李丹

[摘要]目前我國(guó)型材類(lèi)礦山開(kāi)采分割工藝主要可分為圓盤(pán)鋸、金剛石串珠繩鋸、鏈臂鋸三種。這三種設(shè)備各有優(yōu)點(diǎn)，各有長(zhǎng)處，也分別存在各自的不足，本文分別對(duì)以上工藝進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，為型材類(lèi)礦山開(kāi)發(fā)提供參考。

[關(guān)鍵詞]礦山 型材地下開(kāi)采 工藝比較

隨著我國(guó)建筑裝修市場(chǎng)的快速發(fā)展，對(duì)天然大理巖、花崗巖等型材類(lèi)礦山需求顯著增加，該類(lèi)礦石價(jià)格也根據(jù)礦石品質(zhì)的不同而差距較大。我國(guó)飾面大理石、花崗巖型材類(lèi)礦山主要為露天開(kāi)采，極少數(shù)礦山依靠自主研發(fā)、技術(shù)引進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)型材的地下開(kāi)采。目前我國(guó)型材類(lèi)礦山開(kāi)采分割工藝主要可分為圓盤(pán)鋸、金剛石串珠繩鋸、鏈臂鋸三種。這三種設(shè)備各有優(yōu)點(diǎn)，各有長(zhǎng)處，也分別存在各自的不足，本文分別對(duì)以上工藝進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，為型材類(lèi)礦山開(kāi)發(fā)提供參考，通過(guò)選用合適的工藝設(shè)備進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)各工藝揚(yáng)長(zhǎng)避短，達(dá)到安全、高效、經(jīng)濟(jì)開(kāi)采資源的目的。

一、圓盤(pán)鋸

圓盤(pán)鋸分割工藝是利用圓盤(pán)形金剛石刀具的高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)礦石進(jìn)行分割。圓盤(pán)鋸切割機(jī)是先在礦石表面鋪設(shè)軌道，然后主機(jī)部分通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)金剛石圓盤(pán)鋸片高速旋轉(zhuǎn)，利用變頻調(diào)速，雙軌道牽引控制自動(dòng)進(jìn)給，在軌道上返還切割作業(yè)。其切割深度由圓盤(pán)鋸片的直徑大小決定，目前我國(guó)遼東地區(qū)多使用的是直徑3m的圓盤(pán)鋸片，其切割深度為1.35m，單臺(tái)日產(chǎn)量為75m3左右，定位由軌道控制，操作簡(jiǎn)便。優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)采效率高，開(kāi)采成本低，操作方便，軟硬礦石都能切割。缺點(diǎn)：不能平切；受機(jī)器體積限制，開(kāi)采大塊荒料比較困難；要求開(kāi)采平臺(tái)大，需要固定的軌道；要求礦體完整，并且花色紋理走向制約。

二、金剛石串珠繩鋸

設(shè)備有主由驅(qū)動(dòng)裝置、金剛石繩、工作立柱、導(dǎo)向輪等部件組成。鋼絲繩上以彈簧、注塑、橡膠注封等方式固定金剛石串珠，通過(guò)事先采用小口徑鉆機(jī)在礦石上打橫向和縱向貫通導(dǎo)繩孔，然后將鋼絲繩穿入孔內(nèi)，經(jīng)過(guò)導(dǎo)向輪后與驅(qū)動(dòng)裝置形成閉環(huán)，由驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)形成鋼絲繩的切割拉力，將礦石切割分離的工藝。

優(yōu)點(diǎn)：切割方式比較靈活，任意方向都能切割，開(kāi)采效率高，石材適應(yīng)性廣，設(shè)備輕便，造價(jià)低，在國(guó)內(nèi)礦山普及率高，會(huì)熟練使用的工人多，技術(shù)成熟。

缺點(diǎn)：需要配套水平鉆、潛孔鉆、鑿巖機(jī)等鉆孔設(shè)備，需要預(yù)先鉆孔，且基本上不能缺水，否則作業(yè)鋼絲繩溫度過(guò)高，增加鋼絲繩的磨損。

三、鏈臂鋸

鏈臂鋸在國(guó)外礦山早已得到廣泛應(yīng)用，在中國(guó)由于種種原因，未得到推廣。鋸機(jī)由平臺(tái)、行走機(jī)構(gòu)、切割機(jī)頭、鏈臂、切割鏈條，液壓站，電氣系統(tǒng)，吊架組成。

行走驅(qū)動(dòng)齒輪箱通過(guò)齒輪齒條轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)平臺(tái)軌道做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。平臺(tái)下面安裝有行走輪、導(dǎo)向輪，保證切割運(yùn)動(dòng)是一條直線(xiàn)，故鏈臂鋸開(kāi)采切割面很平，切割荒料率高，水平切割這種優(yōu)勢(shì)更能體現(xiàn)，切割平臺(tái)開(kāi)采后非常平整。

