石材洞采技术 保护绿水青山.doc

石材洞采技术_保护绿水青山石材洞采技术保护绿水青山
巩辉 2015/12/23
一、石材露天开采对环境的影响
我国有上千座露天开采的矿山,在追求单纯经济的年代,忽视环境保护,使得开矿所到之处,树木伐光,河水断流,草场变戈壁。
请看,四川宝兴的宝兴白矿山,矿层高角度逆插于高山中,覆盖厚,山路陡,有人不惜采取大爆破的方法,将矿体炸碎,可用的不及5%,而且青山已被剃了光头(图1);
图1、四川宝兴县宝兴白矿山,矿区范围内,植被已剃光。
在北京的西和北,二百至四百公里的范围里,是内蒙古高原的丘陵草地,腐植层只有几厘米厚,这是几十万年的积累,弥足珍贵,可是,大规模的石材开采,将大面积的植被破坏,地表砂化,刮起的沙尘直奔京津晋冀。如:和林格尔、凉城、丰镇、集宁、镶黄旗、赤峰、通辽等地。
晋北大同,冀北的张家口、承德三地区,是京津唐的水源地,既命脉所系,这里大量露天矿山的开采,将山区的植被破坏,水源被污染甚至断流,矿区内青山绿水已不复存。在新疆的东北部,有一个动物保护区,从英国请回来的几十匹野马和与大熊猫同样珍稀的野驴在这里繁衍生息(图2),
图2、新疆奇台---清河一带的野驴群,笔者 2002年摄影
可悲的是,在保护区及周边,大规模的采石、采金的炮声、机器声不断,势将野驴驱往蒙古国。我们开采石材时想到过这些动物吗?我们只是想,到非洲旅游看野生动物,而我们自己的野生动物为什么不去保护呢?
类似情况比比皆是,我国有25个石材原料生产的省、市、区(新疆、甘肃、内蒙、黑龙江、吉林、辽宁、河北、山西、山东、江苏、浙江、福建、广东、广西、云南、贵州、重庆、四川、陕西、河南、安徽、湖北、湖南、江西、海南),据调查估算,一个小型的石材露采矿山(5000立方米以下/年产),林地、水系破坏影响范围1平方公里(石材露采矿山包括:剥离区、采矿区、排渣区、堆料区、办公区、加工区、矿区公路等);中型石材露采矿山(5000~15000立方米/年产,例如:河北承德燕山绿矿山),林地、水系破坏影响范围是小矿山的10倍左右,约10平方公里;大型石材露采矿山(15000立方米以上/年产,例如新疆奇台卡拉麦里、广西忻城银白龙),对林地、水系的破坏影响更大,达到100平方公里左右。
以上每省、市、区平均按50个小型石材露采矿山,15个中型矿山,3个大型矿山估算,破坏林地水系面积约500平方公里。全国约12500平方公里。这仅仅是石材的露采矿山,还有其他行业的露采矿山,例如:煤、铁、砂、石、化工等,破坏林地水系的面积数倍于石材。现在,全国自然环境极度恶化,林地水系被破坏也是一个主要的原因。怎么办?二、洞采石材是保护环境的有效途径
有2000多年石材开采历史的意大利,在60多年前出于环保的考虑,开始了石材洞采的研究,并取得了长足的进展(图3)。
图3、意大利卡拉拉洞采矿山主洞,周围是支洞采场
现在,这项技术已推广到欧洲和中国。在甘肃两当和四川宝兴的石材矿山已在使用(图4、5、6)。
TI公司生产的TCM988水平锯切链臂锯在甘肃两当大理石洞采矿山投入使用
图5. TI公司生产的垂直锯切的链臂锯。在甘肃两当洞采矿山中锯切作业。以上水平和垂直切割,需两机分别完成。
图6. 四川宝兴东方白大理石洞采矿山,意大利Fantini公司的GU 70-R-XC型履带链臂锯在工作。特点是,机头可旋转,一机可完成水平和垂直锯切,但是,售后服务跟不上。
上述机械和开采技术是目前国外洞采大理石的最高水平。
国内的石材科技人员,经历了20多年的洞采探索,前赴后继,取得了可喜的进展。
北京穿山龙洞采技术有限公司与山东烟台璞石矿业合作历经三年,在2015年取得了全绳锯洞采(石材界称为洞采,工程界叫做地下岩石工程开拓)的可喜进展。
穿山龙洞采系统较为系统和有特色。在一面石壁的情况下,通过钻孔内置放导轮,用绳锯机带动金刚石锯绳从外向里切割,完成四框和背面的切割,然后取出石料。现通过现场施工图片向大家介绍这个过程(图7--13)。

图7、全绳锯洞采,第一步,在岩壁上打孔
图8、全绳锯洞采第二步,在钻孔内放入锯绳的导向轮,进行四框的盲切和背面的背切(盲切:从外向里切割)。
图9、全绳锯洞采,四框的盲切和背面的背切已完成
图10、全绳锯洞采,第三步,键石(关键之石)被拉出30cm
图11、键石像拉抽屉一样被拉出
图12、键石拉出后,方便取旁边的大料
图13、旁边的大料(5立方米)被拖出。一个开采循环完成,继续这个循环,可以向里不断的开采。
中国穿山龙洞采系统和意大利链臂锯洞采系统简要对比
项目
名称
价格
万元/(套))
效率
立方米