石材http://www.stonebuy.com/礦山的產品http://www.stonebuy.com/sample/是荒料,國家對荒料頒布有質量標準。標準中對荒料體積、形狀、尺寸及內部質量都有具體規定和要求。荒料體積可分3種:小型 < 1m3、中型1~2m3、大型 > 2m3以上;荒料尺寸可分規格料和協議料,對于規格料其長×寬×高都有具體尺寸,如表1所示。
荒料應從未經風化的巖體中采出,其形狀為矩形六面體。6面名稱如圖上所示。
荒料的大面應與巖面的節理面或花紋走向平行;荒料的表面顏色、花紋基本一致;晶體顆粒分布均勻;荒料內部無裂紋,也不能有明顯的色斑、色線、色膽等缺陷存在。
開采荒料,國家嚴禁使用炸藥,目的是保證荒料產出率和質量,減少資源損失和浪費。然而,我國很少有石材http://www.stonebuy.com/礦山是按照國家頒布的荒料質量標準生產荒料的。
一個正規化開采的石材http://www.stonebuy.com/礦山必須遵循如下建設步驟:
1、礦區發現后,在礦產普查的基礎上,建設部門與設計部門配合,通過分析、比較,選擇區域內出露條件好、構造簡單、技術經濟條件好的礦床(礦區)進行地質勘探。
2、地質部門按照飾面石材http://www.stonebuy.com/地質勘探規范規定,進行勘探煤作。為石材http://www.stonebuy.com/礦山建設規模的要求勘探各級儲量,如表2。
對于年產荒料在1萬m3以上的大型礦山,地質報告還應保證首采3~5年所需的B級儲量。
3、礦山設計部門根據地質勘探詳細報告、地質地形圖、地質剖面圖及相關資料為依據,進行礦山開采設計。
4、礦山開采設計主要內容有:礦山地表開采境界及底部開采標高的確定;開拓運輸系統選擇;采場布置;開采面推進方向及臺階尺寸要素的確定;開采方法和設備選型;排土場位置選擇,排土運輸系統選擇;排土方法及環保措施等。
在我國,真正按照上述程序建設的石材http://www.stonebuy.com/礦山屈指可數,不會突破二位數。
據資料顯示,全國石材http://www.stonebuy.com/礦山開采能力達到1萬m3的不超過100家,而且它們絕大多數都沒有詳查的地質資料,也就不會找設計部門進行礦山開采設計。因此,礦山也就不可能進行正規化開采。一些礦山開采方法十分落后,仍處在鑿巖放炮的原始階段,產出荒料的體積、形狀、規格、質量都是隨機性的。大小不一、形狀各異。在數量上和質量上,都不能達到石材http://www.stonebuy.com/加工設備所需的要求。要想改變石材http://www.stonebuy.com/工業原料的產、需矛質狀況,有關部門要重視中國http://www.stonebuy.com石材http://www.stonebuy.com/工業協會林玉華同志那篇“我國石材http://www.stonebuy.com/開采業亟待解決的問題與建議”所指出的實際情況。大力進行行業調控和整頓。嚴格把握采礦許可證發放條件。對那些不具備開采能力,只會打眼放炮的小、土、散、亂的采礦點,要取締、關停。使我國石材http://www.stonebuy.com/礦山真正步入正規化開采的軌道。
荒料質量取決于先進的開采方法。為了做好石材http://www.stonebuy.com/開采先進技術的研究和推廣工作,本人在《石材http://www.stonebuy.com/》雜志上曾多次推薦國內、外一些行之有效的開采方法。尤其提到刻槽開采法。湖北省建筑材料工業研究設計院的羅祖春同志也在《石材http://www.stonebuy.com/》雜志上發表數篇文章,理論結合實踐,介紹了國外刻槽鉆頭研究進展情況和有關資料,也介紹了國內刻槽鉆頭研究水平和命名用效果,為業內人員了解刻槽鉆頭用途,認識刻槽開采法原理和使用方法都有很大幫助。
