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凿岩是中国的一个科技名词。

语言一发即逝,不留痕迹。当人类意识到需要把说出的话记下来时,就发明了文字[1]。在世界范围内,曾经独立形成的古老文字除我们的汉字外,还有埃及的圣书字、两河流域的楔形文字、古印度的印章文字以及中美洲的玛雅文[2]。后来,这些古老文字的命运各不相同,或因某种历史原因而消亡,如玛雅文;或因文字的根本变革而遭废弃,如楔形文、圣书字,只汉字沿用至今,而且古今传承的脉络清晰可见,成了中华民族文化的良好载体。

名词解释

岩石中钻凿出特定要求眼孔的工程技术。在采矿工程中,眼孔常用以装填炸药,进行爆破。有时借助凿岩形成大口径的眼孔,不用爆破,直接用作井巷,眼孔还用于地质勘探、输送物料、安装锚杆、管道、电缆等设施或作为采油工程中的油、气井,所以凿岩在地质、石油、水电、交通等有关岩石破碎工程中亦有着广泛的应用。

所谓凿岩,就是在岩石(或矿石)上钻凿炮孔。岩石是凿岩作业的工作对象,它的物理力学性质对凿岩爆破有很大关系。

露天矿山常称深孔凿岩作业为穿孔,某些部门(如煤炭系统)称凿岩为钻眼;有时也将回转切削钻孔方式称为钻眼,它主要用于煤层及软岩的凿岩作业。

早在1800多年以前,在中国四川邛川一带就有钻凿天然气井的实践。1637年宋应星在《天工开物》一书中详细描绘了中国古代凿孔工艺。19世纪欧洲蒸气和压气凿岩机的出现,大大提高了凿岩速度,使凿岩成为一门专门的工程技术。

分类

在矿山采掘工作中,凿岩直接影响后续工序和工程施工的速度、质量、安全和成本。应根据岩石条件和作业要求选择合理的凿岩机具和工作方式。按破碎岩石的不同方法,凿岩可分为机械和非机械破碎岩石两类。机械凿岩应用最广泛。

机械方法凿岩 按破碎机理不同,可分为四种方式:冲击破碎用于破碎坚硬岩石。冲击式凿岩机用这种方式破碎;切削破碎,它是回转钻机和电钻用这种方式破碎,常用于破碎软岩和煤层;碾压破碎用于破碎中硬到坚硬岩石,牙轮钻机用这种方式破碎;磨削破碎用于破碎硬岩取岩芯。金刚石钻机用这种方式破碎。

这几种方式也可综合使用,旋转-冲击钻机是切削和冲击方式的综合,钻粒钻进兼有磨削、碾压、切削、冲击四种作用。

非机械方法凿岩 有高压水射流凿岩、热力凿岩和激光、电子束、超声振动切削以及等离子焰等其他方法。

冲击式凿岩法

冲击式凿岩法主要是利用作用在钎头上的冲击力,使钎头的刀刃切入岩石,将岩石破碎。每冲击一次后,下一次冲击前钎子转动一定角度,使钎刃在第二次冲击岩石时,调换一个位置,从而顺序逐层地破碎岩石。

冲击式凿岩法保证钻进的必要条件是:

(1)钎头冲击岩石时,单位接触面积上的冲击力必须大于岩石的动载抗压入强度,并能辅助剪切掉两次冲击凿痕所夹的扇形面积;

(2)钎头材料的强度必须大于岩石的强度,并具有足够的韧度,以避免钎头过早损坏。

冲击式凿岩法的特点:(1)岩石抗冲击强度大大小于静载下抗压强度,在坚硬岩石中破碎效果好;(2)钻眼时,所需轴向推力小,钎头磨损和消耗在磨擦上的功小;(3)在软岩中形成的凿痕体积小,从凿痕内排出岩粉困难,钻眼效率低;(4)岩石破碎过程不连续,冲击频率低时钻眼速度慢;此外,风动凿岩机工作时震动噪音大,粉尘较高。根据上述特点,冲击式钻眼法主要应用于坚硬和磨蚀性岩石中钻眼。

参考文献