一、包头市石材开采方法：

劈裂法、爆破法、切割法、火烧法…

二、开采方法选用依据：

1、矿床的地质条件：节理产状、发育程度、矿体形态…

    矿体厚度大有利于机械化开采，薄的宜采用手工开采

    裂隙节理发育且不规则的宜选用凿眼劈裂法

2、岩石类型

    如不含石英的玄武岩、辉长岩不能采用火焰切割岩石的抗压强度约为抗张强度的30倍，为抗剪强度的10倍。采用劈裂楔对岩石产生挤压张力，使岩石破裂，尤其适合水平节理裂隙发育的矿床。

3、矿山规模：

4、所需荒料规格：

5、自然地理条件：

6、环保要求：

7、技术经济指标：

8、产量、效率、效益：

凿眼劈裂法

一、劈裂机理和适用条件

机理：

1、岩石的抗张强度相对较小。

2、应用了“劈”的原理，对岩石产生较大的张力,岩石受力后产生破裂。

3、打楔时力的作用时间短、速度快，楔子受到的动能大。

适用条件：

1、适用于具有近水平裂隙的岩石

2、花岗石的抗张强度小于大理石，因此在花岗石开采中更适用  

3、岩石是各向异性体，在不同方向上抗张强度各不相同，所以楔孔的参数在不同方向上亦不相同。

二、人工打楔劈裂法

1、工具——楔的种类与结构

2、操作方法：手持式凿岩机

浅孔人工打楔劈裂和深孔（在劈裂面上钻透的排孔）人工打楔劈裂，排孔间距与劈裂性好坏有关，最小甚至只有10-15cm

3、优缺点：工具简单、方法简便、成本低廉

劳动强度大、效率低、荒料成方性差、整形工作量大。开采花岗岩时，每立方米矿岩总量的岩石，一般需要钻凿10米的孔，按30%的荒料率计算，开采每立方米成品荒料，需钻凿30-40米的孔。

三、液压劈裂机劈裂法

原理与人工劈裂相同，通常指采用液压劈裂器、深孔劈裂方式进行开采。与人工打楔法相比，确保排孔劈裂的一致性，降低了劳动强度，也提高了效率。

作业时在岩石上按照预裂方向用凿岩机钻凿出放置液压复合劈裂楔的钻孔，将液压复合劈裂楔放置在孔中，连接劈裂楔与液压泵站，高压油液通过油管传送到液压劈裂头，液压劈裂楔在高压油液作用下向孔内两壁产生挤压张力，岩石受力后产生破裂。

凿眼爆破法

适用条件：各类天然裂隙少的岩石，用轻微爆破从岩体分离出大块石材

方法分类：大致分成普通爆破、常规控制爆破和刻槽控制爆破。

优点：操作简单、效率高、适用性强、成本低

缺点：成方性差、荒料率低、降低石材强度、不安全因素多

一、普通爆破法

1、药剂：黑火药

2、爆破参数：

孔径：30～40mm

孔距：水平孔距：1～1.5m；

        垂直孔距：0.8～1.2m

孔深：水平孔深：分离块宽度的45～60%

        垂直孔深：分离块高度的60～80%

药量：炮孔深度的20～25%

起爆：雷管或电雷管

注意：防止爆破力过分集中的措施：

        分段装药、炮孔口不宜填塞过紧

二、控制爆破

1、概念：

控制爆破法是一种经过精确设计，采用不同的药物和点火方式进行的爆破，使得既能达到预期的效果又能将爆破所产生的危害性控制在规定的允许范围之内，这种对爆破效果和爆破的危害进行双重控制的爆破，称为控制爆破。

2、药剂：

黑火药、导爆索、2号岩石炸药、爆裂管、金属燃烧剂、静态膨胀剂

（1）导爆索：

是以单质烈性炸药黑索金或泰安为药芯，其外形象导火索，稍细，颜色多为红色。国内导爆索装药量为12～14g／m，爆速6500～6800m／s，可用火雷管或电雷管引爆，炮孔间距20～40 ；安放导爆索的内钻孔介质可为空气或水。

