花岗石矿资源开发阶段

一、 地 质 勘 查

　　全国矿产储量委员会于1990年颁发《饰面石材矿地质勘探暂行规定》(储发1990字第113号)，其中对花岗石类饰面石材的地质勘探要求如下。

(一)  勘 探 类 型

　　花岗石(包括各类岩浆岩及部分变质岩)饰面石材矿床勘探类型划分如下。

　　(1)Ⅰ勘探类型矿床  矿体长度大于1 000m，形态简单，品种单一或主要品种分布规则，不含或少含析离体、捕虏体、混杂斑团、后期脉岩，构造简单，节理裂隙发育情况简单。属于此类型矿床有湖南华容弹子山花岗石矿。

　　(2)Ⅱ勘探类型矿床  矿体长度500～1 000m，形态较简单，主要品种不甚规则，含较少不连续夹石，含较少析离体、捕虏体、混杂斑团、后期脉岩，构造简单，节理裂隙发育情况简单。属于此类型矿床有吉林磐石和平屯花岗石矿。

　　(3)Ⅲ勘探类型矿床  矿体长200～500m，形态较复杂或主要品种分布不规则，或含较多不连续夹石，含较多析离体、捕虏体、混杂斑团、后期岩脉，构造较复杂，节理裂隙发展情况较复杂，属于此类型矿床有福建漳浦山边花岗石矿。

(二) 勘探研究程度的要求

   
　　花岗石矿床的勘探，应在区域调查、矿产普查的基础上选择条件较好的矿床(矿区)进行勘探。

　　1．区域地质研究

　　研究区域所属大地构造位置，区域内地层、岩浆岩和变质岩的特征及其分布，区域地质构造，矿层(矿体)赋存层位或岩浆岩期次和相带，矿床(矿区)所处区域地质构造的位置、成矿及控矿因素，花岗石矿及其他矿产在区域内的分布等。

　　
　　2．矿床(矿区)地质研究

　　对花岗石类饰面石材矿体应研究其岩浆岩种类、期次和岩浆岩相带；研究矿体的数量、空间分布，各矿体的形态、厚度、延展情况及其变化规律。

　　研究矿石品种、赋存情况、变化情况，矿石的矿物性质、物理性质。

　　研究矿体中的夹石、节理裂隙、析离体、残留体、色斑色线等对荒料块度，荒料率的影响。研究并控制矿区内影响和破坏矿体的各种不利因素。

　　花岗石矿床地质研究程度应与所探求的储量级别相一致。对于不同建设规模的矿山要求勘探的各级储量比例见表4.24.9。

表4.24.9不同建设规模的矿山要求勘探的各级储量表

　　3．矿石加工技术性能研究

　　
　　应测试研究的技术性能，一般包括矿石在锯、磨、抛光、切等方面的技术性能及光泽度、板材率。

　　4．矿山开采技术条件研究

　　
　　应研究矿区水文条件、工程地质条件、地震地质、共生伴生矿产的综合勘探、综合评价。

(三) 勘查手段与网度

　　勘探手段应尽可能利用地表探矿工程(主要是槽探、剥土工程和浅钻)对矿体进行系统揭露和研究；钻探的矿心采取率按连续5m计算不低于80%，岩心采取率不低于70%。凡具备物探前提条件的矿区，应进行物探，还可以通过试采作必要的补充。

　　各勘探类型矿床的勘探工程间距见表4.24.10。

表4.24.10各勘探类型饰面石材矿床的勘探工程间距

(四) 工业指标要求

　　荒料与荒料率：对于年产3 000m³以上荒料的矿山，荒料一般划分三类：Ⅰ类大于或等于3m³；Ⅱ类大于或等于1m³；Ⅲ类大于或等于0.5m³。荒料边长不小于0.5m，中档以下荒料块度大于1m³。中档花岗石的荒料率不小于20％，高档可相应降低，一般石材荒料率可相应提高。

　　板材率：中档花岗石荒料每m³加工成板材不小于18m²。

　　矿山开采一般要求矿体可采厚度不小于3m；夹石剔除厚度不小于2m；最低开采标高不低于矿区当地侵蚀基准面；露天采场最终边坡角一般为50°～90°，松散状岩体边坡角一般不大于45°；露天采矿场最小底盘宽度一般不小于30～40m；剥采比视矿床开发总经济效益而定。

