CN104775821B - 一种饰面用花岗岩的洞采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种饰面用花岗岩的洞采方法，其步骤为：1）先用打孔机构在岩石主体的侧壁沿一闭合路径间隔开设若干个小孔；2）每隔一个小孔用扩孔钻头进行扩孔，经扩孔得到的大孔与相邻的两小孔相互连通，使需开采的石材荒料四周形成连续且闭合的断裂边框；3）用机械劈裂的方式使所述石材荒料的内侧与岩石主体中断开，然后将断裂的石材荒料拖离出来，得到所需要的石材。本发明采用洞采的方式，具有不破坏植被、成材率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种石材开采方法，具体的说是一种饰面用花岗岩的洞采方法。
背景技术
传统的石材开采中露天开采为一种较为常见的开采方式，露天开采是一个移除岩石表层的覆盖物，得到所需石材的过程，主要包括穿孔、爆破、锯切开采、运输和排土等流程。露天开采需要剥离大量覆盖在有用岩石表面的土层，还有厚度相当大的裂缝岩石。造成需要占用大量的山地、农田用于弃土。造成大量的植被破坏，青山挂白，形成的尾矿库同样也存在较大的安全隐患。前期的平台开采用于赔偿的费用、用于剥离的费用、后期治理的费用都非常巨大。
洞采是一种新技术，采用洞采的方式进行石材开采，可以基本避免由于平台开采所造成前期的巨大的生态破坏和巨大资金投入，从而保护生态环境，实现了可持续开采。由于采用洞采，可以实现选择形式开采，在保留支撑结构，安全设计允许的条件下，选择石材质量好的开采，从而达到开采石材的100%成材率。
目前，我国将洞采技术运用于石材开采的领域还处于一片空白，需要极大的突破。而在一些发达国家中，对环保、植被保护要求严格，已经开始采用洞采的方式开采花岗岩等石材，其中代表国家为意大利。目前国外洞采石材技术主要有几种：水刀切割、绳锯切割、石质比较软的大理石还可以采用链臂锯。这些方式机械成本、开采成本、技术要求都要很高。
发明内容
本发明提供了一种饰面用花岗岩的洞采方法，其目的在于解决原有开采方式易破坏环境、损耗大等问题。
一种饰面用花岗岩的洞采方法，其步骤如下：
1）先用打孔机构在岩石主体的侧壁沿一闭合路径间隔开设若干个小孔；
2）每隔一个小孔用扩孔钻头进行扩孔，经扩孔得到的大孔与相邻的两小孔相互连通，使需开采的石材荒料四周形成连续且闭合的断裂边框；
3）用机械劈裂的方式使所述石材荒料的内侧与岩石主体中断开，然后将断裂的该石材荒料拖离出来，得到所需要的石材。
进一步的，步骤1）中所述小孔沿一正四边形路径等间距布置。
进一步的，步骤1）中所述打孔机构的直径为3.2cm，打孔得到的小孔直径比打孔机构的直径大0.2cm以内，孔距为4.5～4.7cm，孔深为1～1.3m，所述正四边形路径中上下两边之间的距离为75cm；步骤2）中，所述扩孔钻头的直径为5.7cm，扩孔得到的大孔直径比扩孔钻头的直径大0.3cm以内，扩孔深度为1～1.3m，经扩孔得到的大孔与相邻的两小孔相互连通。
进一步的，步骤2）中所述扩孔钻头的前部为一直径与打孔机构直径相同的导向圆柱体，该扩孔钻头的中部为直径大于导向圆柱体的凿岩体，所述导向圆柱体前端设有若干前置球齿，所述凿岩体前端沿周向均布有若干扩孔球齿，所述凿岩体的前端为内侧高外侧低的过渡弧面，且该凿岩体的侧壁上开设有若干排渣槽。
