老家山溝劈石機炮孔刻槽劈裂機

石材礦山為石材加工廠提供生產原料即稱荒料。隨著石材加工設備的不斷更新換代，對石材礦山產品—荒料也提出了更嚴格的要求。要求荒料有形狀、有塊度、有尺寸，而且要求荒料色澤一致、無裂紋、無內傷、無色線、無色斑、無色膽(尤其出口荒料)。這些，對于有條件的石材礦山，還是可以做到。近幾年我國石材礦山開采技術水平和機械化裝備都在不斷提高，不少礦山引進了國外先進的石材開采設備，對提高礦山荒料生產率、提高荒料質量、降低生產成本等發揮了作用。但是，這些正規化生產的礦山為數不多，其年產荒料總量遠遠不能滿足石材加工廠的需求。絕大部分荒料要靠鄉鎮企業的石材礦山供給。這些礦山由于客觀條件所限，采用先進的開采設備在技術上、資金上還有困難，所以，它們需要的是些投資者，是簡單易行見效快的輕便設備和開采方法。目前，適合中、小型石材礦山的開采方法很多，其中要算炮孔刻槽劈裂法為好。其破巖機理如下：

1.炮孔刻槽劈裂巖石機理

　　筆者在湖南張家界考察石材礦山時，當地民工采用手捶打炮孔、放炮破裂巖石。但是，他們總是在炮孔鑿好后，用像棱標樣的雙刃刀在炮孔壁上用力來回劃幾下，在炮孔壁上留下對稱的兩條模糊線條。我們當即問他們這起什么作用，他們說:這樣做巖石破裂效果好，不這樣做巖石容易炸壞。就像我們裁玻璃，用金剛石刀在玻璃上劃條線，其姍裂效果與不劃條線完整不一樣，由此看來炮孔刻槽劈裂巖石早在民間就已被采用，其作用機理現在可用巖石斷裂力學來解釋。

2.刻槽劈裂巖石的刻槽方法：

　　刻槽劈裂巖石在生產實踐中證明行之有效。而且用巖石斷裂力學理論得到科學解釋。

　　在刻槽炮孔內劈裂巖石的方法是很多的。可以機械劈裂(復合楔子和液壓劈石機);可以靜態劈裂(脹裂劑);可以爆力劈裂(導爆索和改性炸藥卷)等等。但筆者認為當炮孔壁刻槽后，在炮孔內置人一對劈裂塊，用爆力在炮孔內部作功劈裂巖石效果很好，使用液壓劈石機劈裂效果也很好。

　　爆力劈裂法：劈裂塊為半個圓柱體形，兩塊合并就成圓柱體形。用鐵質制作可以反復使用，也可用心0一40mm的毛竹一劈兩個半塊使用。對于可劈性好的巖石，只需在劈裂塊中夾根導爆索就行。對于可劈性差的巖石，可在導爆索上捆扎細形改性藥卷也能順利劈開巖石。

3.炮孔刻槽爆力劈裂巖石的受力分析

　　炮孔劈刻有以稱V形槽后，在炮孔內置入兩個劈裂塊(鐵質或毛竹都行)兩個劈塊中間夾根導爆索，劈裂塊在炮孔中置入位置如圖3所示。 

    當劈裂塊中導爆索爆炸一瞬間，爆生高壓氣體在劈裂塊的夾制下，產生高速射流穿擊V形槽似如氣楔，同時劈裂塊在爆能作用下脹裂炮孔似如劈裂，爆生高壓氣體產生氣楔和劈裂作用必集中于V形槽高端，產生應力集中效應，使V形槽高端處開始失穩，并向徑向擴展出現斷裂。由于劈裂塊是半圓柱體，與炮孔壁接觸面積大，所以不但能擋護炮孔壁上的天然裂紋免遭爆生氣體侵害，而且使炮孔壁上下受力均勻，受力方向一致，這對破裂巖石而又不傷巖石十分有利。

　　炮孔內劈裂塊在爆力推動下壓向孔壁，當這種均布壓力同時作用，使炮孔間中心聯線方向產生的拉應力超過巖石抗拉強度后，巖石出現斷裂。斷裂面將沿著V形槽高端開始向徑向擴展成縫。巖石斷裂面的平整質量與很多因素有關:地質條件(巖石層理、節理、裂隙情況);爆破參數(炮孔孔距、孔深、炸藥量);施工條件(設備、技術、管理)等等。但是，在相同的條件下，炮孔內刻槽與劈裂塊配合使用可產、生特殊的效能。刻槽能控制巖石斷裂方向，劈裂塊可搜集爆能脹裂炮孔，同時產生高速射流穿擊槽穴。這樣可盡量少用炸藥，不致損傷巖石而又達到預裂巖石的目的。

4.結論

　　4.1炮孔壁上刻V形槽(初始裂紋)，能有效地控制巖石斷裂方向。由于刻槽長度、方向和深度都遠大于天然裂隙或裂紋，加上劈裂塊在炮孔內阻擋、夾制作用，所以，爆生高壓氣體產生氣楔和劈裂作用集中于刻槽高端，使初始裂紋向徑向擴展。如果刻槽質量好，即較深、較直、較長、較尖，則裂紋成縫速度會更快、更好、更平整。可盡量少用炸藥和不用炸藥也能使巖石斷裂面從槽尖聯線上斷裂開采。

　　4.2劈裂塊是置入炮孔內借爆能作功劈裂巖石。不但節省能量，而且孔壁上下受力均勻。劈裂塊外圓與孔壁內圓同弧，劈裂塊與炮孔壁接觸面大，壓強均勻。劈裂塊在炮孔內脹裂炮孔，產生的是上下平行均勻推力，這種推力方向是垂直于巖石斷裂方向，有利于巖石按預想之處裂開。

　　4.3巖石抗拉強度比較小，一般均在50kg/cm左右，加上刻槽機劈裂塊的特殊作用，所以在爆破巖石時，只依靠導爆索的爆能就可分裂巖石，若巖石可劈性差，也只需加入少量改性炸藥，可以達到既把巖石裂開又不會損傷巖石的目的。