韓旭東

摘 要 承德縣飾面石材用花崗巖礦產(chǎn)資源豐富，地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)28億立方米、可采儲(chǔ)量達(dá)16億立方米。目前礦山開(kāi)采技術(shù)還較為落后，荒料率較低、規(guī)格較小，機(jī)械化水平較低。

關(guān)鍵詞 花崗巖 飾面石材 開(kāi)采技術(shù) 鋸切

中圖分類號(hào)：P617 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

承德縣飾面石材礦山集中分布在甲山鎮(zhèn)一帶，全部為露天開(kāi)采。2011年前以鉆爆法、劈裂法為主，開(kāi)采工藝較為落后。為提高資源利用率、節(jié)能減排，全縣石材行業(yè)開(kāi)始推廣機(jī)械鋸切開(kāi)采并取得了顯著的效果

1資源概況

中國(guó)石材行業(yè)自2005年躍居世界第一大石材生產(chǎn)國(guó)、出口國(guó)、消費(fèi)國(guó)之后，中國(guó)石材行業(yè)已經(jīng)連續(xù)8年保持著高速增長(zhǎng)，并占到了全球石材加工、生產(chǎn)量的近20%，中國(guó)石材產(chǎn)業(yè)正成為世界市場(chǎng)的熱點(diǎn)，持續(xù)拉動(dòng)全球石業(yè)的發(fā)展。

承德縣飾面石材礦體主要分布在甲山鎮(zhèn)趙家莊、西梁等7個(gè)行政村。經(jīng)地質(zhì)部門勘測(cè)，甲山鎮(zhèn)內(nèi)保有的“承德綠”花崗巖資源的地質(zhì)儲(chǔ)量有28億立方米，可開(kāi)采量有16億立方米。“承德綠”花崗巖系列有“承德藍(lán)”“藍(lán)豹”“沙漠綠洲”“綠鉆冰花”等近10個(gè)品種，其中“承德綠”1號(hào)、2號(hào)是國(guó)內(nèi)較為罕見(jiàn)、名貴的高檔飾面石材品種。巖石為綠色中粗粒輝石正長(zhǎng)巖，主要由長(zhǎng)石、次礦物輝石、石英等礦物質(zhì)組成，礦石耐酸度99.85%，耐堿度100%，抗壓強(qiáng)度90.6MPa，抗折強(qiáng)度128MPa，肖氏硬度為90。呈黑綠色、灰綠色，礦石色調(diào)花紋協(xié)調(diào)、典雅美觀、結(jié)構(gòu)致密、光澤度高，部分長(zhǎng)石又出現(xiàn)透明藍(lán)色閃光，更使其錦上添花，賦予無(wú)窮魅力，也是該石材名貴之處。

目前甲山鎮(zhèn)已有開(kāi)采企業(yè)約30余家，年產(chǎn)荒料19萬(wàn)立方米，其中適合砂鋸加工的荒料約為5萬(wàn)立方米，適合圓盤鋸加工的荒料約為14萬(wàn)立方米。

2飾面石材開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展

承德縣飾面石材開(kāi)采主要分為2個(gè)階段：

（1）2011年前采用排鉆及爆破劈裂法開(kāi)采。使用風(fēng)動(dòng)工具打眼、鐵楔劈裂，在擬開(kāi)采的荒料各面每隔20cm打眼，使用導(dǎo)爆索爆裂或在鉆孔中打上鐵楔將荒料由巖體中分離。由于打眼工作量大多采用淺孔，主要依靠爆裂及鐵楔劈裂將荒料切割分離，爆破開(kāi)采對(duì)石材的破壞較大，荒料率較低浪費(fèi)了大量資源，采出的石材強(qiáng)度降低并且石材成型效果不好并且需留不小余量，否則無(wú)法加工出符合規(guī)格的板材。曾有礦山試驗(yàn)過(guò)打深孔并在孔內(nèi)刻槽，使用液壓劈裂、靜態(tài)爆破劑開(kāi)采，效果不理想，沒(méi)有獲得推廣。

（2）2011年全縣石材行業(yè)開(kāi)始全面推廣機(jī)械鋸切開(kāi)采。直接采用圓盤鋸式荒料切石機(jī)在礦體進(jìn)行垂直面切割，水平面采用人工打楔劈裂分離的半機(jī)械式開(kāi)采方法。機(jī)械化程度更高的礦山計(jì)劃使用串珠鋸鋸切石料水平底面，替代人工打楔劈裂分離。

鋸切開(kāi)采相對(duì)于以往的爆破開(kāi)采有了巨大的技術(shù)進(jìn)步，但目前礦山采用的設(shè)備均為小型設(shè)備，采出荒料規(guī)格較小。今后采用大型設(shè)備、全鋸切開(kāi)采成為石材開(kāi)采的發(fā)展趨勢(shì)。

