1、分裂機(jī)液壓錘露天采礦法
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巖石分裂機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要由可拆卸的手柄1,由高低壓軟管、快速接頭組成的進(jìn)出油路2,柱塞3,防止污物和污水進(jìn)入缸體的防刮油雙唇口防塵圈4,缸套5,活塞桿用超高壓往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封圈6及檔圈7,超高壓靜密封8及擋圈9,超高壓活塞用密封圈10及缸體11組成。它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)共缸體的并聯(lián)小油缸缸組,當(dāng)高壓(200MPa)液壓油進(jìn)入活塞大端時(shí),全部柱塞上升(有時(shí)不同步)頂在巖石的孔壁上,利用巖石的抗張強(qiáng)度大大低于其本身的抗壓強(qiáng)度這一力學(xué)特性,分裂機(jī)在巖石分裂孔內(nèi)產(chǎn)生巨大的張力,將巖石從礦脈上分裂下來(lái),再用液壓錘將大塊巖石破碎成小塊。
1.1設(shè)置配置
該采礦法所需的設(shè)備如下:
(1)分裂機(jī):驚天液壓機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的系列產(chǎn)品,見(jiàn)表1。
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?。?)穿孔機(jī)、破碎錘、裝載機(jī):用同一裝載機(jī)底盤(pán),換上分裂機(jī)專用的穿孔機(jī)具、破碎錘或鏟斗,可分別用于打孔、破巖和裝載。
1.2開(kāi)采方法
在露天開(kāi)采中首先要開(kāi)拓出生產(chǎn)工作面。如果礦體自然形成有2個(gè)或2個(gè)以上的自由面,則可利用這些自由面作為生產(chǎn)工作面。
如果礦體是水平的,則要在平面上開(kāi)溝掏槽,以便形成2個(gè)或2個(gè)以上的自由面,其方法如圖2所示。
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分裂孔2、3、4、5、6(放分裂機(jī))的孔深為800mm,孔徑依分裂機(jī)外徑規(guī)格而定(參見(jiàn)表1),2、6孔的孔向?yàn)?0°-80°,3、5孔的孔向?yàn)?0°-50°,掏槽孔4的孔徑要大于或等于分裂孔的孔徑,孔深要大于分裂孔孔深,孔向垂直,孔距在小于分裂孔的孔距,孔距越小效果越好。分裂孔孔距視巖石抗張強(qiáng)度而定,通常為500-800mm,孔距隨巖石抗張強(qiáng)度增大而減小。分裂時(shí)將分裂機(jī)放入分裂孔內(nèi),分裂力的方向要指向掏槽孔??上确至芽拷筒劭椎姆至芽?,也可同時(shí)分裂各分裂孔。巖石在分裂力的作用下向掏槽孔的方向移動(dòng),由于孔向是傾斜的,這樣在分裂孔與掏槽孔中間的巖體就會(huì)向地表方向漲起,并形成V形切面,在原水平礦體上形成溝槽。該溝槽可作為采礦或采石的推進(jìn)工作面,具有2個(gè)自由面。
(1)具有2個(gè)自由面的采礦采石法(如圖3所示)。
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在水平面上打垂直向下的孔,在垂直面上打水平向內(nèi)的孔,孔徑依分裂機(jī)外徑而定,孔沉800mm。對(duì)應(yīng)的垂直孔及水平孔最好打在同一垂直面上,孔距視巖石的抗張強(qiáng)度而定。如果是開(kāi)采石方,欲獲得理想的尺寸和形狀,孔距可小而密,也可打些不放分裂機(jī)的開(kāi)槽孔。在垂直孔內(nèi)分裂機(jī)的分裂力要指向垂直的自由面,在水平孔內(nèi)分裂機(jī)的分裂力要指向水平的自由面,開(kāi)機(jī)時(shí)要同時(shí)起動(dòng)垂直孔及水平孔內(nèi)的分裂機(jī)。分裂下來(lái)的大塊礦石,可用液壓錘破成小塊。
?。?)具有3個(gè)自由面的采礦采石法(如圖4所示)。
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在水平面上打與2個(gè)垂直自由面平行的垂直孔,在2個(gè)垂直面上打與水平面平行的孔,孔徑依分裂機(jī)外徑而定,孔深800mm,垂直孔內(nèi)分裂機(jī)的分裂力指向臨近的垂直面,水平孔內(nèi)分裂機(jī)的分裂力指向水平面。分裂機(jī)可同時(shí)或分別工作將巖石分裂,當(dāng)采石方時(shí)必須同時(shí)工作,否則分裂的巖石得不到所需的形狀和尺寸??讖降拇笮∫晭r石的抗張強(qiáng)度而定,采石方時(shí),孔距要小些、孔要密些,或打些預(yù)裂孔。
?。?)自由面傾斜的采礦法(如圖5所示)。
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在傾斜的自由面上打有一定角度的孔,分裂機(jī)的分裂力指向內(nèi)夾角,孔深800mm,孔徑依分裂機(jī)外徑而定,工作時(shí)分裂機(jī)同時(shí)工作將巖石分裂。
?。?)地下采礦及開(kāi)鑿峒室、隧道施工法(如圖6所示)。
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在地下采礦時(shí),工作斷面很大,如圖6a所示,在做好安全保護(hù)的條件下,在欲開(kāi)采的斷面上先布孔位。先在接近底板處開(kāi)槽(由密集的鉆孔組成,稱為水平槽),在靠近邊側(cè)鉆密集的孔稱為邊槽,邊槽深度為800mm。在靠近槽溝處要打2排傾斜孔,第一排斜孔角度為30°-50°,第二排斜孔角度為50°-80°,如圖6c所示。
在開(kāi)鑿隧道時(shí),如圖6b所示,可在靠近底板處先開(kāi)一水平掏槽,也由密集的鉆孔所形成。在靠近槽的上邊先打2排傾斜孔,第一排傾斜角度為30°-50°,第二排斜孔角度為50°-80°。在開(kāi)始分裂前要先將分裂機(jī)放入第一排斜孔內(nèi),分裂方向指向掏槽,在分裂力的作用下使巖石形成V形模塊,與巖體分離后再分裂第二排斜孔。這樣,在斷面上形成一個(gè)很大槽溝,就產(chǎn)生一個(gè)分裂自由面。然后按需要在斷面上布孔,按自由面的方向一層一層逐步將巖石分裂,分裂下來(lái)的礦巖用運(yùn)輸機(jī)械運(yùn)到地面。
分裂孔和掏槽孔的孔徑依分裂機(jī)外徑而定,孔深800mm,孔距和排距視礦巖的抗張強(qiáng)度而定。如要求峒室或巷道周邊平整,可采用打密集孔的方法。全部分裂后即完成一次開(kāi)采或掘進(jìn)周期,然后重復(fù)上述過(guò)程。
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