花岗岩开采成本

按照目前开采花岗石所使用的机械设备，经过不同组合后，基本可组成六种机械化和半机械化开采花岗石的方法，其中至少有四种开采方法可以使用金刚石串珠锯设备。我们将以开采G三立达翡翠绿花岗石为例，介绍上述开采方法所需开采设备的配置方案，开采工艺流程，估算每种开采方法的直接开采成本，分析直接开采成本与荒料率之间的关系。一成本分析计算的依据和假设条件在矿山实际开采中，有多种因素将直接影响到荒料的开采成本，其中有许多因素是可变的。

目前花岗岩开采成本还没有一套系统的完整的理论，将石材矿山开采的成本计算归纳为一套严谨的数学模型，采用公式计算的方法能准确地计算出石材的开采成本。利用现有的数据资料，将一些可变因素尽可能地归纳整理成为不变的常数或系数，以便能够简化石材开采成本的计算，使相对准确地计算石材开采成本成为可能，并为编制石材矿山项目的可行性研究报告提供一些帮助。

该岩石经历了漫长的区域变质作用，在区域变质和后期热液蚀变过程导致某些成份的加入或消失，因此根据其化学成份恢复其原岩，总体应属超基性中酸性火山变质岩系。该石材品种经国家建筑材料工业石材质量监督检验测试中心测试，其体积密度每立方厘米克，干燥压缩强度兆帕（MPa），干燥弯曲强度兆帕（MPa），水饱和弯曲强度兆帕（MPa），吸水率%，肖氏硬度HSD。计算依据根据石材开采设备和刀具生产厂家提供的技术参数，以及包括开采三立达翡翠绿花岗石矿山在内的国内不同花岗石矿山的实际使用数据，提出各种开采设备的技术参数。

开采成本

假设条件钻凿排孔的间距假设条件使用手持凿岩机台架式凿岩机钻凿排孔长度时，在分离体与矿体连接面上钻孔间距按照0厘米计算，在对分离体解体和荒料整形面上钻孔间距按照厘米计算。在计算开采成本时，应将“共面”部分的钻孔锯切导爆索消耗等作业成本剔除，尽量缩小计算数值与实际结果之间的误差。荒料之间的“共面”关系非常复杂，与矿体形态，裂隙走向和裂隙发育程度，分离体和荒料的规格尺寸，开采荒料率，甚至矿体的不同开采阶段等诸多因素有关。假设分离体为三个自由面，相互之间无“共面”，根据开采三立达翡翠绿花岗石的实际数据统计，荒料之间的“共面系数”大约在左右。导爆索长度计算的假设条件按照每个钻孔满装导爆索每孔导爆索增加米引线，再按照爆破分离面长度确定增加公共引线长度，计算每个分离面需要的导爆索长度。火烧面和串珠锯切割面计算条件对分离体进行火烧切割和串珠锯切割面积的计算，与排孔凿岩的钻孔面计算相同，按照无“共面”借用考虑。圆盘锯串珠锯组合法开采割面计算条件圆盘锯串珠锯组合法开采时，串珠锯切割分离体底面，无“共面”可言。

花岗岩开采

虽然圆盘锯切割其侧面和解体荒料时，荒料的一个侧立面可以与分离体水平面“共用”；另一个垂直侧立面与上一个分离体的水平底面“共用”。

但因为采用圆盘锯切割开采时，是根据其对矿体分割锯缝长度计算开采成本，所以与荒料的表面面积无关，也无须考虑“共面”因素的影响。

年工作时间计算开采设备数量或年产量时，按照每年～个月，每月个工作日，每个工作日单班小时生产计算。成本包括的内容和推荐荒料销售价格的假设直接开采成本的内容包括：开采机械设备的动力消耗成本，如凿岩机串珠锯空压机等；钻头钎杆串珠绳导爆索等直接开采用消耗材料的成本；上述设备操作人员和直接辅助人员的工资成本，开采设备及开采辅助设备的折旧成本（根据设备不同折旧年限～年）。

因为矿体条件的差异，矿山外部条件和矿山所在地域的不同，矿山采用的运输和吊装方式不同，设备使用者操作熟练程度不同，所以在计算时未包括直接成本外的另外一些成本（其他成本）。

他们是分离体位移翻倒荒料装运，开采设备和辅助设备的维修费，工程机械动力消耗费及其操作人员的工资成本，开采过程中的剥离费用，矿山管理费用，工程机械的折旧费用，矿权购买矿山前期剥离工程的投资，矿山基建投资的回收成本，以及支付地方的山本费等成本。

