CN111364991A - 一种基于金刚石串珠锯的大理石独头掘进方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于金刚石串珠锯的大理石独头掘进方法，包括以下步骤：S1、开凿巷道口；S2、在大理石岩体上设置钻孔；S3、进行大理石岩体水平面切割；S4、进行大理石岩体竖直面切割；S5、进行大理石岩体背面切割；S6、通过绳索将分割成方形块的大理石拉出来，完成大理石掘进；本发明在仅有一个自由面的基础上完成巷道的切割掘进，不需要在岩体上进行爆破，可保证切割出来的大理石整体完好，损坏较低，且本发明适用于各种地质条件。
Description
技术领域
本发明涉及大理石地下开采领域，具体涉及一种基于金刚石串珠锯的大理石独头掘进方法。
背景技术
在居民收入水平明显提高及消费水平升级的共同促进下，对饰面用的大理石需求旺盛。但是矿山多位于粤北(清远)、粤西(云浮、封开)等山区，沟谷发育、谷坡较陡，因而地形复杂露天开采难度大。经过长期大规模的露天开采，矿体开深度较大、剥采比较大，成型率低；加之部分矿山形成了高边坡，存在安全隐患。再者，早起粗放式经营、家庭作坊式的混乱开采和加工，导致环境污染、生态破坏安全隐患等问题日益严重。而近几年，广东省为了贯彻节约资源和保护环境的基本国策，把生态环境建设好，规划先行，是既要金山银山，又要绿水青山的前提，也是让绿水青山变成金山银山，相继出台了一等系列非常严厉的石材开采政策提高了对石材开采规模和开采技术的限定政策。随着广东省环保政策的严苛，针对广东省内大理石石材开采，非常有必要开展大理石地下开采研究。
目前的大理石地下开采，大多使用链臂锯进行锯切，但由于开拓过程中缺少足够的自由面，锯切机械的使用会受到很多方面因素的限制：1、在巷道掘进过程中，部分地质条件不明，遇到不良地质的时候，使用链臂锯锯切，容易发生卡锯，从而损伤锯片的情况；2、链臂锯有效切割宽度有限，不适用与矿山的开拓工程对大型叉车及采掘运输设备的要求；3、巷道背部的封闭面锯切过程较为复杂，而且需要较长的时间，会大大的减缓巷道掘进的速度。
此外，开采方式中还有一种是爆破作业，即通过爆破炸裂岩石层，然后再进行开采，但这种方式中爆破冲击波会对岩体内部造成较为严重的损伤，会降低大理石的成材率，及增加后期加工的成本。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种基于金刚石串珠锯的大理石独头掘进方法，以达到在仅有一个自由面的基础上完成巷道的切割掘进，且不需要使用爆破作业，适用于各种地质条件。
本发明采用的技术方案为：一种基于金刚石串珠锯的大理石独头掘进方法，包括以下步骤：
S1、在大理石岩体壁面上开凿出至少一个方形的巷道口，以此作为掘进点，然后在所述巷道口处搭建绞手架作为作业平台；
S2、在所述巷道口内的大理石岩体壁面处设置若干个钻孔、且若干个钻孔呈行列分布，每行或每列中至少具有两个钻孔；
S3、将绳锯机的金刚石串珠绳安装到最底行的两端钻孔最深处；启动绳锯机，使金刚石串珠绳沿最底行的钻孔水平切割进去，以此进行大理石岩体的水平面切割，在切割到钻孔最深处时，便停止绳锯机；然后将金刚石串珠绳安装到上一行的两端钻孔最深处，以此进行大理石岩体的第二个水平面切割；依次往上，沿各行钻孔进行水平面切割；
S4、将金刚石串珠绳安装到最左侧列的两端钻孔最深处；启动绳锯机，使金刚石串珠绳沿所在列钻孔竖直切割进去，以此进行大理石岩体的竖直面切割，在切割到钻孔最深处便停止绳锯机；然后将金刚石串珠绳安装到前一列的两端钻孔最深处，以此进行大理石岩体的第二个竖直面切割；依次往右，沿各列钻孔进行竖直面切割；
S5、将金刚石串珠绳安装到最右侧列的两端钻孔最深处，并将所述金刚石串珠绳绕到最左侧列的锯缝最深处，然后启动绳锯机，以此进行大理石岩体背面切割，从而将巷道口处的大理石从岩体上分离出来；
S6、通过绳索将分割成方形块的大理石拉出来，完成巷道掘进。
进一步地，所述钻孔的深度均相等。
进一步地，所述钻孔横截面为“L”形或“I”形。
进一步地，所述以此进行大理石岩体的水平面切割，包括：在所述金刚石串珠绳切割大理石岩体的同时在切割出来的锯缝中设置圆钢筋或方木。
