矿山采石机专利刘忠裕，史上最全石材开采工艺与设备解析

今天，乐知网小编 给大家分享 矿山采石机专利刘忠裕，史上最全石材开采工艺与设备解析

矿山采石机专利刘忠裕，史上最全石材开采工艺与设备解析

 一、石材矿山类型 石材矿山类型有露天开采和地下开采。

露天开采分为山坡露天开采、凹陷露天开采和井式开采。

地下开采分为山洞型开采和井巷型开采。

1、露天开采：

需先将石材矿体表面的覆盖层和风化层剥离后才能进行开采的石材矿山。

从地面开掘露天沟道、并开创出开采工作面，把荒料从工作面开采出来。

根据矿床埋藏的地形条件，位于采场地表最低水平以上的称为山坡露天开采；位于采场地表最低水平以下的称为凹陷露天开采。

山坡露天开采：

基本上按照自上而下开采顺序的原则 山坡露天矿山 凹陷露天开采：

基本上按照自上而下开采顺序的原则 凹陷露天矿山 井式开采：

实际上是凹陷露天开采的一个特例。

随着石材矿山开采作业的不断深入，有许多石材矿山由山坡露天类型，逐渐演变成凹陷露天型类型，最终变成井式开采。

国外许多井式开采矿山的深度超到50米，甚至达到80米或更深。

葡萄牙粉红大理石 意大利CARRARA 2、地下开采：

需要从地表掘进井巷到达矿体后才能进行开采的石材矿山，分为巷道(山洞式)开采、峒室（井巷式）开采。

山洞式：

山形陡峭、剥离量大、开采作业极度危险的山坡露天型矿山，如四川宝兴县的一些大理石矿山；倾斜矿体的凹陷露天型矿山，随着开采深度的增加，需要剥离很大厚度的覆盖层，如北京房山的汉白玉大理石矿山；随着开采深度的增加，一些井式大理石矿山的开采也将无法继续下去。

采用山洞式开采方式，将使开采作业变得更实际。

主要开采工艺与凹陷露天型矿山开采类似，不同的是在正式开采之前，增加了一个矩形通道开拓工序，在只有一个自由面的矿体上再开拓出一个新的自由面。

1997年CARRARA大理石矿-4（洞采） 井巷式：

利用其他工程、交通设施或矿山开采项目遗留下的巷道，通过在巷道内部开掘的石材矿山。

二、露天采场组成要素

1－工作平台 2－安全平台 3－清扫平台 4－运输沟道 α、β－最终帮坡角 GF－露天采场的下部最终畀线 H－露天采场最终开采深度 AB－露天采场的上部最终境界线 ABGHF－露天采场的最终境界 1、台阶：

