承德县饰面石材矿山的开采现状

韩旭东

摘 要 承德县饰面石材用花岗岩矿产资源丰富，地质储量达28亿立方米、可采储量达16亿立方米。目前矿山开采技术还较为落后，荒料率较低、规格较小，机械化水平较低。

关键词 花岗岩 饰面石材 开采技术 锯切

中图分类号：P617 文献标识码：A

0引言

承德县饰面石材矿山集中分布在甲山镇一带，全部为露天开采。2011年前以钻爆法、劈裂法为主，开采工艺较为落后。为提高资源利用率、节能减排，全县石材行业开始推广机械锯切开采并取得了显著的效果

1资源概况

中国石材行业自2005年跃居世界第一大石材生产国、出口国、消费国之后，中国石材行业已经连续8年保持着高速增长，并占到了全球石材加工、生产量的近20%，中国石材产业正成为世界市场的热点，持续拉动全球石业的发展。

承德县饰面石材矿体主要分布在甲山镇赵家庄、西梁等7个行政村。经地质部门勘测，甲山镇内保有的“承德绿”花岗岩资源的地质储量有28亿立方米，可开采量有16亿立方米。“承德绿”花岗岩系列有“承德蓝”“蓝豹”“沙漠绿洲”“绿钻冰花”等近10个品种，其中“承德绿”1号、2号是国内较为罕见、名贵的高档饰面石材品种。岩石为绿色中粗粒辉石正长岩，主要由长石、次矿物辉石、石英等矿物质组成，矿石耐酸度99.85%，耐碱度100%，抗压强度90.6MPa，抗折强度128MPa，肖氏硬度为90。呈黑绿色、灰绿色，矿石色调花纹协调、典雅美观、结构致密、光泽度高，部分长石又出现透明蓝色闪光，更使其锦上添花，赋予无穷魅力，也是该石材名贵之处。

目前甲山镇已有开采企业约30余家，年产荒料19万立方米，其中适合砂锯加工的荒料约为5万立方米，适合圆盘锯加工的荒料约为14万立方米。

2饰面石材开采技术的发展

承德县饰面石材开采主要分为2个阶段：

（1）2011年前采用排钻及爆破劈裂法开采。使用风动工具打眼、铁楔劈裂，在拟开采的荒料各面每隔20cm打眼，使用导爆索爆裂或在钻孔中打上铁楔将荒料由岩体中分离。由于打眼工作量大多采用浅孔，主要依靠爆裂及铁楔劈裂将荒料切割分离，爆破开采对石材的破坏较大，荒料率较低浪费了大量资源，采出的石材强度降低并且石材成型效果不好并且需留不小余量，否则无法加工出符合规格的板材。曾有矿山试验过打深孔并在孔内刻槽，使用液压劈裂、静态爆破剂开采，效果不理想，没有获得推广。

（2）2011年全县石材行业开始全面推广机械锯切开采。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。机械化程度更高的矿山计划使用串珠鋸锯切石料水平底面，替代人工打楔劈裂分离。

锯切开采相对于以往的爆破开采有了巨大的技术进步，但目前矿山采用的设备均为小型设备，采出荒料规格较小。今后采用大型设备、全锯切开采成为石材开采的发展趋势。

3开采方法

开采花岗石时同样会遇到不同的矿体条件和矿体形态，为了形成开采台阶，必须进行开始初始工作平台的准备工作。在整体性好的花岗石矿体上，为了开掘初始工作平台，可以采用金刚石串珠锯与台架式凿岩机组合方法；只要开采成本允许，可以采用串珠锯全锯切式开掘方法；也可以利用突出岩体，采用大深度单孔贯通切割方法，以及交汇孔切割方法形成初始工作平台；还可以利用天然裂隙开拓初始工作平台，初始工作平台的扩展方向也可分成初始工作面的水平和垂直两个方向上的扩展。

全锯切开采分为金刚石串珠锯全锯切开采和圆盘锯串珠锯组合法开采，无论采用哪种锯切方法，水平面的切割是第一道锯切工序，然后才能进行垂直面的分离切割，这个顺序是不可逆的。在水平面的切割时分离体与矿体垂直面的连接是防止分离体坠落的保证，如果先将垂直面切割完，这些支撑保证被解除，那么在水平面切割的后期有时甚至在水平面切割的初期，分离体都有可能坠落压住金刚石串珠绳，造成金刚石串珠绳的报废；严重时可能引起金刚石串珠绳的断裂飞出，造成更严重的事故。即便是先切割水平面，在切割过程中，也应随时在已经切割好的锯缝中塞入钢楔，保持分离体在水平面上得到足够的支撑。这种辅助支撑方式，对存在裂隙的分离体更为重要。

水平切割前，首先要钻呈正交关系、相互垂直的纵向和横向钻孔并交汇贯通，以便金刚石串珠绳的穿引并使用导向轮支承锯切过程中的金刚石串珠绳，使串珠绳与被切割面只保持单边接触，避免金刚石串珠绳全部包络锯切面进行切割时串珠绳过度的磨损。对于大体积的分离体，其钻孔深度一般都超过10m，甚至达到20多米。这就需要使用大孔径钻孔设备完成垂直、水平交汇孔的钻凿，例如大孔径气动或液压凿岩机等大孔径钻孔设备，钻孔直径达90～150mm，通常钻孔越深，钻孔直径应越大，以便于与其他钻孔的交汇。

两种全锯切开采方法的区别就是当荒料的水平底面分离切割完成后，如继续使用串珠锯将切割其它几个垂直面，就是金刚石串珠锯全锯切开采；如使用圆盘锯进行垂直面的切割，就是圆盘锯串珠锯组合法。目前矿山在完成切割分离后直接使用挖掘机将荒料顶翻，条件较好的矿山采用专用气压顶推袋插入切割缝内并充气将荒料顶翻并整形，然后装车，然后运至加工厂。今后将采用专业设备进行吊装运输，减少在此过程的损伤。

由于金刚石串珠锯可以进行水平面切割是全锯切开采矿山特别是进行大体积荒料切割必不可少设备，在使用中最常见的问题是选用的绳锯参数错误或锯绳质量问题，例如我们选用过高密度的金刚石则锯切时不易碎裂，难以产生新的锐利的刃尖；在使用过程中锯绳断裂、串珠剥落等。圆盘锯切割缝窄、切面光滑，减少了资源浪费和荒料整形的工作；但圆盘锯不能完成水平面锯切必须与其他方法切合进行开采并且由于自身特点限制了锯切荒料的规格。

4结论

目前承德县石材开采行业虽然完成了由爆破开采至锯切开采的升级，但总体水平仍较为落后。主要体现在矿山多采用小型机械设备、辅助设备机械化水平较低，作业人员技术水平落后，这也是各矿山今后的发展方向。