在寧夏鹽池縣的礦山巷道施工中,針對(duì)需要移除或分解的堅(jiān)硬巖石,傳統(tǒng)的爆破方法往往因振動(dòng)大、安全性低、粉塵多等限制而不適用。因此,以液壓劈裂機(jī)為代表的靜態(tài)分破技術(shù),成為安全、高效、環(huán)保的優(yōu)選方案。該方法通過(guò)靜態(tài)膨脹力將巖石從內(nèi)部結(jié)構(gòu)上進(jìn)行分裂,特別適用于巷道內(nèi)精密施工、保護(hù)圍巖穩(wěn)定及臨近設(shè)施安全的工況。
一、 靜態(tài)劈裂技術(shù)原理與優(yōu)勢(shì)
靜態(tài)劈裂,又稱靜態(tài)爆破或靜力破碎,其核心原理是利用液壓劈裂機(jī)在預(yù)先鉆好的孔中產(chǎn)生巨大的靜態(tài)膨脹力。工作時(shí),將劈裂機(jī)的楔形組件插入巖石孔中,超高壓油泵驅(qū)動(dòng)中間楔塊向前運(yùn)動(dòng),使兩側(cè)反向楔塊向孔壁施加高達(dá)數(shù)千噸的推力。這個(gè)力持續(xù)作用于巖石內(nèi)部,使其沿預(yù)定方向產(chǎn)生裂紋并最終分裂。
相較于傳統(tǒng)的炸藥爆破和手持劈石機(jī),靜態(tài)劈裂技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì):
- 安全性高:無(wú)爆炸、無(wú)飛石、振動(dòng)微弱,極大降低了巷道施工的安全風(fēng)險(xiǎn),特別適合在復(fù)雜或受限空間作業(yè)。
- 精準(zhǔn)可控:分裂方向和尺寸可通過(guò)布孔設(shè)計(jì)精確控制,利于實(shí)現(xiàn)規(guī)整的石方分解,滿足巷道特定形狀的修整需求。
- 環(huán)保低噪:無(wú)沖擊波,噪音小,幾乎不產(chǎn)生粉塵和有害氣體,對(duì)巷道內(nèi)環(huán)境和工人健康友好。
- 操作簡(jiǎn)便:設(shè)備組裝和操作相對(duì)簡(jiǎn)單,對(duì)周?chē)鷩鷰r擾動(dòng)小,有利于保持巷道整體穩(wěn)定性。
二、 關(guān)鍵施工設(shè)備:液壓劈裂機(jī)系統(tǒng)
一套完整的液壓劈裂施工設(shè)備主要包含以下部分:
- 液壓劈裂槍?zhuān)ㄅ褭C(jī)主體):核心執(zhí)行部件,由高強(qiáng)度合金鋼制成,包含楔塊組。根據(jù)巖石硬度和分裂體積,有多種規(guī)格(如槍體直徑、分裂力)可供選擇。
- 超高壓液壓動(dòng)力站:為劈裂機(jī)提供動(dòng)力源,產(chǎn)生并輸送超高壓液壓油(壓力通常可達(dá)100-150MPa)。動(dòng)力站通常以柴油機(jī)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),需根據(jù)巷道內(nèi)有無(wú)電力條件進(jìn)行選配。
- 輔助鉆孔設(shè)備:為插入劈裂槍?zhuān)柘仍趲r石上鉆取特定直徑和深度的孔。通常配備高效的開(kāi)山鉆機(jī)或鑿巖機(jī),鉆頭直徑需與劈裂槍規(guī)格匹配。
- 輔助工具:包括撬棍、楔子、測(cè)量工具等,用于分裂后的石塊位移、搬運(yùn)和清理。
三、 在鹽池縣巷道中的施工方法步驟
- 勘察與設(shè)計(jì):詳細(xì)勘察待分裂巖石的巖性、節(jié)理走向和巷道環(huán)境。根據(jù)移除目標(biāo)設(shè)計(jì)鉆孔布置圖,確定孔距、孔深、排距等參數(shù)。鉆孔方向應(yīng)盡量利用巖石的天然節(jié)理面。
- 鉆孔作業(yè):使用鑿巖設(shè)備嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)參數(shù)鉆孔。孔必須保持平直、干凈,深度略大于劈裂槍插入深度。這是保證分裂效果的關(guān)鍵。
- 設(shè)備安裝與劈裂:將劈裂槍插入孔中,啟動(dòng)液壓動(dòng)力站。操作手控制油閥,使劈裂槍緩慢施加膨脹力。巖石通常會(huì)在一到數(shù)分鐘內(nèi)隨著低沉的悶響沿預(yù)定線開(kāi)裂。對(duì)于大體積巖石,需按順序進(jìn)行多孔劈裂。
- 分解與清運(yùn):巖石分裂后,使用撬棍或小型器械將石塊移開(kāi)、分解,最后通過(guò)礦用運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)出巷道。
- 安全與維護(hù):始終遵循設(shè)備操作規(guī)程,定期檢查液壓系統(tǒng)密封性和劈裂槍磨損情況。巷道內(nèi)確保通風(fēng)良好,人員佩戴安全防護(hù)裝備。
四、 應(yīng)用注意事項(xiàng)
- 巖層適應(yīng)性:該方法對(duì)中高硬度、脆性較好的巖石(如鹽池地區(qū)常見(jiàn)的砂巖、石灰?guī)r)效果顯著,對(duì)極堅(jiān)韌或土質(zhì)過(guò)多的巖層效率可能降低。
- 成本與效率平衡:靜態(tài)劈裂單次分裂方量相對(duì)爆破較小,但綜合安全、環(huán)保和精準(zhǔn)性優(yōu)勢(shì),在特定巷道工程中綜合效益高。可結(jié)合小型破碎錘進(jìn)行二次破碎以提高效率。
- 專(zhuān)業(yè)化操作:操作人員需經(jīng)過(guò)培訓(xùn),熟練掌握布孔設(shè)計(jì)和設(shè)備操作技巧,以優(yōu)化分裂效果,避免設(shè)備損壞。
在寧夏鹽池縣的礦山巷道施工中,采用液壓劈裂機(jī)進(jìn)行靜態(tài)分石,是一種安全、精準(zhǔn)、環(huán)保的先進(jìn)工法。通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)與規(guī)范的操作,該技術(shù)能有效解決巷道內(nèi)巖石安全移除的難題,為礦山的安全高效開(kāi)采和巷道建設(shè)提供了可靠的技術(shù)裝備支持。