機(jī)械類破巖主要使用液壓劈裂機(jī)、液壓破碎錘以及全斷面基巖掘進(jìn)機(jī)(TBM)等設(shè)備。液壓劈裂器是石材開(kāi)采中常用的一種設(shè)備,具有安全性高、環(huán)保經(jīng)濟(jì)、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。液壓破碎錘主要應(yīng)用于二次巖石破碎、隧道開(kāi)挖、市政工程改造等工程中,它的出現(xiàn)對(duì)液壓劈裂機(jī)是一個(gè)有效補(bǔ)充,可以更加細(xì)化破碎施工 。掘進(jìn)機(jī)(TBM)是一種主要用于大型隧道開(kāi)挖的機(jī)械設(shè)備,其噪聲小,粉塵少,安全、高效并且成巷質(zhì)量好,已得到廣泛應(yīng)用。但其初期投入大、施工安裝復(fù)雜、攤銷成本高,不適應(yīng)小斷面、短區(qū)段施工條件。物化做功類主要包括靜態(tài)膨脹劑破碎法和二氧化碳致裂法等。靜態(tài)破碎劑的主要成分一般為生石灰和一定量的添加劑,利用生石灰與水反應(yīng)時(shí)其體積發(fā)生膨脹,依靠孔內(nèi)產(chǎn)生的膨脹壓力來(lái)破碎巖石。研究表明,膨脹劑產(chǎn)生的壓力在 30～40 MPa,完全可以達(dá)到一般巖石破裂所需的1.1～11.8 MPa ,該種破巖方式具有無(wú)飛石、無(wú)震動(dòng)、無(wú)噪聲、無(wú)粉塵及有毒氣體等優(yōu)點(diǎn),并且操作簡(jiǎn)單、攜帶運(yùn)輸安全。

根據(jù)靜態(tài)破碎劑的破巖原理,在破碎方案設(shè)計(jì)之前,首先須了解斷面內(nèi)巖體情況,才能準(zhǔn)確的進(jìn)行掘進(jìn)深度的確定和布孔設(shè)計(jì),掘進(jìn)深度及布孔設(shè)計(jì)一般取決于巖體的硬度等級(jí)、破碎情況、含水情況等斷面情況。為使破巖效果達(dá)到最大化,布孔前首先確定一個(gè)以上臨空面,若掘進(jìn)面為全斷面巖石,首先在掘進(jìn)面中心鉆孔作為臨空面,環(huán)繞中心鉆孔向外環(huán)形擴(kuò)散布孔;若掘進(jìn)面為巖土復(fù)合斷面,則首先挖除土層作為脹裂臨空面,沿巖土分界線向巖層水平布孔。為對(duì)比兩種布孔方式的破巖效率,分別選取試驗(yàn)段管道進(jìn)行了施工試驗(yàn)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)全斷面采用環(huán)形布孔破巖時(shí),由里到外逐層破碎的層數(shù)較少,因此單循環(huán)用時(shí)少,效率高,破巖方量能達(dá)到41.7 m /d;當(dāng)復(fù)和斷面采用環(huán)形布孔時(shí),由于上部土層可直接破碎,對(duì)剩余巖體裝藥反而因鉆孔多而浪費(fèi)時(shí)間,破巖方量只能達(dá)到38.5 m /d(含土體),而采用平行布孔時(shí),破巖方量能夠達(dá)到42.4 m /d(含土體)。這說(shuō)明,靜態(tài)破碎法破巖時(shí)全斷面采用環(huán)形布孔、復(fù)合斷面采用平行布孔能達(dá)到最大效率。

液壓劈裂棒運(yùn)用液壓機(jī)械方式對(duì)巖石進(jìn)行劈裂，是針對(duì)堅(jiān)硬巖石能高效破裂的創(chuàng)新設(shè)備，在礦山開(kāi)采及建筑土石方工程中不能使用炸藥的情況下破碎巖石具有很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，淘汰了膨脹破碎劑。山西愚公斧在國(guó)內(nèi)率先從事巖石劈裂棒的施工及技術(shù)推廣，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。愚公斧劈裂棒應(yīng)用于不能爆破作業(yè)并要求產(chǎn)量高、工期緊等技術(shù)難度大的土石方工程，山西愚公斧生產(chǎn)的愚公斧劈裂棒鉆孔直徑已達(dá)到24厘米以上，鉆孔間隔3到5米一排，挖機(jī)吊裝放入巖石孔中，兩分鐘左右可脹裂開(kāi)石頭20-50立方左右，輕松破碎堅(jiān)石上千立方，比使用炮錘+切割機(jī)或膨脹破碎劑的方式快十倍以上，且成本低。比用切割機(jī)的優(yōu)勢(shì)是一臺(tái)能頂十臺(tái)的效率，降低水電費(fèi)，噪音和污染改善，工期提前成本降低；比起用膨脹破碎劑的優(yōu)勢(shì)是鉆孔直徑大、間隔大，裂縫更大、效果更好、更易于破碎解小，立即見(jiàn)效不用等待、不間斷重復(fù)作業(yè)，不受雨水和溫度影響，無(wú)噴漿和強(qiáng)堿性危害，無(wú)震動(dòng)安全環(huán)保。