周兴平

摘  要：目前国内对煤矿、油气等地下矿产资源的需求量不断上升，资源随着不断地开采，地层浅部的矿产资逐渐枯竭，地下深层矿产资源的勘探、开发将成为我国未来科学研究的重点项目。本文鉴于当前破岩现状，着重讨论一些新型的高效破岩技术，如水力破岩、激光破岩、高速粒子冲击破岩等，通过对比分析等方法从岩石特性、破岩机理和发展前景等方面进行分析总结。

关键词：岩石破碎  旋冲钻井  高速粒子  机械破岩

中图分类号：TD231.6           文献标识码：A            文章编号：1674-098X（2021）04（c）-0036-03

Analysis of New High-Efficiency Rock Crushing Technology

ZHOU Xingping

（School of Mechanical Engineering， Heilongjiang University of Science and Technology， Harbin， Heilongjiang Province， 150022  China）

Abstract： At present， the domestic demand for underground mineral resources such as coal mine， oil and gas is increasing， and the shallow mineral resources are gradually exhausted with the continuous exploitation. The exploration and development of deep underground mineral resources will become the key project of scientific research in the future. In view of the current situation of rock breaking， this paper focuses on the discussion of some new efficient rock breaking technologies， such as hydraulic rock breaking， laser rock breaking， high-speed particle impact rock breaking and so on. Through comparative analysis and other methods， this paper analyzes and summarizes the rock characteristics， rock breaking mechanism and development prospects.

Key Words： Rock crushing; Rotary drilling; High speed particles; Mechanical rock breaking

1  水力破岩技术

1.1 高压水力脉冲破岩技术

在早期，SELFRAG公司最先将焦点集中于高压脉冲设备的研制，并将其应用在矿产资源的挖掘、其他行业硬性物质的破碎等方面。在国内，该技术大部分一直处于实验阶段。

高压水力脉冲破岩是基于液压脉冲空化射流原理而产生的，该技术在实施中需将绝缘液体引流到被破碎岩石的表面，放电电极与被破碎岩石触碰，并通过电极施加一定的高压脉冲，此时岩石会被电击穿，从而形成等离子通道，高压脉冲波的不断冲击致使岩石等离子通道受膨胀而产生裂隙，拓展面积不断加大，最终导致岩石破碎[1]。各项实验数据及生产实践表明，该项技术具有运行稳定、破碎效率高、对周围环境无污染等优势。

1.2 高压水射流辅助破岩技术

早在19世纪中期，国外科学家率先将水射流应用在非固结矿床的开采试验上。高压水射流技术主要被用来应用在矿产、石油钻井等领域，因其可以有效的避免矿井中的瓦斯爆炸，在煤矿开采中使用率更高。……