岩石破碎
岩石破碎学
岩石破碎学岩石破碎学：1. 什么是岩石破碎学？岩石破碎学是指对岩石，如砂岩、火山岩、页岩等，通过碎裂、压碎、破碎等手段进行研究、分析和记录，以获取该岩石的性质、结构和构造及其相关作用的研究领域。
2. 岩石破碎学的研究内容（1）岩石的性质研究：如碎裂性能、抗压强度、摩擦系数、密度、吸收率等；（2）岩石层状结构分析：如破碎及破碎层状结构、岩石构造结构、块状构造结构及块状结构等；（3）岩石力学性能研究：如岩石爆破破坏特性、岩石抗侵蚀性能及强度、岩石抗震性能及强度、岩石应力与变形特性、渗流应力控制现象及其规律等。
3. 岩石破碎学的重要作用（1）岩石的力学性能参数的准确测定。
可以为岩石爆破、岩土工程等提供重要参考依据，以确定岩石的破碎面及实际力学性能；（2）确定岩石的加工性能。
可以分析岩石表面的碎裂模式，进而为砂岩矿物提取、加工工艺、岩石粉碎设备、岩石磨料工业等提供重要技术支持；（3）确定岩石的构造结构。
可以分析岩石的构造结构、岩石的层状结构以及岩石表面的碎裂状况，可以为水利工程、矿井工程、岩溶工程、环境保护工程、土壤结构调整、土石流工程等提供重要基础性知识和技术参数支持。
4. 岩石破碎学的研究方法（1）大量实验。
需要从研究分析的角度，对岩石进行大量实验，包括碎裂性能试验、抗压试验、抗拉试验、抗剪试验、压实特性试验等；（2）数值模拟分析。
可以借助计算机软件，建立数值模型，通过数值计算在不同的破碎条件下的岩石破碎机制，从而探究岩石的力学性能；（3）新型技术。
如采用微波测绘技术对岩石的各个特征参数进行快速测量和分析；运用NURBS多面元网模型对岩石的破碎及碎裂场进行分析和研究。
5. 总结岩石破碎学是一门研究岩石结构、性能及其相关作用的重要分支，它的研究内容主要有岩石性质研究、岩石层状结构分析以及岩石力学性能研究。
它为岩石爆破、砂岩矿物提取加工工艺以及岩石表面碎裂模式研究等提供了重要技术支持，是岩石资源开发利用和水土保持工程的重要基础性研究领域。
岩石破碎学
岩石破碎学
岩石破碎学是研究岩石在施加不同的外力时如何破碎的学科，它可以帮助我们了解更多关于岩石结构，物理性质和力学特性的信息，使我们能够更好地利用它们。
它主要聚焦于分析岩石破碎的形式，机制，步骤和效果，以及其力学性质对岩石破碎影响程度的研究。
二、岩石破碎学的相关研究
1、岩石强度的测量
测定岩石的强度是岩石破碎学研究的重要方面，可以通过实验来测量岩石的抗压强度、抗拉强度、弹性模量和变形应力等它们的物理性质，从而了解它们本身的结构和强度，并在施加外力时如何变形和破碎。
2、破碎机制研究
对于岩石破碎机制的研究，我们可以用计算机模拟模拟不同的外力，探究岩石的破碎机制。
计算机模拟的结果有助于我们深入了解岩石特性，推断外力的大小，有助于更好地预测岩石的破碎效果。
三、岩石破碎学的应用
1、岩石的勘探开采
对岩石的破碎机制的研究有助于我们在勘探开采过程中更好地
进行矿物分选，从而提高采矿效率。
2、地质构造研究
通过研究岩石破碎形式和效果，我们能够更深入地了解岩石结构，以及不同的力学特征对岩石结构的影响，进而加深对地质构造的理解。
3、岩石的加工利用
除了勘探开采以外，岩石加工利用也是一个重要的作用。
研究岩石破碎机制，可以帮助我们更好地控制岩石破碎形式和效果，以便更好地加工利用它们。
四、总结
从上述内容可以看出，岩石破碎学是一门非常重要的学科，它可以帮助我们了解岩石实际的结构和特性，有助于我们更好地开采和利用岩石，使我们能够更好地利用它们，为人类的发展和社会的进步做出应有的贡献。
岩石的爆破破碎机理2008
岩石的爆破破碎机理2008-07-09 17:39一、岩石爆破破碎的主因破碎岩石的炸药能量以两种形式释放出来，一种是冲击波，一种是爆炸气体。
但是岩石破碎的主要原因究竟是冲击波作用的结果还是爆炸气体作用的结果，由于认识和掌握资料的不同，便出现了不同的结果。
1、冲击波拉伸破坏理论（该观点的代表人物日野熊、美国矿业局的戴维尔）当炸药在岩石中爆轰时，生成的高温、高压和高速的冲击波猛烈冲击周围的岩石，在岩石中引起强烈的应力波，它的强度大大超过了岩石的动抗压强度，因此引起周围岩石的过度破碎。
当压缩应力波通过粉碎圈以后，继续往外传播，但是它的强度已大大下降到不能直接引起岩石的破碎。
当它达到自由面时，压缩应力波从自由面反射成拉伸应力波，虽然此时波的强度已很低，但是岩石的抗拉强度大大低于抗压强度，所以仍足以将岩石拉断。
这种破裂方式亦称“片落”。
随着反射波往里传播，“片落”继续发生，一直将漏斗内的岩石完全拉裂为止。
因此岩石破碎的主要部分是入射波和反射波作用的结果，爆炸气体的作用只限于岩石的辅助破碎和破裂岩石的抛掷。
2、爆炸气体的膨胀压理论（该观点的代表人物村田勉等）从静力学的观点出发，认为药包爆炸后，产生大量高温、高压气体，这种气体膨胀时所产生的推力作用在药包周围的岩壁上，引起岩石质点的径向位移，由于作用力不等引起的不同的径向位移，导致在岩石中形成剪切应力。
