工程機械的跨界使用方案探究
——基礎樁工液壓打樁錘用于礦山破碎的應用

楊樹金

（廣東力源液壓機械有限公司，佛山 528313）

工程機械的跨界使用方案探究
——基礎樁工液壓打樁錘用于礦山破碎的應用

楊樹金

（廣東力源液壓機械有限公司，佛山 528313）

通過分析液壓破碎錘在礦山應用中存在的缺陷，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，從結構安裝、配套設備和應用等方面進行探究和分析，最后通過試驗驗證液壓打樁錘打擊式破碎裝置的實用性。并以此為基礎延伸到液壓打樁錘應用于其他領域。因此，工程機械的跨界使用會被更多的專業人士探究和應用。

液壓打樁錘 結構設計 樁錘撞擊分析 礦山破碎

引言

露天煤礦是煤礦形成后，因地殼運動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。表面的巖層結構類型較復雜，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，廣東力源液壓機械有限公司根據客戶提出的要求并結合公司現有的產品，提出一種用小型液壓打樁錘加大錐度鋼釬對巖層進行打擊脹裂的方式，從而達到破碎巖層的目的。該技術利用現有的液壓打樁錘和新設計一款與其配套的鋼釬，安裝在現有的挖掘機底盤上，具有結構簡單、操作方便、效率高、配套容易等優勢。

1 目前主要的破碎手段及特點

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，爆破時需清除和清理爆破點周邊較大范圍的人和設備。

1.2 液壓破碎錘

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

2 液壓打樁錘的工作原理、結構與特點

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下，下落沖擊樁頭使樁下沉。

2.2 液壓打樁錘的結構組成

液壓打樁錘可分為錘體、液壓動力裝置、操縱控制裝置三大部分：錘體部分包括驅動裝置、打擊力傳遞裝置、行程控制裝置、液壓控制裝置等；液壓動力裝置一般由發動機、液壓泵、油箱等組成，相當于一個液壓泵站；操縱控制裝置包括電控柜、數據顯示及打印裝置等。驅動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、時間繼電器或光電開關等組成，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

2.3 .1 作業面廣

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，噪聲和振動均小于其他樁錘。可根據土質情況和樁的強度隨時調節沖擊塊的行程，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構及特點

3.1 結構分析

新的破碎功法及破碎裝置的結構，如圖1所示，主要由挖掘機底盤、大臂、導向架、液壓打樁錘和鋼釬組成。

利用現有的挖掘機底盤，在上面安裝一個大臂和導向架，把液壓打樁錘安裝在導向架上，鋼釬套在液壓打樁錘的樁帽里，液壓打樁錘可以在導向架上沿著導軌上下滑動。液壓打樁錘的動力來源與挖掘機底盤的液壓系統。鋼釬的釬頭經過特殊的處理，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巖石層，鋼釬頭部分具有較大錐度，鋼釬頭尖部先進入巖層，通過打擊的震動和錐度把巖層漲裂開達到破碎的目的。

圖1 液壓打樁錘破碎機結構

3.3 特點分析

液壓打樁錘破碎裝置巧妙地利用挖掘機底盤的動力系統和液壓系統，運用液壓打樁錘的工作原理，結構簡單，附加新的配件少，操作容易，應用廣泛。新設計的鋼釬直徑大，打進巖層破碎范圍廣，有效工作行程大，單次孔位有效打進深度達到2500mm。因為加大了鋼釬的設計，大大提高了鋼釬的耐用度。

4 液壓打樁錘作破碎用的實際應用

如圖2所示，在實際應用中，用液壓打樁錘作為工作裝置的破碎機，能靈活地運用于惡劣的煤礦山環境，對復雜堅硬的巖層，應為液壓打樁錘的打擊能量大，也能夠輕松地把鋼釬打進巖層里把巖石破碎。

圖2 實際施工現場

通過試驗，該破碎裝置能以2500～3000mm為一層進行破碎工作，根據巖層的硬度，選擇適當的距離打孔破碎。以一般巖層為例，間距1000～1500mm打進一個孔即可把巖石破碎，大大地提高了工作效率。挖掘機的行走自如加上液壓打樁錘的高效強勁的打擊力，使液壓打樁錘破碎機比一般的破碎機更能應對惡劣的工作環境和復雜的巖層工況。

通過實際的運用，液壓打樁錘破碎機能輕松地應對復雜惡劣的煤礦山環境，通過延伸應用，要翻新重建的公路或混凝土地面，需要破碎時，該液壓打樁錘破碎機更加應用自如，高效地進行破碎工作。

6 結語

本文首先介紹露天煤礦表層的巖層剝離手段和現狀，并液壓打樁錘的結構構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和實際應用過程中的效果。工程機械跨界使用液壓打樁錘，解決礦山表層巖石問題對于整個機械領域是個突破，具有重要的意義。同時也引起人們對專用機械設備跨界運用與其他行業領域的探究和啟發。

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[2]劉古崛，王瑜.樁工機械[M].北京：機械工業出版社，2001：1-3.

[3]楊永海，呂景忠，隋振，等.CY100型液壓樁錘[J].建筑機械，2004，（11）：63-64.

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