石材之家讯：摘要：本文主要介绍采用国内生产的开采机械，经过不同组合后，能够形成的5种机械化和半机械化开采花岗石的开采系统。以开采三立达翡翠绿花岗石为例，介绍了不同组合方式所需要的开采设备和工艺流程；估算每种开采方法的直接开采成本，并分析开采成本与荒料率的关系。分析对比5种开采系统的工艺特点，矿山适用性等。 一、计算依据和假设条件 1、开采对象 开采对象为高硬度、比较难于切割的三立达翡翠绿花岗石。 2、计算依据　 如手持式凿岩机和大孔径凿岩机的凿岩速度，火焰切割机的切割速度，金刚石串珠绳的寿命和切割次序，金刚石锯片的切割效率和寿命等与直接开采成本计算有关的技术依据，均来源于国内生产这些设备和刀具的厂家，以及包括三立达翡翠绿花岗石在内的国内不同花岗石矿山的实际使用数据。这些数据全部是针对高硬度岗石开采作业时所达到的技术参数，以及笔者在实际作用使用过程中记录的实际数据。上述开采设备的价格、刀具、钢钎、钎头、导爆索等消耗材料的价格、消耗量，以及开采工时、辅助工时等成本均按照2005年的实际价格，并针对高硬度花岗石的实际消耗指标。　　3、假设条件　 （1）排孔钻凿长度计算的假设条件　　分离体钻孔间距按照30cm计算，荒料解体整形钻孔间距按照20cm计算。　　每个分离体只有一个水平底面、两个垂直侧面共三个分离面，所以各分离体之间无“共面”借用。　　假设荒料的一个垂直立面（大面）可借用分离体的切割面或自由面，或者借用荒料之前相互共用面，其他面都需要彩钻孔后分离。按照排孔凿岩解体时荒料的体积3.2x1x1.8立方米计算，一个垂直侧立面占整个表面积的26.8％，假设该产钻孔的“共面”系数f＝0.27（基本与三立达翡翠绿矿山开采统计相吻合），钻孔长度计算时，也按照这个比例相应地减少。“共面系数”只是一个经验系数，与矿体条件、开采方法、荒料的规格、荒料率有关，为简化计算，将其作为一个常数考虑。news.stonebuy.com　

　　（2）导爆索长度计算假设条件　　按照分离体钻孔的长度，再加上荒料解体实际需要的长度计算导爆索的使用长度。　　（3）火烧面和串珠锯切割面计算条件　　对分离体进行火烧和串珠锯锯切面积的计算与排孔凿岩的钻孔面计算相同，也按照分离体无“共面”借用。为了便于对比，在火焰或串珠锯切割与孔凿岩结合导爆索控制爆破开采是，其荒料体积也按照上面的尺寸计算，解体荒料时的共面系数也f=0.27计算。　　使用串珠锯全锯切开采时，对荒料分解和整形时，按照对荒料的六个面全部锯切，并假设荒料的一个垂直侧立面可借用分离体的面或面，荒料的其他面需要金屋藏娇后才能形成，荒料切割的“共面”系数也假设为f=0.27。　　在三立达翡翠绿花岗石矿山金刚石串珠锯全锯切开采作业中，在一年中分三次对开采的矿体毛文体积、采出的成品荒料体积，进行的湮没无闻垂直交汇孔钻凿长度、钻孔速度、串珠绳的消耗数量等数据进行了统计，每次的结果基本相同。所以在计算串珠锯全锯切开采的直接成本时，也可以利用这些实际的数据作为计算的依据。　　串珠锯配合圆盘锯式荒料切石机开采时，串珠锯锯切分离体底面，不考虑“共面”问题。虽然在圆盘锯锯切分离体的侧面和解体荒料时，荒料的一个侧立面可以与分离体水平“共用”；另一个垂直侧立面与上一个分离体水平面“共用”，但采用圆盘锯锯切开采时，是根据其对矿体分割锯缝长度计算开采成本，所以与荒料的表面面积无关。因此，在整形荒料时也无须考虑“共面”因素的影响。中国石材网－www.stonebuy.com－石材标准　　（4）动力方式　　本文介绍的凿岩动力均来自电动式空压机，并以电能消耗作为计算凿岩动力的成本。　　（5）年工作时间　　计算开采设备数量时，按照每年10个月，每月30个工作日，每个工作日单班8H生产计算。　　4、直接开采成本的内容　　直接开采成本包括了直接开采机械设备的动力消耗成本，如凿岩机、串珠锯、空压机等；如钻头、钎杆、串珠锯、导爆索等直接开采用消耗材料的成本；上述设备操作人员和直接辅助人员的工资成本，开采设备及开采辅助设备的折旧成本（根据设备不同折旧年限4～8年）。　　因为矿体条件的差异，矿山外部条件和矿山所在地域的不同，矿山彩的运输和吊装方式不同，设备使用操作的熟练程度等因素的不现。所以，本文在计算时未包括分离体位移、翻倒、荒料装运，开采设备和辅助设备的维修费，　遇及其操作人员的工资成本，开采过程中的剥离费用，矿山管理费用，工程机械的折旧费用，矿权购买，矿山前期剥离工程的投资，以及矿山基建投资的回收成本，支付地方的费用等。　　