石材工艺学第三章石材的开采工艺与设备

1、第3章：石材开采技术与设备，3.1石材矿山的类型与要素，3.2矿床开发与运输方法，3.3石材矿床开采技术，1。石矿类型：露天开采和地下开采。露天开采分为山坡露天开采、洼地露天开采和井式开采。地下开采可分为洞穴开采和巷道开采。3.1石矿的类型和组成，1。露天开采：个石矿，必须剥离石矿体表面的覆盖层和风化层才能开采。露天通道是从地面挖出来的，采煤工作面是这样形成的，废料是从工作面开采出来的。根据矿床埋藏的地形条件，位于采场表面最低层以上的称为山坡露天开采；位于采场表面最低层以下，称为凹陷露天开采。边坡露天开采：基本上按照自上而下的开采顺序原则，边坡露天开采和凹陷露天开采：基本上按照自上而下的开采顺

2、序原则，凹陷露天开采和井型开采实际上是凹陷露天开采的一个特例。随着石材开采作业的深入，许多石材矿山逐渐从山坡露天型演变为凹陷露天型，最终成为井型开采。国外许多井的深度超过50米，甚至80米以上。粉色大理石，葡萄牙，卡拉拉，意大利，2。地下开采：一种石质矿山，只有从地表挖掘巷道到达矿体后才能开采，分为巷道式开采和峒室式开采。洞穴类型：山体陡峭、剥离量大、采矿作业极其危险的山坡露天矿山，如四川省宝兴县的一些大理石矿山；随着开采深度的增加，有倾斜矿体的下沉露天矿，如北京房山大理岩矿，需要剥离较大厚度的覆盖层；随着开采深度的增加，一些井大理石矿的开采将不会继续。洞穴采矿法将使采矿作业更加实用。主要开采

3、工艺与凹陷露天开采相似，只是在正式开采前增加了矩形通道开拓工艺，在只有一个自由面的矿体上开拓了新的自由面。1997年，卡拉拉大理石矿-4(孔采矿)，巷道类型：使用其他项目，运输设施或采矿项目留下的巷道，通过挖掘巷道内的石头矿山。1个工作平台、2个安全平台、3个清洁平台、4个运输通道和最终坡角；GF露天矿的下最终线H最终开采深度AB上最终边界线ABGHF露天矿的最终边界，2。露天矿的元素，1。步骤：在露天开采石料时，通常将露天矿体分成一定厚度的水平层，从上到下开采。当同时开采两个或两个以上的水平层时，上下层之间应保持一定的推进距离。在采矿过程中和采矿结束时，台阶在空间中形成。这些阶梯状的工作面称

4、为台阶。台阶是石材露天矿的基本单元，也是独立开采废料的单元。2.工作平台：每一步的水平部分。安全平台：预留采场边界，保证下部生产平台的安全和侧壁的稳定。4.清洁平台：每2-3个安全平台设置一个清洁平台。5.运输通道：地面与各水平层之间的运输道路。第二节：矿床开发和运输方法。1.矿床开发(运输系统)。1.概念：它是连接矿井中每个工作步骤与矸石场或外部运输系统和矸石场的运输通道，在各种隧道工程中发挥作用，及时准备新的开采层面。建立一个连接采石场和运输场地的运输系统的项目。2.任务：(1)将开采的废料运输到废料场；(2)将废石渣运至废石场；(3)将工具、材料、设备和人员运入或运出工作面。挪威蓝珍珠花

5、岗岩矿，挪威拉维克矿，2。开发和运输方法1。公路发展，单车运输适用条件：地形简单，采场高差小，范围大，道路布置方便，废料规格大，运输量大，公路基础设施工程量小。斜井提升小车运输开发适用条件：地形复杂、高差大(2040)、矿区面积小、道路延伸困难、少量矸石和渣土在山坡或凹陷矿区运输。斜坡提升小车一般位于开采边界之外。在采场，废料应通过其他运输方式装在台车上。3.固定桅杆起重机与汽车运输联合开发的适用条件：采场高差大、范围小、地形复杂、道路布置困难、废石渣土少的矿山。桅杆起重机通常位于采场边缘。提升范围以外的原材料由牵引绞车或装载机运输至桅杆起重机的提升范围，然后由桅杆起重机提升至运输平台上的小车

