Что такое мрамор и как его добывают? Мрамор: добыча и применение.

До сих пор словом `мрамор` называют разные породы, схожие меж собой. Строители именуют мрамором любой прочный, поддающийся полировке известняк . Иногда за мрамор принимают похожую породу серпентинит. Истинный мрамор на светлом изломе напоминает сахар. Благодаря примесям этот камень становится пестрым, пятнистым, муаровым, свилеватым и с жилками. Слой чистого белоснежного мрамора толщиной до 30 сантиметров просвечивает насквозь.

Залежи мрамора найдены в разных местах России. Более всего, свыше 20 месторождений, находится на Урале, но добывают камень лишь из 8 залежей. Белый мрамор получают на Коелгинском и Айдырлинском месторождениях, серый - дают Уфалейская и Мраморская залежи, желтый поступает с Октябрьского и Починского карьеров, черный мрамор приносит Першинское месторождение, розово-красный камень дает Нижне-Тагильская залежь. На Алтае и в Западной Сибири известно свыше 50 месторождений мрамора, разрабатывают же здесь три залежи. Пуштулимское месторождение дает уникальный тонкозернистый белый с красно-зелеными прожилками мрамор.

Сиренево-розовый камень получают на Граматушинском месторождении. Серо-кремовый мрамор дает Петеневский карьер. В Красноярском крае расположено крупное Кибик-Кордонское месторождение, где более двадцати разновидностей белого, нежно-кремового, бледно-розового, оранжевого, желтого и зеленовато-серого мрамора . Месторождение Буровщина в Иркутской области дает красновато-розовый крупнозернистый камень с сиреневым, оранжевым, зеленым, серым оттенками. Этим мрамором отделаны московские метростанции "Марксистская", "Третьяковская" и другие. На Дальнем Востоке в последнее время разведали и подготовили к добыче месторожде ние зеленого мрамора с разными оттенками. Общие запасы облицовочного камня стран СНГ насчитывают несколько десятков миллиардов кубометров не менее чем с 10 тысячами декоративных разновидностей. Сейчас полностью разведано 411 месторождений при запасе в 1,36 миллиарда кубометров. Половина этих залежей разрабатываются.

На северо-западе России, в Республике Карелия, Ленинградской области и на Кольском полуострове красные и розовые граниты дают месторождения Винга, Уккомяки и Шальское. Желто-розовый камень дает Муставаар. Наиболее известно Шокшинское месторождение. Его камень использовали при сооружении саркофага Наполеона в Париже, памятника Николаю I в Санкт-Петербурге, могилы Неизвестного солдата в Москве. Завоевал признание архитекторов и строителей серо-розовый и красный гранит Кузреченского месторождения в Мурманской области. Здешний камень покупают в Западной Европе и Японии.

В Ленинградской области, на Елизовском месторождении, добывают серо-коричневый камень, напоминающий знаменитый американский гранит "dacotamahogany".Украина располагает залежами высокоценных гранитов. Наиболее известен красный камень Капустинского месторождения, который на европейском рынке называют "Rosso Santiago". В районе Кривого Рога есть залежи камня черного цвета - чернокита, который аналогичен известному черному бразильскому граниту.

Много залежей мрамора выявлено и освоено в Средней Азии. Самое мощное из них - Газганское в Узбекистане, где добывают розовый, кремовый, оранжевый, желтый, серый и черный облицовочный камень, который идентичен известным португальским, испанским, норвежским сортам. Богата залежами мрамора Грузия. Здесь в Молити, Салиэти, в Старой и Новой Шроше добывают красный камень , не уступающий французскому и испанскому красному мрамору.

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 .

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.

Благодаря развитию технологий на сегодняшний день добыча и обработка мрамора осуществляется без особых трудностей. Данный камень отличается широким спектром применения в качестве облицовочного материала для разных поверхностей. Поэтому исследователи пребывают в постоянном поиске новых месторождений мрамора и работают над усовершенствованием методики его добычи.

Что представляет собой мрамор

Мрамором называют кристаллическую горную породу, основной составляющей которой является кальцит. Строители часто называют таким термином любой прочный камень известнякового происхождения, который поддается шлифовке. Данный материал обладает средне- и мелкозернистой структурой. Истинный мрамор на изломе напоминает сахар. Из-за наличия различных примесей он может приобретать пестрые жилки разного окраса и формы. Материал может использоваться в качестве облицовочного камня, сырья для изготовления скульптур, колонн, арок и других конструкций.

Места добычи натуральной породы

Добыча мрамора осуществляется во многих регионах Российской Федерации.

Больше всего месторождений натурального камня (около 20) находится на Урале. При этом его добыча осуществляется только на 8 залежах.

Разработка мрамора осуществляется в разных регионах страны:

• камень белого цвета получают в Коелгинском и Айдырлинском бассейне;
• порода серого окраса находится в Уфалейском и Мраморском месторождении;
• мраморные блоки желтоватого цвета добывают в Октябрьском и Починском регионе;
• натуральный камень черного окраса находится в Першинском месторождении;
• блоки розоватого и красноватого цвета получают в Нижнетагильских залежах.