露天开采石材时，通常把被开的矿体划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采。

当有两个或两个以上的水平分层同时开采时，上、下分层之间需保持一定的超前距离。

在开采过程中和开采终了时在空间形成台阶状。

这些台阶状的工作面称为台阶。

台阶是石材露天采场的基本构成要素，也是进行独立开采荒料作业的单元体。

2、工作平台：

各台阶的水平部分 3、安全平台：

采场边界为了保证下部生产平台的安全和边帮的稳定性而保留的。

4、清扫平台：

每隔个2-3个安全平台设一清扫平台

5、运输沟道：

地面与各水平分层之间的运输道路

【矿床开拓与开拓运输方法】

一、矿床开拓（运输系统） 1、概念：

是连接矿山内部各工作台阶到荒料堆场或外部运输系统以及废石堆场的运输通道，并起到及时准备新的开采水平的各种坑道工程。

建立起连接石材采。 场与运输地面的运输系统的工程。

2、任务：

（1）将开采下的荒料外运或送到荒料堆场 （2）将废石渣土运送到废石堆场 （3）将工具、材料、设备、人员运进或运出工作面。

挪威蓝珍珠花岗石矿山直进沟式道路运输系统 挪威Larvik矿山 二、开拓运输方法 1、公路开拓，单一汽车运输 适用条件：

地形简单、（弯道少、半径大）、采场高差小、范围大、便于公路展线，荒料规格大，运输量大，公路基建工程量小。

2、斜坡卷扬台车运输开拓适用条件 地形复杂、高差较大（20o～40o），矿区范围不大，公路展线有困难的山坡或凹陷矿区运送块度较小的荒料，且废石渣土量较少的矿山。

斜坡卷扬台车一般设在开采境界之外。

采场内需借助其他运输方式将荒料装上台车。

3、固定桅杆吊与汽车运输联合开拓适用条件 采场高差大、范围小、地形复杂，公路展线困难、废石、渣土较少的矿山。

桅杆吊通常位于采场的边缘。

吊装范围外荒料由牵引绞车或装载机等运至桅杆吊吊装范围内，再由桅杆吊吊运至运输平台的汽车上 4、架空索道运输开拓 利用绳索式起重机一次性完成装载、起重、运输、装车作业。

适用条件：

地形复杂、陡峭、高差大、沟谷深、公路开拓困难，且投资大的规模较小、荒料块度不大的石材矿山。

5、明溜槽运输开拓适用条件 地形复杂，高差大、坡陡（大于40o），基建资金短缺。

6、联合开拓

【石材矿床的开采工艺】 开采工艺分为七个工序：

剥离——分离——顶翻——分割——整形——吊装运输——清渣、排废 一、剥离 1、基本概念 （1）剥离范围：

开采范围内所有不符合加工与使用要求的部分； （2）外剥离：

矿床开采前对可采矿体表面及周边的不符合加工与使用要求部分的剥离，使之露出可供开采的部分； （3）内剥离：

对矿体内部由于节理、裂隙、脉岩的存在而不能成为荒料部分的剥离。

（4）剥采比：

剥离掉的土石方量与开采出的荒料体积之比。

（5）荒料率：

在一定的开采范围内采出的荒料体积与该范围内原矿体积之比称为荒料率。

2、基本原则：

采剥并举，剥离先行 3、要求：

不影响矿体的完整性和成块性 蝴蝶绿（十三）

二、分离——石材开采的主体工艺

1、概念：

从矿体中分离出体积为荒料若干倍的条状块石。

2、要求：

（1）不损伤矿体和矿石——采取保护措施 （2）条状块石的规格尺寸应等于荒料规格尺寸的整数倍加上分割荒料所需的加工量。

（3）根据矿体的自然条件而定，充分利用天然裂隙和层理。

（4）根据开采设备的技术性能而定，充分发挥设备的作用，提高效率，降低成本。

条状块石的宽度一般为开采台阶的高度，长度为开采台阶的一部分

三、顶翻——倒石

1、目的：

便于按所需规格分割成荒料。

2、方法：

牵引绞车、装载机、顶石机、水压包、气压包。

3、要点：

使用保护措施，防止翻倒时使条石断裂。

金刚石串珠锯开采其锯缝宽度只有12mm，当石料全部从矿体上分离锯切后，想直接通过12mm的锯缝，从矿体上将重量达几百吨的石料移动或翻倒是非常困难。

目前国内石材矿山，一般采用在母体矿体上钻凿一个25×25×50cm的石槽，放置液压顶石机将分离石料顶动位移的方法，凿槽后的矿体完整性受到破坏，影响到后面矿体的出材率。

气压顶推袋新型技术：

将气压顶推袋插入串珠绳锯切形成的12mm锯缝中，利用压缩空气，对其充气，袋体膨胀产生几十吨的推力，利用杠杆原理推动石料位移或将其翻倒，以便后续工序对石料进行解体，生产荒料。

袋体由高强度高分子橡胶材料制成，可反复伸缩使用。

气压顶推袋（一） 气压顶推袋（二） 气压顶推袋（三）

四、分割

在翻倒的条状块石上按所需荒料的规格将条状块石分割成毛荒料或荒料的工序作业。

荒料（quarry stone）：

具有一定规格 、无裂的长方体或正方体，可满足饰面板材 加工要求的块石。

毛荒料：

外形基本符合荒料的规格要求，但表面不平整，有大于3的正误差，有待整形的块石。

计量荒料：

荒料在验货后的实际计量体积。

为荒料扣除因尺寸偏差而形成的超方量后的实际有效体积。

方法：

凿眼劈裂、锯切、机械钻孔分割、控制爆破…

五、整形

1、目的：

将毛荒料修整成合符规范要求的荒料，以减少吊装、运输、加工中的多余工作量，降低成本。

例：

花岗石荒料顶面经过固定式串珠锯整形修平处理，其平整度总误差在2cm之内，只经过人工修平处理的平整度总误差最多达到10cm，砂锯锯条完成”切入”阶段所需时间增加了近一倍的时间。