（2）金属燃烧剂（高能燃烧剂）：

使金属氧化剂与金属还原剂发生反应产生高温膨胀气体，在膨胀气压和热效应的共同作用下爆裂岩石。

如：

2Al+3MnO2=Al2O3+3Mn+221千卡（或+9.52×105J）

常用的氧化剂：MnO2、CuO、Fe3O3…

常用的还原剂：Al、Mg、Fe+Mg…

（3）静态膨胀剂：

氧化钙和无机盐以及有机添加剂组成，加水后发生反应体积膨胀产生的张力。

如：

CaO+H2O——Ca（OH）2+15.5千卡，同时体积膨胀3倍，产生的膨胀应力约为30～50Mpa（岩石的抗张强度约为5～12MPa）。

机械切割法

概念：借助机械设备按所需荒料规格直接从岩体上分离块   石或荒料

优点：对矿体、荒料无损伤，切割面平整、不需整形，荒料率高，块度大，劳动强度低，生产效率高。工艺、技术、设备先进。

常用设备：凿岩机、钢绳锯石机、金刚石绳锯、链式锯、盘式锯。

一、钢绳锯石机锯切法

出现于19世纪末，用于大理石的开采，以石英砂为原料，20世纪末已停止使用。

二、金刚石绳锯锯切法

 1、设备组成：

  （1）驱动装置

  （2）金刚石绳

  （3）工作立柱、导向轮

2、工作方法：

（1）环式牵引切割法

当矿体有两个或以上的自由面时，沿设计的锯切面，钻一水平孔和一垂直孔，使两孔贯通，并在同一切割面上。

（2）压绳切割法

当矿体的自由面少于两个时，在台阶的工作面上钻孔，利用多用钻机或切割立柱装上压绳轮，置于孔中，金刚砂绳绕过压线轮与锯机的驱动轮构成闭合回路工作。

3、金刚石绳锯适用条件

可用于大理石、花岗石的全锯切开采或与其他设备联合开采；也可用于石材加工、荒料整形

4、优缺点

开采成本高，但锯切面平整，锯切面积大，荒料率高

四、臂式锯石机锯切法

根据切割刀具分为：

1）将硬质合金或金刚石节块切割刃固定安装在切割臂传动链上组成硬质合金切割链或金刚石切割链；

2）镶有金刚石切割节块的聚氨酯注塑切割带。

金刚石切割带的主体是穿在6根并排布置的航空用不锈钢钢丝绳上的矩形金刚石节块，节块

之间全部用特殊聚氨酯注塑压封。可进行矿体垂直、水平面的切割，而且在同一安装位置，可快速灵活地进行垂直水平切割位置的转换。适用于中等硬度以下大理石、石灰岩和石灰华等软质石材的开采。

目前大型链臂锯最大垂直切割深度可达8米，水平最长切割深度可达4.8米,链条宽度一般为33.5mm。开采带锯的最大切割深度可达4.8米，锯缝宽度一般为38mm。

五、包头市石材盘式锯石机锯切法

直径4.2m的锯片可开采高度达到1.9m，开采时圆盘锯的主机和锯片是移动的。开采圆锯片使用的锯片直径是1600--4200mm，通常为2片或3片为1组使用。

如切割深度为1.25m时，可使用1.6m 、2.2m、2.8m三种直径的锯片组合；如切割深度为1.9m时，可使用2.2m 、3m、4.2m三种直径的锯片组合。锯缝的最终宽度是15-20mm。

火焰切岩机切割法

一、切割机理：

用火焰喷射器的火焰烧灼岩石，形成切割面以分割岩石，只能垂直切割，切割沟损失较大，在有三个自由面的情况下，一般最多切割两个面，最好只切割一个面，另外两个面用爆破或劈楔法分离。

岩石中不同矿物热膨胀系数的差异，石英在573℃时由α-石英变成β-石英体积缩小，引起崩离。

二、适用条件：

高石英含量岩石的垂直切割，不能水平切割。石英含量高则切割效率高；石英含量低则切割效率也低。

三、设备组成：

空压机、供油系统、供氧系统、火焰喷射器

四、优缺点：

效率高（1.5～2.5㎡/h）、灵活机动、切割深度大（可达10m）、切割面积大、切割面平整、不受季节、气候影响。噪音大（100～120db）、粉尘大、油耗高、成本高（200～250元/㎡）、劳动强度高，须与其他开采方法联合作业。

火焰切割机与手持凿岩机配合，钻凿排孔结合劈裂的开采方法（简称火烧凿岩开采法）是传统的、使用时间最长、应用最广泛的花岗石矿山开采方法。