开采花岗石

在推荐荒料销售的参考价格时，为了便于各种开采方法之间的比较，假设其他成本税金和预期利润占直接成本的比例大约是～%。

合适的荒料销售价格的预测，应根据每个石材矿山的实际情况，确定荒料开采中的其他成本，以便确定合理的荒料销售价格。二不同开采方法的直接开采成本计算人工开采方法人工开采方法指采用手持凿岩机钻凿排孔结合导爆索控制爆破的开采方法。

人工开采方法的直接开采成本计算人工开采方法的直接开采成本与开采荒料率之间的关系见图，该图表中的直接开采成本，是以长度米宽度米高度米，毛方体积5立方米的分离体为基础进行计算的。图人工开采方法开采G翡翠率花岗石的直接开采成本与开采荒料率之间的关系火烧凿岩开采法这里讨论的火烧凿岩开采法是使用火焰切割，配合手持凿岩机人工钻凿排孔，结合导爆索控制爆破开采花岗石的方法。开采工艺方法和工艺流程火烧凿岩开采法是目前国内花岗石矿山开采的基本方法，也是使用最多的花岗石开采方法。火烧凿岩开采法的主要开采工艺流程与人工开采法相似，为了使分离体与矿体的分离更加容易和可靠，增加了一道使用火焰切割机将分离体与矿体的一个连接面切割分离的火烧切割工序，使分离体与矿体只有一个垂直面和一个水平底面连接。人工凿岩串珠锯开采法这里讨论的人工凿岩串珠锯开采法是，采用金刚石串珠锯配合手持凿岩机钻凿排孔结合导爆索控制爆破开采方法。

这种开采方法中，串珠锯代替火焰切割机切割分离体与矿体连接的一个面，为了便于与火烧凿岩开采法对比，我们只介绍金刚石串珠锯切割分离体的垂直端面，人工操作手持式凿岩机在分离体的垂直背面和水平底面上钻凿排孔，结合导爆索双面控制爆破，将分离体从矿体上分离的方法。

除此之外，也可以采用串珠锯切割水平底面，采用双面爆破将其余两个垂直面分离的方法；花岗岩开采成本还可以采用串珠锯切割垂直端面和水平底面，采用单面爆破将剩余的垂直背面分离的方法；如果条件允许甚至花岗岩开采成本还可以使用串珠锯将分离体与矿体连接的三个面全部切割分离，然后再使用人工排孔凿岩结合控制爆破的方法将分离体解体的开采方法。人工凿岩串珠锯开采法的直接开采成本计算金刚石串珠锯全锯切开采这里讨论的金刚石串珠锯全锯切开采法是指，分离体与矿体分离分离体解体荒料整形全部由串珠锯切割完成，类似开采大理石矿山的方式。因为G翡翠绿花岗石的劈裂性极差非常脆裂隙比较发育的特性，决定了只能采用金刚石串珠锯全锯切开采方法才能开采出合格的荒料。开采工艺方法和工艺要求只要开采成本可以接受，金刚石串珠锯全锯切是目前机械化开采花岗石的方法。开采工艺要求如下：采用金刚石串珠锯分离切割分离体与矿体连接的全部三个连接面；使用能够插入串珠绳锯缝中的专用气压顶推袋，将分离体顶离矿体，然后在挖掘机装载机或慢动卷扬机的协助下，将分离体翻倒；仍使用串珠锯对分离体进行解体锯切，并对荒料的六个面进行整形切割。

为降低开采成本，在合适的条件下，也可以采用人工操作手持式凿岩机排孔凿岩膨胀剂（膨胀水泥）或大直径圆盘锯机对荒料进行整形处理；在挖掘机装载机抱杆吊或慢动卷扬机的帮助下，将成品荒料位移到采面的荒料堆场，装车运出。圆盘锯串珠锯组合法开采目前国内一些花岗石矿山中，已经成功使用了圆盘锯式荒料切石结合人工凿岩打楔劈裂分离石料水平面的开采方法。为了便于与前面几种开采方法进行比较，所以将金刚石串珠锯切割石料水平底面代替人工凿岩打楔劈裂分离石料水平面，形成另外一种全锯切开采方法。开采工艺方法最早在我国福建省使用的这种开采方法，是直接采用圆盘锯式荒料切石机在矿体进行垂直面切割，水平面采用人工打楔劈裂分离的半机械式开采方法，见图。这里介绍的是使用串珠锯锯切石料水平底面，替代人工打楔劈裂分离，这种方法花岗岩开采成本适用于矿体完整的中小规模机械化开采花岗石的矿山。

