应用最广泛的预先松碎方法是穿孔爆破。即先用穿孔机械在岩石中穿凿出不同规格的孔眼,然在孔中装人炸药,通过炸约爆炸,将矿岩从整体上分离下来.并破碎成一定块度以便采装。
露天矿使用的穿孔设备主要有钢绳冲击式钻机、潜孔钻机、牙轮钻机等。
钢绳冲击式钻机是靠钻具自由下落冲击孔底而凿碎岩石,故只能穿凿垂直孔。在穿孔过程中、需要向孔内注人适量的水,使孔底的岩粉变成岩粉浆,以便继续穿孔; 为了减少岩粉浆对钻具下落时所产生的阻力,每隔一段时间,用取碴简把岩粉浆取出。
潜孔钻机是一种风动冲击式钻机。穿孔时,冲击器潜人钻孔内,压缩气经钻杆送人冲击器冲击钻头,孔底凿碎的岩粉由压气排出孔外。潜孔钻机可钻进与水平面成60°以上倾角的钻孔。
牙轮钻机是一种回转式钻机。它借助推压提升机构向钻头施加很大的轴压力使钻头上的齿轮压人岩石中,并在钻具回转扭矩及牙轮滚动作用下,使齿轮切削岩石而钻孔,岩石碎屑也用压气排出。
以上类钻机.牙轮钻机效率最高,潜孔钻机次之,钢绳冲击式钻机效率最低; 牙轮钻机穿孔效率较钢绳冲击式钻机高4~5 倍较潜孔钻机高1~2 倍。2100433B
岩石破碎技术的发展_余辉
岩体的软弱层面会影响到爆破破碎效果,如何确定岩石材料的缺陷在爆破破碎中的影响因子是研究岩石破碎机理的关键。通过对当前岩石爆破破碎的研究现状进行综合分析、评述,讨论了岩石爆破破碎机理研究的要点以及今后的研究重点,为后续相关研究指出了方向。
岩石碎胀系数是岩石的碎胀性可用岩石破碎后处于松散状态下的体积与岩石破碎前处于整体状态下的体积之比。岩石破碎以后的体积将比整体状态下增大,这种性质称为岩石的碎胀性。来表示,该值称为碎胀系数。
把岩体破碎成岩块。把大块破碎成小块的作业。它是采矿工程的一项最基本作业,通过破碎,矿岩便成为符合运输和加工要求的形态,凿岩、爆破、截割、粉碎等都是岩石破碎过程 。
利用炸药或其他爆炸物瞬间释放的巨大能量破碎岩石,应用最广也最有效。
分切削、冲凿、碾压、研磨四种方式。破岩时,破岩工具进入岩石,在工具移动前方的岩体内,出现密实核。在密实核周围产生较大块的崩碎体。机械破碎在硬岩中应用不广的主要原因是工具磨损严重。其磨损程度主要取决于岩石内硬矿物(主要是石英)的含量和颗粒大小。
分低压大流量和高压小流量两种。前者压力不超过2×107Pa,多用于水力采矿或采煤;后者压力可达几亿帕(Pa)以上,用来切割岩石。此外还研制出脉冲式射流技术,可有效地破碎坚固岩石而无需很大功率。最高的瞬间压力,已达5.6GPa。高压水射流破碎岩石的能耗高,机械构造较复杂,多作为掘进机和露天牙轮钻机破碎岩石的辅助手段。
在岩体内形成高的温度梯度,并利用岩石各组分的热胀系数不同,形成热应力,使岩体剥落或酥碎。含石英较多的岩石使用此法效果较好。现代加热方法有铝热剂、火焰喷射、等离子焰、微波、红外线照射、高能电子束、强大的击穿电流、激光等。但除火焰喷射法(火钻)外,其他均处于试验阶段。
为选用合理的岩石破碎方法,将岩石按破碎难易程度分级。分级指标有普氏坚固性系数f、可钻性、可爆性、侵入硬度和凿岩比功等。20世纪50年代以来,中国矿山曾普遍应用普氏坚固性系数 f作为分级指标。正在研究更完善的分级方法。