专利名称：一种石材开采工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及石材开采技术领域，具体涉及一种石材开采工艺。
背景技术：
石材的开采的历史可以追溯到数千年之前，比如我国在公元前就有了石材业，但 是在数千年的历史长河内，石材开采的技术都比较原始和落后，石材业大多只是以手工作 坊的方式存在，而且历史流传下来的这种作坊式的生产模式一直延续至今。在大力发展乡镇企业的年代，我们国家的法规允许乡镇企业进入国有企业的矿体 边缘去做石材开采，而这种开采，仍延续了我们国家几千年的小作坊式的开采方式。在利益 的驱动下，很多开采企业急于把矿产资源转变成资本，从而就忽视了规范、科学的矿山开发 管理规划以及矿山开采工艺，造成矿山无序开采。各种开采、加工企业一哄而上滥采乱挖， 在破坏森林植被的同时，开采及加工石材产生的粉尘、废水、灰泥和噪声等，加剧了生态环 境的恶化。此外，无节制、破坏性，甚至是毁灭性地掠夺资源，使得作为不可再生资源的石材 被大量浪费。众所周知，一定规模尺寸的大型荒料，价格倍增于小尺寸的荒料，但是国内企 业的开采方法是没有办法开采出大型、高质量荒料的，因为炸药无法控制荒料的体积，大块 的石头内部也往往会出现裂纹。也就是说我们浪费了大量宝贵资源，却只能在石材行业的 低端挣扎，赚取极为微薄的利润，而将高端石材市场拱手让人了。有关部门统计，我国的石 材资源储量世界第一，石材资源的浪费也是世界第一，而且部分优秀的石材资源已经接近 枯竭。综上所述，我国石材开采的工艺还较为落后，需要改进，以提高石材矿藏的有效利 用率，同时提高石材开采企业的利润。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种石材开采工艺，解决目前石材开采中石材 资源浪费严重，利润微薄的状况。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种石材开采工艺，包括如下步骤Si)、一次打孔在石材矿体上预裂荒料长度方向按照预设位置密集打孔，为后续 的分裂做好准备，所述孔间距在10至100厘米之间，所述预裂荒料的高宽比大于2 ；S2)、一次分裂利用之前打好的孔，将石材矿体的一部分从石材矿体上分裂开，形 成大尺寸的荒料；S3)、顶倒将已经与石材矿体分离的荒料翻；S4)、二次打孔在翻倒的荒料上按照预设位置打孔，为后续的二次分裂做好准 备；S5)、二次分裂从荒料分裂出大块石料；S6)、斩切将二次分裂后剩下的废料斩切成较小规格的石材产品或者半成品；
S7)、破碎将斩切后剩余的石块破碎成各种规格的碎石和/或石粉。优选的技术方案中，步骤S 1)中所述孔距优选10至50厘米。优选的技术方案中，步骤Si)中所述打孔，采用的是液压凿岩机或者液压凿岩台车。优选的技术方案中，步骤S2)中所述分裂，是指采用胀裂装置来胀裂。优选的技术方案中，步骤S4)中所述打孔，采用的是液压凿岩机或者液压凿岩台车。优选的技术方案中，步骤S5)中所述分裂，是指采用胀裂装置来胀裂。优选的技术方案中，步骤S5)中所述分裂，是指采用液压劈裂机来劈裂。优选的技术方案中，步骤S3)中所述顶开采用液压顶石器。优选的技术方案中，步骤S6)中所述斩切采用的是斩石机。优选的技术方案中，步骤S7)中所述破碎采用的是碎石机。本发明的有益效果是采用了本发明技术方案的一种石材开采工艺，不但能够大大提高高品质石材的成 材率，提升石材开采企业的利润；而且关键在于能够充分利用石材这种不可再生的资源，有 效利用率接近百分之百。
图1是本发明具体实施方式
石材开采工艺的流程图。图2是本发明具体实施方式
石材开采工艺中一次打孔及分裂的示意图。图3是本发明具体实施方式
石材开采工艺中顶开及二次打孔的示意图。图4是本发明具体实施方式
石材开采工艺中二次分裂的示意图。下面将结合附图对本发明作进一步详述。
具体实施例方式如图1所示，本具体实施方式
