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开采石材荒料的方法

1 无声破碎剂全切割法

用无声破碎剂 ( 简称 SCA) 破碎混凝土构筑物的设计比较容易，因只要求把它破坏拆除，但开采石材荒料不同，它要求切割成具有行业标准规格的荒料，不伤石质，表面平整度不超过± 75px ，完整性好。因此，做好矿山开采工作十分重要。

1.1 矿山调查

开采大理石、花岗石等贵重石材之前，必须对矿山有初步调查，请地质队进行地质勘探，了解矿体的贮量，矿山的矿脉走向，节理发育情况，目估理论成荒料率，成块性大小。如果矿体节理发达，裂隙甚多，成荒料率在 30 ％以下，则无工业价值，即使开出来的荒料，成板率低。所以，矿山地质调查是确定有无开采价值和石材开采设计的必要前提依据。切忌盲目开采，否则得不偿失。所谓合理的成荒料率，即 10000m 3 矿体，能开出 3000m 3 以上的合格石材荒料，才有开采价值。

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1.2 确定矿山开采设计

经地质调查，确有开采价值，则进行矿山开采设计。如果是露天矿，首先把覆盖土逐步剥离，露出矿体。如果矿体表层，由于风化、水蚀作用、裂隙多、支离破碎，可以用 SCA 或黑火药剥离掉，不可吝惜。矿山开采应根据实际产状布置开采工作面，并根据矿体的天然纹理，节理面、走向和裂隙确定不同的台阶高度、长度和角度。这一步骤甚为重要。对矿床节理裂隙规律了解越是深透，开采工作便越主动，这是充分降低石料损失，提高荒料率的重要途径。如果矿山开采设计选择不当，会破坏石材的完整性，造成损失。

1.3 开采程序

1.3.1 切割阶段 ( 即大体积切割 ) ：在一个开采面上，首先从纵向开挖两条堑沟，使台阶成为四个自由面，以利于开采。开堑沟时，尽量不要用，可以用 SCA 或 SCA 与黑火药联合开挖堑沟，尽量不要损伤台阶的石质，开堑沟是比较艰难的工作，因为只有两个自由面，只能逐层往纵深开挖，开出的堑沟面尽量平直，深度足够，为下一步大切割创造良好的条件。

工作面长度，即两堑沟间距，有 10m 、 20m 、 30m 的，理想的是 10 ～ 20m ，不宜太长，因为过长， SCA 产生膨胀压力差较大，裂纹开展不一致，产生分枝裂纹，会影响荒料完整性。

台阶高度一般为 1.5 ～ 2m ，如果存在天然层理面或水平裂隙，则依此面为高度，无节理则按取石材块度大小确定台阶高度。

台阶宽度，即小抵抗线，一般为 1.0 ～ 2.0m 。

工作面长度和台阶高度、宽度确定后，用墨斗线放线，在直线上用凿子把孔距点凿出来，便于凿岩工按设计孔距钻眼，在工作面上是垂直钻孔，垂直钻孔尽量要垂直，偏差要小，以保证切割面垂直平整。如果在一条直线上各个钻孔的垂直度不一，会增加 SCA 开裂的困难，开裂面不平整，变锯齿状，降低荒料开采质量。在台阶高度的底线上，确定孔距后，钻水平孔，各孔的水平度尽量一直，与垂直孔成 90 °，或稍大于90 °，如小于 90 °，形成一个夹角，不利于 SCA 开裂。

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图1用SCA切割工作平台示意图

开采荒料质量如何与钻孔技术和熟练水平有密切关系，尤其是钻水平孔，不好操作，很费力气。在台阶前面要把石渣清理掉，尽量平整，在水平孔前可放一条平滑、坚硬的木枕，作为钻机的支点，各点要打在水平线上，不能偏差。

钻孔深度一般为台阶的设计宽度和高度的 80 ％～ 90 ％，不足者，易产生崩角现象。

每钻完一孔，要把孔内石粉吹干净，用棉纱、纸或木塞堵口，防止杂物跌入。因雨天，孔内积水，则要把水抽出来。

后，把 SCA 与水拌成浆体，依次灌入钻孔中，对于垂直孔，水灰比为 1:0.30 ～ 0.35 ，直接倾倒入孔，用粗铁丝振捣排气，使 SCA 浆体填充密实。对于水平孔，可用水灰比 1:0.25 ～ 0.28 把 SCA 拌成胶泥状，搓成条塞入孔中，用木棍插实即可。

由于 SCA 与水作用后即进行化学反应，为使 SCA 膨胀压能在同一个切割面上作用一致，每组灌 5 ～ 6 个孔，在一排孔上同时完成 SCA 灌孔作业，水平孔填孔慢，更要分配好人力。总的要求， SCA 灌孔时间前后差不要超过 1h 。

一般来说，由于水平沉积和节理关系，水平孔比垂直孔早发生裂纹，为减少时间差，先灌垂直孔，后灌水平孔。

灌孔完毕后，在气温 10 以上者，不用东西覆盖，如气温低于 10 者，要用二层草席覆盖孔口，以起保温作用，加快 SCA 膨胀压的发挥。

裂纹出现后，可灌入少量水于缝中，加速 SCA 水化反应，增加裂纹宽度，当裂纹宽度达 0.5 ～ 1 时，说明整个切割面基本断裂开了。经过 SCA 切割，一般可取出长 1 0 ～ 20m ，宽 1 ～ 2m, 高 1 ～ 2m(20 ～ 30m 3 ) 的大块体。

1.3.2 分切阶段：用液压千斤顶或人工撬开，或用钢丝把大块石料套住，用绞车拉出来，目的是使大块体离床。然后按用户需要规格和起吊运输能力，将大块料进行分割成小块。为了使切割面平整，宜用小孔径 (Ф 30mm ) 小孔距 (2 0 ～ 750px ) 。步骤是：先划切割线，按设计孔距垂直钻孔，灌入 SCA 浆体即可，由于大块料体积较大，应先灌两头，后灌中间。由于大块料四面凌空，用 SCA 分切大块料是很容易的，断裂后，用人工撬杠分离，

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