中國國內(nèi)花崗石礦山開采方法的演變過程

從過去到現(xiàn)在，業(yè)界流行過哪些花崗石礦山開采方法？

中國的花崗石礦山資源遍及大江南北。長城內(nèi)外，三十一個省、市、自治區(qū)，均有花崗石礦山且大多已被開發(fā)。從內(nèi)蒙古的豐鎮(zhèn)黑和金瑪鉆，到出產(chǎn)崖州紅的海南??；從出產(chǎn)丹東綠的遼寧到出產(chǎn)天山蘭的新疆和出產(chǎn)漢白玉的西藏，泱泱大國，精彩無比。

（花崗石礦山的開采，十分講究開采方法和開采角度）

但是，每個花崗石礦山的地質(zhì)情況和礦產(chǎn)特點并不一樣，由于花崗石飾面石材礦開采以采出大塊荒料（某種意義上采得的荒料越大越好）為主要目的，因此，只有充分考慮礦體的層理、節(jié)理、裂隙，選用最合適的開采方法和開采計劃，才能確保大塊荒料成功采出，避免石材資源的浪費。

今天，我們就來梳理一下，從過去到現(xiàn)在國內(nèi)外流行過的五種主流花崗石礦山開采方法，分析一下它們的利弊。在這個學習的過程中，大家也勢必能對我國花崗石礦山開采技術的發(fā)展，形成一定的認知。

 01.  火焰切割法 

所謂火焰切割法，便是利用柴油作為燃料，壓縮空氣助燃，在高雅作用下噴嘴霧化柴油，形成高溫火焰，由內(nèi)層高壓噴管中的空氣高速噴出火焰，直噴到巖石上，使熱力在巖石表面迅速使巖石破碎，形成石屑，并且高速氣流把石屑層層吹走，逐層破碎，形成溝槽，從而完成石材的分割。

（雖然火焰切割機在國內(nèi)已經(jīng)基本無人使用，但在海外采石場, 特別中東地區(qū), 還有一些礦山在使用火焰切割機進行石材開采，因此該機械市場依然得到了一定的發(fā)展，技術有一定的改進）

該方法主要流行于20世紀70年代，理論上非常適用于硅質(zhì)類石材開采。但是，這種方法只能切割垂直方向的裂縫，無法用于水平切割。因此，單獨使用該方法進行石材礦山開采時，還需要利用天然水平節(jié)理，否則無法進行獨立開采。

不僅功能有限，該方法比起當下的其他開采方法，還存在有極大的缺陷——機器噪音大、粉塵多、切割效率低、荒料不規(guī)整、有內(nèi)傷、資源浪費量大，遇到礦體斷裂層便無法切割，同時，還需要耗費大量柴油，切割成本較高。目前在國內(nèi)絕大多數(shù)石材礦山，該方法已經(jīng)基本被淘汰，但在一些小作坊式的礦點，仍然可能可以見到這種方法。另外，在國外一些礦山開采技術比較落后的國家，尤其是中亞地區(qū)，這種方法也依然存在。這主要是因為該方法也有一些實實在在的優(yōu)點：作業(yè)效率高、工作位置靈活、極限切割深度大、單次切割面積大。

 02.  炮眼爆破法 

炮眼爆破法又被稱為淺眼爆破法，該方法主要通過在巖石中鉆出一定數(shù)量的炮眼（直徑小于50毫米，長度小于4～5米），裝入要求的藥量，堵塞并起爆，來實現(xiàn)使巖石與山體分離的目的。

（國外某礦山爆破瞬間）

顯而易見，采用該方法開采花崗石，生產(chǎn)效率很低，而且，由于爆炸會對山體結構產(chǎn)生影響，不僅會破壞山體內(nèi)部石材，產(chǎn)生裂縫，很難生產(chǎn)出規(guī)格荒料，所生產(chǎn)的產(chǎn)品報廢概率提升，還會使得礦山滑坡崩塌幾率增大，對礦山整體產(chǎn)生極大的負面影響，嚴重浪費石材資源。因此，這種方法并不可行。從另一個角度來說，雖然目前大部分石材礦山上機器鉆孔已經(jīng)取代了手工鉆孔，但鉆出垂直孔依然是個很難的命題，而且，炸藥的用量實在難以把握。

在上世紀后期，許多國家為了保護自然環(huán)境和有效利用石材礦產(chǎn)資源，已經(jīng)放棄使用這種落后的開采方式。在我國，大部分石材礦山也已經(jīng)放棄使用這種方法，但有少數(shù)不正規(guī)或小規(guī)模的礦山，仍然在偷偷沿用這種方法。