图福建罗源采用圆盘锯式荒料切石机结合人工水平面劈裂开采G花岗石的矿山圆盘锯串珠锯组合开采法的主要工序是，采用金刚石串珠锯分离切割分离体的水平底面，圆盘锯式荒料切石机在分离体石料上按照荒料的规格，在回避裂隙的条件下，将分离体锯切成荒料。

圆盘锯串珠锯组合开采方法的直接开采成本计算使用圆盘锯串珠锯组合法全锯切开采G翡翠绿花岗石的直接开采成本与荒料率的关系见图。图圆盘锯串珠锯组合法开采G翡翠绿花岗石的直接开采成本与开采荒料率之间的关系台架凿岩机串珠锯开采法台架凿岩机串珠锯开采法是替代人工操作手持式凿岩机，以及火焰切割机，开采花岗石的先进开采方法，图是位于黑龙江省阿城市，使用串珠锯与台架式凿岩机开采花岗石的矿山照片。这种组合开采方法开始于九十年代初，随着用于开采切割花岗石的金刚石串珠绳技术性能的改进，生产成本的降低，目前他已成为使用最广泛国际公认的机械化开采花岗石的方法。在西班牙南非巴西和印度等花岗石荒料生产大国，这种开采方法非常普及，已经成为机械化开采花岗石的基本方法。图黑龙江省阿城使用串珠锯与台架式凿岩机开采花岗石的矿山开采工艺方法介绍台架凿岩机串珠锯开采法的开采工艺与人工凿岩串珠锯开采法相同，只是使用台架式凿岩机代替人工操作的手持凿岩机钻凿排孔，其余全部相同。串珠锯只切割分离体垂直端面的方案串珠锯切割分离体水平底面和垂直端面的方案以及串珠锯将分离体与矿体的三个连接面全部切割分离的方案三。凡是串珠锯未切割到的分离体与矿体的连接面，以及后续分离体的解体和荒料整形，均采用台架式凿岩机钻凿排孔，并结合导爆索控制爆破的方法实施作业。

台架式凿岩机串珠锯开采方法的直接开采成本计算图1～图是台架凿岩机串珠锯开采法开采G翡翠绿花岗石时，采用方案一～方案三的直接开采成本与荒料率关系图表，该表的数据是根据两种分离体体积分别计算的，分离体的尺寸分别是长度0米宽度米高度米的分离体（体积立方米）和长度米宽度米高度米的分离体。台架凿岩机串珠锯开采法的三种开采方案的对比）相同荒料率时的直接开采成本对比从图2～4中可以看出，在相同荒料率的条件下，方案一的的直接开采成本，方案三的直接开采成本。

随着荒料率的降低，三种开采方案的直接开采成本差距拉大，达到一定荒料率时，直接开采成本之间的差距将缩小。）分离体的体积对直接开采成本的影响分离体的体积也直接影响到直接开采成本，分离体的体积越大，直接开采成本也越低。

因为在通常情况下，串珠锯切割开采成本高于台架式凿岩机与导爆索控制爆破的开采成本，随着串珠锯切割面积的增加，必然导致三种开采方案的直接开采成本的差异，方案三的直接开采成本高于方案一和方案方案二的直接开采成本高于方案一。

）三种开采方案的使用条件在导爆索控制爆破能够分离的条件下，分离体的体积越大，三种方案对应的开采成本越低。尤其是方案因为他只锯切长方形分离体的垂直端面，从长度方向增大分离体的体积是不会影响到其垂直端面的面积。但将分离体水平底面切割分离后，使分离体控制爆破变成了垂直背面的单面爆破，大大降低了控制爆破的难度，也减小了对矿体的爆破伤害。

便增大分离体的体积，单面垂直控制爆破也非常容易控制，同时串珠锯开采成本所占的比例，也随分离体增大而减小，只需考虑分离体水平底面面积的切割和交汇孔的贯通难度可。在矿体完整性很好的花岗石矿山，可以采用将分离体与矿体之间连接面全部用串珠锯切割分离的方案在直接开采成本小幅度增加的情况下，避免了大体积分离体控制爆破分离时，火工材料对分离体石材材质的爆破伤害，获得更好的开采质量，同时花岗岩开采成本还可使开采荒料率进一步提高。但方案三的采用也是有条件的，当开采比较破碎或裂隙发育的矿体时，开采荒料率本身很低，便是采用了方案也不能提高荒料率，这时应考虑采用方案一或方案二。三不同开采方法的分析对比前面介绍了目前开采花岗石的六种基本方法，人工开采法，火烧凿岩法，人工凿岩串珠锯法，串珠锯全锯切法，圆盘锯串珠锯组合法，台架凿岩机串珠锯法。我们是以开采翡翠绿花岗石为例，对比和讨论不同开采方法的花岗岩开采成本适用性，并提出了建议和推荐了开采方法，对开采其他不同品种花岗石矿山，这些建议仅供参考。不同开采方法的直接开采成本与荒料率关系对比图6列举了上述六种方法，其中台架凿岩机串珠锯法的三种开采方案，在分离体体积基本相同（见表）的情况下，对应0%%和%荒料率时的直接开采成本。因为开采工艺的限制，串珠锯全锯切开采方法和圆盘锯串珠锯组合法开采翡翠绿花岗石时，不能选择过大的分离体体积。图显示开采翡翠绿花岗石时，全锯切法的开采成本，随着荒料率的提高，所有开采方法和方案之间直接开采成本的差距将缩小。

