洞采花岗石石材的可行性探讨

洞采花岗石石材的可行性探讨

洞采花岗石石材的可行性探讨

世 明

二0一五年十二月二十九日

过去，国内绝大多数石材矿山处于盲目、无规划建设，无序、无知的开采，破坏环境、浪费资源。全国约有50%石矿开采点处于技术非常落后，甚至野蛮开采；约有30%的矿点技术一般，但不具备规模经济；约有20%的矿点虽有一定规模与技术，但与国际水准仍有很大差距。目前，我国石材行业正面临着实现产业转型和升级，由石材大国向石材强国转变的关键时期，正处在结构调整向纵深转折的重要时刻，既面临严峻挑战，也面临着良好的发展机遇。石材是不可再生资源，以环境的代价换取资源的时代已经过去了。面对新形势、新机遇和新挑战，我们必须始终坚持以科学发展为主题，转变思想和理念，必须牢固树立节约资源能源和生态文明建设的意识，积极主动地推进资源综合利用、清洁生产、实施节能减排，坚定不移地走绿色生态文明发展之路，积极推广饰面石材矿山地下开采技术。花岗石石材采用地下开采方法和锯切开采工艺，对于科学开采和保护环境是一场技术革命，可以使花岗石矿山开采达到无破坏，无石渣开采，实现“低能耗、低污染、低排放”的三低绿色矿山。走出一条崭新的花岗岩资源开发之路

一、高密度电法物探技术用于饰面花岗石矿床勘探

花岗石矿床，一般均有不同程度的覆盖层和风化带。石材矿山地表裂隙多，成荒料低；但深部裂隙减少，荒料块度很大。石材矿山开出的石材主要用于建筑装饰，所以花岗石石材矿床多要求矿石完整性好、结构致密。矿床岩石类别、块度、结构、构造、节理、颜色、色斑，以及荒料加工成板材等制品的质量，都直接关系到石材资源优劣和投资效益的合理性。由于石材地质工作的特殊性，需要了解矿区地表覆盖、风华层的分布和完整基岩顶面形态以及影响成矿节理裂隙、断层和岩溶等的分布情况，这就必须使用勘探工程手段来评价石材矿床的可开发和利用价值。所以了解区域地质历史，推断与证实深部石材的完整性是石材地质勘探中的一项重要任务。

过去，由于人们受认识水平和实践的局限，在埋藏较深的花岗石石材矿山开发利用工作中存在一些问题，例如在地质评价中所选择的探矿手段、勘探网度和图纸比例尺寸基本照搬传统非金属矿老一套，与石材矿山特点针对性不强，导致地质揭露不充分，难于反映矿体微观地质特征，也不能对资源隐藏的要害问题及时予以揭露，所提交的地质报告难于指导采石设计和生产，使石材矿山业主对地质勘探工作失去信心，最终导致盲目投资；还有在选择开采和开拓方式时没有根据矿体地质特征和地形条件，因地制宜，合理规划设计，本来矿山风化层厚度很大，而且探矿程度不足，应该首先考虑使用地下开采方式，而矿山业主却盲目选择了普通的露天采石方法进行开采，将大量资金投入到无效的剥采当中，从而导致采石失败。上述现象给开发商造成巨大的经济损失，同时也严重地影响了花岗石石材矿山开采业的正常发展，为了提高花岗石石材探采水平，近几年被我国推广使用高密度电法物探技术勘探花岗石矿床。

高密度电法物探技术通过实践证明，与常规电法相比，高密度电阻率法成本低、分辨率高、效率高、信息丰富、解释方便，应用于石材勘探中可以取得较好的效果。可以基本替代传统石材矿山勘探中的试采和钻探，迅速查明矿区地层、结构、产状、荒料率和水文地质特征，减少勘探资金投入约40%；勘探周期缩短50%，这项石材物探技术在东北潮湿的森林覆盖区以及西北干旱戈壁地区进行石材地质勘查工作，取得事半功倍的探矿效果，可以快速为矿山总体发展规划提供地质依据。

总之，花岗岩石材的开发和利用有其自己的特点，因此对于民采矿山，主要应用物探方法就可以了，对于大型现代化开采的矿山可适当增加地质工作手段。

二、花岗石矿床地下开采的可行性

目前，花岗石开采，在选择开采和开拓方式时没有根据矿体地质特征和地形条件，因地制宜，合理规划设计，一律采用露天开采。从采矿技术的角度考虑，剥离量巨大的矿山和开采深度太深的露天矿山，以及名贵石材矿山，均适合地下开采。

在开采花岗石的过程中，遇到薄层矿体、水平状矿体上部围岩特别厚，或倾斜矿体被夹在围岩中间的一些特殊、高档花岗石品种的矿山。如果可以进行类似大理石地下开采那样的开采作业，会省去大量的表面剥离工作，节约开采成本。单从开采工艺和采矿方法考虑，花岗石地下开采与大理石地下开采的方法应该是基本相同的。

大量的石材开采技术资料与生产实践表明，花岗石矿床与大理石矿床的地质条件和开采技术经济条件极其相似。一是花岗石与大理石都是开采大块矩形荒料，并且最终产品均为石材饰面板材；二是花岗石露天开采与大理石露天开采工艺基本相同；三是在深凹露天矿开掘堑沟时，大理石矿使用的组合钻具切割法和花岗石矿使用的密集钻孔切割法的作业原理也基本相同；四是石材开采使用的山洞型采矿法与房柱采矿法、全面采矿法的采准和开采工艺也十分相似。不同之处，只是花岗石与大理石两种岩石硬度不同，前者属硬质石材，后者属软质石材。所以，花岗石与大理石开采使用采掘设备有很大的区别。由此可知，花岗石地下开采与大理石地下开采工艺和采矿方法也应该是相类似的，不同之处只是使用的开采设备有很大的区别。所以，借鉴目前成熟的地下大理石开采工艺方法，首先使用正确的锯切设备和工艺，掘进的矩形采准巷道进入花岗石矿体，并实施切顶作业，然后采用深凹露天花岗石开采的基本方法进行后续花岗石的地下开采作业即可。

地下开采准切割矩形通道开挖与矿房切顶的施工方法。在目前技术条件下，我们可以使用以下四种方法进行地下矿采准切割矩形通道的施工：

台阶。随着水平面的扩大，后续分离体的高度会因这些水平台阶

的累积而减小，严重时会影响到后面分离体的荒料尺寸。减少水

平面累积台阶影响的最有效的方法是，一次钻凿长15--30m的水

平孔，以这个长水平孔作为后续分离体的水平面，分次切割每个

分离的底面共用一个平面，这样切割分离体后，水平底面不会出

现台阶。以此减少相邻切割面之间出现台阶数量。