第三章第三章石材的开采工艺与石材的开采工艺与设备设备3.1 石材石材矿山的山的类型与型与组成要素成要素3.2矿床开拓与开拓运床开拓与开拓运输方法方法3.3石材石材矿床的开采工床的开采工艺一一.石材石材矿山山类型型石材石材矿山山类型有型有露天开采和地下开采露天开采和地下开采。露天开露天开采采分分为山坡露天开采山坡露天开采、凹陷露天开采和井式开凹陷露天开采和井式开采采。地下开采地下开采分分为山洞型开采和井巷型开采山洞型开采和井巷型开采。3.1石材矿山的类型与组成要素石材矿山的类型与组成要素1.露天开采露天开采:需先将石材需先将石材矿体表面的覆盖体表面的覆盖层和和风化化层剥离后才能剥离后才能进行开采的石材行开采的石材矿山。从地面山。从地面开掘露天沟道、并开开掘露天沟道、并开创出开采工作面，把荒料出开采工作面，把荒料从工作面开采出来。根据从工作面开采出来。根据矿床埋藏的地形条件，床埋藏的地形条件，位于采位于采场地表最低水平以上的称地表最低水平以上的称为山坡露天开山坡露天开采采；位于采；位于采场地表最低水平以下的称地表最低水平以下的称为凹陷露凹陷露天开采天开采。山坡露天开采：基本上按照自上而下开采顺序的原则山坡露天开采：基本上按照自上而下开采顺序的原则山坡露天山坡露天矿山山凹陷露天开采：基本上按照自上而下开采顺序的原则凹陷露天开采：基本上按照自上而下开采顺序的原则凹陷露天凹陷露天矿山山井式开采：井式开采：实际上是上是凹陷露天开采的一个特例。凹陷露天开采的一个特例。随着石材随着石材矿山开采作山开采作业的不断深入，有的不断深入，有许多石材多石材矿山由山坡露天山由山坡露天类型，逐型，逐渐演演变成凹陷露天型成凹陷露天型类型，型，最最终变成井式开采。成井式开采。国外国外许多井式开采多井式开采矿山的深度超到山的深度超到50米，甚至米，甚至达到达到80米或更深。米或更深。葡萄牙粉红大理石意大利CARRARA2.地下开采地下开采：需要从地表掘：需要从地表掘进井巷到达井巷到达矿体后才体后才能能进行开采的石材行开采的石材矿山，分山，分为巷道巷道(山洞式山洞式)开采开采、峒室（井峒室（井巷巷式）开采式）开采。山洞式：山洞式：山形陡峭、剥离量大、开采作山形陡峭、剥离量大、开采作业极度危极度危险的山坡露天型的山坡露天型矿山，如四川宝山，如四川宝兴县的一些大理的一些大理石石矿山；山；倾斜斜矿体的凹陷露天型体的凹陷露天型矿山，随着开采山，随着开采深度的增加，需要剥离很大厚度的覆盖深度的增加，需要剥离很大厚度的覆盖层，如北，如北京房山的京房山的汉白玉大理石白玉大理石矿山；随着开采深度的增山；随着开采深度的增加，一些井式大理石加，一些井式大理石矿山的开采也将无法山的开采也将无法继续下下去。采用山洞式开采方式，将使开采作去。采用山洞式开采方式，将使开采作业变得更得更实际。主要开采工主要开采工艺与凹陷露天型与凹陷露天型矿山开采山开采类似似,不同的不同的是在正式开采之前是在正式开采之前,增加了一个矩形通道开拓工序增加了一个矩形通道开拓工序,在只在只有一个自由面的有一个自由面的矿体上再开拓出一个新的自由面体上再开拓出一个新的自由面.1997年CARRARA大理石矿-4（洞采）洞采）井巷式：井巷式：利用其他工程、交通利用其他工程、交通设施或施或矿山山开采开采项目目遗留下的巷道，通留下的巷道，通过在在巷道内部开掘的石材巷道内部开掘的石材矿山。山。 