[发明专利]一种石料开采技术及其专用工具

说明书

本发明涉及一种石料开采技术，尤其是应用预置应力引导切割开采花岗石、大理石技术及其专用工具。

开采石料，传统的方法是在石头上打一个楔形孔，再在楔孔中打进木楔或铁楔，使石头开裂，达到开采目的，但这种手工操作法不适宜于大规模开采。

爆破技术被引进到来石工程上，提高了采石工效，故现今许多大型开采场使用这种工艺，然而爆破采石对花岗岩开采而言，仍非最科学的方法。因为其成材率仅15％左右，而且爆破将破坏岩石结构，使石料内在质量大受影响。至于高压水力切割、火钻、电子束、激光枪、微波开采等新技术，均因成本过高，而未能被石料场所采用。

本发明的目的是提供一种以预置应力为主，弱爆破为辅的石料开采技术及其专用工具。它不仅工艺简单，易于掌握，技术安全可靠，适宜大规模开采，而且还可以大幅度提高成材率及石料内在质量，降低成本，提高工效。

本发明的目的是这样实现的：参见附图，图1为开采专用工具结构示意图，图2为图1的A-A视图，其专用工具包括一楔钻1，该楔钻1为上大下小的四边形锥楔，其特征是它还有两个可隔离楔钻直接与预置孔壁相磨擦的半圆弧面楔衬2，该楔村2呈上小下大，上薄下厚的外弧面半圆锥柱体。现将楔钻和两个楔衬的配合称之为“三分楔”。

其技术开采方法步骤为：首先，根据石料开采要求，确定孔深与孔距，孔深公式为：a＝0.8～0.6h，孔距公式为：b＝0.6～0.3w，其中a为孔深，h为厚度，b为孔距，w为抵抗线，单位均为米。当石料强度大时，系数h、w取小值，强度小时取大值，并注意钻孔的角度必须一致。用风钻在欲开采的石料上钻一排欲裂孔，其次，在石料表层欲裂孔的横向中心线位置上用钢錾、风镐或切割机刻划5～8厘米深的引导线，然后，每隔一孔填入1/3孔深的膨胀剂，并在欲裂孔上部插入与该孔径相匹配的“三分楔”。就此，利用膨胀剂、“三分楔”对欲开采的石料进行三小时的预置应力，以期达到石料底层开裂临界值60％，表层开裂临界值90％的目的。待三小时后，即可对“三分楔”加压，由于多个“三分楔”的力均加在石料的同一截面上，使楔衬向两边膨胀，且膨胀力的方向与欲裂方向一致，使之产生最大的膨胀力，达到整齐切割石料的目的。最后，向上述所空的欲裂孔(即无膨胀剂和“三分楔”的孔)内注入用药量为爆破工程技术中的“松动爆破”的60％的燃烧剂，进行弱爆破，即可完成石料的整齐切割与开采。

运用此项新技术，与传统打楔开采法相比：由于它可以利用风钻打孔，减轻了劳动强度，大大提高打孔工效，且由于在孔内插入“三分楔”，“三分楔”的两个半圆弧面均与圆孔弧面相吻合，中间的楔钻打进去不会直接与石料欲裂孔侧壁相磨擦，因此可有效地避免欲裂孔斜面出现石粉的“粉墙”现象；与现行爆破采石技术相比：一是可以大大提高成材率，如花岗石、大理石开采成材率可高达90％；二是可以大大提高石料内在质量，因为此种工艺只进行弱爆破，不会破坏岩石的机理结构；三是可以大大降低开采成本，提高劳动时效。