当这种剪切应力超过岩石的极限抗剪强度时就会引起岩石的破裂。
当爆炸气体的膨胀推力足够大时，还会引起自由面附近的岩石隆起、鼓开并沿径向方向推出。
它在很大程度上忽视了冲击波的作用。
3、冲击波和爆炸气体综合作用理论（该观点的代表人物有C.W.利文斯顿、φ.A.鲍姆，伊藤一郎，P.A.帕尔逊、H.K.卡特尔，L.C.朗和N.T.哈根等）这种观点的学者认为：岩石的破碎是由冲击波和爆炸气体膨胀压力综合作用的结果。
即两种作用形式在爆破的不同阶段和针对不同岩石所起的作用不同，爆炸冲击波（应力波）使岩石产生裂隙，并将原始损伤裂隙进一步扩展；随后爆炸气体使这些裂隙贯通、扩大形成岩块，脱离母岩。
岩石破碎施工方案
岩石破碎施工方案岩石破碎施工方案一、前期准备工作：1. 制定施工方案：根据岩石的性质、密度、硬度等情况，制定具体的岩石破碎施工方案，包括使用的破碎设备、施工工艺和安全措施等。
2. 检查周围环境：检查周围环境，确保无潜在的安全隐患，如建筑物、管道等，确保施工过程中不会对周围环境造成影响。
3. 准备破碎设备：准备好必要的破碎设备，如破碎机、钻孔机、钻头等，确保设备齐全且良好运行。
二、岩石钻孔：1. 确定钻孔点位：根据施工方案和场地情况，确定钻孔点位，并在预定的位置进行标注。
2. 钻孔机操作：使用钻孔机进行钻孔，根据岩石的硬度和密度等情况，选择合适的钻头仔细操作，并及时清理钻孔孔底的碎石。
三、装载炸药：1. 确定药包量及布置：根据岩石的性质和厚度，合理确定药包量，并按照规定的布置方式将炸药包装入岩石钻孔中。
2. 安全措施：在安装炸药的过程中，必须严格遵守安全操作规程，穿戴防护装备，确保安全生产。
四、引爆炸药：1. 布线连接：将炸药按照规定的方法进行布线连接，确保引爆的可靠性和准确性。
2. 安全警示：在进行引爆前，必须向周围人员做好安全警示，确保无人员靠近爆破现场。
3. 引爆炸药：通过电火花或其他合理方法引爆炸药，确保爆破的顺利进行。
五、岩石破碎与清理：1. 爆破后清理：在岩石破碎后，进行现场清理，清除岩石碎块，确保施工场地的通畅。
2. 碎石运输：将岩石碎块运送至指定的地点，如破碎机或填埋场等。
3. 破碎细化：如有需要，对较大的岩石碎块进行二次破碎，以适应后续使用。
六、施工安全措施：1. 安全警示标识：在施工现场周围设置明显的安全警示标识，限制非施工人员进入施工区域。
2. 防护措施：施工人员必须穿戴好安全帽、安全鞋等防护装备，确保施工人员的人身安全。
3. 灭火设备：现场必须配备灭火器等灭火设备，应急时能够及时有效地处理事故。
总结：岩石破碎施工方案是针对不同的岩石性质和具体施工情况而制定的，通过科学的施工工艺和安全措施，确保施工过程的顺利进行和人员的安全。
挖机破碎岩石操作方法
挖机破碎岩石操作方法
挖机破碎岩石的操作方法如下：
1. 确定要破碎的岩石的位置和大小，并确保周围没有人员或物体。
2. 检查挖机的破碎设备是否完好，并确保所有连接部件牢固可靠。
3. 将挖机移动到距离岩石适当的位置，并确保挖机稳固停放。
4. 调整挖机的臂部和斗杆的位置，以使破碎装置与岩石接触。
5. 开始操作前，确保挖机稳定，防止破碎时挖机晃动或下滑。
6. 通常使用液压破碎器进行破碎作业。
将破碎器的刀具部分对准岩石，并使其与岩石充分接触。
7. 运行挖机的液压系统，提供足够的压力来启动液压破碎器。
可以使用脚踏开关或遥控装置来控制破碎操作。
8. 缓慢地按下液压控制杆，逐渐增加破碎器的冲击力，直到岩石开始破碎。
9. 当岩石开始破裂时，继续逐渐增加破碎器的压力，直到岩石彻底破碎。
10. 在破碎过程中，要密切观察岩石的破裂情况，确保不发生意外事故。
11. 当岩石破碎结束后，停止液压破碎器的运行，并将其移离岩石。
12. 关闭挖机的液压系统，将破碎器复位，并将挖机移开，以便进行后续作业。
13. 破碎结束后，将岩石碎片和碎石清理干净，确保现场安全整洁。
请注意，以上操作方法仅供参考，具体操作应根据实际情况和挖机的操作说明书进行。
在操作前，请确保熟悉挖机和破碎设备的使用方法，并采取必要的安全措施。
岩石的爆破破碎机理
7.4 岩石的爆破破碎机理7.4.1 岩石爆破破碎的主因破碎岩石时炸药能量以两种形式释放出来，一种是冲击波，一种是爆炸气体。
但是，岩石破碎的主要原因窨是冲击波作用的结果还是爆炸气体作用的结果，由于认识和掌握资料的不同，便出现了不同的结果。
7.4.1.1 冲击波拉伸破坏理论该理论的代表人物：日野熊雄(Kunao Nino)、美国矿业局的戴维尔(Duvall W.L)(1）基本观点当炸药在岩石中爆轰时，生成的高温、高压和高速的冲击波猛烈冲击周围的岩石，在岩石中引起强烈的应力波，它的强度大大超过了岩石的动抗压强度，因此引起周围岩石的过度破碎。
当压缩应力波通过粉碎圈以后，继续往外传播，但是它的强度已大大下降到不能直接引起岩石的破碎。
