當(dāng)代石材開采及加工技術(shù)與我國石材設(shè)備引進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)
中國地大物博，具有無窮的發(fā)展?jié)摿?。改革開放二十年來，石材工業(yè)的發(fā)展速度驚人。石材產(chǎn)量從1978年板材產(chǎn)量40萬m2（包括水磨石產(chǎn)量）發(fā)展到1998年荒料產(chǎn)量480萬m3，約等于1200萬噸，大理石、花崗石板材產(chǎn)量超過1億m2，成為世界上第二石材生產(chǎn)大國?，F(xiàn)有石材開采與加工廠礦逾8000家，從業(yè)人員250萬名。名符其實(shí)地形成開采、加工及設(shè)備制造一條龍的石材行業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)中成為世人矚目的既古老又年輕的產(chǎn)業(yè)。
我國石材資源遍及30多個(gè)省市自治區(qū)，品種超過1000個(gè)，其中大理石600余種，花崗石400余種，真可謂資源豐富，品種繁多，花色各異，是世界上任何國家無法與之相比。
我國石材工業(yè)從宏觀角度分析，無論生產(chǎn)能力，進(jìn)出口貿(mào)易總量，裝備水平，還是科研力量，設(shè)計(jì)水平等均走在世界的前列。成為世界上舉足輕重的石材工業(yè)大國。
世界石材工業(yè)的現(xiàn)狀及其發(fā)展前景，當(dāng)數(shù)意大利具有最完整的代表性。意大利之所以成為風(fēng)行世界的石材王國，其含義是：有為開采與加工服務(wù)的經(jīng)驗(yàn)豐富的科研隊(duì)伍；有從事設(shè)備研制開發(fā)的久經(jīng)鍛煉的設(shè)計(jì)力量；有從事實(shí)地開采與加工的能隨機(jī)應(yīng)變的工程技術(shù)人員；有組織與協(xié)調(diào)開采、加工和設(shè)備制造的信息靈通的石材協(xié)會與機(jī)械協(xié)會，并經(jīng)過長達(dá)半個(gè)世紀(jì)的不懈努力，使之成為當(dāng)今世界生產(chǎn)和進(jìn)出口貿(mào)易總量第一，生產(chǎn)品種最全和石材設(shè)備出口量第一的名副其實(shí)的石材王國。意大利最大的優(yōu)勢在于它有適應(yīng)各種不同地質(zhì)條件、不同巖性和不同開采方法的、并與之配套的專用石材礦山開采設(shè)備；有適應(yīng)不同品種和規(guī)格，不同生產(chǎn)規(guī)模與用途的、并與之相配套的石材制品專用加工設(shè)備，所以它能保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低消耗、降低成本，充分發(fā)揮設(shè)備的生產(chǎn)能力，從而提高勞動生產(chǎn)率和企業(yè)的整體效益，使之長期處于領(lǐng)先地位。意大利全員勞動生產(chǎn)率：荒料開采>400,板材加工>2000。近十年來，由于設(shè)備制造從其結(jié)構(gòu)、性能、材質(zhì)、新技術(shù)的應(yīng)用等諸方面與其它機(jī)電行業(yè)幾乎同步，要突破目前的水平，產(chǎn)生飛躍絕非易事，目前正處于蓄勢待發(fā)的階段，因此至今仍未推出具有質(zhì)變意義的新工藝、新設(shè)備、新方法。但世界石材工業(yè)設(shè)備近年來仍有以下幾方面的變革與發(fā)展：
1．展出了高度自動化、計(jì)算機(jī)控制的加工設(shè)備，如異形加工與仿形雕刻機(jī)；全自動化的薄板生產(chǎn)線等；
2．以提高單位時(shí)間生產(chǎn)率為目的，設(shè)備大型化。例如可裝150-200根鋸條的雙連桿框架巨型鋸石機(jī)，24個(gè)磨頭的連續(xù)磨機(jī)及56-60個(gè)垂直鋸片的雙向切機(jī)。
