精品文檔精品文檔精品文檔精品文檔精品文檔精品文檔石材洞采技術(shù)保護(hù)綠水青山鞏輝2015/12/23一、石材露天開采對(duì)環(huán)境的影響我國(guó)有上千座露天開采的礦山，在追求單純經(jīng)濟(jì)的年代，忽視環(huán)境保護(hù)，使得開礦所到之處，樹木伐光，河水?dāng)嗔鳎輬?chǎng)變戈壁。請(qǐng)看，四川寶興的寶興白礦山，礦層高角度逆插于高山中，覆蓋厚，山路陡，有人不惜采取大爆破的方法，將礦體炸碎，可用的不及5%，而且青山已被剃了光頭（圖1）；圖1、四川寶興縣寶興白礦山，礦區(qū)范圍內(nèi)，植被已剃光。在北京的西和北，二百至四百公里的范圍里，是內(nèi)蒙古高原的丘陵草地，腐植層只有幾厘米厚，這是幾十萬年的積累，彌足珍貴，可是，大規(guī)模的石材開采，將大面積的植被破壞，地表砂化，刮起的沙塵直奔京津晉冀。如：和林格爾、涼城、豐鎮(zhèn)、集寧、鑲黃旗、赤峰、通遼等地。晉北大同，冀北的張家口、承德三地區(qū)，是京津唐的水源地，既命脈所系，這里大量露天礦山的開采，將山區(qū)的植被破壞，水源被污染甚至斷流，礦區(qū)內(nèi)青山綠水已不復(fù)存。在新疆的東北部，有一個(gè)動(dòng)物保護(hù)區(qū)，從英國(guó)請(qǐng)回來的幾十匹野馬和與大熊貓同樣珍稀的野驢在這里繁衍生息（圖2），圖2、新疆奇臺(tái)---清河一帶的野驢群，筆者 2002年攝影可悲的是，在保護(hù)區(qū)及周邊，大規(guī)模的采石、采金的炮聲、機(jī)器聲不斷，勢(shì)將野驢驅(qū)往蒙古國(guó)。我們開采石材時(shí)想到過這些動(dòng)物嗎？我們只是想，到非洲旅游看野生動(dòng)物，而我們自己的野生動(dòng)物為什么不去保護(hù)呢？類似情況比比皆是，我國(guó)有25個(gè)石材原料生產(chǎn)的省、市、區(qū)（新疆、甘肅、內(nèi)蒙、黑龍江、吉林、遼寧、河北、山西、山東、江蘇、浙江、福建、廣東、廣西、云南、貴州、重慶、四川、陜西、河南、安徽、湖北、湖南、江西、海南），據(jù)調(diào)查估算，一個(gè)小型的石材露采礦山（5000立方米以下/年產(chǎn)），林地、水系破壞影響范圍1平方公里（石材露采礦山包括：剝離區(qū)、采礦區(qū)、排渣區(qū)、堆料區(qū)、辦公區(qū)、加工區(qū)、礦區(qū)公路等）；中型石材露采礦山（5000~15000立方米/年產(chǎn)，例如：河北承德燕山綠礦山），林地、水系破壞影響范圍是小礦山的10倍左右，約10平方公里；大型石材露采礦山（15000立方米以上/年產(chǎn)，例如新疆奇臺(tái)卡拉麥里、廣西忻城銀白龍），對(duì)林地、水系的破壞影響更大，達(dá)到100平方公里左右。以上每省、市、區(qū)平均按50個(gè)小型石材露采礦山，15個(gè)中型礦山，3個(gè)大型礦山估算，破壞林地水系面積約500平方公里。全國(guó)約12500平方公里。這僅僅是石材的露采礦山，還有其他行業(yè)的露采礦山，例如：煤、鐵、砂、石、化工等，破壞林地水系的面積數(shù)倍于石材。現(xiàn)在，全國(guó)自然環(huán)境極度惡化，林地水系被破壞也是一個(gè)主要的原因。怎么辦？習(xí)主席在2013年指出：“我們即要綠水青山，也要金山銀山。寧要綠水青山，不要金山銀山，而且綠水青山就是金山銀山”。二、洞采石材是保護(hù)環(huán)境的有效途徑有2000多年石材開采歷史的意大利，在60多年前出于環(huán)保的考慮，開始了石材洞采的研究，并取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展（圖3）。圖3、意大利卡拉拉洞采礦山主洞，周圍是支洞采場(chǎng)現(xiàn)在，這項(xiàng)技術(shù)已推廣到歐洲和中國(guó)。在甘肅兩當(dāng)和四川寶興的石材礦山已在使用（圖4、5、6）。圖4.意大利BENETTI公司生產(chǎn)的TCM988水平鋸切鏈臂鋸在甘肅兩當(dāng)大理石洞采礦山投入使用圖5.意大利BENETTI公司生產(chǎn)的垂直鋸切的鏈臂鋸。在甘肅兩當(dāng)洞采礦山中鋸切作業(yè)。以上水平和垂直切割，需兩機(jī)分別完成。圖6.四川寶興東方白大理石洞采礦山，意大利Fantini公司的GU70-R-XC型履帶鏈臂鋸在工作。特點(diǎn)是，機(jī)頭可旋轉(zhuǎn)，一機(jī)可完成水平和垂直鋸切，但是，售后服務(wù)跟不上。上述機(jī)械和開采技術(shù)是目前國(guó)外洞采大理石的最高水平。