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石材开采劈裂爆破

石材开采劈裂爆破:
    劈裂爆破是开采花岗石荒料的主要方法,其工艺特点是:高精度钻孔,弱性装药和严格齐爆。在一些石材开采发达的国家,一般是同时进行侧面、底面、后面三个面的劈裂爆破,一次从台阶上切下高4~6m,宽5~8m,长20~80m的大石条荒料(数百立方米至几千立方米),分离面的凹凸度小于5cm,然后用二次劈裂爆裂工艺将大石条分割成各种规格的荒料,人均年生产荒料500m3左右。我国自1992年以来试用单面、双面、三面劈裂爆破法,现已形成一种具有中国特色的采石爆破工艺,在山东招远、五莲、莱州、平度,河北灵寿、丰山、青龙、辽宁清远,辽阳、岫岩、凌海,黑龙江阿城及新疆一些石材矿山得到广泛应用,爆破孔深达12m、宽15m,一次从山体上可劈裂下5000m3以上的大荒料;用这种方法开采的荒料出口日本、美国,从没出现过因壁裂爆破原因造成的质量问题。据辽宁岫岩矿管局统计资料。采用劈裂爆破新工艺与原先的黑火药爆破旧工艺比较,岫岩玉的玉石等级料采出率由57%增加到90%以上,不但保护了资源而且取得了良好的经济效益。

    劈裂爆破的要求是从山体上劈下大块荒料而不在荒料表面和内部形成爆破裂隙,所以它对钻孔、装药要求非常严格;凿岩设备是专用液压或风动凿岩机,有台式、轨道式及拖拉机式,其共同特点是钻孔速度快、精度高、移动方便,可钻垂直孔和水平孔。

 

 根据使用的切割爆破材料不同,劈裂爆破工艺可分为4个大类:

    (1)黑火药劈裂爆破这是一种传统的石材开采爆破法,一般用轻型凿岩机钻38~42mm钻孔,孔距α=(15~25),孔深为台阶高度的70%~90%。根据节理及岩石强度不同,切割面积耗药量80~300g/㎡不等,一般须经现场试验确定。我国采石材矿山台阶高一般不超过2.5m,切割宽度1~1.5m,切割长不超过20m。火药一般装在孔底,当台阶高度大于2.0m时,分两段装药。对堵塞要求严格,用即发电雷管或即发导爆管雷管起爆。据报道意大利用黑火药劈裂爆破法从采石场切割70m×20mx22.5m的荒料,该采石场的太荒料采区底部有水平裂障,荒料两侧用机械方法开缝,只留下后侧用黑火药爆破法进行劈裂,用AtlasBB型钻机钻42mm炮孔,孔深22m,孔距25~30cm,每孔装4kg黑火药,装药线密度为0.5kgm,底部留2.0m空气间隔,上部堵12m,劈裂效果良好,生产效率很高。

    (2)不耦合装药劈裂爆破类似预裂爆破,一般两侧面用机械法切缝,在水平底面及后面用不耦合装药劈裂爆破法将荒料从台阶上劈裂下来,其技术要求是:装药应严格对中(安置在钻孔中心线),严格齐发爆破,使用专用炸药。

    北京房山用该方法劈裂汉白玉,孔距30cm,孔径38~42mm,孔探2.0m,用自制的低爆速高感度炸药(爆速2000m/s,临界直径8mm),延米平均装药量80gm,堵塞30cm,切割效果良好;二次切割时,孔距加大到50cm,效果也很好。

    瑞典人开采花岗岩辉绿岩时,用1lmm古立特炸药,装药线密度100gm,孔距15~25cm;也有的用17mm古立特炸药(认定孔壁不出现爆破裂隙),装药线密度230g/m,孔距拉大到35~40cm开采大理石只用击11mm古立特炸药,孔距20~30cm。

    芬兰采石台阶高6.0m,两侧用机械开缝(用60mm垂直孔连成切割缝,每小时可形成2㎡切割面),底面和后侧面穿凿27~32mm钻孔,装专用的K药卷,平均单耗按60~150g/m3控制,根据岩性由现场试验确定。

    法国采石台阶高15~20m,钻孔孔径27~41mm,孔间距50cm,平均单耗按95g/m3控制对花岗岩矿山效果很好。

    (3)索状爆炸器材(导爆索和爆炸绳)劈裂爆破我国石材矿山用导爆索,每孔l~3根,不堵塞或孔中灌水,孔距由现场试验定,岩石性质不同差异很大,一般是底部和两侧先切开,后侧钻垂直孔,孔深为台阶高度的92%~95%。

    瑞典开采l.5m×1.5mx20m的石料时,也使用导爆索,周边与底部同时钻孔起爆,每孔装2根6.5g/m导爆索,孔距20cm不堵塞,垂直孔内灌水,认为灌水可减少微裂缝。

    (4)切槽孔与聚能线性药包(爆破劈裂器)在钻孔连线方向对孔壁进行切槽(用专门切槽的凿岩机,也可用高压水中加磨料后冲刷孔壁进行切槽)。据报道可以用更少的线装药密度、更大的孔距并能获得更好的劈裂效果。

    爆破劈裂器是一种专利产品,该产品断面构造如围5-1所示。装药为黑梯药饼,PZY材料可保护与其接触的孔壁不产生徽裂缝,药饼的聚能穴可向两侧发出高速射流,在对应位置的孔壁上切出两个切割槽,气体静压使相邻孔的切割槽贯通形成整齐的劈裂面。

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