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知识信息
第一节 原矿开采
知识类型:
析出资源
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内容出处:
《中国瓷都•景德镇市瓷业志市志2卷(上册)》
图书
唯一号:
140420020210001424
颗粒名称:
第一节 原矿开采
分类号:
TQ174.4+1
页数:
5
页码:
1-5
摘要:
本节记述了瓷用矿的开采方式、内容包括瓷石开采、高岭土开采、制匣原料开采的具体介绍。
关键词:
景德镇市
瓷器
原料
瓷石
内容
瓷石开采 瓷石矿的矿体多呈脉状分布,形成一条狭长的矿带,如同厚薄不均的墙体倾斜插入地层深处。但由于地壳的运动使矿带的某一处或几处往往会突破地表覆盖层,而裸露出灰白色或灰青色的矿体,通常称为“露头”。宋代以前,人们顺着露头的矿体往下和四周挖掘,刨去表层泥土和植物,采用裸露地表风化松散状的矿石,按照制瓷的工艺要求进行必要的粉碎、淘洗加工。
原始露天开采 南宋前,景德镇制瓷原料仅用瓷石,多系裸露地表矿体,经长年风化,质地较松,实是一种硬土块。首先剥离矿体上部的复盖岩石和矿体周围的岩石,使矿体露出来,然后依据裸露地表的矿体,跟踪开采,只需用铁锄镐耙挖取,开采容易,成本较低。
《江西陶瓷沿革》(民国19年版)一书第二篇景德镇瓷业现状中载:“制瓷原料之采掘方法,可分为二种,即竖坑法与横坑法。竖坑即由上掘下,法颇简单;横坑即由山之侧面穿一隧道,隧道空间用木料横直支持。土质原料只须用锄掘取之,石质原料则先用薪柴附石着火出裂纹,然后用铁钎凿下,或先于石之适当处,凿一洞孔,填入黑硝,引火炸裂之。”这段文字记叙着瓷石这种石质原料的开采方法有“烧”与“炸”两种,其作业形式分“竖坑法”(垂直坑道)和“横坑法”(水平坑道)两种。
露天竖坑方式采矿都是从上往下采。先采上层,因上层瓷石由于长期的风吹雨淋、日晒夜露,经过风化作用,逐渐变成松散和半松散的岩石,开采比较容易,只须用锄镐之类的简单采掘工具即可露天开采。但随着开采深度的增加,瓷石的风化程度也越来越差,瓷石越来越硬,人们改用打眼放炮的方法炸岩继续开采。
露天竖坑方式开采到一定深度以后,瓷石采场四周的围岩失去支撑倒塌,松动的矿石也易掉落,很不安全。露天竖坑开采所产生的竖井,在南方多雨季节,必然使储积泥水无法排出,而变成“水井”,采石无法进行。打眼放炮以后,硝烟长时间排不出,弥漫于矿井之中给采掘作业带来极大不便,作业环境条件也非常恶劣。竖井开采到一定深度以后,要把采下来的瓷石运出矿井,单靠人力十分困难。
横坑(即水平巷道)方式开采,俗称“打地龙”,在山下或山侧朝着瓷石矿床方向开水平或倾斜巷道继续开采。这种横坑式的开采比竖坑形式开采要艰苦得多,不仅采光、通风等作业条件不如露天开采,且因矿场开到中、下层,由于风化程度差,故矿石也坚硬得多,因此,瓷石矿的采掘便由露天开采而进入井下掘洞开采。
烧岩 始于宋代,是将一定数量的薪柴堆于采矿工作面、点火烧岩。未点火前,应准备打湿的稻草或茅柴松枝,同时准备适量黄豆和白酒、将柴点燃,如火力不足,即倾白酒助燃、烧到一定火候、倾入黄豆、覆盖湿草将火焖盖,黄豆受热后流油而不使熄灭,保持火堆内一定温度,焖烧二天,瓷石矿体受热膨胀、矿岩烧裂、出现松动、用铁凿随裂纹锤击凿下和撬离原岩,将瓷石采下运出。
炸岩 即人工凿岩穿孔爆破作业。这种方法使用较早也较普遍,1930年浮东瑶里瓷石矿和余干瓷石矿均采用炸岩采矿,在孔眼位置和深度以及炸药品种、配置对炸岩效率有很大影响。随后在炸药种类和配料上也不断改进,20世纪50年代采用电力引爆既提高了工效又保证了安全。
