Lượt xem: 0 Tác giả: Kun Tang Thời gian xuất bản: 2026-01-12 Nguồn gốc: Công ty TNHH Thiết bị Máy móc Tế Nam YZH
Đá granite là một trong những vật liệu mài mòn và bền nhất trên Trái đất. Được sử dụng rộng rãi trong xây dựng và khai thác mỏ, mật độ cao và tính toàn vẹn về cấu trúc khiến nó trở thành nguồn tài nguyên cao cấp nhưng cũng là cơn ác mộng khi xử lý.
Đối với các nhà khai thác mỏ và quản lý mỏ, thách thức rất đơn giản: Cần bao nhiêu lực thực sự để phá vỡ nó?
Đánh giá thấp năng lượng cần thiết dẫn đến sự mệt mỏi của thiết bị và tỷ lệ sản xuất thấp. Đánh giá quá cao nó sẽ dẫn đến việc tiêu thụ nhiên liệu không cần thiết và quá nhiều 'tiền phạt' (bụi thải). Hướng dẫn này giải thích tính chất vật lý đằng sau quy trình và cung cấp phương pháp tính toán năng lượng tác động tối ưu cho hoạt động của bạn.
Trước khi chạy các con số, bạn phải hiểu tài liệu. Khả năng phá vỡ của đá được xác định bởi ba yếu tố chính:
Cường độ nén (MPa): Đây là khả năng chống vỡ của đá khi bị nén. Đá granit thường dao động từ 100 MPa đến 250 MPa (14.500 – 36.000 psi).
Độ cứng Mohs: Đá granite thường nằm trong khoảng từ 6 đến 7 trên thang Mohs, nghĩa là nó có độ mài mòn cao đối với các dụng cụ bằng thép.
Độ bền (Độ dẻo dai): Không giống như đá vôi giòn, đá granit có cấu trúc tinh thể hấp thụ năng lượng. Nó đòi hỏi một cú đánh 'sắc bén', tốc độ cao để bắt đầu gãy xương.
Quy tắc ngón tay cái: MPa càng cao thì năng lượng va chạm (Joules) cần cho mỗi cú đánh để tạo ra vết nứt càng cao.
Trong khi các tính toán vật lý chính xác phụ thuộc vào thành phần khoáng chất cụ thể, các chuyên gia trong ngành sử dụng mối tương quan giữa thể tích của đá , Độ cứng và Năng lượng phá hủy.
Năng lượng ($E$) cần thiết để phá vỡ một tảng đá tỷ lệ thuận với thể tích của nó ($V$) và năng lượng gãy xương cụ thể của nó ($W$).
E≈V×K×σE≈V×K×σ
$V$ = Thể tích của hòn đá (m³)
$K$ = Hệ số sức cản (dựa trên tính toàn vẹn của đá/vết nứt)
$sigma$ = Cường độ nén (MPa)
Hãy tính toán các yêu cầu đối với một tảng đá quá khổ điển hình trong mỏ đá.
Tình huống: Bạn cần đập vỡ khối đá Granite có khối lượng 1 mét khối (1m³) nguyên khối, không nứt vỡ.
Độ cứng của đá: 200 MPa (Cường độ cao).
Mục tiêu: Bạn muốn chia nhỏ điều này thành những đòn tối thiểu.
Bước 1: Xác định Cấp Tác động Đối với đá cứng (>150 MPa), thông thường bạn cần một máy cắt có khả năng cung cấp mật độ năng lượng tác động cao.
Tiêu chuẩn ngành: Để phá vỡ hiệu quả đá granit 200 MPa, bạn cần khoảng 3.000 đến 5.000 Joule mỗi cú đánh để bắt đầu một vết nứt sâu.
Bước 2: Điều chỉnh điều kiện đá (Hệ số 'K')
Solid Rock: Yêu cầu 100% năng lượng.
Đá nứt/nứt: Cần ~60% năng lượng.
Bước 3: Chọn Bộ ngắt Nếu tính toán của bạn cho thấy bạn cần hơn 4.000 Joule đòn nhất quán, thì phần đính kèm của máy xúc nhỏ sẽ không thành công. Bạn cần một hệ thống hạng nặng.
Khi đã tính toán được độ khó của hòn đá, bạn phải ghép nó với máy.
