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石材矿山采用沈阳绳锯切割开采的方案及金刚石沈阳绳锯切割的使用方法
来源:www.syxycc.com 发布时间:2018年02月12日
石材矿山采用沈阳绳锯切割开采的方案及金刚石沈阳绳锯切割的使用方法



前言: 金刚石绳锯开采石材在国外应用已经有三十多年的历史了,早期绳锯只用于切害软质石材,在世界范围内绳锯开采大理石矿山的工艺已十分成熟。对于花岗石等硬质石材,经过绳锯、串珠绳厂商与矿山企业长期不懈的努力,用绳锯开采花岗岩技术越来越成熟,目前绳锯可广泛应用于花岗岩、砂岩等各种硬度石材开采上,产品质量越来越高、成本越来越低,在世界范围内已成为趋势。


石材矿山采用沈阳绳锯切割开采的方案

1、矿山基本基本信息
1.1 矿山石材基本信息:(由客户提供)
1.2 目前矿山的基本开采条件:(由客户提供)
2、金刚石串珠绳锯开采石材的优势分析;
与传统的开采法相比,应用绳锯开采具有以下优势:
(1)适应性广,绳锯适用于所有类型矿山。
(2)功能强、效率高,首先开采深度深,能达到l0~20m甚至更深,常规开采一般只在10m以内;其次切割速度快,一般能达到4~5m2/h,是常规切割的2~3倍。
(3)绳锯能进行垂直、水平、斜面等各个方向的切割,还能进行盲切。
(4)成材率高、综合成本低,首先绳锯的切面非常平整且不会对荒料造成任何内伤,其次锯缝小,只有约11mm,不会造成资源浪费;
(5)安全环保,绳锯开采无噪音无粉尘,且自动化程度高,分离式操控,工人劳强度低、安全性高;常规切割噪音和粉尘都非常大,且工人劳动强度大,安全性相对较低。
3、 金刚石串珠绳锯开采过程简述
3.1 绳锯开采对基础设施的要求
电力供应
消耗电能的设备主要包括:沈阳绳锯切割、空压机、多功能凿岩、潜孔钻等,所有设备的电压均为380V,电力消耗视投入的机台数确定,以一台37KW沈阳绳锯切割及配套设备计算,总功率应在60KW左右,考虑到以后大规模开采的,可考虑增设100KVA变压器一台,初期如为节省投资可以采用柴油发电机供电实现开采;
水源及供水能力
绳锯切割时,必须通冷却水,以保护绳锯及锯机,冷却水量视机器数量定,一台沈阳绳锯切割的冷却水耗用量为0.5-1吨/小时,因此必须保证充足的水源及供水能力,条件许可,可以采用循环供水方式,建立循环水池,以具备连续不间断供水能力;
简易公路
必须具备通往矿山的简易公路,而且保证可以正常通过20吨以上的载重卡车以方便输送各种开采设备及石料运输;
3.2 绳锯切割开采石材过程
3.2.1 前期准备
 (1) 山体剥离: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。(2)构造工作平台:大理石裸露出来后,要开挖出适合沈阳绳锯切割工作的平台,一般宽度在6米,长度根据山势确定,采矿场台阶高度在5-10米。 开挖方式一般采用钻孔加膨胀剂等方法,对花岗岩可以采用爆破方式,对山势比较平缓的作业面可以采用铺垫土层的方式构建作业平台。
3.2.2开采前的准备
(1)钻孔
钻孔是一项关键的准备工作, 若孔钻不好, 直接影响串珠绳的穿通, 影响绳的使用寿命及切割效率,所以打孔这一工序特别重要。欲切割一大块荒料、必须钻好三个孔, 即一个竖直孔和两个水平孔。三孔相交于一点,如果三孔不交于一点,金刚石串珠绳的穿孔比较麻烦, 甚至不能穿, 需要要重新钻孔, 这样降低了生产效率。因此钻孔必须根据实际情况, 按操作规程进行。钻孔采用的设备可以采用多功能凿岩、潜孔钻、手动凿岩机等。
(2)穿绳
采用人工穿绳法, 即将绳的一端固定在细钢丝绳上,细钢丝绳的另一端接多股软线(通常为吊锤用线), 从一孔穿进, 垂直面可以采用水冲发将软线冲出来,水平面用铁丝从另一孔引出, 然后带出细钢丝绳引出绳锯。
(3)沈阳绳锯切割安装到位
穿绳完毕后, 先进行设备轨道的铺设,轨道应与水平孔平行,并用水平尺测量轨道平面水平度并使之达到要求,最后吊运沈阳绳锯切割至轨道上,挂好绳锯,接通电源。由于设备较重, 再加上切割一平面后, 需要重新移动设备, 可采用桅杆吊、铲车、装载机、挖机等其中任何一种设备来移动锯机;
(4)接通水源,安装冷却水管,一般需要配置两根水管,一根设置在绳的入口孔位置,另一根设在绳的出口位置,并随着切割进度需要不断调整进水位置及出水方向。
3.2.3 石材切割
用绳锯开采荒料必须先切割水平面, 然后再切割垂直面, 这样才能保证切割的顺利进行。若先切割竖直面, 再切割水平面, 容易造成石材断裂, 压住串珠绳, 从而电机空转打滑,损坏飞轮胶皮;更严重会造成绳锯报废。

