一種大理石地下切割開采施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種大理石地下切割開采施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的大理石石材開采為露天礦山開采，露天開采占地面積大，開采工程廢石剝離量大，對地表環(huán)境破壞影響大，開采后期環(huán)境治理難度大、周期長、費(fèi)用高。為了盡量減少礦山開采對自然環(huán)境的影響、干擾和破壞，研究運(yùn)用新技術(shù)、新工藝，提高開采施工方法成為大理石開采的發(fā)展方向。根據(jù)大理石開采的發(fā)展，經(jīng)過檢索到的相關(guān)內(nèi)容:如山硐型大理石礦山的開采方法與成本分析(廖原時(shí)、豆丁網(wǎng))，意大利瑪瑞尼公司的大理石地下工藝，形成為新的開采工藝，但是由于大理石礦形成地域不同，地質(zhì)條件不同，開采方法應(yīng)采取不同的工藝方法，避免和減少了大理石露天開采對地表植被和環(huán)境的破壞，對不適合開采的部分山體進(jìn)行保護(hù)，既減少了開采剝離工作量，提高了開采經(jīng)濟(jì)效率，又利于對環(huán)境的保護(hù)；大理石礦山四季生產(chǎn)，延長了有效工作時(shí)間，改變了惡劣天氣對生產(chǎn)的不良影響和冬季不能生產(chǎn)的問題，提高了礦山工作效率；減少了礦山開采閉坑后植被恢復(fù)工作量，保護(hù)好的礦山采空區(qū)，提高綜合經(jīng)濟(jì)和社會效益。
[0003]大理石地下采礦，由于探礦技術(shù)條件的限制，開采前的地質(zhì)資料主要從地表觀察或鉆孔資料觀察形成，地表巖石受風(fēng)化的影響比較復(fù)雜，其局限性很大。因此，從技術(shù)條件取得的地質(zhì)資料，只是宏觀地對礦山的地質(zhì)情況大致有一個(gè)了解，不可能完全真實(shí)地反映礦體地質(zhì)情況和所有的地質(zhì)現(xiàn)象。所以，需要在采礦工程施工的過程中，在采礦坑道中加強(qiáng)對礦體的地質(zhì)觀察研究，以補(bǔ)充地質(zhì)勘查階段地質(zhì)資料的不足，形成比較全面的礦山地質(zhì)資料，解決開采過程的各種地質(zhì)問題。采用大理石地下技術(shù)是把大理石開采對地表環(huán)境的破壞程度降到了最低，減少了礦山開采閉坑后植被恢復(fù)工作量，使礦山閉坑后植被恢復(fù)周期縮短。但大理石地下技術(shù)投資較大，直接生產(chǎn)成本增加。雖則可以有選擇性地采礦，對不適合開采的部分山體進(jìn)行保護(hù)，減少開采剝離工作量，提高開采經(jīng)濟(jì)效率，實(shí)現(xiàn)了大理石礦山四季生產(chǎn)，延長了有效工作時(shí)間，改變了惡劣天氣對生產(chǎn)的不良影響和冬季不能生產(chǎn)的問題，提高了礦山工作效率；也減少了將來礦山開采閉坑后植被恢復(fù)工作量和投入，礦山閉坑后，采空區(qū)的保護(hù)利用，都將提高顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，但對采礦技術(shù)條件、施工布置、施工工藝、采礦工人素質(zhì)都提出了較高的要求。
[0004]甘肅金潤玉石業(yè)有限公司通過試驗(yàn)采用大理石地下開采切割技術(shù)，經(jīng)過近3年的技術(shù)實(shí)驗(yàn)、技術(shù)消化、改造提升，使大理石地下開采技術(shù)應(yīng)用成熟。在采礦的目標(biāo)礦體中，布置施工開采沿脈運(yùn)輸巷道?，F(xiàn)場觀察和計(jì)算按照垂直礦體走向布置礦房采場、礦柱；采用鏈臂鋸對大理石工作面進(jìn)行切割，繩鋸機(jī)對已切割的荒料與工作面巖石母體分離，用大理石專用裝卸機(jī)將成品荒料卸運(yùn)，取得了成功技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于通過對目標(biāo)礦體，根據(jù)地質(zhì)條件設(shè)計(jì)、現(xiàn)場觀察，垂直礦體走向布置采場和礦柱；采用金剛石鏈臂鋸對大理石工作面進(jìn)行水平與垂直切割，金剛石串珠繩鋸機(jī)對已切割的荒料與工作面巖石母體切割分離，無爆破、開采出成品荒料，以達(dá)到大理石型材的開發(fā)利用。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體如下:
[0007]一、開采方案選擇與布置