机械凿岩 1958年下半年,江西省陶瓷原料矿山工作会议号召“改革工具、更新设备、迅速改变矿山面貌”、推行浅眼冲击式钻眼(凿岩)。冲击式钻眼法是利用钎子的冲击作用将岩石凿碎,破碎后,岩粉用人工、压气或压力水将其排出眼外,钎子凿碎岩石,形成圆形炮眼。浮东瓷石矿首次使用风钻,改手工打眼为机械凿岩。其工作特点是以压缩空气为动力,作用于钎尾上的冲击力、使钻头的刃锋打进岩石内、而将其破碎击下、形成炮眼,凿岩机按动力不同分为风动(气动)、电动、内燃和液压凿岩机。按使用方法分手持式、气腿式、导轨式和伸缩式等。20世纪70年代,随着电力工业的发展,各主要矿山供电设施逐步完善、基本上实现了机械凿岩。
20世纪80年代,采矿生产过程中采用的炸药主要是以硝酸铵为基本成分的铵梯炸药、铵油炸药、铵沥蜡炸药等。陶瓷矿山大量使用的是其中的岩石铵梯炸药。
火烧凿岩 在巷道中火烧瓷石开采时,火烧之后的采场作业,需要通风和排烟气。为了解决通风,矿工在坑道从顶部向下开凿数条通风道直通地坑道(即开天井),利用“天井”的抽力取得通风之功效。清末至民国时期,浮梁县东乡瑶里,原鄱阳县陈湾和余干等瓷石矿,采掘时间很长的老矿大巷道内均设有“天井”,与巷道通风形成对流具有一定抽力。天井位置均凭老矿工的经验来确定。1970年,新建的柳家湾何家蓬瓷石矿,坑下设立4个中段,分东、西水平巷道采掘,均按科学计算设置天井通风,并配置抽、引风机形成循环系统,以确保矿道内通风安全。
掘井开采 水平巷道进行掘进时,对于较稳定的岩层,多用传统的钻眼爆破掘进。其主要施工工序有:钻眼、爆破、装岩和支护。辅助工序有:处理松石、通风、铺轨、接长管线等。
斜井掘进 斜井是联络井口与井底车场的主要通道。按其用途不同分为主斜井、副斜井和通风斜井等。陶瓷矿山的斜井倾角多为25度~30度。斜井断面形状根据不同的地质条件、井筒的重要性、服务年限和支护型式,采用三心拱和半圆拱断面较多。陶瓷矿山斜井断面布置多采用水沟和管路分开布置,管路设在非人行道一侧,水沟设在人行道一侧,但人行道侧必须适当加宽。采用车提升的斜井断面布置包括轨道、人行道、水沟和管路等。斜井掘进时的凿岩爆破工作与平巷掘进的凿岩爆破工作大致相同,采用多台气腿凿岩机凿眼。爆破使用的炸药应为防水炸药,在使用岩石炸药时,应采取防止措施。掘进时,一般采用矿车运输或用箕斗提升。
天井掘进 天井用于连接上下两个水平(阶段),下放矿石和岩石,提升下放设备、材料、通风、行人及勘探矿体等。专门作放矿用的天井又称溜井。由于天井的用途不同,其横断面的形状一般为矩形和圆形。天井掘进方法有:
1、普通掘进法。它是一种传统的天井掘进方法,不受岩石条件和天井倾角的限制,只要天井的高度不要太大都可使用。施工过程,是由下而上架设梯子和工作平台,在距工作面1.5米~2米处搭工作台,在工作台上进行凿岩、装药、放炮、松石。随着向上掘进,安装梯子,架设支架,工作台上移。工作面推进6米~8米移动一次安全棚,接长风水管。在爆破前为使梯子间不被爆破下来的岩石冲击坏,在其上面用木板或旧钢轨做成倾斜的落矿台,使爆破下来的岩石借自重落入放矿间。钻眼采用上向式凿岩机或气腿钻眼机;放炮一般采用电力引火爆破和塑料导爆管非电雷管系统爆破。普通掘进法,工作台架设劳动强度大,掘进速度慢、通风时间长,材料消耗多、成本高,操作不安全等缺陷。
2、吊罐法。吊罐法掘进天井,在天井全高沿其中心线先钻一钻孔,在天井上部水平安设提升绞车,通过中央钻孔,用钢丝绳沿天井提升吊罐,人可站在吊罐上进行凿岩、装药。吊罐上下提升是在上水平用绞车操纵,也可由在吊罐中的工人直接操纵吊罐上下。采用吊罐法掘进天井具有掘进速度快,作业条件好,通风时间短,机械化程度高,减轻工人劳动强度,节省木材,成本低等优点。爆破下来的岩石直接落到下水平巷道底板,用装岩机装入矿车或漏斗车运出。