当它达到自由面时，压缩应力波从自由面反射成拉伸应力波，虽然此时波的强度已很低，但是岩石的抗拉强度大大低于抗压强度，所以仍足以将岩石拉断。
这种破裂方式亦称“片落”。
随着反射波往里传播，“‘片落”继续发生，一直将漏斗范围内的岩石完全拉裂为止。
因此岩石破碎的主要部分是人射波和反射波作用的结果，爆炸气体的作用只限于岩石的辅助破碎和破裂岩石的抛掷。
（2）观点的依据1）固体应力波的研究成果提供了可贵的借鉴①玻璃内的冲击波。
1947年，K．M．贝尔特（K．M，erd）用高速摄影机实测了冲击波的速度。
用电力引爆直径0．25rum的铜丝在玻璃板中爆炸，产生的冲击波速度为5600～11900m／s、破坏的顺序是，爆源附近十边界端、玻璃板中部。
这个结果与日野氏提出的“粉碎圈”、“从自由面反射波拉断岩片”的论述相同。
②日野氏等吸收了H．考尔斯基（Kolsky）对固体应力波研究最主要的成果，例如：炸药爆轰在固体内激发的冲击波；冲击波在自由面反射形成介质的拉伸破坏；多自由面反射波的重复作用等观点。
2）脆性固体抗拉强度①抗拉强度的重要性。
岩石的抗压强度决定着爆源附近粉碎圈的半径。
由于岩石的抗压强度很高，通常粉碎圈半径很小。
岩石的爆破破碎机理2008
岩石的爆破破碎机理2008-07-09 17:39一、岩石爆破破碎的主因破碎岩石的炸药能量以两种形式释放出来，一种是冲击波，一种是爆炸气体。
但是岩石破碎的主要原因究竟是冲击波作用的结果还是爆炸气体作用的结果，由于认识和掌握资料的不同，便出现了不同的结果。
1、冲击波拉伸破坏理论（该观点的代表人物日野熊、美国矿业局的戴维尔）当炸药在岩石中爆轰时，生成的高温、高压和高速的冲击波猛烈冲击周围的岩石，在岩石中引起强烈的应力波，它的强度大大超过了岩石的动抗压强度，因此引起周围岩石的过度破碎。
当压缩应力波通过粉碎圈以后，继续往外传播，但是它的强度已大大下降到不能直接引起岩石的破碎。
当它达到自由面时，压缩应力波从自由面反射成拉伸应力波，虽然此时波的强度已很低，但是岩石的抗拉强度大大低于抗压强度，所以仍足以将岩石拉断。
这种破裂方式亦称“片落”。
随着反射波往里传播，“片落”继续发生，一直将漏斗内的岩石完全拉裂为止。
因此岩石破碎的主要部分是入射波和反射波作用的结果，爆炸气体的作用只限于岩石的辅助破碎和破裂岩石的抛掷。
2、爆炸气体的膨胀压理论（该观点的代表人物村田勉等）从静力学的观点出发，认为药包爆炸后，产生大量高温、高压气体，这种气体膨胀时所产生的推力作用在药包周围的岩壁上，引起岩石质点的径向位移，由于作用力不等引起的不同的径向位移，导致在岩石中形成剪切应力。
当这种剪切应力超过岩石的极限抗剪强度时就会引起岩石的破裂。
当爆炸气体的膨胀推力足够大时，还会引起自由面附近的岩石隆起、鼓开并沿径向方向推出。
它在很大程度上忽视了冲击波的作用。
3、冲击波和爆炸气体综合作用理论（该观点的代表人物有C.W.利文斯顿、φ.A.鲍姆，伊藤一郎，P.A.帕尔逊、H.K.卡特尔，L.C.朗和N.T.哈根等）这种观点的学者认为：岩石的破碎是由冲击波和爆炸气体膨胀压力综合作用的结果。
即两种作用形式在爆破的不同阶段和针对不同岩石所起的作用不同，爆炸冲击波（应力波）使岩石产生裂隙，并将原始损伤裂隙进一步扩展；随后爆炸气体使这些裂隙贯通、扩大形成岩块，脱离母岩。
岩石破碎学
第四章压头静力侵入岩石利用工具来破碎岩石(如凿岩、钻眼、刨削、挖掘等等)，大体上有两个过程。
先是将工具侵入岩石，然后才产生其周围岩石的大块崩落。
因此，工具或压头侵入岩石。
是机械方法破碎岩石的一个最基本过程。
研究这个过程的规律性，不亚于应力应变关系对于材料力学的意义。
本章从压头侵入岩石的基本现象出发，进行压头下方岩石受力的分析，然后阐述有关这方面的实际结果和应用情况。
第一节压头侵入岩石的基本现象压头下岩石的破碎和试块在材料力学意义下的破坏有着显著的区别，前者只是在全面夹制下的局部破碎，而后者通常是整个试件的破裂。
压头侵入岩石时，存在着下述的普通特征。
首先，压头侵入岩石时，在它的前方总要出现一个袋状或球状的核，它是物体在承受巨大压力作用下发生局部粉碎或显著塑性变形而形成的，我们称之为密实核(如图4-1)。
它的普遍性在于:不论什么样的工具(尖的、平的、圆的等)、载荷(静的、冲击的)、材料(从岩石到石蜡，从土壤到钢铁)无一例外，都在压头侵入的前方出现有密实核的现象。
其次，压头侵入岩石的一个普遍的明显特点是侵深不随载荷增长而均衡地增加，而是载荷增加之初，侵深按一定比例增加，当达到某一临界值时，便发生突然地跃进现象。
这时，密实核旁侧的岩石出现崩碎。
载荷暂时下跌，压头继续浸入到一个新的深度之后，载荷再度上升，侵深和载荷又恢复到某种比例关系(如图4-2 ) 。
如此循环不已，载荷—侵深曲线便呈现波浪形。
越是脆性的岩石，这种跃进式侵入特点越明显，塑性岩石则较缓和。
另外，载荷—浸深曲线各次上升段的斜率大体相同，也就是说增加单位载荷所增加的浸深近于常数。