进一步地，所述以此进行大理石岩体的竖直面切割，包括：在所述金刚石串珠绳切割大理石岩体的同时在切割出来的锯缝中设置圆钢筋或方木。
进一步地，在所述步骤S3中，将金刚石串珠绳安装到钻孔最深处，具体包括：所述金刚石串珠绳通过导向轮安装到钻孔最深处，并将导向轮固定在钻孔处。
进一步地，在所述步骤S4中，将金刚石串珠绳安装到钻孔最深处，具体包括：所述金刚石串珠绳通过导向轮安装到钻孔最深处，并将导向轮固定在钻孔处。
进一步地，在所述步骤S5中，将金刚石串珠绳安装到钻孔最深处，具体包括：所述金刚石串珠绳通过导向轮安装到钻孔最深处，并将导向轮固定在钻孔处。
本发明的有益效果为：在仅有一个自由面的基础上完成巷道的切割掘进，不需要在岩体上进行爆破，可保证切割出来的大理石整体完好，损坏较低，且本发明适用于各种地质条件。
附图说明
图1是本发明的切割步骤图；
图2是本发明进行水平面切割时的结构示意图；
图3是图2的a处的局部放大图；
图4是本发明进行竖直面切割时的结构示意图；
图5是本发明进行背面切割时的结构示意图；
图6是本发明进行另一方向的背面切割结构示意图。
其中，1、绳锯机，2、金刚石串珠绳，3、大理石岩体，4、导向轮。
具体实施方式
下面结合附图实施例对本发明进一步说明。
如图1、图2所示，本发明采用的技术方案为：一种基于金刚石串珠锯的大理石独头掘进方法，包括以下步骤：
S1、开凿巷道口；
确定开口位置，根据设计要求，选定巷道入口及方向，即在大理石岩体3 壁面上开凿出一个方形的巷道口，并确定巷道口的位置、方向及大小，接着以此作为掘进点，然后搭建绞手架作为支撑平台；而在掘进过程中，需要在开挖出来的巷道中依次搭建绞手架，或设置移动平台，以此作为绳锯机及钻机的操作平台。
S2、在大理石岩体3上设置钻孔；
<1>在所述巷道口内的大理石岩体3壁面处设置若干个钻孔、且若干个钻孔呈行列分布，以此确定巷道轮廓及切割出来的大理石的轮廓，每行或每列中至少具有两个钻孔；优选地，本发明在水平方向设置四行钻孔、在竖直方面设置四列钻孔，每行钻孔及每列钻孔中均具有4个钻孔，相邻两行及相邻两列钻孔之间的距离可设置为相等，也可根据实际情况设置。
本发明中，每个钻孔的深度均相等，以此保证各切割面平整。
S3、进行大理石岩体3水平面切割；
如图2、图3所示，<1>将串好的金刚石串珠绳2的导向轮4安装到最底行且位于两端的两个钻孔最深处(钻孔EF及钻孔AJ处)，并通过锚杆、锚索固定住导向轮4；
<2>启动绳锯机1，使金刚石串珠绳2沿最底行的钻孔水平切割进去，以此进行大理石岩体3最底部的水平面(面AEFJ)切割，锯切过程中插入圆钢筋或方木，待切割到钻孔最深处(线JF处)时，便停止绳锯机1，然后将金刚石串珠绳2及导向轮4安装到上一行的两端钻孔处(钻孔KD及钻孔SR处)，以此进行大理石岩体3的第二个水平面(面KSRD)切割；依次往上，进行另外两个水平面(面LQPG、面A’E’F’J’)切割。
S4、进行大理石岩体3竖直面切割；
如图4所示，<1>将串好金刚石串珠绳2的导向轮4安装到最左侧列且位于两端的两个钻孔最深处(钻孔AJ和钻孔A’J’处)；
<2>启动绳锯机1，使金刚石串珠绳2沿所在列钻孔的竖直面切割进去，以此进行大理石岩体3最左侧列的竖直面(面AJJ’A’)切割，待切割到钻孔最深处(线JJ’处)便停止绳锯机1，然后将金刚石串珠绳2及导向轮4安装到前一列的两端钻孔(钻孔BI和钻孔B’I’)处，以此进行大理石岩体3的第二个竖直面(面BII’B’)切割；依次往右，进行另外剩下两个竖直面(面CHH’C’、面EFF’E’)切割。
其中，本发明中设置有多个钻孔，其中，水平面的切割顺序不可调换，而竖直面的切割顺序可以调换，从左往右或从右往左均可。
S5、进行大理石掩体背面切割；
如图5、图6所示，<1>将金刚石串珠绳2安装到最右侧列两端的两个钻孔最深处(钻孔FF和钻孔E’F’)，并将所述金刚石串珠绳2绕到最左侧列的锯缝最深处(线JJ’处)，然后启动绳锯机1，以此进行大理石岩体3背面(面JFF’ J’)切割，当切割至B’BII’时停止锯切；
S6、用挖掘机在工作面处铺一层废渣，使用绳子将左侧最上面的一块大理石套住，然后拖出来使其掉落在废渣上，以此依次将下面的大理石取出来，然后装车运走。
