手持式液壓劈裂機在巷道孤石及劈幫處理中的應(yīng)用與研究

李先波，趙永波，趙名名

（赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024039）

所謂的孤石指的是殘積土、全風(fēng)化里面的中風(fēng)化、微風(fēng)化的巖石，金礦開采主要是地下作業(yè)，依靠各種巷道來開展開采作業(yè)，但在巷道掘進過程中，經(jīng)常會遇到孤石地質(zhì)，在遇到這些孤石地質(zhì)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(guān)，在礦山開采中遇到孤石若采取洞內(nèi)擠開、爆破的方式，極易因為爆破震動導(dǎo)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(lǐng)導(dǎo)指示下，積極嘗試新型設(shè)備來提高生產(chǎn)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(yīng)用進行研究和探討。

1 工程概述

赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)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(fā)的“橋頭堡”。旗下溫家地西分礦內(nèi)目前有10 條工業(yè)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(wěn)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(huán)境，屬于中—低溫?zé)嵋撼涮钚图拔g變巖型礦床，整個西分礦內(nèi)都存在著大量孤石。但目前在巷道掘進中因生產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)風(fēng)水管路造成破壞，因此，需要將風(fēng)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(chǎn)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(guān)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(tǒng)的爆破方式，液壓劈裂機采取靜態(tài)推力，更安全、環(huán)保，而且在工作時不會產(chǎn)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(yè)環(huán)境污染，且工作效率高，大幅度提高工作效率，明顯提高經(jīng)濟效益及作業(yè)安全性，采用液壓劈裂機進行孤石爆破，對于地下作業(yè)的開礦而言，其有著極大的優(yōu)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(qū)動油缸，產(chǎn)生巨大推力，驅(qū)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(tǒng)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(shè)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(tǒng)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(yán)格限制區(qū)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(yīng)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(zhǔn)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(shè)備，將傳統(tǒng)的普通爆破與手持式液壓劈裂機的應(yīng)用結(jié)果進行對比：

首先，要進行準(zhǔn)備工作的處理，開機前檢查壓力油量是否符合油標(biāo)的三分之二以上，若低于則應(yīng)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(cè)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(guī)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(fēng)槍）鑿巖，孔徑42mm，孔深50cm，孔距50cm，需注意轉(zhuǎn)空應(yīng)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(nèi)，并且根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)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(guān)，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(yīng)位置，讓動力頭能上行回位，當(dāng)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(yè)，最后用挖機將礦渣清理干凈。

在實驗過程中，我們對相關(guān)的數(shù)據(jù)進行了記錄，其記錄結(jié)果顯示如下表。

表1 試驗數(shù)據(jù)記錄表

從上表中結(jié)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(xù)無間斷地工作，其有著效率高且運行和維護保養(yǎng)成本低的優(yōu)點。同時也避免了采用爆破法產(chǎn)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(chǎn)生，還避免對周圍作業(yè)環(huán)境的影響，其大大增強孤石處理的安全性及經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

任何事物的發(fā)展都是有規(guī)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(guī)律，用手持式液壓劈裂機從巖石內(nèi)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(yè)安全性，避免了對周圍工程及環(huán)境的破壞，若能將其大面積應(yīng)用，其定能取得明顯經(jīng)濟效益和安全效果，對礦山企業(yè)發(fā)展而言，有著非凡的意義。