刻槽開采法的實(shí)質(zhì)就是在巖孔內(nèi)壁上刻槽，如同用玻璃刀在玻璃上劃條線一樣，我們裁斷玻璃，首先要在斷開尺寸處用玻璃刀劃條槽線，再用力掰，玻璃就沿導(dǎo)向槽線整齊斷開。玻璃是脆性物質(zhì)，巖石也是脆性物質(zhì)。玻璃能從導(dǎo)向槽線處斷開，如果我們?cè)趲r孔內(nèi)壁上也刻槽線，制造導(dǎo)向斷裂紋，再給巖孔內(nèi)部施加外力，巖孔也應(yīng)該會(huì)從槽線處斷開。這種推斷早被國(guó)內(nèi)、外石材工作者證實(shí)。從此，就有了刻槽開采法。由于給巖孔施加外力的手段不同，又可細(xì)分：刻槽脹裂法、刻槽劈裂法、刻槽黑火藥崩裂法。這3種方法我在石材礦山都試用過，雖然方法都可行，但是也有好壞之分。我認(rèn)為刻槽脹裂法最好，適用于務(wù)類巖石。因?yàn)榕蛎浟Φ漠a(chǎn)生是逐步增大直至巖石斷開。膨脹力均勻作用于整個(gè)巖孔壁上，作用點(diǎn)又集中于槽線處，這種外力正是“巖石斷裂力學(xué)理論”提出的巖石從裂紋處失穩(wěn)、斷裂、斷開發(fā)展過程中，施加外力應(yīng)該具有的特性；而刻槽黑火藥崩裂法次之，因?yàn)楹诨鹚幩矔r(shí)產(chǎn)生的爆生氣體，其大小很難掌握，爆生氣體小了會(huì)沖孔，大了巖石斷裂面發(fā)展過程過快，有可能不從槽線處斷開而走偏，會(huì)從其他抗拉更弱的自然裂紋處斷開，如果爆生氣體作用力恰到好處，巖石本身可劈性又好，則刻槽黑火藥崩裂法也是好方法；刻槽劈裂法：可用機(jī)械machine/劈裂和手捶劈裂，機(jī)械machine/劈裂是用液壓劈裂器，手捶劈裂就是鐵錘加復(fù)合楔。由于劈裂器和復(fù)合楔都是置于巖孔上部孔口段，液壓和手錘施力后產(chǎn)生的劈裂脹力，不是均勻作用于整個(gè)巖孔壁上，而是在巖孔口逐漸脹撕于巖孔。當(dāng)巖孔口產(chǎn)生裂紋后，隨著繼續(xù)劈裂，則向每個(gè)巖孔施工時(shí)間會(huì)有先有后，施力大小會(huì)有輕有重。因此，每個(gè)巖孔斷裂狀態(tài)不可能步調(diào)一致，如果巖石節(jié)理裂隙發(fā)育、各相異性，則容易使巖石斷裂、漂斜，而不是沿槽線處斷開。對(duì)于可劈性差的巖石，使用該法不但巖孔間距要小。而且各個(gè)巖孔要步調(diào)一致，否則，巖石會(huì)向抗拉更弱的部位斷開。

　　石材礦山無論采用哪種刻槽開采方法，都需要在巖孔壁上刻槽，從上到下刻出二條落在巖孔直徑上的對(duì)稱槽線。如圖2所示。槽線在孔壁上成直線而不能扭曲，這樣才能保證巖石斷開面平整。
　　刻槽開采法的關(guān)鍵是刻槽工具。刻槽開采法在我國(guó)石材礦山推廣緩慢，除礦山還不具各使用條件處，也與刻槽工具還達(dá)不到實(shí)用要求有關(guān)。

