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          湖南烈巖科技有限公司專業生產制造液壓鑿巖機1、礦山巖石劈裂機、巖石鉆裂一體機、全液壓挖改鉆機、液壓動力頭及鑿巖機配件鉆具產品。

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          硬堅巖石靜爆開采設備工藝討論簡談

            巖石開采技術一直是代表人類文明進步,標志著對資源、能源的開發能力水平。巖石劈裂機廠家今天和大家一塊來探討一下自古以來的硬堅巖石靜爆開采設備工藝。

            古代人,火燒冰覆,手鑿木脹開挖硬巖,遺留的文明傳承至今……自從近代發明炸藥以來,人類歷史有了偉大的進步,但是人們對環境安全要求也越來越高,在新的安全環保等政策管理要求下,對于傳統爆破方式提出了更高的要求。目前,城市周邊石方工程施工,再也聽不到炮聲轟轟了,再也感受不到震動沖擊,再也看不到飛沙走石、煙霧彌漫的施工場景。

            我國巖石地質層復雜,十里同山不同石,九到十五級硬堅巖石以石灰巖、綠泥石、花崗巖、玄武巖為主,全國各地都有分布?;◢弾r以沿海城市居多,而廣西、江西、湖南、湖北等地以石灰巖分布為主。
            巖石免爆靜態開采設備屬炸藥爆破后新興市場需求產品。隨著我國經濟快速發展,大力推進城鎮化建設,市內施工總量不斷增加,但國家大力提倡安全施工,對環保要求也越來越嚴格,在房地產人防工程、興建交通擴寬工程,礦山開采等方面,硬巖靜爆開采方量逐年上漲,因工期緊,工價高,施工效率慢,致使開采成本居高不下,石料價格也水漲船高。因此,硬巖高效降成本開采一直困擾著硬巖施工人員。
            "工欲善其事必先利其器",圍繞無炸藥巖石開挖的新工藝、新設備層岀不窮,有氣體爆破(有待合法化)、高熱膨脹劑、盤鋸切割、繩鋸切割、液壓破碎錘、柴油錘、劈裂棒、劈裂機、鉆裂一體機等,各類產品爭奇奪艷。不管以任何方式施工,離不開切割、外破和內脹的工法方向。隨著巖石越來越硬,出產量要求越來越高,相關產品也在朝功率大、體積大、速度快的方向發展。開采成本低效率高的設備和工法總能讓工程人翹首期盼、趨之若鶩。

            存在即是合理,不同的產品都有其特點長處,也存在一定的應用弊端。那么我們今天來討論一下,高效率的巖石靜爆產品會往那個方向發展。我們討論的主要方向是機械化程度高,應用面廣的施工工法,像膨漲劑施工、繩鋸盤鋸等針對特定石材的在此不做探討比較。

          巖石靜爆開采設備

          液壓破碎錘

            上世紀60年代,德國克虜伯公司發明了世界第一臺液壓破碎錘,開啟了巖石開采歷史新篇章。液壓破碎錘作為挖機的屬具,如果說挖斗排第一,第二非它莫屬,國外發達國家的裝機比率更是達到70%。全球累積產銷量數千萬臺,我國保有量近千萬臺。
            近幾年來,破碎錘的型號隨挖掘機越做越大,液壓壓力輸入到破碎錘,高流量切換沖擊頻率,利用內部活塞上下運動形成的沖擊力破碎巖石。其優點明顯:單人操作,機動靈活,安裝方便,拆裝快捷,直接從巖石外表暴力破碎。其缺點是對周邊環境產生的噪音比較大,有碎石飛濺。因為破碎錘直接作用于巖石上,設備早期磨損損壞也經常岀現,其次破碎錘高頻率高沖擊,也容易給挖掘機造成早期損害?,F在國內液壓破碎錘基本實現國產化了,但高端進口錘價格依然居高不下,因其總體市場保有量大,相關產業供應鏈成熟,配件相對便宜,50噸和70噸級的挖掘機裝配的175、195、210破碎錘到處可見。
            為了獲得更大的沖擊破壞力,市場上也有將打基樁用的柴油錘改裝到挖掘機上用于硬巖開采,在市場上也有推廣,但成本高,見效不明顯,市場使用量少。
            目前,依靠外力致裂破碎堅固巖石的工程機械已發展到頂點了,挖掘機配大型號破碎錘已到達天花板,挖掘機再大錘再大,提升硬巖開采的效果也不會太明顯,對于相對松散或層板巖還有一定優勢。

