Umfassender Leitfaden zum Steinbruch: Definitionen, Standorte und Techniken

In diesem Artikel besprechen wir: 1. Definition des Steinbruchs 2. Standorte für Steinbrüche 3. Wichtige Überlegungen 4. Methoden.

Definition des Steinbruchs:

Der Prozess der Entnahme von Steinen aus natürlichen Felsbetten wird als Steinbruch bezeichnet. Der Begriff Steinbruch bezeichnet die freigelegte Oberfläche natürlicher Felsen. Die so gewonnenen Steine werden für verschiedene ingenieurtechnische Zwecke verwendet.

Der Unterschied zwischen einem Bergwerk und einem Steinbruch sollte beachtet werden. Bei einem Bergwerk werden die Arbeiten unter der Erde in großer Tiefe durchgeführt. Bei einem Steinbruch werden die Arbeiten auf Bodenhöhe in freiliegender Bedingung durchgeführt.

Standorte für Steinbrüche:

Die Standortwahl für einen Steinbruch sollte nach sorgfältiger Prüfung folgender Aspekte erfolgen:

• Verfügbarkeit von Werkzeugen, Energie, Materialien und Arbeitskräften für den einfachen und effizienten Betrieb des Steinbruchs;
• Verfügbarkeit von Fläche für die Ablagerung von Abraum und Vermeidung von Gesundheitsrisiken;
• Entfernung des Steinbruchs von Straßen, Eisenbahnen, Meeresküste usw. und Nähe zu Transportmöglichkeiten;
• Entwässerung der Steinbruchgrube;
• Leichte Verfügbarkeit von sauberem Wasser in ausreichender Menge das ganze Jahr über;
• Wirtschaftlichkeit des Steinbruchs;
• Möglichkeit des Transports und der Beförderung von Steinen aus dem Steinbruch;
• Für Sprengsteinbrüche: Fehlen permanenter Strukturen in der Nähe;
• Geologische Daten zu Felsformationen am Standort;
• Qualität des aus dem Steinbruch verfügbaren Steins;
• Menge des wahrscheinlich aus dem Steinbruch gewinnbaren Steins;
• Ergebnisse von Probeschürfungen; usw.

Wichtige Überlegungen vor Beginn des Steinbruchs:

Folgende wichtige Überlegungen sind vor dem eigentlichen Beginn des Steinbruchs sorgfältig zu beachten:

• Untersuchung der Felssoberfläche: Die freigelegte Oberfläche des Felsbetts sollte sorgfältig untersucht werden. Das Vorhandensein von Rissen und Klüften ist zu notieren. Die Ebenen, entlang derer Steine leicht splittern, sollten ermittelt werden, um Steinbrucharbeiten schnell und wirtschaftlich zu gestalten.
• Layout: Es ist notwendig, ein vollständiges Layout der verschiedenen Phasen des Steinbruchs vorzubereiten. Fehlplanung führt zum Scheitern des Steinbruchs.
• Mensch und Maschine: Es sollte eine ordnungsgemäße Koordination zwischen Mensch und Maschine, die im Steinbruch eingesetzt sind, bestehen, um maximalen Nutzen daraus zu ziehen.
• Entfernung der Deckschicht: Der lockere Boden und das weiche Gestein an der Oberfläche des Steinbruchs sollten entfernt werden. Das Material aus der Deckschicht ist für Bauarbeiten ungeeignet und sollte daher abgelehnt werden. Dichtes Gestein ist in einer Tiefe verfügbar, die von den Verwitterungseigenschaften des Gesteins abhängt.
• Strukturelle Stabilität: Die Steine sollten aus dem Steinbruch entnommen werden, ohne die strukturelle Stabilität seiner Seiten zu beeinträchtigen. Wenn keine angemessenen Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, kann es zu schweren Rutschungen oder Erdrutschen mit katastrophalen Folgen kommen.

Methoden des Steinbruchs:

Folgende drei Methoden des Steinbruchs werden angewendet:

• Steinbruch mit Handwerkzeugen
• Steinbruch mit Kanalmaschine
• Steinbruch durch Sprengen.

Jede dieser Methoden wird nun kurz beschrieben.

(i) Steinbruch mit Handwerkzeugen:

Folgende drei verschiedene Arten des Steinbruchs mit Handwerkzeugen:

• Ausgraben oder Ausheben
• Erhitzen
• Keilen.

(a) Ausgraben oder Ausheben: Bei dieser Methode werden die Steine lediglich mit geeigneten Instrumenten wie Pickeln, Hämmern, Schaufeln, Meißeln usw. ausgegraben. Diese Methode ist nützlich, wenn weiche Steine in Form von großen oder kleinen Blöcken vorkommen.