　　目前，國(guó)內(nèi)采用的還是刻槽鉆頭。筆者前幾年研究的多刀刃裝配式刻槽鉆頭，在石材礦山使用中存在如下問題：
　　1、操作不方便。因?yàn)樗€需要用鑿巖機(jī)為動(dòng)力，又不能讓鑿巖機(jī)有旋轉(zhuǎn)功能，需卸下掉鑿巖機(jī)施轉(zhuǎn)部件。操作時(shí)鑿巖機(jī)在上，頭重腳輕、沖周刻槽、不好掌握；
　　2、沖擊式刻槽。槽線容易上下扭斜不成直線。扭斜槽線是達(dá)不到巖石預(yù)裂效果的；
　　3、刻槽鉆頭進(jìn)入巖孔卡住后，不易取出或根本不能取出。

　　因?yàn)榭滩坫@頭有這些致命弱點(diǎn)。所以，我棄之而研制出風(fēng)動(dòng)潛孔刻槽機(jī)。該機(jī)具經(jīng)過近3年在不同巖類礦山使用，得到了礦山的好評(píng)，它們共同期待該機(jī)具早日服務(wù)礦山。
　　下面介紹一下巖孔刻槽與風(fēng)動(dòng)潛孔刻槽機(jī)的性能特點(diǎn)：

　　巖孔刻槽：要想從巖體上分離出大體積城（≥30m3）巖塊，又不會(huì)使分離巖塊破裂，則開采手段和方法十分重要，在巖孔內(nèi)刻槽，采用刻槽脹裂法，適合我國(guó)石材礦山現(xiàn)狀。刻槽脹裂法要?jiǎng)?chuàng)造3個(gè)開采條件：一是采場(chǎng)要形成開采臺(tái)階，臺(tái)階高度視礦山具體條件而定，最好不小于3m；二是臺(tái)階開采作業(yè)點(diǎn)要具有3個(gè)自由面；三是被分離巖塊的底平面要用金剛石繩鋸或鏈臂鋸鋸割成縫。如圖3所示，絕對(duì)禁止采用抬炮，也就是用黃炸藥炸開。

　　金剛石繩鋸一次鋸割面積，按圖3尺寸≥12m2。

　　在圖3狀態(tài)下，國(guó)外礦山對(duì)其余兩個(gè)巖面是采用鑿密集排孔，然后用膨脹劑脹開，我們可以從進(jìn)口荒料表面巖孔痕跡測(cè)量巖孔間距一般為100~200mm左右。因此，鑿巖工作量很大，由于國(guó)處是采用液壓排鉆，鑿巖設(shè)備先進(jìn)、鑿孔速度快、效率高，問題不突出，國(guó)內(nèi)礦山鑿密集排孔就有困難。如果采用在巖孔壁上刻槽，則在達(dá)到同樣開采效果的前提下，只需要鑿1/3至1/4的巖孔，也能用膨脹劑脹開。因?yàn)閹r孔內(nèi)壁上刻出兩條對(duì)稱槽線后，槽線就是導(dǎo)向斷裂紋，膨脹劑在有槽線的巖孔中產(chǎn)生的膨脹力，必然全部集中作用在槽線上，這就是所謂“應(yīng)力集中效應(yīng)”，有槽線巖孔其內(nèi)膨脹力有了方向性，形成兩股相反方向全力撕拉巖孔槽，膨脹力都為斷開巖石做有用功。無槽巖孔、膨脹力平均作用在巖孔圓周壁上，力的方向呈輻射狀，只有部分膨脹力為斷開巖石做有用功，大部分膨脹力只是在壓縮巖孔圓周壁，做的是無用功。這種結(jié)果，我們?cè)诘V山實(shí)用過程中得到證實(shí)。

