一种岩石线锯开采方法与流程

本发明涉及线据掘进方法领域，尤其是涉及一种岩石线锯开采方法。

背景技术：

1、在隧道开挖方面，当前各种交通隧道的开挖施工仍然主要采用的是凿眼放炮的方式进行，特别是对于长度较短岩石较硬的山岭隧道开挖，凿眼放炮几乎是目前唯一可行的掘进方式。但是随着社会发展进步，人们对生命健康和人身安全的期望越来越高，由炸药和雷管爆破进行施工的开挖方式越来越不适应经济社会发展的需求。同时对于瓦斯隧道的开挖，炸药爆破施工潜在的安全风险。因此开发一种更加安全环保、高效节能、适应性强的隧道开挖设备势在必行。

2、在石材开采方面，由于环境保护要求越来越高，先前露天粗放式的石材矿山越来越难以经营。相较于露天大砍大伐的开采方式，对石材矿山采取暗挖进洞，同时进行洞挖开采的经营模式越来越被人重视。但是由于石材洞采技术的落后和相应洞采机械设备研发的滞后，严重制约了当前洞采行业的发展，开发一种新型环保、操作方便、过程简单的洞采设备势在必行。

3、在实际工程施工中，有大量隧道岩层硬度高，整体性较好。与爆破法相比，tbm(旋转式挖掘机)挖掘具有施工速度快、安全性高、污染问题少等优点。然而，tbm常用于长大隧道的掘进，在中小型隧道挖掘工程难度较大。tbm将岩石切削成碎渣，消耗大量能源，且存在无法再利用石料的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种岩石线锯开采方法，以解决现有技术中挖掘工程难度较大，无法再利用石料的问题，本发明的岩石线锯开采方法具有速度快、无震动、零爆破等优势，不仅可以用于隧道开挖方面，也可以用于石材开采方面。

2、本发明提供的一种岩石线锯开采方法，包括以下步骤：

3、(a)钻杆架设，在岩石的目标表面上沿着切割区域的周围布置多个相平行设置的钻杆，将线锯链逐一套至多个钻杆的端头上并将线锯链与线据机驱动连接；

4、(b)钻孔和环向切割，多个所述钻杆带动线锯链沿隧道轴线方向同步向前掘进，使线锯链沿着所述切割区域轮廓线切割形成环向切割缝，所述环向切割缝内侧的岩体与山体岩层分割后形成岩芯块体；

5、(c)岩芯块体背后切割，多根所述钻杆依次逐一拔出，利用线锯链将岩芯块体背后与山体岩层的连接部分逐渐切割，随着连接部分面积的减小，最终使岩芯块体与山体岩层相分离。

6、作为本发明的一个优选方案，所述钻杆设置有第一钻杆和第二钻杆，所述第一钻杆至少设置有两个，所述第二钻杆至少设置有一个，所述第一钻杆和第二钻杆沿着所述切割区域的周围布置。

7、作为本发明的一个优选方案，所述第一钻杆包括第一钻头、第一驱动机构、线绳驱动轮(12)和第一杆体，所述第一驱动机构设置于所述第一杆体内，所述线锯链绕于所述线绳驱动轮(12)上，所述线绳驱动轮(12)和所述第一钻头同轴可转动连接于所述第一杆体的头部并与所述第一驱动机构连接，所述第一钻头位于所述线绳驱动轮(12)的前方，所述第一驱动机构用于驱动所述线绳驱动轮(12)和所述第一钻头绕所述第一杆体的轴线回转。

8、作为本发明的一个优选方案，所述第二钻杆包括第二钻头、第二驱动机构、第一绕线滑轮、第二绕线滑轮及第二杆体，所述第二钻头可转动连接于所述第二钻杆的头部，所述第二驱动机构设置于所述第二杆体内部，所述第二驱动机构与所述第二钻头连接并用于驱动所述第二钻头绕所述第二杆体的轴线回转，所述第一绕线滑轮和第二绕线滑轮均设置于所述第二杆体的头部，所述线锯链的第一端绕于所述第一绕线滑轮上，且第二端绕过多个所述第二钻杆后绕至所述第二绕线滑轮上，在所述第二杆体内设置有沿其轴向设置的穿线通道，所述线锯链的第一端和第二端分别从所述穿线通道延伸至所述第二钻杆的尾端并与所述第二钻杆后方的线锯机驱动连接。