1工作平台工作平台2安全平台安全平台3清清扫平台平台 4运运输沟道沟道、最最终帮坡角；帮坡角；GF露天采露天采场的下部最的下部最终畀畀线H露天采露天采场最最终开采深度开采深度AB露天采露天采场的上部最的上部最终境界境界线ABGHF露天采露天采场的最的最终境界境界二、露天采场组成要素二、露天采场组成要素 1.台台阶： 露露天天开开采采石石材材时，通通常常把把被被开开的的矿体体划划分分成成一一定定厚厚度度的的水水平平分分层，自自上上而而下下逐逐层开开采采。当当有有两两个个或或两两个个以以上上的的水水平平分分层同同时开开采采时，上上、下下分分层之之间需需保保持持一一定定的的超超前前距距离离。在在开开采采过程程中中和和开开采采终了了时在在空空间形形成成台台阶状状。这些些台台阶状状的的工工作作面面称称为台台阶。台台阶是是石石材材露露天天采采场的的基基本本构构成成要要素素，也也是是进行独立开采荒料作行独立开采荒料作业的的单元体。元体。 2.2.工作平台工作平台：各台阶的水平部分：各台阶的水平部分 3.3.安全平台安全平台：采场边界为了保证下部生产平台：采场边界为了保证下部生产平台的安全和边帮的稳定性而保留的。的安全和边帮的稳定性而保留的。 4.4.清扫平台清扫平台：每隔个：每隔个2-32-3个安全平台设一清扫平个安全平台设一清扫平台台 5.5.运输沟道运输沟道：地面与各水平分层之间的运输道：地面与各水平分层之间的运输道路路第二第二节矿床开拓与开拓运床开拓与开拓运输方法方法一一.矿床开拓（运床开拓（运输系系统） 1.概概念念：是是连接接矿山山内内部部各各工工作作台台阶到到荒荒料料堆堆场或或外外部部运运输系系统以以及及废石石堆堆场的的运运输通通道道，并并起起到到及及时准准备新新的的开开采采水水平平的的各各种种坑坑道道工工程程。建建立立起起连接石材采接石材采. 场与运与运输地面的运地面的运输系系统的工程。的工程。 2.任任务：（1）将开采下的荒料外运或送到荒料堆）将开采下的荒料外运或送到荒料堆场（2）将）将废石渣土运送到石渣土运送到废石堆石堆场（3）将工具、材料、）将工具、材料、设备、人、人员运运进或运出工作或运出工作面。面。 挪威蓝珍珠花岗石矿山直进沟式道路运输系统挪威Larvik矿山二二.开开拓拓运运输方方法法 1.公公路路开开拓拓，单一汽一汽车运运输 适适用用条条件件：地地 形形 简 单 、（弯弯道道少少、半半径径大大）、采采场高高差差小小、范范围大大、便便于于公公路路展展线，荒荒料料规格格大大，运运输量量大大，公公路路基基建建工程量小。工程量小。 2.斜坡卷斜坡卷扬台台车运运输开拓开拓 适用条件：适用条件：地形复地形复杂、高差、高差较大（大（2040），），矿区范区范围不大，公路展不大，公路展线有困有困难的山坡或凹陷的山坡或凹陷矿区运送区运送块度度较小小的荒料，且的荒料，且废石渣土量石渣土量较少的少的矿山。斜坡卷山。斜坡卷扬台台车一般一般设在开采境界之外。采在开采境界之外。采场内需借助其他运内需借助其他运输方式方式将荒料装上台将荒料装上台车。3.固定桅杆吊与汽固定桅杆吊与汽车运运输联合开拓合开拓 适用条件：采适用条件：采场高差大、范高差大、范围小、地形复小、地形复杂，公路展，公路展线困困难、废石、渣土石、渣土较少的少的矿山。桅杆吊通常位于采山。桅杆吊通常位于采场的的边缘。