CN106089210A - 一种环保型矿山洞采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型矿山洞采方法，包括以下步骤：选定工作平面、在作业面上开出至少4个对称设置的孔；将水射流切割枪枪嘴深入到预先打好的孔内，水射流切割枪枪嘴朝向为另一个孔的方向，由内而外移动水射流割枪，直至切割完成一面；将涨裂装置放入孔中，将已经切割好的石块进行涨裂，使石材底面与山体断裂；取出已断裂的石材。本发明的有益效果：作业工程主要采用水射流及水力实现大块岩石的开采，整个过程不产生扬尘，噪音低，提高了工人作业环境的舒适性；作业过程不产生振动，解决了炸药开采法的爆炸冲击、振动造成的塌方、石块飞溅伤人等危险；此方法可实现进深2米以上的石块开采，石块成材率高并且操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及石材开采技术领域，尤其涉及一种环保型矿山洞采方法。
背景技术
传统的石材开采用炸药爆破方法或露天开采，众所周知，采用炸药爆破方法开采存在有安全性能差、炸出的矿石荒料无规则性、成材率低等不足；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。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保型矿山洞采方法，以克服目前现有技术中的不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种环保型矿山洞采方法，包括以下步骤：
S1、选定工作平面：选择要作业的山体确定需要开采、掘进的工作面；
S2、开孔：在作业面上开出至少4个对称设置的孔；
S3、切割：将水射流切割枪枪嘴深入到预先打好的孔内，水射流切割枪枪嘴朝向为另一个孔的方向，由内而外移动水射流割枪，直至切割完成一面，重复上述步骤，使需开采的石材四周与山体分离；
S4、涨裂：将涨裂装置放入孔中，将已经切割好的石块进行涨裂，使石材底面与山体断裂；
S5、石材移出：取出已断裂的石材。
优选的，在S2中，在作业面上进行开孔，孔的直径≥40mm，孔的深度≥2m，孔间距离≥400mm。
优选的，在S3中，水射流切割枪的枪嘴为单枪嘴。
优选的，在S3中，水射流切割枪的枪嘴双向枪嘴。
优选的，在S4中，所述涨裂装置为水力涨裂装置。
优选的，所述水力涨裂装置采用侧面涨裂或顶部涨裂的方式对已经切割好的石块进行涨裂。
优选的，在S5中，石材的取出方法为绳套法、牵引法或勾拽法。
本发明的有益效果：
1）环保：作业工程主要采用水射流及水力实现大块岩石的开采，整个过程不产生扬尘，噪音低，提高了工人作业环境的舒适性。
2）安全：作业过程不产生振动，解决了炸药开采法的爆炸冲击、振动造成的塌方、石块飞溅伤人等危险。
3）高效：此方法可实现进深2米以上的石块开采，石块成材率高，可按照需要进行各种尺寸的开采。由于作业过程没有诸如爆炸等方式带来的振动，石材不会产生内部裂纹，保证了石材的品质。
4）操作简单：整个作业过程3~4人即可完成。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是根据本发明实施例所述的环保型矿山洞采方法的流程图；
图2是根据本发明实施例所述的环保型矿山的结构示意图；
图3是根据本发明实施例所述的环保型矿山洞采方法中选定工作面的示意图；
图4是根据本发明实施例所述的环保型矿山洞采方法中开孔的示意图；
图5是根据本发明实施例所述的环保型矿山洞采方法中切割的示意图；
图6是根据本发明实施例所述的环保型矿山洞采方法中采用单枪嘴的示意图；
图7是根据本发明实施例所述的环保型矿山洞采方法中采用双枪嘴的示意图；
图8是根据本发明实施例所述的环保型矿山洞采方法中涨裂示意图；
图9是根据本发明实施例所述的环保型矿山洞采方法中采用水力涨裂装置的示意图一；
图10是根据本发明实施例所述的环保型矿山洞采方法中采用水力涨裂装置的示意图二；
图11是根据本发明实施例所述的环保型矿山洞采方法中石材移出的示意图。
图中：
