком. Зеленый мрамор в скором времени начнут добывать и на Дальнем Востоке.
По местам разработки мрамора впору проводить исторические экскурсии: камень с Шокшинского месторождения использовали при возведении саркофага Наполеона в Париже, памятника Николаю I в Санкт-Петербурге, могилы Неизвестного солдата в Москве. Натуральным камнем из Кибик-Кордонского месторождения были облицованы станции метро "Марксистская" и "Третьяковская".
А серо-розовый и красный гранит Кузреченского месторождения охотно закупают в Японии и Западной Европе. Серо-коричневый камень из Ленинградской области очень похож на легендарный американский "dacota mahogany".
Специалисты подсчитали, что сейчас общий запас мрамора в странах СНГ измеряется миллиардами кубометров, а разновидностей этого натурального камня около десяти тысяч. Добывают граниты на Украине ("Rosso Santiago" и чернокит), в Узбекистане (камень идентичен известным португальским, испанским, норвежским сортам). Красный грузинский мрамор ничуть не хуже французского и испанского.
Вообще, залежи мрамора можно найти по всей планете. Его история теряется в глубине веков. Уже древние греки разрабатывали каменоломни Пантеликона недалеко от Афин, которые сейчас уже полностью исчерпаны.
Самым популярным природным камнем современности можно назвать прекрасный белый каррарский мрамор из Тосканы, огромные залежи которого расположены по всему склону Апуанских Альп. В Италии добывают и голубоватый, и темно-зеленый, и бело-желтый, и коричнево-красный камень. Австрия знаменита своими сортами мрамора "альпингрюн" и "интерсбергский". Несколько сортов мрамора, в том числе и "Наполеон", разрабатываются во Франции. Добывают мрамор и в Германии, и в Бельгии, и в Швейцарии. А родиной "мраморного оникса" являются Марокко, Алжир, Тунис, Афганистан и Пакистан.
Каждый школьник видел, трогал на ощупь и знает, что такое мрамор, а как добывают этот камень и в какие изделия его перерабатывают, знают далеко не все даже взрослые люди. В переводе с греческого языка это слово означает белый камень. Он является продуктом метаморфического преобразования осадочной породы известняк, состоящей в основном из кальцита (СаСО3).
Метаморфизм – это изменение аморфной структуры исходного минерала под воздействием горного давления и высоких температур в кристаллическое вещество. С давних времен ведется человеком добыча мрамора для строительства, отделки зданий, архитектурных форм. Окраска его меняется от наличия окрашивающих включений: он бывает пестрым и полосчатым, имеет красный и иссиня-черный тон, серый, голубоватый, желтый и бурый оттенки.
Трудно себе представить общестроительную отрасль и архитектуру без такого строительного материала, как мрамор. Сферы его использования разнообразны:
- известняково-мраморная мука для сельского хозяйства как удобрение и компонент для производства комбинированных кормов;
- стройматериалы – облицовочные плиты для наружной и внутренней отделки зданий, мраморные порошки для сухих смесей и красок, крошка и песок в каменную мозаику, бетон;
- электротехнические панели распределительных щитов и мраморных досок, добавляется в обмазку электродов;
- ритуальные – памятники и надгробия, скульптуры;
- при изготовлении асфальта в Карелии мраморный порошок добавляют для улучшения качества.
Один из отделочных камней в Московском метро – мрамор. Также применяется для покрытия полов и лестничных маршей, украшения фонтанов и каминов.
Разрабатываемые каменоломни
Месторождений мрамора в России много, они рассредоточены по всей ее территории. Впервые этот красивый камень использовали для внутренней отделки соборов в Санкт-Петербурге: мрамор нежно-палевого цвета был добыт в Карелии. Камень Ювенского рудопроявления из бассейна Ладоги также украсил некоторые дворцы и сооружения Северной столицы.
Урал – кладезь минералов нашей страны, здесь разведано и поставлено на баланс более 20 залежей мрамора, но в разработке находится только 8, где добывают мрамор на протяжении уже более 80 лет. Их мощности вполне достаточно, чтобы не только обеспечить региональные потребности в сырье, но и снабдить им другие области. Старейшее из них – Коелгинское, камень здесь чисто-белый, ничем не хуже, чем в Карелии.
Дальше на восток наиболее крупные месторождения разрабатываются в Хакасии – Кибик-Кордонское и в Прибайкалье залежь Буровщина. Камень последнего красновато-розовый, оранжевый и зеленый, украшает метрополитен Москвы – станции Марксистская и Третьяковская.