吊装范吊装范围外荒料外荒料由由牵引引绞车或装或装载机等运至桅杆吊机等运至桅杆吊吊吊装范装范围内，再由内，再由桅杆吊桅杆吊吊运至运吊运至运输平台的汽平台的汽车上上4.架空索道运架空索道运输开拓开拓利用利用绳索式起重机一次性完成装索式起重机一次性完成装载、起重、运、起重、运输、装、装车作作业。适用条件：地形复适用条件：地形复杂、陡峭、高差大、沟谷深、陡峭、高差大、沟谷深、公路开拓困公路开拓困难，且投，且投资大的大的规模模较小、荒料小、荒料块度不度不大的石材大的石材矿山。山。5.明溜槽运明溜槽运输开拓开拓 适用条件：地形复适用条件：地形复杂，高差大、坡陡（大于，高差大、坡陡（大于40），），基建基建资金短缺。金短缺。6.联合开拓合开拓笫三笫三节石材石材矿床的开采工床的开采工艺开采工开采工艺分分为：剥离剥离分离分离顶翻翻分割分割整整形形吊装运吊装运输清渣、排清渣、排废 七个工序七个工序一一.剥离剥离1.基本概念基本概念（1）剥离范）剥离范围：开采范开采范围内所有不符合加工与使内所有不符合加工与使用要求的部分；用要求的部分；（2）外剥离：）外剥离：矿床开采前床开采前对可采可采矿体表面及周体表面及周边的的不符合加工与使用要求部分的剥离，使之露出可供不符合加工与使用要求部分的剥离，使之露出可供开采的部分；开采的部分；（3）内剥离：）内剥离：对矿体内部由于体内部由于节理、裂隙、脉岩的存理、裂隙、脉岩的存在而不能成在而不能成为荒料部分的剥离。荒料部分的剥离。（4）剥采比：）剥采比：剥离掉的土石方量与开采出的荒料体剥离掉的土石方量与开采出的荒料体积之比。之比。（5）荒料率：）荒料率：在一定的开采范在一定的开采范围内采出的荒料体内采出的荒料体积与与该范范围内原内原矿体体积之比称之比称为荒料率。荒料率。2.基本原基本原则：采剥并：采剥并举，剥离先行，剥离先行3.要求：不影响要求：不影响矿体的完整性和成体的完整性和成块性性蝴蝶绿（十三）2006.10.5二二.分离分离石材开采的主体工石材开采的主体工艺 1.概概念念：从从矿体体中中分分离离出出体体积为荒荒料料若若干干倍倍的的条条状状块石。石。2.要求：要求：（1）不）不损伤矿体和体和矿石石采取保采取保护措施措施 （2）条条状状块石石的的规格格尺尺寸寸应等等于于荒荒料料规格格尺尺寸寸的的整整数倍加上分割荒料所需的加工量。数倍加上分割荒料所需的加工量。 （3）根根据据矿体体的的自自然然条条件件而而定定，充充分分利利用用天天然然裂裂隙隙和和层理。理。（4）根据开采）根据开采设备的技的技术性能而定，充分性能而定，充分发挥设备的作用，提高效率，降低成本。的作用，提高效率，降低成本。 条状条状块石的石的宽度一般度一般为开采台开采台阶的高度，的高度，长度度为开采台开采台阶的一部分的一部分三三.顶翻翻倒石倒石1.目的：便于按所需目的：便于按所需规格分割成荒料。格分割成荒料。2.方法：方法：牵引引绞车、装、装载机、机、顶石机、水石机、水压包、气包、气压包。包。3.要点：使用保要点：使用保护措施，防止翻倒措施，防止翻倒时使条石断裂。使条石断裂。(结合插件合插件) 金金刚石串珠石串珠锯开采其开采其锯缝宽度只有度只有12mm，当石料全，当石料全部从部从矿体上分离体上分离锯切后，想直接通切后，想直接通过12mm的的锯缝，从，从矿体上将重量达几百吨的石料移体上将重量达几百吨的石料移动或翻倒是非常困或翻倒是非常困难。