國(guó)內(nèi)的石材科技人員，經(jīng)歷了20多年的洞采探索，前赴后繼，取得了可喜的進(jìn)展。北京穿山龍洞采技術(shù)有限公司與山東煙臺(tái)璞石礦業(yè)合作歷經(jīng)三年，在2015年取得了全繩鋸洞采(石材界稱為洞采，工程界叫做地下巖石工程開拓)的可喜進(jìn)展。穿山龍洞采系統(tǒng)較為系統(tǒng)和有特色。在一面石壁的情況下，通過鉆孔內(nèi)置放導(dǎo)輪，用繩鋸機(jī)帶動(dòng)金剛石鋸繩從外向里切割,完成四框和背面的切割，然后取出石料。現(xiàn)通過現(xiàn)場(chǎng)施工圖片向大家介紹這個(gè)過程（圖7--13）。圖7、全繩鋸洞采，第一步，在巖壁上打孔圖8、全繩鋸洞采第二步，在鉆孔內(nèi)放入鋸繩的導(dǎo)向輪，進(jìn)行四框的盲切和背面的背切（盲切：從外向里切割）。圖9、全繩鋸洞采，四框的盲切和背面的背切已完成圖10、全繩鋸洞采，第三步，鍵石（關(guān)鍵之石）被拉出30cm圖11、鍵石像拉抽屜一樣被拉出圖12、鍵石拉出后，方便取旁邊的大料圖13、旁邊的大料（5立方米）被拖出。一個(gè)開采循環(huán)完成，繼續(xù)這個(gè)循環(huán)，可以向里不斷的開采。中國(guó)穿山龍洞采系統(tǒng)和意大利鏈臂鋸洞采系統(tǒng)簡(jiǎn)要對(duì)比項(xiàng)目名稱價(jià)格萬元/（套））效率立方米/月切割截面切割石質(zhì)操作維護(hù)中國(guó)穿山龍洞采系統(tǒng)160200～400靈活大理石和花崗石簡(jiǎn)單意大利洞采系統(tǒng)1000左右400～600受限大理石復(fù)雜還有，穿山龍洞采系統(tǒng)經(jīng)過拓展，可以用于地下巖石工程，如：隧道、大跨度地下巖石工程等，可以替代硬巖盾構(gòu)機(jī)的作用，請(qǐng)看：大塊頭的盾構(gòu)機(jī)（圖14）。圖14、中型（直徑5.5米）盾構(gòu)機(jī)，已是體型巨大。如果最大的，直徑17.5米，僅一個(gè)刀盤就重570噸，整機(jī)數(shù)千噸，耗能巨大。穿山龍地下巖石開拓系統(tǒng)與盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)要對(duì)比項(xiàng)目名稱價(jià)格萬元/套效率切割方式操作維護(hù)體重支護(hù)與被覆中國(guó)穿山龍地下巖石開拓系統(tǒng)160~320截面越大，效率越高，進(jìn)度慢。輪廓線切割節(jié)能，硬質(zhì)巖石可切割簡(jiǎn)單輕便，農(nóng)用三輪車可載一般不需要外國(guó)盾構(gòu)機(jī)巖石開拓系統(tǒng)10000~50000左右截面受限，進(jìn)度快全體積磨切耗能巨大，硬質(zhì)巖石受限復(fù)雜體積巨大，一般山區(qū)公路走不了一次支護(hù)兩次被覆穿山龍洞采系統(tǒng)面臨的問題1、鞏輝，北京穿山龍洞采技術(shù)有限責(zé)任公司法人（在原國(guó)家建材局作地質(zhì)工作到退休）。看到自己找礦的地方，經(jīng)濟(jì)上去了，環(huán)境被破壞了，青山不復(fù)，河水?dāng)嗔鳌Ｉ罡袃?nèi)疚，遂起一愿，研究開發(fā)洞采，以保護(hù)綠水青山。經(jīng)過幾年研發(fā)和實(shí)踐，穿山龍洞采技術(shù)的儲(chǔ)備非常充分，至少有3代。但這么大的項(xiàng)目?jī)H靠一己之力是無法實(shí)現(xiàn)的，需要廣大同行的支持才有可能實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用。2、在3年多的洞采施工試驗(yàn)中，證明該系統(tǒng)機(jī)械原理和施工工藝是可行的。已獲批：發(fā)明專利1項(xiàng)，實(shí)用新型專利4項(xiàng)。具有完全的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，以及與國(guó)外鏈臂鋸洞采和隧道盾構(gòu)機(jī)開拓完全不同的技術(shù)路線。比較之后，具有：價(jià)格、節(jié)能、小巧靈活、大截面、硬石能切割等優(yōu)勢(shì)。不足之處是，自動(dòng)化程度低，影響施工進(jìn)度，但是，經(jīng)過努力可以提高自動(dòng)化程度。圖15、鞏輝在山東煙臺(tái)的洞采工地洞采技術(shù)使用前景我國(guó)僅石材露采礦山就有近千座，洞采技術(shù)是保護(hù)綠水青山的好方法，又可發(fā)展采礦業(yè)。上應(yīng)國(guó)策，下得民心。近期有十幾家礦山有合作意向。今天得知，河北的秦皇島、唐山兩地區(qū)露