Способы добычи
Добывая мрамор, необходимо соблюдать главное условие – не повредить структуру камня, не допустить образование трещин в массиве, поэтому отделяют глыбы от горного целика только безвзрывными способами. Так, в Карелии при добыче камня применяют шпуровой метод с гидроклином, а на Урале используют баровые камнерезные машины с исполнительным органом в виде цепи, армированной твердым сплавом, которые здесь же и выпускают, в городе Реже Свердловской области.
Если требуется вырезать из целика массивный блок, применяют канатные установки, где рабочий трос покрывается искусственными алмазами и используется для отделения камня путем возвратно-поступательных движений. Применяют и дисковые пилы, размер единичных кирпичей в этом случае ограничен их диаметром.
Добыча мрамора, как правило, осуществляется с поверхности после проведения вскрышных пород, при этом трещиноватый и ржавый камень удаляют в отвал. Но в Италии особо ценные породы добывают из-под земли, используя нагорный рельеф местности, это позволяет сократить расходы по вскрытию запасов.
Переработка сырья
Сегодня на всех разрабатываемых в России месторождениях суммарно добывается и перерабатывается ежегодно около 0,5 млн тонн мрамора. Извлеченные из недр каменные блоки доставляют на камнерезную фабрику, где имеются разнообразные станки для обработки камня:
- для резания;
- шлифовки и полировки;
- вытачивания различных форм.
В Карелии имеется несколько таких фабрик, хотя в других регионах они тоже не единичны. Отходы от переработки камня не выбрасываются, их складируют во временных отвалах. По мере необходимости это сырье пускается в более глубокую переработку, из него изготавливают мраморные порошки, песок и крошку, которые используются во всех областях народного хозяйства.
В последние годы потребление этого красивого и практичного камня неуклонно растет не только в столичных городах, но и прочих миллионниках – около 5% в год. Это превышает темпы роста использования мрамора в других странах.
Блестящий камень – так с латинского языка переводится слово мрамор (marmor). Камень мрамор
представляет собой метаморфическую полнокристаллическую карбонатную горную породу, которая образуется в результате перекристаллизации доломита и известняка. Другими словами мрамор – это такая горная порода, в которой не вооруженным глазом можно увидеть отдельные кристаллы, создающие плотный массив мрамор карбоната.
Чаще всего мрамор
имеет наличие большого количества различных включений и примесей, как других минералов, так и соединений органического происхождения. Все примеси и соединения в мраморе напрямую влияют на качество камня. Часто в состав мрамора входят такие минералы как пирит, полевой шпат, гематит, лимонит, кварц, халцедон.
Мрамор часто применяется в строительной сфере. И если работникам достаётся мрамор с большим количеством примесей кварца, то полировка его и распиловка занимает гораздо большее количество времени.
Физические свойства мрамора
Плотность мрамора
зависит от его примесей. Диапазон плотности обычно колеблется от 1900 до 2900кг/м³. Пористость мрамора составляет не более 1%. Твёрдость камня 3-4 по шкале Мооса. Водопоглощение мрамора 0,15-0,60%. Сопротивление излому 10-30 МПа, а сжатие составляет 100-250 МПа.
Мрамор с зубчатой связью зёрен и мелкокристаллической структурой обладает большей прочностью, а также лучше полируется.
Окраска и цвет мрамора
Данный камень имеет большое разнообразие оттенков цвета и рисунка. Высоко ценятся скульптурный мрамор, статуарный с белой однородной структурой. Мрамор обладает способностью пропускать лучи света на определённую глубину. Это свойство позволяет создавать различные оттенки цвета и поэтому созданные из мрамора здания, скульптуры и другие объекты архитектуры выглядят как «живые».
Цвет и оттенки мрамора
зависят от примесей, входящих в состав кристаллической решётки. Кроме белых тонов, часто встречаются красные оттенки цвета, вызванные примесью гематита. Графит в мраморе выделяется серыми и чёрными неправильными полосами, лимонит придаёт желтоватый оттенок, а вот зелёного мрамора практически не бывает, так как при проверке, зелёный мрамор оказывается всегда змеевиком.
Одним из важнейших свойств мрамора и мраморного известняка считается декоративность его структуры, а также блочность камня, которая является важнейшим промышленным показателем. Блочная структура мрамора
даёт возможность выпиливать, выкалывать, полировать, придавать различные формы скульптурам, мраморным колонам, плитам и др.
Самый дорогой и престижный цвет мрамора чёрный с золотистыми жилками, которые образованы бурожелезняковыми примесями. Им выстилают полы в отелях, ресторанах, музеях, в тех местах, где необходимо создать атмосферу роскоши и благосостояния.