目前国内石材目前国内石材矿山，一般采用在母体山，一般采用在母体矿体上体上钻凿一一个个252550cm的石槽，放置液的石槽，放置液压顶石机将分离石料石机将分离石料顶动位移的方法，位移的方法，凿槽后的槽后的矿体完整性受到破坏，影响到体完整性受到破坏，影响到后面后面矿体的出材率。体的出材率。 将气将气压顶推袋插入串珠推袋插入串珠绳锯切形成的切形成的12mm锯缝中，中，利用利用压缩空气，空气，对其充气，袋体膨其充气，袋体膨胀产生几十吨的生几十吨的推力，利用杠杆原理推推力，利用杠杆原理推动石料位移或将其翻倒，以石料位移或将其翻倒，以便后便后续工序工序对石料石料进行解体，生行解体，生产荒料。袋体由高荒料。袋体由高强度高分子橡胶材料制成，可反复伸度高分子橡胶材料制成，可反复伸缩使用。使用。 气气压顶推袋推袋新型技新型技术:气压顶推袋（一）气压顶推袋（二）气压顶推袋（三）四四.分割分割 在翻倒的条状在翻倒的条状块石上按所需荒料的石上按所需荒料的规格将格将条状条状块石石分分割成毛荒料或荒料的工序作割成毛荒料或荒料的工序作业。 荒料荒料（quarry stone）：具有一定具有一定规格格、无裂的无裂的长方方体或正方体，可体或正方体，可满足足饰面板材面板材加工要求的加工要求的块石。石。毛荒料：毛荒料：外形基本符合荒料的外形基本符合荒料的规格要求，但表面不平整，格要求，但表面不平整，有大于有大于3的正的正误差，有待整形的差，有待整形的块石石。计量荒料：量荒料：荒料在荒料在验货后的后的实际计量体量体积。为荒料扣除荒料扣除因尺寸偏差而形成的超方量后的因尺寸偏差而形成的超方量后的实际有效体有效体积。 方法方法：凿眼劈裂、眼劈裂、锯切、机械切、机械钻孔分割、控制爆破孔分割、控制爆破2.方法方法：打楔劈裂、：打楔劈裂、锯切切五五.整形整形1.目的目的：将毛荒料修整成合符：将毛荒料修整成合符规范要求的荒料，以减少范要求的荒料，以减少吊装、运吊装、运输、加工中的多余工作量，降低成本。、加工中的多余工作量，降低成本。例例 花花岗石荒料石荒料顶面面经过固定式串珠固定式串珠锯整形修平整形修平处理理,其平整度其平整度总误差在差在2cm之内之内,只只经过人工修平人工修平处理的理的平整度平整度总误差最多达到差最多达到10cm,砂砂锯锯条完成条完成”切入切入”阶段所需段所需时间增加了近一倍的增加了近一倍的时间.按整形方法将按整形方法将荒料荒料分分为两两类： a.锯面面荒料荒料（SS）：六个面都是用）：六个面都是用锯切方法整形的荒料。切方法整形的荒料。b.劈面劈面荒料荒料（CS）：有一面或数面是用劈）：有一面或数面是用劈凿方法整形的方法整形的荒料荒料3.整形整形设备:大直径大直径圆盘锯 链臂型整形机臂型整形机 金金刚石石带锯整形整形机机串珠串珠锯整形整形六、吊装运输六、吊装运输1.桅杆式起重机（桅杆吊）桅杆式起重机（桅杆吊）起重能力大、服起重能力大、服务范范围广、适广、适应能力能力强、操作方便、操作方便设备价格高、安装或位移工作量大、提升速度慢。价格高、安装或位移工作量大、提升速度慢。50吨的最吨的最大起吊重量意味着可以吊起大起吊重量意味着可以吊起18立方米体立方米体积的荒料。的荒料。2.汽汽车（轮式）起重机：需要安装固定支脚，式）起重机：需要安装固定支脚，对道路适道路适应性差、性差、轮胎胎损耗大、起重能力不大、灵活性耗大、起重能力不大、灵活性强、通用性、通用性强3.