专利名称:缓冲稳压爆破大理石、花岗石的制作方法
本发明涉及一种开采饰面大理石、花岗石的方法。
钢绳锯石机是国外开采饰面用大理石较常用的机械，钢绳锯可以采得表面平整的任意大规格荒料，而且减少开采时的废石，提高资源利用率。但是，使用钢丝锯的矿山必须具备充足的电源和水源以及大量砂粒，在严寒地区，钢绳锯只能季节性地使用。该锯适用于中等硬度以下的大理石类石材，不适用于花岗石类石材。
链锯在饰面石材开采中是比较普遍采用的设备，国外许多国家都在应用各种不同类型的链锯开采大理石、石灰岩等软、中硬石材。链锯不适合于花岗石等中硬以上的石材，链锯必须在轨道上安置，辅助工作量大。
武汉建材学院研制的火焰喷射切岩机是开采花岗石等坚硬石材的一种较先进设备，其构造简单，重量轻，能保证切割质量，不受季节性影响。但是，对二氧化硅含量低于60%的石材不能使用，切割时噪音高达120分贝，产生的粉尘大，操作不安全。
燃烧剂开采法噪音低，地震效应小，对石材损伤小，但是，燃烧剂成本较高，电点火的工序复杂，装填工序复杂。
静态破碎剂开采法安全可靠，爆破膨胀力大，但是，静态破碎剂用量大，成本高，受温度影响大，只能季节性使用，反应时间长。
本发明的目的是提供一种新的岩石开采方法，使该方法不受温度、季节影响，并适用于开采大理石、花岗石等各种硬度的岩石。
本发明的技术方案是按如下方法实现的当炮孔里装炸药时药卷与炮孔之间充填松软材料，该松软材料采用松土或珍珠岩等。
普通炸药爆炸时，产生每平方厘米数万公斤的压力。这么高的压力作用于炮孔壁周围，产生径向裂隙和环向裂隙，并使潜在的裂纹继续扩胀，这对饰面石材起了破坏性作用。按本发明方案将药卷与炮孔壁之间充填松软材料之后，炸药爆炸时所产生的压力通过松软介质层缓冲稳压后作用于炮孔壁上，使孔与孔之间产生切向应力，恰好沿孔间切开。松软材料在炮孔与炸药之间还起一个屏蔽层作用，使冲击波不能直接冲击孔壁，岩体受到了保护。另外松软材料可以吸音和消音，减少了噪音和振动。又由于松软介质的缓冲稳压作用，削减了压力峰值，调整了各方面的压力强度，同时也改变了对岩体作用的应力状态。
根据炸药爆炸时初始冲击波波阵面上的动量守恒和质量守恒得出到达孔壁上的压力公式为P =ρsρθρ(UO)2(aOR)4]]>式中Psp-松软材料经压实后的密度，克/立方厘米θp-可压缩性υo-炸药爆炸时在缓冲料中的初始波速度，米/秒ao-药卷半径，厘米
R-炮孔半径，厘米本发明计算单位面积爆破压力时按上式计算。一般药卷直径是固定的，为了尽量缩小ao和R的比值，药卷直径取2.1～2.2厘米，药卷直径小于2厘米会产生拒爆。炮孔直径一般取5～6.6厘米。
为了使爆破产生的压力与静态爆破时的压力相同，爆破压力控制在300～600公斤/平方厘米即可，这个压力完全可以切断大理石、花岗石等岩石。
选择松软材料可根据 (R)/(aO) 的比值来确定。一般 (R)/(aO) 的比值在2～3之间，若 (R)/(aO) 的比值为2.5～3时松软材料采用松土，如果 (R)/(aO) 值为2～2.4时松软材料采用珍珠岩和松土的组合材料。
本方法爆破参数孔距a、孔深L、装药量q分别按下列公式计算a≤ (DL)/(H) ( (p)/(Kδ) +1)式中D-炮孔直径，厘米L-炮孔深度，厘米H-分离体的高度，厘米P-单位面积爆破压力，公斤/平方厘米K-系数，取0.02～0.04，韧性岩石取大值，脆性岩石取小值。
δ-岩石极限抗压强度，公斤/平方厘米孔深按下述情况选取。
a，预裂切割爆破时，取L＝(0.9～1)H