刻槽開采法的實質就是在巖孔內壁上刻槽,如同用玻璃刀在玻璃上劃條線一樣,我們裁斷玻璃,首先要在斷開尺寸處用玻璃刀劃條槽線,再用力掰,玻璃就沿導向槽線整齊斷開。玻璃是脆性物質,巖石也是脆性物質。玻璃能從導向槽線處斷開,如果我們在巖孔內壁上也刻槽線,制造導向斷裂紋,再給巖孔內部施加外力,巖孔也應該會從槽線處斷開。這種推斷早被國內、外石材http://www.stonebuy.com/工作者證實。從此,就有了刻槽開采法。由于給巖孔施加外力的手段不同,又可細分:刻槽脹裂法、刻槽劈裂法、刻槽黑火藥崩裂法。這3種方法我在石材http://www.stonebuy.com/礦山都試用過,雖然方法都可行,但是也有好壞之分。我認為刻槽脹裂法最好,適用于務類巖石。因為膨脹力的產生是逐步增大直至巖石斷開。膨脹力均勻作用于整個巖孔壁上,作用點又集中于槽線處,這種外力正是“巖石斷裂力學理論”提出的巖石從裂紋處失穩、斷裂、斷開發展過程中,施加外力應該具有的特性;而刻槽黑火藥崩裂法次之,因為黑火藥瞬時產生的爆生氣體,其大小很難掌握,爆生氣體小了會沖孔,大了巖石斷裂面發展過程過快,有可能不從槽線處斷開而走偏,會從其他抗拉更弱的自然裂紋處斷開,如果爆生氣體作用力恰到好處,巖石本身可劈性又好,則刻槽黑火藥崩裂法也是好方法;刻槽劈裂法:可用機械http://www.stonebuy.com/machine/劈裂和手捶劈裂,機械http://www.stonebuy.com/machine/劈裂是用液壓劈裂器,手捶劈裂就是鐵錘加復合楔。由于劈裂器和復合楔都是置于巖孔上部孔口段,液壓和手錘施力后產生的劈裂脹力,不是均勻作用于整個巖孔壁上,而是在巖孔口逐漸脹撕于巖孔。當巖孔口產生裂紋后,隨著繼續劈裂,則向每個巖孔施工時間會有先有后,施力大小會有輕有重。因此,每個巖孔斷裂狀態不可能步調一致,如果巖石節理裂隙發育、各相異性,則容易使巖石斷裂、漂斜,而不是沿槽線處斷開。對于可劈性差的巖石,使用該法不但巖孔間距要小。而且各個巖孔要步調一致,否則,巖石會向抗拉更弱的部位斷開。
石材http://www.stonebuy.com/礦山無論采用哪種刻槽開采方法,都需要在巖孔壁上刻槽,從上到下刻出二條落在巖孔直徑上的對稱槽線。如圖2所示。槽線在孔壁上成直線而不能扭曲,這樣才能保證巖石斷開面平整。
刻槽開采法的關鍵是刻槽工具。刻槽開采法在我國石材http://www.stonebuy.com/礦山推廣緩慢,除礦山還不具各使用條件處,也與刻槽工具還達不到實用要求有關。
目前,國內采用的還是刻槽鉆頭。筆者前幾年研究的多刀刃裝配式刻槽鉆頭,在石材http://www.stonebuy.com/礦山使用中存在如下問題:
1、操作不方便。因為它還需要用鑿巖機為動力,又不能讓鑿巖機有旋轉功能,需卸下掉鑿巖機施轉部件。操作時鑿巖機在上,頭重腳輕、沖周刻槽、不好掌握;
2、沖擊式刻槽。槽線容易上下扭斜不成直線。扭斜槽線是達不到巖石預裂效果的;
3、刻槽鉆頭進入巖孔卡住后,不易取出或根本不能取出。
因為刻槽鉆頭有這些致命弱點。所以,我棄之而研制出風動潛孔刻槽機。該機具經過近3年在不同巖類礦山使用,得到了礦山的好評,它們共同期待該機具早日服務礦山。
下面介紹一下巖孔刻槽與風動潛孔刻槽機的性能特點:
巖孔刻槽:要想從巖體上分離出大體積城(≥30m3)巖塊,又不會使分離巖塊破裂,則開采手段和方法十分重要,在巖孔內刻槽,采用刻槽脹裂法,適合我國石材http://www.stonebuy.com/礦山現狀。刻槽脹裂法要創造3個開采條件:一是采場要形成開采臺階,臺階高度視礦山具體條件而定,最好不小于3m;二是臺階開采作業點要具有3個自由面;三是被分離巖塊的底平面要用金剛石繩鋸或鏈臂鋸鋸割成縫。如圖3所示,絕對禁止采用抬炮,也就是用黃炸藥炸開。
金剛石繩鋸一次鋸割面積,按圖3尺寸≥12m2。