9、作为本发明的一个优选方案，所述第一绕线滑轮与所述第二杆体固定连接，所述第二绕线滑轮与所述第二杆体可滑动连接，所述线锯链绕过所述第一绕线滑轮的第一端与绕过所述第二绕线滑轮的第二端之间的夹角随着所述第二绕线滑轮的滑动而改变。

10、作为本发明的一个优选方案，在所述第二杆体的头部设置有条形孔，所述条形孔绕所述第二杆体的周向设置，在所述第二杆体内部对应所述条形孔处设置有封孔挡板，所述封孔挡板上设置有供所述线锯链穿过的细孔，所述封孔挡板贴靠于所述第二杆体内壁并与所述第二杆体可滑动连接。

11、作为本发明的一个优选方案，在步骤(c)中，先拔出距离第二钻杆最远点的第一钻杆并逐渐向第二钻杆靠近逐一拔出第一钻杆，且避免隔孔跳杆拔出，以保证第二钻杆的两侧同时至少有一个第一钻杆。

12、作为本发明的一个优选方案，在步骤(c)中，当拔出一根所述第一钻杆后，随着线锯链对岩芯块体背面的不断切割，所述线锯机不断回收释放在外的线锯链，使所述线锯机释放在外的线锯链长度会不断缩短，当释放的线锯链长度不再减小时，开始拔出下一根所述第一钻杆。

13、作为本发明的一个优选方案，所述线锯链的第一端与第二端相连接形成环形结构，所述线锯链上固结有金刚砂。

14、作为本发明的一个优选方案，在所述步骤(a)前还包括施工准备，将切割断面划分为多个切割区域。

15、与现有技术相比，本发明有以下积极效果：

16、本发明提供的岩石线锯开采方法，包括以下步骤：(a)钻杆架设，(b)钻孔和环向切割，(c)岩芯块体41背后切割，通过上述步骤即可将岩芯块体41从山体岩层上切割下来。本发明的岩石线锯开采方法具有速度快、无震动、零爆破等优势，不仅可以用于隧道开挖方面，也可以用于石材开采方面。在用于隧道开挖方面时不但为高瓦斯硬岩隧道的非爆破开挖提供了一种可能，也为实现普通硬岩隧道彻底抛弃传统炸药爆破开挖提供了一种可能。同时由于对岩石进行整体切割，以及对石料进行保护性开采施工，在隧道的掘进施工过程中可以在挖掘隧道的同时将完整性好的岩石切割和利用起来，达到废物利用的目的，实现巨大的经济效益。在用于传统石料开采行业时，可以改变现有线锯机施工步骤复杂和开采速度慢的现状，极大提高石材场产能。还可以提高隧道式石材开采速度，改变原有石材场大多只能露天开采的局限性，增加石材的来源，将原本埋藏在山体深处的石材快速的开采出来，且开采过程基本不受石材硬度的影响，具有极大的社会和经济效益。

技术特征：

1.一种岩石线锯开采方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种岩石线锯开采方法，其特征在于，所述钻杆设置有第一钻杆(1)和第二钻杆(2)，所述第一钻杆(1)至少设置有两个，所述第二钻杆(2)至少设置有一个，所述第一钻杆(1)和第二钻杆(2)沿着所述切割区域(4)的周围布置。

3.根据权利要求2所述的一种岩石线锯开采方法，其特征在于，所述第一钻杆(1)包括第一钻头(11)、第一驱动机构、线绳驱动轮(12)和第一杆体(11)，所述第一驱动机构设置于所述第一杆体(11)内，所述线锯链(3)绕于所述线绳驱动轮(12)上，所述线绳驱动轮(12)和所述第一钻头(11)同轴可转动连接于所述第一杆体(11)的头部并与所述第一驱动机构连接，所述第一钻头(11)位于所述线绳驱动轮(12)的前方，所述第一驱动机构用于驱动所述线绳驱动轮(12)和所述第一钻头(11)绕所述第一杆体(11)的轴线回转。