1、山体；2、工作面；3、新工作面；4、已完成区域；5、已打孔待切割区域；6、孔；7、水射流切割枪；8、枪嘴；9、水力涨裂装置；10、待膨胀区域；11、石材。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明针对矿山、隧道的石材荒料的非炸药开采方法，采用钻孔、水射流切割、涨裂、石料移出四步基本作业流程，实现石材的开采、洞采、山洞掘进等功能。例如：花岗岩、大理石矿脉的非露天开采作业；公路、铁路建设中的隧道开挖；地铁、地下工事的岩体掘进等。
如图1所示，本发明的一种环保型矿山洞采方法，主要采用钻孔、水射流切割、涨裂、石料移出四步基本作业流程，实现开采工作；
下面详细介绍每一步的具体操作过程：
如图2所示，单次工作面为2米，具体每次作业面的深度可根据实际情况而定，并非局限于2米深度，也可为0.5米或3米，如图3所示，选定工作平面：根据要作业的山体1确定需要开采、掘进的工作面2；
如图4所示，开孔：在工作面2上打孔，根据石材材质情况和开采下石块的尺寸要求，进行开孔作业，其孔径根据水射流切割枪7枪体的直径而定，一般不低于40mm，孔间距一般不低于400mm，孔6深度根据实际要求而定，一般选择在2000mm；实际作业中初次完成四个孔6后即可边切割边打孔，以提高整体作业效率；
如图5所示，切割：采用水射流切割方式，将水射流切割枪7的枪嘴8深入到预先打好的孔6内，枪嘴8朝向为另一个孔6的方向，由内而外移动水射流割枪7，直至切割完成一面，由内而外的好处在于切割过程中的泥浆便于排出；
如图6所示，切割作业可采用单枪嘴，如图7所示，切割作业也可采用双向枪嘴，单枪嘴为一次作业完成两个孔6之间的切割，而双枪嘴可以完成三个孔6之间的切割，从而所短作业时间，而所用水射流可采用单项、二项、三项混合射流作业；
如图8所示，涨裂：当需要取出的石材11完成四面的切割工作后，即可实现石材11最后一个连接面的断裂工作，使用各种涨裂器材将悬空的石块取下，利用石材的脆性实现石材的断裂。本发明采用水力涨裂装置9实现；结合图9所示，将水力涨裂装置9放入孔6中，将已经切割好的石材11进行涨裂，使里面的端面断裂；根据实际情况水力涨裂可采用侧面涨裂或顶部涨裂，结合图10所示，已完成区域4、待膨胀区域10、待切割区域5分别为已完成切割部分、待涨裂区域和待切割区域。
如图11所示，将切割、涨裂后成为独立石块的石材11取出，在工作面2内完成打孔、切割、涨裂后，即可将石块取出，其取出过程可采用多种方法，如绳套法、牵引法、勾拽法等。
重复上面的步骤即可完成一个作业面2的工作，当一个作业面2完成后即可进行新工作面3的作业，如图2所示，如此重复即可实现山洞的隧道开挖掘进，有用矿脉的开采，地下工程的建设等工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种环保型矿山洞采方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、选定工作平面：选择要作业的山体确定需要开采、掘进的工作面；
S2、开孔：在作业面上开出至少4个对称设置的孔；
S3、切割：将水射流切割枪枪嘴深入到预先打好的孔内，水射流切割枪枪嘴朝向为另一个孔的方向，由内而外移动水射流割枪，直至切割完成一面，重复上述步骤，使需开采的石材四周与山体分离；
S4、涨裂：将涨裂装置放入孔中，将已经切割好的石块进行涨裂，使石材底面与山体断裂；
S5、石材移出：取出已断裂的石材。
2.根据权利要求1所述的环保型矿山洞采方法，其特征在于：在S2中，在作业面上进行开孔，孔的直径≥40mm，孔的深度≥2m，孔间距离≥400mm。
3.根据权利要求1所述的环保型矿山洞采方法，其特征在于：在S3中，水射流切割枪的枪嘴为单枪嘴。
4.根据权利要求1所述的环保型矿山洞采方法，其特征在于：在S3中，水射流切割枪的枪嘴为双向枪嘴。
5.根据权利要求1所述的环保型矿山洞采方法，其特征在于：在S4中，所述涨裂装置为水力涨裂装置。
6.根据权利要求5所述的环保型矿山洞采方法，其特征在于：所述水力涨裂装置采用侧面涨裂或顶部涨裂的方式对已经切割好的石块进行涨裂。
7.根据权利要求1所述的环保型矿山洞采方法，其特征在于：在S5中，石材的取出方法为绳套法、牵引法或勾拽法。
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