石材礦山開采

石材荒料開采的新縱觀國際石材的消費趨勢，世界石材需求量2010年將增至16億平方米。而我國有著豐富的石材資源，其中光花崗石品種有600余種，大理石品種有400余種，石材資源因分布廣、蘊藏量大、品質(zhì)優(yōu)、品種多而位居世界前列。巨大的市場價值，開發(fā)潛力和開發(fā)前景都很好。但因目前我國石材資源開采中普遍采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，開采技術(shù)落后、設備簡陋導致開采能力低下，成材率低（有的荒料開采的成材率只有10%-20%），不僅不能適應石材加工企業(yè)的發(fā)展需要，而且造成了資源的嚴重浪費。這種現(xiàn)狀的出現(xiàn)，很到程度上制約了我國石材企業(yè)的發(fā)展和向國外石材市場的步伐。因此，要快速發(fā)展我國的石材行業(yè)，必須要不斷革新開采工藝技術(shù)與采裝備水平，提高資源的總合利用率，使我國得天獨厚的石材資源優(yōu)勢能更充分地得到利用，借以取得更好的經(jīng)濟效益和社會效益?，F(xiàn)代石材開采與加工已不是傳統(tǒng)意義上的勞動密集型產(chǎn)業(yè)，它已成為一種勞動加技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。只有使用先進的開采技術(shù)和設備，才可以充分發(fā)揮我們的資源優(yōu)勢。目前較先進石材開采方式有火焰，繩珠，單雙面鋸等，它們雖在成材率上有一定程度的提高，但因其開采成本太高，在全國范圍內(nèi)推廣使用有一定難度。因而目前國內(nèi)大多數(shù)采石場還是采用黑火藥導爆索，硝銨炸藥鉆孔放炮的原始開采方式，其開采成本雖低但由于其極低的成材率，最終在總體上提高了成本。目前急需的是一種既能降低開采成本，又能使成材率成倍提高，可以廣泛的應用于礦山開采的新的開采方式，在節(jié)約資源的同時，提高產(chǎn)量。筆者通過幾年來對石材開采設備的制造研究，總結(jié)出一套適合中國國情的開采方法，供大家參考就是：使用液壓鑿巖機打孔--刻槽器刻槽--氣體膨脹劑爆燃分離--液壓劈石器分裂的結(jié)合運用。這種方式在礦山開采實踐中，以其出色的表現(xiàn)獲得了眾多礦主的認可并得到采用。一，使用液壓鑿巖機鉆鑿炮眼。液壓鑿巖機是以高壓液壓油為工作介質(zhì)的強力鉆巖設備，其功力只有15千瓦，卻能給液壓槍160KG的壓力，而傳統(tǒng)的風鉆用同樣動力源卻只有5-12KG壓力。礦山的開采主要工作量在打孔上，在同等的功率情況下鉆F=14的花崗巖，鉆徑為40時，使用液壓鑿巖機可達到一分鐘一米，一小時2人可鉆孔20-30米以上。而風槍在同功率下一小時卻只能鉆3-5米。相比之下，使用液壓鑿巖機鉆孔的速度是使用風槍鉆孔速度的六倍以上，且噪聲比風動鑿巖機低10dBA。液壓鑿巖機利用機架鉆孔也極大改善了工人作業(yè)環(huán)境，并充分保證了鉆孔垂直度與垂直炮眼的平等度，用工只需兩人，卻可以達到使用風槍鉆孔用工六人所能做到的工作量。液壓鑿巖機在大面積密集鑿孔時，還可以利用導軌靈活的移動，易于搬運，使之更充分發(fā)揮其使用功效。液壓鑿巖機因其扭矩大，減少了卡纖現(xiàn)象，沖擊應力波接近矩形波，提高了釬具的壽命且故障率低。在當今能源價格高漲的年代，液壓鑿巖機因其體積小、重量輕、鉆速快、振動小、噪聲低、耗能少、操作靈活方便，故障率低、使用壽命長等特點，使其用來進行石材荒料的開采能達到效率高，能耗少，噪音低，改善工作環(huán)境,，已成為大面種鑿孔時替代風鉆的最佳機械。二，使用液壓劈裂機分裂成材。液壓劈裂機的特點是安全，速度快，油壓可調(diào)。其功率只有4千瓦，單機分裂力卻可達400-500T,—機可帶多槍。它是利用巖石的抗壓強度高，抗拉強度低的特點，利用人工斜契原理通過以液壓高壓油為能量源達到使巖石分裂的效果。