3．提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速或切削線速度，例如串珠金剛石繩鋸石機(jī)等。
無庸諱言，我國與意大利相比仍有許多差距。特別是企業(yè)素質(zhì)等方面仍有很大的差距，有待于業(yè)內(nèi)人士去努力。
第一，我國石材開采是面廣、點(diǎn)多、分散、量小，應(yīng)迅速向工業(yè)化、集約化邁進(jìn)。
作為石材工業(yè)的糧食的石材開采，人們逐漸從輕開采重加工的誤區(qū)中清醒過來，已有較多的礦山、采場比較重視地質(zhì)工作與規(guī)劃設(shè)計(jì)，并采用先進(jìn)的開采工藝、開采技術(shù)、開采方法和開采設(shè)備，以此不斷地提高礦山開采的科學(xué)性，提高經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)意識和資源的合理利用。
石材礦山有其本身的特點(diǎn)，與其它——冶金、有色、化工等以獲得有益組份的礦山截然不同，它從理論上講以獲得盡可能大而完整的規(guī)則六面體——荒料為目的。因此普遍適用的開采方法、開采設(shè)備，在石材礦山卻無用武之地。中國石材門戶網(wǎng)
我國石材礦山極大部分采用陡幫高臺階山坡露天開采方式；公路開拓汽車運(yùn)輸方案，與石材工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相一致。臺階高度3-10米不等，大于10米者并不罕見。與國外主要區(qū)別在於：在國外上山公路的最大縱坡達(dá)25~30%，平度坡在15%以上；而我國尚無人敢于突破礦山道路設(shè)計(jì)規(guī)范之規(guī)定，致使礦山道路線路長、投資大，車流密度卻甚小，發(fā)揮不了應(yīng)有的投資效益。
我國石材礦山的開采工藝一般分為分離、分割、整形、吊裝與運(yùn)輸五道主要工序。分離是石材礦山開采的關(guān)鍵工序，即按確定的長條塊石的三向尺寸從采場巖體中分離開來。長條塊石的高度一般等于臺階高度H（H=3~10m），其長度是已經(jīng)形成的采場工作線長度的幾分之一，一般為10~30m。長條塊石的體積為商品荒料體積的幾倍至幾十倍。這一工序從技術(shù)概念和采用的設(shè)備及分離方法而言與國外相同。
分割工序是將長條塊石按商品荒料的尺寸與要求進(jìn)行解體，分割成荒料毛坯。
整形工序是指將不符合荒料要求的部分（包括大于規(guī)定的色斑、析離體、色線、裂紋及凹凸部等）切除，整形，使之成為顏色均一，致密塊狀的規(guī)則六面體，即商品荒料。
吊（鏟）裝工序是商品荒料移位、集中堆放或吊裝或鏟裝上車。通常選用桅桿式起重機(jī)、履帶式起重機(jī)，或前端式裝載機(jī)及叉車。根據(jù)不同的條件進(jìn)行合理的選擇。
運(yùn)輸工序是指商品荒料經(jīng)裝車、固定后運(yùn)離采場。通常選用無側(cè)板的載重汽車、平板拖車。
從上可看出，在石材開采中分離工藝是至關(guān)重要的，它對礦山效益影響極大，對資源的利用率與荒料率的提高起決定性作用。因此，正確確定長條塊石的三向尺寸是每一個(gè)采礦技術(shù)人員值得潛心研究的課題。
綜合國內(nèi)外的開采實(shí)踐，確定長條塊石的尺寸應(yīng)考慮如下因素：
1、巖石的特性，劈分性能；
2、天然節(jié)理、裂隙、層面的密度與間距；
3、商品荒料的規(guī)格與要求；
4、分離設(shè)備的性能與參數(shù)。
長條塊石的分離方法如下：
1、鑿眼爆裂法，按爆破材料的不同分為：
A.***爆裂法
B.導(dǎo)爆管爆裂法
C.低能量炸藥（***等）爆裂法
2、鑿眼劈裂法：根據(jù)采用的器具不同分為：
A.打楔劈裂法：單楔和組合楔；
B.液壓劈裂器脹裂法
3、鋸切分離法：采用鋼繩鋸石機(jī)、鏈?zhǔn)戒徥瘷C(jī)和金剛石串珠鋼繩鋸石機(jī)鋸切。