2、方法：

打楔劈裂、锯切 按整形方法将荒料分为两类：

a。锯面荒料（SS）：

六个面都是用锯切方法整形的荒料。

b。劈面荒料（CS）：

有一面或数面是用劈凿方法整形的荒料 3、整形设备：

大直径圆盘锯、链臂型整形机、金刚石带锯整形机、串珠锯整形 六、吊装运输 1、桅杆式起重机（桅杆吊） 起重能力大、服务范围广、适应能力强、操作方便设备价格高、安装或位移工作量大、提升速度慢。

50吨的最大起吊重量意味着可以吊起18立方米体积的荒料。

2、汽车（轮式）起重机 需要安装固定支脚，对道路适应性差、轮胎损耗大、起重能力不大、灵活性强、通用性强。

3、履带式起重机 可直接进行吊装，不需要安装固定支脚，对道路适应性强、起重能力较大、灵活性较强。

履带式起重机

4、前端装载机：

多用途矿山设备，可用于铲装、剥离、吊装、牵引、清扫工作台阶、撬石等作业。

5、履带式挖掘机：

同上，前端是装载装置，后端为挖掘装置 6、龙门式起重机gantry crane 水平桥架设置在两条支腿上构成门架形状的一种桥架型起重机。

龙门式起重机 7、缆索式起重机cable crane 起重小车在承载索上运行的一种桥架型起重机 8、牵引绞车 （1）矿山多用途设备可用于：

①斜坡卷扬台车的牵引动力 ②牵拉荒料到起重设备的工作范围内 ③扩缝倒石 ④起重设备的动力 （2）作业方式：

通过配置不同滑轮来完成各种拖运作业。

七、清渣排废

石材矿山建设前必须考虑建设一个容量足够的渣土场，是继续生产和安全生产的必要准备。

注意保护资源、保护环境、综合利用、提高效益。

按照《装饰石材露天矿山技术规范》的要求，装饰石材矿山矿石的综合回收率不得低于50%。

华为重磅发布智能矿山联合解决方案

此次发布的华为智能矿山联合解决方案综合了业界在智能矿山建设上的有益探索，并深度结合了华为5G、AI、鲲鹏云等新ICT技术。

同时该方案具备无线化、鲲鹏云化、平台化、智能化的“四化特征”，这也是未来智能矿山系统演进的重要趋势。

该方案不仅将推动煤炭产业加速走向智能化，实现高质量发展，还将形成辐射效应，为全国煤炭行业的智能化转型升级提供了重要的借鉴和参考意义。

国家煤矿安监局行业安全基础管理指导司副司长陆南，中国煤炭工业协会副会长、中国煤炭行业协会信息化分会会长王虹桥为发布会做了精彩致辞。

华为中国政企业务总裁蔡英华，陕煤集团党委委员、陕西煤业股份公司总经理王世斌，西安科技大学校长蒋林，中国经济学家、中国经济学最高奖“孙冶方奖”获得者许小年教授等，通过多地远程连线的对话，共同深入探讨了煤炭行业数字化、智能化转型之道。

华为中国政企智能制造业务部解决方案总监王希政对华为智能矿山联合解决方案进行了详细解读。

从黎明出发，煤炭行业数字化转型加速 时代的进步正在为传统矿业带来翻天覆地的变化。

在国家层面，不管是《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，还是《有色金属行业智能矿山建设指南（试行）》，都在强调一个核心：