Việc sử dụng máy cắt không đủ năng lượng trên đá granit sẽ gây ra hư hỏng 'bắn trống'—pít-tông chạm vào dụng cụ nhưng dụng cụ không xuyên qua đá. Sóng xung kích phản xạ trở lại máy cắt, phá hủy các vòng đệm và thanh giằng.
Đối với các ứng dụng cố định (như dọn sạch máy nghiền sơ cấp), giải pháp hiệu quả nhất là Hệ thống bùng nổ bệ.
Định vị nhất quán: Không giống như máy xúc di động, cần bệ có thể định vị dụng cụ ở góc 90 độ hoàn hảo. Điều này đảm bảo 100% năng lượng va chạm tính toán được truyền vào đá, không bị thất thoát trong những cú đánh sượt qua.
Hạng nặng: Bệ bệ YZH được thiết kế để chứa búa thủy lực hạng nặng có khả năng cung cấp công suất Joule cao cần thiết cho đá granit 200+ MPa.
Điều kiện thực tế thường khác với điều kiện trong phòng thí nghiệm. Điều chỉnh nhu cầu năng lượng của bạn dựa trên:
Mật độ: Đá granite đậm đặc (~2,7 g/cm³). Đá dày đặc hơn hấp thụ nhiều năng lượng sóng hơn, đòi hỏi vận tốc va chạm cao hơn.
Độ mài mòn: Hàm lượng silica cao trong đá granit làm mòn đầu dụng cụ. Một dụng cụ cùn cần nhiều năng lượng hơn 30% để phá vỡ cùng một tảng đá so với một dụng cụ sắc bén.
Nhiệt độ: Khi trời cực lạnh, thép trở nên giòn. Mặc dù năng lượng cần thiết để phá đá vẫn giữ nguyên nhưng thiết bị phải được làm nóng để cung cấp năng lượng đó một cách an toàn.
Tính năng lượng tác động cần thiết cho đá granit không chỉ là một bài tập toán; đó là một chiến lược tiết kiệm chi phí.
Đối với đá granit cứng (200 MPa+), 'đoán' dẫn đến hỏng thiết bị. Bằng cách hiểu mối quan hệ giữa Cường độ nén và Joule tác động , bạn có thể chọn công cụ phù hợp cho công việc.
Nếu hoạt động của bạn xử lý đá granit có độ cứng cao ở máy nghiền chính, máy cắt di động tiêu chuẩn có thể không đủ. Đầu tư vào một quy mô phù hợp Hệ thống cần bệ đỡ đảm bảo bạn luôn có đủ nguồn điện cần thiết để duy trì dây chuyền sản xuất của mình.
Câu hỏi 1: Đá granit so sánh với đá vôi về năng lượng phá vỡ cần thiết như thế nào?
A: Đá granit cứng hơn đáng kể. Đá vôi thường có cường độ nén từ 30-80 MPa, trong khi đá granit dao động từ 100-250 MPa. Bạn thường cần một máy cắt có năng lượng va đập gấp 2 đến 3 lần đối với đá granit so với đá vôi có cùng kích thước.
Câu hỏi 2: Tôi có thể sử dụng máy cắt lớn hơn để phá đá granite nhanh hơn không?
A: Có, nhưng phải thận trọng. Việc sử dụng máy cắt quá mạnh so với kích thước đá có thể gây ra nguy cơ 'đá bay' và hư hỏng rung động quá mức đối với vật mang hoặc cần. Mục tiêu là làm cho năng lượng phù hợp với lực cản của đá.
Câu hỏi 3: Làm cách nào để biết cầu dao hiện tại của tôi có đủ năng lượng hay không?
A: Xem công cụ. Nếu dụng cụ xuyên qua đá trong vòng 3-5 giây hoạt động thì năng lượng là đủ. Nếu dụng cụ quá nóng và đá chỉ tạo ra bụi trắng mà không bị nứt sau 10 giây thì năng lượng va chạm của bạn quá thấp.
Câu hỏi 4: Hình dạng của dụng cụ (đục) có ảnh hưởng đến việc tính toán năng lượng không?
Đ: Vâng. Đối với đá granite (cứng và mài mòn), dụng cụ cùn hoặc hình nêm thường được ưa chuộng hơn so với điểm động. Nêm hướng năng lượng để phân chia cấu trúc tinh thể tự nhiên, làm giảm hiệu quả tổng năng lượng cần thiết để tạo ra vết nứt.
