Штрипсовая распиловка гранита

Технология распиловки

Физическая сущность процесса.

Несмотря на кажущуюся внешнюю простоту, процесс штрипсовой распиловки гранита является одним из наиболее сложных и наименее изученных в камнеобрабатывающем производстве. В представлении большинства современных исследователей механизм направленного разрушения камня складывается из двух видов явлений, протекающих на дне пропила и приводящих к разрушению горной породы:

• абразивное ударно-вибрационное воздействие дроби на камень;
• гидроударное воздействие абразивной пульпы на камень.

Схема разрушения камня при штрипсовой распиловке гранита

Абразивное ударно-вибрационное воздействие происходит только в момент контакта штрипсовой пилы (через дробь) с дном пропила в нижнем положении пил (рис. 1). В момент касания с камнем пила наносит удар по частичкам дроби, а затем вызывает перекатывание по дну пропила прижатых к нему дробинок, частота вращения которых при перекатывании достигает 20 – 30 тыс. об/мин. Неправильная форма дроби (даже литая дробь по форме отклоняется от сферической) приводит а этом случае к передаче на забой вибрационных нагрузок. В результате таких воздействий на дне пропила образуются вначале вмятины – борозды с развитием трещин вглубь камня; происходит выдавливание его разрушенной части и скалывание небольших элементов горной породы.

Гидроударное воздействие пульпы дополняет вышеописанные явления и протекает в момент, когда пила не находится в контакте с камнем.

Динамика формирования давления пульпы в пропиле в зависимости от положения инструмента

Благодаря определенной вязкости и тексотропным свойствам абразивная пульпа увлекается штрипсовой пилой и как бы повторяет ее движение по закону гармоники, несколько отставая по скорости и площади охвата пропила. Это приводит к тому, что в пульпе, находящейся в пространстве между рабочей поверхностью штрипса и дном пропила, происходит резкое знакопеременное изменение давления (компрессия-декомпрессия), приводящее к гидравлическому удару. Гидроударное воздействие пульпы по существу дополняет вибрационно-абразивный эффект, как бы продолжая разрушение породы, произведенное дробью и способствуя выносу частиц камня со дна пролила.

Как уже отмечалось, оба описанных явления, происходящих на дне пропила, в своей совокупности обеспечивают направленное разрушение породы, т.е. пиление.

Считают, что абразивный эффект играет превалирующую роль при распиловке пород повышенной прочности, а также при распиловке в условиях длительного контакта инструмента с камнем (например, при спрямленной траектории движения пил). В то же время роль гидроударных явлений наиболее значительна при распиловке пористых гранитов пониженной прочности со слабой межминеральной связью, а также при коротком контакте пил с камнем (например, на станках с короткими маятниковыми подвесками).