[0008]大理石地下開采，以詳實(shí)的地質(zhì)勘查資料為依據(jù)，對礦體產(chǎn)狀、裂隙、覆蓋層厚度、花色變化和理論荒料率，進(jìn)行地質(zhì)勘查，對地理位置、水文及氣候條件進(jìn)行詳實(shí)調(diào)研，對安全生產(chǎn)及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，管理水平和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行可行性研究及評估及要經(jīng)過國家有關(guān)部門審批。
[0009]大理石地下開采前期先開采一個(gè)矩形的工作通道，將一個(gè)自由面的礦體可選擇性變成兩個(gè)或兩個(gè)以上自由面的開采臺階。
[0010]所述的矩形通道其垂直面采用水平、垂直交叉切割分離，封閉背面采用“盲切”分離，寬度為6?7m、高度為5?6m、每次深度2.5?3m。
[0011]二、開采設(shè)計(jì)選擇及布置
[0012]1、硐口位置選擇硐口選擇在方便運(yùn)輸和距離采礦目標(biāo)體最近的位置，巖石條件要適合開硐口，高度要選擇在歷史最高洪水位以上，棄渣場以填埋溝壑，恢復(fù)植被為原則，避開重要的建筑物、風(fēng)景名勝、自然保護(hù)區(qū)。
[0013]2、采場規(guī)劃選擇采場寬度以礦石完整程度定為6-20m，采空區(qū)寬度為9m，平面切割采出率為80% —90% ;可連續(xù)切割2層，每層高度為5-6m。
[0014]3、礦柱預(yù)留選擇采空區(qū)是機(jī)械切割形成的，無爆破損傷，安全礦柱應(yīng)不小于7m ;現(xiàn)場鑒定無開采荒料部分，留為安全礦柱；礦體水平度、緩傾斜位以正方形或矩形預(yù)留，傾斜礦體以與礦體走向垂直的墻式礦柱為主，礦體高角度傾斜或直立沿礦體走向錯位，呈“品”字型布置。
[0015]4、通風(fēng)及安全通道選擇坑道設(shè)計(jì)兩個(gè)以上人員進(jìn)出口安全通道，每通道設(shè)機(jī)械通風(fēng)道。
[0016]5、采空區(qū)分為上下兩層，先開采上層，上層完成后再開采下層，上下兩采空區(qū)之間留5-10m隔層。
[0017]三、切割流程選擇與工藝
[0018]1、按照矩形通道開采的工作面，在設(shè)計(jì)軸線上擴(kuò)展開采一個(gè)垂直自由面，其高度為5-6m，寬度為6-20m ;水平方向切割4條切縫，分割高度分別為2m，2m，1.5m，深度為2.5-3.0mo垂直方向分割寬度為1.5-1.8m，分割視取材荒料寬度確定。切割采用鏈臂鋸切割水平面、垂直面，公差控制在0.3-0.5度，切縫寬度為2-3cm。如圖1所示。
[0019]2、在進(jìn)行水平面、垂直面交叉切割時(shí)，每塊荒料水平縫均勻預(yù)放4根100cm長，直徑為2cm滾軸，當(dāng)完成切割后，荒料落在滾軸上以便拖出。
[0020]3、當(dāng)水平面、垂直面交叉切割完成后，荒料的六面體已切割出五個(gè)面，剩余一個(gè)荒料封閉面，采用金剛石串珠繩鋸盲切分離荒料，先從左對豎排的3塊荒料封閉面進(jìn)行盲切，開采出下道工序工作面；如圖2所示。
[0021]4、在進(jìn)行剩余荒料封閉面進(jìn)行盲切時(shí)，采用金剛石串珠繩鋸機(jī)+導(dǎo)向輪設(shè)置進(jìn)行盲切；盲切時(shí)也是在每個(gè)荒料水平縫均勻預(yù)放4根100cm長，直徑為2cm滾軸，當(dāng)完成切割后，荒料落在其上拖出。如圖3所示。
[0022]5、當(dāng)完成荒料封閉面切割完成后，用大理石專用裝卸機(jī)，自上而下將荒料拖至大理石專用裝卸機(jī)上，又用叉車叉裝，運(yùn)輸至料場，即完成一個(gè)工作流程。
[0023]所述的切割過程是利用注水對切割工具進(jìn)行降溫保護(hù)及消除粉塵，水平切割過程中，對水平鋸縫中打入支撐楔，防止荒料自重?cái)嗔选?br>[0024]所述的荒料封閉面盲切，是先從左豎排3塊荒料盲切，先將金剛石串珠繩鋸條從最上塊放入根部，從兩邊豎縫放下，又從最下部水平切割面切縫與豎排切割面切縫交叉點(diǎn)，通過導(dǎo)向輪定位根部從兩邊拉出，切面與金剛石串珠繩鋸機(jī)形成垂直90度夾角，盲切從上至下完成。
[0025]所述的剩余荒料封閉面部分盲切，是采用金剛石串珠繩鋸機(jī)+導(dǎo)向輪盲切，即先將金剛石串珠繩鋸條一邊從右邊上部放入水平切面根部，從左邊水平切面根部拉出；又將金剛石串珠繩鋸條一邊從右邊上部延右豎排折最底根部水平面，從左邊水平切面根部拉出；是金剛石串珠繩鋸條緊貼剩余荒料封閉面根部，與最上和最下水平鋸縫平行拉出，金剛石串珠繩鋸條繞所有剩余荒料封閉面；然后將金剛石串珠繩鋸條通過繩鋸導(dǎo)向輪與金剛石串珠繩鋸機(jī)形成水平90度夾角連接，切割從右至左完成。
[0026]四、裝卸與運(yùn)輸
[0027]1、裝卸第一階