借助数字技术的应用，推动智能矿山的建设。

而在“新基建”中，更是把包括煤炭在内的传统基础设施纳入到智慧能源基础设施的范畴。

对此，中国经济学家、中国经济学最高奖“孙冶方奖”获得者许小年教授表示，我国是世界第一制造大国，制造业具备高质量发展需求。

如今，工业互联网发展所形成的产业和应用生态，已经成为促进制造业高质量发展的有效途径。

这里既包括企业内部工艺改进、体系化协同、业务流程与组织再造等，也包括企业外部与其产业链上下游的互联互通。

此次，华为发布智能矿山联合解决方案，本质上是从企业核心生产环节的智能化辐射到整个煤炭行业，并重塑市场格局。

中国经济学家、中国经济学最高奖“孙冶方奖”获得者许小年教授 华为中国政企业务总裁蔡英华认为，工业互联网的本质，一方面是行业客户与产业链上下游企业的同频共振；但更迫切和更务实的，是如何利用新技术，在关键生产系统的数字化转型升级上，与行业客户产生深层次共鸣。

针对煤炭行业，华为通过全感知、全联接、全智能的先进技术，基于云、边、端协同的架构，打造智能矿山的技术底座，为陕煤以及更多客户创造更多价值。

华为中国政企业务总裁蔡英华 不仅如此，华为在强调技术整体性和架构性的同时，也非常重视对以煤炭开采为典型场景的行业需求的深度挖掘。

华为可以帮助行业客户精准定位亟待解决的业务痛点，如在采掘、机电、运输等核心生产系统的需求，以及安全生产、利用信息化和智能化实现无人少人作业等具体诉求。

这也正是华为孵化和发布智能矿山联合解决方案的根本出发点。

深入煤炭应用场景，打造智能矿山联合解决方案 此次发布的华为智能矿山联合解决方案，不仅引入了行业领先的5G、AI、鲲鹏云等新ICT技术，还融合了煤炭行业内智能矿山建设丰富专业的实践经验，形成了“3个1 + N + 5”的智能矿山整体架构，即矿山一张网、矿山一朵云、矿山一平台、以及N个应用与5个中心。

通过矿山一张网，构建互联互通、统一高效、综合承载的矿山融合网络； 通过矿山一朵云，构建安全可控、弹性灵活、运维高效的数字化底座； 通过一平台，打破烟囱式系统，形成数据共享、能力共享、开放统一的矿山数字平台。

“3个1 + N + 5”智能矿山整体架构 同时，华为还针对煤炭生产的典型业务场景，联合行业内的优秀生态伙伴，如龙软科技、精英数智、上海山源、和利时、华洋通信、睿呈时代等，打造了“矿山一张网、基于智能视频分析的井下关键作业标准化、主运皮带智能控制无人值守、基于鲲鹏云的分布式协同GIS服务、井下辅运系统远程驾驶、矿山综合集控系统、矿山IOC”等重点场景化解决方案，支撑矿山在采、掘、机、运、通等环节的业务应用。

矿山采石机专利刘忠裕，采矿业绿色技术专利创新榜单：
 

《“十四五”全国清洁生产推广行动方案》，指出要大力推进重点行业清洁能低碳改造。

重点行业通过实施绿色技术创新是实现清洁生产的关键。

那么，我国重点行业绿色技术创新情况怎样呢？在此，我们参照文献以专利申请数量衡量技术创新的通常做法，以采矿业的绿色专利申请数量和授权数量衡量该行业的绿色技术创新，以分析该行业的绿色技术创新情况。

总体结论如下：

从区域看：

2008—2021年，北京和山东的绿色技术创新遥遥领先。

北京以1310件绿色专利申请数和817件绿色专利授权数位列第一。

山东以978件绿色专利申请数和651件绿色专利授权数位列第二。

从上市公司主体看：

2008—2021年，中国石油（601857。SH）、中国石化（600028。SH）、石化油服（600871。SH）、中海油服（601808。SH）等大型石油化工国企排名靠前。

其中，中石油所申请的绿色专利数和授权数位列第一，分别为283件和199件。

从近五年绿色专利申请增长率看，石化油服（600871。SH）以43％的增长率排名第一，其次依次为贝肯能源 （002828。SZ）、紫金矿业 （601899。SH）。

其中，贝肯能源是唯一能排进前三的大型石油勘探民营企业。

一、绿色技术创新的测度 绿色技术创新的界定并不统一，金培振和殷德生（2019）在《世界经济》上认为绿色技术创新是以绿色技术为导向的创新，凡能实现资源节约和环境保护的技术创新行为均可认定为绿色技术创新。

