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5.5 開(kāi)采工藝和采礦方法

5.5.1 裝飾石材礦山開(kāi)采工藝應(yīng)按工藝流程(圖5.5.1)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

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圖5.5.1 開(kāi)采工藝流程示意圖

5.5.2 露天礦山長(zhǎng)條塊石的分離方法及適用的臺(tái)階類(lèi)型應(yīng)綜合下列因素,宜按表5.5.2選取:

1 礦體形態(tài)及產(chǎn)狀;

2 巖石礦物成分和化學(xué)成分;

3 石材的可劈裂特性;

4 礦體整體性、裂隙發(fā)育情況;

5 開(kāi)采設(shè)備適應(yīng)的石材種類(lèi);

6 開(kāi)采設(shè)備適用的開(kāi)采臺(tái)階高度;

7 開(kāi)采成本、效率。

表5.5.2 露天礦山長(zhǎng)條塊石的分離方法及適用的臺(tái)階類(lèi)型

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注:1 非花崗石:指大理石、砂巖、板巖等肖氏硬度小于70的石材。

2 花崗石:指花崗巖、片麻巖、輝綠巖、玄武巖等肖氏硬度大于或等于70的石材。

3 “√”表示適用的開(kāi)采方法。

4 “—”表示不適用或本規(guī)范不推薦使用的開(kāi)采方法。

5 “*”只適用SiO2≥52%的中、酸性火成巖及正變質(zhì)巖類(lèi)。

長(zhǎng)條塊石的分離工藝應(yīng)選擇機(jī)械鋸切、排孔劈裂,以及火焰切割等工藝方案,所涉及的開(kāi)采設(shè)備有金剛石串珠鋸、礦山圓盤(pán)鋸石機(jī)、臂式鋸石機(jī)等機(jī)械鋸切石材的設(shè)備,以及使用鑿巖機(jī)鉆鑿排孔和火焰切割機(jī)等開(kāi)采設(shè)備。

臺(tái)階高度是按照所使用的開(kāi)采設(shè)備種類(lèi)、開(kāi)采荒料的規(guī)格尺寸和經(jīng)濟(jì)的開(kāi)采成本等因素確定,高度小于或等于2m的開(kāi)采臺(tái)階稱(chēng)為低臺(tái)階,需將荒料或長(zhǎng)條塊石移離原位置;高度超過(guò)2m的開(kāi)采臺(tái)階稱(chēng)為高臺(tái)階,需要將長(zhǎng)條塊石翻倒后進(jìn)行二次分割。

(1)在選用金剛石串珠鋸結(jié)合臂式鋸石機(jī)的全鋸切、高臺(tái)階開(kāi)采方案時(shí),金剛石串珠鋸用于長(zhǎng)條塊石水平面及垂直面的切割分離;切割臂長(zhǎng)度小于4.5m的臂式鋸石機(jī)用于水平面切割分離,切割臂長(zhǎng)度超過(guò)6m的臂式鋸石機(jī)可用于垂直面的切割分離。

(2)在選用礦山圓盤(pán)鋸石機(jī)、金剛石串珠鋸相結(jié)合的全鋸切、低臺(tái)階平臺(tái)式開(kāi)采方案時(shí),礦山圓盤(pán)鋸石機(jī)用于長(zhǎng)條塊石垂直面鋸切,金剛石串珠鋸用于水平面鋸切。

與金剛石串珠鋸相比,臂式鋸石機(jī)切割出的水平面的平整度更高,但其切割成本高于金剛石串珠鋸、切割效率低于金剛石串珠鋸,設(shè)備價(jià)格也比金剛石串珠鋸高。但在一些品種好、售價(jià)高的大理石礦山,為了獲得更高的開(kāi)采荒料率和荒料質(zhì)量,只要經(jīng)濟(jì)條件允許,可選用礦山圓盤(pán)鋸石機(jī)、金剛石串珠鋸結(jié)合臂式鋸石機(jī)的低臺(tái)階平臺(tái)式開(kāi)采方案,由臂式鋸石機(jī)與金剛石串珠鋸共同完成礦體水平面的切割分離,或與礦山圓盤(pán)鋸石機(jī)共同完成礦體垂直面的切割分離。

