Разработка месторождений гранита осуществляется по технологиям, общим для пород преимущественно строительно-отделочного назначения. Здесь важно произвести аккуратное разделение массива, сохранив неповрежденными блоки пород. Используется ряд методов, обеспечивающих различную степень сохранности сырья и отличающихся экологическим эффектом на природную среду. Выбор конкретной технологии определяется перспективами применения породы, экономическими соображениями, технологической оснащенностью.
Метода добычи гранита
Буровзрывной способ добычи гранита
Технология состоит в помещении зарядов на дно предварительно пробуренных скважин и разделении массива породы их подрывом. Полученные в результате этого фрагменты сортируют: крупные глыбы отбирают для производства строительных и отделочных материалов, а мелкие обломки перерабатывают в щебень.
Основная проблема буровзрывного метода состоит в неконтролируемом разделении массива, что значительно сокращает количество глыб, пригодных для распиловки. Даже при условии соответствия размеров часть из них получает повреждения в виде трещин и сколов, ограничивающие или исключающий их применение в строительстве и отделке. В случае использования такой технологии остается 60-70% материала, пригодного для данной отрасли. Вдобавок к ее недостаткам относят технологическую небезопасность и негативное влияние на природную среду в виде разброса обломков породы, разноса пыли, внесения посторонних веществ (взрывчатых), шумового и сейсмического воздействия. Однако основное преимущество, состоящее в экономичности, во многих случаях перекрывает все минусы буровзрывного метода, благодаря чему он сохраняет актуальность и остается наиболее распространенным.
Следует отметить, что все же данную технологию совершенствуют с целью обеспечения сохранности большей части сырья для распиловки и ограничения негативного экологического влияния. Л.В. Кокунина (2005) приводит следующие подходы для сохранения целостности породы: создание экранирующих щелей, отводящих энергию взрыва вдоль оси зарядов, уменьшение диаметра взрывных скважин, равномерное распределение взрывчатых веществ по массиву при сокращении удельного веса заряда в каждой скважине, обеспечение независимого действия каждого заряда определенными схемами их коммутации и инициирования. По мнению С.В. Бурцева и А.И. Реутова (2018), для сокращения влияния буровзрывной технологии на природную среду актуальны те же подходы: проектирование работ с применением современного ПО и GPS-позиционирования, включая прогнозы и моделирование, использование электронных систем инициирования зарядов и особых устройств формирования зарядов.
Метод воздушной подушки
Предполагает размещение в скважинах по площади массива воздушных резервуаров, которые при наполнении оказывают давление на породу, раскалывая ее.
В таком случае порода разделяется более аккуратно с меньшим количеством обломков в сравнении с буровзрывной технологией. При этом не нарушается структура фрагментов. К тому же проще контролировать направление раскалывания. Следовательно, остается больше пригодного для распиловки материала – до 90%. К тому же значительно сокращается воздействие на природную среду. Однако этот метод дороже и сложнее.
Шпуровой
Данная технология включает ряд методов, основанных на общем принципе отделения блоков породы от массива с применением распорных приспособлений. Последние помещают в созданные в процессе предварительного обуривания глыбы по контуру проемы. При этом для сокращения объема работ по возможности стараются использовать естественные трещины в породе, расширяя их, вместо полноценного бурения шпуров. Существует несколько таких способов. В массовых источниках наиболее часто упоминаются следующие два.
Буроклиновый. Состоит в отделении породы механическими или гидравлическими клиньями, установленными в пробуренные проемы. Раскалывание ее на блоки также осуществляют клиньями.
«Тихого взрыва». Эта технология аналогична по принципу предыдущему методу, только вместо клиньев используются смеси для расширения. Это весьма редкий метод.
Помимо этого в качестве распорных приспособлений используют взрывчатые вещества, шпуровые газогенераторы давления.
Шпуровые методы в целом оптимальны для пластовых залежей, где достаточно распространены, но в сложных геологических условиях залегания пород (например, при разделении массива системой круто- или пологопадающих трещин) они экономически нецелесообразны из-за длительного подготовительного этапа при малом выходе блочного сырья (Г.Д. Першин и др., 2015).
Камнерезный
Предполагает разделение массива путем разбуривания его на блоки правильной параллелепипедной формы. Работы осуществляют камнерезные машины с дисковыми или канатными пилами с алмазной рабочей поверхностью. Данный метод подразделяют на одно- и двухстадийный. В первом случае из массива сразу выпиливают блоки требуемой величины, готовые для использования без дополнительных операций. Таким образом, они могут с месторождения быть отправлены заказчикам или на объекты назначения. Двухстадийная технология предполагает изначальное выпиливание из массива крупных глыб массой 10-12 т и последующее их разделение на блоки. Преобладает метод использования канатных пил, повышающий выход блочной продукции при разделении массива высокими уступами. В данном случае используется двухстадийная схема. Высокоуступная технология неактуальна на месторождениях с валунно-грядовыми залежами сырья и при наличии развитой системы трещин в массиве.
Камнерезный – наиболее совершенный и технологичный метод добычи. Он минимизирует отходы и позволяет полностью сохранить фрагменты породы. Следовательно, он лучше всего подходит для добычи строительных и отделочных материалов, в связи с чем происходит постепенное его распространение, масштабы которого ограничиваются дороговизной оборудования.
Г.Д. Першин и др. (2015) отмечают повышение эффективности работ при совмещении камнерезного и шпурового методов на обеих стадиях.