韓旭東

摘 要 承德縣飾面石材用花崗巖礦產資源豐富，地質儲量達28億立方米、可采儲量達16億立方米。目前礦山開采技術還較為落后，荒料率較低、規(guī)格較小，機械化水平較低。

關鍵詞 花崗巖 飾面石材 開采技術 鋸切

中圖分類號：P617 文獻標識碼：A

0引言

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

1資源概況

中國石材行業(yè)自2005年躍居世界第一大石材生產國、出口國、消費國之后，中國石材行業(yè)已經連續(xù)8年保持著高速增長，并占到了全球石材加工、生產量的近20%，中國石材產業(yè)正成為世界市場的熱點，持續(xù)拉動全球石業(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個行政村。經地質部門勘測，甲山鎮(zhèn)內保有的“承德綠”花崗巖資源的地質儲量有28億立方米，可開采量有16億立方米。“承德綠”花崗巖系列有“承德藍”“藍豹”“沙漠綠洲”“綠鉆冰花”等近10個品種，其中“承德綠”1號、2號是國內較為罕見、名貴的高檔飾面石材品種。巖石為綠色中粗粒輝石正長巖，主要由長石、次礦物輝石、石英等礦物質組成，礦石耐酸度99.85%，耐堿度100%，抗壓強度90.6MPa，抗折強度128MPa，肖氏硬度為90。呈黑綠色、灰綠色，礦石色調花紋協調、典雅美觀、結構致密、光澤度高，部分長石又出現透明藍色閃光，更使其錦上添花，賦予無窮魅力，也是該石材名貴之處。

目前甲山鎮(zhèn)已有開采企業(yè)約30余家，年產荒料19萬立方米，其中適合砂鋸加工的荒料約為5萬立方米，適合圓盤鋸加工的荒料約為14萬立方米。

2飾面石材開采技術的發(fā)展

承德縣飾面石材開采主要分為2個階段：

（1）2011年前采用排鉆及爆破劈裂法開采。使用風動工具打眼、鐵楔劈裂，在擬開采的荒料各面每隔20cm打眼，使用導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，爆破開采對石材的破壞較大，荒料率較低浪費了大量資源，采出的石材強度降低并且石材成型效果不好并且需留不小余量，否則無法加工出符合規(guī)格的板材。曾有礦山試驗過打深孔并在孔內刻槽，使用液壓劈裂、靜態(tài)爆破劑開采，效果不理想，沒有獲得推廣。

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

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

3開采方法

開采花崗石時同樣會遇到不同的礦體條件和礦體形態(tài)，為了形成開采臺階，必須進行開始初始工作平臺的準備工作。在整體性好的花崗石礦體上，為了開掘初始工作平臺，可以采用金剛石串珠鋸與臺架式鑿巖機組合方法；只要開采成本允許，可以采用串珠鋸全鋸切式開掘方法；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；還可以利用天然裂隙開拓初始工作平臺，初始工作平臺的擴展方向也可分成初始工作面的水平和垂直兩個方向上的擴展。

全鋸切開采分為金剛石串珠鋸全鋸切開采和圓盤鋸串珠鋸組合法開采，無論采用哪種鋸切方法，水平面的切割是第一道鋸切工序，然后才能進行垂直面的分離切割，這個順序是不可逆的。在水平面的切割時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廢；嚴重時可能引起金剛石串珠繩的斷裂飛出，造成更嚴重的事故。即便是先切割水平面，在切割過程中，也應隨時在已經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向輪支承鋸切過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鋸切面進行切割時串珠繩過度的磨損。對于大體積的分離體，其鉆孔深度一般都超過10m，甚至達到20多米。這就需要使用大孔徑鉆孔設備完成垂直、水平交匯孔的鉆鑿，例如大孔徑氣動或液壓鑿巖機等大孔徑鉆孔設備，鉆孔直徑達90～150mm，通常鉆孔越深，鉆孔直徑應越大，以便于與其他鉆孔的交匯。

兩種全鋸切開采方法的區(qū)別就是當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垂直面，就是金剛石串珠鋸全鋸切開采；如使用圓盤鋸進行垂直面的切割，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并充氣將荒料頂翻并整形，然后裝車，然后運至加工廠。今后將采用專業(yè)設備進行吊裝運輸，減少在此過程的損傷。

由于金剛石串珠鋸可以進行水平面切割是全鋸切開采礦山特別是進行大體積荒料切割必不可少設備，在使用中最常見的問題是選用的繩鋸參數錯誤或鋸繩質量問題，例如我們選用過高密度的金剛石則鋸切時不易碎裂，難以產生新的銳利的刃尖；在使用過程中鋸繩斷裂、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行開采并且由于自身特點限制了鋸切荒料的規(guī)格。

4結論

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