石材礦山開采技術(shù)

本書既可以作為石材工程相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為石材工程行業(yè)相關(guān)人員進行規(guī)劃、設(shè)計、生產(chǎn)等的參考資料。

第1章 石材礦床地質(zhì)概述

1.1 石材礦床地質(zhì)

1.1.1 石材的分類及特征

1.1.2 天然石材的統(tǒng)一編號

1.1.3 石材的物理力學性能及測試

1.2 石材礦床成因及分類

1.2.1 花崗石礦床類型

1.2.2 大理石礦床類型

1.2.3 板石礦床類型

第2章 石材礦床勘探及評價

2.1 找礦與勘探

2.1.1 找礦

2.1.2 石材礦床勘探

2.2 地質(zhì)勘查報告的分析研究

2.2.1 礦產(chǎn)勘查工作的四個階段

2.2.2 石材礦床地質(zhì)勘查規(guī)范簡介

2.3 石材礦床裂隙的研究

2.3.1 裂隙及其成因

2.3.2 裂隙的統(tǒng)計方法

2.3.3 裂隙調(diào)查

2.3.4 裂隙統(tǒng)計圖

2.3.5 裂隙綜合分析

2.4 石材礦床評價

第3章 石材礦山規(guī)劃設(shè)計

3.1 石材礦山規(guī)模劃分及生產(chǎn)能力的確定

3.1.1 礦山規(guī)模及服務(wù)年限

3.1.2 礦山工作制度

3.1.3 生產(chǎn)能力的計算

3.2 石材礦山開采經(jīng)濟性分析

3.2.1 石材礦山荒料開采的主要技術(shù)經(jīng)濟指標

3.2.2 影響石材礦山經(jīng)濟效益的主要因素

3.3 石材礦山總體設(shè)計

3.3.1 設(shè)計在石材礦山建設(shè)中的地位和作用

3.3.2 設(shè)計階段和內(nèi)容深度要求

3.3.3 石材礦山開采設(shè)計

3.4 石材礦山公路設(shè)計

3.4.1 石材礦山公路運輸?shù)奶攸c

3.4.2 石材礦山公路設(shè)計標準

3.4.3 礦山公路的縱向坡度和平面定線

3.4.4 線路設(shè)計

3.4.5 礦山公路路基和路面

3.4.6 防洪排水設(shè)計

3.4.7 公路設(shè)計圖樣

3.5 礦山工業(yè)場地設(shè)計

3.5.1 礦山工業(yè)場地位置的選擇

3.5.2 礦山工業(yè)場地的布置

3.5.3 礦山爆破材料庫

3.5.4 荒料堆放場

3.5.5 礦山總平面布置圖

3.6 石材礦山環(huán)保工程設(shè)計

3.6.1 石材礦山環(huán)境保護的內(nèi)容

3.6.2 石材礦山環(huán)境保護設(shè)計

3.7 礦山安全與衛(wèi)生設(shè)計

第4章 石材礦山開采技術(shù)

4.1 石材礦山開采的分類

4.1.1 開采方法分類

4.1.2 有關(guān)石材開采的術(shù)語

4.2 石材礦山露天開采工藝

4.2.1 開采方法

4.2.2 開采要素

4.3 石材礦床開拓及剝離工程

4.3.1 石材礦床開拓及運輸工程

4.3.2 石材礦床剝離工程

第5章 鑿巖劈裂開采法技術(shù)及設(shè)備

5.1 人工劈裂開采法

5.1.1 楔子的種類與規(guī)格

5.1.2 楔窩打楔劈裂開采法

5.1.3 圓形人工復(fù)合楔分離方法

5.2 液壓劈裂開采技術(shù)

5.2.1 楔子的種類

5.2.2 分離方法

5.2.3 劈裂設(shè)備

5.3 石材礦山鑿孔設(shè)備

5.3.1 風動臺架式鑿巖機

5.3.2 全液壓導(dǎo)軌鑿巖機

5.3.3 鑿巖機開采花崗石技術(shù)

第6章 鑿巖爆裂開采技術(shù)

6.1 爆破器材

6.1.1 炸藥的爆炸性能及分類

6.1.2 起爆材料

6.1.3 爆破儀表

6.2 爆破機理及爆破參數(shù)