4、組合分離法：即上述三種方法在不同條件下的組合使用。
上述幾種分離方法同樣適用于分割（解體）工序。
分離工序曾經(jīng)采用過的密集炮眼法已逐漸被淘汰，火焰切割在花崗石礦開創(chuàng)自由面時(shí)常有應(yīng)用，而高壓水槍切割法，等離子切割法等正在研究和試驗(yàn)之中，可望不久有所突破。
值得一提的是我們中國人特有的流芳百世的看似簡單實(shí)際卻異?？茖W(xué)的劈裂楔為我國花崗石開采作出了不平凡的貢獻(xiàn)。 它比組合楔、液壓劈裂器和排眼爆裂更省時(shí)、省力，既經(jīng)濟(jì)又安全可靠。在我國花崗石礦山仍在廣泛的使用。
中國石材礦山的規(guī)模中小型者居多，超過萬m3的為數(shù)甚少?；牧弦?guī)格仍然偏小，這與開采工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)有關(guān)，有的采運(yùn)設(shè)備不配套；有的開采方法的局限；有的交通不便，路橋本身設(shè)計(jì)等級低，其諸多因素仍是趕上或超過石材開采先進(jìn)國家的障礙，改變石材礦山面廣、點(diǎn)多、分散、量小的現(xiàn)狀，迅速向工業(yè)化、集約化方向發(fā)展，是我國石材開采改變面貌，開創(chuàng)新局面的希望。
第二，我國石材加工要加強(qiáng)管理，以質(zhì)量求數(shù)量，向集團(tuán)化方向發(fā)展。
我國石材加工業(yè)經(jīng)過改造、新建、引進(jìn)技術(shù)與設(shè)備，整個(gè)石材加工技術(shù)與裝備已達(dá)到國際上80年代和90年代初的水平，一批大工廠和工業(yè)集團(tuán)正在正常運(yùn)行，部分產(chǎn)品亦進(jìn)入國際市場，我國已經(jīng)成為舉足輕重的石材工業(yè)大國。石材加工設(shè)備
當(dāng)?shù)V山采出合格的荒料后，除少部用來雕刻工藝品、制作墓碑或作工程料外，大量的荒料進(jìn)入石材加工廠，成為下述三種板材：
1）超薄板：厚度≤5mm
2）薄板：厚度8~12mm
3）標(biāo)準(zhǔn)板：厚度20mm
超薄板在我國生產(chǎn)甚少，它與不同材料的粘合成輕質(zhì)、豪華、絕熱、隔音的高檔裝飾面料是有廣闊前途的。
板材按其表面處理分有磨光板與毛板（燒毛與鑿毛、噴砂）兩種。若按其巖石性質(zhì)分為大理石與花崗石兩種，亦有天然板（頁）巖列為第三種板材。
花崗石和大理石板材的加工工藝：主要是鋸、磨和切，即將荒料采用機(jī)械鋸分成毛板，毛板經(jīng)粗磨定厚、粗（精）磨、拋光成毛邊光板，然后按規(guī)格與要求采用切機(jī)切分成成品板材。
鋸板采用的設(shè)備：
1、框架式鋼砂鋸石機(jī)，有平移式和擺式鋸兩種；
2、金剛石框架式鋸石機(jī)；
3、龍門式金剛石園盤鋸石機(jī)；
4、單、多金剛石鋸片雙向切機(jī)；
5、金剛石繩鋸和帶式鋸機(jī)。
板材磨（拋）光設(shè)備：
1、多磨盤連續(xù)磨光機(jī)
2、橋式磨光機(jī)
3、手扶式磨光機(jī)
板材切邊設(shè)備：
1、橋式切機(jī)
2、懸臂式切機(jī)
3、縱、橫多刀切機(jī)
由于巖石的硬度不一，產(chǎn)品的規(guī)格與要求有別，因此所選用 機(jī)具也不一樣。生產(chǎn)大理石標(biāo)準(zhǔn)板通常選擇金剛石鋸條框架式鋸石機(jī)或大直徑金剛石鋸片龍門切機(jī)；生產(chǎn)薄板（或超薄板）還必須在切割成定規(guī)格的板材后，由磨邊倒角機(jī)將其磨邊，正面尚需倒棱后才可包裝出廠。
在超薄板和某些易破碎的薄板的生產(chǎn)過程中，為提高板材的成品率，將雙向切機(jī)或其機(jī)具加工的毛板，先經(jīng)磨、拋光后，采用對剖機(jī)將其一分為二，然后進(jìn)入下道工序。
花崗石、大理石板材的加工，其設(shè)備的選擇主要考慮因素是：提高板材的成品率，降低生產(chǎn)成本。