(3)當(dāng)大理石礦體整體性條件好,存在的裂隙不會(huì)降低開(kāi)采荒料率,石材的花色紋路走向與臂式鋸石機(jī)的切割方向無(wú)關(guān)時(shí),使用臂式鋸石機(jī)直接從礦體切割開(kāi)采荒料的開(kāi)采成本與使用金剛石串珠鋸結(jié)合其他開(kāi)采設(shè)備的開(kāi)采成本相同或略低,且開(kāi)采效率不會(huì)低于金剛石串珠鋸開(kāi)采方法時(shí),可選擇臂式鋸石機(jī)直接從礦體切割開(kāi)采荒料的臂式鋸石機(jī)全鋸切開(kāi)采工藝方案。

(4)金剛石串珠鋸結(jié)合臂式鋸石機(jī)開(kāi)采凹陷大理石礦山時(shí),臂式鋸石機(jī)除了用于凹陷礦山開(kāi)拓采準(zhǔn)溝的非自由面垂直切割外,還可用于開(kāi)采工序中的非自由水平面或非自由垂直面切割分離;金剛石串珠鋸主要用于有自由面的長(zhǎng)條塊石或荒料的垂直面及水平面切割分離;使用礦山圓盤(pán)鋸石機(jī)、金剛石串珠鋸、臂式鋸石機(jī)全鋸切的低臺(tái)階開(kāi)采方案時(shí),臂式鋸石機(jī)用于采面內(nèi)采準(zhǔn)溝非自由面的垂直和水平面的切割,金剛石串珠鋸用于水平面的切割,礦山圓盤(pán)鋸石機(jī)用于垂直面的切割。

(5)金剛石串珠鋸與排孔劈裂組合開(kāi)采時(shí),可按下述組合方式進(jìn)行長(zhǎng)條塊石的分離:

1)單面排孔劈裂分離方法:當(dāng)被分離的長(zhǎng)條塊石只有一個(gè)非自由面時(shí),可采用金剛石串珠鋸或排孔劈裂法進(jìn)行分割。

2)雙面排孔劈裂分離方法:當(dāng)被分離的長(zhǎng)條塊石只有水平和垂直兩個(gè)非自由面、或兩相鄰垂直非自由面狀態(tài)時(shí),在礦體解理裂隙不發(fā)育時(shí),宜采用排孔劈裂方法同時(shí)進(jìn)行分離;在礦體解理裂隙發(fā)育時(shí),長(zhǎng)邊宜采用金剛石串珠鋸鋸切,短邊可采用排孔劈裂方法分離。

3)當(dāng)被分離長(zhǎng)條塊石有三個(gè)或四個(gè)非自由面時(shí),必須使用金剛石串珠繩鋸對(duì)非自由面進(jìn)行切割,使其達(dá)到兩個(gè)以下非自由面后,再使用單面劈排孔裂或雙面排孔劈裂法對(duì)長(zhǎng)條塊石進(jìn)行切割分離。

(6)火焰切割機(jī)與排孔劈裂方法組合露天開(kāi)采花崗巖類(lèi)石材礦山時(shí),火焰切割機(jī)只用于長(zhǎng)條塊石兩端的非自由垂直面切割分離,使用排孔劈裂方法進(jìn)行長(zhǎng)條塊石另外兩個(gè)面的分離。

(7)選用礦山圓盤(pán)鋸石機(jī)和排孔劈裂組合開(kāi)采工藝方案時(shí),礦山圓盤(pán)鋸石機(jī)用于垂直鋸切,使用排孔劈裂方法進(jìn)行水平面分離;選用礦山圓盤(pán)鋸石機(jī)與金剛石串珠鋸組合開(kāi)采工藝方案時(shí),礦山圓盤(pán)鋸石機(jī)仍用于垂直面鋸切,金剛石串珠鋸用于水平面的切割分離;使用礦山圓盤(pán)鋸石機(jī)開(kāi)采花崗巖類(lèi)石材礦山時(shí),可使用火焰切割機(jī)對(duì)剝離采準(zhǔn)溝的垂直非自由面進(jìn)行切割。

5.5.3 裝飾石材礦山宜選用金剛石串珠鋸、臂式鋸石機(jī)、臺(tái)架式鑿巖機(jī)、車(chē)載式鑿巖機(jī)、手持式鑿巖機(jī)等設(shè)備對(duì)長(zhǎng)條塊石垂直面及水平面進(jìn)行分割,宜選用礦山圓盤(pán)鋸石機(jī)或火焰切割機(jī)等設(shè)備對(duì)垂直面進(jìn)行分割。

