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    花岗岩矿山开采的主流方式

    发布日期:2019-12-19 作者: 点击:

    花岗岩的矿山开采的基本要求和特点,在于从矿体中采出满足一定规格要求且无裂隙的完整块石——荒料。开采工作面的布置,开拓运输方式的选择,要充分考虑矿体的层理、节理、裂隙,尽量避免它们对开采的不利影响,确保大块荒料的采出。

    (一) 开采方法

    花岗岩矿山开采,首先要根据资源条件和市场需求情况来选择首采区,确定开采境界,矿山生产规模、矿山工作制度等。在综合分析自然环境、经济技术条件的基础上开展矿山开采。采矿过程可分为开拓运输、剥离和采矿。

    被采矿山要剥离表面覆盖层、风化层、夹层、围岩及破碎且没有开采价值的部分矿石。 

    花岗岩采矿基本工序:分离、分割及整形。

    (1)分离工序:常用的方法有劈裂分离、凿岩爆破分离、火焰切割分离及联合分离。

    ①劈裂分离:可将若干铁楔按一定间距直接打入岩体,使岩体按需要产生裂隙。这种方法适用于规模较小的矿山,成本低,但效率也低。另一种方法是钻眼膨胀剂分离,用水调合好膨胀剂,灌入已钻好的排眼,利用膨胀剂水化作用产生的膨胀力将岩体胀裂,这种方法简单、安全,但效率低。

    ②火焰切割分离:由火焰切割机喷嘴喷出高速火焰,加热冲击岩石,由于岩石中不同矿物对热反应特性不同,因此产生爆裂剥落,逐步形成分离沟槽。该法仅适用于石英含量高、热容量小、导热性差的岩石,如花岗岩、闪长岩、正长岩等。

    ③ 凿岩爆破分离:由凿岩机在岩体上打好排眼,根据需要装入爆破材料(目前使用的有黑火药、燃烧剂、导爆索),进行控制爆破,该法效率高、应用广,但使用中应严格控制爆破力避免产生有害裂纹。

    (2)分割工序:将以从岩体上分离的条石用顶石机(或顶石包)翻倒,然后视裂隙规律及荒料规格,用劈裂法将条石分割成所需荒料。 

    (3)整形工序:已分割好的荒料,凡不符合要求的,需要整形。常用手锤打钎法或整形机去掉荒料多余的部分,使其平整、边角整齐。

    1、火烧凿岩开采法

    这里讨论的火烧凿岩开采法是使用火焰切割,配合手持凿岩机人工钻凿排孔,结合导爆索控制爆破开采花岗石的方法。火烧凿岩开采工艺方法和工艺流程,火烧凿岩开采法是目前国内花岗石矿山开采的基本方法,也是使用最多的花岗石开采方法。火烧凿岩开采法的主要开采工艺流程与人工开采法相似,为了使分离体与矿体的分离更加容易和可靠,增加了一道使用火焰切割机将分离体与矿体的一个连接面切割分离的火烧切割工序,使分离体与矿体只有一个垂直面和一个水平底面连接。在后续分离体的爆破分离时,形成双面控制爆破的状态,使分离作业更加容易和可靠。除了分离体的一个面火烧分离外,其他流程与前面介绍的人工开采方法相同。

    2、人工凿岩串珠锯开采法

    这里讨论的人工凿岩串珠锯开采法是,采用金刚石串珠锯配合手持凿岩机钻凿排孔、结合导爆索控制爆破开采方法。

    人工凿岩串珠锯开采法开采工艺流程,人工凿岩串珠锯开采法是替代火烧凿岩开采法开采花岗石的先进开采方法。

    除了分离体的分离切割工序外,开采工艺流程中的后续工序与火烧凿岩开采法相同。这种开采方法中,串珠锯代替火焰切割机切割分离体与矿体连接的一个面,为了便于与火烧凿岩开采法对比,我们只介绍金刚石串珠锯切割分离体的垂直端面,人工操作手持式凿岩机在分离体的垂直背面和水平底面上钻凿排孔,结合导爆索双面控制爆破,将分离体从矿体上分离的方法。

    除此之外,也可以采用串珠锯切割水平底面,采用双面爆破将其余两个垂直面分离的方法;还可以采用串珠锯切割垂直端面和水平底面,采用单面爆破将剩余的垂直背面分离的方法;如果条件允许甚至还可以使用串珠锯将分离体与矿体连接的三个面全部切割分离,然后再使用人工排孔凿岩结合控制爆破的方法将分离体解体的开采方法。

