一种移动式拉剪应力破岩装备系统技术方案

本发明专利技术公开了一种移动式拉剪应力破岩装备系统，液压动力机构含有可以移动的动力车(9)、装配在动力车(9)上的液压油箱(11)，液压油箱(11)上设有驱动电机(10)、压力表(12)、控制液压油箱(11)送油的操控器(13)；拉拔破岩机构含有液压顶(1)、顶升竖杆(2)、垫板(4)、横杆(5)、拉拔杆(6)、锚固杆(8)；送油管路(14)、回油管路(15)的一端分别与液压顶(1)的进油口、回油口连接，另一端分别与液压油箱(11)的出油阀门、回油阀门连接。本发明专利技术充分利用岩体抗压不抗拉剪的特性，实现“只钻孔不爆破”的静态环保机械破岩，避免岩块的过度粉碎及较高的大块率，满足工程项目岩石块度的需要，提高机械化铲装运输效率，降低铲运作业成本。降低铲运作业成本。降低铲运作业成本。

【技术实现步骤摘要】
一种移动式拉剪应力破岩装备系统


[0001]本专利技术属于机械破岩
，具体涉及一种移动式拉剪应力破岩装备系统，可在矿山、隧道、交通道路、边坡、基坑开挖等领域广泛应用。

技术介绍

[0002]当前炸药爆破仍是最主要的岩体破碎方式，然而爆破破岩方式下粉碎区的岩体过于破碎、裂隙区易于产生大块，导致炸药能量利用率低，一般在20％左右；且大量的爆炸能量释放后造成了严重的爆破振动、噪声等次生灾害，同时产生了大量的爆破粉尘和CO、NO、NO2、NH3、SO2等爆破有毒有害气体，污染生产作业环境和大气环境，严重危害着作业人员的身体健康；对于地下空间爆破作业而言，常常诱发爆破炮烟中毒事故，对生产作业安全构成严重威胁，同时大大增加了生态环境保护和节能减排的压力。如2009年全国金属非金属矿山共发生较大生产安全事故45起，死亡176人；其中，爆破炮烟中毒窒息事故高达12起，死亡46人，占死亡总人数的26.1％。我国每年的工业炸药使用量约420万吨，按照工业炸药产生有毒有害气体50L/kg的系数进行换算，则每年排放有毒有害气体量达21000万m3，环境污染严重。如何彻底解决爆破方式破岩的次生灾害难题，是当前生态文明建设背景下安全环保破岩的关键，对于生态环境保护具有重要现实意义。
[0003]众所周知，岩石具有抗压而不抗拉剪的特性，岩石的抗拉强度和抗剪强度远小于岩石的抗压强度。一般来说，岩石的抗拉强度最小，抗剪强度次之，抗压强度最大；岩石的抗拉强度通常为抗压强度的1/10～1/30，抗剪强度为抗压强度的1/8～1/12。如何利用这一岩石特性进行工程破岩是提高能量利用率、降低能量消耗、避免爆破次生危害的重要研究方向。
[0004]为此，本专利技术提出了一种移动式拉剪应力破岩装备系统。

