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        礦山開采的方法及技術經濟指標分析

        來源:  |  發布時間: 2019-03-19  |   次瀏覽

        石材礦山開采方法選擇正確與否,是該礦成敗的決定因素。因為開采方法關系到礦山荒料生產率、荒料規格質量、荒料生產成本、石材資源利用程度、碎石廢渣排放量、自然生態環境影響、農業生產和村民生活安全等。如果不顧及以上各項內容,則礦山要想生存下去是不可能的。因此,石材礦山需要正規化建設,更需要采用先進的開采方法。


        我國石材礦山現狀

        我國石材礦山數量多,但是正規化建設、機械化開采的礦山并不多,大多數礦點還是采用塘口式原始方法開采。這是我國石材工業重加工,輕礦山而形成的局面。


        因為石材礦山地處邊遠山區,外部條件差,涉及事務多、建設周期長、投資風險大,開采工作相對辛苦。所以,投資者愿意投資辦加工廠而不愿拿錢建設礦山。使石材荒料市場出現不管規格大小、質量好壞都不愁銷路。


        而當地村民開礦山,事前不可能做地質工作,不會搞規劃設計,幾個人或十幾人組合在一起,有空壓機、鑿巖機、手推車、三角架吊就可以鑿巖爆破開采。因此,成荒率極低,采出少量不規則的荒料運走后,余下大量廢石、碎渣就地拋棄。他們采用游擊戰術,一座礦山周圍都是塘口,漫山遍野都是廢石碎渣。


        據資料表明:

        塘口式爆破法開采石材,其荒料率一般都在4%-6%之間,機械化程度好的礦區,也不會超過10% ,剩下90%的資源在開采過程中都變成了廢石碎渣。


        因為單靠人力搬運,所以無法將大量覆土、廢石、碎渣運走,也無能力將大量覆土、廢石、碎渣集中堆集成丘,只好就地平鋪排放在山的坡面上,大面積植被被毀。他們拿走獲利的石材數量極其有限,只是地質儲量中表面層不太好的很小部分,而深部真正好的礦體,他們無法得到,也不讓后人來采,都被他們炸壞或埋藏掉了。


        這種狀況已經不是個別現象,只是天高皇帝遠,小業主們造成的各種隱患,一時顯露不出來,不像小煤窯那樣,人身死亡事故多,社會影響大;石材礦山都是露天開采,人身死亡事故相對少,社會影響小。


        但是,石材礦山無序開采,造成資源損失與環境破壞不亞于甚至超過小煤窯,其結果會后患無窮。


        中國石材工業協會會長鄒傳勝在考察四川、湖北多處礦山時強調指出:“擺脫傳統原始方式,發展現代石材開采業?!边@無疑是給石材礦山的業主們敲響警鐘,要求他們“礦山要有整體設計與規劃”,他還指出“礦區設計與規劃是幾十年上百年的百年大計,石材礦山設計需要有專業的設計單位及人員去操作,將業主的總體規劃融入設計中,既能體現業主希望達到的目標,又對礦山的具體條件做出科學的開采方案”,這樣才能使礦山盡快擺脫無序開采的混亂局面。


        國外礦山開采水平和我國具備的條件和差距

        國外礦山開采水平可以從進口荒料表面留下的開采痕跡知道個大概。由于他們早有成套石材開采設備,石材礦山也都愿意采用先進開采設備。因此,他們的礦山都是按照開采設備使用要求去科學化、正規化建設。


        礦山都會有兩條獨立的開拓系統和排土系統

        開拓系統創造生產物質設備運進和荒料運出的通路;排土系統便于排棄物運出。排土場設計在礦山開采境界外的不影響生態環境的一個或多個地方,將廢石、碎渣、覆土分別集中堆放在指定地點,還要采取措施保證日后不會產生后患。


        采礦場要形成開采臺階,臺階數量和參數應根據礦山年產量和開采設備要求而定,便于開采設備生產效率能正常發揮出來。


        在開采臺階上分離、解體、整形荒料的方法也統一和簡單,即荒料全部用金剛石繩鋸鋸割而成,或臺階底平面(水平面)用金剛石繩鋸鋸割,其余兩個豎直面采用密集排孔用劈裂器分開。為了愛惜石材資源,保護生態環境,國外早已淘汰任何形式的爆破方法。


        我國石材礦山開采技術水平與國外相比有很大差距。但是從現時來講,差距不是在開采設備上,因為我國已經能生產全套先進的石材開采設備,如鑿巖設備、吊運裝備、金剛石繩鋸、鏈臂鋸、金剛石串珠繩等各種機械,而是差距在科學化、正規化建設石材礦山的認識上。


        因此必須要改變重加工、輕礦山的錯誤觀念,要認識到有限的石材資源不是一代人該擁有的財富,它不能再生,采出一點少一點,愛惜資源、保護資源是每個人的責任。


        重加工、輕礦山是石材工業發展的不通之路。建設石材加工廠,首先要考慮建設自己的原料基地,石材加工能力和石材礦山開采能力要匹配,才能保證石材工業不斷向前發展。我國已具備建設現代化、正規化的石材礦山的技術條件和知識水平,現在正是擺脫傳統原始方式,發展現代石材開采業的大好時期,采用我國自己生產的成套開采設備,選擇適合自己礦山特點的開采方法,才是我國石材礦山業主們的生存發展之路。


        三種開采方法的技術經濟指標

        從進口荒料的表面留下的開采痕跡來看,國內國外開采方法都一樣,都是在臺階上開采:包括荒料全部由金剛石繩鋸鋸割而成;荒料的底平面用金剛石繩鋸鋸割,而其他兩個豎直面采用鑿密集排孔、劈裂器和脹裂劑分開;用刻槽機而引發的刻槽脹裂法。


