石材工艺学第三章石材的开采工艺与设备

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1、第三章石材的开采工艺与设备3.1石材矿山的类型与组成要素3.2矿床开拓与开拓运输方法3.3石材矿床的开采工艺一.石材矿山类型石材矿山类型有露天开采和地下开采。露天开采分为山坡露天开采、凹陷露天开采和井式开采。地下开采分为山洞型开采和井巷型开采。3.1石材矿山的类型与组成要素1.露天开采:需先将石材矿体表面的覆盖层和风化层剥离后才能进行开采的石材矿山。从地面开掘露天沟道、并开创出开采工作面，把荒料从工作面开采出来。根据矿床埋藏的地形条件，位于采场地表最低水平以上的称为山坡露天开采；位于采场地表最低水平

2、以下的称为凹陷露天开采。山坡露天开采：基本上按照自上而下开采顺序的原则山坡露天矿山凹陷露天开采：基本上按照自上而下开采顺序的原则凹陷露天矿山井式开采：实际上是凹陷露天开采的一个特例。随着石材矿山开采作业的不断深入，有许多石材矿山由山坡露天类型，逐渐演变成凹陷露天型类型，最终变成井式开采。国外许多井式开采矿山的深度超到50米，甚至达到80米或更深。葡萄牙粉红大理石意大利CARRARA2.地下开采：需要从地表掘进井巷到达矿体后才能进行开采的石材矿山，分为巷道(山洞式)开采、峒室（井巷式）开采。山洞式：山形陡

3、峭、剥离量大、开采作业极度危险的山坡露天型矿山，如四川宝兴县的一些大理石矿山；倾斜矿体的凹陷露天型矿山，随着开采深度的增加，需要剥离很大厚度的覆盖层，如北京房山的汉白玉大理石矿山；随着开采深度的增加，一些井式大理石矿山的开采也将无法继续下去。采用山洞式开采方式，将使开采作业变得更实际。主要开采工艺与凹陷露天型矿山开采类似,不同的是在正式开采之前,增加了一个矩形通道开拓工序,在只有一个自由面的矿体上再开拓出一个新的自由面.1997年CARRARA大理石矿-4（洞采）井巷式：利用其他工程、交通设施或矿山开采

4、项目遗留下的巷道，通过在巷道内部开掘的石材矿山。1－工作平台2－安全平台3－清扫平台4－运输沟道α、β－最终帮坡角；GF－露天采场的下部最终畀线H－露天采场最终开采深度AB－露天采场的上部最终境界线ABGHF－露天采场的最终境界二、露天采场组成要素1.台阶：露天开采石材时，通常把被开的矿体划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采。当有两个或两个以上的水平分层同时开采时，上、下分层之间需保持一定的超前距离。在开采过程中和开采终了时在空间形成台阶状。这些台阶状的工作面称为台阶。台阶是石材露天采场的基本构成

5、要素，也是进行独立开采荒料作业的单元体。2.工作平台：各台阶的水平部分3.安全平台：采场边界为了保证下部生产平台的安全和边帮的稳定性而保留的。4.清扫平台：每隔个2-3个安全平台设一清扫平台5.运输沟道：地面与各水平分层之间的运输道路第二节矿床开拓与开拓运输方法一.矿床开拓（运输系统）1.概念：是连接矿山内部各工作台阶到荒料堆场或外部运输系统以及废石堆场的运输通道，并起到及时准备新的开采水平的各种坑道工程。建立起连接石材采.场与运输地面的运输系统的工程。2.任务：（1）将开采下的荒料外运或送到荒料堆场（

6、2）将废石渣土运送到废石堆场（3）将工具、材料、设备、人员运进或运出工作面。挪威蓝珍珠花岗石矿山直进沟式道路运输系统挪威Larvik矿山二.开拓运输方法1.公路开拓，单一汽车运输适用条件：地形简单、（弯道少、半径大）、采场高差小、范围大、便于公路展线，荒料规格大，运输量大，公路基建工程量小。2.斜坡卷扬台车运输开拓适用条件：地形复杂、高差较大（20º～40º），矿区范围不大，公路展线有困难的山坡或凹陷矿区运送块度较小的荒料，且废石渣土量较少的矿山。斜坡卷扬台车一般设在开采境界之外。采场内需借助其他运输

7、方式将荒料装上台车。3.固定桅杆吊与汽车运输联合开拓适用条件：采场高差大、范围小、地形复杂，公路展线困难、废石、渣土较少的矿山。桅杆吊通常位于采场的边缘。吊装范围外荒料由牵引绞车或装载机等运至桅杆吊吊装范围内，再由桅杆吊吊运至运输平台的汽车上4.架空索道运输开拓利用绳索式起重机一次性完成装载、起重、运输、装车作业。适用条件：地形复杂、陡峭、高差大、沟谷深、公路开拓困难，且投资大的规模较小、荒料块度不大的石材矿山。5.明溜槽运输开拓适用条件：地形复杂，高差大、坡陡（大于40º），基建资金短缺。6

8、.联合开拓笫三节石材矿床的开采工艺开采工艺分为：剥离——分离——顶翻——分割——整形——吊装运输——清渣、排废七个工序一.剥离1.基本概念（1）剥离范围：开采范围内所有不符合加工与使用要求的部分；（2）外剥离：矿床开采前对可采矿体表面及周边的不符合加工与使用要求部分的剥离，使之露出可供开采的部分；（3）内剥离：对矿体内部由于节理、裂隙、脉岩的存在而不能成为荒料部分的剥离。（4）剥采比：剥离掉的土石方量与开采出的荒料体积之比。（5）荒料率：