楊樹金

（廣東力源液壓機(jī)械有限公司，佛山 528313）

工程機(jī)械的跨界使用方案探究
——基礎(chǔ)樁工液壓打樁錘用于礦山破碎的應(yīng)用

楊樹金

（廣東力源液壓機(jī)械有限公司，佛山 528313）

通過分析液壓破碎錘在礦山應(yīng)用中存在的缺陷，提出一種能快速、高效破碎巖層的方法和工作裝置——液壓打樁錘打擊式破碎裝置，從結(jié)構(gòu)安裝、配套設(shè)備和應(yīng)用等方面進(jìn)行探究和分析，最后通過試驗(yàn)驗(yàn)證液壓打樁錘打擊式破碎裝置的實(shí)用性。并以此為基礎(chǔ)延伸到液壓打樁錘應(yīng)用于其他領(lǐng)域。因此，工程機(jī)械的跨界使用會(huì)被更多的專業(yè)人士探究和應(yīng)用。

液壓打樁錘 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 樁錘撞擊分析 礦山破碎

引言

露天煤礦是煤礦形成后，因地殼運(yùn)動(dòng)被推移到靠近地表的地方，煤層埋藏變得較淺，將表面土層和巖層推開剝離即可方便開采的煤礦。表面的巖層結(jié)構(gòu)類型較復(fù)雜，給開采帶來諸多麻煩，必須推開、剝離覆蓋在煤層上的巖層才可以開采。目前，較常用的破碎方式是火藥爆破和液壓破碎錘。但這兩種破碎手段不是存在安全隱患就是液壓破碎錘的鋼釬磨損快。

針對上述問題，廣東力源液壓機(jī)械有限公司根據(jù)客戶提出的要求并結(jié)合公司現(xiàn)有的產(chǎn)品，提出一種用小型液壓打樁錘加大錐度鋼釬對巖層進(jìn)行打擊脹裂的方式，從而達(dá)到破碎巖層的目的。該技術(shù)利用現(xiàn)有的液壓打樁錘和新設(shè)計(jì)一款與其配套的鋼釬，安裝在現(xiàn)有的挖掘機(jī)底盤上，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、效率高、配套容易等優(yōu)勢。

1 目前主要的破碎手段及特點(diǎn)

1.1 爆炸破碎

利用炸藥或其他爆炸物瞬間釋放的巨大能量破碎巖石。該方法安全性控制難度大，爆破時(shí)需清除和清理爆破點(diǎn)周邊較大范圍的人和設(shè)備。

1.2 液壓破碎錘

目前配套較多的破碎手段，在較薄、風(fēng)化程度較大的巖層中效率較高，但遇到復(fù)雜的巖層和較硬的巖層時(shí)，效率較低，且破碎鋼釬磨損較快。

2 液壓打樁錘的工作原理、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

2.1 液壓打樁錘工作原理

目前世界上有各種型號的液壓打樁錘，但其工作原理大致相同。液壓打樁錘靠壓力油的作用將錘體抬升，再靠變換給油方向使錘體在重力和油壓力的推動(dòng)下，下落沖擊樁頭使樁下沉。

2.2 液壓打樁錘的結(jié)構(gòu)組成

液壓打樁錘可分為錘體、液壓動(dòng)力裝置、操縱控制裝置三大部分：錘體部分包括驅(qū)動(dòng)裝置、打擊力傳遞裝置、行程控制裝置、液壓控制裝置等；液壓動(dòng)力裝置一般由發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵、油箱等組成，相當(dāng)于一個(gè)液壓泵站；操縱控制裝置包括電控柜、數(shù)據(jù)顯示及打印裝置等。驅(qū)動(dòng)裝置包括液壓缸和錘，打擊力傳遞裝置包括緩沖墊和樁帽，行程控制裝置一般由無觸點(diǎn)、時(shí)間繼電器或光電開關(guān)等組成，液壓控制裝置則由各種閥和蓄能器組成。

2.3 液壓打樁錘的特點(diǎn)

2.3 .1 作業(yè)面廣

適用于各類土層和樁型，具有較好的打斜樁能力。如增加一個(gè)密封罩，還可用于水下打樁。打樁效率高。一般比柴油錘和蒸氣錘可提高工效40%～50%。由于沖擊塊質(zhì)量高于其他樁錘，因而能使樁面得到較大貫入度。

2.3 .2 無公害

不排出任何廢氣，噪聲和振動(dòng)均小于其他樁錘。可根據(jù)土質(zhì)情況和樁的強(qiáng)度隨時(shí)調(diào)節(jié)沖擊塊的行程，以控制樁錘的沖擊力，使打擊力峰值小，樁頂不易損壞。樁的打入精度高。