6.2.1 爆破機理

6.2.2 爆破參數(shù)及其影響因素

6.2.3 主要參數(shù)的計算（對普通的預(yù)裂爆破）

6.3 黑火藥爆破開采技術(shù)

6.4 金屬燃燒劑爆破技術(shù)

6.5 膨脹劑靜態(tài)爆破技術(shù)

6.6 導(dǎo)爆索爆破技術(shù)

6.7 無填塞導(dǎo)爆索小藥卷技術(shù)

6.8 黃色炸藥爆破技術(shù)

6.9 專用炸藥爆破技術(shù)

6.10 切槽爆破技術(shù)

6.11 聚能爆破技術(shù)

6.11.1聚能串珠控制爆破

6.11.2無罩雙側(cè)聚能爆破

第7章 機械鋸切開采技術(shù)

7.1 鋼絲繩鋸機及其開采技術(shù)

7.1.1 鋼絲繩鋸機的工作原理

7.1.2 鋼絲繩鋸機的結(jié)構(gòu)

7.1.3 鋼絲繩鋸機的安裝

7.1.4 鋼絲繩鋸機的操作

7.1.5 鋼絲繩鋸機的開采技術(shù)

7.2 金剛石串珠鋸及其開采技術(shù)

7.2.1 金剛石繩鋸機的類型及技術(shù)性能

7.2.2 液壓式金剛石串珠鋸的結(jié)構(gòu)及原理

7.2.3 新型金剛石串珠鋸

7.2.4 金剛石繩鋸機的開采技術(shù)21

7.2.5 荒料整形用的輕型金剛石串珠繩鋸

7.2.6 金剛石串珠繩鋸用于礦山開采分析

7.3 鏈臂鋸機及其開采技術(shù)

7.3.1 鏈臂鋸機的工作原理

7.3.2 鏈臂鋸機的類型及技術(shù)性能

7.3.3 鏈臂鋸機的結(jié)構(gòu)

7.4 圓盤式鋸石機及其開采技術(shù)

7.4.1 圓盤式鋸石機工作原理

7.4.2 圓盤式鋸石機的基本結(jié)構(gòu)

7.4.3 圓盤式鋸石機的適用條件

7.4.4 盤式鋸石機的開采工藝

7.5 輔助配套機具

7.5.1 潛孔鉆機

7.5.2 液壓鉆機

7.5.3 液壓自動壓線切割機

7.5.4 液壓頂石機

第8章 射流開采技術(shù)

8.1 火焰切巖機的工作原理

8.2 火焰切巖機的使用與操作

8.3 火焰切巖機開采方法

第9章 聯(lián)合開采技術(shù)

9.1 鉆機密集鉆孔"para" label-module="para">

9.2 金剛石串珠鋸鋸切"para" label-module="para">

9.3 金剛石串珠鋸鋸切"para" label-module="para">

9.4 金剛石串珠鋸"para" label-module="para">

9.5 火焰切割"para" label-module="para">

9.6 金剛石圓盤式鋸石機"para" label-module="para">

第10章 吊裝機械

10.1 桅桿吊

10.1.1 斜撐固定式桅桿吊

10.1.2 纜索固定式桅桿吊

10.2 履帶式起重機

10.2.1 履帶起重機基本結(jié)構(gòu)

10.2.2 履帶式起重機的穩(wěn)定性計算

10.3 輪式起重機

10.3.1 輪式起重機的用途、分類和型號

10.3.2 輪式起重機的基本構(gòu)造

10.4 裝載機

10.4.1 裝載機的工作裝置

10.4.2 裝載機的生產(chǎn)率

10.4.3 裝載機的用途、分類及編號

10.4.4 輪式裝載機的基本構(gòu)造

10.5 牽引絞車

10.5.1 牽引絞車的技術(shù)數(shù)據(jù)

10.5.2 牽引絞車的基本結(jié)構(gòu)

10.5.3 傳動與電氣原理

10.5.4 安裝與試運轉(zhuǎn)

