知識儲備 | 花崗巖礦山開采的主流方式

貴州花崗巖的礦山開采的基本要求和特點，在于從礦體中采出滿足一定規格要求且無裂隙的完整塊石——荒料。開采工作面的布置，開拓運輸方式的選擇，要充分考慮礦體的層理、節理、裂隙，盡量避免它們對開采的不利影響，確保大塊荒料的采出。

(一) 開采方法

花崗巖礦山開采，首先要根據資源條件和市場需求情況來選擇首采區，確定開采境界，礦山生產規模、礦山工作制度等。在綜合分析自然環境、經濟技術條件的基礎上開展礦山開采。采礦過程可分為開拓運輸、剝離和采礦。

被采礦山要剝離表面覆蓋層、風化層、夾層、圍巖及破碎且沒有開采價值的部分礦石。 

花崗巖采礦基本工序：分離、分割及整形。

（1）分離工序：常用的方法有劈裂分離、鑿巖爆破分離、火焰切割分離及聯合分離。

①劈裂分離：可將若干鐵楔按一定間距直接打入巖體，使巖體按需要產生裂隙。這種方法適用于規模較小的礦山，成本低，但效率也低。另一種方法是鉆眼膨脹劑分離，用水調合好膨脹劑，灌入已鉆好的排眼，利用膨脹劑水化作用產生的膨脹力將巖體脹裂，這種方法簡單、安全，但效率低。

②火焰切割分離：由火焰切割機噴嘴噴出高速火焰，加熱沖擊巖石，由于巖石中不同礦物對熱反應特性不同，因此產生爆裂剝落，逐步形成分離溝槽。該法僅適用于石英含量高、熱容量小、導熱性差的巖石，如花崗巖、閃長巖、正長巖等。

③ 鑿巖爆破分離：由鑿巖機在巖體上打好排眼，根據需要裝入爆破材料(目前使用的有黑火藥、燃燒劑、導爆索)，進行控制爆破，該法效率高、應用廣，但使用中應嚴格控制爆破力避免產生有害裂紋。

（2）分割工序：將以從巖體上分離的條石用頂石機(或頂石包)翻倒，然后視裂隙規律及荒料規格，用劈裂法將條石分割成所需荒料。 

（3）整形工序：已分割好的荒料，凡不符合要求的，需要整形。常用手錘打釬法或整形機去掉荒料多余的部分，使其平整、邊角整齊。

1、火燒鑿巖開采法

這里討論的火燒鑿巖開采法是使用火焰切割，配合手持鑿巖機人工鉆鑿排孔，結合導爆索控制爆破開采花崗石的方法。火燒鑿巖開采工藝方法和工藝流程，火燒鑿巖開采法是目前國內花崗石礦山開采的基本方法，也是使用最多的花崗石開采方法。火燒鑿巖開采法的主要開采工藝流程與人工開采法相似，為了使分離體與礦體的分離更加容易和可靠，增加了一道使用火焰切割機將分離體與礦體的一個連接面切割分離的火燒切割工序，使分離體與礦體只有一個垂直面和一個水平底面連接。在后續分離體的爆破分離時，形成雙面控制爆破的狀態，使分離作業更加容易和可靠。除了分離體的一個面火燒分離外，其他流程與前面介紹的人工開采方法相同。

2、人工鑿巖串珠鋸開采法

這里討論的人工鑿巖串珠鋸開采法是，采用金剛石串珠鋸配合手持鑿巖機鉆鑿排孔、結合導爆索控制爆破開采方法。

人工鑿巖串珠鋸開采法開采工藝流程，人工鑿巖串珠鋸開采法是替代火燒鑿巖開采法開采花崗石的先進開采方法。

除了分離體的分離切割工序外，貴州花崗巖開采工藝流程中的后續工序與火燒鑿巖開采法相同。這種開采方法中，串珠鋸代替火焰切割機切割分離體與礦體連接的一個面，為了便于與火燒鑿巖開采法對比，我們只介紹金剛石串珠鋸切割分離體的垂直端面，人工操作手持式鑿巖機在分離體的垂直背面和水平底面上鉆鑿排孔，結合導爆索雙面控制爆破，將分離體從礦體上分離的方法。

除此之外，也可以采用串珠鋸切割水平底面，采用雙面爆破將其余兩個垂直面分離的方法；還可以采用串珠鋸切割垂直端面和水平底面，采用單面爆破將剩余的垂直背面分離的方法；如果條件允許甚至還可以使用串珠鋸將分離體與礦體連接的三個面全部切割分離，然后再使用人工排孔鑿巖結合控制爆破的方法將分離體解體的開采方法。

