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大理石矿资源开发之饰面石材矿床勘探技术规范

发布时间:2019/05/19 点击量:

  两大类。我国不仅石材资源丰富,而且多出露于地表,剥离量较少,大理石开采基本上是采用露天开采。

  露天开采是从矿体表面开掘露天沟道,并开创出开采工作面,把荒料从工作面开采出来。

  根据矿床埋藏的地形条件,位于采场地表最低水平以上的称山坡露天矿,开采的荒料及废石是下放式运输。位于采场地表最低水平以下的称凹陷露天矿,开采的荒料及废石是上提式运输。

  大理石矿床的开拓是开辟矿山工业场区到采场内各工作台阶之间的运输通路及到废石场的运输通路。

  开拓运输系统担负着将荒料从采场工作面运到荒料堆场或转运站;将废石、覆盖土运到废石场;将设备、工具、材料和工作人员运到采场各工作面。

  中国大理石矿山常用的开拓运输方式有公路开拓单一汽车运输、斜坡卷场台车开拓运输、桅杆吊配汽车联合开拓运输、缆索起重机开拓运输、溜槽开拓运输等。开拓运输方法的选择取决于矿体赋存条件、矿山规模及经济因素。

  剥离工作主要是剥掉大理石矿体上的覆盖土、风化层,剥掉夹层、围岩以及因节理裂隙发育而无开采价值的破碎大理石,使大理石矿体暴露出来,为采矿工作做好准备。应当特别注意对矿体的保护,不允许爆破震动对石材的完整性、成块性造成影响。

  对松软的剥离岩土,可直接进行挖掘后装车运走;对硬度较高的剥离岩体可采用具有保护措施的爆破方法进行松动和破碎,然后挖掘装车运走。对小型大理石矿山可采用手推车或窄轨矿车,人工装车、人工推运方式;对规模较大的矿山一般采用机械装载和汽车运输。

  采矿工作的目的是最终得到符合要求的大理石荒料。采矿工艺可以分为六个步骤:分离—顶翻—解体分割—整形—装载—清碴。

  分离工序是基本工序,根据使用设备和方法的不同可以分为多种类型,如楔裂分离、钻排眼楔裂分离、钻眼膨胀剂分离、凿岩控制爆破分离、普通钢绳锯分离、金钢石串珠锯分离、链式锯石机分离、圆盘式锯石机分离、联合分离。

  根据矿体完整程度和节理裂隙的分布情况,从岩体上分离的条状块石尺寸一般长5~20m、宽1~3m、高3~5m。

  顶翻工序是将条状块石翻倒便于下续操作。常用设备和方法有手动千斤顶、液压顶石机、气压顶石包及牵引方法。

  解体工序是将已翻倒的条状块石按需要的规格分割成荒料,常用机械切割或楔裂方法。整形工序是将已成形的荒料进行修整去掉多余的边角、凸突部分。常用手工凿打、手持式凿岩机、整形机等工具。

  装载工序是把符合要求的成品荒料装运至加工厂或直接进入市场。常用桅杆吊、车载起重机、前端式装载机吊装,载重汽车或其他运输工具运输。

  清碴工序是在荒料运走后将所余废石从采场清走。常用推土机、装载机、汽车等,小型矿山常用人工装载,手推车运输,将废碴运往废石场或综合利用。

  大理石矿山规模及服务年限要求:年产荒料量大于10000m3,服务年限在30a以上;年产荒料5000~10 000m3,服务年限25~30a;年产荒料3000~5000m3,服务年限20~25a;小于3000m3,服务年限20a以下。

  大理石属易加工石材,在中国有悠久的加工使用历史,但几千年来主要是手工雕凿,近几十年来虽然有了机械加工,也仅是简单的锯、切、磨小规模的加工生产。

  至本世纪80年代才逐步实现大规模自动化生产。目前中国既有先进的全自动生产线,也有半手工操作小型大理石加工厂。

  1)、Ⅰ类勘探类型矿床矿体长度大于1000m,形态简单,品种单一或主要品种分布规则,不含或少含不连续夹石,构造简单,节理裂隙发育情况简单,不含或少含后期脉岩,岩溶不发育,属于此类型矿床有北京房山高庄大理石(白云大理岩)矿、浙江杭州石龙山大理石(石灰岩)矿。

  2)、Ⅱ类勘探类型矿床矿体长度500~1000m,形态较简单或主要品种分布欠规则,或含较少的连续夹石,构造较简单,节理裂隙发育情况较简单,含较少后期脉岩,岩溶不发育,属于此类型矿床有陕西潼关玉石峪大理石(蛇纹石化大理岩)矿、山东莱州黄山后大理石(白云大理岩)矿。

  3)、Ⅲ类勘探类型矿床矿体长200~500m,形态较复杂或主要品种分布较复杂,含较多的不连续夹石,构造较复杂,含较多后期脉岩,岩溶较发育,属于此类型矿床有辽宁二道沟丹东绿(蛇纹岩)矿。

  首先,应在区域调查、矿产普查的基础上,与工业、设计部门配合,通过分析比较,选择区域内出露条件好、构造简单、技术经济条件好的矿床(矿区)进行勘探。

  应在尽可能搜集前人资料的基础上,研究区域所属大地构造位置,区域内地层、岩浆岩和变质岩的特征及其分布,区域地质构造,矿层(矿体)赋存层位,矿床(矿区)所处区域地质构造的位置、成矿及控矿因素,饰面石材矿及其他矿产在区域内的分布等。为研究矿区地质提供必要的资料,为企业合理布置提供可能的资料和提供远景资源方向。