提供的一种石材开采工艺，主要用于大理石、花岗岩 等常见石材的开采，包括如下步骤一次打孔如图2所示，在矿山1的石材矿体2上，按照预设预裂荒料3的位置打 上一排孔4，为后续的分裂做好准备。预裂荒料3如图2所示，其长度为C，宽度为K，高度 为G ；—般来说，高宽比G/K应大于2，否则不易分裂开，也不方便后续将其翻倒。孔4之间 的间距一般应该在10至100厘米之间，优选孔间距范围为10至50厘米。打孔4可以使用常见的风镐，也可以使用液压凿岩机、液压凿岩台车，按照预裂位 置，打上一排孔4。风镐以高压空气作为能量传递的介质，能量消耗大、效率低。液压凿岩机 和液压凿岩台车以高压液压油为工作介质，能量消耗小、综合效率高，而且液压油的流量和 压力可以进行精密的调节和控制，关键还在于打孔速度要快很多，比如深圳凯强力公司的 液压凿岩机可以达到一分钟一米的速度，因而风镐这种过去常用的气动打孔工具，目前已 经慢慢被更先进的液压凿岩机和液压凿岩台车所取代。将较大型的液压凿岩机安装到台车 的机械臂上就构成了液压凿岩台车。当然，若石材矿体2非露天，一般还需要先揭盖山，将 矿山1中石材矿体2上覆盖的植被及泥土等移除。
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一次分裂如图2所示，利用之前打好的孔4，将石材矿体2的一部分(预裂荒 料3)从石材矿体2上分裂开形成大尺寸的荒料5。分裂可以使用爆索控制爆破，或者水 泥膨胀剂静态爆破，但是优选胀裂装置来胀裂，有关胀裂装置及方法请参照中国发明专利 ZL200710076924. X中介绍的一种岩石或混凝土的裂开方法及装置来胀裂。爆索控制爆破存在不安全的因素，而且爆炸力对石材破坏较大，使得石材的出材 率非常低，浪费了宝贵的不可再生资源，还造成了环境污染，因而现在已经慢慢被淘汰。水 泥膨胀剂胀裂法虽然较为安全，但是需要消耗较多的水泥膨胀剂，因而成本较高，压缩了有 限的利润空间，使得很多矿主不愿意使用。而且水泥膨胀剂对灌注时间和温度极为敏感，前 期和后期灌注的水泥膨胀剂在孔4中的膨胀率难得一致。此外，水泥膨胀剂受环境温度影 响较大，低于5摄氏度就基本上无法使用了 ；化学反应时间长，在常温下需要五六个小时， 不利于连续、快速作业。最后，水泥膨胀剂会污染环境，与当今的环保理念不符，因而必将被 淘汰。有关采用胀裂装置及胀裂法实现分裂的详细情况，请参考中国发明专利 ZL200710076924. X，本文不再详述。需要说明的是，劈裂法是从预设的孔4的孔口部位将岩石撕裂开，而胀裂法则是 在孔4的整个长度上均勻施力，将岩石胀裂开，两者的效果其实相差不大，只是采用劈裂法 时，太深的孔没有意义，而胀裂法则可以应用于更深的孔4，必要时还可以采用多节胀裂装
置串联。顶开如图3所示，将已经与石材矿体2分离的荒料5顶开，使其翻倒，方便后续的 二次分裂，也避免影响后续荒料的开采。该步骤可以采用液压顶石器。液压顶石机是根据 石材开采的特点设计的一种新型矿山专用机械，主要用于大块石料的移动、翻倒作业，大大 简化了原有的作业方式，该部分属于现有技术，本文不再详述。二次打孔如图3所示，在开采下来的荒料5上按照预设位置打孔6，为后续的二 次分裂做好准备。这是因为从石材矿体2上分离的荒料5可能有几十立方、一百多立方，甚 至几百立方，不方便运输及后续加工，因此需要二次分裂。二次打孔和一次打孔采用的方法 及方式一样，本处不再详述。二次分裂如图4所示，将大块的荒料5上没有裂纹等缺陷的部分分裂开，形成可 以运走后直接加工的大块石料7，所述大块石料可以进一步加工成板材或者其它成品或者 半成品。剩下的有裂纹等缺陷的部分为废料8，可以进行后续步骤的加工。分裂方法及方式可以采用一次分裂时采用的胀裂装置及方法，本处不再详述。但 是二次分裂还可以采用液压劈裂机。劈裂机是以高压油为能量源，通过活塞带动与活塞连 接的活塞杆组件运动，并巧妙地应用斜楔放大原理，推动两块劈块作劈裂的动作，其劈裂力 可达到几百吨，甚至上千吨，可以在几十秒钟内把上千吨的巨石轻而易举地劈裂开。由于劈 裂机具有体积小、重量轻、操作方便、安全可靠、使用灵活、工作效率高、工作时无振动、无冲 击、无噪音、无粉尘、分裂方向可控性、经济实用等特点，目前已在采石、矿产等开采业和基 础建设中广泛使用，特别在城市建设、河道疏通、救灾抢险、拆除障碍等工作中是必不可少 的一种机械。