专利名称：用于石料开采的劈裂方法及其劈裂器的制作方法
技术领域：
本发明属于开采石料的方法和开采石料的装置。
目前，在一些采石场开采建筑石料时，大多仍采用手工劈裂的方法，即在岩石山体上按照开采块度手工用铁凿凿若干楔形眼，插上金属楔子，依次用铁锤敲打，直至使料石从岩体上分离下来。料石能够从岩体上分离下来，是由于楔子斜面产生的张力大于岩石的抗拉强度时，首先从岩石表面开始自上而下裂开，这种开采方法属于原始的手工开采，效率低、劳动强度大。目前也有用炸药爆破的开采方法，即在岩体上用钻机钻若干很深的炮眼(相当于开采高度的70%)，装上炸药或导爆索起爆，所以也叫放炮开采。这种方法由于爆炸力直接作用在岩体中，而且爆轰波向岩体四周传播，因此很难控制岩石的成材性，产生很多废料，而且还产生微观裂纹，影响了料石和锯解后板材的质量。虽然有的采取控制爆破或静力破碎剂静力爆破以求达到开采整块料石的目的，但效果仍不佳，其关键是炸药爆炸力或静力破碎剂静胀力作用在炮眼四周的各个方向，而不是直接作用在开采轮廓线上，没有充分利用岩石的可劈解特性。而且爆破时要钻很深的炮眼，愈深愈难钻，钻眼工程量大，劳动效率低。
本发明的目的，是为克服手工劈裂方法效率低劳动强度大的不足和爆破开采法钻眼工程量大成材性差的不足，充分利用岩石壁裂的特性，提供一种张力劈裂方法和用于该方法的张力劈裂器，提高料石开采的机械化程度、劳动效率以及料石的成材质量。
本发明的技术方案是，在岩体表面上沿开采轮廓线相隔一定距离钻若干浅孔，在孔内装上含有能量释放物的张力劈裂器，并使劈裂器的合缝与开采轮廓线一致，在孔外促使能量释放物释放能量，该能量通过劈裂器转换为垂直于开采轮廓线的张力将料石从岩体上劈裂下来。本发明的方法中关键是设计了一种张力劈裂器。张力劈裂器的构造是，由两半金属柱槽体组成，两半合对在一起为一个有内腔的顶部有孔眼的金属柱容体，两半合对在一起后用弹性圈箍紧，通过顶眼在内腔中装上能量释放物。能量释放物如化学爆炸物、化学燃烧物、化学膨胀物、物理膨胀物等。
劈裂器的工作原理是，在孔外促使能量释放物释入能量后，该能量使劈裂器两半分别向两边挤压，形成垂直于轮廓线的张力，使岩石产生预裂缝隙，直至岩石完全劈开。在这里提到的是因劈裂器不是一个密闭的壳体，装上炸药也不会象炸弹那样爆炸，岩石是脆性材料，其抗拉强度远小于韧性金属的抗压强度，所以劈裂器可重复使用。
本发明的优点是，①、充分利用岩石可劈裂的特性和炸药等产生的物理化学能量劈裂岩石，改变了手工作业提高了效率，降低了劳动强度;②改变了传统的爆破方法，使料石成材率高，特别做为锯解磨光的装饰板材时，板材的成品率高，不含微观裂纹;③、只在岩石表面钻浅孔(10-15厘米)，比普通爆破法钻深孔快几十倍，施工容易，速度快。因此本发明是一种机械化的快速优质的石材开采方法。
结合附图给出本发明的两个实施例。
图1为用爆炸型劈裂器实施本方法开采料石的示意图;
图2为爆炸型劈裂器的内部结构图;
图3为膨胀型劈裂器的内部结构图;
图例说明1-岩体，2-钻孔，3-爆炸型劈裂器，4-引爆线，5-起爆电源，6-劈裂器左半体，7-劈裂器右半体，8-钢丝弹簧圈，9-引爆装置，10-炸药，11-顶孔眼，12-膨胀物。