 03.  靜態(tài)裂石法 

靜態(tài)裂石法是通過裂石劑來實現(xiàn)的。所謂裂石劑，是由無機化合物和一些特別的有機物組成的粉末狀物質(zhì)。作業(yè)人員將其注入（填充）到非金屬硬脆性物體中，如巖石、混凝土等的穿孔內(nèi)，利用水化產(chǎn)生的膨脹壓力進行裂石?，F(xiàn)在，常見的裂石劑成分主要是膨脹性游離生石灰和硫鋁酸鈣。其中，游離生石灰水化膨脹力極大，具有很強的裂石力，但其水化熱蓄積容易引起蒸汽壓力過高。

（靜態(tài)裂石法的裂石流程）

靜態(tài)裂石法在混凝土上破裂效果和效益最佳，應用于整體性好、無明顯破裂面的巖石上也有可取之處。該方法噪聲極小，無碎屑物，對周邊環(huán)境非常友好，資源利用率非常高，也方便作業(yè)人員任意切割出各種巖石和各種規(guī)格的荒料。但該方法缺點也很明顯，那就是裂石劑本身防水、抗?jié)裥阅芎懿?，不易儲存，同時使用靜態(tài)裂石法進行石材開采，速度較慢，導致勞動效率、生產(chǎn)效率偏低。

目前，該方法在國內(nèi)外一些石材礦山中依然在使用?？梢灶A見，未來，大孔徑用裂石劑也將是國內(nèi)外礦業(yè)專家的研究方向之一，如果能夠開發(fā)出一種即使穿孔間隔大、穿孔數(shù)少，也能獲得安全而有效的裂石效果的靜態(tài)裂石劑，對于礦業(yè)公司減少成本，提高作業(yè)安全效率，無疑將具有十分積極的影響。

 04.  金剛石串珠繩鋸鋸切法 

所謂金剛石串珠繩鋸鋸切法，利用的是金剛石莫氏硬度大于花崗石的原理，其利用驅(qū)動電機帶動金剛石串珠繩閉環(huán)循環(huán)運動，并使得金剛石顆粒直接切削花崗石，從而達到在礦提上分離大塊石材荒料的效果。

（金剛石串珠繩鋸）

但需要注意的是，使用金剛石串珠繩鋸鋸切法得到的石材荒料，實際尚不能滿足標準荒料規(guī)格要求，因此在分離荒料后，還需要作業(yè)人員對荒料進行進一步鋸切，修邊、整形，使荒料滿足輸運、生產(chǎn)的實際需求。另外，在使用使用金剛石串珠繩鋸鋸切法的過程中，作業(yè)人員需要往鋸縫里連續(xù)注入適量的冷卻水，以防止金剛石顆粒因溫度過高導致過快磨損，同時流動的水可以帶走鋸切過程中產(chǎn)生的石粉。

在當下，金剛石串珠繩鋸鋸切法普遍被國內(nèi)大中型礦山企業(yè)用于花崗石礦山的開采中，一來，這是由于該方法對不同品種的石材的鋸切適應性好，能夠高效率鋸切花崗石；二來，是因為該方法可杜絕開采活動對礦山本體產(chǎn)生破壞，減少石材資源的浪費率，提高荒料成材率；三來，該方法對于質(zhì)量不同的各種礦山均十分適用，可以做垂直或水平方向的鋸切，開采不受空間的約束；四來，使用該方法鋸切出來的荒料，往往尺寸較大。但是該方法也不是毫無缺點的，在目前，金剛石串珠繩鋸鋸切法的開采成本還是相對較高，易損零件較為昂貴，也對作業(yè)人員的專業(yè)技術提出了更高的要求，因此，該方法在國內(nèi)花崗石礦山的使用，還僅僅是個開始。

 05.  金剛石圓盤鋸鋸切法 

所謂金剛石圓盤鋸鋸切法，是在經(jīng)過平整的礦山表面鋪設軌道，然后礦山荒料切石機主機部分通過主電機帶動金剛石圓盤鋸片高速旋轉(zhuǎn)，利用變頻調(diào)速，雙軌道牽引控制自動進給，在軌道上切割，得到毛荒料。最后，再通過鑿巖機、水錘、風鉆等設備，把毛荒料修整成標準規(guī)格的荒料。

（雙鋸片圓盤鋸）

該方法最早出自福建省，借鑒了切割加工板材的原理，將金剛石刀具的高速旋轉(zhuǎn)切割技術靈活的運用到野外石料開采上，具有高效、低耗、安全、環(huán)保、節(jié)能、成材率高等優(yōu)點，對于礦體完整的中小規(guī)模機械化開采花崗石的礦山極其友好，是目前國內(nèi)外開采效率最高、開采成本最低、荒料產(chǎn)量最大的石材礦山機械化開采方法。目前，國內(nèi)大部分花崗石礦山都采用這種方法來進行礦山開采，也正在逐步被國外石材礦山所接受。