5.5.4 長(zhǎng)條塊石的翻倒或移位應(yīng)根據(jù)長(zhǎng)條塊石的規(guī)格尺寸選擇方法和設(shè)備。高臺(tái)階開(kāi)采時(shí),可選用挖掘機(jī)、裝載機(jī)在氣袋、水袋或液壓頂石機(jī)配合下翻倒長(zhǎng)條塊石,長(zhǎng)條塊石的高度與厚度之比應(yīng)能保證其被翻倒;低臺(tái)階開(kāi)采時(shí),可選用挖掘機(jī)配合專(zhuān)用離臺(tái)器具將荒料或長(zhǎng)條塊石移至下道工序位置。

長(zhǎng)條塊石的翻倒或移位方法可按下述方法選擇:

(1)高臺(tái)階開(kāi)采時(shí),長(zhǎng)條塊石翻倒宜由水袋或氣袋、液壓頂石機(jī)、挖掘機(jī)或叉裝機(jī)拖拽動(dòng)滑輪組件等工具和方法相互配合完成,也可由安裝在裝載機(jī)上的專(zhuān)用石料頂推機(jī)械裝置直接翻倒長(zhǎng)條塊石,然后再進(jìn)行分割;采用高臺(tái)階開(kāi)采的花崗石礦山,當(dāng)高度和厚度之比不適合翻倒時(shí),也可不將長(zhǎng)條塊石翻倒,在原位直接對(duì)其進(jìn)行分割;

(2)低臺(tái)階開(kāi)采時(shí),宜用機(jī)械離臺(tái)器具(一種專(zhuān)用工具)配合挖掘機(jī)完成石料的位移,只需將石料移離至整形(需要修整)或裝車(chē)(無(wú)需修整)的位置即可。

水壓頂推袋,簡(jiǎn)稱(chēng)水袋,是一種插入切割縫中,通過(guò)注入高壓水產(chǎn)生水平推力,用于頂推長(zhǎng)條塊石的薄型金屬袋。

氣壓頂推袋,簡(jiǎn)稱(chēng)氣袋,是一種插入切割縫中,通過(guò)注入高壓氣體膨脹產(chǎn)生水平推力,用于頂推長(zhǎng)條塊石的薄型復(fù)合材料袋。

液壓頂石機(jī)是一種用于長(zhǎng)條塊石翻倒或移位的專(zhuān)用液壓頂推設(shè)備。

5.5.5 長(zhǎng)條塊石的分割宜用金剛石串珠鋸、排孔劈裂或臂式鋸石機(jī)完成。

通過(guò)更換金剛石串珠繩和調(diào)整機(jī)型參數(shù),金剛石串珠鋸可用于大理石、花崗石等全部種類(lèi)長(zhǎng)條塊石的分割,臂式鋸石機(jī)用于大理石長(zhǎng)條塊石的分割,排孔劈裂方法主要用于花崗石長(zhǎng)條塊石的分割。

5.5.6 荒料整形宜使用金剛石串珠鋸、固定式串珠鋸整形機(jī)等設(shè)備完成,也可采用排孔劈裂方法完成。

金剛石串珠鋸、金剛石串珠鋸整形機(jī)、圓盤(pán)鋸整形機(jī)、排孔劈裂方法可用于大理石、花崗石荒料整形;行走式臂式鋸石機(jī)、臂式鋸整形機(jī)、單鋸條整形機(jī)等設(shè)備可用于大理石荒料的整形。

5.5.7 荒料的移動(dòng)和裝卸可使用叉裝機(jī)、起重機(jī)等設(shè)備完成。

石材礦山工作面上的荒料移動(dòng)宜使用叉裝機(jī)、起重機(jī)等設(shè)備。移動(dòng)荒料時(shí)應(yīng)采取措施防止荒料的崩邊、掉角。當(dāng)荒料的移動(dòng)距離超過(guò)100m時(shí),宜使用運(yùn)輸車(chē)輛移動(dòng)。

5.5.8 荒料的運(yùn)輸應(yīng)選用礦山載重汽車(chē)。

5.5.9 清渣可使用裝載機(jī)、叉裝機(jī)、挖掘機(jī)和礦山自卸車(chē)完成。

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