石頭解體設(shè)備液壓脹裂機(jī)

探尋一種安全高效、操作簡便、成本低廉的二次解體方法一直是業(yè)內(nèi)人士所關(guān)注的熱點(diǎn)課題。東莞市力臣液壓設(shè)備有限公司的研發(fā)部經(jīng)過多年攻關(guān)，研制開發(fā)成功一種完全可以取代炸藥二次爆破的新產(chǎn)品——液壓脹裂機(jī)。該技術(shù)已獲國家專利，用該機(jī)進(jìn)行大塊的二次解體，具有傳統(tǒng)方法無法比擬的效率高、成本低、操作簡單、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，而且使用效果良好，是一種思想的二次解體設(shè)備。本文簡要介紹液壓脹裂機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、操作方法以及它所具有的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

開采石材往往遇上大塊荒料需要二次解體問題?，F(xiàn)行的二次解體方法主要有：手工錘擊破碎法，鉆孔加膨脹水泥脹裂法，炸藥二次爆破法，挖掘機(jī)加液壓錘的沖擊破碎法等。上述各種方法都存在著一定的缺點(diǎn)，前兩種方法效率非常低，第四種方法雖然效率較高，但是由于設(shè)備費(fèi)用昂貴，中小企業(yè)難于接受。目前，比較普遍的還是采用炸藥進(jìn)行二次解體。對(duì)于大塊巖石的二次爆破，危險(xiǎn)性較大，一是經(jīng)常出現(xiàn)人身傷亡事故；

二是由于每年有大量的炸藥、導(dǎo)火索、雷管在民間流通和使用，管理難度非常大，一旦流失，就會(huì)給人民生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)安全帶來隱患；同時(shí)還存在環(huán)境污染、資源浪費(fèi)等問題。因此，有些礦山根本不允許采用炸藥進(jìn)行二次爆破。

2、LC系列液壓脹裂機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

LC系列液壓脹裂機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理如圖1所示，該機(jī)由動(dòng)力供給系統(tǒng)(泵站)、控制元件、液壓管路、液壓缸、楔塊組件等構(gòu)成。工作時(shí)，泵向系統(tǒng)提供高壓油，經(jīng)控制元件、液壓管路進(jìn)入液壓缸的無桿，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，通過楔組件的放大將縱向的推力轉(zhuǎn)化為橫向的劈裂力，當(dāng)劈裂力大于大塊巖石內(nèi)力時(shí)大塊劈裂。

3．液壓脹裂機(jī)性能參數(shù)

因現(xiàn)場需要的不同，LC系列液壓脹裂機(jī)有多種型號(hào)，具體性能參數(shù)見表1。由于各礦山情況不同，驅(qū)動(dòng)型式有電機(jī)的LCE一1型、柴油機(jī)的LCD一1型、汽油機(jī)的LCQ一1型、發(fā)電機(jī)組的LCF一1型等。

型號(hào)	要求孔徑	規(guī)格尺寸	可選劈塊長度	要求孔深	工作壓力	分裂縫隙
LC-P40	￠42mm	4.0KW電動(dòng)型: 長:1200mm 寬:700mm 高:600mm 4.0KW電動(dòng)型和 4.0KW柴油機(jī)型: 長:1000mm 寬:700mm 高:1000mm	100 mm	310mm	50-63Mpa	用P40/P44劈塊一次分裂縫隙大于10-18mm 用P58/P78加厚劈塊二次分裂縫隙大于30mm
			150mm	360mm
			250mm	460mm
			350mm	560mm
LC-P44	￠46mm		150mm	360mm
			250mm	460mm
			350mm	560mm
			450mm	660mm
注1: 動(dòng)力油站:共分4.0KW電動(dòng)型, 4.0KW柴油機(jī)型二種.
注2: 標(biāo)準(zhǔn)配置:一機(jī)三槍.4KW電動(dòng)型和4.0KW柴動(dòng)型分裂機(jī)單機(jī)最高可配8槍(8個(gè)分裂機(jī)).

