摘 要：本文探討了大理石鋸切開采的一些技術(shù)方法，分析了其在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用，結(jié)合筆者的學(xué)習(xí)研究心得，對(duì)其進(jìn)行了總結(jié)提煉，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：大理石 開采 鋸切

中圖分類號(hào)：TU564 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（a）-0118-01

我國(guó)大理石礦山鋸切開采起步較晚，于60年代末由意大利引進(jìn)第一臺(tái)單列式鋼索鋸石機(jī)，首先在杭州大理石礦應(yīng)用，70年代開始在國(guó)內(nèi)一些礦山相繼使用，80年代又引進(jìn)了組合式鋼索鋸石機(jī)、串珠式金剛石繩鋸石機(jī)、鏈臂式鋸石機(jī)及相配套的石材專用設(shè)備。但是，我國(guó)大理石鋸切開采技術(shù)發(fā)展緩慢。目前，國(guó)內(nèi)大部分礦山開采技術(shù)落后、開采設(shè)備原始，一般采用鑿巖排孔爆裂法，礦山也未經(jīng)過專門規(guī)劃設(shè)計(jì)，開采順序大多為原始的單水平高臺(tái)段開采，形成不了規(guī)模，造成礦山資源嚴(yán)重破壞、開采荒料率低、經(jīng)濟(jì)效益差。更有甚者，采用大爆破的方法野蠻開采，荒料率不足5%，資源破壞觸目驚心。據(jù)資料顯示，我國(guó)采用鋸切開采的礦山不多，主要有杭州大理石礦、宜興大理石礦、遼寧丹東大理石礦、江蘇贛榆大理石礦、深圳寶安橫崗大理石礦、福建將樂大理石礦、廣西賀州大理石礦、云南貢山大理石、湖北華龍公司大悟大理石礦等。

1 鋼索繩鋸石機(jī)與鑿巖排孔爆裂聯(lián)合開采法

鋼索繩鋸石是借助于無極繩的螺旋狀繩槽，帶動(dòng)水和砂粒，使砂粒與巖石發(fā)生摩擦，形成切口，從而達(dá)到鋸斷巖石的目的。鋼索繩鋸石機(jī)分為單列式和組合式二種，其中單列式為第一代產(chǎn)品，鋸切效率僅1 m2/h，已淘汰；組合式是更新產(chǎn)品，鋸切效率2～3 m2/h，國(guó)內(nèi)仍在使用，如杭州大理石礦、宜興大理石礦等，但該設(shè)備在意大利于八十年代已淘汰，取而代之的是串珠繩鋸、鏈臂式鋸石機(jī)和金剛石帶鋸。淘汰的主要原因，一是鋸切效率低，僅為串珠鋸的1/3～1/5；二是鋼索繩長(zhǎng)度超過l000 m，需要的工作場(chǎng)地大；三是需架設(shè)切割立柱、工作立柱，并需開挖切割槽，工作時(shí)需石英砂作切割介質(zhì)，開采及輔助工作煩瑣。

宜興大理石礦是我國(guó)使用鋼索繩鋸石機(jī)最成功的礦山之一，目前礦山生產(chǎn)能力1萬耐/年。該礦于1972年由蘇州非金屬礦工業(yè)設(shè)計(jì)研究院規(guī)劃設(shè)計(jì)，為一山坡露天礦，采用自上而下分層開采，同時(shí)開采三、四個(gè)工作面，工作面一般長(zhǎng)50～l00 m。目前該礦采用小臺(tái)級(jí)開采，臺(tái)級(jí)高度2～3 m（臺(tái)級(jí)高度5m更為合理）。分離條狀塊石時(shí)，水平方向采用鋼索繩鋸石機(jī)切割，切割深度2～3 m；垂直方向采用手持式鑿巖機(jī)打水平排孔，孔間距25～30 cm，導(dǎo)爆索爆破。