劈裂機可以預先精確地確定分裂方向，分裂形狀以及需要的尺寸，其分裂精度高，數(shù)秒鐘就可完成分裂過程，并且可連續(xù)無間斷地工作，效率高，運行及保養(yǎng)成本低。劈裂機可以在靜態(tài)液壓環(huán)境下可控制性地工作，不受溫度和場地限制，不需要像爆破機和其它沖擊性爆破作業(yè)那樣需采取耗時、復雜和昂貴的安全措施。工作時，不會產(chǎn)生震動、沖擊、噪音、粉塵、飛屑等，周圍環(huán)境不會受到影響，即使在人口稠密地區(qū)或室內(nèi)，以及精密設備旁，都可以無干擾地工作。液壓劈裂機因其成倍提高了成材率，同時具有安全、環(huán)保、經(jīng)濟、精確、靈活的特點，是小面積的巖石二次分解上完全是可以替代炸藥和手工解體的理想產(chǎn)品三，使用刻槽器巖石孔內(nèi)刻槽?？滩燮魇怯蔑L槍鉆桿通過特殊的利器，在鉆好的孔內(nèi)兩邊刻上V型的直槽，不論是在大理石或花崗巖的孔內(nèi)，一分鐘內(nèi)均可刻槽2-3米。刻槽就如同在玻璃上用金鋼石劃線可產(chǎn)生應力集中的原理—樣，刻槽器使鉆好的孔內(nèi)分裂方向可以控制，又使鉆孔距離可以延長。相應的在同等的光面上鉆孔后刻槽比與鉆孔后沒刻槽的距離可多拉開三分之—以上，因此鉆孔量則可以減少三分之一而且控制開裂的方向了，炸藥使用量也相應地減少三分之一.。所以，小小的孔內(nèi)刻槽就大大降低生產(chǎn)成本，提高工作效率，使之達到事半功倍的效果。四，使用氣體膨脹劑爆燃開采?，F(xiàn)在國內(nèi)大多數(shù)礦山都使用炸藥就是利用炸藥爆轟的原理，這種方式用在開采碎石還可以，用在開采石材方料就不適合了。大多數(shù)人對于炸藥傳爆速度與巖石的斷裂速度的認識并不多，例如：花崗巖石材其斷裂速度一般為每秒1400-1800米左右，大理石類其斷裂速度每秒僅為700-1000米，而導爆索的傳爆速度為每秒6800米左右，銷銨炸藥傳爆速度為3800-4200米，黑火藥用雷管起爆時其傳爆速度也達到每秒1700-1900米。所以，使用炸藥爆轟方式開采，通俗一點說就是石材斷裂處還沒來得及反應，炸藥的沖擊力就沖過去了，因此產(chǎn)生大量的裂石和飛石，對石材破壞極大，且十分不安全，易燃易爆，對資源與環(huán)境也造成一定程度的影響與破壞。因為安全性極低，使用此爆破方法造成的礦山安全事故的增多，國家對炸藥的使用加大了管控力度并制定了限制使用的制度。單針對于開采來說，礦山開采的目的主要是開采出有使用價值的大塊石料，而不是為了開采出無用的碎石。而使用這種方式開采，在成材率與產(chǎn)量上無可取之處。但目前使用火藥總的來說對我國現(xiàn)有的礦山開采還是一種最直接、快速且成本低的方式。怎樣使用呢國內(nèi)很多

專家也都提出了，利用火藥爆燃的方式就可以解決了。筆者也長期試驗出一種藥劑。它是利用火藥氣體膨脹的原理，使用時無需用雷管導爆索起爆用明火點不燃，不怕沖擊，用專用點火方式就能使其粉劑在十秒鐘內(nèi)產(chǎn)生巨大氣體，其傳爆速度僅為每秒400米，不會產(chǎn)生傷人的飛石，且其力量又可使石材刻槽后按預定的方向斷裂。對石材不產(chǎn)生過多的破壞作用，也無爆轟現(xiàn)象，安全可靠，另外，氣體膨脹劑不象靜態(tài)膨脹劑那樣受時間和溫度的影響，無溫度要求且速度極快，不怕明火，不怕沖擊，用藥量少成本低使用安全（注：黑火藥有電點火方式也是爆燃，只是黑火藥敏感度高，裝藥使用時要非常小心）。米綜上所述，筆者認為，四種設備結(jié)合運用時可采用階梯開采法：如寬度為二米或三米高度二米或三米，長度十米長或更長，第一步用液壓鑿巖機鉆孔，第二膨脹法使荒料與山體分離，第四步用液壓劈裂器分離成型，這樣即可以解決荒料成材率提高的問題，又達到控性好和安全的效果，而且速度快，開采荒料如同“切豆腐”一樣輕松。這幾種設備的使用，主要是利用了液壓鑿巖機速度快，刻槽器減少鉆孔量，氣體膨脹粉對巖石無傷害，使荒料從山體上分離快，