接着将金刚石串珠绳2取出，并通过导向轮5固定在线BI及线B’I’处，以此将锯切方向改为从FF’向JJ’锯切，锯切至CHH’C’面停止锯切，然后用挖掘机在工作面处铺一层废渣，使用绳子将右侧最上面的一块大理石套住，然后拖出来使其掉落在废渣上，以此依次将下面的大理石取出来，然后装车运走。
接着依次切割其它岩体，从而完成巷道掘进。
其中，所述钻孔通过钻凿机开凿，本发明中，钻孔直径150mm，深度 2m，位于边角处的钻孔且横截面为“L”形，以此提供空间安装在金刚石串珠绳，其余位置的钻孔为“I”形。
在所述金刚石串珠绳2切割大理石岩体3的同时在锯缝中设置圆钢筋或方木，以此让圆钢筋或方木提供支撑作用，防止上面的岩体压住金刚石串珠绳，从而对金刚石串珠绳造成损坏，并保证切割工作。
本发明中在仅有一个自由面的基础上完成巷道的切割掘进，不需要在岩体上进行爆破，可保证切割出来的大理石整体完好，损坏较低，且通过金刚石串珠绳来进行锯切工作，可适用于各种地质条件，另外，本发明投资少，锯切成本低。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。
Claims (8)
1.一种基于金刚石串珠锯的大理石独头掘进方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、在大理石岩体壁面上开凿出至少一个方形的巷道口，以此作为掘进点，然后在所述巷道口处搭建绞手架作为作业平台；
S2、在所述巷道口内的大理石岩体壁面处设置若干个钻孔、且若干个钻孔呈行列分布，每行或每列中至少具有两个钻孔；
S3、将绳锯机的金刚石串珠绳安装到最底行的两端钻孔最深处；启动绳锯机，使金刚石串珠绳沿最底行的钻孔水平切割进去，以此进行大理石岩体的水平面切割，在切割到钻孔最深处时，便停止绳锯机；然后将金刚石串珠绳安装到上一行的两端钻孔最深处，以此进行大理石岩体的第二个水平面切割；依次往上，沿各行钻孔进行水平面切割；
S4、将金刚石串珠绳安装到最左侧列的两端钻孔最深处；启动绳锯机，使金刚石串珠绳沿所在列钻孔竖直切割进去，以此进行大理石岩体的竖直面切割，在切割到钻孔最深处便停止绳锯机；然后将金刚石串珠绳安装到前一列的两端钻孔最深处，以此进行大理石岩体的第二个竖直面切割；依次往右，沿各列钻孔进行竖直面切割；
S5、将金刚石串珠绳安装到最右侧列的两端钻孔最深处，并将所述金刚石串珠绳绕到最左侧列的锯缝最深处，然后启动绳锯机，以此进行大理石岩体背面切割，从而将巷道口处的大理石从岩体上分离出来；
S6、通过绳索将分割成方形块的大理石拉出来，完成巷道掘进。
2.根据权利要求1所述的基于金刚石串珠锯的大理石独头掘进方法，其特征在于：所述钻孔的深度均相等。
3.根据权利要求1所述的基于金刚石串珠锯的大理石独头掘进方法，其特征在于：所述钻孔横截面为“L”形或“I”形。
4.根据权利要求1所述的基于金刚石串珠锯的大理石独头掘进方法，其特征在于：所述以此进行大理石岩体的水平面切割，包括：在所述金刚石串珠绳切割大理石岩体的同时在切割出来的锯缝中设置圆钢筋或方木。
5.根据权利要求1所述的基于金刚石串珠锯的大理石独头掘进方法，其特征在于：所述以此进行大理石岩体的竖直面切割，包括：在所述金刚石串珠绳切割大理石岩体的同时在切割出来的锯缝中设置圆钢筋或方木。
6.根据权利要求1所述的基于金刚石串珠锯的大理石独头掘进方法，其特征在于：在所述步骤S3中，将金刚石串珠绳安装到钻孔最深处，具体包括：所述金刚石串珠绳通过导向轮安装到钻孔最深处，并将导向轮固定在钻孔处。
7.根据权利要求1所述的基于金刚石串珠锯的大理石独头掘进方法，其特征在于：在所述步骤S4中，将金刚石串珠绳安装到钻孔最深处，具体包括：所述金刚石串珠绳通过导向轮安装到钻孔最深处，并将导向轮固定在钻孔处。
8.根据权利要求1所述的基于金刚石串珠锯的大理石独头掘进方法，其特征在于：在所述步骤S5中，将金刚石串珠绳安装到钻孔最深处，具体包括：所述金刚石串珠绳通过导向轮安装到钻孔最深处，并将导向轮固定在钻孔处。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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