履履带式起重机：可直接式起重机：可直接进行吊装，不需要安装固行吊装，不需要安装固定支脚，定支脚，对道路适道路适应性性强、起重能力、起重能力较大、灵活性大、灵活性较强履履带式起重机式起重机4.前端装前端装载机：多用途机：多用途矿山山设备，可用于，可用于铲装、剥离、吊装、剥离、吊装、装、牵引、清引、清扫工作台工作台阶、撬石等作、撬石等作业5.履履带式挖掘机：同上式挖掘机：同上,前端是装前端是装载装置，后端装置，后端为挖掘装置挖掘装置 6.龙门式起重机式起重机gantry crane水平水平桥架架设置在两条支腿上构成置在两条支腿上构成门架形状的一种架形状的一种桥架型起重机。架型起重机。 龙门式起重机式起重机7.缆索式起重机索式起重机cable crane起重小起重小车在承在承载索上运行的一种索上运行的一种桥架型起重机架型起重机8.牵引引绞车：（1）矿山多用途山多用途设备可用于：可用于：斜坡卷斜坡卷扬台台车的的牵引引动力，力， 牵拉荒料到起重拉荒料到起重设备的工作范的工作范围内，内， 扩缝倒石倒石 起重起重设备的的动力。力。（2）作）作业方式：通方式：通过配置不同滑配置不同滑轮来完成各种拖来完成各种拖运作运作业。 石材石材矿山建山建设前必前必须考考虑建建设一个容量足一个容量足够的渣的渣土土场，是，是继续生生产和安全生和安全生产的必要准的必要准备。注意保注意保护资源、保源、保护环境、境、综合利用、提高效合利用、提高效益。按照益。按照装装饰石材露天石材露天矿山技山技术规范范的要求，的要求，装装饰石材石材矿山山矿石的石的综合回收率不得低于合回收率不得低于50%。七七.清渣排清渣排废一一.开采方法：劈裂法、爆破法、切割法、火开采方法：劈裂法、爆破法、切割法、火烧法法二二.开采方法开采方法选用依据：用依据： 1.矿床床的的地地质条条件件：节理理产状状、发育育程程度度、矿体体形形态 矿体厚度大有利于机械化开采，薄的宜采用手工开采体厚度大有利于机械化开采，薄的宜采用手工开采裂隙裂隙节理理发育且不育且不规则的宜的宜选用用凿眼劈裂法眼劈裂法2.岩石岩石类型型如不含石英的玄武岩、如不含石英的玄武岩、辉长岩不能采用火焰切割岩不能采用火焰切割 岩岩石石的的抗抗压强度度约为抗抗张强度度的的30倍倍，为抗抗剪剪强度度的的10倍倍。采采用用劈劈裂裂楔楔对岩岩石石产生生挤压张力力，使使岩岩石石破破裂裂，尤其适合水平尤其适合水平节理裂隙理裂隙发育的育的矿床床。3.4 石材石材矿山的开采方法分山的开采方法分类 3.矿山山规模：模：4.所需荒料所需荒料规格：格：5.自然地理条件：自然地理条件：6.环保要求：保要求：7.技技术经济指指标：8.产量、效率、效益：量、效率、效益：3.5 凿眼劈裂法眼劈裂法一一.劈裂机理和适用条件劈裂机理和适用条件 机理：机理： 1.岩石的抗岩石的抗张强度相度相对较小。小。2.应用了用了“劈劈”的原理，的原理，对岩石岩石产生生较大的大的张力力,岩石岩石受力后受力后产生破裂。生破裂。3.打楔打楔时力的作用力的作用时间短、速度快，楔子受到的短、速度快，楔子受到的动能大。能大。适用条件：适用条件：1. 适用于具有近水平裂隙的岩石适用于具有近水平裂隙的岩石2.花花岗石的抗石的抗张强度小于大理石，因此在花度小于大理石，因此在花岗石开采中石开采中更适用更适用3.岩石是各向异性体，在不同方向上抗岩石是各向异性体，在不同方向上抗张强度各不相同，度各不相同，所以楔孔的参数在不同方向上亦不相同。