Месторождения мрамора
Месторождения мрамора открыты во многочисленных местах, разных странах и городах. Ещё в Советском союзе были разработаны более 65 мест с залежами мраморной породы . Одними из самых известных в России считаются месторождения Урала. Коелгинский карьер считается одним из крупнейших месторождений мрамора, он полностью механизирован и славится белым равномерным зернистым мрамором.
Белый уфалейский мрамор
с узорами из чёрных и серых полос, также широко используется в строительной сфере. Очень похож по структуре и виду прохоровобаландинский мрамор с желтоватыми и черными полосами. В Карелии находится несколько месторождений, в которых добывают высокодекоративный с отличным качеством мрамор. Особо известны Рускеальское и Белогорское месторождения.
В разработке находятся месторождения мрамора в Сибири. На южной стороне Байкала расположен карьер по добыче мрамора, под названием Буровщина. Не далеко от Саяно-Шушенской ГЭС добывают отменный розовый, серый и полосчатый мрамор, очень похожий на гранит из Кибик-Кордонского месторождения.
Газганское мраморное месторождение является самым крупным в Средней Азии. Здесь добывают мрамор с широким диапазоном цветовых оттенков, например: желтоватый, белый, розовый, серо-жёлтый, оранжевый, красноватый и другие. Всего насчитывают около 45 различных цветов, и такое разнообразие встречается довольно редко. Также стоит отметить менее крупные месторождения Средней Азии. К ним относятся Экпендинское, Аманкутанское — расположены в Узбекистане, а также Таскольское и Каратауское, находящиеся в Казахстане.
В Крыму в местечке Гаспры добывают серо-бурые мраморные известняки
. Подобные породы обнаружены в Грузии, вблизи посёлков Салеити, Шроша, Молитии, однако имеющие красноватый цвет. В Армении известны карьеры Давалуй и Хорвирапское, в них добывают известняк чёрного цвета. Особо красив мрамор красного и розового цветов, добытый в месторождениях около станций Джархедж и Кнорринг. Первая станция находится в Армении, вблизи Куйбышева, а вторая в Приморье.
Из зарубежных стран особо славится Италия, так как в Апуанских Альпах, на Севере Италии залегают толщи мраморных пород белых и цветных оттенков. Теперь стоит отметить месторождение Карраре, именно здесь добывается самый лучший по всем показателям мрамор. В данном месте расположены около 450 небольших карьеров, а также крупнейший механизированный мраморный карьер.
С давних времён Греция известна своими месторождениями мрамора. В карьере Паросское, добывали белый с немного желтовато-розоватым, кремовым оттенком мрамор, который использовался преимущественно для создания скульптур. В строительстве Парфенона использовали бело-жёлтый мрамор, добытый в месторождении Панделиконское. Также мрамор есть в США, Норвегии, Франции, Кубе и многих других городах и странах. Несмотря на такое большое количество месторождений, мрамор всегда имеет довольно высокую цену. Это обусловлено затратами на добычу и обработку камня.
Обработка мрамора
Для добычи мрамора
в карьерах, а в частности для извлечения монолитных плит и блоков используются буроклиновые агрегаты, канатные пилы, врубовые и камнерезные машины. Затем полученную породу в виде плит отправляют на распиловочные станки, которые бывают алмазно-дисковые и алмазно-штрипсовые. Последние используют чаще. Полученные блоки и плиты имеют толщину примерно 15-30 мм. Данный параметр определяется прочностью мрамора
и площадью добытых плит.
Теперь наступает момент шлифовки и полировки, который осуществляется механически на станках. Только после получения идеальной поверхности, мрамор отправляется на сортировку по размерам, затем на продажу.
Применение мрамора
Помимо строительных, облицовочных и архитектурных плит из мрамора также производят скульптурные блоки. Применение мрамора тесно связано с архитектурой, строительством и искусством создания скульптур, а также его применяют для облицовки, создания рельефов и мозаичных композиций. Мраморную крошку
применяют в дорожно-строительных, скульптурных, отделочных и декоративных работах.
Фото строений с использованием мрамора
Ниже рассмотрим фото зданий, архитектурных строений, скульптур и прочих объектов с использованием мрамора, мраморного известняка и мраморной крошки
.
Был известен людям еще во времена Древней Греции, то есть в третьем тысячелетии до нашей эры, Тогда он был очень популярен как строительный и декоративный материал. Месторождения мрамора и сегодня исчисляются сотнями по всей территории Греции. Древние римляне переняли у греков традицию широкого использования этого камня в строительстве, а из Рима он распространился по всей Европе и далее. Конечно, способ добычи мрамора в те времена был совсем иной, гораздо более тяжелый и требующий большого количества человеческих ресурсов.
