1.姜晨光　 江南大學土木工程       2.郭同兵　岳陽特種設備檢驗檢測中心 
3.王志強　煙臺和源置業有限公司  4.梁延興　萊陽市龍旺莊國土資源站  5.杜云勇　萊陽市規劃設計院 

　　摘要：石材http://www.stonebuy.com/荒料可以通過爆破獲得，爆破對石材http://www.stonebuy.com/荒料的結構和強度是有不良影響的，爆破會導致石材http://www.stonebuy.com/荒料內部裂隙、微裂隙、超微裂隙的產生，會導致石材http://www.stonebuy.com/荒料力學性能的改變和強度的降低，進而對石材http://www.stonebuy.com/荒料的深加工產生不利影響，同時，也會影響石材http://www.stonebuy.com/制品的性能和使用。通過時花崗巖荒料爆破采石問題的實驗研究，結合實驗室強度測試，初步總結出了爆破采石時花崗巖荒料強度的影響規律。 

　　關鍵詞：爆破采石 建筑材料石材http://www.stonebuy.com/ 荒料強度
　　引言     

　　石材http://www.stonebuy.com/荒料可以通過對采石場的巖體進行爆破獲得，爆破對巖體、石材http://www.stonebuy.com/荒料的結構和強度是有不良影響的，爆破容易導致巖體、石材http://www.stonebuy.com/荒料內部裂隙、微裂隙、超微裂隙的產生，容易導致巖體、石材http://www.stonebuy.com/荒料力學性能的改變和強度的降低，進而對石材http://www.stonebuy.com/荒料的進一步深加工產生不利影響，同時，也會影響石材http://www.stonebuy.com/制品的性能和使用。     

　　爆破對石材http://www.stonebuy.com/荒料強度的影響究竟有多大，筆者及科研組專門就花崗巖荒料的爆破采石問題進行了實驗研究，初步摸清了爆破采石對花崗巖荒料強度的影響規律，特此做以下介紹。 

　　2爆破對巖體的作用     

　　采石爆破主要依靠爆破的內部作甩，;即爆破作用不能達到巖體自由宙全f與空氣的交界面) 。    

　　爆破的內部作用的特點是：炸藥藥包在無限介質中爆炸時，在巖體中會激發出一種強度隨著傳播距離增加而迅速衰減的應力波，應力波對巖體施加作用，巖體在應力波的作用下遭到破壞，巖體的破壞程度隨與藥包中心距離的增大而減少。將爆破后的巖體從藥包中心做垂直剖面，按破壞特征的不同，藥包周圍的巖體大致可劃分為壓縮(粉碎)區、破裂區和震動區3個區域，見圖1。     

　　壓縮(粉碎)區的范圍很小，其半徑一般只有藥包半徑的2一5倍。壓縮(粉碎)區產生的原因是密閉在巖體內的炸藥爆炸時，爆轟氣體瞬間急劇沖擊藥包周圍巖體，在巖體中激發出的沖擊波強度遠遠超過巖石的動態抗壓強度，導致大多數在沖擊載荷作用下呈現明顯脆性的堅硬巖石被粉碎、可壓縮性較大的軟巖被壓縮而形成空洞。     

　　破裂區的半徑范圍一般為藥包半徑的70一120倍，其特點是徑向裂隙與環向裂隙交錯分布。破裂區產生的原因是沖擊波通過壓縮區后繼續向外層巖體傳播，衰變為一種弱的、強度低于巖石動態抗壓強度的壓縮應力波，該波已無法直接壓碎巖石，只能使壓縮區外層的巖石受到強烈的徑向壓縮、巖石質點產生徑向位移，導致外層巖體的徑向擴張、形成切向拉伸應變。當這種切向拉伸應變超過巖石的動態抗拉應變值，就在外層巖體中產生了徑向裂隙。另外，壓縮應力波在向外傳播的同時，爆轟氣體開始膨脹并擠人應力波作用形成的徑向裂隙中，引起裂像的進一步擴張，從而在裂隙尖端產生應力集中，導致徑向裂隙繼續向前延伸。同時，巖體受到通過破裂區的壓縮應力波的強烈壓縮，儲蓄了部分彈性變形能，在應力波通過后，巖體內的應力釋放會產生與壓縮應力波作用方向相反的向心拉伸應力，使巖石質點產生反向的徑向位移，當這種徑向拉伸應力超過巖體的動態抗拉強度時，巖體中就會出現環向裂隙。     