二、 花岗石的矿山开采

　　花岗石的矿山开采的基本要求和特点，在于从矿体中采出满足一定规格要求且无裂隙的完整块石——荒料。开采工作面的布置，开拓运输方式的选择，要充分考虑矿体的层理、节理、裂隙，尽量避免它们对开采的不利影响，确保大块荒料的采出。

(一) 开 采 方 法

　　花岗石矿山开采，首先要根据资源条件和市场需求情况来选择首采区，确定开采境界，矿山生产规模、矿山工作制度等。在综合分析自然环境、经济技术条件的基础上开展矿山开采。采矿过程可分为开拓运输、剥离和采矿。

　　1．开拓运输和装载

　　开拓运输的任务是开辟矿山工业场区到采场内各工作台阶之间的运输通路及到废石场的运输通路。花岗石露天矿常用开拓运输方式有：

　　1)公路开拓汽车运输，这种方式灵活机动，能充分发挥装载设备的效率，是广泛采用的方式。

　　2)无沟开拓桅杆起重机吊运，这种方法无需开掘从地表至开采台阶的运输沟道，而直接由桅杆起重机装入运输设备。这种方法工程量小，投资少，但受桅杆起重机能力和工作范围的限制，灵活性差。

　　此外，还有斜坡卷扬机道开拓台车运输、公路汽车与桅杆起重机联合开拓运输等方式。

　　将荒料装上运输设备的装载设备有固定式和移运式两类。桅杆式起重机属固定式，这类设备起重高度大、起重量大，兼有装载和运输功能；履带式起重机和轮胎式起重机为移动式装载设备，这类设备机动灵活，但起重高度、起重量较小，不适于大规格荒料的装载。矿山废石的运输常用人工推车、前装机、推土机、起重机、汽车等设备。

　　2．开采

　　被采矿山要剥离表面覆盖层、风化层、夹层、围岩及破碎且没有开采价值的部分矿石。

　　花岗石采矿基本工序是分离、分割及整形。

　　1)分离工序常用的方法有劈裂分离、凿岩爆破分离、火焰切割分离及联合分离。

　　劈裂分离：可将若干铁楔按一定间距直接打入岩体，使岩体按需要产生裂隙。这种方法适用于规模较小的矿山，成本低，但效率也低。另一种方法是钻眼膨胀剂分离，用水调合好膨胀剂，灌入已钻好的排眼，利用膨胀剂水化作用产生的膨胀力将岩体胀裂，这种方法简单、安全，但效率低。

　　火焰切割分离：由火焰切割机喷嘴喷出高速火焰，加热冲击岩石，由于岩石中不同矿物对热反应特性不同，因此产生爆裂剥落，逐步形成分离沟槽。该法仅适用于石英含量高、热容量小、导热性差的岩石，如花岗岩、闪长岩、正长岩等。

　　凿岩爆破分离：由凿岩机在岩体上打好排眼，根据需要装入爆破材料(目前使用的有黑火药、燃烧剂、导爆索)，进行控制爆破，该法效率高、应用广，但使用中应严格控制爆破力避免产生有害裂纹。

　　2)分割工序：将以从岩体上分离的条石用顶石机(或顶石包)翻倒，然后视裂隙规律及荒料规格，用劈裂法将条石分割成所需荒料。

　　3)整形工序：已分割好的荒料，凡不符合要求的，需要整形。常用手锤打钎法或整形机去掉荒料多余的部分，使其平整、边角整齐。

(二) 技术要求

　　一般条件下，生产剥采比在0.3左右时，花岗石矿的最低经济荒料率为15%～25%。

　　(1) 采矿场台阶高度采用移动式起重机时，台阶高度4～6m；采用小型桅杆式起重机，台阶高度小于或等于14m；大型桅杆式起重机，台阶高度小于或等于62m。

　　分台阶坡面角一般为90°，最终坡面角视岩石稳定情况确定。
　　(2)条石宽度视开采设备性能、荒料规格及裂隙情况确定，一般为1～3m。
　　(3)工作面长度人工开采一般为5～15m；火焰切割机开采一般为15～20m。