所以楔孔的参数在不同方向上亦不相同。二二.人工打楔劈裂法人工打楔劈裂法1.工具工具楔的种楔的种类与与结构构a扁平楔；b角锥楔；c复合楔2.操作方法：手持式操作方法：手持式凿岩机岩机浅浅孔孔人人工工打打楔楔劈劈裂裂和和深深孔孔（在在劈劈裂裂面面上上钻透透的的排排孔孔）人人工工打打楔楔劈劈裂裂，排排孔孔间距距与与劈劈裂裂性性好好坏坏有有关关，最最小小甚甚至至只只有有10-15cm3.优缺点：工具缺点：工具简单、方法、方法简便、成本低廉便、成本低廉劳动强度大、效率低、荒料成方性差、整形工作量大。度大、效率低、荒料成方性差、整形工作量大。开开采采花花岗岩岩时，每每立立方方米米矿岩岩总量量的的岩岩石石，一一般般需需要要钻凿10米米的的孔孔，按按30%的的荒荒料料率率计算算，开开采采每每立立方方米米成成品品荒荒料料，需需钻凿30-40米的孔米的孔浅浅钻孔人工劈裂孔人工劈裂 人工劈裂法解体大块花岗石石料人工劈裂法整形花岗石荒料深孔人工劈裂开采解体分离体深孔人工劈裂开采解体分离体 三三.液液压劈裂机劈裂法劈裂机劈裂法原理与人工劈裂相同，通常指采用液原理与人工劈裂相同，通常指采用液压劈裂器、深孔劈裂器、深孔劈裂方式劈裂方式进行开采。行开采。与人工打楔法相比，确保排孔劈与人工打楔法相比，确保排孔劈裂的一致性，降低了裂的一致性，降低了劳动强度，也提高了效率。度，也提高了效率。作作业时在岩石上按照在岩石上按照预裂方向用裂方向用凿岩机岩机钻凿出放置液出放置液压复合劈裂楔的复合劈裂楔的钻孔，将液孔，将液压复合劈裂楔放置在孔中，复合劈裂楔放置在孔中，连接劈裂楔与液接劈裂楔与液压泵站，高站，高压油液通油液通过油管油管传送到液送到液压劈裂劈裂头，液，液压劈裂楔在高劈裂楔在高压油液作用下向孔内两壁油液作用下向孔内两壁产生生挤压张力，岩石受力后力，岩石受力后产生破裂。生破裂。3.6 凿眼爆破法眼爆破法 适用条件：各适用条件：各类天然裂隙少的岩石天然裂隙少的岩石用用轻微爆破从岩体分离出大微爆破从岩体分离出大块石材石材 方法分方法分类：大致分成：大致分成普通爆破、常普通爆破、常规控制爆破和刻槽控制爆破和刻槽控制爆破。控制爆破。优点：操作点：操作简单、效率高、适用性、效率高、适用性强、成本低、成本低缺点：成方性差、荒料率低、降低石材缺点：成方性差、荒料率低、降低石材强度、度、不安全因素多不安全因素多 1、药剂：黑火：黑火药 2、爆破参数：、爆破参数：孔径：孔径：3040mm孔距：水平孔距：孔距：水平孔距：11.5m；垂直孔距：垂直孔距：0.81.2m孔深：水平孔深：分离孔深：水平孔深：分离块宽度的度的4560% 垂直孔深：分离垂直孔深：分离块高度的高度的6080%药量：炮孔深度的量：炮孔深度的2025%起爆：雷管或起爆：雷管或电雷管雷管注意：防止爆破力注意：防止爆破力过分集中的措施：分集中的措施：分段装分段装药、炮孔口不宜填塞、炮孔口不宜填塞过紧一、普通爆破法一、普通爆破法1、概概念念：控控制制爆爆破破法法是是一一种种经过精精确确设计，采采用用不不同同的的药物物和和点点火火方方式式进行行的的爆爆破破，使使得得既既能能达达到到预期期的的效效果果又又能能将将爆爆破破所所产生生的的危危害害性性控控制制在在规定定的的允允许范范围之之内内，这种种对爆爆破破效效果果和和爆爆破破的的危危害害进行行双双重重控控制制的的爆爆破破，称称为控制爆破控制爆破。