10.6 單斗挖掘機

10.6.1 單斗挖掘機的分類

10.6.2 單斗液壓挖掘機的基本構(gòu)造

10.6.3 單斗液壓挖掘機的工作過程

10.6.4 單斗液壓挖掘機的主要技術(shù)性能

第11章 花崗石礦山規(guī)劃與開采示例

11.1 三立達翡翠綠花崗石礦山規(guī)劃與開采

11.1.1 礦體資源概況

11.1.2 石材質(zhì)量和性能

11.1.3 開采的規(guī)劃和實施

11.1.4 采場后勤保障設(shè)施

11.1.5 礦山開采的遠景規(guī)劃

11.2 金剛石串珠鋸開采花崗石的成本分析

11.2.1 成本分析計算的依據(jù)和假設(shè)條件33

11.2.2 不同開采方法的直接開采成本計算

11.2.3 不同開采方法的分析對比

11.3 石材開采用金剛石串珠鋸及配套機具

11.3.1 鉆貫通孔的鉆孔設(shè)備

11.3.2 頂推設(shè)備

11.3.3 輔助工具

11.3.4 金剛石串珠繩常用技術(shù)參數(shù)

附錄Ⅰ 全國各省的天然石材統(tǒng)一編號

附錄Ⅱ 部分石材放射性數(shù)據(jù)及放射性類別

附錄Ⅲ 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局國家煤礦安全監(jiān)察局第19號令

附錄Ⅳ 金屬、非金屬礦山建設(shè)項目初步設(shè)計《安全專篇》編寫提綱

參考文獻

本書簡要對石材礦床地質(zhì)進行了概述，分析了石材礦床勘探、分析研究及評價，系統(tǒng)論述了石材礦山規(guī)模劃分、生產(chǎn)能力分析、場地、安全、環(huán)保等規(guī)劃設(shè)計，詳細闡述了礦山開采理論、技術(shù)與設(shè)備，介紹了吊裝、搬運技術(shù)與設(shè)備等；尤其對應(yīng)用比較普遍的各種礦山開采技術(shù)與設(shè)備進行了全面、系統(tǒng)的論述，總結(jié)了各種開采技術(shù)的特點和適用場合；通過示例對近年來應(yīng)用越來越廣的金剛石串珠鋸進行了重點論述。

本書理論與實踐密切結(jié)合、深入淺出，內(nèi)容較為翔實、系統(tǒng)。書中所列舉的資料和數(shù)據(jù)、圖片等均來自于生產(chǎn)實踐。

隨著建筑裝飾業(yè)和科學技術(shù)的發(fā)展，以及人們審美情趣的提高，石材制品及其工程日益呈現(xiàn)藝術(shù)化、高檔化、個性化、規(guī)模化使用的發(fā)展趨勢。同時，石材礦山資源管理的規(guī)范化和石材行業(yè)生產(chǎn)鏈的不斷完善，使石材行業(yè)普遍認識到只有通過創(chuàng)新才能提高礦山資源的綜合利用率、實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟模式，只有創(chuàng)新才能提高石材制品和加工機具的質(zhì)量，只有創(chuàng)新才能提升行業(yè)的整體水平和綜合競爭力。

當今石材行業(yè)發(fā)展的形勢對行業(yè)從業(yè)人員、生產(chǎn)技術(shù)、工具、裝備等提出了更高的要求。近幾年，石材加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，石材工程領(lǐng)域的科學研究、工具、設(shè)備制造等有了很大的發(fā)展，大量石材專用、高效加工技術(shù)與設(shè)備涌現(xiàn)出來，石材工程施工技術(shù)和防護養(yǎng)護技術(shù)也有了長足的進步。這些新技術(shù)新裝備需要總結(jié)，需要推廣，以更好地促進石材行業(yè)的健康發(fā)展。

基于上述情況，由山東大學、山東省石材工程技術(shù)研究中心和山東石材工業(yè)協(xié)會牽頭，在中國石材工業(yè)協(xié)會、《石材》雜志社等單位的指導(dǎo)、幫助下，策劃、編寫了這套《新世紀石材工程技術(shù)叢書》。

本套叢書首期規(guī)劃了《石材礦山開采技術(shù)》、《飾面石材加工技術(shù)》、《石材異型制品加工技術(shù)》、《石材工程的防護和保養(yǎng)》、《石材工程施工技術(shù)》、《石材人才招聘方案與石材加工設(shè)備的操作與維護》六個分冊，內(nèi)容涉及石材礦山開采、生產(chǎn)加工、工程施工、防護養(yǎng)護及設(shè)備操作維護等石材工程領(lǐng)域各方面，力求使之成為一套理論與實踐密切結(jié)合的全面、系統(tǒng)反映石材工程技術(shù)及其發(fā)展的書籍。