花崗石、大理石板材加工業(yè)已建成一批骨干企業(yè)，他們注意產(chǎn)品的質(zhì)量、規(guī)格與品種的全面優(yōu)化。如果要大量地參與國際市場的競爭，必須提高加工精度，提高板面的光澤度，穩(wěn)定和確保產(chǎn)品質(zhì)量，改進(jìn)包裝，并且應(yīng)組建若干個(gè)大型企業(yè)集體，采取有序的價(jià)格競爭機(jī)制，方可與石材出口大國進(jìn)行長效的競爭。
第三，關(guān)于石材開采與加工設(shè)備及其設(shè)備引進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)
經(jīng)過20年的引進(jìn)、使用、消化、仿制與創(chuàng)新，已有一批石材設(shè)備制造廠形成規(guī)模，約有20家成為石材行業(yè)的骨干企業(yè)。 這些企業(yè)擁用約8000萬m2大理石、花崗石加工量的設(shè)備制造能力?；灸芘涮壮升?，形成各俱特色的生產(chǎn)線。例如：以平移式鋼砂框架式鋸石機(jī)，多頭連續(xù)磨光機(jī)，橋式切機(jī)為主機(jī)配套的花崗石標(biāo)準(zhǔn)板生產(chǎn)線；以多片雙向切機(jī)、多頭連續(xù)磨石光機(jī)、縱橫切機(jī)及磨邊倒角機(jī)為主機(jī)配套的大理石、花崗石薄板生產(chǎn)線；以金剛石鋸條框架鋸石機(jī)，多頭連續(xù)磨光機(jī)，橋式切機(jī)為主機(jī)配套的大理石標(biāo)準(zhǔn)板生產(chǎn)線。近幾年也有大直徑金剛石鋸片武裝的龍門切機(jī)代替框架式鋸石機(jī)配套的生產(chǎn)線的實(shí)地使用。這些設(shè)備為我國石材工業(yè)的迅速發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。而且這些設(shè)備價(jià)格低，相當(dāng)于進(jìn)口設(shè)備價(jià)的1/5~1/8，它具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢，因此市場十分活躍，深受中小企業(yè)的歡迎。中國石材網(wǎng)
但由于國產(chǎn)設(shè)備本身存在的問題，與進(jìn)口設(shè)備相比，有的剛性差、精度低、故障多，有的也存在設(shè)計(jì)和制造的雙重問題。因此，要想將產(chǎn)品大量地打入國際市場就困難重重了。我國每年出口總量約350萬噸，約占總產(chǎn)量的29%，僅占石材制成品國際貿(mào)易總量的15%左右，低于意大利、西班牙、葡萄牙和印度。這與世界第二生產(chǎn)大國的地位是極不相稱的。更何況我國出口產(chǎn)品的價(jià)位僅及意大利相同產(chǎn)品價(jià)格的1/3~1/2。
與此同時(shí)，每年仍然有30~50萬噸成品板材進(jìn)入中國市場。
綜上所述，如何權(quán)衡設(shè)備引進(jìn)，產(chǎn)品出口，價(jià)格競爭等諸因 素，是值得業(yè)內(nèi)人士和專家學(xué)者研究的問題。
我國8000余家石材企業(yè)，包括約400家三資企業(yè)，具有一定規(guī)模、有固定產(chǎn)品的廠家不足10%，換句話說7000多家企業(yè)形不成規(guī)模和批量、作坊式的分散的中小企業(yè)，他們談不上到國際上去競爭，只能是廉價(jià)出售初級的粗糙的產(chǎn)品以維持生機(jī)。
因此我們有理由相信，除了改造企業(yè)，改善管理，向集團(tuán)化集約化大工業(yè)方向邁進(jìn)外，有選擇地引進(jìn)單機(jī)或成套設(shè)備來改造我們企業(yè)是可行的，實(shí)際情況也是如此。