Разработка породы в античные времена
Раньше было намного меньше известных человеку мест, где был мрамор и осуществлялась его добыча. В частности, было месторождение в Греции недалеко от Афин, а еще на островах Проконнес, Парос и Лесбос.
Данная порода довольно проста в , ее можно без труда пилить и сверлить, и именно этим (а не только эстетическими качествами) она привлекала древних римлян и греков. Но добыча мрамора, конечно, была намного сложнее, чем сегодня – ведь тогда не было ни взрывчатых веществ, ни лазера, ни современных карьерных машин. Камень просто вырезали или вырубали вручную. Чаще всего – зубилами. Причем, к примеру, колонны вырезались уже круглыми – для простоты дальнейшей обработки. Перемещали вырубленные куски внутри нескольких деревянных колес, куда блоки вставлялись, как ось.
Удивительно, как создавались удивительные здания и скульптуры из мрамора, учитывая, что тогда использовались самые простые инструменты: молотки, беззубые пилы, кирки. И тем не менее, именно этот камень по сей день является символом античности.
Современность: как добывают мрамор сегодня
На сегодняшний день человечество располагает значительно большим количеством инструментов и технологий, позволяющих быстро и с минимальными усилиями получить полноценные куски мраморной породы. Еще совсем недавно для этого широко использовали взрывчатку. Сейчас от этого способа практически отказались в силу его опасности для рабочих и того, что огромный процент камня становится непригодным для обработки, то есть попросту отбраковывается.
Впрочем, и сейчас у каждого варианта разработки залежей есть свои плюсы и минусы.
Итак, какими методами добывается мрамор в наше время:
- Металлический трос. Данная технология идет еще из XIX века. Тогда для этого использовали спиральную нить, которая работала совместно с водой и песком. При этом она достаточно легко резала породу, оставляя самый минимум отходов. Сейчас для этих целей применяется стальной трос с алмазным напылением, причем он является частью гигантских карьерных машин. Разработка начинается с бурения, и только потом подключаются тросы. В нашей стране этот прием наиболее распространен на Урале.
- Шпуровой метод с гидроклином. Прием с использованием гидравлического давления, которое нагнетается в пробуренные специально для этого отверстия – шпуры. В результате происходит раскол породы. Правильно расположенные шпуры и тщательно спланированный гидроклин позволяет достаточно точно предсказывать место, в котором камень даст трещину. Таким же образом можно нагнетать в шпуры воздух или закладывать взрывчатые вещества.
- Камнерезная машина. Ее используют для достаточно точной выработки мрамора, который будет использоваться в качестве строительного и облицовочного материала. Отходы минимизируются, а блоки получаются правильной формы.
- Ручной метод. Да, он используется и по сей день – для того, чтобы получить плиты очень мягкого, тонкослоистого мрамора. Технология добычи очень похожа на старинную. Использование машин исключено, так как порода может сильно раскрошиться. Самые большие плиты таких видов камня достигают размеров лишь 60×60 см, но отличаются непревзойденной красотой, и поэтому очень ценятся, окупая затраты на разработку.
География
На сегодняшний день известно огромное количество залежей мрамора в России и за рубежом. Если говорить о нашей стране, то добываемый камень исчисляется сотнями тысяч тонн ежегодно. Преимущественно он используется в строительстве и в отделке помещений. Также мрамор идет на декоративные элементы, в том числе скульптуры. Используются как цельные блоки, так и мраморная крошка.
Самое известное и важное месторождение в России находится на Урале. А точнее, их много – более двадцати, но самые известные - Коелгинское, Октябрьское и Першинское. Очень красивый мрамор добывают из карельских карьеров, у него имеются характерные нежно-розовые прожилки. Также очень много этой породы есть в Сибири и на Алтае, но на сегодняшний день разрабатывается только Пуштулимское месторождение, а еще Петеневское и Граматушинское.
Где добывают мрамор за рубежом? Наиболее ценен итальянский , который добывают в Карраре. До сих пор не исчерпаны Панделиконские и Паросские залежи, известные еще во времена древних греков.
Есть этот камень и в Средней Азии, например, в Узбекистане очень крупное месторождение. В США его добывают в Аппалачах. Большие запасы имеются в Африке – на севере и на востоке.
Несмотря на то, что мрамор используется во многих отраслях, не только в строительстве, а даже, например, в сельском хозяйстве, его ресурс не будет исчерпан еще многие века – в частности, потому, что это очень долговечный материал. Некоторые здания из него, построенные еще до нашей эры, сохранились до сих пор.