專利名稱：用于石料開采的劈裂方法及其劈裂器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于開采石料的方法和開采石料的裝置。
目前，在一些采石場開采建筑石料時，大多仍采用手工劈裂的方法，即在巖石山體上按照開采塊度手工用鐵鑿鑿若干楔形眼，插上金屬楔子，依次用鐵錘敲打，直至使料石從巖體上分離下來。料石能夠從巖體上分離下來，是由于楔子斜面產(chǎn)生的張力大于巖石的抗拉強度時，首先從巖石表面開始自上而下裂開，這種開采方法屬于原始的手工開采，效率低、勞動強度大。目前也有用炸藥爆破的開采方法，即在巖體上用鉆機鉆若干很深的炮眼(相當于開采高度的70%)，裝上炸藥或?qū)П髌鸨砸步蟹排陂_采。這種方法由于爆炸力直接作用在巖體中，而且爆轟波向巖體四周傳播，因此很難控制巖石的成材性，產(chǎn)生很多廢料，而且還產(chǎn)生微觀裂紋，影響了料石和鋸解后板材的質(zhì)量。雖然有的采取控制爆破或靜力破碎劑靜力爆破以求達到開采整塊料石的目的，但效果仍不佳，其關(guān)鍵是炸藥爆炸力或靜力破碎劑靜脹力作用在炮眼四周的各個方向，而不是直接作用在開采輪廓線上，沒有充分利用巖石的可劈解特性。而且爆破時要鉆很深的炮眼，愈深愈難鉆，鉆眼工程量大，勞動效率低。
本發(fā)明的目的，是為克服手工劈裂方法效率低勞動強度大的不足和爆破開采法鉆眼工程量大成材性差的不足，充分利用巖石壁裂的特性，提供一種張力劈裂方法和用于該方法的張力劈裂器，提高料石開采的機械化程度、勞動效率以及料石的成材質(zhì)量。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，在巖體表面上沿開采輪廓線相隔一定距離鉆若干淺孔，在孔內(nèi)裝上含有能量釋放物的張力劈裂器，并使劈裂器的合縫與開采輪廓線一致，在孔外促使能量釋放物釋放能量，該能量通過劈裂器轉(zhuǎn)換為垂直于開采輪廓線的張力將料石從巖體上劈裂下來。本發(fā)明的方法中關(guān)鍵是設計了一種張力劈裂器。張力劈裂器的構(gòu)造是，由兩半金屬柱槽體組成，兩半合對在一起為一個有內(nèi)腔的頂部有孔眼的金屬柱容體，兩半合對在一起后用彈性圈箍緊，通過頂眼在內(nèi)腔中裝上能量釋放物。能量釋放物如化學爆炸物、化學燃燒物、化學膨脹物、物理膨脹物等。
劈裂器的工作原理是，在孔外促使能量釋放物釋入能量后，該能量使劈裂器兩半分別向兩邊擠壓，形成垂直于輪廓線的張力，使巖石產(chǎn)生預裂縫隙，直至巖石完全劈開。在這里提到的是因劈裂器不是一個密閉的殼體，裝上炸藥也不會象炸彈那樣爆炸，巖石是脆性材料，其抗拉強度遠小于韌性金屬的抗壓強度，所以劈裂器可重復使用。
本發(fā)明的優(yōu)點是，①、充分利用巖石可劈裂的特性和炸藥等產(chǎn)生的物理化學能量劈裂巖石，改變了手工作業(yè)提高了效率，降低了勞動強度;②改變了傳統(tǒng)的爆破方法，使料石成材率高，特別做為鋸解磨光的裝飾板材時，板材的成品率高，不含微觀裂紋;③、只在巖石表面鉆淺孔(10-15厘米)，比普通爆破法鉆深孔快幾十倍，施工容易，速度快。因此本發(fā)明是一種機械化的快速優(yōu)質(zhì)的石材開采方法。
結(jié)合附圖給出本發(fā)明的兩個實施例。


圖1為用爆炸型劈裂器實施本方法開采料石的示意圖;
圖2為爆炸型劈裂器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖;
圖3為膨脹型劈裂器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖;
圖例說明1-巖體，2-鉆孔，3-爆炸型劈裂器，4-引爆線，5-起爆電源，6-劈裂器左半體，7-劈裂器右半體，8-鋼絲彈簧圈，9-引爆裝置，10-炸藥，11-頂孔眼，12-膨脹物。