3、爬罐法。爬罐法不需打中心孔,可以沿天井壁上凿条式导轨上下移动,掘进天井时,人员在爬罐上凿岩装药,放爆前将爬罐放到平巷里,为保护天井壁上的导轨和凿条,在顶部装有保护罩。
4、深孔爆破法。深孔爆破掘进天井是在天井断面中用深孔钻机沿天井深凿几个平行炮孔,自下而上依段装药,依次爆破,形成所需断面和长度的天井。这种方法是简单化了生产过程,工人不进入井筒作业。不受岩石破碎与否的限制,所需设备少、安全,成井速度快,减轻工人劳动强度。但对钻孔、爆破要求很高。
5、机械钻进法。用特制的回转式钻机沿天井全高先钻一个钻孔,然后再扩大到天井的全断面,或直接用钻机沿天井全高进行全断面掘进。利用天井钻机凿天井的方式有两种:一种是把钻机装在天井上部,由上而下先钻进一个导向孔与下、中段相通,再自下而上扩大至天井的全断面,即一般所称的上扩法。另一种是把钻机安装在待掘天井的下部水平,然后自上而下扩大到全断面,为下扩法。用机械掘进天井有作业安全,成井速度快、劳动生产率高、成本低等优点。
高岭土开采 高岭土是景德镇陶瓷坯体的主要原料之一,约占全部坯体原料的30%。高岭土是一种疏松的土质原料,容易开采。采矿工艺比瓷石简单,主要是露天开采,至一定深度后改用巷道开采。
高岭土矿床表面一般都覆盖有一层黄土,厚度不等,浅者有1米左右,甚至有矿体外露出地表;厚者可达10米以上。露天开采高岭土必须将矿体表面的黄土剥去,俗称剥山皮。剥山皮在开采高岭土的过程中工作量较大,是影响高岭土生产成本的重要因素。剥去山皮之后,矿体表面仍有黄土和其他杂物,必须进一步对矿床进行清理。高岭土矿体结合松散的,可直接进行冲浆采矿。矿体结合紧密的,必须人工挖掘破碎或爆破,使矿体呈松散状态。高岭土矿体一般在地面表土的1米~5米下面,尤其是再生高岭土经雨水冲刷顺山坡流下,沉积在低洼处,只要用锄掘取,多系露天开采。景德镇明砂高岭和大洲高岭、星子高岭等矿属山坡露天开采。露天开采尽后,顺山坡矿体挖洞掘进,人们用坑木沿巷道搭起撑架,防止松土塌方。但高岭土矿巷道周围均系松土,故难以进行深巷道掘进。
凹陷露天开采 抚州砂子岭矿体深藏地下,采取剥离余土,开辟堑沟及阶梯护坡,沿矿体设置轻轨,斜坡轨道采用卷扬机提升。
水力开采 大洲矿在山顶建造储水池蓄水,利用自然落差形成一定水压,人持水龙头冲采高岭土,使其分散顺山坡流入到浆池进行淘汰加工。以后改进为支架式水枪,喷枪可循环性旋转,既节省人力,又改善了劳动条件。
制匣原料开采
明采 即露天开采。大多是老土、子土、黄土、田土等。首先是用锄头清除草皮及不需采用的土石,遇上大石块就放土炮炸开,直到见矿为止。制匣原料多系疏松土状,比较容易掘取。田土的开采在割完稻子后才能进行,要靠近老土周围的田,先刨去稻田的表土约一尺深,见土色呈微白色后再取土。这就是所需要的田土。
暗采 即掘井开采白土。首先打一口长方形竖井(2米×1.3米)垂直向地下掘进,掘完一段即用竹篾条将竖井四周壁围一段井圈,防止土崩,一直挖到白土后才向水平方向横挖,边挖边架起松木支柱(工人称“打拜”),防止塌方。一口矿井多的可开几个横道,井内可容纳10余人采土。一条横道内一般只有3人操作:一人挖土、一人扒土、另一人将土挑到井底口,井底口边有一人专门将装满白土的土箕挂在井上悬下的绳勾上;井口地面上也有3人操作,一人摇辘轳升降绳索,一人提取土箕倒土,一人运土。
还有一种斜井,从山坡挖掘10°~30°的巷道,架起支柱,边取土边立支柱掘进取土,采用斜井的有白土,也有老土、黄土。
知识出处
《中国瓷都•景德镇市瓷业志市志2卷(上册)》
出版者:方志出版社
本志记载了景德镇千余年来的瓷业历史和现状,反映了景德镇瓷业的经济、文化和工艺,是第一部集景德镇瓷业资料之大全的专业地情资料性巨著。
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