4.根据权利要求2所述的一种岩石线锯开采方法，其特征在于，所述第二钻杆(2)包括第二钻头(22)、第二驱动机构、第一绕线滑轮(23)、第二绕线滑轮(24)及第二杆体(21)，所述第二钻头(22)可转动连接于所述第二钻杆(2)的头部，所述第二驱动机构设置于所述第二杆体(21)内部，所述第二驱动机构与所述第二钻头(22)连接并用于驱动所述第二钻头(22)绕所述第二杆体(21)的轴线回转，所述第一绕线滑轮(23)和第二绕线滑轮(24)均设置于所述第二杆体(21)的头部，所述线锯链(3)的第一端绕于所述第一绕线滑轮(23)上，且第二端绕过多个所述第二钻杆(2)后绕至所述第二绕线滑轮(24)上，在所述第二杆体(21)内设置有沿其轴向设置的穿线通道(26)，所述线锯链(3)的第一端和第二端分别从所述穿线通道(26)延伸至所述第二钻杆(2)的尾端并与所述第二钻杆(2)后方的线锯机驱动连接。

5.根据权利要求4所述的一种岩石线锯开采方法，其特征在于，所述第一绕线滑轮(23)与所述第二杆体(21)固定连接，所述第二绕线滑轮(24)与所述第二杆体(21)可滑动连接，所述线锯链(3)绕过所述第一绕线滑轮(23)的第一端与绕过所述第二绕线滑轮(24)的第二端之间的夹角随着所述第二绕线滑轮(24)的滑动而改变。

6.根据权利要求5所述的一种岩石线锯开采方法，其特征在于，在所述第二杆体(21)的头部设置有条形孔(211)，所述条形孔(211)绕所述第二杆体(21)的周向设置，在所述第二杆体(21)内部对应所述条形孔(211)处设置有封孔挡板(27)，所述封孔挡板(27)上设置有供所述线锯链(3)穿过的细孔(271)，所述封孔挡板(27)贴靠于所述第二杆体(21)内壁并与所述第二杆体(21)可滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种岩石线锯开采方法，其特征在于，在步骤(c)中，先拔出距离第二钻杆(2)最远点的第一钻杆(1)并逐渐向第二钻杆(2)靠近逐一拔出第一钻杆(1)，且避免隔孔跳杆拔出，以保证第二钻杆(2)的两侧同时至少有一个第一钻杆(1)。

8.根据权利要求2所述的一种岩石线锯开采方法，其特征在于，在步骤(c)中，当拔出一根所述第一钻杆(1)后，随着线锯链(3)对岩芯块体(41)背面的不断切割，所述线锯机不断回收释放在外的线锯链(3)，使所述线锯机释放在外的线锯链(3)长度会不断缩短，当释放的线锯链(3)长度不再减小时，开始拔出下一根所述第一钻杆(1)。

9.根据权利要求4所述的一种岩石线锯开采方法，其特征在于，所述线锯链(3)的第一端与第二端相连接形成环形结构，所述线锯链(3)上固结有金刚砂。

10.根据权利要求1所述的一种岩石线锯开采方法，其特征在于，在所述步骤(a)前还包括施工准备，将切割断面(5)划分为多个切割区域(4)。

技术总结本发明提供了一种岩石线锯开采方法，涉及线据掘进方法领域，以解决现有技术中挖掘工程难度较大，无法再利用石料的问题，该岩石线锯开采方法包括以下步骤：(a)钻杆架设，在岩石的目标表面上沿着切割区域的周围布置多个相平行设置的钻杆；(b)钻孔和环向切割，多个钻杆带动线锯链沿隧道轴线方向同步向前掘进，使线锯链沿着切割区域轮廓线切割形成环向切割缝；(c)岩芯块体背后切割，多根钻杆依次逐一拔出，利用线锯链将岩芯块体背后与山体岩层的连接部分逐渐切割。本发明的岩石线锯开采方法具有速度快、无震动、零爆破、高节能等优势，不仅可以用于隧道开挖方面，也可以用于石材开采方面。技术研发人员：李经国受保护的技术使用者：李经国技术研发日：技术公布日：2024/9/12