技术实现思路

[0005]为克服炸药爆破方式破岩的诸多弊端，降低爆炸破岩能量消耗，提高破岩能量利用率，创造优良的生产作业环境，彻底解决爆破破岩时诱发的爆破振动、爆破粉尘和有毒有害气体等危害难题，本专利技术提出了一种移动式拉剪应力破岩装备系统，该装备系统充分利用岩体的抗压而不抗拉剪的特点，当岩体受到的拉应力和剪应力超过其抗拉强度和抗剪强度时即可将岩体破碎成一定的块度，利用较小的拉、剪应力达到破碎岩体的目的，形成静态环保机械破岩新方法。
[0006]为此，为实现本专利技术的上述目的，本专利技术一种移动式拉剪应力破岩装备系统通过以下技术方案实现：
[0007]本专利技术一种移动式拉剪应力破岩装备系统，它是由液压动力机构、拉拔破岩机构通过送油管路、回油管路连接构成：
[0008]所述的液压动力机构含有可以移动的动力车、装配在动力车上的液压油箱，液压油箱上设有驱动电机、压力表、控制液压油箱送油的操控器；
[0009]所述的拉拔破岩机构含有液压顶、顶升竖杆、垫板、横杆、拉拔杆、锚固杆；液压顶位于垫板上，垫板放置于岩面上，顶升竖杆的下部与液压顶的上端连接，横杆的两端通过卡销与顶升竖杆的上端连接固定；拉拔杆的上部通过卡销与横杆相连，拉拔杆的下部通过夹具与按照设计孔距、排距布设在岩体中的拉拔孔内的锚固杆相连，锚固杆与拉拔孔之间采用锚固剂与拉拔孔周围的岩体紧密连接；
[0010]送油管路、回油管路的一端分别与液压顶的进油口、回油口连接，另一端分别与液压油箱的出油阀门、回油阀门连接。
[0011]根据现场工程破岩需要，本专利技术所述的拉拔孔可以为垂直孔(竖向拉拔情况下)或者水平孔(侧向拉拔情况下)，拉拔孔与岩体表面垂直，孔径40～150mm，间距0.6～1.5m，钻孔长度根据生产需要在1～15m范围之间可调，满足工程所需岩体破碎块度要求。
[0012]所述的锚固杆可以为螺纹钢或多束钢绞线，锚固杆的直径为18～100mm、长度为0.8～1.2m。
[0013]相邻的两个锚固杆之间的间距为0.6～1.5m。
[0014]本专利技术在工程应用中，还要在拉拔孔构成的矩形面的四周钻设限位孔，当存在一个或者多个自由面时，则相应减少一侧或多侧的限位孔；限位孔的钻孔直径比拉拔孔小20mm～50mm，钻孔间距为拉拔孔的1/3～1/2，钻孔长度与拉拔孔相同。
[0015]所述的拉拔孔为全长一次性锚固，采用“一次钻孔、分段破岩”的多次拉拔机械破岩方式；根据岩体特性和液压顶的顶升能力，每次拉拔1～5排钻孔。相邻拉拔孔之间、拉拔孔和限位孔之间的岩体皆受到拉应力，形成受拉破岩区域；相邻限位孔之间的岩体受剪切应力，形成贯通剪切面，与周围未拉剪区域分割开。所述的锚固剂为可降解树脂或其他环保材料，不会造成环境污染；同时可以在5～10分钟内迅速达到锚固力，提高现场机械化作业效率。
[0016]所述的动力车既为驱动电机提供动力，又可以根据工程需要将本专利技术装备运输到指定的地点进行破岩工作，实现本专利技术的灵活移动。
[0017]本专利技术一种移动式拉剪应力破岩装备系统采用以上技术方案后，具有下列积极效果：
[0018](1)本专利技术充分利用岩体抗压不抗拉剪的特性，利用较小的荷载实现岩体的破裂，避免采用炸药爆破破岩的爆破炮烟、粉尘、振动的危害，彻底解决炸药爆破破岩能量利用率低、环境污染大、次生灾害严重的难题，消除爆破炮烟中毒窒息事故的发生，创造优良的生产作业环境和劳动卫生条件，提高生产作业安全。
[0019](2)本专利技术可以实现“只钻孔不爆破”的静态环保机械破岩，避免岩块的过度粉碎及较高的大块率，满足工程项目岩石块度的需要，提高机械化铲装运输效率，降低铲运作业成本。
[0020](3)本专利技术所涉及的锚固剂为可降解树脂或其他环保材料，不构成二次环境污染，有助于保护环境。
[0021](4)本专利技术操作简单、易于掌握、安全可靠，经技术培训后的施工人员可以熟练掌握流程化操作技能，便于机械化施工、提高生产作业效率。
附图说明
[0022]图1是本专利技术一种移动式拉剪应力破岩装备系统纵剖面示意图；
[0023]图2是本专利技术一种移动式拉剪应力破岩装备系统采用两排孔时的俯视示意图；
[0024]图3是本专利技术一种移动式拉剪应力破岩装备系统采用三排孔时的俯视示意图；
[0025]附图标记为：1
‑
液压顶；2
‑
顶升竖杆；3
‑
卡销；4
‑
垫板；5
‑
横杆；6
‑
拉拔杆；7
‑
夹具；8
‑
锚固杆；9
‑
动力车；10
‑
驱动电机；11
‑
液压油箱；12
‑
压力表；13
‑
操控器；14
‑
送油管路；15
‑
回油管路；16
‑
限位孔；17
‑
拉拔孔；18
‑
锚固剂；19
‑
第一次拉裂区域；20
‑
第二次拉裂区域；21
‑
岩体。
具体实施方式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种移动式拉剪应力破岩装备系统，其特征在于它是由液压动力机构、拉拔破岩机构通过送油管路(14)、回油管路(15)连接构成：所述的液压动力机构含有可以移动的动力车(9)、装配在动力车(9)上的液压油箱(11)，液压油箱(11)上设有驱动电机(10)、压力表(12)、控制液压油箱(11)送油的操控器(13)；所述的拉拔破岩机构含有液压顶(1)、顶升竖杆(2)、垫板(4)、横杆(5)、拉拔杆(6)、锚固杆(8)；液压顶(1)位于垫板(4)上，顶升竖杆(2)的下部与液压顶(1)的上端连接，横杆(5)的两端通过卡销(3)与顶升竖杆(2)的上端连接固定；拉拔杆(6)的上部通过卡销(3)与横杆(5)相连，拉拔杆(6)的下部通过夹具(7)与按照设计孔距、排距布设在岩体(21)中的拉拔孔(17)内的锚...

【专利技术属性】
技术研发人员：仪海豹，李明，李龙福，江东平，崔正荣，
申请(专利权)人：马鞍山矿山研究院爆破工程有限责任公司华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：