装饰石材矿山岩面预处理技术探析.pdf

1 9 9 4年 第 2期 午 材 - 国 ． 孑 7 郡 石材 装饰石材矿 山岩面预处理技术探析 苏州非金属矿工业设计研究院 ≥ [ 提要 本 文应 用石 材控 爆类 型简化原理 对用 于初始分 离前 的岩面预处理技 术进行 挺 与经济分析 ， 认为 间隔排 琨控 爆法适合我 国国情 ， 值得推广 装饰 石材 矿山爆破法开采所遇到 的主 要技 术难题 是将岩块 从原岩体 上脱离 出来 ， 在采矿 工艺上称为初始分离 。 根据石材控爆 类型 划分 ， 控爆 难度 和效 果与一 次控爆开裂岩面数及 相互 位置有 关 ； 当岩面数 多、 位置 不利 时 ， 类 型就 复 杂 ， 控爆就 困难 ， 爆 破效 果也较差 。 显然 ， 初 始分 离作业困难 的原因在 于待分离岩块 与原 岩体 之 闻存 在 着 紧 密联 系 ， 连 接 岩 面数 一 般 在 3 ～ 4 面 。 在爆破实践 中人们发现 ， 当岩体 中存在 可利 用的天 然裂 隙和 节理 、 层理面 简称天 然弱 面 时 ， 岩块的约束减少 ， 控爆就较 为容 易 。 一 、石材 矿山类 型简化原理 前 已述及 ， 控爆类型简复与一次控爆岩面 数等有关 。 在岩体 自然赋存状态一定 ， 岩 石完整 或无可 利用天 然弱面时 ， 我们 可能面 临这样 一 种处境 当前控爆 对多岩 面 的处理水平 尚难 达到所要求 的爆破效果 类型简化原理 就是基 于天然弱 面给 人们的启示 ， 为解 决初 始分 离的 技术难题提 出的 该原理 可描述为 通过 采取 技 术措旋 ． 先行 处理 某 至 几 岩面 ， 形 成 人 工 裂 面 ． 将使控爆类 型得 以简化 ， 从而减少 了后续控 爆难度并改 善爆破效果 二 、 岩 面预 处理 技 术 控爆 初始分离 一 般 是指 通过 一 次控爆使岩 块与原岩体完全脱离的作业 。应用类型简化原 理 ， 在实施控爆 初始分离 前 ， 先对某一至几岩面 进 行处理 ； 由于处理 后 ， 岩块仍 与原 岩体相 连 ， 只是连接 面数减步 ． 为明确起见 ， 所 以本文称 为 岩 面预处 理技 术 根据 石材控爆 实践 ， 目前简 单 、 一 般 、 中等类 型 的控 爆技术 是成 熟 的， 对 其 它 类型进行控爆 则较为 困难 。由于岩 面预处理 费用 比正常 作业高 ， 预处 理 的岩数 以能达到 控 爆技 术可处理 的类型 为好 在此 ， 笔者 仅就 石材 矿 山常 见的复杂控 爆类 型 图 1 的岩面预处理 技 术进 行探 讨 ， 更 为复杂 类 型的处理 技术有 待 进 一 步 讨 论 。 圉 1 初始分离的岩块体积一般在几十～几百立 方米 ； 由于岩块体积大 ， 采用费用较高 的预处理 技 术分摊 到单 位荒料上 的 费用并 不高 ； 另一方 面 ， 同样 的损伤 在初 始分离 阶段 比后续 阶段产 生的 影响要 小得 多 这样 我们在技术上就有了 较大的选择余地 。可采 用的岩面预处理技术有 以下四种 。 一 、 火焰喷割法 从 技术角度看 ， 火焰 喷割法仅 适 用于石 英 维普资讯 1 2 St oⅡe NO． 2 ． 19 9 4 含 量较 高的硅质石材矿 山 ， 即酸 、 碱性花 岗石矿 山。 该法是 采用火焰 喷割机 ． 利用燃油 和压气混 合燃 烧 作 动 ， 沿 待处理 岩 面上 下移动 喷头 喷 割 出槽缝 。