　　最小工作平台宽度：一般为20～25m。

三、 花岗石加工技术

　　花岗石属高硬度石材，较难加工。近10几年来由于人造金刚石工具的普遍应用，因此花岗石加工业才蓬勃发展起来，形成了专用的技术设备。

(一) 加工方法及常用设备

　　花岗石加工的基本方法有：锯割加工、研磨抛光、切断加工、凿切加工、烧毛加工、辅助加工及检验修补。

　　1)锯割加工是用锯石机将花岗石荒料锯割成毛板(一般厚度为20mm或10mm)，或条状、块状等形状的半成品。该工序属粗加工工序，该工序对荒料的板材率、板材质量、企业的经济效益有重大影响。锯割加工常用设备有花岗石专用的框架式大型自动加砂砂锯；多刀片双向切机；多刀片电脑控制花岗石切机和花岗石圆盘锯石机等。

　　2)研磨抛光的目的是将锯好的毛板进一步加工，使其厚度、平整度、光泽度达到要求。该工序需要通过几个步骤完成，首先要粗磨校平，然后逐步经过半细磨、细磨、精磨及抛光，使花岗石原有的颜色、花纹和光泽充分显示出来，取得最佳装饰效果。常用设备有：自动多头连续研磨机、金刚石校平机、桥式磨机、圆盘磨机、逆转式粗磨机、手扶磨机。

　　3)切断加工是用切机将毛板或抛光板按所需规格尺寸进行定形切断加工。切断加工常用设备有纵向多锯片切机、横向切机、桥式切机、悬臂式切机、手摇切机等。

　　4)凿切加工是传统的加工方法，通过楔裂、凿打、劈剁、整修、打磨等办法将毛胚加工成所需产品，其表面可以是岩礁面、网纹面、锤纹面或光面。常用手工工具加工，如锤、剁斧、錾子、凿子。有些加工过程可采用劈石机、刨石机、自动锤凿机、自动喷砂机等。

　　5)烧毛加工又称喷烧加工，是利用组成花岗石的不同矿物颗粒热胀系数的差异，用火焰喷烧使其表面部分颗粒热胀松动脱落，形成起伏有序的粗饰花纹。这种粗面花岗石板材适用于防滑地面和室外墙面装饰。常用设备有花岗石自动烧毛机。

　　6)辅助加工，是将已切齐、磨光的石材按需要磨边、倒角、开孔洞、钻眼、铣槽、铣边等。常用设备有自动磨边倒角机、仿形铣机、薄壁钻孔机、手持金刚石圆锯、手持磨光抛光机等。

　　7)检验修补，天然花岗石难免有裂隙、孔眼，加工过程也可能产生小的缺陷，通过清洗检验吹干，正品入库，缺陷不严重的可以粘接、修补减少废品率。这一工序通常是手工作业，在先进的加工线上采用自动连续吹洗修补风干机。

(二) 加 工 工 艺

　　花岗石加工主要有四类生产线：标准板生产线、薄板生产线、粗面装饰板生产线、异型板生产线。

　　1．花岗石标准板加工工艺流程

　　使用起重机将荒料装上荒料车，由摆渡车送至框架式砂锯工作位置锯割成毛板，再送往研磨、抛光、切断等工序加工成光板，最后经检验包装入库。具体流程如下：

荒料吊装→锯割→冲洗检验→粗磨→细磨→精磨→抛光→切断修补→检验包装

　　2．花岗石薄板加工工艺流程

　　
　　花岗石薄板加工是自动加工流水线，各工序之间由滚道、卸料机、翻板机相连。其流程如下：

荒料吊装→锯割成薄板→截头→研磨抛光→切断→磨边、倒角、铣槽修补、清洗、干燥→检验包装

　　3．花岗石粗面装饰板加工工艺流程

　　
　　将花岗石半成品毛板通过滚道送自动凿毛机(按所需花纹粗细选定刀头)，刀头按预定的轨迹凿出各种所需要的粗饰花纹。若需烧毛板，则将毛板送自动烧毛机加工。流程如下：

　　半成品毛板→凿毛或烧毛→切断→检验包装

　　4．异形板加工工艺流程

　　
　　按用户对花岗石板材形状、规格的特殊要求，设计制出模板，如圆形、椭圆形桌面，椭圆孔卫生间台板、花窗棱等，再用仿型铣机按模板形状(或微机预置程序)在半成品板材上加工出所需形状。流程如下：
　　半成品板材→切边→异形铣切→钻孔→磨边倒角→检验包装