意大利的硬质规格石材的开采方法

Manci.,R 万希岭

文章摘要:本文主要介绍了硬质规格石材的开采方法，包括：炸药的选用，钻孔的布置，钻机的选择、装药量计算及各种岩石爆破方法等。
文章主题:石材 开采 硬质规格石材 大理石 花岗石

文章内容：关键词墨计楷慵,花关键词:璺孝耢7前言商业上把大理石和花岗石列为规格石材.至于有关石料的开采技术,最有意义的是石料之间的软硬差别;硅酸盐岩石,花岗岩,片麻岩,斑岩,斑状变质岩和石英岩是硬质石料;多数的碳酸盐岩石,如大理岩和石灰岩,少数的蛇纹岩和蛇纹石大理岩的硅酸盐岩石是软质岩石.岩石硬度与切割工具磨损速度有关系.多数情况下,硬质石料是用劈裂方法开采,而不是用机械切割,机械切割只是用作辅助切割方法.图1表示三种典型石料(碳酸盐大理岩,蛇纹岩和花岗岩)的努氏(刻痕)微硬度分布线图.石料抗张强度的各向异性,是影响石料最终使用和开采技术的另一种机械特性.在硬质石料类中,几乎不可髓为完全的均质,抗张强度的最大值和最小值比率,花岗岩髓够达到5,片麻岩能达到10,甚至在板状岩石(斑状变质岩,高片理的片麻岩等)比率更大,实际某些板状石料,如开采前可天然分离为石板的板状斑岩,抗张强度的最大和最小值比率是不定值.无论均质或非均质的硬质石料,多数的开采方法是使用少量炸药,期望破坏量少且获得定向的裂隙,使岩体分离出巨大的岩块.意大利是花岗石,片麻岩石和其它硬质规格石料的重要生产国,每年可销售的产品约500万米,意大利也是从其它国家进口石料在工厂加工的重要买主.意大利国内的石料生产,主要来自有100010000米./年可用石料生产能力的中型或小型采石场重要的生产地区如图2所示,花岗石在撤丁岛和阿尔卑斯山以西,阿尔卑斯山西部也是片麻岩和其它非均质石料生产区,在阿尔卑斯山东部为斑岩石料生产区.采石场的开采策略不同:在花岗岩和片麻岩的情况下,通常依靠两次和三次切割分离岩体,而后分裂为2～5米块度的似棱柱状的商品大块荒料,但大块荒料很难直接获得.在片状岩石情况下,通常板料形式销售,不是由买方把大块分裂为板块,巨大的岩块是经过微量爆破或手工劈裂后,从石料堆中选取适用的部分并修整为商品用荒料.斑岩是从石料堆选取天然石板并经修整提供为商品用荒料.采石场的几何轮廓,显然是取决于现场的局部地形和岩体地质构造特点.采石场机械化组成,除推土机外,还有中击式或旋转一中击式凿岩机,最少有一台大型吊车(起重能力约150吨),多数情况下有输送人员,以及搬运重型凿岩机装置的升降平台.0@,50--201541--10:+39—2—36836.史,,,(盈方采开黼一规册=誊黼硎恤图1,三种典型岩石(碳酸盐太理岩,蛇纹岩,花岗岩)努氏徽硬度累积顿率实倒图.碳酸盐大理岩为钙质岩石,傲晶单体的努氏傲硬度范围为12002000兆帕.蛇纹岩含有少量(1～20)比典型蛇纹石硬的矿物,蛇纹石矿物的截硬度范围为25005000兆帕,引起硬度较高的为角闪石和金属氧化物.花岗岩由于存在多种矿物和变种,徽硬度范围广,石英部分(约占20)硬度高于10000兆帕,而云母为低硬度(3000兆帕)部分.多数都采用气动凿岩机,但液动凿岩机也较多.炮孔直径,通常是3040毫米,大直径炮孔(100毫米以上)只用于斑岩开采炮孔长度很少超过8米,以便避免炮孔偏斜过大.一,使用炸药导爆索(季戊四醇炸药)是劈裂花岗岩和片麻岩时所使用的最普遍的炸药.最流行的是用1或12克/米规格的导爆索.较轻规格的导爆索容易弯曲会造成孔内装填的困难,而较重规格的导爆索将难以控制装药量和形成有害的装药集中效应一般采用10～3克/米炮孔的线性装药量(每个炮孔内有1～3股导爆索)在使用导爆索劈裂岩石时,一般用水充填炮孔,水为一种廉价的,浩净的,并可再生的减震堵塞物.当然,有些生产中使用砂子堵塞炮孔,结果也较好水能够用于垂直和水平炮孔的填塞,但用于水平炮孔时应使孔口位于供水沟水面以下许多生产者使用火药带替代导爆索或作为附加装药.为提供更大的爆炸推力,在使用黑色火药时,不能用水堵塞炮孔.有些情况,黑色火药做为主要的装药.导爆索始终是必需用的,它是实际上数个装药孔获得同步爆破的唯一方法,即先在炮孔内装入导爆索网络,后装火药药卷的方法安全法规不允许使用散装的黑色火药装入炮孔.硝铵燃油炸药()和水凝胶炸药,通常用于开采斑岩,但应使单位炸药消耗量保持最低的有效值,以便减少破碎效应在上述情况时采用筒状药卷.一85—图2意太利规格石料的重要生产地区1一阿尔卑斯山西部的—,2--阿尔卑斯山西部,3一阿尔卑斯山东部4一撤丁岛5一阿尔卑斯山中部.不使用甘油炸药,因为其有过度粉碎作用,除非为了有效地引爆低敏感度炸药时,使用极少量甘油炸药二,炮孔布置和钻孔机械直线炮孔应与预定的岩体劈裂面保持平行和等距离钻进.钻孔的准确度是重要因素.通常在花岗岩和片麻岩中,炮孔间距为20～0厘米,更大的孔距也可能有效,但会造成劈裂面的质量较差当岩体分离不成为关键因素时,使用较大的(最大达2米)孔距.小直径(3040毫米)炮孔,能使用手持式和滑轨式的凿岩机手持凿岩机钻孔受到推力低的影响,从而钻进速度较低许多生产者需要优良的钻孔准确度,需利用精轨式凿岩机,人工操作钻孔.在钻进水平一86—孔时,必须用滑轨式凿岩机.实际上,我们进行钻孔检查的结果与要求的相反,人工操作钻进的钻速很低,可能原因是手工推力低的影响.长炮孔中应该注意准确度的偏差.炮孔底部离开预定位置的容许偏差,最大是孔口距离的1/,因此用约8米的长炮孔劈裂花岗岩时,钻孔的准确度应高于炮孔长度的1.5.人工操作重25公斤的滑轨式凿岩机,垂直钻进炮孔时的偏差,应保持0.5炮孔长度以内.机械控制凿岩机的钻进速度较快,但不是很直.整体式钢钎比分节式钢钎更适合小直径炮孔现在凿岩机的钻孔效率约为0.4米/分,钻速相对很低的原因是由于准确度的要求.斑岩采石场的大直径炮孔,选用潜孔钻进机械,主要为了降低噪声.三,装药量计算式采石工人通常不计算装药量,他们简单地采用根据相似条件下证明很成功的装药量估算装药.劈裂石料依靠装药量的原理,无疑地认为:炮孔内炸药爆炸的气体压力对预定的劈裂面形成有效成正交力,该力应超过岩石孔形成的机械抗力,以便得到断裂的岩体.概括上所述,劈裂的成功条件可以写为:一(1)式(1)中,为爆炸气体压力,为炮孔直径,为炮孔问