6、。4.架空索道运输的发展利用缆索起重机一次完成装载、提升、运输和装载作业。适用条件：地形复杂、地形陡峭、高差大、沟谷深、道路开发困难、投资大、规模小、废料块尺寸小的石质矿山。5.露天溜井运输发展的适用条件：地形复杂、高差大、坡度陡(40以上)、基本建设不足。6.联合开发、开矿、开矿、闭矿开采工艺分为七个工序：剥离、分离、翻顶、整形、提升、运输、除渣、排废。1.剥离1。基本概念(1)剥离范围：开采范围内不符合加工使用要求的所有零件；(2)外剥：开采前对不符合加工利用要求的可采矿体的表面和外围进行剥采，露出可开采部分；(3)内部剥离：由于节理、裂隙和岩脉的存在，矿体内部不能变成废物的部分剥离。(4

7、)剥离率：剥离的土方量与开采的废料量之比。(5)废料率：某一采矿范围内提取的废料量与该范围内原矿量之比称为废料率。2.基本原则：同步开采和剥离，先剥离。3.要求：不影响矿体的完整性和块状，蝴蝶绿(XIII) 2006.10.5，2。分石采矿的主要过程1。概念：从矿体中分离出体积是废料几倍的条形块石。2.要求：(1)不要损坏矿体和矿石，并采取保护措施；(2)条形块石的尺寸应等于原材料尺寸乘以切割原材料所需加工量的整数。(3)根据矿体的自然条件，充分利用天然裂隙和层理。(4)根据采矿设备的技术性能，充分发挥设备的作用，提高效率，降低成本。条形块石的宽度一般是开采台阶的高度，长度是开采台阶的一部分。

8、3.翻转石头1。用途：根据要求的规格，方便将其分为废料。2.方法：牵引绞车、装载机、顶岩机、水压袋和气压袋。3.要点：使用保护措施，防止片石翻倒时破碎。(与镶块结合)在金刚石串珠锯开采中，锯缝的宽度只有12毫米。当所有的石头都从矿体中分离出来并锯断时，很难通过12毫米的锯缝直接从矿体中移动或翻转数百吨的石头.目前，国内石材矿山普遍采用在母矿体上钻一个252550cm的石槽，并放置液压顶进机来分离顶进位移。开挖矿体的完整性受到破坏，影响后方矿体的产出率。将气动推袋插入由串珠绳锯成的12毫米锯缝中，用压缩空气充气，推袋膨胀产生几十吨的推力，利用杠杆原理推动石块移动或翻转，使石块脱离采石场石料：具有

9、一定规格且无裂纹的长方体或正方体，能满足饰面板材的加工要求。粗料：形状基本符合原材料的规格要求，但表面不平整，正误差大于3，块石需要成型。实测原材料：检验后原材料的实际实测体积。是扣除尺寸偏差造成的超尺寸后的实际有效原材料体积。方法：凿劈、锯切、机械钻劈、控制爆破；2.楔入和分裂、锯切；5.塑造；1.目的：将粗料修整成符合规范要求的粗料，以减少吊装、运输和加工中的多余工作量，降低成本。例如，花岗岩毛坯的顶面已经用固定的串珠锯进行了整形和整平，其总平面度误差在2厘米以内，手工整平后的最大平面度误差可达10厘米。沙锯锯片完成“切入”阶段所需的时间几乎增加了一倍。根据成形方法，粗糙度可分为两类：a

10、.锯切粗糙度：所有六个表面都是用锯切方法加工的。破碎废料：废料的一面或几面通过切碎成型。3.大直径圆盘锯链臂成型机金刚石带锯成型机串珠锯成型设备。6.提升和运输。1.桅杆起重机(桅杆起重机)起重能力大，使用范围广，适应性强，操作方便，设备价格高，安装或移位工作量大，提升速度慢，最大提升重量50吨，意味着可以提升18立方米的垃圾。2.汽车(轮式)起重机：需要安装固定脚，对道路适应性差，轮胎损耗大，起重能力小，灵活性强，通用性强；3.履带式起重机：无需安装固定脚，可直接吊装，对道路适应性强，起重能力大，灵活性强；4.前置装载机：多功能采矿设备。它可用于铲装、剥离、提升、牵引、清理工作步骤、岩石采摘

11、等。5.履带式挖掘机：同上，前端是装载装置，后端是挖掘装置，6。龙门起重机龙门起重机，水平桥设置在两条腿上，形成龙门起重机。门式起重机、缆索起重机、起重机小车运行在承重缆索上的桥式起重机和牵引绞车：(1)矿井多用途设备可用于：斜坡提升小车的牵引动力、提升设备工作范围内的原材料的牵引动力、扩缝落石提升设备的动力。(2)运行模式：通过配置不同的滑轮完成各种牵引操作。在石矿建设之前，有必要考虑建设一个容量足够的渣土场，这是继续生产和安全生产的必要准备。注重资源、环境的保护、综合利用和效率的提高。根据装饰石露天矿山技术规范，装饰石矿山矿石综合回收率不得低于50%。采矿方法：劈裂法、爆破法、切割法、燃烧