    3、金刚石串珠锯全锯切开采

    这里讨论的金刚石串珠锯全锯切开采法是指,分离体与矿体分离、分离体解体、荒料整形全部由串珠锯切割完成,类似开采大理石矿山的方式。

    金刚石串珠锯全锯切开采工艺方法和工艺要求

    只要开采成本可以接受,金刚石串珠锯全锯切是目前机械化开采花岗石的最好方法。

    采用金刚石串珠锯分离切割分离体与矿体连接的全部三个连接面;使用能够插入串珠绳锯缝中的专用气压顶推袋,将分离体顶离矿体,然后在挖掘机、装载机或慢动卷扬机的协助下,将分离体翻倒;仍使用串珠锯对分离体进行解体锯切,并对荒料的六个面进行整形切割。为降低开采成本,在合适的条件下,也可以采用人工操作手持式凿岩机排孔凿岩、膨胀剂(膨胀水泥)或大直径圆盘锯机对荒料进行整形处理;在挖掘机、装载机、抱杆吊或慢动卷扬机的帮助下,将成品荒料位移到采面的荒料堆场,装车运出。串珠锯在采场内不同切割位置的移动,也靠挖掘机或装载机完成。

    4、圆盘锯串珠锯组合法开采

    目前国内一些花岗石矿山中,已经成功使用了圆盘锯式荒料切石结合人工凿岩打楔劈裂分离石料水平面的开采方法。为了便于与前面几种开采方法进行比较,所以将金刚石串珠锯切割石料水平底面代替人工凿岩打楔劈裂分离石料水平面,形成另外一种全锯切开采方法。

    圆盘锯串珠锯组合法开采工艺方法,最早在我国福建省使用的这种开采方法,是直接采用圆盘锯式荒料切石机在矿体进行垂直面切割,水平面采用人工打楔劈裂分离的半机械式开采方法,使用串珠锯锯切石料水平底面,替代人工打楔劈裂分离,这种方法适用于矿体完整的中小规模机械化开采花岗石的矿山。

    圆盘锯串珠锯组合开采法的主要工序是,采用金刚石串珠锯分离切割分离体的水平底面,圆盘锯式荒料切石机在分离体石料上按照荒料的规格,在回避裂隙的条件下,将分离体锯切成荒料。后续的设备位移吊装,荒料的位移、吊装和运输与前面介绍的几种开采方法相同。

    5、台架凿岩机串珠锯开采法

    台架凿岩机串珠锯开采法是替代人工操作手持式凿岩机,以及火焰切割机,开采花岗石的先进开采方法,这种组合开采方法开始于九十年代初,随着用于开采切割花岗石的金刚石串珠绳技术性能的改进,生产成本的降低,目前他已成为使用最广泛、国际公认的机械化开采花岗石的最佳方法。在西班牙、南非、巴西和印度等花岗石荒料生产大国,这种开采方法非常普及,已经成为机械化开采花岗石的基本方法。

    台架凿岩机串珠锯开采工艺方法介绍

    台架凿岩机串珠锯开采法的开采工艺与人工凿岩串珠锯开采法相同,只是使用台架式凿岩机代替人工操作的手持凿岩机钻凿排孔,其余全部相同。

    按照金刚石串珠锯切割分离体与矿体连接面的多少,将开采分成三种方案进行成本计算。即方案一:串珠锯只切割分离体垂直端面的。方案二:串珠锯切割分离体水平底面和垂直端面的。方案三:串珠锯将分离体与矿体的三个连接面全部切割分离的。凡是串珠锯未切割到的分离体与矿体的连接面,以及后续分离体的解体和荒料整形,均采用台架式凿岩机钻凿排孔,并结合导爆索控制爆破的方法实施作业。

    (二) 技术要求

    一般条件下,生产剥采比在0.3左右时,花岗岩矿的最低经济荒料率为15%~25%。  

    (1) 采矿场台阶高度采用移动式起重机时,台阶高度4~6m;采用小型桅杆式起重机,台阶高度小于或等于14m;大型桅杆式起重机,台阶高度小于或等于62m。

    分台阶坡面角一般为90°,最终坡面角视岩石稳定情况确定。

    (2)条石宽度视开采设备性能、荒料规格及裂隙情况确定,一般为1~3m。

    (3)工作面长度人工开采一般为5~15m;火焰切割机开采一般为15~20m。

    最小工作平台宽度:一般为20~25m。

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