3開(kāi)采方法

開(kāi)采花崗石時(shí)同樣會(huì)遇到不同的礦體條件和礦體形態(tài)，為了形成開(kāi)采臺(tái)階，必須進(jìn)行開(kāi)始初始工作平臺(tái)的準(zhǔn)備工作。在整體性好的花崗石礦體上，為了開(kāi)掘初始工作平臺(tái)，可以采用金剛石串珠鋸與臺(tái)架式鑿巖機(jī)組合方法；只要開(kāi)采成本允許，可以采用串珠鋸全鋸切式開(kāi)掘方法；也可以利用突出巖體，采用大深度單孔貫通切割方法，以及交匯孔切割方法形成初始工作平臺(tái)；還可以利用天然裂隙開(kāi)拓初始工作平臺(tái)，初始工作平臺(tái)的擴(kuò)展方向也可分成初始工作面的水平和垂直兩個(gè)方向上的擴(kuò)展。

全鋸切開(kāi)采分為金剛石串珠鋸全鋸切開(kāi)采和圓盤鋸串珠鋸組合法開(kāi)采，無(wú)論采用哪種鋸切方法，水平面的切割是第一道鋸切工序，然后才能進(jìn)行垂直面的分離切割，這個(gè)順序是不可逆的。在水平面的切割時(shí)分離體與礦體垂直面的連接是防止分離體墜落的保證，如果先將垂直面切割完，這些支撐保證被解除，那么在水平面切割的后期有時(shí)甚至在水平面切割的初期，分離體都有可能墜落壓住金剛石串珠繩，造成金剛石串珠繩的報(bào)廢；嚴(yán)重時(shí)可能引起金剛石串珠繩的斷裂飛出，造成更嚴(yán)重的事故。即便是先切割水平面，在切割過(guò)程中，也應(yīng)隨時(shí)在已經(jīng)切割好的鋸縫中塞入鋼楔，保持分離體在水平面上得到足夠的支撐。這種輔助支撐方式，對(duì)存在裂隙的分離體更為重要。

水平切割前，首先要鉆呈正交關(guān)系、相互垂直的縱向和橫向鉆孔并交匯貫通，以便金剛石串珠繩的穿引并使用導(dǎo)向輪支承鋸切過(guò)程中的金剛石串珠繩，使串珠繩與被切割面只保持單邊接觸，避免金剛石串珠繩全部包絡(luò)鋸切面進(jìn)行切割時(shí)串珠繩過(guò)度的磨損。對(duì)于大體積的分離體，其鉆孔深度一般都超過(guò)10m，甚至達(dá)到20多米。這就需要使用大孔徑鉆孔設(shè)備完成垂直、水平交匯孔的鉆鑿，例如大孔徑氣動(dòng)或液壓鑿巖機(jī)等大孔徑鉆孔設(shè)備，鉆孔直徑達(dá)90～150mm，通常鉆孔越深，鉆孔直徑應(yīng)越大，以便于與其他鉆孔的交匯。

兩種全鋸切開(kāi)采方法的區(qū)別就是當(dāng)荒料的水平底面分離切割完成后，如繼續(xù)使用串珠鋸將切割其它幾個(gè)垂直面，就是金剛石串珠鋸全鋸切開(kāi)采；如使用圓盤鋸進(jìn)行垂直面的切割，就是圓盤鋸串珠鋸組合法。目前礦山在完成切割分離后直接使用挖掘機(jī)將荒料頂翻，條件較好的礦山采用專用氣壓頂推袋插入切割縫內(nèi)并充氣將荒料頂翻并整形，然后裝車，然后運(yùn)至加工廠。今后將采用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行吊裝運(yùn)輸，減少在此過(guò)程的損傷。

由于金剛石串珠鋸可以進(jìn)行水平面切割是全鋸切開(kāi)采礦山特別是進(jìn)行大體積荒料切割必不可少設(shè)備，在使用中最常見(jiàn)的問(wèn)題是選用的繩鋸參數(shù)錯(cuò)誤或鋸繩質(zhì)量問(wèn)題，例如我們選用過(guò)高密度的金剛石則鋸切時(shí)不易碎裂，難以產(chǎn)生新的銳利的刃尖；在使用過(guò)程中鋸繩斷裂、串珠剝落等。圓盤鋸切割縫窄、切面光滑，減少了資源浪費(fèi)和荒料整形的工作；但圓盤鋸不能完成水平面鋸切必須與其他方法切合進(jìn)行開(kāi)采并且由于自身特點(diǎn)限制了鋸切荒料的規(guī)格。

4結(jié)論

目前承德縣石材開(kāi)采行業(yè)雖然完成了由爆破開(kāi)采至鋸切開(kāi)采的升級(jí)，但總體水平仍較為落后。主要體現(xiàn)在礦山多采用小型機(jī)械設(shè)備、輔助設(shè)備機(jī)械化水平較低，作業(yè)人員技術(shù)水平落后，這也是各礦山今后的發(fā)展方向。