12、法。采矿方法的选择依据：1 .矿床地质条件：节理产状、发育程度、矿体形态、矿体厚度大有利于机械化开采，薄矿体宜手工开采，不规则矿体宜钻裂开采。2.不含应时的玄武岩和辉长岩等岩石类型不能被火焰切割。劈楔用于在岩石上产生压缩张力，使岩石断裂，特别适用于具有水平节理和裂隙的矿床。3.4石矿采矿方法的分类，3。我的比例：4。所需原材料规格：5。自然地理条件：6。环境保护要求：7。技术经济指标：8。产量、效率和效益：3.5。凿劈法，1。分裂机制和适用条件机制：1 .岩石的抗拉强度相对较小。2.应用“分裂”原理，对岩石产生很大的张力，岩石在受力后断裂。3.楔入时，力的作用时间短，速度快，楔入动能大。适用条

13、件：1 .它适用于几乎有水平裂缝的岩石；2.花岗岩的抗拉强度小于大理石，因此更适合花岗岩开采；3.岩石是各向异性的，在不同的方向有不同的抗拉强度，所以楔形孔的参数在不同的方向是不同的。2.手动楔形分裂方法1。工具楔、平楔的类型和结构；角锥楔；复合楔，2。操作方法：手持式凿岩机的浅孔手动劈木和深孔手动劈木(劈木表面钻成排孔),排孔间距与劈木质量有关，最小间距甚至只有10-15cm 3。优缺点：工具简单，方法简单，成本低，劳动强度大，效率低，原材料垂直度差，整形工作量大。开采花岗岩时，一般需要每立方米岩石钻10米的孔。根据30%的废品率，每立方米成品废料需要钻30-40米的孔。浅钻孔采用人工破碎，

14、大型花岗岩采用人工破碎法破碎，花岗岩废料采用人工破碎法重塑，分离体采用深孔人工破碎采矿法破碎。第三，水力劈裂机劈裂法的原理与人工劈裂法相同，通常是指采用人工楔入法，与人工楔入法相比，保证了孔劈裂的一致性，降低了劳动强度，提高了效率。作业时，在岩石上按预裂方向钻一个带液压复合劈楔的孔，将液压复合劈楔放入孔中，将劈楔与液压泵站连接，通过油管将高压油输送到液压劈头。液压劈裂楔在高压油的作用下对孔内两壁产生挤压张力，岩石受力后开裂。3.6钻爆法、适用条件：各种天然裂隙较少的岩石通过微爆破与岩体分离。分类：大致可分为普通爆破、常规控制爆破和切槽控制爆破。优点：操作简单，效率高，适用性强，成本低。缺点：垂

15、直度差，原材料利用率低，石材强度降低，不安全因素多。1.代理人：黑色粉末。2.爆破参数：孔径：3040毫米孔距：水平孔距：11.5米；垂直孔距：0.81.2米孔深：水平孔深：隔块宽度的45.60%；垂直孔深：隔块高度的60.80%；爆破孔深的20.25%。起爆：雷管或电雷管。注意：防止爆破力过度集中的措施：分段装药，不要将炮眼填得太紧。第一，普通爆破方法。一、理念：控制不同药物和点火方式的爆破，不仅能达到预期效果，而且能将爆破造成的危害控制在规定的允许范围内。这种对爆破效果和爆破危害双重控制的爆破称为控制爆破。2.药剂：黑火药、导爆索、2号岩石炸药、爆破管、金属燃烧剂、静电膨胀剂(1)导爆索：

16、以单质高爆药黑索金或泰安为核心，外部图像为导火索，稍薄，颜色多为红色。我国导爆索装药量为1214毫米，爆速为65006800毫秒，可用火雷管或电雷管引爆，孔间距为2040；放置导爆索的内部钻孔的介质可以是空气或水。二。控制爆破，用导爆索控制爆破矿址，(2)金属燃烧剂(高能燃烧剂):金属氧化剂与金属还原剂反应，产生高温膨胀气体，在膨胀压力和热效应的共同作用下，使岩石爆破。例如，2Al 3 mno2=Al2O 3 3mn 221 cal(或9.52105J)，常用氧化剂：MnO 2、CuO、Fe3O3，常用还原剂：铝、镁、铁镁(3)，静态膨胀剂：氧化钙、无机盐和有机添加剂，加水后，发生反应体积膨胀引起的张力。例如，Cao H2O Ca (OH) 2为15.5 kcal，其体积膨胀三倍，导致膨胀应力约为3050Mpa(岩石抗拉强度约为512MPa)。3.7机械切割方法的概念：根据要求的具体情况，通过机械设备直接从岩体中分离块石或废料普通设备：凿岩机、