曲线下降部分的情况和加载机构的刚性有关，不全取决于被侵入的岩石。
再次，是破碎角变化不大，即岩石在压头作用下发生跃进式侵入之后，崩碎的岩石坑作漏斗形状，这漏斗顶角的变化是不大的(见图4-3)。
不论压头形式、侵入方法、岩石种类如何，图中β角一般保持在60—75度之间，即漏斗顶角2β在120—150度之间。
特殊地段静态岩石破碎方案
特殊地段静态岩石破碎方案1工程概况本标段管线所经地区地貌类型众多，其中管道所经过一些居民区、地上、地下构筑物附近和一些特殊地段，管线要从高压线下穿过和穿越高速等，这些地段无法采用常规爆破，人工和机械设备凿岩费时费力，影响施工进度。
我单位采用目前先进的静态岩石破碎法进行爆破，可提高施工进度，对构筑物、居民生活、工农业生产不会造成损坏和影响，从而做到文明、安全、高效施工。
2静态岩石破碎法的优点1）由于它是属于静态破碎，与爆破相比，在破碎过程中不会产生振动、空气冲击波、噪声、飞石、毒气和粉尘，是一种无公害或少公害的破碎剂。
2）胀裂剂的组分中不含爆炸性组分，因此在配置、运输、使用和贮存过程中都非常安全。
3）与爆破相比，它操作简便，不需要堵塞，也不需要联线、导通和点火。
3静态岩石破碎的破裂参数的确定：3.1根据现场花岗岩和石灰岩的材质、裂隙尺寸和破碎的要求，设计计算出破碎参数，并选用对应钻孔设备和钻孔工具。
破碎参数包括孔径、孔距、孔深、排距、最小抵抗线、破碎剂的用量和炮孔排列。
（1）孔径孔径是影响破碎效果的重要因素。
孔径越大，破碎剂的装入量就越多，产生的膨胀压力也越大，破碎效果也就越好。
但是，另外一方面孔径越大，产生的热量也越多，温度上升也越高，最后导致破碎剂浆体的喷出。
所以孔径不宜过大。
另外对孔径制约的一个重要因素是钻孔设备的性能，孔径越大，钻孔速度下降越显著。
因此，花岗岩的炮孔孔径选择为42mm,石灰岩的炮孔孔径选择为34mm。
（2）孔距当其他条件不变时，孔距越小，开裂越容易，破碎所需时间也越短。
但孔距越小，孔数增多，必然增加钻孔工作量和破碎剂的消耗量。
因此，对于不同的破碎对象，确定出可行的最大孔距，已达到最好的技术经济效果。
影响孔距的因素主要有：被破碎体的抗拉强度、破碎剂的膨胀压力和钻孔孔径，当其它条件不变时，抗拉强度越高，孔距应越小；反之，则可增大。
另外，膨胀压力和孔径越大，孔距应越大；反之，则应减小。
5.岩石爆破破碎机理
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（3）爆破能量的计算
1）临界深度W c 当岩石条件、炸药条件一定时，炸药埋置深度 达到一定深度后，炸药的爆破作用只限于岩体 内部作用，此时炸药埋深的上限。
1
Wc EbQc3
（5-20）
2）最佳深度 W 0
当岩石条件、炸药条件一定时，炸药埋置深度 逐渐减小，爆破漏斗体积达到最大时，炸药的 埋置深度。
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②环状裂隙的形成
当爆炸压应力波通过破裂区时，由于岩石受到 强烈的压缩而储蓄了一部分弹性变形能。当压 应力波通过后，这部分能量就会释放出来，从 而引起岩石质点的向心运动而产生径向拉伸应 力。如果这个拉伸应力值高于岩石动抗拉强度， 就会在岩石中产生环状裂隙（即岩石出现卸载 拉伸断裂）。
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2.爆破漏斗特性
根据利文斯顿爆破漏斗理论，对爆破漏斗进行 研究，得到如下结论
图5-11花岗岩爆破漏斗特性曲线
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图5-12铁燧石爆破漏斗特性曲线
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图5-13 不同岩石的爆破漏斗特性曲线 图5-14不同炸药的花岗岩爆破漏斗特性曲线
1-花岗岩；2-砂岩；3-泥土岩
此时的最小抵抗线 计算方法应按下式 计算
W
l2
1 2 l1
（5-34）
图5-15 柱状装药垂直于自由面
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（2）柱状药包平行于自由面 1）标准抛掷沟槽爆破
Q qbW 2l
（5-35）
2）非标准抛掷沟槽爆破
Qf nqbW2l（5-36）
图5-16 柱状装药平行于自由面
1-铵油炸药；2-浆状炸药；3-含铝浆状炸药
工程施工破碎基岩(3篇)
第1篇在工程建设过程中，破碎基岩是一项常见的施工技术。
基岩是指地下深处的岩石层，由于其坚硬、抗拉强度高，因此在工程建设中常常需要进行破碎处理。
本文将介绍工程施工破碎基岩的方法和注意事项。
一、破碎基岩的方法1. 钻孔爆破法钻孔爆破法是破碎基岩最常用的方法。
