熱力破碎岩石是指利用快速加熱岩石表層以產生熱應力剝落，熔(汽)化或弱化的破碎岩石技術。按其加熱性質分為火焰射流、等離子焰、電子束和雷射等方法。其中獲得工業套用的為火焰射流。
基本介紹
- 中文名：熱力破碎岩石
- 外文名：Thermal crushing rock
- 類型：破碎岩石技術
- 用途：採礦
- 領域：工程術語
- 學科：礦業工程
簡介,發展簡史,火焰射流,岩石破碎比能耗,
簡介
熱力破碎岩石是指利用快速加熱岩石表層以產生熱應力剝落，熔(汽)化或弱化的破碎岩石技術。按其加熱性質分為火焰射流、等離子焰、電子束和雷射等方法。其中獲得工業套用的為火焰射流。
發展簡史
熱力破岩技術，可以溯源於中國古代的火燒水澆法。後來的、明史·河渠中均有詳細記載。1938年以後，隨著美國氧氣槍破岩技術的試驗成功。迅速發展為現代的煤油-氧氣(或壓氣)火鑽。其原理為在燃燒室內混合燃燒的煤油-氧氣火焰，能以1000-2000m/s的高速。1500-2500℃的高溫，以及能流密度為(2-12)x10kW·m2。從噴口射向孔底岩石、使表面以下幾毫米範圍內的岩石，形成很大的溫度梯度，產生足夠的熱應力。導致一層又一層的衣面剝落，並被返回的高速氣流，以及部分冷卻水形成的水蒸汽，衝出孔外氣火鑽在20世紀50-60年代曾被廣泛用於鐵隧石露天礦的炮孔穿鑿和幾次破碎。加年代以後則逐漸被牙輪鑽機等所代替。對抗強度超過500MPa的矽質類岩石和花崗岩等的開採，至今仍不失為有效的破碎方法。
火焰射流
火焰射流的能量密度隨噴距的增加而減小，當其到達孔底時只夠使表層岩石升溫到大約500-600℃，僅適用於含石英多的整體性岩石，聚焦性非常好的電子束和雷射。溫度達到20000-50000℃，至少不低於3000℃，而火成岩的熔化溫度為1100-1600℃。其餘岩石也很少超過3000℃。因此，利用電子束、雷射和等離子焰，可以高效率地熔化任何岩石。但成本高、能耗大，排碴難，只限用於輔助機械破碎岩石，所以仍停留於試驗研究階段。
岩石破碎比能耗
岩石破碎比能耗是指破碎單位體積岩石所消耗的能量，用規定的方法來破碎不同岩石，所測得的破碎比能耗可用來衡量岩石的堅固性，其中鑿碎比能可作為岩石可鑽性指標，爆破1m3礦岩所消耗的炸藥量可作為岩石爆破性指標。用規定的方法和能量來破碎岩石，可測定岩石的粉碎程度，也可用來度量岩石的堅固性，如前蘇聯礦業研究院用搗碎法和砸碎法測定岩石堅固性和邦德功指數等。