3、金剛石串珠鋸全鋸切開采

這里討論的金剛石串珠鋸全鋸切開采法是指，分離體與礦體分離、分離體解體、荒料整形全部由串珠鋸切割完成，類似開采大理石礦山的方式。

金剛石串珠鋸全鋸切開采工藝方法和工藝要求

只要開采成本可以接受，金剛石串珠鋸全鋸切是目前機械化開采花崗石的最好方法。

采用金剛石串珠鋸分離切割分離體與礦體連接的全部三個連接面；使用能夠插入串珠繩鋸縫中的專用氣壓頂推袋，將分離體頂離礦體，然后在挖掘機、裝載機或慢動卷揚機的協助下，將分離體翻倒；仍使用串珠鋸對分離體進行解體鋸切，并對荒料的六個面進行整形切割。為降低開采成本，在合適的條件下，也可以采用人工操作手持式鑿巖機排孔鑿巖、膨脹劑（膨脹水泥）或大直徑圓盤鋸機對荒料進行整形處理；在挖掘機、裝載機、抱桿吊或慢動卷揚機的幫助下，將成品荒料位移到采面的荒料堆場，裝車運出。串珠鋸在采場內不同切割位置的移動，也靠挖掘機或裝載機完成。

4、圓盤鋸串珠鋸組合法開采

目前國內一些花崗石礦山中，已經成功使用了圓盤鋸式荒料切石結合人工鑿巖打楔劈裂分離石料水平面的開采方法。為了便于與前面幾種開采方法進行比較，所以將金剛石串珠鋸切割石料水平底面代替人工鑿巖打楔劈裂分離石料水平面，形成另外一種全鋸切開采方法。

圓盤鋸串珠鋸組合法開采工藝方法，最早在我國福建省使用的這種開采方法，是直接采用圓盤鋸式荒料切石機在礦體進行垂直面切割，水平面采用人工打楔劈裂分離的半機械式開采方法，使用串珠鋸鋸切石料水平底面，替代人工打楔劈裂分離，這種方法適用于礦體完整的中小規模機械化開采花崗石的礦山。

圓盤鋸串珠鋸組合開采法的主要工序是，采用金剛石串珠鋸分離切割分離體的水平底面，圓盤鋸式荒料切石機在分離體石料上按照荒料的規格，在回避裂隙的條件下，將分離體鋸切成荒料。后續的設備位移吊裝，荒料的位移、吊裝和運輸與前面介紹的幾種開采方法相同。

5、臺架鑿巖機串珠鋸開采法

臺架鑿巖機串珠鋸開采法是替代人工操作手持式鑿巖機，以及火焰切割機，開采花崗石的先進開采方法，這種組合開采方法開始于九十年代初，隨著用于開采切割花崗石的金剛石串珠繩技術性能的改進，生產成本的降低，目前他已成為使用最廣泛、國際公認的機械化開采花崗石的最佳方法。在西班牙、南非、巴西和印度等花崗石荒料生產大國，這種開采方法非常普及，已經成為機械化開采花崗石的基本方法。

臺架鑿巖機串珠鋸開采工藝方法介紹

臺架鑿巖機串珠鋸開采法的開采工藝與人工鑿巖串珠鋸開采法相同，只是使用臺架式鑿巖機代替人工操作的手持鑿巖機鉆鑿排孔，其余全部相同。

按照金剛石串珠鋸切割分離體與礦體連接面的多少，將開采分成三種方案進行成本計算。即方案一：串珠鋸只切割分離體垂直端面的。方案二：串珠鋸切割分離體水平底面和垂直端面的。方案三：串珠鋸將分離體與礦體的三個連接面全部切割分離的。凡是串珠鋸未切割到的分離體與礦體的連接面，以及后續分離體的解體和荒料整形，均采用臺架式鑿巖機鉆鑿排孔，并結合導爆索控制爆破的方法實施作業。

(二) 技術要求

一般條件下，生產剝采比在0.3左右時，花崗巖礦的最低經濟荒料率為15%～25%。  

(1) 采礦場臺階高度采用移動式起重機時，臺階高度4～6m；采用小型桅桿式起重機，臺階高度小于或等于14m；大型桅桿式起重機，臺階高度小于或等于62m。

分臺階坡面角一般為90°，最終坡面角視巖石穩定情況確定。

(2)條石寬度視開采設備性能、荒料規格及裂隙情況確定，一般為1～3m。

(3)工作面長度人工開采一般為5～15m；火焰切割機開采一般為15～20m。

貴州花崗巖最小工作平臺寬度：一般為20～25m。