3 液壓打樁錘用于礦山破碎結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

3.1 結(jié)構(gòu)分析

新的破碎功法及破碎裝置的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，主要由挖掘機(jī)底盤、大臂、導(dǎo)向架、液壓打樁錘和鋼釬組成。

利用現(xiàn)有的挖掘機(jī)底盤，在上面安裝一個(gè)大臂和導(dǎo)向架，把液壓打樁錘安裝在導(dǎo)向架上，鋼釬套在液壓打樁錘的樁帽里，液壓打樁錘可以在導(dǎo)向架上沿著導(dǎo)軌上下滑動(dòng)。液壓打樁錘的動(dòng)力來源與挖掘機(jī)底盤的液壓系統(tǒng)。鋼釬的釬頭經(jīng)過特殊的處理，硬度非常高，且耐磨。

3.2 工作原理

利用液壓打樁錘打擊沉樁的原理，液壓打樁錘通過錘擊把鋼釬打進(jìn)巖石層，鋼釬頭部分具有較大錐度，鋼釬頭尖部先進(jìn)入巖層，通過打擊的震動(dòng)和錐度把巖層漲裂開達(dá)到破碎的目的。

圖1 液壓打樁錘破碎機(jī)結(jié)構(gòu)

3.3 特點(diǎn)分析

液壓打樁錘破碎裝置巧妙地利用挖掘機(jī)底盤的動(dòng)力系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，運(yùn)用液壓打樁錘的工作原理，結(jié)構(gòu)簡單，附加新的配件少，操作容易，應(yīng)用廣泛。新設(shè)計(jì)的鋼釬直徑大，打進(jìn)巖層破碎范圍廣，有效工作行程大，單次孔位有效打進(jìn)深度達(dá)到2500mm。因?yàn)榧哟罅虽撯F的設(shè)計(jì)，大大提高了鋼釬的耐用度。

4 液壓打樁錘作破碎用的實(shí)際應(yīng)用

如圖2所示，在實(shí)際應(yīng)用中，用液壓打樁錘作為工作裝置的破碎機(jī)，能靈活地運(yùn)用于惡劣的煤礦山環(huán)境，對復(fù)雜堅(jiān)硬的巖層，應(yīng)為液壓打樁錘的打擊能量大，也能夠輕松地把鋼釬打進(jìn)巖層里把巖石破碎。

圖2 實(shí)際施工現(xiàn)場

通過試驗(yàn)，該破碎裝置能以2500～3000mm為一層進(jìn)行破碎工作，根據(jù)巖層的硬度，選擇適當(dāng)?shù)木嚯x打孔破碎。以一般巖層為例，間距1000～1500mm打進(jìn)一個(gè)孔即可把巖石破碎，大大地提高了工作效率。挖掘機(jī)的行走自如加上液壓打樁錘的高效強(qiáng)勁的打擊力，使液壓打樁錘破碎機(jī)比一般的破碎機(jī)更能應(yīng)對惡劣的工作環(huán)境和復(fù)雜的巖層工況。

通過實(shí)際的運(yùn)用，液壓打樁錘破碎機(jī)能輕松地應(yīng)對復(fù)雜惡劣的煤礦山環(huán)境，通過延伸應(yīng)用，要翻新重建的公路或混凝土地面，需要破碎時(shí)，該液壓打樁錘破碎機(jī)更加應(yīng)用自如，高效地進(jìn)行破碎工作。

6 結(jié)語

本文首先介紹露天煤礦表層的巖層剝離手段和現(xiàn)狀，并液壓打樁錘的結(jié)構(gòu)構(gòu)造及工作原理加以介紹。再介紹在礦山破碎過程中的作用及使用特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用過程中的效果。工程機(jī)械跨界使用液壓打樁錘，解決礦山表層巖石問題對于整個(gè)機(jī)械領(lǐng)域是個(gè)突破，具有重要的意義。同時(shí)也引起人們對專用機(jī)械設(shè)備跨界運(yùn)用與其他行業(yè)領(lǐng)域的探究和啟發(fā)。

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Research on the Cross Border Use Scheme of Construction Machinery——The Application of the Hydraulic Pile Hammer of Foundation Pile in the Mine Crushing

YANG Shujin
(Guangdong Liyuan Hydraulic Machinery Co., Ltd., Foshan 528313)

Through the analysis of defects in the application of hydraulic breaking hammer in mine, put forward a rapid and efficient method of broken rock and the working device of hydraulic pile hammer——blow type crushing device, from the aspects of structure, equipment installation and application of exploration and analysis and finally through the test of hydraulic pile hammer type utility the crushing device. And as a basis to extend to the hydraulic pile hammer should be used in other areas. Therefore, the use of cross boundary construction machinery will be more professionals to explore and apply.

hydraulic pile hammer, structure design, pile hammer impact analysis, mine crushing