矿山开采常用的切割方式为一次分切——拉翻(脱离)——二次分切整形。一次分切的主要目的是在山体上切割出条石,条石的大小依矿体的大小、搬运能力、石材的利用率等因素确定,一般在30-60M3,条石切割完后,用绞车或装载机将条石与矿体脱离并拉翻倒在铺有碎石的工作面上, 进行二次分切整形,切割出具有商业价值的荒料。



4、产能估算、设备及人员配置
设备、人员应根据设定的产能进行配置。由于矿山没有提供明确的产能目标,因此我们只能以一台沈阳绳锯切割为主设备,考虑最合理的辅助设备配置及人员配置,并计算产能。如矿山需要扩大生产能力,所需配置依此进行复制即可。

金刚石沈阳绳锯切割的使用方法

使用串珠式金刚石绳锯石机开采石材,其锯切方法有环式锯切法和下压式锯切法两种。这两种方法所用机具、使用条件与工艺各有所不同。

(1)环式锯切法

此法亦称套索锯切法。其实质是:结成环状的串珠式金刚石绳围包着被锯切的岩石,借助于金刚石锯机驱动绳轮转动与移动两种运动,牵曳串珠式金刚石绳切割岩石。切割曲线长度、曲率半径由大而小在变化。

此法既适用于工作面的开采切割,也可进行石材分割后的整形切割。此法在作业过程中仅为串珠式金刚石绳锯单独应用。

在进行工作面的开采切割时,可作垂直、水平的两种切割。在进行垂直切割时,既可进行机器站立水平以上正前方切割,亦可进行机器站立水平以下正前方向的切割。

环式锯切法的工艺为:穿孔-套索-锯切。

穿孔:在锯切工作面设计的位置上先行穿孔,若是垂直锯切要穿一个垂直、一个水平互为直角且相贯通的孔。孔径为40-70mm。垂直孔可用钻机进行,水平孔则要用水平导槽式凿岩机,该机可穿略高于地面&’% 的孔,可利用设备上的标杆确保与垂直孔准确贯通。

套索:当两个穿绳孔贯通后,将串珠式金刚石绳穿入垂直孔,从水平孔中以金属钩掏出,将串珠式金刚石绳对接成无极环状,套在金刚石锯机的驱动轮上。将金刚石绳索撑开,使二个导向轮与两个贯通的孔应在同一平面上,方向正确,不能偏斜。锯切:按照操作要求和步骤进行锯切作业。

(2)下压式锯切法
 
此法亦称压索锯切法。其实质是串珠式金刚石绳由锯机的驱动绳轮带动运转,借助于多用钻机或切割工作立柱之压绳轮,在孔中下压绳索实现锯切进给。切割曲线被工作面长度限定。其长度、曲率半径变化不是十分悬殊,被切割的岩石处于串珠式金刚石绳之下方。此法只适用于工作面的开采切割,不能进行石材分割后的整形切割。

此法在作业过程中必须与多用钻机或切割工作立柱配合使用。且只能进行垂直切割。

根据其配用的机具不同,可有如下几种方式:

1.与一台多用钻机或切割工作立柱配合切割

当切割台阶前面场地开阔,适宜安置金刚石锯机,工作台阶上只须钻一个孔,即可与钻机配合进行切割。如图1-37所示。当矿体具有天然层理面时,使用此法更为合适。

2.与二台多用钻机或切割工作立柱配合切割

当台阶长度足够,须锯如平行于台阶坡顶线的切割面时,可配用二台钻机工作。此时钻机与锯机成一直线布置。如无堑沟则须钻二个孔,安装两台钻机即可配合工作。如图1-38所示。如有堑沟,即可将钻机(或切割工作立柱)置于堑沟中,即可配合工作。

