石頭解體設備液壓脹裂機

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)人士所關注的熱點課題。東莞市力臣液壓設備有限公司的研發(fā)部經(jīng)過多年攻關，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。該技術(shù)已獲國家專利，用該機進行大塊的二次解體，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，而且使用效果良好，是一種思想的二次解體設備。本文簡要介紹液壓脹裂機的結(jié)構(gòu)、工作原理、操作方法以及它所具有的經(jīng)濟效益和社會效益。

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，前兩種方法效率非常低，第四種方法雖然效率較高，但是由于設備費用昂貴，中小企業(yè)難于接受。目前，比較普遍的還是采用炸藥進行二次解體。對于大塊巖石的二次爆破，危險性較大，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，就會給人民生命財產(chǎn)安全和社會安全帶來隱患；同時還存在環(huán)境污染、資源浪費等問題。因此，有些礦山根本不允許采用炸藥進行二次爆破。

2、LC系列液壓脹裂機的結(jié)構(gòu)及工作原理

LC系列液壓脹裂機的結(jié)構(gòu)組成及工作原理如圖1所示，該機由動力供給系統(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，泵向系統(tǒng)提供高壓油，經(jīng)控制元件、液壓管路進入液壓缸的無桿，推動活塞向下運動，通過楔組件的放大將縱向的推力轉(zhuǎn)化為橫向的劈裂力，當劈裂力大于大塊巖石內(nèi)力時大塊劈裂。

3．液壓脹裂機性能參數(shù)

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

型號	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電動型: 長:1200mm 寬:700mm 高:600mm 4.0KW電動型和 4.0KW柴油機型: 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: 動力油站:共分4.0KW電動型, 4.0KW柴油機型二種.
注2: 標準配置:一機三槍.4KW電動型和4.0KW柴動型分裂機單機最高可配8槍(8個分裂機).

4、大塊石材二次解體的操作方法采用液壓脹裂機對大塊進行二次解體，具體步驟如下：

(1)、用鑿巖機在巖石上鉆孔，鉆孔直徑取決于液壓脹裂機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)需要適當調(diào)整劈裂方向。

(3)、啟動泵站

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

5．經(jīng)濟效益分析

采用LC系列型液壓脹裂機進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行多塊劈裂等時間損耗，按平均每1．5分鐘徹底解體一塊巖石計算，則有：

每天劈裂數(shù)量：8小時×60分鐘／小時÷1．5分鐘／個=320塊

機器折舊費：3萬元÷5年÷300天／年÷320孔／天=0．0625元／孔

鑿巖機鉆孔電費：0．5元／孔(礦山多年實踐值，用炸藥二次爆破也要鉆孔)

鉆頭磨損費用：30元／個÷100孔／個=0．3元／孔

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

人工費用：80元／人×2人／天÷300孔／天=0．53元／孔

總費用：0．0625+0．5+0．3+0．00193+0．53=1．39443元

炸藥爆破費用：3．30元／孔(礦山正在使用的價格)

每孔節(jié)約的費用：3．30-1.39=1.91元

每天節(jié)約的費用：1.91×320=611元

成本返回時間：30000÷611=49天

也就是說，使用該機代替炸藥對大塊巖石進行二次解體，僅節(jié)省炸藥的費用49天就可以收回購機成本。

6．社會效益分析

二次爆破大量使用炸藥、雷管、導火索，給社會治安埋下了極大的隱患。所以，采用液壓脹裂機對大塊巖石進行二次解體，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，也給社會的安定和人身生命財產(chǎn)的安全提供了保障。因此，該機是一種利國利民的新產(chǎn)品，有著巨大的社會效益。

7、結(jié)論

(1)、由于大部分巖石的抗壓強度遠遠大于其抗拉強度和抗剪強度，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)濟效益和社會效益顯著。經(jīng)現(xiàn)場使用證明，該機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大量的大塊巖石進行二次解體。因此，液壓脹裂機的市場潛力巨大，應用前景廣闊，有明顯的經(jīng)濟和社會效益。