4、大塊石材二次解體的操作方法采用液壓脹裂機(jī)對(duì)大塊進(jìn)行二次解體，具體步驟如下：

(1)、用鑿巖機(jī)在巖石上鉆孔，鉆孔直徑取決于液壓脹裂機(jī)楔塊組件工作部分的外徑大小，而楔塊組件的大小取決于現(xiàn)場的巖石大小，巖石體積較大，選用大直徑楔塊組件，還可小直徑多孔，巖石體積較小，選用小直徑楔塊組件。鉆孔深度一般為300～400mm。

(2)、將劈裂器插入孔中，根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整劈裂方向。

(3)、啟動(dòng)泵站

4)控制換向閥，使活塞伸出，進(jìn)行劈裂，待巖石裂開一個(gè)很小細(xì)紋后，換向閥換向，活塞桿及內(nèi)楔塊縮回，轉(zhuǎn)動(dòng)劈裂器，使其與開始的裂紋方向轉(zhuǎn)一個(gè)角度，然后進(jìn)行再次劈裂，這樣可以將一塊巖石解體為多塊。

5．經(jīng)濟(jì)效益分析

采用LC系列型液壓脹裂機(jī)進(jìn)行大塊巖石的二次解體，每一次劈裂，包括空行程在內(nèi)最多15秒就可以劈開一塊巖石，考慮換孔以及同孔換向進(jìn)行多塊劈裂等時(shí)間損耗，按平均每1．5分鐘徹底解體一塊巖石計(jì)算，則有：

每天劈裂數(shù)量：8小時(shí)×60分鐘／小時(shí)÷1．5分鐘／個(gè)=320塊

機(jī)器折舊費(fèi)：3萬元÷5年÷300天／年÷320孔／天=0．0625元／孔

鑿巖機(jī)鉆孔電費(fèi)：0．5元／孔(礦山多年實(shí)踐值，用炸藥二次爆破也要鉆孔)

鉆頭磨損費(fèi)用：30元／個(gè)÷100孔／個(gè)=0．3元／孔

劈裂一次的電費(fèi)：1．5×0．5元／度÷3600秒／小時(shí)×[5秒／孔+(1．5×(60—5)x5％】=0．00193元／孔

人工費(fèi)用：80元／人×2人／天÷300孔／天=0．53元／孔

總費(fèi)用：0．0625+0．5+0．3+0．00193+0．53=1．39443元

炸藥爆破費(fèi)用：3．30元／孔(礦山正在使用的價(jià)格)

每孔節(jié)約的費(fèi)用：3．30-1.39=1.91元

每天節(jié)約的費(fèi)用：1.91×320=611元

成本返回時(shí)間：30000÷611=49天

也就是說，使用該機(jī)代替炸藥對(duì)大塊巖石進(jìn)行二次解體，僅節(jié)省炸藥的費(fèi)用49天就可以收回購機(jī)成本。

6．社會(huì)效益分析

二次爆破大量使用炸藥、雷管、導(dǎo)火索，給社會(huì)治安埋下了極大的隱患。所以，采用液壓脹裂機(jī)對(duì)大塊巖石進(jìn)行二次解體，每年不僅可以節(jié)省數(shù)量巨大的爆破材料，而且可從根本上避免由于二次爆破所造成的人身傷亡事故，也給社會(huì)的安定和人身生命財(cái)產(chǎn)的安全提供了保障。因此，該機(jī)是一種利國利民的新產(chǎn)品，有著巨大的社會(huì)效益。

7、結(jié)論

(1)、由于大部分巖石的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度，其比值大約為10：1，因此，從內(nèi)部劈裂大塊巖石，是最省力的方法之一。

(2)、LC系列石頭脹裂機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全可靠、劈裂速度快、效率高、成本低、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。經(jīng)現(xiàn)場使用證明，該機(jī)完全可以取代炸藥的二次爆破，是大塊巖石二次解體的理想方法之一。

(3)、由于我國石材產(chǎn)量占世界第一位，所以在礦山開采中需要對(duì)大量的大塊巖石進(jìn)行二次解體。因此，液壓脹裂機(jī)的市場潛力巨大，應(yīng)用前景廣闊，有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。