下压式锯切法其工艺为:钻孔-锯切。由于此法只须穿垂直孔,不需穿水平孔,故无穿索工艺。

操作技术

(1)切割曲线弧度的控制
当采用环式切割时,切割曲线长度、曲率半径由大而小地不断变化,绳索的弯曲应力也随之而变。联想而及,钢绳的弯曲应力与卷筒直径和钢绳直径之比有关。用卷筒直径D与钢绳直径d之比,即D/d <=60时,随着 D/d的减小将引起钢绳弯曲应力的急剧增大。

对串珠式金刚石绳而言,其直径为4-5mm,尽管在金刚石锯机设计中,已考虑到绳索的柔性和弯曲应力的最大值。但锯切过程中岩石的尖锐棱角、坚硬的包裹体等与绳索接触时难免会产生较大的冲击应力,尤其是在切割曲线弧度很大时,绳索的过大弯曲将使弯曲应力急剧增加。这将导致断绳事故的发生。断绳之后,将使五个串珠散落丢失,增加开采成本。为此,切割曲线弧度的合理控制有着重要的意义。

通常可采取如下措施:

在垂直切割巨大岩体时,应先将岩石的尖锐棱角加以处理;套索时让绳索由锯机驱动绳轮出来后,自然张开通向岩体顶部,锯机前上部导向轮堑可不用。在水平锯切时,初期阶段绳索围包着四个棱角,可增加一个辅助导向轮将绳索张开,减小钢绳弯曲应力的增大。

当锯切面距岩石边缘30cm 左右时,应停止锯切,以免绳索因弯曲半径过小弯曲应力增加,使用寿命缩短。

锯机与工作面的初始距离,能以张紧锯索为度,但不宜过度张紧,以免启动时困难和损坏串珠。

(2)进给速度的控制
进给速度对锯切效率和串珠的磨耗量有着很大关系。而进给速度与锯机驱动绳轮线速度和其在导轨上后移速度有关。绳索的张紧程度保证了锯割时的必须压力,在保证锯割压力前提下,还应考虑钢绳的应力的增加,应力过大时钢绳易断。因为锯割压力的增加必然增大钢绳的牵引力。在锯割压力恒定时,增大钢绳的牵引速度,能提高锯切效率,也会增加钢绳的应力。反之,锯割压力太小时,切割效率也小,也是不可取的。绳索线速度对锯切效率有很大影响,速度大切割力大,则锯切效率高。但过大会使冷却条件不好,反而又使功耗增大、金刚石过快磨损、温度升高。因此有个合理速度。这与锯机性能、绳索质量、石材硬度等因素有关。并且在不同的锯切阶段速度也有所不同。通常开始锯切阶段,进给速度为正常进给速度的3/4,当锯缝深达100mm 以上,锯切曲线比较圆滑时,即可增加进给速度达到正常值。锯切结束阶段速度应降低。操作时密切监视控制仪表。使压力值处于锯切的最佳状态,对于电子自控金刚石锯机,可实现自动控制,工作是比较可靠的。

(3)给水量的控制
锯切过程中要不断给水,给水除起着冲刷、排除锯缝中泥浆的作用外,还起着冷却金刚石绳以提高使用寿命的作用。因为金刚石是碳元素组成的,受热会使其物理性能降低,当温升达950摄氏度左右时,它即被氧化(细粉金刚石燃烧可生成二氧化碳),失去锯切能力。所以冷却水足够量及其正确供给是提高锯切质量,降低绳索磨损的重要保证。

冷却水一般每分钟不少于15L,水的质量也很重要,最好使用无沉淀物的软水,特别是在锯切能产生粘着性磨蚀性泥浆的石材更应如此。加水时,应使水流从入绳方向对着锯缝注入。

3.维护与安全
(1)定期检查锯索的接头及其他部件的完好情况,驱动绳轮导轨应保持清洁,及时用汽油擦洗,不必使用润滑油,以免岩粉粘附。
(2)每四个月换油一次。
(3)定期进行检修,半年小修一次,两年大修一次。

沈阳绳锯切割矿山绳锯开采现场

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