第二节 岩石破碎的基本原理

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 11501300-0.5*1060-0.5*1060=240mm840+400+2*1060+240=3600mm巷道高度：h1=1800mm h3=1800H=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。

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。

一、控制抛掷方向的基本原理1．最小抵抗线原理岩石破碎与抛掷的主导方向是最小抵抗线方向。

（1）要求多个药包向某处集中抛掷，就必须选择凹形地形；反之，若选用凸形地形，岩石就被抛散而不能集中了。

（2）如果地形不利于抛掷，可用辅助药包创造新的自由面，从而确定新的最小抵抗线方向。

2．多向爆破作用控制原理（1）若使岩石沿A、B两侧的抛掷量相等，显然必须使WA =WB。

（2）欲使A方抛掷，B方加强松动，显然应使WA ＜WB，定量表示：破第二节、控制抛掷作用的基本原理定量表示：（3）若使A 方抛掷，B 方松动同样 W A <W B ，定量表示： （4）若使A 方抛掷，B 方岩石不破碎，此时必须满足下式： 式中 为爆破漏斗的破裂半径。

B A B A W n f n f W 3)()( B A A W n f W 3)(31 213.1A A B n W W 21A A n W 破第二节、控制抛掷作用的基本原理3．群药包共同作用原理两个并列的等量对称药包同时爆破时，药包之间的岩土一般不发生侧向抛散，只是沿着两药包的最小抵抗线方向抛出，这个原理就是群药包共同作用原理。

4．重力作用在山坡地形（尤其是地形较陡时）一部分岩石被抛掷，而有一部分岩石依靠重力作用，会坍塌。

破第二节、控制抛掷作用的基本原理二、抛体堆积的基本原理1．抛体、坍塌体及爆落体的概念–AO‘D 这部分岩土被抛出，故称之为抛体 ；–在爆破及重力作用下，DB‘C 部分岩石产生破碎与坍塌，这部分岩石就称为坍塌体。

–两部分合在一起就称为爆落体。

–在爆落体内 W ：最小抵抗线– AO ：称为下破裂半径R– CO ：称为上破裂半径R'破第二节、控制抛掷作用的基本原理–压缩圈半径R 1：–下破裂半径R ：–上破裂半径R ' –2．抛体堆积的基本原理–（1）抛体运行逆从弹道运行规律– –（2）抛体堆积规律–抛体抛出后，抛体各质点呈三角形分布，落在地上亦是三角形。

岩石爆破原理与方法嘿，咱今儿就来讲讲这岩石爆破！你说这岩石啊，那可真是顽固得很呢，就像那怎么都赶不走的倔驴！那咱要怎么对付它呢？这就得靠爆破啦！想象一下，岩石就像是一个坚固的堡垒，而爆破就是我们攻打这个堡垒的秘密武器。

爆破的原理呢，其实就是利用炸药爆炸时产生的巨大能量，让岩石瞬间破碎。

这就好比是给岩石来了一记猛拳，一下子就把它给打散了。

那这炸药是怎么发挥作用的呢？当炸药爆炸的时候，会产生极高的温度和压力，就像一个小太阳在岩石内部爆发一样。

这股强大的力量会迅速向四周扩散，把岩石从内部往外撑开，最后“嘭”的一声，岩石就被炸得七零八落啦！说到爆破的方法，那也是有讲究的。

就像做菜一样，不同的菜有不同的做法，这爆破也得根据岩石的具体情况来选择合适的方法。

有一种叫浅孔爆破的，就像是用小针轻轻地扎一下。

它适合那些不太厚的岩石，在岩石上打几个小孔，把炸药放进去，就能把岩石炸碎啦。

这种方法比较精细，就像绣花一样，一点点地把岩石瓦解。

还有深孔爆破呢，这可就像是用大锤子狠狠地砸下去。

它是在岩石上打很深的孔，放很多炸药进去，然后来个大规模的爆破。

这种方法适合对付那些大块头的岩石，一下子就能把它们炸得稀巴烂。

另外啊，还有预裂爆破，这就像是给岩石划一道口子，让它顺着这条口子裂开。

这样可以减少对周围岩石的破坏，让爆破更加精准。

不过啊，爆破可不是随便就能玩的，这可是个技术活，也是个危险活。

要是不小心弄错了，那可不得了，说不定会引起大灾难呢！就像放鞭炮一样，你要是不小心把鞭炮扔到了不该扔的地方，那后果可不堪设想啊！所以啊，进行岩石爆破的时候，一定要找专业的人来干，他们有经验，知道怎么安全地把岩石给炸了。

