写过液压破碎锤的文章,液压破碎锤的应用已经很有年头了, 以前基本是应用在建筑破拆方面,后来逐渐在露天采矿中作为辅助设备用于爆破后大块儿的二次破碎,随着对炸药和雷管管控的日益严格,绿色矿山建设的蓬勃发展,非爆破采矿需求不断扩大,由于对其他非爆破采矿手段的认知不足和误解,液压破碎锤在采矿应用上也大有从辅助设备提升到主要设备的趋势。
在这一过程中,由于对这种设备工作原理的认识,对其破岩机理的认知不足,部分应用者和生产者只是出于感官的认识和理解,不分工作对象的具体情况,认为其是万能的,拿来就用,在实际工作中产生了一些偏差,实际使用效果达不到预期。
对于其工作原理, 其实非常简单,以前也讲过, 在此不做赘述。
液压破碎锤的作业对象是矿岩, 其使用性能、 作业效率等都与本身性能参数和矿岩的性质有着密切的关系。要想深入了解液压破碎锤破岩的过程和破岩效果, 必须知道液压破碎锤的破岩机理,所以我们要从设备的角度和岩石的角度两个方面来谈。
从设备的角度看,破碎锤与液压凿岩机和露天采矿机等复合式破岩不同, 它是典型的单一冲击破岩模式,我们以前在讲凿岩机的时候讲过,活塞冲击能量以波的形式通过钎杆传递到岩石,理想的传递波形是如图第一种情况下采用细长活塞,波形平稳,在传递过程损失小,而破碎锤基本上都是第四或第五这种情况,波峰突出,能量损失较大。这种能量在岩石中依然是以波的形式起作用,其破碎岩石效果与冲击能量,冲击频率和岩石的结构具有极大的相关性,由于破碎锤的钎杆不像凿岩机具有回转功能对岩石产生剪切,还要保证钎杆总是要贴紧岩石以避免空打,只能依靠每次活塞冲击的能量不断叠加对岩石进行作用;所以大功率, 高频率是破碎锤高效率的一个保证,但由于相关因素的限制,大功率我们可以通过提高设备规格达到一定, 但冲击频率根本无法达到凿岩机那样的40-60赫兹, 而基本只能在4-7赫兹左右,很难提高, 这就意味着每次冲击的能量由于叠加的效果不好而利用率比较低。
从工作对象, 岩石的角度来谈,岩石受冲击破碎的难易程度不仅与抗压强度(通俗的理解为岩石的硬度)有关, 还与岩石的抗拉强度有关,更与岩石的结构和形态有关;
抗压强度是指岩石抵御压力而破坏的性能,其对机械式破岩都具有重要的意义,尤其对破碎锤这种单一冲击模式的破岩设备;作为大块二次破碎的应用, 其实大块的的大也是相对而言,岩石实际在破碎锤作用下是抗压以及抗拉的反复叠加作用, 而且锤子的冲击能量消失的比较少,加以是辅助作业,相对破岩效果尚能够满足期望;
而对于采矿来说,高抗压强度的岩石对于破碎锤就带来很大的挑战,破碎的岩体还好说,钎杆被凿到一个裂缝中, 再通过锤头拉动将岩石分解开来,这其实是我们现在大部分采用破碎锤进行开采常见的场景;而这种情况下开采的能力还是差强人意;以现在世界最大的液压破碎锤来说,岩石抗压强度70多兆帕,岩石完整性比较差的石灰石矿山, 其开采能力只有200吨, 更不用提小规格的设备;
而对于高抗压强度, 完整性好的岩石,那对破碎锤而言就是一个梦魇。因为其破碎能量不足,在巨大山体面前,能量传递波只是压力波而没有拉应力形成,加以频率不足,冲击能量的叠加难以达到破碎岩石所需,岩石没有裂隙钎杆无法侵入分离岩石, 因而根本无法满足工作需要。
我曾经到一个矿山,200毫米直径钎杆的破碎锤,在这种岩石条件下,只见火星闪, 不见岩石裂,岩石表面只有白点或者是一道划痕,产能只有不到20吨, 甚是愁煞人。
这对于创克露天采矿机而言, 由于其破岩机理的不同,即具有冲击, 剪切,回转等复合式破岩而不会有任何问题,而且效率更高,采场效果更好。