b，切割爆破时，取L＝(0.8～0.9)H线装药量q＝Kqda]]>式中Kq-装药系数，切割爆破时取2-4，预裂切割爆破时取7-9。
d-药卷直径，米a-孔距，米爆破操作如果分离面底层分界处没有天然分离面时，先爆破底部以形成人工切割面，然后爆破端部，最后爆破正面。
本发明的岩石开采方法不受温度和季节影响，适用于大理石、花岗石等各种硬度岩石的开采，工艺简单，容易操作，成本低，效率高，开采的岩石质量好。
附图是装药方式示意图。
结合附图详细说明开采花岗石的实施例1、爆炸物产生的压力确定首先确定药卷半径ao＝1.1厘米，炮孔半径R＝3.3厘米。松软材料取天然松土，查采矿手册得Psp＝1.68克/立方厘米，θp＝0.976υo＝150米/秒，代入公式得P =ρsρθρ(UO)2(aOR)4=479 公斤／平方厘米]]>2、孔距a的确定从上计算得P＝479公斤/平方厘米，花岗石极限抗压强度1800公斤/平方厘米，炮孔深度L＝100厘米，分离面高度H＝125厘米，炮孔直径D＝6.6厘米，系数K取0.02，代入公式得
a≤ (DL)/(H) ( (P)/(Kδ) +1)＝75.53厘米确定a取70厘米。
3、线装药量q的确定(1)、确定预裂爆破线装药量系数Kq取8，d＝0.022米，代入公式得q1＝Kqd
＝0.147 公斤/米(2)确定切割爆破线装药量Kq取3，代入公式得q2＝3×0.0220.7]]>＝0.055kg/米根据已确定的ao＝1.1厘米及计算的q1＝0.147kg/米，q2＝0.055kg做好药卷，按计算的孔距a及已确定的直径D沿分离线钻炮孔，端部和拐角处分别布置导向孔。然后，先在炮孔〔1〕内装入天然松土〔2〕约3～5厘米高，再放进药卷〔3〕，雷管〔4〕装在药卷〔3〕中，药卷要居中，而后，继续放入松土，当松土装到一定程度时上部放进堵塞材料〔5〕堵紧。最后联成炮线，可采用齐发爆破或微差爆破，将设计好的荒料分离出来。
爆破时先爆破底部，底部按预裂切割爆破形成人工预裂切割面。然后按切割爆破顺序先爆破端部，后爆破正面。
分离出来的荒料恰好沿孔间切开了，而且被压缩的松软材料依然留在孔内，孔的周围没产生裂隙，切割面平整，一般不需要再进行修整。
权利要求
1.一种缓冲稳压爆破饰面大理石、花岗石的方法，采用炸药爆炸法，其特征在于炸药药卷[3]与炮孔[1]之间充填松柔材料[2]。
2.按权利要求
1所说的方法，其特征在于充填的松软材料采用松土、珍珠岩等。
3.按权利要求
1或2所说的方法，其特征在于爆破压力控制在300～600公斤/平方厘米，爆破物产生的压力P、炮孔之间距离a、装药量q分别按下列公式计算P =ρsρθρ(UO)2(aOR)4]]>a≤ (DL)/(H) ( (P)/(Kδ) +1)q＝Kqda]]>
专利摘要
一种缓冲稳压爆破饰面大理石、花岗石的方法。其特征在于药卷与炮孔之间充填松软材料，该松软材料对炸药爆破时产生的压力起缓冲稳压作用，因此，所开采的岩石切割面平整，无裂隙。该方法开采岩石所需爆炸产生压力、炮孔间距及装炸药量可按计算公式计算，容易操作，使用方便。本方法不受温度、季节影响，可适用于大理石、花岗石等各种硬度岩石的开采。
文档编号F42D3/00GK87102363SQ87102363
公开日1987年9月30日 申请日期1987年3月26日
发明者崔彪 申请人:崔彪导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan