岩石爆破分级与凿岩机具.pptVIP

4 岩石爆破分级与凿岩机具 §4.1 钻孔方法及其分类 §4.2 浅孔钻孔机具 §4.3 深孔钻孔机具 学习要点： 1、了解岩石性质及可爆性的基本概念； 2、了解各种钻孔方法和部分钻孔机具； 3、掌握常见钻孔方法的破岩原理。 4.1.1 岩石的物理性质 （从反应爆破特征和爆破破碎角度研究。） 各类岩石由于其成因不同、成分不同、结构构造不同，其物理力学性质有很大差异。 1）密度 ——有天然密度（ρ）和重力密度（ ）之分，如表4.1。 ρ=M/(V-V0), = G/V ； 一般岩石的ρ 和 越大岩石越难以破碎，抛掷爆破时需消耗较多的能量克服重力。 2）岩石的孔隙性 岩石的孔隙性反应了岩石中裂隙的发育程度，孔隙的存在 削弱了岩石的强度，同时还有吸收能量的效应。 描述岩石孔隙性的指标主要有岩石的孔隙率和孔隙比。 ?孔隙率 指岩石中孔隙的总体积 VV 与岩石总体积 V 之比。 ?孔隙比 指岩石孔隙的体积与固体体积的比值。 ?孔隙率与孔隙比之间的关系： 3）碎胀性——岩石破碎后因碎片间孔隙增多而使体积增大的 性质。 ( =V1/V ),岩石爆破破碎必须有一定的碎胀空间，包括外部空间和内部孔隙。 4）波阻抗——指岩石的密度ρ与该岩石中纵波波速Cp的乘积。 （ρ·Cp）反应了岩石阻止波能传播的作用，通常认为炸药的波阻抗与岩石的波阻抗相匹配时，爆破能量传递最多，可获得较好的岩石爆破效果。 1）岩石表现为脆性化 加载速度不同时，岩石表现的变形性质不同。 提高应变率，岩石将由塑性向脆性转化，弹性模量提高。 2）动态应力场 爆炸荷载下，应力脉冲首先形成冲击波，迅速衰减为应 力波。岩石中各点的应力、变形、位移均与时间有关，为动 态应力场。 总之：在爆炸动荷载作用下，岩石表现有如下动态特点： （1）岩石由弹塑性、塑性向脆性转化； （2）岩石的弹性模量增大； （3）岩石的强度提高。 ?岩石波速和波阻抗分级法 ——简便测定、便于计算，应用不太广，表4.2。 ?可爆性指数分级法 ——该分级方法主要考虑了爆破漏斗体积、爆破块度分布状况及岩石波阻抗和岩石可爆性的关系。 东北大学钮强等人经过对我国63种岩石的爆破试验，应用数理统计方法 对矿山实际试验所得数据的爆破漏斗体积，岩石大块率，小块率，平均合 格率，岩体波阻抗与岩石可爆性指数 N之间的关系进行多元化回归分析得 出的岩石可爆性综合分级，计算结果如下： 按照岩石爆破性指数N值大小，将岩石爆破性分为五级，每级又分为两 个级别，表4.2 。可靠性准确性好，方法复杂难推广。 机械法破岩包括： 钻具破岩（接触式） ，如冲击式、切削式、滚压； 无钻具破岩（非接触式） ，如高压水射流、火焰、电水锤、等离子体、超声波、激光等。 根据不同的机械破岩机理，可将钻孔方法分为 4种（见图2.1）： ① 冲击式、 ② 旋转式（切削式）、 ③ 旋转冲击式（冲击逥转式）、 ④ 滚压式 图2.1 根据破岩机理，可以分为四种钻孔方法 4.2.2 旋转式钻孔法 适用场合：一般适用于软岩或煤层，其逥转力矩能够克服 岩石抗切削强度，将岩石一层层切割下来，螺 旋式钻进。 钻机类型：主要有电钻、液压钻。 4.2.3 旋转冲击式钻孔法 旋转与冲击的联合作用，以柱齿式钻头使用为多。 4.2.4 滚压式钻孔法 以牙轮钻机使用为多，多用于大直径钻凿。 §4.3 浅孔钻孔机具 4.3.1 风动凿岩机的构造 风动凿岩机是以压缩空气为动力，驱动各机构运转，实现高效凿岩穿孔的机械设备。 风动凿岩机分： 低频（＜2000 次/min） 中频（2000～2500 次/min） 高频（＞2500 次/min） 常用的有：YT-23 (7655)、 YT-24中频、 YT-