鏈臂固定在切割機(jī)頭上，通過(guò)液壓傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)360。自由旋轉(zhuǎn)，另外機(jī)頭也可進(jìn)行水平翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)水平方向上的切割，不受切割方向的限制，這是鏈臂鋸的最大優(yōu)點(diǎn)。鏈臂上安裝有耐磨條，具有高強(qiáng)度、高彈性的特點(diǎn)，磨損后可以更換，而不必更換整個(gè)鏈臂。

優(yōu)點(diǎn)：干切，切割原則上不需要水，切割面非常平整，荒料塊度大，荒料率高，切割連續(xù)。

缺點(diǎn)：設(shè)備比較復(fù)雜，對(duì)操作人員要求技術(shù)稍高，不能切割花崗巖。設(shè)備基本依賴(lài)進(jìn)口意大利產(chǎn)品，價(jià)格及售后服務(wù)受到制約。目前我國(guó)上海已有公司通過(guò)技術(shù)研發(fā)已試制成功，隨著產(chǎn)品的不斷成熟，該缺點(diǎn)將逐漸消失。

四、其它工藝

氣壓頂推袋新型技術(shù)，將氣壓頂推袋插入串珠繩鋸切形成的12mm鋸縫中，利用壓縮空氣，對(duì)其充氣，袋體膨脹產(chǎn)生幾十噸的推力，利用杠桿原理推動(dòng)石料位移或?qū)⑵浞?，以便后續(xù)工序?qū)κ线M(jìn)行解體，生產(chǎn)荒料。袋體由高強(qiáng)度高分子橡膠材料制成，可反復(fù)伸縮使用。該工藝出現(xiàn)時(shí)間較短，正在試用階段。

五、各工藝排序比較

（1）鋼絲繩串珠繩鋸，該工藝技術(shù)性較強(qiáng)，開(kāi)采質(zhì)量受人為因素影響較大，其荒料的六個(gè)斷面全被串珠繩鋸切割，對(duì)于鉆孔定位技術(shù)的要求高。礦山在采用該工藝時(shí)，應(yīng)對(duì)采用操作工人測(cè)量技術(shù)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)，總體而言，設(shè)備價(jià)格成本不高和適用性強(qiáng)是該工藝的最大優(yōu)點(diǎn)。

（2）鏈臂鋸，該工藝由于設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，對(duì)使用操作的工人要求較高，而且設(shè)備價(jià)格較貴，很多礦山難以承受。隨著我國(guó)型材礦產(chǎn)資源的不斷枯竭，受到國(guó)家環(huán)保政策的影響，國(guó)內(nèi)飾面石材礦山正面臨著開(kāi)采技術(shù)條件變?yōu)閺?fù)雜、由露天逐步轉(zhuǎn)入地下開(kāi)采的情況。而石材市場(chǎng)需求量逐漸增大，尤其國(guó)外對(duì)高品質(zhì)石材的需求更是火熱，使得礦石價(jià)格節(jié)節(jié)攀升。該工藝具有靈活方便、適用性強(qiáng)的特點(diǎn)，尤其適合切割理石礦這類(lèi)硬度不高的礦石，筆者認(rèn)為未來(lái)在一些高品質(zhì)礦山應(yīng)用潛力較大。

（3）圓盤(pán)鋸，該工藝對(duì)技術(shù)要求不高，操作直觀(guān)，國(guó)內(nèi)大部分露天型材礦山應(yīng)用較多。但露天開(kāi)采對(duì)環(huán)境破壞嚴(yán)重，廢石到處堆放，破壞植被，國(guó)家已對(duì)這類(lèi)礦山出臺(tái)了限制措施。隨著這類(lèi)礦山開(kāi)采深度不斷增加，可供該設(shè)備運(yùn)行的條件也逐漸變得苛刻，目前采用圓盤(pán)鋸的礦山后期都將面臨裝備革新。

六、結(jié)尾

綜上所述，選用什么樣的工藝最為合適，主要看礦體的完整性，能夠達(dá)到的開(kāi)采荒料率，石材的品種等級(jí)，荒料的礦石價(jià)格，采場(chǎng)的水電、道路和配套的工程機(jī)械等條件，投資者的資金能力，國(guó)家政策等因素。建議投資型材礦山的企業(yè)，應(yīng)綜合考慮這些因素后，進(jìn)行多方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比分析，選擇適合自己礦山特點(diǎn)的開(kāi)采工藝。