石头解体设备液压胀裂机
探寻一种安全高效、操作简便、成本低廉的二次解体方法一直是业内人士所关注的热点课题。东莞市力臣液压设备有限公司的研发部经过多年攻关，研制开发成功一种完全可以取代炸药二次爆破的新产品——液压胀裂机。该技术已获国家专利，用该机进行大块的二次解体，具有传统方法无法比拟的效率高、成本低、操作简单、安全可靠等优点，而且使用效果良好，是一种思想的二次解体设备。本文简要介绍液压胀裂机的结构、工作原理、操作方法以及它所具有的经济效益和社会效益。
开采石材往往遇上大块荒料需要二次解体问题。现行的二次解体方法主要有：手工锤击破碎法，钻孔加膨胀水泥胀裂法，炸药二次爆破法，挖掘机加液压锤的冲击破碎法等。上述各种方法都存在着一定的缺点，前两种方法效率非常低，第四种方法虽然效率较高，但是由于设备费用昂贵，中小企业难于接受。目前，比较普遍的还是采用炸药进行二次解体。对于大块岩石的二次爆破，危险性较大，一是经常出现人身伤亡事故；
二是由于每年有大量的炸药、导火索、雷管在民间流通和使用，管理难度非常大，一旦流失，就会给人民生命财产安全和社会安全带来隐患；同时还存在环境污染、资源浪费等问题。因此，有些矿山根本不允许采用炸药进行二次爆破。
2、LC系列液压胀裂机的结构及工作原理
LC系列液压胀裂机的结构组成及工作原理如图1所示，该机由动力供给系统(泵站)、控制元件、液压管路、液压缸、楔块组件等构成。工作时，泵向系统提供高压油，经控制元件、液压管路进入液压缸的无杆，推动活塞向下运动，通过楔组件的放大将纵向的推力转化为横向的劈裂力，当劈裂力大于大块岩石内力时大块劈裂。
3．液压胀裂机性能参数
因现场需要的不同，LC系列液压胀裂机有多种型号，具体性能参数见表1。由于各矿山情况不同，驱动型式有电机的LCE一1型、柴油机的LCD一1型、汽油机的LCQ一1型、发电机组的LCF一1型等。
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型号
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要求孔径
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规格尺寸
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可选劈块长度
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要求孔深
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工作压力
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分裂缝隙
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LC-P40
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￠42mm
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4.0KW电动型:
长:1200mm 宽:700mm 高:600mm 4.0KW电动型和 4.0KW柴油机型: 长:1000mm 宽:700mm 高:1000mm |
100 mm
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310mm
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50-63Mpa
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用P40/P44劈块一次分裂缝隙大于10-18mm
用P58/P78加厚劈块二次分裂缝隙大于30mm |
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150mm
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360mm
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250mm
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460mm
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350mm
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560mm
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LC-P44
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￠46mm
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150mm
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360mm
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250mm
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460mm
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350mm
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560mm
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450mm
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660mm
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注1: 动力油站:共分4.0KW电动型, 4.0KW柴油机型二种.
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注2: 标准配置:一机三枪.4KW电动型和4.0KW柴动型分裂机单机最高可配8枪(8个分裂机).
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4、大块石材二次解体的操作方法采用液压胀裂机对大块进行二次解体，具体步骤如下：
(1)、用凿岩机在岩石上钻孔，钻孔直径取决于液压胀裂机楔块组件工作部分的外径大小，而楔块组件的大小取决于现场的岩石大小，岩石体积较大，选用大直径楔块组件，还可小直径多孔，岩石体积较小，选用小直径楔块组件。钻孔深度一般为300～400mm。
(2)、将劈裂器插入孔中，根据需要适当调整劈裂方向。
(3)、启动泵站
4)控制换向阀，使活塞伸出，进行劈裂，待岩石裂开一个很小细纹后，换向阀换向，活塞杆及内楔块缩回，转动劈裂器，使其与开始的裂纹方向转一个角度，然后进行再次劈裂，这样可以将一块岩石解体为多块。
5．经济效益分析
采用LC系列型液压胀裂机进行大块岩石的二次解体，每一次劈裂，包括空行程在内最多15秒就可以劈开一块岩石，考虑换孔以及同孔换向进行多块劈裂等时间损耗，按平均每1．5分钟彻底解体一块岩石计算，则有：
每天劈裂数量：8小时×60分钟／小时÷1．5分钟／个=320块
机器折旧费：3万元÷5年÷300天／年÷320孔／天=0．0625元／孔
凿岩机钻孔电费：0．5元／孔(矿山多年实践值，用炸药二次爆破也要钻孔)
钻头磨损费用：30元／个÷100孔／个=0．3元／孔
劈裂一次的电费：1．5×0．5元／度÷3600秒／小时×[5秒／孔+(1．5×(60—5)x5％】=0．00193元／孔
人工费用：80元／人×2人／天÷300孔／天=0．53元／孔
总费用：0．0625+0．5+0．3+0．00193+0．53=1．39443元
炸药爆破费用：3．30元／孔(矿山正在使用的价格)
每孔节约的费用：3．30-1.39=1.91元
每天节约的费用：1.91×320=611元
成本返回时间：30000÷611=49天
也就是说，使用该机代替炸药对大块岩石进行二次解体，仅节省炸药的费用49天就可以收回购机成本。
6．社会效益分析
二次爆破大量使用炸药、雷管、导火索，给社会治安埋下了极大的隐患。所以，采用液压胀裂机对大块岩石进行二次解体，每年不仅可以节省数量巨大的爆破材料，而且可从根本上避免由于二次爆破所造成的人身伤亡事故，也给社会的安定和人身生命财产的安全提供了保障。因此，该机是一种利国利民的新产品，有着巨大的社会效益。
7、结论
(1)、由于大部分岩石的抗压强度远远大于其抗拉强度和抗剪强度，其比值大约为10：1，因此，从内部劈裂大块岩石，是最省力的方法之一。
(2)、LC系列石头胀裂机结构简单、操作方便、安全可靠、劈裂速度快、效率高、成本低、经济效益和社会效益显著。经现场使用证明，该机完全可以取代炸药的二次爆破，是大块岩石二次解体的理想方法之一。
(3)、由于我国石材产量占世界第一位，所以在矿山开采中需要对大量的大块岩石进行二次解体。因此，液压胀裂机的市场潜力巨大，应用前景广阔，有明显的经济和社会效益。