(b) Erhitzen: Bei dieser Methode wird die Oberfläche des Felsens erhitzt. Dies geschieht meist durch Auflegen von Holzstücken oder Aufschütten eines Brennstoffhaufens auf die Oberfläche und Anzünden eines stetigen Feuers für einige Stunden. Durch ungleichmäßige Ausdehnung löst sich die obere Gesteinsschicht. Dies wird durch ein dumpfes Knacken angezeigt. Der gelöste Gesteinsabschnitt wird dann mit geeigneten Instrumenten wie Pickeln, Brecheisen usw. entfernt. Diese Methode ist nützlich, wenn kleine Blöcke von mehr oder weniger regelmäßiger Form aus dem Steinbruch entnommen werden sollen. Sie eignet sich, wenn die Gesteinsformation aus horizontalen Schichten geringer Tiefe besteht. Es ist möglich, durch diese Methode ziemlich rechteckige Blöcke für zyklopisches Mauerwerk zu erhalten.

(c) Keilen: Bei dieser Methode, wenn die Felssoberfläche Risse oder Klüfte enthält, werden Stahlkeile oder -spitzen durch solche Risse mit Hämmern getrieben. Die Steinblöcke werden dann verschoben und mit geeigneten Instrumenten entfernt. Wenn natürliche Risse fehlen, müssen künstliche Risse erzeugt werden. Eine Reihe von Löchern wird entlang der Felssoberfläche gebohrt. Der Lochdurchmesser beträgt ca. 12 mm. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Löchern beträgt ca. 100 mm bis 150 mm. Die Loctiefe beträgt ca. 200 mm bis 250 mm. Keile und Federn werden in diese Löcher eingesetzt. Ein Keil ist ein konischer Stahlkeil. Eine Feder ist ein flacher Stahlkeil mit leicht gebogenem oberen Ende. Ein Keil wird zwischen die Federn gelegt und alle Keile werden gleichzeitig mit dem Hammer getrieben. Durch den enormen Druck wird ein Riss entlang der Lochreihe erzeugt. Wenn der Stein vergleichsweise hart ist, kann ein Presslufthammer zum Bohren der Löcher für Keile und Federn eingesetzt werden. Wenn der Stein vergleichsweise weich ist, können nur Holzkeile verwendet werden. Diese werden in die Löcher eingesetzt und nass gehalten. Wenn die Holzkeile aufquellen oder expandieren, wird eine große Kraft ausgeübt und der Fels splittert entlang der Lochreihe. Das Keilen wird für kostbare geschichtete Gesteine angewendet, die vergleichsweise weich sind wie Laterit, Marmor, Kalkstein, Sandstein usw. Das Keilen wird dem Sprengen vorgezogen, wo immer möglich.

(ii) Steinbruch mit Kanalmaschine:

Bei dieser Methode werden Kanalmaschinen, angetrieben durch Dampf, Druckluft oder Elektrizität, verwendet, um vertikale oder schräge Rillen oder Kanäle in die Felsmasse zu schneiden. Diese Maschinen schneiden schnell Rillen mit einer Länge von ca. 24 m, Breite von ca. 50 mm bis 75 mm und Tiefe von ca. 2,40 m bis 3,70 m.

Der Prozess besteht aus folgenden Schritten:

• Die Kanäle werden um den Steinblock geschnitten, der aus der Felsmasse entfernt werden soll.
• Horizontale Löcher werden unter dem Block gebohrt.
• Keile werden in die Löcher getrieben und der Block wird dann von seinem Bett gelöst.

Dieser Trennungsprozess von Stein aus der Felsmasse wird fast unvermeidlich bei Marmoren, Kalksteinen und anderen weichen Sandsteinen angewendet. Es ist möglich, sehr große Steinblöcke aus den Felsen durch Anwendung dieser Methode zu trennen.

(iii) Steinbruch durch Sprengen:

Bei dieser Methode werden Sprengstoffe verwendet, um Felsen in kleine Steinstücke zu verwandeln. Der Hauptzweck des Steinbruchs durch Sprengen ist, große Felsmassen zu lockern und nicht, die gesamte Masse gewaltsam in sehr kleine, praktisch unbrauchbare Stücke zu sprengen.

Diese Methode wird für harte Steine angewendet, die keine Klüfte oder Risse haben. Die durch Sprengen gewonnenen Steine sind meist von kleiner Größe und werden als Schotter in Eisenbahnen, Zuschlagstoff für Beton, Straßenbau usw. verwendet. Der Sprengprozess ist im Hinblick auf den Steinbruch wichtig.