在圖3狀態下,國外礦山對其余兩個巖面是采用鑿密集排孔,然后用膨脹劑脹開,我們可以從進口荒料表面巖孔痕跡測量巖孔間距一般為100~200mm左右。因此,鑿巖工作量很大,由于國處是采用液壓排鉆,鑿巖設備先進、鑿孔速度快、效率高,問題不突出,國內礦山鑿密集排孔就有困難。如果采用在巖孔壁上刻槽,則在達到同樣開采效果的前提下,只需要鑿1/3至1/4的巖孔,也能用膨脹劑脹開。因為巖孔內壁上刻出兩條對稱槽線后,槽線就是導向斷裂紋,膨脹劑在有槽線的巖孔中產生的膨脹力,必然全部集中作用在槽線上,這就是所謂“應力集中效應”,有槽線巖孔其內膨脹力有了方向性,形成兩股相反方向全力撕拉巖孔槽,膨脹力都為斷開巖石做有用功。無槽巖孔、膨脹力平均作用在巖孔圓周壁上,力的方向呈輻射狀,只有部分膨脹力為斷開巖石做有用功,大部分膨脹力只是在壓縮巖孔圓周壁,做的是無用功。這種結果,我們在礦山實用過程中得到證實。
目前,我國有多家企業http://www.stonebuy.com/enterprise/生產金剛石繩鋸和鏈臂鋸。如果石材http://www.stonebuy.com/礦山采用金鋼石繩鋸或鏈臂鋸,配用刻槽機,采用刻槽脹裂法開采荒料,將會給礦山帶來事功半效果。
現在膨脹劑國內生產廠家多,銷售價格已有所下降。巖孔壁上刻槽后,對膨脹劑的標號
要求也可降低。因此,如果用量大,礦山完全可以自產自用,生產膨脹劑很容易,其成本在400~500元/t。
刻槽脹裂法的優點是,提高荒料生產率,降低開采成本,保證荒料規格質量,充分利用資源,減少排廢量而有利生態環境,不用雷管炸藥而有利生產安全。
風動潛孔刻槽機:顧名思義,它是以礦山壓氣為動力,機頭潛入直徑為40mm巖孔內,通過特制的金剛石鋸片,自上而下在巖孔壁上刻出深6~8mm,寬2mm、長等于巖孔深的兩條對稱槽線。金剛石鋸片受排氣冷卻,能保證金剛石鋸片使用壽命。
該機分3個部分,即操作部分、動力部分和工作部分、3部分串接成一體,如圖4、圖5、圖6所示,該機若按3m深巖孔配備操作桿長度,則整個機具重量為7.2kg。
該機具結構合理、操作方便、刻槽速度快、槽線不會歪斜、更換鋸片容易、安裝維修方便等特點。
由于巖石種類多,巖性各異、構造有別。所以,對金剛石鋸片的要求也不一樣。金剛石鋸片現分高、中、低3個品級,對于各種大理石和細粒徑變質巖而言,低、中檔鋸片刻槽都在100m以上。對于偉晶狀、大顆粒石英構造的確良堅硬花崗巖,剛金剛石鋸片容易磨鈍或金剛石容易脫落,刻槽速度減慢,這個技術問題我們會進一步解決。
凡是能用金剛石繩鋸的礦山,都能用該機具刻槽。刻槽斷裂巖石比金剛石繩鋸鋸割巖石要省時、省錢、省事。如果礦山全部用金剛石繩鋸來分離,解體巖石,則荒料生產成本會高出荒料銷售價。例如原湖北大悟蛇紋巖礦,就是全部用意大利金剛石繩鋸和帶鋸分離、解體巖石,產出荒料外形漂亮,表面平整,6面相互平行,八角俱全。但核算下來,荒料每m3開采成本為4800元,而荒料銷售價每m3只有1200~1600元,荒料生產越多,礦山虧損越大,最后只好關停。筆者在2005年《石材http://www.stonebuy.com/》雜志2期上發表一篇“小型礦山怎樣合理使用金剛石繩鋸”的論文,把小型礦山合理使用金剛石繩鋸的好經驗和好方法,介紹給了讀者,望讀者從中得到啟發,取長補短,針對自身條件,巧用金剛石繩鋸,創造更合理的石材http://www.stonebuy.com/開采方法。
目前,我們尋求在有條件的礦山開辦采用刻槽脹裂法開采荒料的樣板礦山,其條件是:采場已形成開采臺階,在用金剛石繩鋸或鏈臂鋸開采,我們給予技術扶植,幫助他們用金剛石繩鋸或鏈臂鋸與刻槽機具配合,采用刻槽脹裂法分離、解體巖石,達到提高荒料產量,降低生產成本的目的。
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