Порівняння енергетичної та ресурсної ефективності облаштування первинного врубу природного каменю задля мінімізації відходів

Мета. Метою дослідження є вдосконалення технології первинного врубу при видобутку блоків природного каменю, зокрема лабрадориту, шляхом оптимізації розташування свердловин та впровадження алмазно-канатного різання з відмовою від ГТХ.
Методика. Дослідження здійснювалось на базі Катеринівського родовища лабрадоритів, що характеризується сприятливими гірничо-геологічними умовами. Проаналізовано дві альтернати-вні технологічні схеми первинного врубу: одна з використанням ГТХ «Літокол», інша – із засто-суванням виключно алмазно-канатного різання та механічного відколювання клинами. Методика включала хронометраж технологічних операцій, облік втрат сировини при бурінні та різанні, ви-значення виходу товарної продукції, а також техніко-економічне порівняння обох підходів.
Результати. Встановлено, що схема з ГТХ демонструє менші втрати при бурінні та різанні, а також меншу тривалість циклу (до 45% економії часу), однак формує вищу частку неконди-ційних блоків через мікротріщини та нерегулярність потиличного відділення. Альтернативна схема з відмовою від ГТХ дозволила досягти значного збільшення виходу товарної продукції (до 74,1% проти 45,77%), покращення форми блоків та підвищення їхньої комерційної цінності, незважаючи на збільшення часу виконання та втрат на пропили.
Наукова новизна. Вперше у вітчизняній практиці видобутку природного каменю детально проаналізовано ефективність первинного врубу за двома альтернативними технологічними схемами з урахуванням специфіки формування монолітів з двома вільними площинами. Обґрунтовано переваги застосування комбінації алмазно-канатного різання та клинового методу над традиційними вибуховими способами з позицій збереження цілісності породи та економічної доцільності.
Практична значимість. Отримані результати можуть бути безпосередньо впроваджені на підприємствах з видобутку блочного каменю. Запропонована схема підвищує рентабельність виробництва, дозволяє адаптувати технологію до умов конкретного родовища та знижує техногенне навантаження на навколишнє середовище за рахунок мінімізації застосування хімічних реагентів. Рекомендовано до впровадження на об’єктах із підвищеними вимогами до яко-сті та геометрії блоків.

Purpose. The aim of the study is to improve the primary cutting technology in the extraction of natural stone blocks, particularly labradorite, through optimization of borehole placement and the implementation of diamond wire cutting while abandoning the use of chemical rock splitting agents (CRSA).
The methods. The research was conducted at the Katerynivske labradorite deposit, which is characterized by favorable mining and geological conditions. Two alternative technological schemes for primary cutting were analyzed: one employing the CRSA "Litokol," and the other relying solely on diamond wire cutting combined with mechanical splitting using wedges. The methodology included time-and-motion studies of technological operations, assessment of raw material losses during drilling and cutting, determination of the yield of marketable products, and a techno-economic compari-son of both approaches.
Findings. It was found that the scheme involving CRSA results in lower material losses during drilling and cutting operations and reduces cycle time by up to 45%. However, it generates a higher proportion of substandard blocks due to microcracks and irregular fracture surfaces. In contrast, the al-ternative scheme without CRSA led to a significant increase in the yield of commercial-grade products (up to 74.1% compared to 45.77%), improved block shape, and enhanced market value, despite longer process duration and higher cutting losses.
The originally. For the first time in domestic natural stone extraction practice, the efficiency of primary cutting using two alternative technological schemes was comprehensively analyzed, taking into account the specific requirements for forming monoliths with two free surfaces. The study substantiates the advantages of combining diamond wire cutting with wedge-based splitting over traditional explosive methods, particularly in terms of preserving rock integrity and ensuring economic viability.
Practical implementation. The results obtained can be directly applied in enterprises engaged in block stone extraction. The proposed scheme enhances production profitability, allows technological adaptation to the geological conditions of specific deposits, and reduces the environmental impact through the minimized use of chemical reagents. Implementation is recommended at sites with elevated requirements for block quality and geometric precision.