[發明專利]一種鉆孔注膠式開采加工裂隙石料的方法

有效

• 申請號: 201310003032.2
• 申請日: 2013-01-04
• 公開（公告）號: CN103061769A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 劉建平;張保平
• 申請（專利權）人: 劉建平
• 主分類號: E21C47/10
• 分類號: E21C47/10
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 郭海燕

技術領域

本發明屬于石材及其礦山開采領域，具體涉及一種鉆孔注膠式開采加工裂隙石料的方法。

背景技術

目前，在石材及其礦山開采領域，對大理石、花崗石和砂巖等非金屬礦物的開采，已從打排孔并用炸藥轟爆的方式逐步轉向打排孔而用膨脹劑靜態爆破的方式。為進一步提高礦山開采的成荒率，采用礦山圓盤鋸與串珠繩鋸切開采的方式也在逐步推廣。但在礦山巖體已存在較多裂隙的情況下，不管用什么方法進行開采，其成荒率不足30％的現實必然要形成大量碎石堆積的問題。如何有效地利用建筑裝飾用石材，尤其是如何利用我國較多的硅質玉的問題，已引起石材及相關行業的高度重視。人造大理石與人造石英石雖然能對礦山開采的碎石有所利用，但其生產中還要對碎石進一步破碎而成設定的粒度，并用較多的粘結劑進行其異構聚合的荒料或薄板成型。現行的兩大類合成石雖然通過多個攪拌機配色與轉向布料工藝能夠產生較好的觀感，但對保持天然礦物的原有結構及改善環境屬性方面可以說還相差甚遠。中國專利膠結愈合裂隙石材的生產方法（ZL201110155365.8）采用分切厚板、膠液除覆、真空抽放等工序，利用真空力與激振力對薄板進行膠液滲透而使其裂隙板材膠結愈合，但其-0.1Mpa的真空度產生的作用力不能形成較大的滲透力。

甘肅的敦煌玉等硅質玉礦山開發以來，雖然用串珠繩鋸進行切割開采提高了成荒率，但在硅質礦體自身就存在較多節理裂隙的條件下仍使其成荒率及玉石建材加工中的成材率很低。不論是硅質的石英巖玉、還是鈣質的大理石，即使其不存在明顯的裂隙，但微觀地看，它是一種粒狀組合且顆粒之間存在眾多微隙及微孔的礦物。在礦山開采及石料的鋸切前，設法將高分子聚合物滲入到其微隙之中，才能以原構聚合方式克服其脆性，并由這種較高層次的合成技術使得較珍貴的礦山資源能夠有效地利用及創造較高的價值。

發明內容

本發明主要針對硅質玉、閃石、花崗石、石英石、疊層石、蛇紋玉和大理石等礦物開采難度大與成材率較低的問題，提供一種開采簡單、成材率高的鉆孔注膠式開采加工裂隙石料的方法。

本發明為實現上述目的而采取的技術方案為：

一種鉆孔注膠式開采加工裂隙石料的方法，采用高分子膠液與注膠裝置，利用深孔進行強壓注膠，并用20-100MPa的壓強對石料進行脹裂，經鉆孔刻槽工序、設置膠嘴工序、高分子膠液配置工序、表面填縫工序、強壓注膠工序和表面滲膠工序完成節理裂隙巖石的膠結愈合及注膠脹裂；

所述的鉆孔刻槽工序是在裂隙巖石的垂直與水平兩個方向分別用鑿巖機鉆出直徑為30-80mm且相互間距為200-1000mm的沿直線排列的若干個深孔，并用刻槽工具對深孔分別進行對稱V型的深度為5-10mm的刻槽；

所述的設置膠嘴工序是將若干個注膠嘴分別粘結并緊固于各深孔孔口位置，并用高壓膠管分別聯接于注膠裝置，或用絕緣導線將各深孔中的電加熱器與交流調壓器連接；

所述的高分子膠液配制工序是用環氧樹脂或不飽和樹脂或甲基丙烯酸甲酯分別與固化劑、促進劑、偶聯劑和稀釋劑按100：1-100：0-1：1-3:20-100的質量比混合，或是將水性環氧樹脂、水性環氧固化劑、水按1：1-1.5:1-5質量比混合；

所述的表面填縫工序是用高分子膠液對0.1mm以上寬度的縫隙進行填充封閉；

所述的強壓注膠工序是用注膠裝置在10-60min的時間內將高分子膠液壓強逐漸增大至100MPa，通過深孔完成前期滲膠與后期脹裂的過程，或用交流調壓器在5-60min時間內將工頻電壓增大至220V，利用電加熱器將深孔中的高分子膠液加熱膨脹并產生氣體而增大至100MPa壓強；

所述的表面滲膠工序是用脹裂后散流的高分子膠液對石料的外表面進行涂刷封閉而成聚合石料。

其中所述的強壓注膠是用注膠裝置及注膠嘴，將最大壓強為20-100MPa的高分子膠液注入若干個深孔中同步進行強力滲膠及脹裂，或者是用交流調壓器與若干只分別穿插于深孔中的電加熱器，同步產生400-800℃的高溫，利用高分子膠液及其氣體的膨脹力對巖石節理進行強力滲膠及脹裂。

本發明對節理裂隙石料可以采用30MPa以下的壓強進行強力滲膠，在鉆孔工序中不必進行刻槽，僅用深孔注膠方式實現其原構聚合。