当然，本步还可以采用片锯、串珠锯、绳锯等方式，将大块荒料进一步分开，但 是此类方法效率低、能耗高、成本高，因此建议优选劈裂机来劈裂。斩切将二次分裂后剩下的废料8斩切成较小规格的石材产品或者半成品。二次分裂后，大块荒料中无瑕疵的大部分变成了较大的石料7，但是还有一些存在裂纹等瑕疵的 部分以及较小的石块未被利用，本文称之为废料8。本步采用斩石机，将二次分裂后剩余的 废料8以及较小的石块斩切成石砖，石砖可能还有数种不同的规格，再小一点的还可斩切 成更小的石块或者石质马赛克。斩石机也属于现有技术，本文不再详述。破碎将斩切后剩余的石块破碎成各种规格的碎石和/或石粉。经过斩切后，荒料 的大部分都得到了有效利用，但是还有一部分更小的石头未被利用，可能造成浪费以及污 染环境。本步使用破碎机，对剩下的更小尺寸的石头进行破碎，破碎后可以筛分成不同规格 的碎石，用于不同的用途。采用本发明具体实施方式
提供的一种石材开采工艺，不但能够大大提高高品质石 材的成材率，提升石材开采企业的利润；而且关键在于能够充分利用石材这种不可再生的 资源，有效利用率接近百分之百。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。
权利要求
一种石材开采工艺，包括如下步骤S1)、一次打孔在石材矿体上预裂荒料长度方向按照预设位置密集打孔，为后续的分裂做好准备，所述孔间距在10至100厘米之间，所述预裂荒料的高宽比大于2；S2)、一次分裂利用之前打好的孔，将石材矿体的一部分从石材矿体上分裂开，形成大尺寸的荒料；S3)、顶倒将已经与石材矿体分离的荒料翻；S4)、二次打孔在翻倒的荒料上按照预设位置打孔，为后续的二次分裂做好准备；S5)、二次分裂从荒料分裂出大块石料；S6)、斩切将二次分裂后剩下的废料斩切成较小规格的石材产品或者半成品；S7)、破碎将斩切后剩余的石块破碎成各种规格的碎石和/或石粉。
2.如权利要求1所述的一种石材开采工艺，其特征在于，步骤S1)中所述孔距优选10 至50厘米。
3.如权利要求1所述的一种石材开采工艺，其特征在于，步骤S1)中所述打孔，采用的 是液压凿岩机或者液压凿岩台车。
4.如权利要求1所述的一种石材开采工艺，其特征在于，步骤S2)中所述分裂，是指采 用胀裂装置来胀裂。
5.如权利要求1所述的一种石材开采工艺，其特征在于，步骤S4)中所述打孔，采用的 是液压凿岩机或者液压凿岩台车。
6.如权利要求1所述的一种石材开采工艺，其特征在于，步骤S5)中所述分裂，是指采 用胀裂装置来胀裂。
7.如权利要求1所述的一种石材开采工艺，其特征在于，步骤S5)中所述分裂，是指采 用液压劈裂机来劈裂。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的一种石材开采工艺，其特征在于，步骤S3)中所 述顶开采用液压顶石器。
9.如权利要求1至7中任意一项所述的一种石材开采工艺，其特征在于，步骤S6)中所 述斩切采用的是斩石机。
10.如权利要求1至7中任意一项所述的一种石材开采工艺，其特征在于，步骤S7)中 所述破碎采用的是碎石机。
全文摘要
本发明公告了一种石材开采工艺，包括如下步骤S1)、一次打孔在石材矿体上按照预设位置打孔；S2)、一次分裂利用之前打好的孔，将石材矿体的一部分从石材矿体上分裂开，形成大尺寸的荒料；S3)、顶开将荒料顶开；S4)、二次打孔在荒料上按照预设位置打孔；S5)、二次分裂将大块的荒料分裂成大块石料；S6)、斩切将二次分裂后剩下的较小石块斩切成较小规格的石材；S7)、破碎将斩切后剩余的更小石块破碎成各种规格的碎石和/或石粉。采用了本发明技术方案的一种石材开采工艺，不但能够大大提高高品质石材的成材率，提升石材开采企业的利润；而且关键在于能够充分利用石材这种不可再生的资源，有效利用率接近百分之百。
文档编号E21C47/10GK101985880SQ201010294140
公开日2011年3月16日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者方莹 申请人:方莹