零壹智库依据金培振和殷德生（2019）的做法，使用绿色专利检索式，采用环保、节能等十多个关键词，从 数据库中采集了2008－2021年各省和上市公司关于采矿业绿色专利申请的原始数据，以采矿业绿色专利申请数和授权数来测度该行业绿色技术创新的发展水平。

二、采矿业的种类和对环境的污染 采矿业是一个什么样的行业呢？对环境的污染有哪些？这里我们先分析一下采矿业的类型和对环境的污染。

（一）采矿业的三大类型 采矿业是指以大自然为劳动对象，通过开采和采伐等手段以获取自然资源的工业部门，主要分为能源开采，金属开采和非金属开采三大类。

其中，能源开采主要包括煤，石油和天然气的开采；金属开采包括铁矿、其他金属和稀有金属的开采；非金属开采包括砂石、化学原料和盐业开采。

截止到2021年底，采矿业共有上市公司78家，主要分布在山西、内蒙和山东等矿业大省。

采矿业种类 （二）采矿业对环境的污染 采矿业对环境的污染主要是水污染和大气污染。

采矿业之所以产生水污染，主要在采矿、选矿活动中产生的表水或地下水含酸性、重金属和有毒元素，从而污染河道、破坏整个水系，影响生活用水、工农业用水。

大气污染主要是因为露天采矿及地下开采所产生的粉尘，废石场的氧化和自然释放出的大量有害气体。

三、地区层面：

北京，山东领先 不同省份在采矿业绿色技术创新的表现存在着明显差异。

这一部分首先介绍不同省份在采矿业绿色技术创新的表现，然后简述其表现背后的原因。

（一）北京，山东遥遥领先 分地区看，2008—2021年北京和山东的绿色技术创新遥遥领先。

北京以1310件绿色专利申请数和817件绿色专利授权数位列第一。

山东以978件绿色专利申请数和651件绿色专利授权数位列第二。

总体看，排名靠前的省份都为一些矿业大省，具有矿山和相当数量的采矿企业。

1。北京总部效应明显 北京聚集着大量采矿业国企总部，而且由于绿色科技资源比较丰富，产业基础雄厚，所以申请和被授权的绿色专利数量最多。

比如，中石油，中石化和中海油的总部都在北京，这些企业申请了大量的绿色专利。

从北京采矿业绿色专利申请人主体类型来看，中石油和中石化绿色专利申请数量遥遥领先，分别为289件和206件，拥有极高的绿色技术创新能力。

其他申请主体类型大多为其子公司和所属研究院。

 2。山东绿色矿山建设突出 山东绿色技术创新靠前的原因在于其为矿产资源大省，国家级绿色矿山数量位居全国前列。

根据2019年各省上报的国家级绿色矿山数据显示，山东以72个国家级绿色矿山排名第二。

其覆盖的行业包括煤炭、黄金行业和黑色金属行业等。

山东十分重视绿色矿山建设工作。

2017年底，山东省印发了《绿色矿山建设工作方案的通知》，制定了绿色矿山建设标准，加快推广实施绿色勘查，积极推动绿色矿业发展示范建设等。

这极大地促进了山东采矿业绿色专利申请数量的激增。

此外，山东绿色金融发展良好，也是原因之一。

自2017年以来，山东一直鼓励银行业金融机构研发绿色矿山特色信贷产品，加大对环境恢复治理，重金属污染防治，资源循环利用等方面的资金支持制度。

鼓励金融机构积极做好对绿色矿山企业的金融服务和金融支持。

鼓励社会资本成立各类绿色矿业产业基金，为绿色矿山项目提供资金支持。



矿山采石机专利刘忠裕，史上最全石材开采工艺与设备解析 的介绍就聊到这里。

更多关于 矿山采石机专利刘忠裕，史上最全石材开采工艺与设备解析 的资讯，可以咨询 乐知网。

(乐知网- 领先的一站式知识产权服务平台，聚焦 专利申请，商标注册 业务)

关键词： 申请专利 专利申请