　　目前，我國(guó)有多家企業(yè)生產(chǎn)金剛石繩鋸和鏈臂鋸。如果石材礦山采用金鋼石繩鋸或鏈臂鋸，配用刻槽機(jī)，采用刻槽脹裂法開采荒料，將會(huì)給礦山帶來事功半效果。
　　現(xiàn)在膨脹劑國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家多，銷售價(jià)格已有所下降。巖孔壁上刻槽后，對(duì)膨脹劑的標(biāo)號(hào)
　　要求也可降低。因此，如果用量大，礦山完全可以自產(chǎn)自用，生產(chǎn)膨脹劑很容易，其成本在400~500元/t。
　　刻槽脹裂法的優(yōu)點(diǎn)是，提高荒料生產(chǎn)率，降低開采成本，保證荒料規(guī)格質(zhì)量，充分利用資源，減少排廢量而有利生態(tài)環(huán)境，不用雷管炸藥而有利生產(chǎn)安全。
　　風(fēng)動(dòng)潛孔刻槽機(jī)：顧名思義，它是以礦山壓氣為動(dòng)力，機(jī)頭潛入直徑為40mm巖孔內(nèi)，通過特制的金剛石鋸片，自上而下在巖孔壁上刻出深6~8mm，寬2mm、長(zhǎng)等于巖孔深的兩條對(duì)稱槽線。金剛石鋸片受排氣冷卻，能保證金剛石鋸片使用壽命。
　　該機(jī)分3個(gè)部分，即操作部分、動(dòng)力部分和工作部分、3部分串接成一體，如圖4、圖5、圖6所示，該機(jī)若按3m深巖孔配備操作桿長(zhǎng)度，則整個(gè)機(jī)具重量為7.2kg。
　　該機(jī)具結(jié)構(gòu)合理、操作方便、刻槽速度快、槽線不會(huì)歪斜、更換鋸片容易、安裝維修方便等特點(diǎn)。
　　由于巖石種類多，巖性各異、構(gòu)造有別。所以，對(duì)金剛石鋸片的要求也不一樣。金剛石鋸片現(xiàn)分高、中、低3個(gè)品級(jí)，對(duì)于各種大理石和細(xì)粒徑變質(zhì)巖而言，低、中檔鋸片刻槽都在100m以上。對(duì)于偉晶狀、大顆粒石英構(gòu)造的確良堅(jiān)硬花崗巖，剛金剛石鋸片容易磨鈍或金剛石容易脫落，刻槽速度減慢，這個(gè)技術(shù)問題我們會(huì)進(jìn)一步解決。
　　凡是能用金剛石繩鋸的礦山，都能用該機(jī)具刻槽。刻槽斷裂巖石比金剛石繩鋸鋸割巖石要省時(shí)、省錢、省事。如果礦山全部用金剛石繩鋸來分離，解體巖石，則荒料生產(chǎn)成本會(huì)高出荒料銷售價(jià)。例如原湖北大悟蛇紋巖礦，就是全部用意大利金剛石繩鋸和帶鋸分離、解體巖石，產(chǎn)出荒料外形漂亮，表面平整，6面相互平行，八角俱全。但核算下來，荒料每m3開采成本為4800元，而荒料銷售價(jià)每m3只有1200~1600元，荒料生產(chǎn)越多，礦山虧損越大，最后只好關(guān)停。筆者在2005年《石材》雜志2期上發(fā)表一篇“小型礦山怎樣合理使用金剛石繩鋸”的論文，把小型礦山合理使用金剛石繩鋸的好經(jīng)驗(yàn)和好方法，介紹給了讀者，望讀者從中得到啟發(fā)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，針對(duì)自身?xiàng)l件，巧用金剛石繩鋸，創(chuàng)造更合理的石材開采方法。
　　目前，我們尋求在有條件的礦山開辦采用刻槽脹裂法開采荒料的樣板礦山，其條件是：采場(chǎng)已形成開采臺(tái)階，在用金剛石繩鋸或鏈臂鋸開采，我們給予技術(shù)扶植，幫助他們用金剛石繩鋸或鏈臂鋸與刻槽機(jī)具配合，采用刻槽脹裂法分離、解體巖石，達(dá)到提高荒料產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本的目的。