Месторождения на территории Алтая и Сибири

Больше 50 месторождений мрамора находятся на территории Алтая и Сибири (преимущественно западная часть). Но только три залежи из них используются для добычи породы. На территории данного региона мраморные блоки получают в следующих месторождениях:

• порода белого цвета с зелеными и красноватыми прожилками – Пуштулимский бассейн;
• камень розоватого цвета добывают в Граматушинском месторождении;
• кремовую породу получают в Петеневском карьере;
• белый, розоватый, зеленоватый мрамор находится в Кибик-Кордонском месторождении;
• крупнозернистый розовый камень с различными оттенками – Буровщина.

Другие места добычи в России

Добыча мрамора осуществляется и на Северо-Западе России, в Ленинградской области, Республике Карелия, на Кольском полуострове. Шокшинское месторождение является одним из самых крупных на данной территории. Большой популярностью пользуется Кузреченское месторождение мрамора, находящееся в Мурманской области. Полученный там камень поставляется в Западную Европу и Японию. В Елизовском бассейне на территории Ленинградской области добывают мраморные блоки сероватого окраса. По внешнему виду они сильно похожи на знаменитый американский гранит.

Добыча в других странах

Добыча мрамора активно происходит на территории Украины. Его разработка происходит в Капустинском карьере. Там получают породу красного цвета, которая пользуется спросом во всем мире. Около Кривого Рога находятся залежи черного цвета, которые по внешнему виду напоминают бразильский гранит.

Много мраморной породы находится в Средней Азии. Данный камень активно добывают в Узбекистане, Армении и Грузии. Во всем мире известен мрамор, полученный в бассейнах Италии, Греции, ЮАР и США.

Какая техника используется при разработке

Мрамор относят к горным породам средней твердости, что и определяет технологию его добычи. Во время разработки карьеров запрещено применение разрушающих методов, поскольку важно сохранить привлекательный внешний вид и структуру материала.

Оборудование для добычи

Для получения мраморных блоков чаще всего используется такое оборудование:

• дисковые пилы без зубьев. Используются для получения блоков небольшого и среднего размера;
• канатные камнерезы, где в качестве режущего элемента выступает стальной канат. Применяется для резки больших глыб;
• врубочные камнерезные машины. Могут быть дисковыми или канатными, что определяется требованиям к размеру каменных блоков;
• баровые машины. Используются для вырезки больших камней, поскольку длина рабочего лезвия достигает 3,2–3,6 м.

Повышение производительности всех камнерезных машин происходит за счет армирования основных режущих элементов. Такое современное оборудование оснащается несколькими пилами. С их помощью можно осуществить как вертикальные, так и горизонтальные резы. Многие модели имеют систему автоматического перемещения по рельсам вдоль всего забоя.

Оборудование для обработки материала

Для получения мраморных блоков с нужными свойствами используется специальное оборудование:

• щековые дробилки используются для измельчения материала до фракции необходимого размера;
• конусные дробилки существенно облегчают процесс разработки;
• дробильно-сортировочные линии используются для измельчения каменного материала и его разделение на фракции;
• мельницы применяются для получения мраморного порошка;
• распиловочные станки помогают получить мраморные блоки нужного размера;
• полировочные станки существенно улучшают внешний вид материала;
• магнитный сепаратор используют для извлечения металлических включений;
• подъемники, конвейеры и другое оборудование.

Технология разработки

Добыча мрамора чаще всего осуществляется в карьерах. Лишь иногда этот материал получают путем разработки в шахтах. В большинстве случаев процесс разработки подразумевает наличие следующих этапов работ:

1. Из забоя удаляют породы, которые не подлежат дальнейшей обработке.
2. От мраморного массива отделяют каменную глыбу, используя подходящие камнерезные машины.
3. Мраморный монолит транспортируется на место, где будет происходить его дальнейшая обработка.
4. Каменная глыба распиливается или раскалывается на блоки подходящего размера.
5. Полученные блоки обрабатывают для получения материала с подходящими размерами.
6. Шлифовка каменных глыб при помощи специальных машин с дополнительным использованием смеси воды и песка.
7. Завершающая полировка окисью олова и щавельной кислотой, которые наносятся на поверхность при помощи специального круга.
8. Мраморные блоки и крошка транспортируется в места реализации или их дальнейшей переработки.

Мраморные блоки, поступающие в продажу и обладающие высокими эстетическими качествами, получают после определенной обработки. Большой популярностью пользуется механический метод. Традиционно он подразумевает распил, с последующей шлифовкой и полировкой с применением специальных станков. К новейшим методам обработки натурального камня относят термический. Он подразумевает нагрев мраморных глыб. Их могут дополнительно подвергать воздействию сильного давления. В результате выполнения данных операций получают материал с отличными эстетическими качествами.

На сегодняшний день активно используются такие методы добычи мрамора как буроклиновой или «тихий взрыв». В каждом случае применяются перфораторы, при помощи которых в массиве породы пробуриваются скважины. В последующем туда закачивают воздух, воду или специальные смеси. Именно они раскалывают породу по ранее размеченным линиям. Данные методы отличаются экономичностью, но при их применении получают материалы не такого высокого качества.

Ручной способ разработки

Ручной способ добычи натурального камня используется для получения мягкой или слоистой породы. Технология разработки мрамора таким методом не изменяется уже больше 200 лет. Затраты на получение материала вручную без использования специализированной техники могут быть огромными. Но они окупаются, поскольку добытый камень пользуется большим спросом на рынке.

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.