而且，爆破前的准备工作也很重要呢！得先好好勘察一下地形，看看周围有没有什么建筑物啊、人啊之类的，可不能伤到他们。

还要计算好炸药的用量，用多了浪费，用少了又炸不碎岩石，这可得好好掂量掂量。

总之啊，岩石爆破这事儿，既有趣又危险。

我们要好好利用它的原理和方法，把那些顽固的岩石给征服了，同时也要注意安全，可别让它反过来伤到我们自己哟！你说是不是这个理儿？。

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。

第一章破碎机械原理第一节岩矿的机械强度、可碎性和可磨性一、岩矿的机械强度强度是固体的重要性质之一，它表现在对于外力的抵抗，而决定于固体内部质点间的结合情况。

破碎矿石时，要遭受矿石的机械强度所引起的阻力。

岩矿被破碎的难易，与这种阻力有关。

破碎工作有两方面的要求：对于所用的机械，应当足够坚强和可靠；对于打细矿石，要求容易和顺利。

解决这两种问题，都必须研究岩矿的机械强度。

静载下测定的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度等，常用来表示岩矿的抗破碎阻力。

抗压强度最大，抗剪强度次之，抗弯强度较小，抗拉强度最小。

如以抗压强度为1，其他强度只是它的很小的分数。

时用普氏系数（f，M.M普罗托吉雅可诺夫用作岩石坚固性分类的系数）表示，如果用抗压强度来定普氏系数，它约等于抗压强度的百分之一。

根据普氏系数，可将岩石按坚固性分为十级，f值由0.3到20，f值较大的岩石的坚固性也较高。

用同一岩矿的大小不同的试件所作的抗压试验说明，试件尺寸小的，它的抗压强度较大。

在磨矿中，矿粒越细越难磨。

这是由于小试件中存在的宏观和微观裂缝比大试块中的少，因而它的强度比较高。

二、可碎性和可磨性可碎性和可磨性反映矿石被破碎的难易，它决定子矿石的机械强度。

同一破碎机械，在同一条件下，处理坚硬矿石与处理软矿石相比较，前一情况的生产串较低，功率消耗也较大。

结合碎矿和磨矿工艺提出的矿石的可碎性系数和可磨性系数，既反映矿石的坚固程度，也能用来定量地衡量破碎机械的工艺指标，因此，在以后有关的计算中常常用到。

表2-1-1普氏岩石分级表等1、将每一种岩石划分到这种或那种等级时，不仅仅单独地按照其名称，而且必须按照岩石的物理状态，并根据它的坚固性与分级表中列出的诸岩石进行比较。

风化的、破碎的、打碎成个体的，经断层挤压过的，接近于地表的等状态岩中，一般说来，应当把它划分比处于完整状态的同种岩石稍低的等级中。

2、上述的岩石坚固性系数，可以认为是对不同方面岩石相对坚固性的表征，它在采矿中的意义在于：1）手工开采时的采掘性；2）浅眼以及深孔的凿眼性；3）应用炸药时的爆破性；4）在冒落时的稳定性；5）作用于支架上的压力等等。

岩石破碎学岩石破碎学是一门研究岩石破碎过程和破碎设备性能的学科，涉及到岩石力学、材料力学、机械工程等多个领域。

在基础设施建设、矿产资源开发、国防工程等领域，岩石破碎作业具有重要意义。

本文将从岩石破碎的基本原理、破碎设备、破碎过程和破碎效率等方面展开论述。

一、岩石破碎的基本原理岩石破碎是指将硬质岩石转化为符合工程需求的大小和形状的过程。

岩石破碎的基本原理主要包括以下几个方面：1. 岩石的物理和力学性质岩石是一种天然材料，具有复杂的物理和力学性质。

岩石的物理性质包括密度、孔隙率、含水率等，而力学性质主要包括抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等。