该方法通过在基岩中钻孔，并在孔内装入炸药，利用炸药爆炸产生的冲击波和压缩波来破碎岩石。
钻孔爆破法具有施工速度快、成本低等优点，但需注意安全措施。
2. 水力破碎法水力破碎法是利用高压水流对基岩进行冲击，使其破碎。
该方法适用于破碎较软的基岩，如泥岩、砂岩等。
水力破碎法具有施工速度快、对环境无污染等优点，但需注意水压控制。
3. 钻孔冲击法钻孔冲击法是通过钻孔中的冲击器对基岩进行冲击，使其破碎。
该方法适用于破碎坚硬的基岩，如花岗岩、玄武岩等。
钻孔冲击法具有施工效率高、设备简单等优点，但需注意冲击器功率和钻孔深度。
4. 激光破碎法激光破碎法是利用激光束对基岩进行切割、破碎。
该方法具有精度高、速度快、对环境无污染等优点，但设备成本较高，适用于精密破碎工程。
二、破碎基岩的注意事项1. 安全措施在破碎基岩过程中，应严格遵守安全操作规程，确保施工人员的安全。
爆破作业需设置安全警戒区域，禁止无关人员进入；水力破碎法需确保水压稳定，防止喷溅伤人；钻孔冲击法需注意冲击器功率和钻孔深度，防止设备损坏。
2. 环境保护破碎基岩过程中，会产生大量粉尘、噪音等污染，应采取相应的环保措施。
如使用雾炮机、喷淋系统等降低粉尘污染；设置隔音屏障、隔音设施等降低噪音污染。
3. 施工组织破碎基岩工程需制定详细的施工组织方案，明确各工序的施工顺序、施工时间、人员安排等。
同时，要加强施工过程中的协调与沟通，确保工程顺利进行。
4. 质量控制破碎基岩工程的质量直接关系到工程的安全和使用寿命。
在施工过程中，应严格控制破碎效果，确保基岩破碎均匀、无残留。
同时，对破碎后的岩石进行分类、堆放，便于后续工程使用。
第二章 岩石的破碎机里概要
的压力分布是不均匀的。其数值是随着 压力点离开压力面中心的距离r的增加
而不断减小的一个函数(如图)，即：
p(r )
3P 2 a 3
a2 r 2
在压力中心处： 在压力边缘处：pr a 0
图2－6
第二节
外载下岩石的应力状态
钻探工艺学
（二）球形压头压入时岩石的应力状态
第三节 岩石在外载下的破碎过程
（一）岩石的变形破碎形式
钻探工艺学
1、黎金格尔定律：固体
破碎功与破碎过程中物 体表面积的增加成比例。 2、基尔比切夫定律：破 碎功与物体破碎的体积 成比例。 破碎功与破碎产物粉碎度的关系
1－黎金格尔定律；2－基尔切夫定律
第三节 岩石在外载下的破碎过程
钻探工艺学
（一）岩石的变形破碎形式 切削具对岩石的作用力不同，岩石变形破碎可有3种方式 1、表面破碎 切削具与岩石的接触压力远远小于岩石硬度，切削具不能压 入岩石。切削具移动时，将研磨孔底 岩石，岩石破碎是由接触摩擦功引起 的，研磨的岩石颗粒很小，钻进速度
，同样存在两个极值点，但都在z轴上。
第二节
外载下岩石的应力状态
钻探工艺学
（三）轴向力和切向力共同作用时岩石的应力状态
回转钻进中，碎岩工具一般以轴向、切向载荷同时作用于岩 石。此时，岩石的应力分布与只有轴向载荷时不同。 只有轴向力作用时，等应力线分布是均匀对称的。轴向力和 切向力共同作用时，等应力线分布则是非均匀的、不对称的。
第三节 岩石在外载下的破碎过程
钻探工艺学
对于岩石破碎过程的解释，概括起来可以得出以下的基本概念：
(1) 岩石破碎过程的发展，不是随载荷的增加而平稳地进行 的， 而是当载荷达到某一值后， 发生突然的侵入破碎。
第二节 岩石破碎的基本原理
1.破岩齿的形状
与岩石相互作用的破碎岩石工具是由多个破岩齿组合形成的，因此可通 过分析单个破岩齿破岩过程来分析破岩工具的破岩机理。 破岩齿的形状多种多样（图3.2.1），但可归结为圆柱体和球形体的不同 组合。为便于研究，在分析破岩机理时往往采用平底圆柱和球形体来表示破 岩齿的基本形状。在分析破岩过程时主要以平底圆柱破岩齿为例。
由于破岩齿下部岩石应力状态的变化，导致破岩齿下部岩石的破 碎区出现不对称性，在水平力作用方向破岩齿前方出现大体积的剪切 破坏，密实核的趋向也向水平作用力方向偏移，破岩齿后部出现拉应 力破坏但范围较小。形成的破碎坑的形状示意如图3.2.15：
作用力 崩切区 破 岩 齿 压碎形成的密实核 拉应力破坏 区
第二节 岩石破碎的基本原理
一、破岩齿受力状态分析
利用特定的机械工具在岩石表面施加载荷，使岩石所 受载荷超过其强度极限而破碎的破岩方式称为机械破岩方 法。石油钻井所用的破岩方式主要为机械破岩。 石油钻井机械破岩的工具为钻头，既通过钻头的破岩 齿与岩石发生相互作用来破碎岩石，也既破岩齿受到不同 形式的力的作用并将力传递到岩石，达到破岩的目的。因 此分析破岩机理应从单齿破碎岩石的过程压入岩石表面图示
图3.2.6圆柱平底破岩齿受单向垂直力 压入岩石表面图应力分布图
周边岩石发生塑性变形后，破岩齿向下移动侵入岩石一定深度，载荷 变为均布载荷；同时由于破岩齿的移动使得破岩齿周边区域形成拉应力区 （图3.2.7）。
图3.2.7 圆柱平底破岩齿受单向垂直力 压入岩石表面塑性变形后的应力分布图
P P Q
P F
Q
