[发明专利]一种钻孔注胶式开采加工裂隙石料的方法

说明书

技术领域

本发明属于石材及其矿山开采领域，具体涉及一种钻孔注胶式开采加工裂隙石料的方法。

背景技术

目前，在石材及其矿山开采领域，对大理石、花岗石和砂岩等非金属矿物的开采，已从打排孔并用炸药轰爆的方式逐步转向打排孔而用膨胀剂静态爆破的方式。为进一步提高矿山开采的成荒率，采用矿山圆盘锯与串珠绳锯切开采的方式也在逐步推广。但在矿山岩体已存在较多裂隙的情况下，不管用什么方法进行开采，其成荒率不足30％的现实必然要形成大量碎石堆积的问题。如何有效地利用建筑装饰用石材，尤其是如何利用我国较多的硅质玉的问题，已引起石材及相关行业的高度重视。人造大理石与人造石英石虽然能对矿山开采的碎石有所利用，但其生产中还要对碎石进一步破碎而成设定的粒度，并用较多的粘结剂进行其异构聚合的荒料或薄板成型。现行的两大类合成石虽然通过多个搅拌机配色与转向布料工艺能够产生较好的观感，但对保持天然矿物的原有结构及改善环境属性方面可以说还相差甚远。中国专利胶结愈合裂隙石材的生产方法（ZL201110155365.8）采用分切厚板、胶液除覆、真空抽放等工序，利用真空力与激振力对薄板进行胶液渗透而使其裂隙板材胶结愈合，但其-0.1Mpa的真空度产生的作用力不能形成较大的渗透力。

甘肃的敦煌玉等硅质玉矿山开发以来，虽然用串珠绳锯进行切割开采提高了成荒率，但在硅质矿体自身就存在较多节理裂隙的条件下仍使其成荒率及玉石建材加工中的成材率很低。不论是硅质的石英岩玉、还是钙质的大理石，即使其不存在明显的裂隙，但微观地看，它是一种粒状组合且颗粒之间存在众多微隙及微孔的矿物。在矿山开采及石料的锯切前，设法将高分子聚合物渗入到其微隙之中，才能以原构聚合方式克服其脆性，并由这种较高层次的合成技术使得较珍贵的矿山资源能够有效地利用及创造较高的价值。

发明内容

本发明主要针对硅质玉、闪石、花岗石、石英石、叠层石、蛇纹玉和大理石等矿物开采难度大与成材率较低的问题，提供一种开采简单、成材率高的钻孔注胶式开采加工裂隙石料的方法。

本发明为实现上述目的而采取的技术方案为：

一种钻孔注胶式开采加工裂隙石料的方法，采用高分子胶液与注胶装置，利用深孔进行强压注胶，并用20-100MPa的压强对石料进行胀裂，经钻孔刻槽工序、设置胶嘴工序、高分子胶液配置工序、表面填缝工序、强压注胶工序和表面渗胶工序完成节理裂隙岩石的胶结愈合及注胶胀裂；

所述的钻孔刻槽工序是在裂隙岩石的垂直与水平两个方向分别用凿岩机钻出直径为30-80mm且相互间距为200-1000mm的沿直线排列的若干个深孔，并用刻槽工具对深孔分别进行对称V型的深度为5-10mm的刻槽；

所述的设置胶嘴工序是将若干个注胶嘴分别粘结并紧固于各深孔孔口位置，并用高压胶管分别联接于注胶装置，或用绝缘导线将各深孔中的电加热器与交流调压器连接；

所述的高分子胶液配制工序是用环氧树脂或不饱和树脂或甲基丙烯酸甲酯分别与固化剂、促进剂、偶联剂和稀释剂按100：1-100：0-1：1-3:20-100的质量比混合，或是将水性环氧树脂、水性环氧固化剂、水按1：1-1.5:1-5质量比混合；

所述的表面填缝工序是用高分子胶液对0.1mm以上宽度的缝隙进行填充封闭；

所述的强压注胶工序是用注胶装置在10-60min的时间内将高分子胶液压强逐渐增大至100MPa，通过深孔完成前期渗胶与后期胀裂的过程，或用交流调压器在5-60min时间内将工频电压增大至220V，利用电加热器将深孔中的高分子胶液加热膨胀并产生气体而增大至100MPa压强；

所述的表面渗胶工序是用胀裂后散流的高分子胶液对石料的外表面进行涂刷封闭而成聚合石料。

其中所述的强压注胶是用注胶装置及注胶嘴，将最大压强为20-100MPa的高分子胶液注入若干个深孔中同步进行强力渗胶及胀裂，或者是用交流调压器与若干只分别穿插于深孔中的电加热器，同步产生400-800℃的高温，利用高分子胶液及其气体的膨胀力对岩石节理进行强力渗胶及胀裂。

本发明对节理裂隙石料可以采用30MPa以下的压强进行强力渗胶，在钻孔工序中不必进行刻槽，仅用深孔注胶方式实现其原构聚合。