在石方施工过程中,遇到大量硬岩石需要破碎又不能使用爆破时,通常是使用大型“破碎锤”凿打或“静态爆破”的方法。国内目前在静态爆破领域有哪些领先的技术和厉害的设备?大、强的岩石劈裂机是哪一种?对此,采访了国内较早运用“劈裂机”施工的静态爆破专家“愚公斧”的负责人王总。
王总向介绍,静态爆破施工有两种方法一是,传统的采用“膨胀破碎剂”的方式;二是,采用“液压劈裂机”等新型的岩石劈裂设备。
“膨胀剂”也叫静态破碎剂,是很久以来稳定成熟的静态爆破方法,使用广泛,缺点是要有临空面才可施工,会受温度和雨水影响,反应时间慢,施工效率低,耽误工期,而且不是所有岩层都适用。
这几年国内有很多在生产、销售 “液压劈裂机”的企业,这类设备也有其它多种名称,如“岩石机”、“液压劈裂枪”、“液压劈裂棒”、“劈石机”、“开山机”、“机载岩石机”等等,可以说是鱼龙混杂、一般人还真难以区分,其实本质上也就分为二种
种、小型液压劈裂枪也叫液压劈裂机,小型液压动力站配上几把手持式的液压枪,比较方便。八十年代德国人开始利用楔块组原理制造这种设备,国内早期进口来用于救援,是液压破拆设备,对于个体岩石的和混凝土的破除挺不错,大规模的岩石就显得力量有限了,国内10几年前开始参照生产,基本都是在钻孔直径5厘米以内,国内厂家虽很多,技术相对也算成熟,但应用在岩石开采的基本没有,小范围和小方量的工程中都少有使用。
这种机/劈裂机相当于是把手持式劈裂枪做大了,吊装在挖掘机上并连接上挖机的液压系统作为驱动力。此设备几十年前在日本就有两家(军工、民用)在重点研发,10几年前就进入国内,这才算真正意义上的岩石液压设备运用到了矿山和土石方施工,钻孔直径有11厘米和14厘米(能做到此直径在当时很厉害),但不久这设备也面临楔块组变形、伸缩故障、遇硬石头不久就断裂的问题。
随着日本该设备在国内的应用,2010年以后国内众多厂家如雨后春笋般开始生产,广东、上海、河北、湖南、山东、重庆.....
在这过程中也有一些演变,如钻孔和一体的(日本也出过)、还有些厂家单独又配备了一台小型液压动力站,有的液压驱动源不用连接挖机液压管,缺点是整体性差得单独接电源或发电。但这两种机载的劈裂机、机或者说是开山机,使用压力都只有几十Mpa(单缸力量和效果有限)。
日企几十年在钻研这设备上没少下功夫,但始终有个致命缺陷是楔块即使采用该国很好的钢材,一旦遇到硬石头,扛不了几十天就会变形甚至是断裂(国产的很多几天都扛不住),所以这个易损件的更换,成本始终降不下来,后导致此产品销声匿迹。
事实证明楔块式的原理在德国的小劈裂枪上还是很稳定耐用的,但要做成大型的机载式开山设备耐用度始终是个瓶颈,但又不得不承认,和国产的比至今为止日本这两家出的产品都算是全球的,技术成熟度和稳定性上都比国内仿的好太多。日本的钢材质量和工业技术要是和中国对比,谁更好相信大家心里都有数,日本的钢材耐用度尚且都很难保障能长时间使用的产品,国内做出来的想耐用就更难。
第二种、柱塞式液压劈裂机/岩石机也叫柱式岩石劈裂棒、液压岩石机,由液压泵站和液压棒两大部分组成(一台泵站可配6根棒), 泵站输出的超高压油驱动油缸产生巨大推动力,并经液压活塞伸出后即可使岩石按预定方向裂开,利用岩石抗压强度远大抗拉强度的物理力学特性。
韩国90年代就有生产和使用, 2010年左右引入香港、澳门、广东等地使用,韩国的液压棒直径在当时算是很大的,钻孔直径普遍在10.5厘米左右,自动化程度和稳定性都相当高,这是后来国内厂家都很难达到的(液压棒直径越大,说明技术实力越强,因为并不是把铁做大这么简单,在满足系统的压力足够和压力快速提升的同时又要保证整个系统的稳定,这是个难题)。
一次放入6根液压棒同时作用力能形成的岩石裂缝肯定要比起上面楔块式〈第二种〉效果好,这个道理很好懂。当时的液压棒每根在几十斤左右,能手提式的从岩石孔中放入和提取,这和劈裂枪〈种〉一样方便,但柱塞式的液压棒做到了直径更大,力量和效果也随之变好,这就形成了柱塞式〈第三种〉能超越楔块式〈第二种〉的重要因素,加之这种技术原理更稳定,没有楔块组容易变形、断裂的致命缺陷。
短短几年,国内就有很多在生产这种设备,劈裂棒的钻孔直径大多是9厘米或11厘米左右,无论是力量还是质量都很难超越韩国(国产致命缺陷就是用几天就容易漏油、损坏或效果太差),直到2014年愚公斧推出了钻孔直径18厘米的液压棒,力量及效果才有所超越(液压棒直径、钻孔直径的增大是技术重大突破的表现,因为液压棒的增大需整套压力系统能匹配,能做到液压超高压去支撑大直径液压棒是很了不起的)。
2015年“愚公斧超级岩石机”更是革命性的提升了这个领域的技术标准,钻孔直径达到25厘米,单根液压棒重超700斤(需用挖机吊装放入和提取),使用压力超过150Mpa ,力猛超一万吨,这款大型岩石机/液压劈裂机改变了以往任何时候人们对液压劈裂机/机载机施工产量不高的看法,是具有自主知识产权的创新产品。