本发明采用洞采的方式，对花岗岩等石材进行水平开采，避免了植被的破坏和石材的浪费。运用打孔与扩孔配合的方式，可使孔洞贯穿形成切割边框。采用间隔的打孔方式，避免了连续打孔的偏移状况，再通过扩孔的方式，将各小孔之间连接起来，形成完整的切割路径，以实现石材荒料的精确切割。本发明根据打孔和扩孔过程中由于振动产生的误差进行多次试验，设定适合的小孔孔距，既保证扩孔后大孔与小孔能相互贯穿，又防止小孔与小孔由于误差造成的串孔现象。同时，本发明的洞采方法在保证间隔小孔不串孔的情况下进行足够深度的钻孔，并且设定石材荒料的切割高度在75cm以内，以保证石材荒料的内侧面便于通过机械劈裂的方式断开。
附图说明
图1为岩石主体经步骤1）开设小孔后的示意图。
图2为岩石主体经步骤2）扩孔后的示意图。
图3为本发明中步骤2）所述的扩孔钻头的示意图。
具体实施方式
本发明将结合具体实施方式进行进一步的阐述。
一种饰面用花岗岩的洞采方法，其步骤如下：
1）参照图1，先用直径为3.2cm的打孔机构在岩石主体1的侧壁沿一正四边形路径开设若干个小孔10，由于打孔机构在凿岩运动过程中会造成误差，使得所得小孔10的实际直径在3.2～3.4cm（如3.3cm）之间，设定相邻小孔10的孔距为4.5～4.7cm（如4.6cm），孔深1.3m，所述正四边形路径的上下两个水平边之间的距离为75cm以内。
2）参照图2和图3，每隔一个小孔10用扩孔钻头3进行扩孔，该扩孔钻头的前部为一直径为3.2cm的导向圆柱体30，可准确定位扩孔位置，所述导向圆柱体30前端设有若干前置球齿300，可防止导向圆柱体30磨损，从而防止孔径减小。所述扩孔钻头3的中部为直径5.7cm的凿岩体31，该凿岩体31前端沿周向均布有若干扩孔球齿310，所述凿岩体31的前端为内侧高外侧低的过渡弧面311，且该凿岩体的侧壁上开设有若干排渣槽312，便于石料废渣排出。经扩孔得到大孔11的实际直径在5.7～6.0cm（如5.9cm）之间，使该扩孔后的大孔11与相邻的两小孔10之间的孔壁破裂，相邻的孔相互连通，使需开采的石材荒料12四周形成连续且闭合的断裂边框。
3）参照图2，用机械劈裂的方式使所述石材荒料12的内侧与岩石主体1中断开，然后将断裂的石材荒料拖离出来，得到所需要的石材。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (3)
1.一种饰面用花岗岩的洞采方法，其步骤如下：
1）先用打孔机构在岩石主体的侧壁沿一闭合路径间隔开设若干个小孔；
2）每隔一个小孔用扩孔钻头进行扩孔，经扩孔得到的大孔与相邻的两小孔相互连通，使需开采的石材荒料四周形成连续且闭合的断裂边框，所述扩孔钻头的前部为一直径与打孔机构直径相同的导向圆柱体，该扩孔钻头的中部为直径大于导向圆柱体的凿岩体，所述导向圆柱体前端设有若干前置球齿，所述凿岩体前端沿周向均布有若干扩孔球齿，所述凿岩体的前端为内侧高外侧低的过渡弧面，且该凿岩体的侧壁上开设有若干排渣槽；
3）用机械劈裂的方式使所述石材荒料的内侧与岩石主体中断开，然后将断裂的该石材荒料拖离出来，得到所需要的石材。
2.如权利要求1所述的饰面用花岗岩的洞采方法，其特征在于：步骤1）中所述小孔沿一正四边形路径等间距布置。
3.如权利要求2所述的饰面用花岗岩的洞采方法，其特征在于：步骤1）中所述打孔机构的直径为3.2cm，打孔得到的小孔直径比打孔机构的直径大0.2cm以内，孔距为4.5～4.7cm，孔深为1～1.3m；步骤2）中，所述扩孔钻头的直径为5.7cm，扩孔得到的大孔直径比扩孔钻头的直径大0.3cm以内，扩孔深度为1～1.3m，经扩孔得到的大孔与相邻的两小孔相互连通。
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