        現對以上三種方法進行對比,從中知道它們各自的特點、優勢和不足之處。為了有可比性,三種開采方法都設定在臺階上開采,臺階高度2.2m,并在其上進行分離、解體成荒料,最終計算出荒料三個面的生產費用指標。


        一次分離巖體尺寸為:長x寬x高=12mx3mx2m=72m3,然后將分離巖塊解體成8塊形狀尺寸相同的荒料,每塊荒料尺寸為:長x寬x高==3m x1.5m x 2m=9m3。


        以上述分離、解體荒料的尺寸要求為條件,分別由三種方法去完成,看各自產生的費用有多大差額,技術上各自有哪些優缺點:


        1、繩鋸鋸割法:

        一塊9m3的荒料,底面積為3m x 1.5m;兩個豎直面面積分別是2m x 1.5m=3㎡;3m x 2m=6㎡。


        (1)繩鋸鋸割面積:

        底平面+兩豎直平面=4.5m2+3m+6m2=135㎡。


        (2)荒料三個面鋸割生產費用為:

        13.5㎡ x 386元/㎡=5211元(選取中硬石材的實際消耗綜合指標計算,即386元/㎡。包括穿繩費用)。


        2、密集排孔脹裂法:

        荒料底平面采用繩鋸鋸割,兩個豎直面用密集排孔脹開。


        (1)底平面鋸割費用:

        4.5㎡ x 386元/㎡=1737元


        (2)兩豎直面鑿密集排孔孔數及費用:

        孔數:1.5m ÷ 0.12m/個+3m ÷ 0.12m1個=38個(孔距取0.12m);

        鑿孔總深:38 x 2m=76m;

        則鑿巖總費用:76m x 5.8元//m=4.41元(每m鑿巖費取礦山中硬巖石實際消耗綜合指標計算即5.8元/m);


        (3)脹裂劑用量及費用:

        (巖孔直徑為0.04m,脹裂劑容重1.7dm3,脹裂劑礦山價1200元/t);

        脹裂劑用量=巖孔容積x裝孔系數=76 x II R2x 0.7=0.048m3;

        脹裂劑費用:0.048m3 x 1.7t/m3x 1200元/t=98元;

        則荒料三個面分開的生產費用總和為: 鋸割費+鑿巖孔費+脹裂劑費二1737元十441元+98元=2276元。


        3、刻槽脹裂法:

        荒料底平面用繩鋸鋸割,兩個豎直面用刻槽巖孔脹開。

        (1)底平面鋸割費用:

        4.S㎡ x 386元/㎡=1737元;


        (2)兩豎直面鑿刻槽巖孔孔數及費用:

        孔數:1.5m ÷0.6m/個=3m ÷0.6m/個=8個(孔距取0.6m);

        槽孔總深8 x 2m=16m;

        則刻槽巖孔費用:1.6m x元/m =128元(每m刻槽巖孔費用取礦山中硬巖石實際消耗綜合指標計算即8元/m);


        (3)脹裂劑用量=巖孔容積x裝孔系數二16xII R2 x 0.7=0.02m3。

        脹裂劑用量:0.02m3 x 1.7 t/m3x 1200元/t=28元;

        則荒料三個面分開的生產費用總和為: 鋸割費+鑿刻槽巖孔費+脹裂劑費二1737元+128元+28元=1893元。


        在開采臺階上采出一塊9m3的荒料,采用三種方法來完成,各自生產費分別是:繩鋸法5211元;密集排孔脹裂法2274元;刻槽脹裂法1893元。為了便于比較,再折算成單位生產費用消耗。


        則:

        繩鋸法:5211元÷9m3=579元/m3;

        密集排孔脹裂法:2274元÷9m3=253元/m3;

        刻槽脹裂法:1893元:9m3=210元/ m3;


        從三個方法生產費用來看,我們不需要計算三種方法的全部生產成本就能明顯看出它們之間在經濟上的差額。 在技術上,三種方法也各有優劣:


        繩鋸法:

        生產工藝難度大(指穿繩孔對接),生產技術要求高、耗電、耗水、費時,采場產生泥漿多,給生產和生活環境造成影響。但它生產荒料率高,荒料質量好,相對開采成本高,企業經濟效益小,中低檔石材品種用它得不償失。


        密集排孔脹裂法:

        鑿巖工作量多、勞動強度大、勞動條件差、粉塵、噪音危害工人身體健康;荒料表面有鉆孔痕跡,影響板材率;荒料在驗尺上會有折扣。但是,荒料開采成本中的主要費用可大幅度減少,會給企業增加經濟效益。


        刻槽脹裂法:

        刻槽鉆孔數量少,可改善勞動條件,減輕勞動強度,巖孔內有槽線存在,當受外力作用后會產生應力集中效應,巖體必然會沿槽線處整齊斷開,槽線有導向功能,保證巖塊斷面平整而不會走偏,對脹裂劑質量要求不高,礦山容易實現自產自用脹裂劑的目的?;牧祥_采成本相對少,可給企業增加經濟效益。


        以上只是粗略地從技術經濟角度對三種方法進行對比評述,但并不是它們真實的全部內容。其目的只是想借用數據來說明開采方法選擇正確與否,會給企業帶來那些經濟效益。




        結論:

        1、上述三種方法是目前先進的石材開采方法,是擺脫傳統爆破法,實現石材開采現代化的首選方法之一。


        2、任何先進開采方法都有它的使用條件和服務對象。生產條件不同,服務對象特異,生產效率會不一樣。每個礦山的外部條件和巖體內部的特征都不相同。因此,如何針對礦山自身特點去選擇適合礦山要求的開采方法至關重要。


        3、石材礦山選擇好開采方法是企業成敗的關鍵。



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