  为评价矿床(矿区)和开发利用矿山资源提供必须的基础资料。对大理石矿体主要研究内容为矿体的赋存层位、矿体数量、空间分布;各矿体的形态、厚度、延展情况及其变化规律。

  研究矿石品种及其赋存情况、变化情况和规律;不同品种矿石的主要矿物成分及其含量、结构、颜色的变化情况与规律;矿石中杂质的种类、形态、大小、数量、分布规律和密集区,它们对板材加工和板材质量的影响。

  研究矿石的体重、吸水率、抗压强度、耐磨性、光泽度及抗冻性。研究夹石的种类、形态、厚度、延展情况、产状、数量、分布情况和规律。研究矿体中节理裂隙、层面的性质、产状、分布情况和规律。

  矿体中析离体、残留体、捕虏体、细脉体等色斑色线的种类、形态、大小、数量、产状、分布情况和规律,以及对荒料块度和荒料率的影响,并应通过图解方法和试采方法统计和计算。

  研究并控制矿区内影响和破坏矿体的褶皱、断层、破碎带的性质、产状、分布情况和规律。研究覆盖层、风化层的性质、厚度、分布情况和规律,风化作用对荒料的影响。研究岩溶种类、形态、产状、规模、发育程度、分布情况和规律,岩溶充填情况和充填物。

  对大理石矿床(矿区)地质勘探研究程度应与所探求的储量级别相一致,对于不同建设规模的石材矿山要求勘探的各级储量比例。对于年产荒料在1万m3以上的大型石材矿山,可根据建设单位需要探求保证首采3~5a所需的B级储量。

  应根据设计部门的要求测试研究矿石的技术性能。一般包括矿石在锯、磨、抛光、切等方面的技术性能及光泽度、板材率。

  当矿体沿走向与倾斜的变化程度不一样时,则沿变化程度大的方向,其勘探工程应相应较密。同一类勘探类型矿床中,偏复杂的矿床应采用较密的工程间距。

  Ⅰ勘探类型矿床,在地表用B级储量的勘探工程密度控制条件下,也可不用深部工程控制,可自地表下推不超过30m范围内计算C级储量。

  勘探工作需作区域地质调查(比例尺一般为1/5~1/20万);矿区地形地质测量(比例尺一般为1/2000,如矿区面积小时,可测量1/1000图件);矿区节理裂隙发育程度图;当矿体覆盖层及风化层厚度大于2m时,需编制其等厚度图;荒料率测定点素描图,比例尺一般为1/50。

  探矿手段应尽可能利用地表探矿工程(主要是槽探、剥土工程和浅钻)对矿体进行系统揭露和研究。槽探、剥土、浅钻必须穿过风化、半风化带达到新鲜基岩;钻探的矿心(包括矿体中的夹石)采取率按连续5m计算不低于80%,并应保持矿心完整;岩心采取率不低于70%。

  凡具备物探前提的矿区,应进行物探。用以结合其他探矿工程确定覆盖层、风化层分布,确定围岩与矿体的界线,确定断层、破碎带等地质构造和岩溶分布情况。

  根据普查的放射性测量成果,如矿石的放射性照射率接近40r时,应进行伽马测量,并尽可能对天然露头和人工露头做伽马编录。

  对矿石应作品种鉴定,采未风化的新鲜矿石,颜色、花纹能反映该品种特征,成材面的规格为10cm×5cm,选取不小于10%的基本样加工抛光,与抛光标准样对比划分品种。

  对矿石样品还需作岩矿鉴定、物理性能测试(体重、吸水率、抗压强度、抗折强度、耐磨率和光泽度)、化学分析、加工技术性能测试。

  测定试采荒料率,体图解荒料率与实采荒料率会有较大差异,因此必须在荒料率测定点中选择有代表性的点进行试采,求得试采荒料率,试采体积一般不小于50~100m3。

  饰面石材的荒料指具有一定块度的直角六面体。对于年产3000m3以上荒料的矿山,荒料一般可划分三类:Ⅰ类大于或等于3m3、Ⅱ类大于或等于1m3、Ⅲ类大于或等于0.5m3。

  一般要求荒料边长不小于0.5m,中档和一般档次荒料块度大于1m3。一般要求中档石材荒料率不小于20%,高档石材荒料率可相应降低,一般石材荒料率可相应提高。

  板材率是指荒料经加工后所获得的具有一定尺寸规格的抛光板材面积的比值,单位为m2/m3。一般要求中档石材板材率不小于18(m2/m3)。

  大理石类饰面石材矿床勘探之后,矿山开采一般要求矿体可采厚度不小于3m;夹石剔除厚度不小于2m;最低开采标高一般要求不低于当地的侵蚀基准面;露天采场最终边坡角,岩石状岩体边坡角一般为50°~90°,松散状岩体边坡一般不大于45°;露天采矿场最小底盘宽度一般不小于30~40m;剥采比一般应视矿床开发总体经济效益而定。

  用吊车将荒料装在与锯机配套的荒料车上,运至金刚石大锯或大直径圆盘锯的工作位置,固定好锯割成毛板,再逐步进行切断、研磨、抛光等加工,最后经检验、包装到成品发运。

  大理石薄板加工普遍采用薄板自动加工流水线。荒料经吊装固定在电动荒料车上,通过导轨送入双向切机锯割成毛板,通过卸料机、输送滚道、翻板机与各工序自动联接,工艺先进、效率高。