矿山公园建设中矿石废料再利用研究 ——以灵宝市矿山示范区为例
发布时间：2021-02-06 20:28
中国是较早开发与利用矿产资源的国家,在开采及加工过程中形成了大量的矿石废料,这些废料大多未被合理利用甚至被遗留在开采场地,造成了资源大量的浪费。站在废弃资源再利用的角度,这些矿石废料却具有一定的再利用价值,所以亟需切实可行的矿石废料再利用策略,对其进行合理化的再利用。本课题以矿山公园建设为背景,将矿石废料作为一种景观材料的形式再利用于矿山公园建设中,并对其再利用方法展开了相关研究。首先,文中梳理了国内外相关理论及实践研究,并对其进行了分析与归纳,明确了本课题的研究内容与研究方法。按照矿石废料产生的过程,对其进行了概念界定与材料特性分析,并论述了矿石废料在其他领域及景观设计领域中再利用的途径。对比分析了再利用的三个发展阶段,确定了本课题所遵循的再利用思想。剖析了矿山公园的概念,明确了矿石废料在矿山公园建设中再利用的目标,并总结了矿山公园建设中矿石废料再利用的价值。其次,梳理归纳了矿石废料再利用的相关案例,为本课题所涉及的核心研究内容提供了借鉴与启示。综合以上研究,总结了矿山公园建设中矿石废料再利用应遵循的原则、依据与方法。最后,将矿石废料作为矿山公园建设中的景观材料,对其在矿山复绿、景观...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：128 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
课题研究框架图
西安建筑科技大学硕士学位论文132基础理论与概念阐述2.1矿石废料概述2.1.1矿石废料的概念与产生过程（1）矿石废料的概念矿石废料是指石材企业在开采与加工过程中因石材质量不能满足其要求而丢弃的大块石料、裂纹料、小料及边角料等，或在运输及装卸过程中破碎的大石板、碎料等[15]。大量的天然石材资源因为受制于开采技术以及石材企业的用材标准，因此，较高的用材标准与较低的成材率，造成了开采过程中大量自然资源的浪费。同时受市场环境的影响，采购方通常只购买大块材料，因此产生于开采及加工过程中的小块料、碎料、带有裂纹的石料就成为了矿石废料。（2）矿石废料的产生过程①矿山开采过程中膨胀水泥爆破与车锯是石材开采的两种主要方式，第一种开采方式产生的矿石废料比较多，几乎可以超过所开采出的荒料体积的三分之一，因此渐渐地被第二种方式车锯所取而代之，这种方式是用车锯沿着矿山的斜坡对石材进行切割，经切割后的石材大约lm被成块取下（如图2.1），因此这种成块开采出的荒料通常每个面都呈现出自然的纹理，按照量荒料被分为一级荒料、二级荒料和三级荒料。这三级荒料经过一系列的加工工艺后其成材率分别约为75%、65%、50%。②石材厂加工过程中石材企业对荒料进行加工时，首先用大型水锯将其处理成毛边石板，而标准版石材是根据用材需要再次将毛边石板进行切割、加工成合适的尺寸规格。从荒料到标准版石材在这一些列的加工过程中会产生大量的废料，这些废料几乎占据荒料体积的三分之一。这些废料产生于各个加工环节，大概可以归为三种，首先是荒料被切割时其边缘形成的大块自然面石料（如图2.2），其次是将毛边石板加图2.1石材荒料来源：自摄
西安建筑科技大学硕士学位论文14工成标准版石材的切割过程中形成的毛边（如图2.3），最后是因水锯切割产生的石粉（如图2.4）。在这三种废料中就可再利用性而言石粉的可能性比较小，其回收再利用的过程也相对复杂。而毛边与大块自然面石料则完全可以再利用，如果将其进行二次加工作为饰面材料或其他材料用于矿山公园建设，可以将石材的利用率提升15%左右，而且这两种废料就其自然质感与成品石材相比会更显独特，其自然质感也更符合矿山公园整体环境氛围[16]。2.1.2矿石废料材料特性分析矿石废料在开采过程中因受外力的作用体积发生变化，而其作为天然石材的性质没有发生变化，因此其材料特性与普通天然石材几乎是一样的，以下对其特性进行分析。（1）材质特性矿石废料作为天然石材，其结构密度相对较大，抗压强度也相对较高，许多天然石材的抗压强度均不低于100MPa。耐水性、耐磨性与耐久性是其最大的优势，其使用年限一般均可超出一个世纪。另外石材分布范围比较广，使用时有利于就地取材。（2）装饰性矿石废料作为天然石材具有很好的装饰性，其艺术效果主要表现在纹理比较自然、质感比较厚重、整体给人一种宏伟庄重的感觉。由矿石废料砌筑而成的墙体其立面结构通常会因不同的堆砌手法而呈现出别具一格的效果。矿石废料自身的肌理具有很好的装饰性，并且作为天然材料，在地质与自然条件的影响下，不同地域的矿石废料各自的形成不同的肌理感。无论是开采的荒料块材亦或者是经过加工工艺的打磨的标准版石材其肌理都具有不可复制性。另外经过不同程度的加工会呈现不同的肌理效果，如对其进行粗度加工也就是直接开采，其表面便是图2.2大块自然面来源：自摄图2.3毛边来源：自摄图2.4石粉来源：自摄
