什么是岩石破碎?

[拼音]：yanshi posui

[外文]：rock fragmentation

采掘作业中使部分岩体脱离母体并破碎成岩块的工艺和理论。有爆炸破碎、机械破碎、水射流破碎和热力破碎等四种。研究岩石破碎的主要任务是：揭示破碎岩石的能耗和破碎效果间的联系，探求破碎载荷和岩石坚固性及破碎参数间的关系，研制安全、经济、高效采掘机具和器材，寻求新的破碎方法。中国于公元前11世纪之前（殷商时期），已用铜锛、铜斧破碎岩石。公元前5世纪起（战国时期），采用铁斧、铁锤、铁钎，这是破碎岩石工具的一大进步。公元10世纪后（北宋）出现利用热力破碎岩石的方法。

17世纪匈牙利有利用黑火药采矿的记载。19世纪下半叶制成了凿岩机，发明了 *** 炸药。20世纪上半叶使用了硬质合金钎头和深孔爆破，使岩石破碎技术达到一个新的水平。19世纪末开始采用机械破岩方法，相继出现了截煤机、钻井机、采煤机、巷道联合掘进机、斗轮挖掘机等，使软弱矿岩的采掘工艺发生了显著变化。20世纪50年代以来，研究了热、电、磁、光、声、核射线等物理方法破碎岩石，但除热力方法外均未达到实用阶段。

利用炸药或其他爆炸物瞬间释放的巨大能量破碎岩石，目前应用最广也最有效（见爆破）。

分切削、冲凿、碾压、研磨四种方式(见图)。破岩时，破岩工具进入岩石，在工具移动前方的岩体内，出现密实核。在密实核周围产生较大块的崩碎体。机械破碎在硬岩中应用不广的主要原因是工具磨损严重。其磨损程度主要取决于岩石内硬矿物(主要是石英)的含量和颗粒大小（见凿岩）。

分低压大流量和高压小流量两种。前者压力不超过2×107Pa，多用于水力采矿或采煤（见水力采煤法，砂矿露天水力开采）；后者压力可达几亿帕(Pa)以上，用来切割岩石。此外还研制出脉冲式射流技术，可有效地破碎坚固岩石而无需很大功率。目前最高的瞬间压力，已达5.6GPa。高压水射流破碎岩石的能耗高，机械构造较复杂，目前多作为掘进机和露天牙轮钻机破碎岩石的辅助手段。

在岩体内形成高的温度梯度，并利用岩石各组分的热胀系数不同，形成热应力，使岩体剥落或酥碎。含石英较多的岩石使用此法效果较好。现代加热方法有铝热剂、火焰喷射、等离子焰、微波、红外线照射、高能电子束、强大的击穿电流、激光等。但除火焰喷射法（火钻）外，其他均处于试验阶段。

为选用合理的岩石破碎方法，将岩石按破碎难易程度分级。分级指标有普氏坚固性系数f、可钻性、可爆性、侵入硬度和凿岩比功等。20世纪50年代以来，中国矿山曾普遍应用普氏坚固性系数 f作为分级指标。近年来正在研究更完善的分级方法。