露天石材礦山開采工藝技術

郭方

摘 要：天然石材在建筑、裝飾、道路、橋梁施工等方面有著廣泛的應用。本文介紹了露天石材礦山開采的工藝技術，為露天石材礦山的合理開采提供一定的參考。

關鍵詞：露天石材；礦山開采；工藝

石材是我國使用最為廣泛的材料之一，在各種建設工程、裝飾設計、公共設施建設等方面有著廣泛的應用。其中天然石材由于性能優(yōu)異、成本較低而受到廣泛的歡迎。但是天然石尤其是露天石材的礦山開采中，如果操作不當，容易對環(huán)境帶來危害等多種問題。因此，普及露天石材礦山開采技術，規(guī)范露天石材礦山的開采，對于保障人們對石材的需求，減少開采過程中對環(huán)境的破壞都有著極為重要的意義。

一、露天石材礦山開采前的準備工作

露天石材礦山的開采前應做好以下幾個方面的準備工作：一是遵循臺階式開采的原則。露天石材礦山的開采必須遵循自上而下、逐層深入、臺階式開采的原則。二是合理選擇開采設備，開采工藝是否恰當，決定了開采的作業(yè)的實施順利程度和開采成本的高低。而設備的選擇是開采工藝的重要組成部分。開采時應根據石材的種類、臺階的高低來合理選擇開采設備。三是合理選擇首采點，露天石材的開采，多數是在山坡上。開采之前要完善道路等基礎設施，便于運輸。在綜合考慮道路修建等方面的成本之后，盡可能將首采點設立在條件允許的最高點上。如此可在最小的投入下獲取最多的石材儲備量。四是其它方面的準備工作，如道路修建、其它兩個自由面的臺階準備等。

二、露天石材開采的基本工藝流程

露天石材的礦山開采流程如圖1所示：

第一步是開拓塹溝開掘，形成有三個自由面的開采臺階，為后續(xù)的開采做好準備；第二步是分離，將石料按照一定的形狀與礦體分離，得到長條或者大塊石料；第三步是翻倒，將分離出的各種形狀的石塊翻倒在采面平臺；第四步是畫線分解，按照一定的設計形狀，將翻倒的石塊畫線并進行分解，成為荒料；第五步是整形，將剩余的石料中可利用的挑出來，并整成荒料；第六步是荒料驗收，按照國標、企標或買賣雙方協(xié)議驗收荒料、并做好荒料標記；第七步是移位，將荒料移動到可以裝車的位置，并裝車運輸到制定地點；最后是清渣，將廢棄的渣土清運出山區(qū)，并清理好開采平臺。

三、露天石材礦山開采技術介紹

1.開拓塹溝的開掘

要使開采設備能夠正常作業(yè)，需要形成三個自由面的開采臺階，而在露天石材礦山采準工作結束后，礦體表面一般會形成有兩個自由面的開采臺階，只有在此基礎上進行開掘開拓塹溝，才能正常開采。所開掘的塹溝的大小與石材開采設備有關。如大理石和花崗石礦山開采的基本設備為串珠鋸和潛孔鉆機，再與其它設備如臂式鋸機、進給立柱、臺架式鑿巖機等組合使用。

2.大塊石料及長條塊石的分離

從規(guī)格體積上可將長條塊石分成體積是長條塊石數倍的大塊石料和長條塊石兩種。分離出長條石塊應在具有三個自由面的開采臺階上進行，是將特定體積石料（長條塊石）從礦體分離的作業(yè)過程。該過程一般分成兩步，首先是將大體積石料從礦體分離，再將長條石塊從大體積石料上分離。在條件允許的情況下，也可將兩個步驟合成一個，即直接將長條十塊從大體積石料上分離。

大體積石料和長條塊料的尺寸受到工藝方法、開采設備、荒料尺寸等因素的影響而各不相同。一般來說，大塊石料的長、寬、高分別為18～25米，6～18米和6～10米，體積在3000～5000立方米。而小塊石料的長、寬、高分別為12～25米，6～18米和2～3米，體積為900～1400立方米。

當前常用的分離方法是用串珠鋸將長條塊石與大塊石料或礦體兩個連接面切割分離，用單面排孔控制爆破劈裂方法分離另外一個面。也可用串珠鋸將長條塊石與大體積石料或礦體三個連接全鋸切分離。火焰切割機一般將大塊荒料石料與礦體一個小面積連接面分離，用串珠鋸將大塊石料與礦體兩外兩個連接面切割分離。

3.長條塊石的翻倒

長條石塊能否被翻倒，與其長、寬、高的設置有關，如果尺寸不合理，則不可能將其翻倒。因此，在分離石塊時要注意其尺寸。目前在6m以上的平臺上開采時，可以將長條石塊翻倒后再進行分解。翻倒設備一般使用氣動或者水動頂推袋。如果難以翻倒，還可使用裝載機、挖掘機等進行配合。

4.長石條畫線分解

長石條翻倒后，在石料利用率最大化的基礎上，根據荒料的尺寸，將其畫線分解。畫線是分解方案的直接表現(xiàn)。因此，畫線的合理與否，直接決定了長石條的利用率。而且，在畫線過程中還要考慮到天然裂隙、色斑以及其它各種缺陷。根據長石條尺寸，以及這些缺陷，制定出長石條的最佳分解方案，并將其以線條的形式表現(xiàn)出來，最終按照線條進行分解。

5.荒料整形

雖然在畫線分解過程中已經考慮到了長石條的尺寸以及各種缺陷。但是在分解之后，各種缺陷依然會存在于石塊之中。因此，為了提高石塊的使用價值，需要對這些缺陷進行彌補。常用中小型串珠鋸或者排孔鑿巖結合劈裂方法整形荒料。

6.荒料驗收

石材荒料標準《天然花崗石荒料》（JC/T204-2011）和《天然大理石荒料》（JC/T202-2011）是建材行業(yè)專門的石材荒料標準。這兩個標準分別對大理石和花崗石荒料的驗收標準做出了明確的規(guī)定。當然各個單位也可根據自己的實際使用要求來制定驗收標準，并按標準驗收、入庫。

7.荒料的移動、裝車、運輸

為了規(guī)整、清理采面，不妨礙其他設備作業(yè)，需要將采面上的荒料移動位置或運送到臨時、固定的荒料堆場，這就是荒料的移動和倒運工序?？墒褂梅瓭L、吊裝和鏟運等方式講行荒料的移動。并使用裝載機、叉裝車、挖掘機、桅桿吊、符合安全規(guī)定的簡易抱桿吊或單臂吊等將其裝車，運輸到指定地點。

參考文獻：

[1]甘露.石材礦山開采現(xiàn)狀及建議[J].石材.2015（11）：3～5.

[2]林天華. 石材礦山開采方法比較[J].2004（11）：21～23.endprint