            然而不管任何開采方式,液壓破碎錘還是必不可少的,一般是讓挖掘機由直接破碎采石轉為二次破碎,從而降低機器作業強度,減少機械故障率。

          巖石靜爆開采設備



          液壓劈裂棒
            我國的劈裂棒最早是2000年左右從韓國引進的技術,不知道韓國棒子是不是這么來的(嘿嘿),這個應用很特點,利用千斤頂液壓原理,在棒柱體上安裝竄并聯式的單個或多個橫向活塞,結構簡單零件少,單臺設備價格相對低,有一定市場占有率。由一臺電動或柴動的高壓泵站通過高壓液壓管輸岀高壓力給棒柱體,一般配4/6/8個棒柱體,液壓壓力作用在棒柱體上的活塞上使其橫向擠出來,當釋放的能量力度大于巖石的抗剪切力時巖石開裂。目前我國的超高壓泵及相關的液壓閥門、超高壓油管、扣管接頭、密封圈等主要依賴進口(國產零件的質量穩定性還有待提高)。
            如何能讓劈裂棒獲得更大能量達到最佳劈裂效果?國內市場上的產品系統壓力有60/90 /120 /160 MPa,壓力不斷上升,棒柱體直徑有80/95/110/120/130/150/170/180/200/250mm,越做越大。當然是棒柱體越大,壓力越高,獲得的能量就越大。主泵液壓壓力和排量決定了整個系統能量的形成,棒柱體里的活塞大小決定能量釋放,通常壓力越高排量越小,排量越小加壓時間越長。使用過程中往往發生棒柱體容易變形,高壓密封容損壞造成內泄,活塞拉傷斷裂,卡棒等問題!現場使用時幾個棒柱體同時作用將巖石裂開的場面也是效果明顯。
            隨著棒柱體的不斷加大,體積、重量也相應增加,現場使用需要機械吊裝和人工輔助放置入孔,開采效率低下。加大棒體獲得超大能量,又面臨了新的問題,最大的問題就是如何在硬巖層上快速鉆取大孔徑預裂孔。大孔徑鉆孔效率低使得成本增加,嚴重阻礙了其使用效果。目前市面上能在硬巖上鉆大孔徑的只有氣動潛孔鉆(160mm以上),但它的弊端就是油耗高、進尺慢。
            讓大口徑劈裂棒能得到高效應用,如何在硬巖上快速低成本鉆大孔徑預裂孔課題值得深入研究。

            對沙石巖層用大孔徑切削鉆快速鉆進,配合使用大型劈裂機,在重慶沙巖地層上得到了很好的應用案例。

          液壓劈裂棒

          液壓劈裂機
            說起液壓劈裂機,應該從"三分石"石楔子說起,從遠古時期人們就發明了這個簡單的工具,其利用三片鐵楔塊放入預先打好的巖孔里,用鐵錘擊打中間的楔塊,中間楔塊受力把兩邊的劈塊橫向往外擴展,直至巖石開裂。這樣的開巖方式不知道從什么時期開始的,現已無從考究了,但是它從產生那一天開始就一直延用至今!
            德國達爾達公司在上世紀50年代,開始研發液壓劈裂機,利用中間楔塊加壓擴孔正向推進擴張的原理,用液壓油缸連接中間楔塊推進擴張劈塊的作用來代替鐵錘擊打來實現對巖石的分裂。最早是手持式輕便型,也是配有液壓站。在巖石上鉆42-60mm的孔后進行分裂施工。通常配兩種角度和大小不同的劈塊,先分裂擴孔一次再進行二次分裂。該產品在90年代后期傳入我國,得到廣泛的應用,技術相對成熟。

          液壓劈裂棒

            隨著靜態開采的市場遂年擴大,對產品效率要求也越來越高,近幾年國內市場上岀現了大(重)型機載式巖石劈裂機,德國達爾達、日本平戶先后進入國內市,其產品性能穩定但價格昂貴,單臺設備幾十萬上百萬不等。國內廠家爭相效仿,如柳州博奧、永州鑫東森、山西愚公斧等。該產品結構簡單易模仿,但核心材料和劈塊潤滑等關鍵問題等沒有攻克,導致劈塊易斷或彎曲變形,因磨擦力大、潤滑不夠易出現燒結、拉傷卡斷等故障。該產品始終沒有得到大面積的推廣應用。而德國和日本的劈裂機性能穩定、可靠性高,在國內有了一定的銷售,人家掌握核心技術,應了那句貴有貴的道理。
          只要有市場需求,國內廠家就會堅持提升,經過幾年的堅持與鉆研,一項項技術難關被攻克,從核心材料的選用及熱處理工藝,到高效鉆孔及高溫高壓潤滑系統等技術逐漸成熟,從最初的單一劈裂機到鉆裂一體機面市,大有超越進口機械的勢頭。
            從應用層面來講,液壓劈裂機是內脹開巖法的一種,目前市面上的大(重)型機載式巖石劈裂機,一般鉆孔孔徑在76/89/102/115mm??咨钤?/1.2/1.5/1.8m。主要是以液壓鑿巖為主,其高效的鉆孔速度決定了開采效率高。劈裂油缸的缸徑大有220/250/280/320/350mm,搭配在挖掘機上,在輸入25MPa壓力情況下,輸出劈裂力可達3000/4000/5000/6500/8000噸,劈裂速度在幾十秒內可完成做工,其劈裂力決定了巖石的剪切長度和深度。
            劈塊做為核心材料,目前在0.7/0.8/0.9/1米長度內,其直接作用在巖石孔內釋放出的劈裂力將巖石剪切,對其材質強度和韌性的要求非常高,其長度決定了開采出產的石方量。
            巖石鉆裂一體機就是將鉆孔、劈裂兩個功能整合成在一臺設備上,大大提高了巖石開裂效率,也實現了單機單人作業,機械整體結構升級、功能集中,更容易實現智能化。從結構形式看,目前市面上有旋轉式和平移式兩種。




          液壓劈裂棒


          機械化減人、智能化換人、無人化施工,乃大勢所趨。試想在不久的將來,隨著科技的不斷發展,必將會有一些新的非炸藥破巖技術誕生。

          本稿僅介紹了目前主流機械類巖石分裂部分相關產品,引用相關文獻資料和企業產品參數,在此向所有被引用的文獻作者和企業致以誠摯的謝意。如有侵權請告知,我們將在第一時間刪除。


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