手持式液壓劈裂機在巷道孤石及劈幫處理中的應用與研究

李先波，趙永波，趙名名

（赤峰柴胡欄子黃金礦業有限公司，內蒙古 赤峰 024039）

所謂的孤石指的是殘積土、全風化里面的中風化、微風化的巖石，金礦開采主要是地下作業，依靠各種巷道來開展開采作業，但在巷道掘進過程中，經常會遇到孤石地質，在遇到這些孤石地質時，孤石的處理方法與孤石的尺寸、位置、硬度及施工條件息息相關，在礦山開采中遇到孤石若采取洞內擠開、爆破的方式，極易因為爆破震動導致隧道坍塌，但若用保險的破碎錘進行孤石分解，又存在拆除效率低、速度慢、成本高的問題，我公司在集團公司及公司領導指示下，積極嘗試新型設備來提高生產效率，本文我們將對液壓劈裂機在巷道孤石及劈幫處理中起到的應用進行研究和探討。

1 工程概述

赤峰柴胡欄子黃金礦業有限公司隸屬于山東黃金集團，是山東黃金集團旗下國家級綠色礦山，是山東黃金集團對外開發的“橋頭堡”。旗下溫家地西分礦內目前有10 條工業金礦體，其中Ⅰ-9～#、Ⅰ-9-3～#、Ⅰ-9-2～#礦體為主礦體，呈平行分布，均為隱伏礦體，厚度較穩定，Au 品位分布較均勻；但其礦床形成于中淺成、中等溫度、酸性環境，屬于中—低溫熱液充填型及蝕變巖型礦床，整個西分礦內都存在著大量孤石。但目前在巷道掘進中因生產或工程需要在巷道開口劈幫，但因普通爆破法振動、沖擊波及飛石對已安裝的標準風水管路造成破壞，因此，需要將風水管路進行斷開及二次安裝，造成工作效率降低，在很大程度上影響生產要提高效率，就必須要思考并解決這些開采過程中會遇到的實際問題。

2 關于液壓劈裂機

液壓劈裂機主要作用于采石場荒料的開采、孤石的爆破，相比傳統的爆破方式，液壓劈裂機采取靜態推力，更安全、環保，而且在工作時不會產生震動、沖擊、噪音、粉塵等，采用液壓劈裂機進行開口劈幫，避免了爆破法對周圍安裝工程的破壞，減少有害氣體對作業環境污染，且工作效率高，大幅度提高工作效率，明顯提高經濟效益及作業安全性，采用液壓劈裂機進行孤石爆破，對于地下作業的開礦而言，其有著極大的優勢。

液壓劈裂機由泵站和分裂器兩大部分組成，工作時由泵站輸出的高壓油驅動油缸，產生巨大推力，驅動楔塊組中的中間楔塊向前伸出，將反向楔塊向兩邊撐開，液壓劈裂機是由劈裂搶、機架（小車）及液壓系統所組成（如下圖圖1 所示）。液壓劈裂機主要抓住巖石與混凝土呈脆性特點，利用楔塊原理來設計的——在最狹窄的孔中向外能夠釋放出極大的分裂力，可輕松使孤石或圍巖分裂，用其取代傳統爆破.手持劈裂機可控制分裂物體大小，對安全，灰塵噪音，廢棄排放有嚴格限制區域，在礦山開采中使用價值非常高。

圖1 液壓劈裂機劈裂原理示意圖

3 手持式液壓劈裂機在巷道孤石應用中的試驗研究

本次研究，我們以溫家地西分礦十二中段5 號脈采準脈外出礦巷道中大塊孤石處理試驗為例，采用YT-28 型氣腿式鑿巖鉆機和液壓劈裂機組兩組不同的設備，將傳統的普通爆破與手持式液壓劈裂機的應用結果進行對比：

首先，要進行準備工作的處理，開機前檢查壓力油量是否符合油標的三分之二以上，若低于則應加油，并且要對油管進行梳理，理順油管，避免油管彎曲過大，鎖緊每個快速接頭。還要特別注意在動力頭兩側面均涂高壓潤滑脂，扣好兩片楔片，楔片不歪扭、不開縫，要確保楔片工作面中無雜石雜物。

其次，取孤石進行鉆孔鑿巖。試驗我們所用孤石規格為：長*寬*高=1.5m*0.75m*0.5m，先從凌空的巖石入手，在垂直的孤石上使用YT-28 型氣腿式鑿巖鉆機(或風槍）鑿巖，孔徑42mm，孔深50cm，孔距50cm，需注意轉空應垂直于孔所在的巖石表面，一定要注意不要打斜孔和淺孔，而且要注意受力點，不能在受力點不好的位置打孔。

在鉆孔完畢后，將手持液壓槍頭插入孔內，并且根據需要適當調整劈裂方向，需注意，槍頭的楔片必須插至槍頭底部，避免楔片斷裂，最后開啟壓力開關，將巖石分裂，將巖石進行劈裂，在劈開石頭后，將槍體上的換向閥手柄搬到對應位置，讓動力頭能上行回位，當動力頭回到位，油壓上升時手柄搬到中位卸油，再從巖石中抽搐槍體進行下一次作業，最后用挖機將礦渣清理干凈。

在實驗過程中，我們對相關的數據進行了記錄，其記錄結果顯示如下表。

表1 試驗數據記錄表

從上表中結果可見，手持式液壓劈裂機的分裂力量極大（最大分裂力可達600T），工作效率也非常高，一次劈裂時間只需要幾秒鐘，并且可以連續無間斷地工作，其有著效率高且運行和維護保養成本低的優點。同時也避免了采用爆破法產生的振動性、沖擊性及裸露爆破飛石對周圍工程等破壞，避免有害氣體的產生，還避免對周圍作業環境的影響，其大大增強孤石處理的安全性及經濟效益。

4 結語

任何事物的發展都是有規律的，石頭也不例外，巖石抗壓強度與抗拉強度和抗剪強度具有較大差異，在施工時，只需要把握這一規律，用手持式液壓劈裂機從巖石內部進行劈裂破碎，其爆裂效果會十分明顯，將這一方式用到孤石破碎或巖體開采時，效率極快，不僅有效提高了采場的工作效率，還因為減少了沖擊、飛石、粉塵等有害物體，其能有效增強井下人工作業安全性，避免了對周圍工程及環境的破壞，若能將其大面積應用，其定能取得明顯經濟效益和安全效果，對礦山企業發展而言，有著非凡的意義。