二、不同开采方法的直接开采成本计算　　（一）排孔凿岩结合导爆萦控制爆破开采　　1、开采工艺方法　　排孔凿岩结合导爆萦控制爆破是花岗石形体的传统方法，目前国内外许多矿山仍在使用这种方法开采花岗石，这种方法非常适用于劈裂性好、矿体完整的花岗石矿山。基工艺方法如下：　　（1）分离体的分离　　采用手持式凿岩机人工钻凿排孔，结合导爆索三面控制爆破的方法，将分离体从矿体上分离。　　（2）分离体的翻倒　　在挖掘机、装载机或慢动卷扬机的协助下，将分离体翻倒。　　（3）分离体的解体和整形　　仍然采用手持凿岩机人式钻凿排孔，结合导爆索控制爆破的方法，对翻倒的分离全进行解体和荒料的整形作业处理。中国石材网－www.stonebuy.com－国内石材 （4）荒料的吊运　　在挖掘机、装载机、抱杆吊、桅杆吊或慢动卷扬机的帮助下，将成品荒料位移到采面的荒料堆场，装车运出。　　2、成本计算方法和计算依据　　（1）钻孔总长度计算
　　
　　开采该分离体的钻孔长度分成两部分。第一部分钻孔是分离体的水平面和两个垂直面上钻凿的排孔；第二部分钻孔是在开采所有荒料上钻凿的排孔。
　
　　（2）钻孔时间计算　　采用18～24kg的手持式凿岩机人工钻凿“翡翠绿”花岗石的速度按照2.5m/h计算。　　
　　（3）钻孔电力消耗计算　　本计算按照电动式空压机计算凿岩动力消耗，6m3/min空压机的驱动电动机功率是40kw,3m3.min空压机的驱动电动机功率是22.8kw,电动机的实际消耗功率大约是额定驱动功率的80％。　　（4）导爆索长度计算
　
　　导爆索长度计算基本按照每个钻孔满装，并加上引线的长度的原则进行，与总钻孔长度的计算方法相同，区别在于需要在每个钻孔和每个爆破面上增加引线的长度。导爆索填放孔的长度计算也分两部分进行：第二部分是全部荒料上的排孔。计算第二部分荒料各面需要的导爆索长度时，钻孔的计算方法与前面介绍的荒料各面钻孔长度计算方法相同。　　（5）工时计算　　工时分成钻孔凿岩工时，导爆索安放和起爆工时，以及辅助工时三个部分。钻孔工时前面已经介绍；导爆索作业时间是按照作业面积和人工作业速度计算的。辅助工作时间大约是作业时间的8％。www.stonebuy.com/news　　（6）其他消耗材料　　按照总钻孔长度计算钎杆和钎头的消耗成本，花岗石用硬质合金钎头的大约是16元/个，钎杆的价格是26元/m。　　（7）设备折旧成本计算　　只计算凿岩机、空压机等矿山开采设备的投资进行设备折旧，按照5年期折旧提成回收，残值10％计算。参考矿山设计年产量和5年期间的总产量，计算出开采单位体积荒料的设备折旧成本。　　（8）直接开采成本计算　　开采每场分离体的直接开采成本包括：凿岩机钻孔电能消耗成本，导爆索消耗成本，钎杆和钎头消耗成本，凿岩机、导爆索作业工时及辅助工时成本，开采设备折旧成本。　　3、直接开采成本　　排孔凿岩结合导爆索控制爆破开采方法，分离体体积、开采荒料率和直接开采成本见表1，直接开采成本与荒料率的关系见图2. （二）火焰切割配合排孔凿岩结合控制爆破开采　　1、开采工艺方法　　火焰切割机配合排孔凿岩，结合导爆索控制爆破是目前使用最多的花岗石开采方法。　　（1）分离体的分离　　采用火焰切割机分离一个小的垂直立面，人工操作手持式凿岩机在分离体的水平底面和另一个圈套的垂直立面上钻凿排孔，结合导爆索双面控制爆破的方法，将分离体从矿体上分离。　　（2）分离体的翻倒　　在挖掘机、装载机或慢动卷扬机的协助下，将分离体翻倒。　　（3）分离体的解体和整形　　仍然采用手持凿岩机人工钻凿排孔，结合导爆索控制爆破的方法，对翻倒的分离体进行解体和荒料的整形作业处理。　　（4）荒料的吊运　　在挖掘机、装载机、抱杆吊、桅杆吊或慢动卷扬机的帮助下，将成品荒料位移到采面的荒料堆场，装车运出。　　2、成本计算方法和计算依据　　（1）钻孔总长度计算　　计算方法与前述内容相同，只是需要送去火烧面上活力的钻孔数量。也分成分离体的湮没无闻底面和一个圈套的垂直立面上钻凿的排孔统计，以及从该分离体上取得全部荒料上钻凿的排孔统计。全部荒料上的排孔计算方法与前面相同。分离体每个面上钻孔间距按照30cm计算，每块荒料面上钻孔间距按照20cm计算。钻孔布置要求与前述开采方法相同。　　（2）火烧面的成本计算　　——面积：等于面积比较小的分离体垂直侧立面。　　——作业成本：按照火烧人工费45元/m2.平均火烧效率1～1.5M2/h,柴油消耗平均47L/M2,0#柴油价格0元/L计算火烧面的成本。　　（3）分离体解体、整形钻孔时间计算　　进行分离体解体、荒料整形的钻孔时间，与前述采用排孔凿岩导爆索控制爆破时相同。　　（4）钻孔电力消耗计算　　钻孔时电动式空压机的凿岩动力消耗计算与前述内容一样。　 （5）导爆索长度计算　　导爆索长度计算方法与前述内容相同，只是在计算爆破面时，应减去的分离面。