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然石材在乡村景观空间中的应用[J]. 伍亚奇,吴曼颖. 南方园艺. 2019(02)
[2]矿山复绿技术方法研究[J]. 曹立雪,刘雁冰. 价值工程. 2018(36)
[3]石质景观设计手法在矿区再生设计中的运用[J]. 赵丹,米佳,廖启鹏. 设计艺术研究. 2017(06)
[4]矿山固体废弃物的处理与利用研究[J]. 孙书晶. 科学技术创新. 2017(22)
[5]美国对天然石材可持续应用的研究[J]. 旭岩. 石材. 2017(07)
[6]对石材资源最大化利用的思考[J]. 杨武,晏辉. 石材. 2017(02)
[7]矿业棕地景观生态设计实例分析及比较研究[J]. 冯萤雪,曹颖. 中国科技论文. 2016(21)
[8]石材厂废弃石料在环境恢复中的再利用[J]. 赵林,阴潇. 山西建筑. 2015(30)
[9]千佛山风景名胜区千佛山景区海绵城市建设工程[J]. 段晓雁,郭大鹏,刘文静,张磊,王浩. 建设科技. 2015(17)
[10]材料再循环视角下的后工业景观重塑——澳大利亚岬角公园启示[J]. 孟璠磊. 动感(生态城市与绿色建筑). 2014(04)
博士论文
[1]工业遗址改造中的景观设计研究[D]. 杨震宇.北京林业大学 2015
[2]矿业棕地公园景观生态化建构对策研究[D]. 冯萤雪.哈尔滨工业大学 2015
[3]节约型园林背景下废弃物和再生建材的应用研究[D]. 戈晓宇.北京林业大学 2014
[4]基于雨洪管理的节约型园林绿地设计研究[D]. 刘家琳.北京林业大学 2013
[5]废弃物在建筑和环境营建中的利用[D]. 唐浩.天津大学 2010
硕士论文
[1]采矿废弃地生态恢复与地域文化再建的策略研究[D]. 孙霄.中央美术学院 2019
[2]乡土材料在公园景观中的运用研究[D]. 唐艳冉.湖北工业大学 2018
[3]低影响开发在海绵高校建设中的应用研究[D]. 陈淳.华南农业大学 2016
[4]生态技术美学视域下的棕地修复形式特征研究[D]. 张习.中国美术学院 2015
[5]废旧砖材再利用设计方法探究[D]. 于塔娜.天津大学 2014
[6]建筑拆除废旧材料循环利用模式研究[D]. 王琼.西安建筑科技大学 2014
[7]森林公园景观设施小品的生态化设计初探[D]. 程逸楠.中国林业科学研究院 2013
[8]石砌景观的研究[D]. 杨帆.西安建筑科技大学 2012
[9]基于地域文化的景观小品设计研究[D]. 王理阅.南京林业大学 2012
[10]长沙市城市公园石景研究[D]. 罗金芳.中南林业科技大学 2011
本文编号：3021049
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：128 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
课题研究框架图
西安建筑科技大学硕士学位论文132基础理论与概念阐述2.1矿石废料概述2.1.1矿石废料的概念与产生过程（1）矿石废料的概念矿石废料是指石材企业在开采与加工过程中因石材质量不能满足其要求而丢弃的大块石料、裂纹料、小料及边角料等，或在运输及装卸过程中破碎的大石板、碎料等[15]。大量的天然石材资源因为受制于开采技术以及石材企业的用材标准，因此，较高的用材标准与较低的成材率，造成了开采过程中大量自然资源的浪费。同时受市场环境的影响，采购方通常只购买大块材料，因此产生于开采及加工过程中的小块料、碎料、带有裂纹的石料就成为了矿石废料。（2）矿石废料的产生过程①矿山开采过程中膨胀水泥爆破与车锯是石材开采的两种主要方式，第一种开采方式产生的矿石废料比较多，几乎可以超过所开采出的荒料体积的三分之一，因此渐渐地被第二种方式车锯所取而代之，这种方式是用车锯沿着矿山的斜坡对石材进行切割，经切割后的石材大约lm被成块取下（如图2.1），因此这种成块开采出的荒料通常每个面都呈现出自然的纹理，按照量荒料被分为一级荒料、二级荒料和三级荒料。这三级荒料经过一系列的加工工艺后其成材率分别约为75%、65%、50%。②石材厂加工过程中石材企业对荒料进行加工时，首先用大型水锯将其处理成毛边石板，而标准版石材是根据用材需要再次将毛边石板进行切割、加工成合适的尺寸规格。从荒料到标准版石材在这一些列的加工过程中会产生大量的废料，这些废料几乎占据荒料体积的三分之一。这些废料产生于各个加工环节，大概可以归为三种，首先是荒料被切割时其边缘形成的大块自然面石料（如图2.2），其次是将毛边石板加图2.1石材荒料来源：自摄
