[發明專利]礦山石料仿形開采方法及其專用設備

有效

• 申請號: 200810071248.1
• 申請日: 2008-06-20
• 公開（公告）號: CN101294494A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 林天華
• 申請（專利權）人: 林天華
• 主分類號: E21C41/30
• 分類號: E21C41/30;E21C47/10;B28D1/04
• 代理公司: 福州智理專利代理有限公司
• 代理人: 林捷華

技術領域：

本發明屬于石料開采和加工領域，特別涉及一種直接在礦山石礦上開采出具有一仿形石料粗坯的方法，以及專用于該仿形開采的切割設備。

背景技術：

現有平面仿形設備主要用于工藝品的半浮雕刻和線切割上。如專利號200620152921.0，名為“一種簡易半浮雕仿形機”，該仿形機包括有固定在工作臺上的靜導軌、平衡塊、滾輪、動導軌、絲杠、主軸、電機、刻刀及跟蹤；所述的靜導軌上設有與之配合的動導軌，動導軌的兩端設有滾輪，兩動導軌之間設有主軸和絲杠，驅動電機、刻刀和跟蹤頭三者為一整體安裝在主軸上。刻仿形機為半自動化機械加工設備，用于半浮雕工藝品制作，具有加工速度快，成品一致性好，可提高生產效率和減輕人工勞動強度；但該仿形機雕刻的深度有限，只適應于薄板材平面的雕刻，雕刻時模型和工件均平放在工作臺面，占用較大的臺面空間。

再如專利號：200520077969.5，名為“龍門仿形切割機”，公開了一種用于切割金屬材料的龍門仿形切割機，該切割機的工作臺位于導軸之間，龍門行走架位于導軌上面，龍門行走架的橫梁內連接有滑動機構，滑動機構連接有吊軸，吊軸的中部與仿形桿的一端相連，仿形桿的另一端與零件樣板相連，吊軸的下端與支承臂的一端活動相連，支承臂的另一端有上方端和下方端，上方端連接有磁力電動機，磁力電動機與零件樣板的邊緣相接觸，下方端連接有切割機構。結構簡單，容易操作，勞動強度小，生產效率高。能保證被加工零件的斷面垂直度，可利用下角料鋼板生產零件，適用大批量復雜形狀零件的生產。該機是一種火焰線切割設備，同樣存在切割深度的限制，火焰只能在平面上行走，以及樣板與工件同臺放置，占用工作臺面的缺陷。

中國石材礦藏豐富，品質多樣，運用場合廣泛，但傳統仿形機無法滿足石料的仿形需要。現有仿形石雕基本還是人工鑿出，雖然采用了較為先進的各種電動工具，但勞動強度大、生產效率依然很低，其方法包括：原料開采：預先要在礦山上開采大于工件的原料石；運輸：將原料石輸送至加工場，由于礦山地處偏僻山區，吊裝和運輸大型石料十分不便，受到地形路況、以及交通設施的限制；雕刻：需層層開鑿至與設計要求相吻合的粗坯，再利用打磨工具進行磨光直至滿足設計要求；負面效應：傳統原料石的開采浪費資源、加工場雕鑿產生大量碎石的清理，費時費工。如何解決大型石料的仿形開采即成為本發明研究的對象。

發明內容：

本發明的目的是發明一種可在礦山上直接開采出仿形石料粗坯的方法，以及適用于該方法的設備。

本發明技術方案是這樣實現的：一種礦山石料仿形開采方法，其特征是包括以下步驟：礦山平整、架設軌道、在軌道安放仿形切割設備、根據靠模仿形切割、按工件最大口徑將仿形石坯三面切割脫離礦床、將單面仿形石坯翻轉一角度、對另一面再行仿形切割、表面處理即得仿形石坯。其中：

礦山平整：是指選擇具有開采品質的礦山，對礦山表面植被進行清理，并將風化石頭表面去除，直至水平面相對平整；

架設軌道：在平整后的礦山平面上安裝兩平行的軌道，按切割設備軌道輪的寬度調節兩軌道的平行度，并調整軌道的水平度；

安裝切割設備：專用切割設備為水平面橫向或縱向固定有靠模的礦山采石切割鋸機，在兩平行軌道上安裝該切割鋸機；

仿形切割：切割鋸機對礦山進行水平面的直線切割，鋸出的每一道道石縫垂直深度是根據靠模的曲線進行。該仿形切割還包括將一道道石縫間余留的石壁先行人工打掉，而后再由切割設備按橫向或縱向靠模的曲線在原石縫間隙的石壁位置上進一步切割，達到表面粗打磨的效果。

仿形石坯：單面完成仿形的石料，三面依然與礦山連結，需按工件最大口徑將三面切割使其脫離礦床，將石料翻轉一角度，對該面再行仿形切割，直至表面符合設計要求。石料翻轉角度一般為180°、120°或90°之擇一角度，也即雙面仿形切割、三面仿形切割或者四面仿形切割，可得到仿形石料粗坯。

滿足上述方法的礦山石料仿形開采設備，包括可行走于固定在礦山表面軌道上的行走框架、行走框架上設有兩垂直于礦山表面軌道的副軌道、副軌道上安放有可在其上行走的支撐架、支撐架上設有豎軌、升降鋸機安裝在豎軌上，升降鋸機在動力驅動下能做上下移動，其特征是至少與副軌道平行方向上設有一橫向靠模，該橫向靠模固定在行走框架外側，一高度傳感桿固定在升降鋸機上，其一端懸在橫向靠模的上方，傳感桿跟隨升降鋸機下行可感應到橫向靠模邊沿曲線位置，以此作為升降鋸機下降的限位信號。