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岩石可爆性是一個科技名詞。

世界三大漢語詞典分別是中國大陸的《 漢語大詞典[1]》(共13冊,5.6萬詞條,37萬單詞)、中國台灣的《 中文大辭典 》(共10冊,5萬詞條,40萬單詞)以及日本的《 大漢和辭典 》(共13冊,4.9萬詞條,40萬單詞)。漢字是記錄漢語的文字[2],它已有六千年左右的歷史,是世界上最古老的文字之一。

名詞解釋

岩石可爆性指岩石抵抗炸藥爆破破碎的難易程度的性能。它是岩石物理力學性質、岩體地質結構對炸藥、爆破參數和工藝等因素在爆破過程的綜合表現,並影響着爆破效果。按照岩石可爆性進行岩石分級,可預估炸藥消耗量,制定定額,並為爆破優化提供依據。

介紹

岩石是爆破的對象,金屬礦山的絕大部分、非金屬礦及煤礦等礦山的不少礦岩都採用爆破方法進行破碎和採掘。為了取得良好的爆破效果,必須了解和掌握岩石的爆破性。

岩石的爆破性是岩石自身物理力學性質和炸藥、爆破工藝的綜合反映,它不僅是岩石的單一固有屬性,而且是岩石一系列固有屬性的複合體,,在爆破過程中表現出來,並影響着整個爆破效果。

20世紀50~60年代中國一般參照蘇聯普氏岩石堅固性係數和蘇氏分級的炸藥單耗(爆破1m礦岩所消耗的炸藥量)作為岩石可爆性指標,70年代以來各國的研究有了很大進展,主要指標有:炸藥單耗;工程地質參數(尤其是節理、裂隙等結構參數),岩石的力學參數(包括抗壓、抗剪、抗拉強度),岩石彈性縱波速度或波阻抗,破碎岩石所消耗的功等等。不同學者從不同側面表達了岩石的可爆性及其分級。但尚無一致公認的確切定義、定量指標、和通用的簡單而實用的測定方法。

判據和分級

岩石分級不同於岩石分類,通常岩石分類是指按照岩石成因或成分的不同,對岩石加以質的劃分,如地質學上按成因分為岩漿岩、沉積岩和變質岩三類,而岩石分級應該是以量的指標來劃分各種岩石的等級,根據採礦工程的不同要求,有鑿岩性分級、爆破性分級和穩定性分級等。

分級的判據

根據什麼判據和指標進行岩石分級,這是一個非常關鍵的問題。由於炸藥的「三高」(高爆溫、高爆壓、高爆速)特性、岩石結構構造的複雜性以及測試記錄手段的局限性等等,給研究工作帶來了不少困難。幾十年來國內外學者做了大量工作,根據岩石爆破性的主要影響因素,提出了各種各樣的判據、指標進行岩石分級。其主要判據有:岩石強度、單位炸藥消耗量、工程地質參數、岩石彈性波速度、岩石波阻抗、爆破岩石質點位移、臨界速度、爆破功指數、岩石彈性變形能係數等等,它們從不同的側面反映了岩石的爆破性。但是,這些指標並沒有闡明爆破性的真正含義,沒有建立完整的分級體系,所以迄今為止國內外尚無一種公認的岩石爆破性分級方法。

普氏分級和蘇氏分級

1、普氏分級

早在1926年前,普氏提出了用岩石試塊的單軸靜載極限抗壓強度、手工鑿1cm3岩石所消耗的功、手打眼每班生產率、掘進工生產率、在地面挖掘的生產率、巷道掘進速度、爆破1m3岩石的黑火藥消耗量等七項指標的平均值來表徵岩石的堅固性。由於採礦科學技術的發展,普氏規定的幾項指標已失去了實際意義,只有一個最簡單的指標—以岩石試塊的靜載極限抗壓強度(R、MPa)為岩石分級的判據,即普氏岩石堅固性係數f=R/10。

根據f=0.3—20將岩石分為10級,f值大,則難鑽岩、難爆破、岩石穩定,反之,f值小,則易鑽岩、易爆破、岩石不穩定。普氏認為:岩石的堅固性在各方面的表現趨於一致。實際上岩石的鑽岩性、爆破性、穩定性並非完全一致,有的易鑽難爆,有的難鑽易爆,而且小塊的岩石試樣(如7 x 7 x 7cm)的單軸靜載抗壓強度並不能表徵整體岩石受炸藥爆炸衝擊作用的爆破性。再者,其測定值的離散性較大,一般為15%—40%,個別達80%,所以普氏分級方法以其簡便的指標,雖曾在採礦工程中作為籠統的總的分級,得到普遍應用,但也正是由於上述缺點,它表徵不了爆破工程實際所需的岩石爆破性分級。

2、蘇氏分級

蘇氏分級是蘇哈諾夫在30年代針對普氏分級而提出的岩石分級。他認為:決定岩石堅固性的基礎是在某一特定情況下,應當用實際被應用着的具體採掘方法。他用崩落1m3岩石所消耗的炸藥量(kg/m3)或單位炮眼長度(m/m3)來表徵岩石的爆破性,同時,規定了一系列的測試標準條件。根據單位炸藥消耗量和單位

炮眼長度將岩石分為16級。如果需要的炸藥單耗量多、單位炮眼長,則岩石難爆;反之,則易爆。必須指出,炸藥單耗是一個常量又是一個變數,影響因素很多,因而,蘇氏又提出了一系列非標準條件下的修正係數,非常繁瑣,也影響了岩石爆破性的真實性。再者,炸藥單耗沒有很好地反映爆破塊度這一重要爆破效果。因此,蘇氏分級方法並不能確切地表徵岩石的爆破性。

據此,岩石爆破性分級的判據,是在爆破材料、參數、工藝等一定的條件下進行現場爆破漏斗試驗和聲波測定所獲得,然後計算出岩石爆破性指數,綜合評價岩石的爆破性,並進行岩石爆破性分級。

參考文獻