《石材礦山開采技術(shù)》內(nèi)容為石材礦山綜述、規(guī)劃、設(shè)計、評價，礦山開采、搬運技術(shù)與設(shè)備，礦山安全與衛(wèi)生和典型礦山介紹；《飾面石材加工技術(shù)》內(nèi)容為石材制品的鋸切、磨拋機理，加工技術(shù)與設(shè)備，板材工廠設(shè)計等；《石材異型制品加工技術(shù)》內(nèi)容包括石材異型制品的定義、分類、應(yīng)用，加工技術(shù)、工具與設(shè)備，石材特種加工方法，同時針對石材異型制品的結(jié)構(gòu)、加工特點，介紹石材異型制品加工設(shè)備的設(shè)計開發(fā)、石材加工中心及石材設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)容；《石材工程的防護和保養(yǎng)》內(nèi)容包括石材養(yǎng)護、防護技術(shù)與產(chǎn)品，石材清洗、日常保養(yǎng)及翻新技術(shù)等；《石材工程施工技術(shù)》介紹了石材工程施工項目、常見的施工技術(shù)，石材幕墻的設(shè)計、施工，石材工程質(zhì)量控制等；《石材加工設(shè)備的操作與維護》重點分析了石材制品生產(chǎn)設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)特點、常用工藝參數(shù)的選擇應(yīng)用，使用操作與維護、故障診斷與排除。

叢書編委會主任為張進生教授，副主任為王志、周克繼。在編寫和審定過程中，《石材》雜志社譚金華主編，中國石材工業(yè)協(xié)會行業(yè)部林玉華主任,山東石材工業(yè)協(xié)會張樂林副理事長、周克繼秘書長、聶燕珍主任，原山東省建材設(shè)計研究院畢研鑫總工程師，山東華興石材機械有限公司的王兆生副總經(jīng)理，山東冠魯建材工業(yè)集團王得坤總經(jīng)理、李成經(jīng)理，蒙陰新華石材有限公司李成經(jīng)理，山東勇進石材有限公司劉勇進董事長，高時石材集團公司吳志偉董事，煙臺奧亞石材維護有限公司王建秋總經(jīng)理，山東美麗石材有限公司邢美麗董事長，青島北方石材有限公司曲寶亭總經(jīng)理，環(huán)球石材（山東）有限公司翟玉義經(jīng)理，榮成京潤石材有限公司郭文照總經(jīng)理等參與了大綱的審定工作，并對整個書稿的編寫提出了許多寶貴的建議。其中山東華興石材機械有限公司的王兆生副總經(jīng)理，蒙陰新華石材有限公司李成經(jīng)理，為本叢書提供了大量素材。山東大學機械工程學院、山東大學建材與建設(shè)機械研究中心和有關(guān)企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員給予了大力幫助，在此表示衷心的感謝!

編委會

2006年10月

石材礦山開采技術(shù)和裝備

中國仍然有不少石材礦山采用打眼放炮這種落后的方法來生產(chǎn)石材荒料，不但生產(chǎn)效率低而且作業(yè)不安全，特別是由于爆震引起巖體破裂，對石材資源破壞嚴重，生產(chǎn)出來的荒料尺寸不規(guī)矩，甚至由于出現(xiàn)裂紋而報廢，成材率很低。據(jù)估算，采用打眼放炮的方法開采荒料只有5%到8%的開采量可以加工成材。上世紀80年代初，一些石材工業(yè)發(fā)達國家，已明令禁止采用炸藥爆破方法開采石材，而代之以金剛石串珠繩鋸等先進技術(shù)?？梢哉f這是石材礦山開采技術(shù)現(xiàn)代化的標志。而衡量石材礦山開采技術(shù)現(xiàn)代化程度的一個重要指標是：日人均開采荒料的立方米數(shù)。國際廳業(yè)界人士認為中國的石材礦山生產(chǎn)率低。原因是缺乏機械化設(shè)備，開采技術(shù)落后，生產(chǎn)管理不善。一些石材礦山的年均開采量只有幾百到幾千立方米，少數(shù)幾個石材礦山的年開采量在1萬立方米以上，年人均產(chǎn)量為6 m3。折合月人均產(chǎn)量只有0.5 m3，比印度還低。眾所周知，印度也是個石材生產(chǎn)大國。但它的花崗石礦山規(guī)模小，無現(xiàn)代化裝備 ，因此石材荒料生產(chǎn)率很低。日人均只有1 m3。芬蘭是斯堪的納維亞國家中最大的石材輸出國。它的花崗石礦山生產(chǎn)系統(tǒng)是世界一流的，每年出口花崗石至少在25萬噸以上，礦山生產(chǎn)效率高達日人均40 m3。南非石材礦山的生產(chǎn)率屬中等水平，日人均8—10 m3。