2、药剂：黑黑火火药、导爆爆索索、2号号岩岩石石炸炸药、爆爆裂裂管管、金金属属燃燃烧剂、静、静态膨膨胀剂（1）导爆爆索索：是是以以单质烈烈性性炸炸药黑黑索索金金或或泰泰安安为药芯芯，其其外外形形象象导火火索索，稍稍细，颜色色多多为红色色。国国内内导爆爆索索装装药量量为1214gm，爆爆速速65006800ms，可可用用火火雷雷管管或或电雷雷管管引引爆爆，炮炮孔孔间距距2040 ；安放；安放导爆索的内爆索的内钻孔介孔介质可可为空气或水。空气或水。二二.控制爆破控制爆破导爆索控制爆破开采现场（2）金金属属燃燃烧剂（高高能能燃燃烧剂）：使使金金属属氧氧化化剂与与金金属属还原原剂发生生反反应产生生高高温温膨膨胀气气体体，在在膨膨胀气气压和和热效效应的共同作用下爆裂岩石。如：的共同作用下爆裂岩石。如：2Al+3MnO2=Al2O3+3Mn+221千卡（或千卡（或+9.52105J）常用的氧化常用的氧化剂：MnO2、CuO、Fe3O3 常用的常用的还原原剂：Al、Mg、Fe+Mg（3）静静态膨膨胀剂：氧氧化化钙和和无无机机盐以以及及有有机机添添加加剂组成成，加水后加水后发生反生反应体体积膨膨胀产生的生的张力。如：力。如：CaO+H2O Ca（OH）2+15.5千卡，千卡，同同时体体积膨膨胀3倍，倍，产生的膨生的膨胀应力力约为3050Mpa（岩石的抗（岩石的抗张强度度约为512MPa）。3.7 机械切割法机械切割法概概念念：借借助助机机械械设备按按所所需需荒荒料料规格格直直接接从从岩岩体体上上分分离离块 石或荒料石或荒料 优点：点：对矿体、荒料无体、荒料无损伤，切割面平整、，切割面平整、 不需整形，荒料率高，不需整形，荒料率高，块度大，度大，劳动强度低，度低，生生产效率高。工效率高。工艺、技、技术、设备先先进。 常用常用设备：凿岩机、岩机、钢绳锯石机、金石机、金刚石石绳锯、链式式锯、盘式式锯。出出现于于19世世纪末，用于大理石的开采，以石英砂末，用于大理石的开采，以石英砂为原料，原料，20世世纪末已停止使用。末已停止使用。一一.钢绳锯石机石机锯切法切法二二.金金刚石石绳锯锯切法切法 1.设备组成：成：（1）驱动装置装置（2）金金刚石石绳（3）工作立柱、工作立柱、导向向轮 钢丝绳上以弹簧、注塑、橡胶注封等方式固定金刚石串珠2.工作方法：工作方法：（1）环式式牵引切割法引切割法当当矿体有两个或以上的自由面体有两个或以上的自由面时，沿，沿设计的的锯切面，切面，钻一一水平孔和一垂直孔，使两孔水平孔和一垂直孔，使两孔贯通，并在同一切割面上。通，并在同一切割面上。（2）压绳切割法切割法当当矿体的自由面少于两个体的自由面少于两个时，在台，在台阶的工作面上的工作面上钻孔，孔，利用多用利用多用钻机或切割立柱装上机或切割立柱装上压绳轮，置于孔中，金，置于孔中，金刚砂砂绳绕过压线轮与与锯机的机的驱动轮构成构成闭合回路工作。合回路工作。 金刚石绳锯牵引切割金刚石绳锯牵引切割3.金金刚石石绳锯适用条件适用条件 可用于大理石、花可用于大理石、花岗石的全石的全锯切开采或与其他切开采或与其他设备联合开采；也可用于石材加工、荒料整形合开采；也可用于石材加工、荒料整形 4.优缺点缺点开采成本高，但开采成本高，但锯切面平整，切面平整，锯切面切面积大，荒料大，荒料率高率高四四.