不同矿体条件下各种开采方法的花岗岩开采成本适用性花岗石矿山开采时，应根据矿体的不同地质条件矿体外部条件花岗石的可劈裂性花岗石的花色品种及其市场价值投资矿山企业的经济实力等因素，合理地选择开采方法。花色均匀的花岗石矿体大多数花岗石的花色一般都比较均匀，从不同方向切割后获得的花色效果基本相同，这时应根据矿体裂隙发育程度选择开采方法。如果矿体的裂隙比较发育，矿体完整性差，预计开采荒料率在～%时，从直接开采成本考虑，合适开采方法的选择顺序是台架凿岩机串珠锯开采方案一方案人工开采法或台架凿岩机串珠锯开采方案人工凿岩串珠锯法，火烧凿岩法。

如果矿体完整性好，裂隙不太发育，预计的开采荒料率在%以上时，对于劈裂性好的花岗石，上面介绍的全部开采方法和方案都可花岗岩开采成本适用。如果石材价格合适或矿山交货价格达到每立方米～元，除串珠锯全锯切法外，其他开采方法都可花岗岩开采成本适用。当荒料率达到%，石材荒料价格达到或超过每立方米元时，可以使用串珠锯全锯切法开采，而且与石材的可劈裂性无关，这种方法更适合用于开采劈裂性比较差的花岗石矿体。如果石材矿山交货价格只在每立方米～之间，但石材劈裂性好而且开采荒料率能够达到%以上，使使用圆盘锯人工凿岩方法开采，仍然能够获得比较好经济效益。

当荒料率达到%以上，石材劈裂性好，而且石材荒料的矿山交货价格达到每立方米～元时，可以选择人工开采法，火烧凿岩法，人工凿岩串珠锯法，台架凿岩机串珠锯开采方法的所有三种方案。花色杂乱的花岗石矿体有些花岗石的花色是有方向性的，从不同方向切割后得到不同的花色效果，开采这种类型的花岗石，必须选择合适的开采方法。如果矿体裂隙比较发育，预计的开采荒料率在～%时，应选择能够适合开采劈裂性差矿体的开采方法，可参考前面介绍。

对于完整性好，裂隙不太发育，预计的开采荒料率在%以上的矿体，如果石材的劈裂性好，除圆盘锯串珠锯组合法或圆盘锯人工凿岩法外，上面介绍的全部开采方法和方案都可花岗岩开采成本适用。各种花岗石开采方法和开采方案的综合花岗岩开采成本适用条件全锯切开采方法开采花岗石的花岗岩开采成本适用性全锯切开采法包括串珠锯全锯切开采法和圆盘锯串珠锯组合开采法。）串珠锯全锯切开采方法从图“串珠锯全锯切开采翡翠绿花岗石的直接开采成本与荒料率的关系图表”中可以看出，开采成本荒料率和荒料的销售价格，直接影响到是否能够采用串珠锯全锯切开采方法。如果再考虑除直接开采成本外的其他辅助开采成本，矿山开采利润等因素，荒料的矿山交货价格至少应比直接开采成本提高大约～%，甚至更高。假如荒料率为%，荒料矿山交货价格至少达到每立方米～元，才有可能考虑采用串珠锯全锯切开采方法；如果属于稀有高档的花岗石品种，其荒料的矿山交货价格超过每立方米元，使只有%的开采荒料率，仍然可以考虑采用串珠锯全锯切开采方法。从图中可以看出，假如荒料率达到%（这时很理想的情况），串珠锯全锯切方法的直接开采成本可降低到每立方米元。

荒料率在～%之间变化时，串珠锯全锯切开采的直接开采成本在每立方米～元之间变化，基本达到串珠锯全锯切开采方法的极限成本。使荒料率能够达到%以上，只要石材荒料的矿山交货价格低于每立方米元，这样的花岗石矿山仍然是不适合采用串珠锯进行全锯切开采的。

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