中國是石材資源儲量和消費大國,大理石、花崗巖的開采歷史悠久。20世紀70年代,歐洲金剛石串珠繩鋸的問世,改變了傳統的爆破式“熱開采”方式,開啟了機械化“冷開采”的新時代。到了90年代末,福建省古田縣發明的圓盤鋸采石機,再次掀起石材開采行業的技術革命。這套設備迅速在全國推廣,技術水平超越歐洲,達到世界領先。這項技術的專利發明者,正是古田縣鶴塘鎮的幾位民間能工巧匠。
福建是我國石材開采與加工起步較早的省份,閩南的石材開采和惠安的石雕工藝自古聞名。1991年,隨著新加坡華聯石材有限責任公司在古田縣注冊成立,閩東地區的花崗巖開采正式啟動,鶴塘鎮的石材產業由此興起。初期,開采僅限于山間的“孤石”(俗稱零石),依靠“叉炮”和手工鉆孔進行劈裂,面對大面積礦床則束手無策。
1995年,“南藤仔”礦山嘗試采用華聯公司引進的“導爆索爆裂法”開采大荒料。該方法需在礦床間隔30厘米鉆6米深孔,完成兩個垂直切割面和底部水平面后裝填導爆索同時起爆。雖然能開采大料,但工期長、技術要求高,且爆破易造成巖體震裂,成材率低。此后,“火焰切割法”興起——利用高溫高速火焰流加熱巖石表面使其破裂,再輔以底部鉆孔和黑火藥爆裂分離石料。盡管減少了垂直面爆破,但“底炮”仍易出現未脫離或過爆問題,成材率僅約20%,且工人需停工避火,效率低下。此外,鋼絲繩斷裂、火藥引爆等事故頻發,安全隱患突出。
面對傳統開采效率低、風險高的困境,20世紀90年代末,古田縣鶴塘鎮的幾位工匠萌生了機械開采的構想。
余深推是當地一名機械修理工,長期從事拖拉機維修與改造。1997年下半年,他在使用角磨機切割時受到啟發,萌生了用圓盤鋸直接在礦山上切割石材的想法。此后,他頻繁上山觀察采石過程,反復設計試驗。與此同時,從事桅桿吊制造的陳財俤也加入進來,共同攻克技術難題。1998年,第一臺以柴油機為動力的圓盤鋸采石機終于研制成功。
然而,試驗之路并不順利。初期在下樟洋礦區安裝調試時,地面平整、鋼軌固定、牽引系統等均靠“摸著石頭過河”,耗時耗力。半年后,因未見成效,礦主終止合作,兩人虧損散伙。
1999年,余深推轉而與劉忠裕合作,承包礦山繼續試驗。針對鋸機進刀慢的問題,他們多方改進,并請教在上海石材機械廠工作的老鄉,優化了線速度和刀頭進深,同時改進變速箱和軸頭結構,將每層留頭從25厘米降至10厘米,大幅提升了效率。圓盤鋸切割終獲成功。但因承包合同按荒料計量,開采中遭遇大“礫巖”層,半年虧損十余萬元,最終被迫停工,還牽涉一場官司。
盡管遭遇挫折,試驗的成功極大鼓舞了團隊信心。隨后,余深推與劉忠裕承包多個礦山進行鋸切開采,設備開始接受訂單,進入小批量生產階段。
陳財俤與余深推分道后,轉而與黃聿章合作,研制出首臺電動馬達驅動的圓盤鋸機,在溪尾洋礦區架設電網進行試驗。該團隊不僅改進鋸機本身,還對配套設備和安裝工藝進行創新:將大鐵軌改為輕便小鋼軌,每段截為四米,采用榫卯連接,省去打孔膨脹螺栓的繁瑣工序;機臺輪座改為可升降結構,無需平整礦床即可作業;機架加裝轉盤,實現360度任意方向鋸切。這些改進顯著提升了安裝效率和操作靈活性,成為后續圓盤鋸安裝的通用模式。溪尾洋礦山當年收益突破百萬元,創下鶴塘鎮礦山收益新高。
2000年,圓盤鋸采石技術在鶴塘鎮全面普及。許多外出投資采礦的當地人將設備和技術帶往省外。研發團隊持續優化,第三年,余深推再出創新——由單臂改為雙臂,雙鋸片同步切割,設備穩定性增強,效率翻倍。經過不斷迭代,一套完整的圓盤鋸采石設備體系和操作標準逐步形成。
2001年10月,余深推、劉忠裕申請的礦山采石機發明專利獲國家知識產權局受理;2004年6月,余深推分別申報單片(單臂)和雙片(雙臂)采石機專利,于2006年6月正式獲批。
黃傳柳團隊也持續創新,2002年1月成功申請“橋式基巖開采機”專利,次年又研發“多層空心圓柱成形機”并獲專利授權。
圓盤鋸采石技術獲得省、市、縣各級部門高度認可,多家媒體予以報道。國家安全生產監督管理局領導實地考察后給予高度評價,該技術被列為“國家安全生產重點推廣技術項目”和“福建省安全生產監督局推薦產品”,迅速在全國推廣。
如今,國內
石材礦山普遍采用圓盤鋸開采技術,主要形式為“圓盤鋸+底部鑿巖劈裂”或“圓盤鋸+底部串珠繩鋸”。相比傳統方式,它有著顯著優勢:
一、資源利用率大幅提升。 傳統爆破開采出材率僅約20%,而圓盤鋸開采可達80%以上,損耗主要來自礦體天然裂隙和礫巖帶,最大限度節約了不可再生資源,具有重要的可持續發展意義。
二、安全生產顯著改善。 淘汰了黑火藥和桅桿吊等高風險設備,機械化大平臺作業大幅降低了事故率,獲得國家和省級安監部門的高度肯定。
三、實現規模化、機械化生產。 圓盤鋸技術為中大型礦山的多臺階、大平臺開采提供了支撐,裝載機、運輸車等機械協同作業,效率成倍提升。二十多年來,該技術推動全國石材產業快速發展,并出口至越南、柬埔寨、菲律賓、安哥拉等國。
四、設備先進,操作簡便。 相較于1978年意大利問世的金剛石串珠繩鋸,圓盤鋸具有效率更高、成本更低、操作更易等優勢,整體技術水平已居世界前列。
在采訪中,幾位發明人感慨創新之路充滿艱辛。他們憑著一股“傻勁”,迎難而上,逐一攻克技術難關,最終取得成功。這種執著與闖勁,激勵著一代代古田石材人。如今,圓盤鋸技術已在全國普及,推動行業突飛猛進。古田石材人足跡遍布全國,走向世界,繼續以腳踏“石”地的精神,書寫新的輝煌。
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