垂直力（压入力）
斜向力作用
图3.2.4破岩齿的受力状态简化
二、圆柱平底破岩齿受单向垂直力压入岩石（图3.2.5）的破碎过程 1. 破碎过程描述 ①岩石发生塑性变形阶段 根据弹性力学的赫兹接触理论：圆柱平底破岩齿受单向垂直力作用，岩 石表面所受应力的分布如图3.2.6。 根据应力分布图，圆柱破岩齿作用于岩石表面的压力在破岩齿周边存在 应力分布的极值，随着载荷的增加，周边岩石所受应力首先达到屈服极限而 发生塑性变形破坏。
岩石爆破施工工艺及方法
岩石爆破施工工艺及方法概述岩石爆破是一种常用的岩土工程施工方法，适用于岩石破碎、挖掘和开发等工作。
本文将介绍岩石爆破施工的基本工艺和方法。
工艺流程1. 岩石分析：在进行岩石爆破之前，需要对岩石进行详细的分析和评估。
分析包括岩石的硬度、脆性等特性，以确定适用于该岩石的爆破参数。
2. 爆破设计：根据岩石的分析结果，设计合适的爆破方案。
方案应包括爆破孔的布置、药量的确定、起爆顺序的规划等内容。
3. 施工准备：在开始爆破施工前，需要做好相应的准备工作。
包括清理施工现场、设置警示标志、排除安全隐患等。
4. 钻孔：按照爆破设计方案，在岩石中钻孔。
钻孔的位置、深度和直径应符合设计要求。
5. 装药：将爆破药物装入钻孔中。
根据设计方案，确定装药的种类、数量和方式。
6. 密封爆破孔：使用密封材料对爆破孔进行密封，以确保爆破效果。
7. 起爆：根据起爆顺序和方式，进行爆破操作。
起爆后，岩石会发生破碎和脱落。
8. 清理和处理：在爆破后，需对破碎的岩石进行清理和处理。
清理包括清除岩石碎片、清理作业现场等。
安全措施在进行岩石爆破施工时，需重视安全问题，并采取相应的措施来保障人员和设备的安全。
常见的安全措施包括：- 设置警示标志，提醒周围人员注意施工区域的危险性；- 使用合适的个人防护装备，如安全帽、护目镜、防护服等；- 严格遵守操作规程和安全操作要求，确保操作人员的安全；- 在施工现场设置消防设备，应对可能发生的火灾等事故。
结论岩石爆破施工是一种有效的岩土工程施工方法，能够满足岩石破碎、开发等需求。
在进行施工时，需要进行岩石分析、设计合适的爆破方案，并采取安全措施，以确保工程顺利进行。
*注意：以上内容仅供参考，具体施工时应根据实际情况进行细致分析和设计。
*。
第二章：岩石破碎基本原理
材料受力作用时，其内部应力的大小和方向不仅随截面的方位而 变化，而且在同一截面上的各点处也不一定相同。过一点不同方向面 上的应力集合，称为该点的应力状态。 在表达一点处的应力状态时，为 方便起见，常将“点”视为边长为无 穷小的正六面体，即所谓单元体，并 且认为其各面上的应力均匀分布，每 一对相互平行面上的应力大小相等， 方向相反。
11
2.1 应力状态和常用强度理论
二、平面应力状态的主应力与最大剪应力
3.最大剪应力及其作用面方位
由式(2−7)解出sin2和cos2，代入式(2−2)可求得剪应力的最大 和最小值：
max ( x y ) 2 2 x 2 min
对比式(2−8)和式(2−6)可知：
2 τx
2
应力圆上任意一点的纵、横坐标分别代表单元体相应截面上的剪应力和正应力。
13
2.1 应力状态和常用强度理论
二、平面应力状态的主应力与最大剪应力
4.应力圆（莫尔圆）
应力圆的绘制：由单元体x截面上的应力x, x按某一比例尺 定出点D1，由单元体y截面上的应力y, y(取y = -x)定出点D2， 然后连以直线，以它与 轴的交点C为圆心，以 CD1 或 CD2 为半 径可作出应力圆。
3
2
A
1
复杂应力状态
3
A
1
A
1
4
2.1 应力状态和常用强度理论
二、平面应力状态的主应力与最大剪应力
1.斜截面应力
平面应力状态单元体
单位厚度单元体
求：垂直于平面xy的任意斜截面ef上的应力
5
2.1 应力状态和常用强度理论
二、平面应力状态的主应力与最剪应力
岩石破碎学(第一讲)
1.3.1、变形特性
（deformation properties）
外力作用下，岩石发生变形，随着载荷的不断增 加,变形不断发展，最终导致岩石破坏。变形和 破坏是载荷作用下岩石性能变形的不同阶段。 岩石变形有两种情况:
• 弹性变形（elastic deformation），又称可逆变形 （reversible deformation）,外力撤除后岩石的外 形和尺寸完全恢复原状。
岩石的内聚性: 岩石内部颗粒联系的紧密和强弱程度. 按内聚性的大小岩石可分为三类: 坚固的岩石: 对于具有晶体结构的岩石,岩石往往沿晶 粒接触面而破坏.钻进这类岩石时,一般孔壁稳定; 粘结的岩石: 粘土质岩石, 具有较高塑性、较低强度和 不大的研磨性，易缩径、垮塌和卡钻，因此通常采用 低失水量的泥浆或对孔壁缩径无影响的冲洗液； 松散的岩石：这类岩石包括砂和砾石。钻进时孔壁不 稳定，应下套管或采取其它有效措施。
第一章 岩土钻进过程与破碎机理