石材加工機械設(shè)備

近十多年來中國石材機械設(shè)備的研制有了長足的進步，有的單機性能自動化程度已達到國際先進水平。但是在高端技術(shù)設(shè)備方面中國還沒有生產(chǎn)。從石材企業(yè)整體生產(chǎn)線的自動化程度來說，與國外相比仍有差距，某些生產(chǎn)環(huán)節(jié)仍靠人力操作，不但影響了生產(chǎn)效率，還由于員工素質(zhì)不高致使成品質(zhì)量存在不穩(wěn)定因素。世界石材強國意大利的石材企業(yè)即使大多使用自動化程度很高的生產(chǎn)線，但仍然需要具有一定石材知識和經(jīng)驗豐富的人員，來掌握加工過程的工藝參數(shù)才能生產(chǎn)出頂級的石材成品。

國外許多石材礦山，特別是花崗石礦山已全面采用金剛石串珠繩鋸開采荒料，而且在花崗石荒料的鋸切加工方面，也已推廣多線型金剛石串珠繩鋸。然而在中國許多石材企業(yè)仍舊使用老式的框架鋸。它的一個顯著優(yōu)點是鋸切成本較低，但存在存在很多缺點：

①裝配費用高，大約為金剛石串珠繩鋸的四倍；

②操作人員多，至少需要兩個人操作。更換鋸條時還要更多的人共同操作；

③鋸切速度慢，老式框架鋸的鋸切速度只有2cm/h。新式框架的鋸切速度也不過3.5-3.8 cm/h.而金剛石串珠繩鋸的鋸切速度高達20cm/h，有可能提高到30cm/h；

金剛石鋸片對石材的影響

④框架鋸鋸切的板材表面較粗糙，平面度也較差，因而磨光速度低，為100cm/min,而金剛石串珠繩鋸鋸切的板材表面較平滑，磨光速度可高達160 cm/min，因而減少磨拋加工時間；

⑤能源消耗和材料消耗都比較高；

⑥廢鋼砂漿的棄置和工作場地的粉塵造成嚴重環(huán)境污染。

石材成品的質(zhì)量

國際石材業(yè)界人士認為，中國石材成品的質(zhì)量不高，是因為所用的石材加工設(shè)備和工藝方法比其它國家落后。以生產(chǎn)花崗石飾面磚為例。從礦山開采出來的花崗石荒料大多形狀不規(guī)矩，而且尺寸大小不一；鋸切成花崗石板材一般采用直徑1m和1.6m的金剛石圓鋸片,鋸片質(zhì)量不高，鋸切下來的板材通常用搖臂磨光磨拋,加工多為手工藝操作，即使用自動化程度較高的磨拋機，配套的磨頭所用磨料質(zhì)量差；磨光后的板材用普通橫切機鋸切成一定尺寸，生產(chǎn)過程自動化程度低。上世紀90年代，歐洲很多國家已采用了先進的鋸切機和高質(zhì)量的鋸片?；◢徥椕娲u的生產(chǎn)幾乎是全自動化的。最新一代的鋸切機裝有多達80個直徑為1m的金剛石圓鋸片，由于采用的是優(yōu)質(zhì)金剛石，鋸片線速度可高達35m/s,進刀速度為17 m/min，每個鋸片的鋸切率為1m2/h.相比之下中國用的鋸切機一般只裝有5個直徑為1 m或1.6m的鋸片，而且鋸片基體和金剛石質(zhì)量均較差，所以鋸片線速度受到限制， 為17 m/s或27 m/s，進刀速度慢，為5m/min每個鋸片的鋸切率約為/0.3 m2/h。