　　破裂區以外的巖體稱為震動區，震動區的特點是應力波引起的應力場和爆轟氣體壓力形成的準靜態應力場已無法使巖體破壞，只能導致巖石質點的彈性振動。 

　　3采石姍破的特點     

　　傳統的采石方法有密集排孔(孔距20cm左右)膨脹劑法、刻槽黑火藥法和刻槽脹裂法。     

　　目前，常用的工業炸藥主要有爆炸性好、威力較大的銨梯炸藥(包括露天銨梯、巖石銨梯、煤礦銨梯);感度和威力都比銨梯炸藥低的錢油炸藥(包括1號按油炸藥、2號錢油炸藥、3號按油炸藥);以及猛度、爆速、感度均較高的乳化炸藥。 石材http://www.stonebuy.com/操作工藝    

花崗巖(未風化、完整、細粒結構、致密巖體)的堅固系數f為12-20，堅固系數f的計算公式為：     

　　f=R/10                         ��（1） 

　　式(1)中，R為極限抗壓強度，單位為Mpa。     

　　不同硬度的花崗巖采石爆破炸藥(2號巖石硝錢炸藥)用量q(單位為kg/m3)見表1。     

　　筆者及科研組根據大量的調查資料、利用回歸分析理論，得出了花崗巖密度與開采耗藥量的關系為     

 

　　式((2)中，P為花崗巖的密度、單位為t/m3 ;  q為巖石開采耗藥量、單位為kg/Jm’3;  e為自然對數的底、e=2.718281828 ; A , B為炸藥系數。采用2號巖石硝按炸藥時A=1.912 , B=0.152. 

　　4花崗巖荒料強度與采石爆破強度的關系     

　　筆者及科研組在桃村后夼采石場進行了花崗巖荒料強度與采石爆破強度關系的現場實驗研究工作，獲取了近百組數據。實驗現場采樣情況見圖2。     

　　我們在預采料石的一個剝離面的水平中心線(稱采樣中心線)上，沿垂直于剝離面的水平方向等間隔(1米)進行鉆孔取芯，獲得實驗試樣，進行實驗室三軸抗壓實驗，獲得原巖初始極限抗壓強度σm。預采料石從母巖上爆破剝離后，我們再在采樣中心線上緊鄰原來采樣位置的位置(距原采樣點15cm)進行鉆孔取芯，獲得實驗試樣，進行實驗室三軸抗壓實驗，獲得采后巖石的極限抗壓強度。。根據采石爆破裝藥量及剝離料石的體積獲得開采耗藥量q。    

　　通過對桃村后奮采石場近百組數據的回歸分析，總結出了花崗巖剝離后荒料強度與原巖極限抗壓強度、采石爆破強度間的關系，即       

      

　　式((3)中，σ m為花崗巖的原巖極限抗壓強度，單位為MPa；σ為開采后料石的極限抗壓強度，單位為MPa;q為巖石開采耗藥量，單位為kg/m3;  e為自然對數的底，e=2.718281828;。為炸藥系數。采用2號巖石硝餒炸藥時c=1.013。表2顯示了式(3)的實際效果。石材http://www.stonebuy.com/礦山開采     

　　表2中，σ’為剝離后(開采后)料石實測極限抗壓強度，Δ σ為式((3)的絕對計算誤差，K為式(3)的相對計算誤差。     

　　5結語     

　　從本文論述不難看出，爆破采石對石材http://www.stonebuy.com/荒料的強度確實具有顯著的影響，在石材http://www.stonebuy.com/飛速發展、用途越來越廣的今天，我們必須重視石材http://www.stonebuy.com/的強度問題，必須重視爆破對石材http://www.stonebuy.com/荒料強度的影響問題，必須重視石材http://www.stonebuy.com/的各種性能指標(包括力學指標、物理指標、化學指標、加工指標等)，進一步提高石材http://www.stonebuy.com/對人類生活的貢獻，使石材http://www.stonebuy.com/行業沿著健康、可持續發展之路不斷前進。