• 1.绪论 • 2.岩石的基本知识 • 岩石、矿物、元素、结构、构造、晶体、层理、片理 • 3.岩石的机械性质 • 弹性、塑性、强度、硬度、研磨性、可钻性 • 4.影响岩石机械性质的因素 • 5.岩石的强度理论 • 6.不同破碎条件下岩石的破碎机理 • 7.岩石力学性质的测试
岩浆岩：内力地质作用的产物，系地壳深处的岩浆沿地壳裂 隙上升冷凝而成。
沉积岩：在地表条件下母岩风化剥蚀的产物，经搬迁、沉积 和硬结等成岩作用而形成的岩石。组成沉积岩的物质成分有颗 粒和胶结物两大类。
变质岩：沉积岩或变质岩本身在地壳中受到高温高压及化学 活动性流体的影响而变质形成的岩石（原岩成分和变质岩特有 的，如石墨、滑石，蛇纹石，硅灰岩等）。
• 滑动速度(有临界值,之前磨损率增长小,之后增 长很快,与温度有关)
岩石爆破理论
5岩石爆破理论5.1岩石爆破破坏基本理论炸药爆炸引起岩石破坏，这是一个高能转化释放、传递作功的过程。
在这个过程中，岩石受力情况极其复杂，而历时又极为短暂，因此要正确地解释岩石爆破破碎机理，就极为困难，人们已作了多年的努力，仍没有一个确切全面的唯一的解释，而是各执一词。
但将多类解释的基本观点和理论依据归类，可概括为三大假说：5.1.1 爆生气体膨胀作用理论这种理论是从静力学的观点出发，认为：岩石的破碎主要是由爆炸气体产物的膨胀压力引起。
(1) 炸药爆炸时，产生高压膨胀气体，在周围介质中形成压应力场。
炸药爆炸生成大量气体产物，在爆热的作用下，处于高温高压的状态，而急剧膨胀，这些膨胀气体以极高的压力作用于周围介质，而形成压应力场。
(2) 气体膨胀推力使质点产生径向位移，而产生径向压应力，其衍生拉应力，产生径向裂隙。
很高的压应力场，势必使周围岩石质点发生径向移动，这种位移又产生径向压应力，形成径向压应力的传递；质点在受径向压应力时，将产生径向压缩变形，而在切向伴随有拉伸变形生产，这个拉伸应变就是径向压应力所衍生的切向拉应力所产生。
当岩石的抗拉强度低于此切向拉应力时，就将产生径向裂隙；岩石的抗拉强度远远地小于抗压强度（常为其1/10～1/15），所以拉伸破坏极易发生，而形成径向裂隙。
(3) 质点移动所受阻力不等，引起剪切应力，而导致径向剪切破坏。
质点位移受到周围介质的阻碍，阻力不平衡在介质中就会引起剪切应力，若药包附近有自由面时，质点位移的阻力在最小抵抗线方向最小，其质点位移速度最高，偏离最小抵抗线方向阻力增大，质点位移速度降低，这样在阻力不等的不同方向上，不等的质点位移速度，必然产生质点间的相对运动而产生剪切应力。
在剪切应力超过岩石抗剪强度的地方，将发生径向剪切破坏。
(4) 当介质破裂，爆炸气体尚有较高的压力时，则推动破裂块体沿径向朝外运动，形成飞散。
上述破坏发生将消耗大量的爆炸能，如果爆炸气体还有足够大的压力，则将推动破碎岩块作径向外抛运动，若压力不够就可能仅是松动爆破破坏，而没有抛散，甚至只是内部爆破。
矿山开采中的岩石破碎与粉碎技术
绿色开采技术
节能减排技术
采用先进的节能技术和减排措施，降低破碎 过程中的能源消耗和污染物排放，实现绿色 开采。
资源循环利用
通过资源循环利用技术，将破碎过程中产生 的废料进行回收再利用，提高资源利用率， 降低对环境的影响。
THANKS
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04
CATALOGUE
岩石破碎与粉碎技术的经济效益与环境影 响
经济效益分析
提高生产效率
岩石破碎与粉碎技术的采 用，能够显著提高矿山开 采的生产效率，从而降低 生产成本。
增加资源利用率
通过有效的岩石破碎和粉 碎，可以充分利用矿山资 源，提高资源的利用率， 延长矿 Nhomakorabea服务年限。
创造就业机会
岩石破碎与粉碎技术的应 用，需要相应的技术支持 和专业人员，从而创造了 更多的就业机会。
振动磨粉碎
总结词
振动磨粉碎是一种利用振动磨机对物料进行破碎和研磨的过程，通过磨机的振动 作用，使物料在研磨介质和内壁之间受到冲击和研磨。
详细描述
振动磨机由一个振动电机驱动，使整个磨机产生高频振动。物料通过进料口加入 ，在振动的作用下，物料在研磨介质和内壁之间受到反复的冲击和研磨，从而破 碎成细粉。
环境影响评估
噪音污染
岩石破碎与粉碎过程中会产生较 大的噪音，可能对周边居民和生
态环境造成一定的影响。
粉尘污染
破碎和粉碎过程中产生的粉尘可 能对空气造成污染，影响周边环
境和居民健康。
废水和废弃物排放
矿山开采过程中的废水、废石等 废弃物需要得到妥善处理，避免
对环境造成不良影响。
可持续发展的挑战与机遇
随着工业革命的兴起，出现了各种机 械化的破碎和粉碎设备，如颚式破碎 机、圆锥破碎机等。
5.岩石爆破破碎机理
（4）松动爆破漏斗 W
n < 0.75
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二、利文斯顿爆破漏斗理论 1.利文斯顿爆破漏斗理论的实质 （1）传递给岩石能量大小的相关因素
