手持式液压劈裂机在巷道孤石及劈帮处理中的应用与研究

李先波，赵永波，赵名名

（赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司，内蒙古 赤峰 024039）

所谓的孤石指的是残积土、全风化里面的中风化、微风化的岩石，金矿开采主要是地下作业，依靠各种巷道来开展开采作业，但在巷道掘进过程中，经常会遇到孤石地质，在遇到这些孤石地质时，孤石的处理方法与孤石的尺寸、位置、硬度及施工条件息息相关，在矿山开采中遇到孤石若采取洞内挤开、爆破的方式，极易因为爆破震动导致隧道坍塌，但若用保险的破碎锤进行孤石分解，又存在拆除效率低、速度慢、成本高的问题，我公司在集团公司及公司领导指示下，积极尝试新型设备来提高生产效率，本文我们将对液压劈裂机在巷道孤石及劈帮处理中起到的应用进行研究和探讨。

1 工程概述

赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司隶属于山东黄金集团，是山东黄金集团旗下国家级绿色矿山，是山东黄金集团对外开发的“桥头堡”。旗下温家地西分矿内目前有10 条工业金矿体，其中Ⅰ-9～#、Ⅰ-9-3～#、Ⅰ-9-2～#矿体为主矿体，呈平行分布，均为隐伏矿体，厚度较稳定，Au 品位分布较均匀；但其矿床形成于中浅成、中等温度、酸性环境，属于中—低温热液充填型及蚀变岩型矿床，整个西分矿内都存在着大量孤石。但目前在巷道掘进中因生产或工程需要在巷道开口劈帮，但因普通爆破法振动、冲击波及飞石对已安装的标准风水管路造成破坏，因此，需要将风水管路进行断开及二次安装，造成工作效率降低，在很大程度上影响生产要提高效率，就必须要思考并解决这些开采过程中会遇到的实际问题。

2 关于液压劈裂机

液压劈裂机主要作用于采石场荒料的开采、孤石的爆破，相比传统的爆破方式，液压劈裂机采取静态推力，更安全、环保，而且在工作时不会产生震动、冲击、噪音、粉尘等，采用液压劈裂机进行开口劈帮，避免了爆破法对周围安装工程的破坏，减少有害气体对作业环境污染，且工作效率高，大幅度提高工作效率，明显提高经济效益及作业安全性，采用液压劈裂机进行孤石爆破，对于地下作业的开矿而言，其有着极大的优势。

液压劈裂机由泵站和分裂器两大部分组成，工作时由泵站输出的高压油驱动油缸，产生巨大推力，驱动楔块组中的中间楔块向前伸出，将反向楔块向两边撑开，液压劈裂机是由劈裂抢、机架（小车）及液压系统所组成（如下图图1 所示）。液压劈裂机主要抓住岩石与混凝土呈脆性特点，利用楔块原理来设计的——在最狭窄的孔中向外能够释放出极大的分裂力，可轻松使孤石或围岩分裂，用其取代传统爆破.手持劈裂机可控制分裂物体大小，对安全，灰尘噪音，废弃排放有严格限制区域，在矿山开采中使用价值非常高。

图1 液压劈裂机劈裂原理示意图

3 手持式液压劈裂机在巷道孤石应用中的试验研究

本次研究，我们以温家地西分矿十二中段5 号脉采准脉外出矿巷道中大块孤石处理试验为例，采用YT-28 型气腿式凿岩钻机和液压劈裂机组两组不同的设备，将传统的普通爆破与手持式液压劈裂机的应用结果进行对比：

首先，要进行准备工作的处理，开机前检查压力油量是否符合油标的三分之二以上，若低于则应加油，并且要对油管进行梳理，理顺油管，避免油管弯曲过大，锁紧每个快速接头。还要特别注意在动力头两侧面均涂高压润滑脂，扣好两片楔片，楔片不歪扭、不开缝，要确保楔片工作面中无杂石杂物。

其次，取孤石进行钻孔凿岩。试验我们所用孤石规格为：长*宽*高=1.5m*0.75m*0.5m，先从凌空的岩石入手，在垂直的孤石上使用YT-28 型气腿式凿岩钻机(或风枪）凿岩，孔径42mm，孔深50cm，孔距50cm，需注意转空应垂直于孔所在的岩石表面，一定要注意不要打斜孔和浅孔，而且要注意受力点，不能在受力点不好的位置打孔。

在钻孔完毕后，将手持液压枪头插入孔内，并且根据需要适当调整劈裂方向，需注意，枪头的楔片必须插至枪头底部，避免楔片断裂，最后开启压力开关，将岩石分裂，将岩石进行劈裂，在劈开石头后，将枪体上的换向阀手柄搬到对应位置，让动力头能上行回位，当动力头回到位，油压上升时手柄搬到中位卸油，再从岩石中抽搐枪体进行下一次作业，最后用挖机将矿渣清理干净。

在实验过程中，我们对相关的数据进行了记录，其记录结果显示如下表。

表1 试验数据记录表

从上表中结果可见，手持式液压劈裂机的分裂力量极大（最大分裂力可达600T），工作效率也非常高，一次劈裂时间只需要几秒钟，并且可以连续无间断地工作，其有着效率高且运行和维护保养成本低的优点。同时也避免了采用爆破法产生的振动性、冲击性及裸露爆破飞石对周围工程等破坏，避免有害气体的产生，还避免对周围作业环境的影响，其大大增强孤石处理的安全性及经济效益。

4 结语

任何事物的发展都是有规律的，石头也不例外，岩石抗压强度与抗拉强度和抗剪强度具有较大差异，在施工时，只需要把握这一规律，用手持式液压劈裂机从岩石内部进行劈裂破碎，其爆裂效果会十分明显，将这一方式用到孤石破碎或岩体开采时，效率极快，不仅有效提高了采场的工作效率，还因为减少了冲击、飞石、粉尘等有害物体，其能有效增强井下人工作业安全性，避免了对周围工程及环境的破坏，若能将其大面积应用，其定能取得明显经济效益和安全效果，对矿山企业发展而言，有着非凡的意义。