實施例一、(參照圖1、圖2)，開采料石時，首先在巖體(1)上沿開采輪廓線相距一定距離打一排淺眼(2)，眼距20-40厘米，眼深10-20厘米;將劈裂器左右半(6、7)合對在一起用彈簧圈(8)箍緊，從頂部孔(11)中裝入炸藥(9)和引爆裝置(10);再將做好的劈裂器逐個放入淺眼中，放置時注意兩半的對合縫線要與巖石劈裂方向一致，最后在孔外將引線(4)聯(lián)在一起，接在起爆電源(5)上，撤出人員即可起爆。
如圖2，劈裂器的左右兩半金屬槽體(6、7)為半圓型槽體，在其側(cè)面上加工有二道環(huán)槽，用于嵌裝彈性圈。彈性圈用鋼絲彈簧圈(8)。彈簧圈(8)在爆炸前將兩半槽體(6、7)緊固在一起，爆炸瞬間兩半張開劈裂巖石，爆炸后使兩半槽體(6、7)復位。劈裂器的直徑要略小于淺孔的直徑，便于安裝。中心槽腔的直徑要大于等于炸藥的臨界爆炸直徑。槽體的壁厚要大于5毫米。如鉆的淺孔直徑41毫米，劈裂器直徑為40毫米，當用硝銨類炸藥時，劈厚設計為7.5毫米，內(nèi)腔直徑為25毫米。劈裂器的長度根據(jù)裝藥量而定，如每個裝25克則長度為15毫米。炸藥(9)要選用猛度低、爆速低、爆生氣體多的炸藥。引爆裝置視炸藥品種而定。如用黑火藥單孔劈裂時直接用藥稔子點爆，多孔劈裂時用瞬發(fā)雷管或同段延期雷管的發(fā)火頭引爆;如用硝銨類等其他類炸藥要用雷管起爆。
實施例二、(參照圖3)，圖3給出了膨脹型劈裂器的結(jié)構(gòu)圖，其外殼結(jié)構(gòu)與爆炸型劈裂器相同，只是在內(nèi)腔中裝得是膨脹物(11)，膨脹物可選市售的靜力爆破劑(膨脹劑)、或氧化鈣。開采石料時，將裝有膨脹物的膨脹型劈裂器裝入巖體上的炮孔中(如實施例一)，然后向炮孔中或直接向劈裂器頂孔中加適量水、膨脹物遇水后體積脹大，使劈裂器向兩邊擠壓產(chǎn)生張力。從而使巖石產(chǎn)生裂縫，開采出料石。
權(quán)利要求
1.一種從巖體上開采石料的劈裂方法，其特征是，在巖體表面上沿開采輪廓線相隔一定距離鉆上淺孔，在孔內(nèi)裝上含有能量釋放物的劈裂器，使劈裂器的合縫與開采輪廓線一致，在孔外促使能量釋放物釋放能量，劈裂器產(chǎn)生的張力，將料石從巖體上劈裂下來。
2.一種如權(quán)利要求1所述方法使用的劈裂器，其特征是，用彈性圈將兩半金屬柱槽體箍緊，組成一個有內(nèi)腔的、頂部有孔眼的金屬柱容體，在內(nèi)腔中裝有能量釋放物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的劈裂器，其特征在于劈裂器中的能量釋放物為炸藥，最好是低猛度低爆速，爆生氣體大的炸藥，并裝有引爆裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的劈裂器，其特征在于劈裂器中的能量釋放物為膨脹物，如靜力破碎劑，氧化鈣等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用權(quán)利要求3的劈裂器時，要在孔外用電源通過引爆裝置引爆劈裂器中的炸藥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用權(quán)利要求4的劈裂器時，要在孔外向孔內(nèi)或劈裂器內(nèi)加適量的水。
全文摘要
本發(fā)明屬于開采石料的方法以及用于該方法的裝置，主要是在巖體上鉆上淺孔，淺孔中裝上由兩半金屬柱槽體組成的內(nèi)腔中裝有能量釋放物的張力劈裂器，在孔外促使能量釋放后，使劈裂器產(chǎn)生的張力劈裂巖石，解決了目前手工開采和爆破開采帶來的效率低、勞動強度大和成材率低的問題，適合于開采任何料石的采石場。
文檔編號B28D1/14GK1097237SQ93107359
公開日1995年1月11日 申請日期1993年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月23日
發(fā)明者曲來印 申請人:曲來印