岩石性质、炸药性能、药包质量、炸药埋置深 度和起爆方式。 （2）爆破后炸药能量分配
1）岩石的弹性变形； 2）岩石的破碎和破裂； 3）岩石的抛掷； 4）空气冲击波和对气体做功。
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二、面积公式 1.适用范围 预裂爆破、光面爆破和切割爆破 2.计算公式
Q qm A
（5-37）
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三、单位炸药消耗量的确定方法(BE0101-2) 单位炸药消耗量q b 是指单个集中药包形成标准 抛掷爆破漏斗时，爆破每立方岩石所消耗的2 号岩石铵梯炸药的质量。
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（2）破裂区的形成
1）径向裂隙的形成
①在应力波的作用下，使岩石质点产生径向 位移，在构成径向压应力场和切向拉应力场。 当切向拉应力大于岩石的抗拉强度时，该处 岩石被拉断，形成与粉碎区贯通的径向裂隙；
②高压爆生气体膨胀作用在对周围岩石产生 强烈压缩的同时，也对已形成的径向裂隙产 生气楔作用，促进了径向裂隙的扩展；
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（3）片落区的形成
应力波传播到自由面时，使岩石产生反射拉 伸，若该拉应力大于岩石的抗拉强度时，表 面的岩石被拉断形成片落区。
（4）爆破漏斗的形成
在埋深适当的情况下，压碎区、破裂区和片 落区相连接，形成连续性破坏。最后在爆生 气体膨胀作用下，将最小抵抗线方向的岩石 鼓起、抛掷，最终形成倒锥形的凹坑。
1-铵油炸药；2-浆状炸药；3-含铝浆状炸药
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第二章岩石的破碎理论(爆炸理论和钻爆法)
20%-30%
对周围介质做功C H O N CO CO2 H2O
炸药爆炸三要素：高温高压（生成大量气体）高速
三种形式：缓慢分解燃烧爆炸
2000—9000m/s
第二节爆炸理论与炸药（炸药的分类）
1. 殉爆：感度来表示难易程度
2. 传爆：爆轰波和爆速
影响稳定爆轰的主要因素：直径：临界直径；极限直径；炸药密度：混合炸药有临界密度；起爆冲能
3 间隙效应
二、炸药的性能参数
动作用以猛度表示静作用以爆力表示
爆速：高低中炸药
炸药的敏感度：热感度、机械感度、冲击感度、起爆冲能感度和静电火花感度热感度：热安定和火焰感度
机械感度：冲击感度，摩擦感度
起爆冲能感度：用殉爆距离表示
静电感度：e 电子是带负电荷静电
三、爆轰产物和有毒气体
二氧化碳CO2 一氧化塘CO 水H2O 氮氧化物NO N2
炸药的氧平衡：零氧，正氧，负氧CO
第三节矿用炸药与起爆器材
一、矿用炸药的分类
1，煤矿使用炸药：5级等级越高，威力越小，1、2级低瓦斯
铵梯炸药，睡觉炸药，乳化炸药
32mm*190 35mm*170
水胶炸药：含水炸药
乳化炸药：适用于软岩和煤层中工作
2，岩石炸药：硝酸铵，TNT和木粉组成
3，露天炸药：
二、起爆器材
雷管、导爆索、导爆管
1.雷管：管壳、加强帽、起爆药、加强药和电引火装置；桥丝用镍铬丝
脚线；桥丝，管壳，密封塞，纸垫，桥丝连接引火头，起爆药
煤矿瞬发电雷管：
2，秒延期电雷管
3，毫秒延期电雷管
4，抗杂散电流电雷管：无桥丝电雷管和低阻桥丝电雷管
电雷管的主要性能参数：全电阻，最大安全电流，最小发火电流（二）导爆索、继爆管和导爆管
三、起爆方法
电爆网路：串联，并联，串并联
作业：
1.炸药的主要特性有什么？炸药的三要素？
2.什么是殉爆？殉爆距离如何测定？
3.炸药的性能参数有哪些？
4.雷管脚线的连接要求？
巷道断面设计示例
条件：年设计生产能力60万t，320m³/h，f=4-6
半圆拱形
运输设备：宽度1060 高度1550 矿车1050 1150
1300-0.5*1060-0.5*1060=240mm
840+400+2*1060+240=3600mm
巷道高度：h1=1800mm h3=1800
H=1800+1800-200=3400mm
作业：
1.锚杆和组合锚杆支护的适用条件及优缺点
2.砌碹支护的适用条件和优缺点
3.简述U型钢可缩性支架的结构
作业：
1.良好的钻眼爆破工作应满足哪些条件？
2.简述掘进巷道的炮眼布置以及炮眼的分类
3.斜眼掏槽的形式有哪几种？直眼掏槽有哪几
种？（填空）
4.爆破参数有哪些，应如何确定
5.装药结构的分类
6.炮泥充填炮眼的作用
7.什么是三表一图
8.中线和腰线的作用？
第六章
1.什么是煤巷，半煤岩巷？
2.煤巷中钻爆法常用的装煤方法及特点？
3.以煤巷掘进机为主的机械化作业线有哪几种？
4.半煤岩巷的施工组织方式？
5.煤与半煤岩巷施工的综合防尘措施。