岩石的物理和力学性质直接影响到岩石破碎的难易程度和破碎设备的选型。

2. 破碎力的产生破碎力是指在岩石破碎过程中，破碎设备对岩石施加的力。

破碎力的产生主要通过对岩石的冲击、压缩、剪切等作用来实现。

冲击破碎主要是通过高速运动产生的动能转化为岩石的破碎能量；压缩破碎主要是通过挤压作用使岩石产生裂纹，进而破碎；剪切破碎则是通过剪切力使岩石断裂。

3. 破碎机理岩石破碎机理是指岩石在受到破碎力作用时，内部的应力状态和裂纹发展规律。

破碎机理的研究对于优化破碎设备设计和提高破碎效率具有重要意义。

常见的岩石破碎机理有脆性破碎、延性破碎和韧性破碎等。

二、破碎设备破碎设备是岩石破碎过程中的关键工具，根据破碎原理和破碎方式的不同，破碎设备可分为以下几类：1. 颚式破碎机颚式破碎机是一种采用颚板对岩石进行挤压和剪切作用的破碎设备。

其主要特点是结构简单、破碎比大、适应性强。

颚式破碎机广泛应用于基础设施建设、矿产资源开发等领域。

2. 锥式破碎机锥式破碎机是一种采用圆锥状破碎元件对岩石进行压缩破碎的设备。

根据破碎腔的形状，锥式破碎机可分为标准型、短头型和超细型等。

锥式破碎机具有破碎力大、生产能力高、产品粒度均匀等特点，适用于矿山、建筑材料等领域。

3. 反击式破碎机反击式破碎机是一种采用高速旋转的转子对岩石进行冲击破碎的设备。

岩石破碎机的构造及原理岩石破碎机是一种用于破碎岩石和矿石的设备。

它可以将大块岩石破碎成更小的颗粒，以便进行下一步的处理和利用。

岩石破碎机在建筑、矿山、冶金、化工和其他工业领域都得到广泛应用。

岩石破碎机的构造由进料口、出料口、主机机架、传动装置、调整装置、压辊组件等部分组成。

进料口是岩石和矿石进入破碎机的位置，通过进料口将岩石和矿石送入破碎腔。

出料口是破碎好的颗粒从破碎腔排出的位置。

主机机架是岩石破碎机的主体结构，其中包含压辊组件和传动装置。

岩石破碎机的工作原理基于压碎力和剪切力。

当岩石和矿石被送入破碎腔时，两个压辊组件会夹住岩石并施加压碎力。

压碎力会使岩石承受较大的压力，从而导致岩石破碎成较小的颗粒。

同时，当岩石在破碎腔中移动时，会受到压辊组件之间产生的剪切力的影响。

剪切力使岩石产生剪切变形，进一步促进岩石的破碎过程。

岩石破碎机的传动装置通过电机将动力传递给破碎机的压辊组件。

传动装置通常由电机、减速器和联轴器组成。

电机为破碎机提供动力，减速器将电机提供的高速旋转转换成适合岩石破碎机工作的低速旋转。

联轴器用于连接电机和减速器，确保传动装置的正常工作。

岩石破碎机还配备了调整装置，用于调整破碎机的出料粒度。

调整装置通常由手动或液压机构组成，可以根据需要改变破碎机的出料口的宽度，从而控制颗粒的大小。

在岩石破碎机的工作过程中，岩石和矿石被送入进料口后，通过压辊组件的压碎作用和剪切力的作用，逐渐破碎成所需的颗粒。

破碎腔中的颗粒由于压力、惯性和摩擦力的作用会逐渐破碎，直到达到所需的颗粒大小为止。

然后，破碎好的颗粒从出料口排出，供后续处理和利用。

综上所述，岩石破碎机是一种用于将岩石和矿石破碎成更小颗粒的设备。

它的构造包括进料口、出料口、主机机架、传动装置、调整装置、压辊组件等部分。

岩石破碎机的工作原理主要基于压碎力和剪切力的作用，通过这些力量对岩石进行破碎。

岩石破碎机在不同的行业中起着重要的作用，并且随着科技的不断进步，其性能和效率将会得到更大的提升。