西安建筑科技大学硕士学位论文14工成标准版石材的切割过程中形成的毛边（如图2.3），最后是因水锯切割产生的石粉（如图2.4）。在这三种废料中就可再利用性而言石粉的可能性比较小，其回收再利用的过程也相对复杂。而毛边与大块自然面石料则完全可以再利用，如果将其进行二次加工作为饰面材料或其他材料用于矿山公园建设，可以将石材的利用率提升15%左右，而且这两种废料就其自然质感与成品石材相比会更显独特，其自然质感也更符合矿山公园整体环境氛围[16]。2.1.2矿石废料材料特性分析矿石废料在开采过程中因受外力的作用体积发生变化，而其作为天然石材的性质没有发生变化，因此其材料特性与普通天然石材几乎是一样的，以下对其特性进行分析。（1）材质特性矿石废料作为天然石材，其结构密度相对较大，抗压强度也相对较高，许多天然石材的抗压强度均不低于100MPa。耐水性、耐磨性与耐久性是其最大的优势，其使用年限一般均可超出一个世纪。另外石材分布范围比较广，使用时有利于就地取材。（2）装饰性矿石废料作为天然石材具有很好的装饰性，其艺术效果主要表现在纹理比较自然、质感比较厚重、整体给人一种宏伟庄重的感觉。由矿石废料砌筑而成的墙体其立面结构通常会因不同的堆砌手法而呈现出别具一格的效果。矿石废料自身的肌理具有很好的装饰性，并且作为天然材料，在地质与自然条件的影响下，不同地域的矿石废料各自的形成不同的肌理感。无论是开采的荒料块材亦或者是经过加工工艺的打磨的标准版石材其肌理都具有不可复制性。另外经过不同程度的加工会呈现不同的肌理效果，如对其进行粗度加工也就是直接开采，其表面便是图2.2大块自然面来源：自摄图2.3毛边来源：自摄图2.4石粉来源：自摄
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然石材在乡村景观空间中的应用[J]. 伍亚奇,吴曼颖. 南方园艺. 2019(02)
[2]矿山复绿技术方法研究[J]. 曹立雪,刘雁冰. 价值工程. 2018(36)
[3]石质景观设计手法在矿区再生设计中的运用[J]. 赵丹,米佳,廖启鹏. 设计艺术研究. 2017(06)
[4]矿山固体废弃物的处理与利用研究[J]. 孙书晶. 科学技术创新. 2017(22)
[5]美国对天然石材可持续应用的研究[J]. 旭岩. 石材. 2017(07)
[6]对石材资源最大化利用的思考[J]. 杨武,晏辉. 石材. 2017(02)
[7]矿业棕地景观生态设计实例分析及比较研究[J]. 冯萤雪,曹颖. 中国科技论文. 2016(21)
[8]石材厂废弃石料在环境恢复中的再利用[J]. 赵林,阴潇. 山西建筑. 2015(30)
[9]千佛山风景名胜区千佛山景区海绵城市建设工程[J]. 段晓雁,郭大鹏,刘文静,张磊,王浩. 建设科技. 2015(17)
[10]材料再循环视角下的后工业景观重塑——澳大利亚岬角公园启示[J]. 孟璠磊. 动感(生态城市与绿色建筑). 2014(04)
博士论文
[1]工业遗址改造中的景观设计研究[D]. 杨震宇.北京林业大学 2015
[2]矿业棕地公园景观生态化建构对策研究[D]. 冯萤雪.哈尔滨工业大学 2015
[3]节约型园林背景下废弃物和再生建材的应用研究[D]. 戈晓宇.北京林业大学 2014
[4]基于雨洪管理的节约型园林绿地设计研究[D]. 刘家琳.北京林业大学 2013
[5]废弃物在建筑和环境营建中的利用[D]. 唐浩.天津大学 2010
硕士论文
[1]采矿废弃地生态恢复与地域文化再建的策略研究[D]. 孙霄.中央美术学院 2019
[2]乡土材料在公园景观中的运用研究[D]. 唐艳冉.湖北工业大学 2018
[3]低影响开发在海绵高校建设中的应用研究[D]. 陈淳.华南农业大学 2016
[4]生态技术美学视域下的棕地修复形式特征研究[D]. 张习.中国美术学院 2015
[5]废旧砖材再利用设计方法探究[D]. 于塔娜.天津大学 2014
[6]建筑拆除废旧材料循环利用模式研究[D]. 王琼.西安建筑科技大学 2014
[7]森林公园景观设施小品的生态化设计初探[D]. 程逸楠.中国林业科学研究院 2013
[8]石砌景观的研究[D]. 杨帆.西安建筑科技大学 2012
[9]基于地域文化的景观小品设计研究[D]. 王理阅.南京林业大学 2012
[10]长沙市城市公园石景研究[D]. 罗金芳.中南林业科技大学 2011
本文编号：3021049
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