液壓劈裂機(jī)
它是利用普通物理劈裂原理和液壓傳動原理，將軸向液壓推力變?yōu)闄M向劈裂力的一種裝置。我國是一個石材資源豐富的國家，開采石材往往遇上大塊荒料需要二次解體問題?，F(xiàn)行的二次解體方法主要有：手工錘擊破碎法，鉆孔加膨脹水泥脹裂法，炸?藥二次爆?破法，挖掘機(jī)加液壓錘的沖擊破碎法等。這些方法都存在著一定的缺點，前兩種方法效率非常低，第四種方法雖然效率較高，但是由于設(shè)備費用昂貴，中小企業(yè)難于接受。目前，比較普遍的還是采用炸?藥進(jìn)行二次?解?體。對于大塊巖石的二次爆?破，危險性較大，一是經(jīng)常出現(xiàn)人身傷亡事故；二是由于每年有大量的炸?藥、導(dǎo)火索、雷管在民間流通和使用，管理難度非常大，一旦流失，就會給人民生命財產(chǎn)安全和社會安全帶來隱患；同時還存在環(huán)境污染、資源浪費等問題。因此，有些礦山根本不允許采用炸?藥進(jìn)行二次爆?破。探尋一種安全高效、操作簡便、成本低廉的二次解?體方法一直是業(yè)內(nèi)人士所關(guān)注的熱點課題。液壓劈裂機(jī)的出現(xiàn)解決了這一難題。利用液壓劈裂機(jī)進(jìn)行大塊的二次解?體，具有傳統(tǒng)方法無法比擬的效率高、成本低、操作簡單、安全可靠等優(yōu)點，且使用效果良好，是一種理想的二次解體設(shè)備。本文簡要介紹液壓劈裂機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、操作方法。
1.石材的破裂特性
了解石材的破裂特性是掌握液壓劈裂機(jī)的劈裂原理和進(jìn)行正確設(shè)計和使用設(shè)備的基礎(chǔ)。大多數(shù)巖石的應(yīng)力—應(yīng)變曲線，近似直線，見圖1-a，并可用F表示。式中：ε一為巖石的應(yīng)力；δ一為巖石的應(yīng)變；E一為巖石的楊氏模量。該直線因巖石突然斷裂破壞，而在F點終止，表現(xiàn)為典型的脆性破壞特征。
用作建筑材料的巖石，其全應(yīng)力一應(yīng)變曲線，見圖1-b，雖有所不同，大致可分成OA, AB, BC和CD四段。在OA和AB段，應(yīng)力、應(yīng)變近于彈性，并伴有輕微滯變，當(dāng)加載或卸載時，巖石的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)無不可逆變化；在BC段，應(yīng)力一應(yīng)變曲線的斜率，隨應(yīng)力增大而逐漸減小到零，當(dāng)加載或卸載時，巖石雖將產(chǎn)生不可逆變化，即出現(xiàn)永久變形，但亦不失去抵抗外加載荷的能力，故巖石在該段處于延性狀態(tài)；在CD段，巖石抵抗載荷的能力隨變形的增加而減小，應(yīng)力由C點的最大值逐漸下降，表現(xiàn)出負(fù)的應(yīng)力一應(yīng)變曲線斜率，但最終在D點因突然斷裂破壞而終止，仍表現(xiàn)為脆性破壞的特性。
巖石單軸受壓條件下，產(chǎn)生不規(guī)則的縱向裂縫。其破裂處，一部分為剪切破裂狀態(tài)，而另一部分則是拉伸破裂。即當(dāng)壓頭侵人巖石時，在接觸處產(chǎn)生剪切破裂，而在其邊緣處則引起徑向拉應(yīng)力，結(jié)果使脆性巖石發(fā)生縱向劈裂。
2液壓劈裂機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理
2.1液壓劈裂機(jī)的劈裂原理
如圖2為LC系列液壓劈裂機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理。該機(jī)由動力供給系統(tǒng)(泵站)、控制元件、液壓管路、液壓缸、楔塊組件等構(gòu)成。工作時，泵向系統(tǒng)提供高壓油，經(jīng)控制元件、液壓管路而進(jìn)人液壓缸的無桿腔，推動活塞向下運動，通過楔塊組件的放大將縱向的推力轉(zhuǎn)化為橫向的劈裂力，使礦巖分開。
圖3為尖劈分裂器和尖劈及楔片受力圖。如圖3-a所示，與液壓劈裂機(jī)活塞相聯(lián)的尖劈并不直接劈裂巖石，而是在尖劈兩側(cè)還有一對楔形片，即兩楔片夾著尖劈組成一個40mm的圓柱體一分裂器。在預(yù)定的巖石分裂線上事先鉆若干中40mm的孔，然后將分裂器分別插人這些孔內(nèi)，當(dāng)液壓劈裂機(jī)通人高壓油后即可在上述孔內(nèi)同時產(chǎn)生劈裂力，致使巖石按預(yù)定的位置和方向裂開。
當(dāng)楔形壓頭受壓而侵人巖石時，巖石局部發(fā)生粉碎或呈塑性變形而形成袋狀或球狀核，通常稱之為密實核。壓頭在壓人巖石過程中，侵人深度不會隨載荷增加而均衡增加，只是當(dāng)其達(dá)到某一臨界值時，便發(fā)生躍進(jìn)式破碎現(xiàn)象。這時，密實核旁側(cè)的巖石出現(xiàn)崩碎，載荷暫時下跌，壓頭繼續(xù)侵人到一個新的深度。