開采工藝為：分離—一次解體—翻倒—二次解體—整形—拖移—吊裝—清渣。

2 金剛石串珠繩鋸石機(jī)開采

金剛石串珠繩鋸石機(jī)于70年代在意大利首先使用，它的出現(xiàn)被稱為“大理石礦山的開采革命”，目前已在世界各地廣泛使用，是開采大理石的主要開采設(shè)備。串珠鋸工作原理：將金剛石串珠裝在無級(jí)鋼繩上，由驅(qū)動(dòng)輪引出，經(jīng)過導(dǎo)向輪穿入兩個(gè)相互垂直且貫通的鉆孔，再經(jīng)過另一導(dǎo)向輪回到驅(qū)動(dòng)輪，形成無級(jí)串珠式金剛石繩。無級(jí)鋼索繩的張力靠機(jī)體位移來實(shí)現(xiàn)。在驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)下高速運(yùn)動(dòng)，靠鑲有金剛石的串珠對(duì)巖石施加一定的壓力并進(jìn)行循環(huán)鋸切。在鋸切的同時(shí)，向鋸縫注入充足的水，起到冷卻金剛石串珠和排屑作用。該設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)很多，一是鋸切效率高，達(dá)到5～13 m2/h；二是體積小、重量輕，僅1噸多，安裝移動(dòng)方便；三是操作方便，輔助工作量少。我國(guó)在80年代引進(jìn)多臺(tái)串珠繩鋸，但多數(shù)沒有被很好地利用。其主要原因，一是大理石礦沒有采用自上而下分臺(tái)階開采的方法，而是單水平高臺(tái)階推進(jìn)法，無法有效地使用串珠繩鋸；二是礦山基建剝離工作不到位，沒有形成足夠?qū)挼拈_采平臺(tái)供串珠繩鋸工作，三是對(duì)設(shè)備的性能掌握不夠，使用操作不當(dāng)。國(guó)內(nèi)目前尚沒有單獨(dú)使用串珠繩鋸或串珠繩鋸本身的問題。

3 鏈臂式鋸石機(jī)（金剛石帶鋸）與串珠鋸聯(lián)合開采法

鏈臂式鋸石機(jī)是國(guó)外大理石開采中普遍采用的設(shè)備，金剛石帶鋸是鏈臂式鋸石機(jī)的更新產(chǎn)品，在美國(guó)的一些大理石礦使用，切割效率5～16 m2/h，有代替鏈臂式鋸石機(jī)的趨勢(shì)。這兩種設(shè)備結(jié)構(gòu)和功能類似，只是切割刀具不同，用于露天開采的均為行走式。其工作原理：由電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器機(jī)械帶動(dòng)切盤的切割鏈或金剛石切割帶，切鏈（帶）上裝有形狀各異的切割頭，通過切割頭切割巖體。切盤隨著機(jī)體逐漸后移，切鏈（帶）轉(zhuǎn)動(dòng)與移動(dòng)使其上的切割頭緊壓巖石，并不斷切割巖石而形成切縫。在切割過程中需不斷加水，用于冷卻切割鏈（帶）和切割頭鏈?zhǔn)剑ń饎偸瘞В╀徥瘷C(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：鋸切效率高，約為普通鋼索鋸的5倍以下，切割平穩(wěn)；可進(jìn)行垂直和水平方向的切割，無需開挖切割塹溝和套穿繩索等輔助作業(yè)，與串珠繩鋸配合使用效果最佳。其缺點(diǎn)是：設(shè)備相對(duì)笨重（4～6t），需在軌道上運(yùn)行，因而不大靈活，輔助工作量大；切割深度一般為2 m，目前已鋸深超過3 m的鋸石機(jī)，與串珠繩鋸相配合，可解決分離條狀塊石體積過小的問題。另外.鋸切過程中，需大量的冷卻水，約8～10 L/min。

開采工藝如圖1所示。

分離：金剛石帶鋸分離水平面，串珠鋸分離垂直面。首先在工作面鋪設(shè)軌道，安裝帶式鋸石機(jī)，經(jīng)過檢查后方可切割，鋸切長(zhǎng)度一般大于30 m，鋸切深1.7～2.0 m，鋸縫40 mm。為了配合串珠鋸工作，必須首先在設(shè)計(jì)的位置用液壓鉆機(jī)打垂直孔，然后將串珠繩穿過鉆孔，鑲?cè)雽?dǎo)向輪、驅(qū)動(dòng)輪，形成無級(jí)繩，便可進(jìn)行垂直面的鋸切。鋸切過程中，必須加足夠的水來冷卻切割頭。翻倒：用氣壓包配合液壓頂石機(jī)將已分離的大塊石頂翻在鋪有碎石的工作面上，等待解體。解體：以串珠鋸將大塊石鋸切成毛荒料。整形：以荒料整形機(jī)將毛荒料切割成規(guī)格荒料。拖移：用推土機(jī)將荒料推移到桅桿吊作業(yè)范圍內(nèi)。吊裝：采用20 t桅桿吊將荒料吊裝至荒料堆場(chǎng)或運(yùn)輸車外運(yùn)。清渣：用裝載機(jī)將廢石鏟裝人廢石車或直接排入土場(chǎng)。

4 結(jié)語

先進(jìn)的開采設(shè)備需要大量的投資，某些大理石礦開采荒料六面均鋸切而成，不用任何爆破手段（除剝離分化層外），這種開采方法較適宜名貴且大型的大理石礦山。但是，這種開采方法對(duì)于品種一般的大理石礦山來說，由于礦山投資較大，開采成本高，從經(jīng)濟(jì)角度上來看是不適宜的，我們認(rèn)為用串珠繩鋸結(jié)合排孔爆裂法開采是比較合算的方法。

參考文獻(xiàn)

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