通常石英含量越高 ， 喷割速 度越快 这 种方法的优点是不需准 备场地 就可进行既定 方 向的 喷割 ； 其缺点 也是 明显的 ， 如 噪音 、 粉 尘 及后 面将谈到的 费用等 已研 制出的 自动 焙 喷割机 ． 虽然使操作条件 有所改善 ， 但仍难 以适 应环保的要求 。 二 、 密集排瞩法 该法 同时适 用于各类石材矿 山。在大理 石 矿 山采用 多钻头钻机对 采准堑沟背面进行 预处 理 。花 岗石 矿 山则用架式单钻头凿 岩机钻 密集 排孔 ， 排孔 间距非常近 ． 使相邻钻孔孔 壁沿排孔 连心 面相 切或相 贯 ， 形 成贯通槽缝 图 2 。这一 方法实 质上是 一种特殊机械切割法 。由于岩石 的 非均 质及微 裂隙的 存在 ． 采用 架式凿 岩机钻 孔仍 存在 一定偏 差 ， 因此 宜用大 于一般 钻 眼直 径的钻 头 。该法 的主要优 点是对 环境 的影响较 火焙喷割法 小 ， 但钻 孔工 作量是很大的 。 图 2 三 、 金刚 石绳 锯法 金刚石绳锯法 以其 引人瞩 目的优点 已广泛 用 于钙 质石 材矿 山即大理 石矿 山中 ； 随 着烧结 串珠 制 造技术 的进 步和设 备功率 的加大 ， 该法 也开 始用于花岗石矿 山中。在用该法进行岩 面 预 处理 时 ， 先钻 两个垂 直相 交孔 ， 然后 将金刚石 绳 从孔 中穿过 ， 以环状套 在锯机 驱动轮 上锯 割 见图 3 。花 岗石矿 山用金刚石 绳锯 法预处理 岩面时 ， 应 注意 避免供 水不 足可能 引起的 绳缘 过 热现象 。 由于这 个原 因 ． 建议该 法仅 用于垂直 锯割 。花 岗石矿 山金 刚石 绳锯 法效率视岩石条 件在 1 、 O ～ 5 m ／ L之 间 ， 对环境 无影 响 { 其缺 点 是金刚石串珠绳昂贵 ， 锯割费用很高。 固 3 四 、 间隔排眼控爆 法 间隔 排眼控爆 法在石材矿 山是通 用的 这 一 方法较适 合花 岗石矿 山采用。该法与通 常控 爆一样钻 间隔排 眼 ， 然后装药控爆 ， 即在预定位 置上形成 开裂岩面 。与一般 控爆 法不同的是 由 于控爆 开裂时 ， 岩面两侧岩石均不能 位移 ， 裂缝 是 靠炮 眼空腔 充 当 自由面形成 的 ， 因此 该 法实 旌需 采用特殊 的装 药结 构和控爆 参数 。该法 的 优 点是 可采 用与一般 控爆 相 同的眼径 ， 钻 眼工 作 量较 小 ， 作业费用也有竞争力 。 火焰喷割法 密集排眼法 金刚石绳锯法 间排控爆 法 项目 费用 比例 费用 比例 费用 比例 费用 比例 材 料 1 4 ． 1 2 l 4 ． 6 l 7 0 9 0 1 6 ． 6 3 2 ． 0 5 燃料动 力 1 0 5 ． 4 3 9 5 ． 6 4 7 ． 5 4 9 ． 2 l 3 ． 7 7 ． 3 2 4 ． 7 9 4 7 ． 8 5 工 资 3 ． 3 3 3 ． 0 2 2 7 ． 7 8 2 8 ． 7 5 2 ． 8 1 ． 5 8 ． O 8 1 5 ． 6 其 它 1 ． 5 3 1 ． 3 8 7 ． 2 7 ． 5 2 ． 3 1 ． 2 Z ． 3 4 4 ． 5 台计 1 1 0 ． 2 9 1 O 0 9 6 ． 6 1 O 0 1 8 8 ． 8 1 O 0 5 1 ． 8 1 1 O 0 维普资讯 1 9 9 4年 第 2期 石材 1 3 五 、 预处理技术经济分析 上面叙 述了四种 岩面预 处理 技 术 ， 它们 都 用于 解决相同的技术问题 。 