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石材锯切开采
quarrying by sawing and cutting

   用机械锯、劈楔和爆破等手段，将岩石切割成一定形状和块度，并从岩体上分离下来的方法。所采岩石用作土木建筑工程的砌体和饰面装修材料的荒料。石材用于土木建筑工程已有数千年的历史，埃及的金字塔，中国北京故宫的基础、阶石和栏杆，明陵的石牌坊等，都是用各种大小不等的石块砌筑雕琢而成。但形成完整的石材工业体系，则仅有百余年历史。近代各种新兴建筑材料（如水泥等），在很大范围内代替了石材，但一些永久性建筑物、重要的公共和社会活动建筑物中，仍需用大量天然石材作装修材料和墙体材料。如中国的云花、汉白玉、丹东绿、杭灰，意大利的西纳金黄大理石，非洲蓝色花岗石等，都是国际市场上的畅销品，其需要量不断增长。
   可做结构或饰面材料的岩浆岩有花岗岩、安山岩、粗面岩和辉绿岩等；沉积岩有石灰岩、白云岩、凝灰岩、粘土岩、砂岩和页岩；变质岩有大理岩、板岩等。中国一些著名的饰面石材岩种见附表[]。
   绝大部分石材均系露天开采，剥离工程量不大。矿床开拓方式以无沟开拓为主。回采工序包括分离、分解、修整、起重装车。把几十至几百立方米的大块岩石，从岩体上分离下来，将大块分解成方整的小块荒料，并修理整形，起重装车。石材回采工艺的显著特点，是充分利用岩石的构造特征。如沉积岩主要是层理构造和缝合线构造及裂隙；岩浆岩则是节理、流面、流线和流纹构造；变质岩中的片理构造和块状构造等。降低石材生产成本的关键是保证石材质量、提高板材成材率、减少机械工作量和提高回采效率。工作面的布置多平行于裂隙或节理的走向；回采层高度主要按层理或裂隙间距来确定。石材回采方法有劈楔法、爆破法、排钻法、机械锯切法、火焰切割法及其联合的方法。
   劈楔法  沿岩石构造面打进金属楔，或用凿岩机打楔眼，用油压劈裂机打楔，撑裂岩石，将一定体积的岩石从岩体上分离下来，再劈分成较小的规整荒料。
   爆破法  用于岩石的分离工序，分离后用锯切法分解和修整岩石。爆破法分普通爆破、预裂爆破与无声爆破。普通爆破分离岩石的水平面积可从数百到两千平方米,效率高于劈楔法,但常发生岩石过度破碎和暗伤（显微裂纹）,块材成品率只占爆破体积的25～35％,板材仅占5％，而且石材强度降低,严重时可降至原强度的一半。预裂爆破对此有所改善70年代已广泛应用无声爆破,破碎剂与水混合后装入事先打好的密集炮眼中，靠混合液体积膨胀，使岩石裂开。此种破碎剂价格较炸药低50％，安全无声，岩石不受振动损伤。爆破法和劈楔法只适用于具有构造面的岩石。
   排钻法  用凿岩机穿凿小孔径(40mm以下)的密集钻眼分离岩石。此法要求钻眼穿凿方向一致，并严格平行。适用于岩石具有水平构造面（层理）的条件，只需钻凿垂直钻眼即可切断岩石。排钻法常与劈楔法或爆破法配合使用，或用于岩石的分解。由于凿岩工作量大，能耗多，一般用于花岗岩、玄武岩等难于机械锯切的坚硬岩石。
   机械锯切法  用各种机械锯直接锯切岩石，使之从母岩上分离。所用机械锯有链锯、圆盘锯或圆环锯等几种。圆盘锯和钢丝绳锯主要用于回采方整的墙体材料，链锯和钢丝绳锯主要用于回采饰面石材。机械锯只适于回采硬度较低的大理岩、石灰岩、凝灰岩等沉积岩和变质岩类岩石。其中链锯和圆盘锯对硬结核适应能力较差，一般用于压强小于 12kN/cm、石英含量不大于5％的岩石。钢丝绳锯的适应能力较强，设备结构简单，重量轻，沿工作面移动方便灵活，使用较普遍。
   链锯  用截盘转动机构，进行水平和垂直切割。需在轨道上行走，方可保持平稳，工作面呈台阶形，高度和宽度均取决于截盘尺寸，一般为2～3m,工作面长度为100～150m。用链锯切割大理岩时，如切缝深2m,纯切割速度达35～75mm/min。链锯不能垂直切割，在只有2～3个裸露面的情况下，需和爆破、排钻、劈楔等方法结合。最理想的方法是用链锯垂直层理面切割，用劈楔法沿层理面分离。
   圆盘锯  在苏联应用最普遍，传动轴在锯盘中心时锯切深度为锯盘直径的35～40％，用齿轮传动锯环时为70％。主要用于锯切块度较小的墙体材料，即在采石场直接锯成砌块。
   钢丝绳锯  约于1895年首创于意大利，目前各国已普遍采用用驱动卷筒带动直径为3.5～5mm长约1000～2000m的无极三股钢丝绳,经若干导向轮和工作立柱通向锯切工作面，在拟定的锯切面上加入水和磨料，一般为天然石英砂或碳化硅砂，磨料在钢丝绳带动下磨削岩石，逐渐形成锯口，最终将岩石锯开（见图[钢丝绳锯布置示意图]）。钢丝绳运行速度一般为8～10m/s，最高可达14m/s。锯切面长为20m的大理岩时，锯切效率为0.8～1m/h。钢丝绳锯可垂直或水平锯切，在工作立柱配备有钻孔装置时，可单独完成工作面的准备和分离锯切工作。
   回采台阶高度主要取决于起重设备的类型，用移动式起重机时一般为5～10m，用固定塔式起重机时一般可达10m以上。大型设备能节省开拓准备工程量,使台阶高度有加大的趋势。一次锯切的分台阶高度主要决定于立柱及其钻孔装置的规格,一般为2～3m。钢丝绳锯的缺点是锯切压力不大，近来采用振动钢丝绳锯，生产能力可比稳定传动的提高32～40％。意大利、苏联已开始应用金刚石钢丝绳锯。
   火焰切割法  用火焰喷射器的火焰烧灼岩石，形成切割面以分割岩石，仅用于回采含石英矿物较多的岩石，只能垂直切割，切割沟损失较大，在有三个自由面的情况下，一般最多切割两个面，最好只切割一个面，另外两个面用爆破或劈楔法分离。用火焰切割的面应选在最难于分割的“截面”和“涩面”上。生产过程中噪声高达120dB，对环境和工人危害较大，很少采用。