实施例一、(参照图1、图2)，开采料石时，首先在岩体(1)上沿开采轮廓线相距一定距离打一排浅眼(2)，眼距20-40厘米，眼深10-20厘米;将劈裂器左右半(6、7)合对在一起用弹簧圈(8)箍紧，从顶部孔(11)中装入炸药(9)和引爆装置(10);再将做好的劈裂器逐个放入浅眼中，放置时注意两半的对合缝线要与岩石劈裂方向一致，最后在孔外将引线(4)联在一起，接在起爆电源(5)上，撤出人员即可起爆。
如图2，劈裂器的左右两半金属槽体(6、7)为半圆型槽体，在其侧面上加工有二道环槽，用于嵌装弹性圈。弹性圈用钢丝弹簧圈(8)。弹簧圈(8)在爆炸前将两半槽体(6、7)紧固在一起，爆炸瞬间两半张开劈裂岩石，爆炸后使两半槽体(6、7)复位。劈裂器的直径要略小于浅孔的直径，便于安装。中心槽腔的直径要大于等于炸药的临界爆炸直径。槽体的壁厚要大于5毫米。如钻的浅孔直径41毫米，劈裂器直径为40毫米，当用硝铵类炸药时，劈厚设计为7.5毫米，内腔直径为25毫米。劈裂器的长度根据装药量而定，如每个装25克则长度为15毫米。炸药(9)要选用猛度低、爆速低、爆生气体多的炸药。引爆装置视炸药品种而定。如用黑火药单孔劈裂时直接用药稔子点爆，多孔劈裂时用瞬发雷管或同段延期雷管的发火头引爆;如用硝铵类等其他类炸药要用雷管起爆。
实施例二、(参照图3)，图3给出了膨胀型劈裂器的结构图，其外壳结构与爆炸型劈裂器相同，只是在内腔中装得是膨胀物(11)，膨胀物可选市售的静力爆破剂(膨胀剂)、或氧化钙。开采石料时，将装有膨胀物的膨胀型劈裂器装入岩体上的炮孔中(如实施例一)，然后向炮孔中或直接向劈裂器顶孔中加适量水、膨胀物遇水后体积胀大，使劈裂器向两边挤压产生张力。从而使岩石产生裂缝，开采出料石。
权利要求
1.一种从岩体上开采石料的劈裂方法，其特征是，在岩体表面上沿开采轮廓线相隔一定距离钻上浅孔，在孔内装上含有能量释放物的劈裂器，使劈裂器的合缝与开采轮廓线一致，在孔外促使能量释放物释放能量，劈裂器产生的张力，将料石从岩体上劈裂下来。
2.一种如权利要求1所述方法使用的劈裂器，其特征是，用弹性圈将两半金属柱槽体箍紧，组成一个有内腔的、顶部有孔眼的金属柱容体，在内腔中装有能量释放物。
3.根据权利要求2所述的劈裂器，其特征在于劈裂器中的能量释放物为炸药，最好是低猛度低爆速，爆生气体大的炸药，并装有引爆装置。
4.根据权利要求2所述的劈裂器，其特征在于劈裂器中的能量释放物为膨胀物，如静力破碎剂，氧化钙等。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用权利要求3的劈裂器时，要在孔外用电源通过引爆装置引爆劈裂器中的炸药。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用权利要求4的劈裂器时，要在孔外向孔内或劈裂器内加适量的水。
全文摘要
本发明属于开采石料的方法以及用于该方法的装置，主要是在岩体上钻上浅孔，浅孔中装上由两半金属柱槽体组成的内腔中装有能量释放物的张力劈裂器，在孔外促使能量释放后，使劈裂器产生的张力劈裂岩石，解决了目前手工开采和爆破开采带来的效率低、劳动强度大和成材率低的问题，适合于开采任何料石的采石场。
文档编号B28D1/14GK1097237SQ93107359
公开日1995年1月11日 申请日期1993年6月23日 优先权日1993年6月23日
发明者曲来印 申请人:曲来印