改革開放前十年，我國約耗資7億美元引進(jìn)了約150條開采與加工生產(chǎn)線的成套設(shè)備；后十年約耗資10億美元引進(jìn)150余條加工生產(chǎn)線。我國是意大利石材設(shè)備的主要進(jìn)口商，95年我國從意大利進(jìn)口設(shè)備總重為9000噸，占我國石材設(shè)備進(jìn)口總量的70%，占意大利石材設(shè)備出口總量的12.7%。
20年中引進(jìn)的300余條石材生產(chǎn)線，其額定的生產(chǎn)能力約為2500萬m2，但其大部分生產(chǎn)線遠(yuǎn)未達(dá)到額定生產(chǎn)能力。究其原因，有管理水平，操作熟練程度，備品備件供應(yīng)與設(shè)備維修問題，另外——荒料規(guī)格小是直接的原因。但有一點(diǎn)仍然可以肯定，每年進(jìn)入國際市場的產(chǎn)品，其80%是從引進(jìn)的生產(chǎn)線上產(chǎn)出的。兩者相比，進(jìn)口生產(chǎn)線的優(yōu)勢也就不言而喻了。
就石材工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景而言，有選擇地、適當(dāng)?shù)?、有控制地引進(jìn)關(guān)鍵的單機(jī)或配套的石材生產(chǎn)線是不可缺少的。
第一，石材開采設(shè)備已經(jīng)沒有必要再引進(jìn)。過去曾經(jīng)引進(jìn)的六十套大理石、花崗石開采設(shè)備，有的甚至擱置在倉庫，將這些設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)起來是當(dāng)務(wù)之急。況且從國外石材開采設(shè)備的研制開發(fā)看，近年來也無質(zhì)變的新產(chǎn)品，發(fā)揮國產(chǎn)設(shè)備的作用基本能滿足石材礦山的發(fā)展需要；
第二，加工設(shè)備的引進(jìn)不可盲目追高添大。
國外石材機(jī)械制造發(fā)展的國家已推出計(jì)算機(jī)程控石材設(shè)備及其高度自動化的生產(chǎn)線，和150根鋸條的框架式鋸石機(jī)，多至56個(gè)垂直鋸片雙向切機(jī)，24個(gè)磨盤的連續(xù)磨光機(jī)等等。如果我們?yōu)榱私ㄒ恢炼l示范生產(chǎn)線是可取的，盲目的追高級）添大（型）是不符合中國國情的。
我們剖析150根鋸條的框架式鋸石機(jī)，加工所需的荒料體積（滿鋸）是25m3，重約70噸，在經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，荒料可兩塊拼裝成車，這樣重達(dá)35噸的巨石，從采礦場采出運(yùn)至加工廠要經(jīng)過怎樣的千辛萬苦不說，吊裝運(yùn)輸設(shè)備也許可以解決，但由于石材礦山均地處深山老林，交通不便，且大部分路橋的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，通往礦山的道路、橋梁就成了制約礦山發(fā)展的大問題。如果采用小規(guī)格荒料三拼裝、四拼裝來滿足此龐然大物，還不如應(yīng)地制宜，綜合考慮各種因素予以正確選型。
第三，我們已經(jīng)引進(jìn)的300余條生產(chǎn)線，讓它充分發(fā)揮生產(chǎn)能力。成立全國引進(jìn)石材設(shè)備的配件中心，加強(qiáng)大修與維修；同時(shí)加強(qiáng)上崗人員的培訓(xùn)，使其熟練掌握操作技術(shù)；使已經(jīng)形成的生產(chǎn)線確實(shí)發(fā)揮效益。
第四，目前以國產(chǎn)設(shè)備配套的生產(chǎn)線，有目的引進(jìn)單機(jī)以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。重視批量生產(chǎn)，使一批產(chǎn)品，其厚度一致，無色差，光澤度一致的高檔產(chǎn)品，提高在國際市場上的競爭力。