对 于石 材矿 山来说 ， 人们所关心的是每项技术的适用性 即综 合效益 如何 ， 这需 要根 据矿 山设备 配置 和 人员技 术水 平 等固素分析 。 这里 ， 笔者仅根据 自己对 某一花 岗石矿山所作 的费用分析和有关 资料 列出四种 处理技术 的大致 费用 表 中费 用单位 元／ m ， 比例 。 从表 中可见 ， 金刚石 绳锯法 的 费用是很 高 的， 其 中材 料费 占总 费用 的 9 O ， 这 在 目前 是 多数生产矿山难 以接 受的。火焰 喷割法和密 集 排 眼法 费用相 当 ， 但 前者的 使用受到 环境 的限 制 ． 后者 则需 较长的作业时 间。 间隔排眼控爆 法 的 费用最低 ， 仅为上述两 法 的 5 o Z左 右。如果 不考虑 岩面处理 质量方 面 的差异 ， 可 以认为 问 排控爆 法是适 合国情 的岩 面预 处理 技术 ， 值得 推广使用 。 四 、 结 语 石材矿 山特别是花 岗石矿山的初始分离 技 术一直为人们所关注 。本文就 与控爆 初始分 离 紧密相关 的岩面预处理技术进行 了探 析 。用间 排控爆 法取代常用 的火焰 喷割法 将使 生产矿山 受惠 。 渡浑资源魂势猥孤矿 逢谶 福鼎白琳玄武岩矿山成为福建省首屈一指的石材大矿 以盛产优质 玄武 岩石 材 福鼎 黑” 、 外 贸 编 号 6 8 3 ” 而 闻名 于国 内外 的福鼎县 白琳镇 ， 充分 发挥资源优势 ， 以开发矿 山为基础 ， 积极 引资搞 加工 ， 反过来 又促进 了矿 山开发 ， 使 矿 山越办越 红火 ， 规模逐年扩大 ， 产值利税连年增加 。1 9 9 3 年仅 自琳玄武岩开发公司的矿 山荒料产量 即达 1 ． 7万 m ． 产值 1 2 0 0多万元 ， 利 税约 5 0 0万元 ， 一 跃成为福建省规模最大 的石 材矿 山。 白琳镇大嶂 山蕴藏 有 丰富 的优 质玄武岩 探 明总 储量 达 3 8 1 2万 m ， 其 中详 查地 段 储 量 6 2 0万 m 。整个 玄武岩体 呈 长柱状连 片产 出 ， 产状 独特 。采 出 的荒料 经加 工成 板材 ， 光亮 墨 黑 ， 性 能优 良． 是现 代 建筑 物 的 中高 档 装 饰 材 料 ， 成 为国内 十客商 的抢 手货 。 白琳 玄武岩公 司创办于 1 9 8 9年下半年 ， 开 始投资 7 5万元剥离风化层 、 开平台、 买设备 、 修 公路等 ， 次年即开采出荒料近千立方米 ， 实现利 润 3 0万元 。 由于石材 品种好 ， 荒料供不应求 。 公 司决定 以矿养矿 ， 扩大规模 ， 又陆续 投入 1 0 0多 万 元资金 延长工 作面 ， 拓宽开 采平 台和上 山公 路 增添铲装设备 ， 提高 了荒 料产 量和 资源回收 率 投产第三年 即 1 9 9 3年 荒料 即达 7 0 0 0 m ， 产值 5 0 0多万元 ， 利润 1 5 6万元。 在发展矿 山的基础上 ， 镇 政府在 1 9 9 2年决 定在该镇 金 山划 出 3 0万 m 土地 ， 兴 办石材 加 工区。由于采取优惠政 策 ， 提 供全 方位 服务 ， 一 年 来 已引资 6 0 0 0多 万元 ， 以矿 山为 依托 ， 兴办 起集 体 、 国有 、 个 体 、 内联、 中外合 资等 6 3家板 材 加工 厂。还兴 办了人造金刚石和锯片生产厂 等相关企业 。 闽非文 维普资讯