　
　　（6）钻孔工时计算　　除了减去火烧面上省略的钻孔凿岩工时和导爆索作业工时外，其余工时内容和计算方法与前述相同。
　
　　（7）其他消耗材料　　钎头和钎杆的消耗计算与前述内容相同　　（8）设备折旧成本计算　　只计算凿岩机、空压机等矿山开采设备的投资进行设备折旧，按照6年期折旧提成回收，残佱10％计算。按照矿山设计年产量和6年期间的总产量，计算出开采单位体积荒料的设备折旧成本。　　（9）总成本计算　　开采每块分离体的直接开采成本包括：火焰切割机火烧分离体垂直成本，凿岩机钻孔电能消耗成本，导爆索消耗成本，钎杆和钎头消耗成本，凿岩机、导爆索作业工时及辅助工时成本，开采设备折旧成本。　　3、直接开采成本　　火焰切割机配合排孔凿岩结合导爆索控制爆破开采，分离体体积、开采荒料率和直接开采成本见表2，开采成本与荒料率的关系见图4.　　（三）金刚石串珠锯配合排孔凿岩结合导爆索控制爆破开采方法　　1、开采工艺方法　　串珠锯配合排孔凿岩，结合导爆索控制爆破是替代火焰切割开采花岗石的先进开采方法。　　（1）分离体的分离　　为了便于与火焰切割开采法对比，本文只介绍金刚石串珠锯切割分离体的湮没无闻底面，人工操作手持式凿岩机在分离体的另外两个垂直立面上钻凿排孔，结合导爆索双面垂直控制爆破，将分离体从矿体上分离的方法。也可以采用串珠锯切割一个垂直面。采用双面爆破将其余湮没无闻和另一个垂直面分离的方法。还可以采用串珠锯切割一个垂直面和水平底面，采用单面爆破将剩余的另一个垂直面分离的方法。如果条件允许学可以使用串珠锯将分离体与矿体连接的三个面都切割分离，然后再使用排孔凿岩结合控制爆破的方法将分离体解体的开采方法。　　（2）其他步骤　　分离体的位移和翻倒，分离体的解体和整形，荒料的吊运等工艺步骤与采用火焰切割开采法相同。　　2、成本计算方法和计算依据　　（1）分离体分离面上排孔总长度计算　　计算方法与前述内容相同，只是需要减去串珠锯锯切的水平面上省略的钻孔。分离体其他两个垂直面上的钻孔数量，钻孔间距和钻孔数量的计算也与前面火焰切割开采方法相同。　　（2）串珠锯切割面的成本计算　　串珠锯的切割面积等于分离体的水平底面面积，其切割作业成本包括直径30mm交汇孔的钻凿成本、串珠锯的切割水平面的成本。中国石材网-www.stonebuy.com-花岗石　　a、径60mm大孔经凿岩机的钻凿成本：主要计算空压机的耗电成本，凿岩人工费用，直径60mm钻孔用凿岩机的钻头和钻杆的消耗本。直径60mm钻孔使用专用的大孔径定位凿岩机，只需保证充足的气压和供气量即可满足钻凿翡翠绿花岗石的要求。其耗气量等于12～15M3/min，所以需要使用2台6M3/min和1台3M3/min空压机并联才能满足使用要求。3台空压机的电机功率等于103KW，实际耗电功率为总驱动功率的80％。　　b、串珠锯切割成本：包括串珠绳消耗、串珠锯电费消耗和操作者人工费用。当串珠绳驱动飞轮的平均工作电流为42A时，串珠锯的实际消耗功率大约等于其主电机额定功率的52％。　　（3）其他计算

　　像分离体分离、解体、整形的钻孔时间计算，分离体分离、解体、整形钻孔电力消耗计算，导爆索长度和布置导爆索的工时计算，分离体及荒料钻孔分离消耗的钎头和钎杆的消耗计算的内容、计算方法与采用火焰切割法时相同。　　（4）设备折旧成本计算　　根据串珠锯、大孔径凿岩机及其辅具的总投资，按照6.5年期折旧提成回收，残值10％计算。按照矿山设计年产量和6.5年期间的总产量，计算出开采单位体积荒料的设备折旧成本。　　3、直接开采成本　　串珠锯配合排孔凿岩结合导爆索控制爆破开采，分享体体积、开采荒料率和直接开采成本见表3，开采成本与荒料率的关系见图6.


《廖原时》
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