巖石破碎發(fā)展方向

巖石破碎是采礦工程的基礎(chǔ)學(xué)科之一，其發(fā)展的主要方面有：（1）研究與破碎有關(guān)的巖石物理力學(xué)性質(zhì)及其測定方法，包括巖石堅固性、巖石可鉆性、巖石可爆性和巖石崩落性等。（2）研究巖石破碎的物理機(jī)制、破碎過程，尋求這一過程的監(jiān)控方法。（3）確定破碎工藝的合理工作參數(shù)，它與機(jī)械的控制系統(tǒng)相結(jié)合，可使機(jī)械在最優(yōu)狀態(tài)下工作。（4）探索巖石破碎新方法、新工藝、新器材，提高破碎質(zhì)量和效率，降低破碎能耗和成本。

采礦工程中破碎巖石的主要方法有：

（1）機(jī)械破巖。由機(jī)械直接施載于工具使巖石局部破碎，如鍬鎬挖掘、釬子打眼、滾刀碾壓、刀具切削等。這類破巖方法的共同特點是，將工具侵入巖石，使其周圍巖石產(chǎn)生崩落或劈開。（2）巖石爆破。利用炸藥爆炸所產(chǎn)生的高溫高壓和大量的氣體來破碎巖石，也包括用熱核爆炸和用化學(xué)反應(yīng)來破碎巖石，后者也稱為靜態(tài)膨脹。巖石爆破是破碎硬巖最常用的方法。（3）物理破巖。利用熱能、電子、電磁波、激光和高壓水射流等能源來破碎巖石。19世紀(jì)60年代，火焰噴燒（即火鉆）曾在生產(chǎn)中得到應(yīng)用，大流量的水射流（即水槍），在采煤中得到應(yīng)用，其它方法都尚處在試驗研究階段，有時也作為機(jī)械破巖的輔助手段。

巖石破碎爆炸破碎

利用炸藥或其他爆炸物瞬間釋放的巨大能量破碎巖石，應(yīng)用最廣也最有效。

巖石破碎機(jī)械破碎

分切削、沖鑿、碾壓、研磨四種方式。破巖時,破巖工具進(jìn)入巖石，在工具移動前方的巖體內(nèi)，出現(xiàn)密實核。在密實核周圍產(chǎn)生較大塊的崩碎體。機(jī)械破碎在硬巖中應(yīng)用不廣的主要原因是工具磨損嚴(yán)重。其磨損程度主要取決于巖石內(nèi)硬礦物（主要是石英）的含量和顆粒大小。

巖石破碎水射流破碎

分低壓大流量和高壓小流量兩種。前者壓力不超過2×10⁷Pa，多用于水力采礦或采煤；后者壓力可達(dá)幾億帕（Pa）以上，用來切割巖石。此外還研制出脈沖式射流技術(shù)，可有效地破碎堅固巖石而無需很大功率。最高的瞬間壓力，已達(dá)5.6GPa。高壓水射流破碎巖石的能耗高，機(jī)械構(gòu)造較復(fù)雜，多作為掘進(jìn)機(jī)和露天牙輪鉆機(jī)破碎巖石的輔助手段。

巖石破碎熱力破碎

在巖體內(nèi)形成高的溫度梯度，并利用巖石各組分的熱脹系數(shù)不同，形成熱應(yīng)力，使巖體剝落或酥碎。含石英較多的巖石使用此法效果較好?，F(xiàn)代加熱方法有鋁熱劑、火焰噴射、等離子焰、微波、紅外線照射、高能電子束、強(qiáng)大的擊穿電流、激光等。但除火焰噴射法（火鉆）外，其他均處于試驗階段。

為選用合理的巖石破碎方法，將巖石按破碎難易程度分級。分級指標(biāo)有普氏堅固性系數(shù)f、可鉆性、可爆性、侵入硬度和鑿巖比功等。20世紀(jì)50年代以來，中國礦山曾普遍應(yīng)用普氏堅固性系數(shù) f作為分級指標(biāo)。正在研究更完善的分級方法。

古代采礦，廣泛采用火爆法，春秋時期前，中國就已應(yīng)用火爆法落礦。這是一種將巖石火燒加熱后，潑水淬冷，使巖石變酥，然后用手工撬挖的巖石破碎方法。直到19世紀(jì)中葉，采用了鑿巖機(jī)械和火藥爆破技術(shù)之后，巖石爆破才成為采礦工程中最常用的巖石破碎手段。第二次世界大戰(zhàn)后，隨著礦石需求的增長，研制出了許多新類型的鑿巖機(jī)械、爆破器材和開采機(jī)械，諸如牙輪鉆機(jī)、潛孔鉆機(jī)、微差雷管、銨油炸藥、采掘聯(lián)合機(jī)等，同時也要求在現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)上，更準(zhǔn)確地反映破碎巖石的規(guī)律。巖石破碎在采礦工程中的重要地位，逐漸被人們認(rèn)識。50年代蘇聯(lián)斯柯欽斯基礦業(yè)研究院創(chuàng)建了巖石破碎研究室，70年代中國也建立了類似的研究室，巖石力學(xué)與工程學(xué)采礦學(xué)會還成立了專門的學(xué)術(shù)組織，使巖石破碎技術(shù)和理論得到發(fā)展，成為一門新的學(xué)科。由于巖石爆破不便于實現(xiàn)自動化連續(xù)作業(yè)，自70年代以來，世界各國不斷探索各種新的巖石破碎技術(shù)的可行性。

把巖體破碎成巖塊。把大塊破碎成小塊的作業(yè)。它是采礦工程的一項最基本作業(yè)，通過破碎，礦巖便成為符合運(yùn)輸和加工要求的形態(tài)，鑿巖、爆破、截割、粉碎等都是巖石破碎過程 。

巖石破碎是采礦工程的基礎(chǔ)學(xué)科之一，其發(fā)展的主要方面有 ：

(1)研究與破碎有關(guān)的巖石物理力學(xué)性質(zhì)及其測定方法，包括巖石堅固性、巖石可鉆性、巖石可爆性和巖石崩落性等。

(2)研究巖石破碎的物理機(jī)制、破碎過程，尋求這一過程的監(jiān)控方法。

(3)確定破碎工藝的合理工作參數(shù)，它與機(jī)械的控制系統(tǒng)相結(jié)合，可使機(jī)械在最優(yōu)狀態(tài)下工作。

(4)探索巖石破碎新方法、新工藝、新器材，提離破碎質(zhì)量和效率，降低破碎能耗和成本。2100433B

內(nèi) 容 簡 介

書中較詳細(xì)地介紹了80年代國內(nèi)、外巖石破碎學(xué)專家和巖石破碎學(xué)著述

中的巖石破碎理論與技術(shù)成果，對有關(guān)的理論公式及實驗結(jié)果都作了較詳細(xì)

的推導(dǎo)和論證，并附有必要的圖表資料。

本書不僅可作為探工專業(yè)科技人員研究巖石破碎的基本頃物，還可供有

關(guān)專業(yè)的研究生參考。

本書是高等學(xué)校探礦工程專業(yè)高年級學(xué)生的《巖石破碎學(xué)》教材（適用于

60學(xué)時左右）。全書的內(nèi)容包括：巖石的強(qiáng)度理論和破碎理論；巖石的物理

力學(xué)性質(zhì)及其測定；巖石的研磨性；巖體及孔壁的穩(wěn)定性；巖石可鉆性及其

分級；巖石的切削；金剛石鉆頭破碎巖石；動載破碎巖石；破碎巖石的新方

法等九章。