臂式臂式锯石机石机锯切法切法根据切割刀具分为：1）将硬质合金或金刚石节块切割刃固定安装在切割臂传动链上组成硬质合金切割链或金刚石切割链；2）镶有金刚石切割节块的聚氨酯注塑切割带。金刚石切割带的主体是穿在6根并排布置的航空用不锈钢钢丝绳上的矩形金刚石节块，节块之间全部用特殊聚氨酯注塑压封。意大利意大利BENETTI公司公司JB-990开采开采带锯垂直切割作垂直切割作业适用于中等硬度以下大理石、石灰岩和石灰华等软质石材的开采。可进行矿体垂直、水平面的切割，而且在同一安装位置，可快速灵活地进行垂直水平切割位置的转换。目前大型链臂锯最大垂直切割深度可达8米，水平最长切割深度可达4.8米,链条宽度一般为33.5mm.开采带锯的最大切割深度可达4.8米，锯缝宽度一般为38mm.目前臂式目前臂式锯机垂直切割的最大深度已机垂直切割的最大深度已经达到达到8m，可，可进行行高度高度8m开采台开采台阶的开采的开采。五五.盘式式锯石机石机锯切法切法直径4.2m的锯片可开采高度达到1.9m开采时圆盘锯的主机和锯片是移动的。开采圆锯片使用的锯片直径是1600-4200mm，通常为2片或3片为1组使用。如切割深度为1.25m时，可使用1.6m、2.2m、2.8m三种直径的锯片组合；如切割深度为1.9m时，可使用2.2m、3m、4.2m三种直径的锯片组合。锯缝的最终宽度是15-20mm。直径直径3.5m双双锯片开采片开采圆盘锯垂直垂直锯切照片切照片 3.8 火焰切岩机切割法火焰切岩机切割法一一.切割机理：切割机理：用火焰用火焰喷射器的火焰射器的火焰烧灼岩石，形成切割灼岩石，形成切割面以分割岩石，只能垂直切割，切割沟面以分割岩石，只能垂直切割，切割沟损失失较大，在有大，在有三个自由面的情况下，一般最多切割两个面，最好只切三个自由面的情况下，一般最多切割两个面，最好只切割一个面，另外两个面用爆破或劈楔法分离。割一个面，另外两个面用爆破或劈楔法分离。岩石中不同岩石中不同矿物物热膨膨胀系数的差异，石英在系数的差异，石英在573时由由-石英石英变成成-石英体石英体积缩小，引起崩离。小，引起崩离。二二.适用条件适用条件：高石英含量岩石的垂直切割，不能水平切：高石英含量岩石的垂直切割，不能水平切割。石英含量高割。石英含量高则切割效率高；石英含量低切割效率高；石英含量低则切割效率切割效率也低。也低。三三.设备组成成：空：空压机、供油系机、供油系统、供氧系、供氧系统、火焰、火焰喷射器射器火焰切割机向下开掘火焰切割机向下开掘堑沟作沟作业图火焰切割机与手持火焰切割机与手持凿岩机配合，岩机配合，钻凿排孔排孔结合劈裂的合劈裂的开采方法（开采方法（简称火称火烧凿岩开采法）是岩开采法）是传统的、使用的、使用时间最最长、应用最广泛的花用最广泛的花岗石石矿山开采方法山开采方法。四四.优缺点：缺点：效率高（效率高（1.52.5/h）、灵活机）、灵活机动、切割深度大、切割深度大（可达（可达10m）、切割面）、切割面积大、切割面平整、不受季大、切割面平整、不受季节、气候影响。噪音大（气候影响。噪音大（100120db）、粉）、粉尘大、油耗高、大、油耗高、成本高（成本高（200250元元/）、）、劳动强度高，度高，须与其他开与其他开采方法采方法联合作合作业。本本章章要要求求1、基本概念、基本概念露天开采露天开采地下开采地下开采内剥离内剥离外剥离外剥离剥采比剥采比荒料荒料毛荒料毛荒料荒料率荒料率