一、低爆压胀裂采荒原理

　　1、低爆压胀裂石材荒料开采工艺由来

　　为了达到贵重石材成批规模生产，早在七十年代，我国曾有数次采用峒室爆破应用采荒工程但均未能成功。因此常规工程爆破意于充分破坏岩体条件下，从爆破工程经验中归纳出的经验公式。是难以控驾爆炸对岩体作用与破裂效应。唯有爆破工程学所能赋予说明与证实。中科院杨人光教授在从事爆破工程学研究与探索过程中，完成爆破抛体加速运动渗流模型计算的同时，进行了爆炸初期作用与断裂效应，发现药室空隙比vd是控制柱状药室爆炸初始作用耗能比重要参数。在超大vd的情况下、爆炸初期作用耗能仅占爆炸能的4－5%，它只能提供临界能级断裂。恰好在超大vd情况下，药室空腔形成低压爆轰气体，即爆轰气体压力低于岩石抗压极限强度。尔后，抛体在低爆压驱动下，使岩体按固有天然节理裂隙结构松弛，并获得一定值推移速度。

　　因此，采用超大空隙比，形成低爆压、爆轰气体，胀裂岩体并获得沿采场滑道滑移初速度，恰好正是采荒工艺所要求。作者在有识之士支持下，进行数座贵重石材采荒生产性试验，经荒料试销售、锯板，板材质量完好，说明峒室低爆压胀裂不会造成荒料内部损伤。获得峒室低爆压胀裂采荒阶段性的可喜成果。同时也说明爆破工程学作为一门学科发展必将开拓爆破工程应用新的领域。

　　2、低爆压胀裂石材荒料开采设计协调性

　　根据柱状药室初期爆炸作用及破裂效应，与随后鼓包隆起渗流模型程序模拟计算结果如下：

　　1）柱状药室爆炸初期作用及破裂效应，导出爆破源斗的临界能级单耗kd=0.1-0.15公斤/米3

　　显然低于正常深孔爆破单耗2－3倍，其可信度似乎使人怀疑但这里应该指出，深孔爆破是有限长柱状药室，如大单耗以克服底盘夹制效应，实际深孔爆破赋有爆破块度的要求，非临界能级爆破，而是大能级的松动爆破。

　　广西岑溪红花岗岩小炮孔爆破作业，其爆破单耗就控制在0.10－0.15公斤/m3，它纯属临界断裂爆破。

　　但随着空隙比的增大，临界单耗缓慢地递增，其增大幅值总是低于或近似于鼓包隆起运动无二次破碎的临界抛方单耗，使爆破单耗保持一致性。

　　2）根据随后抛体加速运动惨流模型计算表明：当v0＜2时，初期作用能耗占总炸药能量40－50%，因而抛体抛掷能力很低。抛掷系数仅有球状药室爆破抛掷能力的1/2－2/3。这点长期以来，在我国爆破界公认为柱状药包只适用于岩体松动，不宜抛掷。这是可以理解的，因为工程爆破是来自实践直观经验。但模拟试验表明：随着药室空隙比的增大，抛体抛掷能力随之递增，当v0＞20时，抛体抛掷系数kv=24-26，1991年广东惠州码头定向爆破搬山填海获得成功，这不仅验证了抛体鼓隆起渗流模型可靠性，同时使我国爆破工程界也取得共识，柱状药室爆破拥有良好远抛掷效果。因为在柱状药室爆破将具备有90%以上炸药能量用与抛掷，使超大空隙比低单耗爆破，同样获得符合采荒所要求的推移速度，并按岩体固有裂隙，纹理胀裂松开，沿着采场有序滑移堆积，达到预定的距离。便于荒料的分割及吊装。绝非一般松动爆破之概念。一般松动爆破爆块堆积如山，使人望而生畏。那就失去它的价值。

　　因此，柱状超大空隙比药室胀裂爆破，使胀裂荒料沿采场上滑移，获得有序的堆积，达到规模性的荒料生产。必须获得准平面药包均匀化速度场分布。当然球状式药室爆破不仅大空隙比药室实施有难度，更重要球状式药室爆破鼓包隆起抛体速度场分布梯度大，空间衰减系数为i，并且爆破临界单耗却要大于临界撞击抛方单耗，质心抛掷能力又低，致胀裂与推移速度所要求的单耗不相协调，我国湖北省星子县贵重石材开采，曾试过集中峒室松动爆破，爆后荒料爆伤锯不成板材。

　　3、矿体层节理、裂隙，主纹理的勘测

　　1）矿体规模采荒的成材率η高低，取决于采准面走向及倾角选定是否与矿体层节理、裂隙及主纹理走向与倾角相吻合。因此，首先从工程地质结构加以判断后在基岩中取试块，进行破块试验，决定主次纹理走向。

　　<1>取标有方向园柱型的试块寻求破块临界能级单耗，及破裂方向，给出球状药室临界单耗k。

　　<2>探洞地质素描，测定矿区裂隙走向；裂隙距，及色泽级别，结合地表裂隙分布，确定矿体成材率η。

　　<3>通过爆破振波测定矿体，纵横波波速，co及ca，以及矿体体密度p o与极限抗压强度σ9。

　　2）最后通过计算机模拟试验，确定矿体强度比σb/σt及内摩角φ，由此得出矿体临界胀裂及推移性能曲线。

　　二、低爆压准静态胀裂石材荒料开采广泛应用性

　　石材荒料开采特点，应用柱状药室调控开挖轮廓而不损伤岩体天然微裂隙结构。将广泛应用水工明挖工程，道路高边坡逐级开挖，以及核电站地下岩方开挖工程。同时，相同爆炸药量胀裂比常规爆破振动效应低4－5倍，属于振动轻微一种爆破技术；若再应用水封堵塞，可获得无飞石的控爆结果。