风动潜孔刻槽机及其应用.pdf

第 “卷第期 年“月 爆破 “ , I K , , ’ - , K ; KJ ; 8 C D A 8 , K 3 9 , - ; N D - , ’ C’ - , A ’ ;，A ’ 8 E 9 N ; ,- J , A , ; KJ , D 9 ; D D 9 D A , A D , ; A ’ K 8 D , K O A - - D A ’ ; ; A ’ ; , J ; , ; A ’ K 8 D , K 4 3 8 ;K ; EJ D 9 ; ,；9 ’ ,；E ’ ’ ,； 8 - A 8 , 岩石刻槽断裂机理 当岩石内部存在裂纹时， 在外界应力的作用下， 裂纹尖端将发生 “应力集中效应” 。裂纹尖端的应力 强度以强度因子’表示 ［］ ’““ （） 式中 外加应力；“裂纹长度；与裂纹形 状、 加载方式及岩性有关的量。 在应力强度为’时， 裂纹尖端产生的应力 。当外加应力增大，’也随之增大，也增 大。当 增加到一定值导致裂纹失稳时， 裂纹扩 展， 岩石出现断裂， 此时应力强度因子为临界应力强 度因子， 用’ * 表示。 收稿日期 . 5 . 0 作者简介 艾耕 （ “ 0 .） ， 男； 武汉 武汉理工大学资源与环 境工程学院高级工程师 ’* ,““ （） 由此可知， 岩石预裂成缝的必要条件 一是岩石 孔壁上必须存在初始裂纹 （天然的或后产生的） ； 二 是岩孔内必须要获得适当的压力。如果’’ * ， 裂纹将会扩展；’’ * ， 则裂纹扩展迅速。只要 岩孔之间的裂纹能互相贯通起来成缝， 则断裂岩石 就达到了目的。 在岩石上施工时， 尤其是开采大理岩和花岗岩， 必须遵循岩石断裂力学理论提出的岩石断裂发展过 程， 应尽可能创造两个必要条件 一是在岩石上凿排孔并在每个岩孔壁上刻槽， 要保证每个孔壁上槽线的朝向一致， 都处在一个平 面上， 如图所示。 二是向槽孔内施加外应力， 要求外应力不能瞬 时猛烈产生， 应该由小到大逐渐增加， 使槽孔受力状 况符合岩石断裂的发展过程 ［］ 。 目前， 刻槽法断裂岩石在石材矿山得到推广应 万方数据 用并收到良好的效果。采用刻槽方法有 刻槽钻头、 风动潜孔刻槽机； 向槽孔内施加外应力方法有 低能 炸药、 复合楔和液压劈裂机、 静态膨胀剂等。 图排孔槽线示意图 “ 刻槽钻头 现在石材矿山所用刻槽钻头没有统一式样。它 与凿岩钻头不同的是 刻槽钻头的两块硬质合金片 是对称镶焊在圆柱体壁上。装配式刻槽钻头如图“ 所示， 常镶焊有块硬质合金片。 在岩孔壁上刻槽过程与凿岩机凿孔过程一样。 以凿岩机为动力， 需要长、 中、 短钎杆， 刻槽钻头套在 钎头上， 刻槽过程中需要更换钎杆。不同的是刻槽 用的凿岩机去掉了旋转功能， 只能往复捶打钎尾， 使 刻槽钻头逐渐深入岩孔内在岩孔壁上刻出两条对称 的 “” 形槽线。 采用刻槽钻头有如下不足之处 （） 操作不方便， 因为刻槽速度快， 需频繁更换 钎杆、 刻槽钻头进出岩孔常遇到困难。 （“） 槽线质量差， 因为刻槽时是通过凿岩机往复 打击钎杆传递给钎头， 所以槽线的竖直歪斜完全靠 人来掌握， 由于槽线刻削量很小， 刻槽速度快， 因此， 工作起来有头重脚轻的感觉， 不好操作， 容易使槽线 歪斜不直。 图“刻槽钻头示意图 钻头基体；“ 刻槽齿； ／- “， 而一般岩石的抗拉 强度只有 （ “） / *; ／- “。所以， 当岩孔刻槽后 用膨胀剂来断裂岩石比较理想。它操作简便， 使用 .3 第 卷第期艾耕风动潜孔刻槽机及其应用 万方数据 安全、 不少石材矿山都用它来分离岩体。 结论 （“） 采用在岩孔壁上刻槽、 向槽孔内施加非爆炸 作用力， 是达到既能分离岩体又不损伤子母岩的有 效方法。风动潜孔刻槽机为该法的应用创造了条 件。该法不仅适用于石材矿山， 而且也适用于水电 工程、 露天边坡、 公路堑沟、 铁路隧道等其他工程。 （） 向槽孔内施加力一般不要使用猛炸药 （开采 碎石料除外） 。对于石材矿山来说， 膨胀剂最好； 复 合楔次之； 再是低能炸药 （黑火药慎用） 。 （） 用复合楔劈裂槽孔时， 对每个复合楔要施力 相等， 要让每个复合楔作用于岩石的力大致相等。 用手捶反复打击楔头时要有耐心， 做到时间不能过 急； 频率不能过快； 用力不能过猛。凭手感和听声音 随时调节每个楔子的受力状况， 始终保持每个楔子 作用于岩石的力一致。以防因排孔中槽孔受力不均 匀， 造成个别槽孔提前失稳、 导致岩石断裂面跑偏， 不按预想断面发展， 使开采前功尽弃。 目前， 市场上还没有低能安全炸药供应。不少 矿山采用黑火药爆破， 经常发生事故， 造成人员伤 亡。因此， 迫切希望有关部门能研制出类似黑火药 性能的安全炸药， 将会有广泛用途。 参考文献 ［“］ 刘清荣控制爆破 ［］武汉 武汉工业大学出版社， “ ’ ［］ 艾耕爆力劈裂器研究， 爆破 ［］ “ ’ ’ “（） ［］ 汪承林， 邱健美石材工程 ［］武汉 湖北科学技术出 版社， “ ’ ’ * 广西柳州市通过爆破拆除 ,-烟囱 据承担这次爆破拆除任务的柳建集团昌宁爆破有限公司的朱建军经理介绍， 此次拆除爆 破是柳州市纺织房开公司委托他们实施的。这座烟囱是“ ’ “年在原有的砖混结构基础上， 经 过钢混加高加厚改造建起的， 高 ,-、 壁厚, ’ -， 是目前为止柳州市通过爆破方式拆除的 最高的烟囱。 烟囱所在的位置， 虽然一面是经过平整过的开阔地块， 而另一面相距仅 -处， 是热闹 的街道门面和市场。为保证爆破万无一失， 昌宁公司此前已进行了周密的勘测， 制定了精细、 严密的方案。 朱建军说， 这次爆破采用的是定向控制爆破， 打了“ “ ,个炮眼， 用 ./ 0乳化炸药， 为了减 少烟囱倒下后造成的地震波和防止碎砖飞溅， 他们还在烟囱将要倒向的地方， 堆起了道“ -高的土坎。 爆破取得了圆满成功， 解除警戒的哨声才吹响， 原大烟囱北面的锦绣路街道又恢复了热 闹， 与大烟囱仅一墙相隔的米粉摊老板娘又忙着为客人煮起了米粉， 爆破没对她们造成一点影 响。 . 爆破 , , 年’月 万方数据