[發明專利]液相等離子體巖石爆破方法

在審

• 申請號: 201610006523.6
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105444631A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 田建勝;胡立
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;F42D3/04;E04G23/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及液相等離子體巖石爆破方法，尤其適用于一般的露天巖土工程爆破，也適用于混凝土結構的爆破拆除。

背景技術

傳統的巖石或混凝土結構的爆破過程是炸藥爆炸能轉化為巖石破碎能的過程。在傳統的爆破作業過程中，除了實現預定巖石或混凝土結構的爆破破碎目的以外，往往會產生其他的有害效應，如炸藥的爆炸可能釋放大量的有毒有害氣體，會不避免地產生爆破振動、爆破噪聲、空氣沖擊波、爆破揚塵，以及超過設計要求的巖塊或混凝土碎塊的拋擲等，一方面對爆破區域及周邊環境造成不利影響，同時危及作業區域及周邊安全。其根本原因在于炸藥爆炸后釋放能量的不可控性。

因此，在城市地區或人口密集，以及環境復雜區域的爆破工程中，嚴格控制爆破的有害效應顯得尤為迫切和重要，這也成為尋求新的可替代炸藥的能源來實現巖石或混凝土結構的安全爆破、綠色爆破的真正動力源。

液相等離子體巖石爆破方法的提出無疑為城市環境復雜地區、人口密集區域巖石及混凝土結構的安全爆破、綠色爆破的實現提供了可能。

發明內容

技術問題：本發明的目的是克服傳統炸藥爆破巖石或混凝土結構中的不足，提供一種全新的、安全的、綠色的巖石或混凝土結構爆破能源—液相等離子體，在實現巖石或混凝土結構的爆破破碎目標的同時，使所提供爆炸爆破能量的大小可控，并極大地減少、甚至杜絕了傳統爆破的有害效應。

技術方案：本發明的液相等離子體巖石爆破方法，包括如下步驟：

1)對欲實施爆破的巖體或混凝土結構進行實際勘察，在巖體或混凝土結構中布設等離子體爆破炮孔孔位，并進行鉆孔作業，要求炮孔要垂直向下，以確保隨后灌入的電解質液體不能自行流出；

2)在塑料桶中配置氯化鈉電解質溶液，濃度為0.1mol.L^-1,并按照氯化鈉溶液重量0.05％～1％的比例加入硫酸銅，充分攪拌，形成強電解質溶液；

3)通過充電設備給電容器充電，并使電容器的峰值電壓不小于設計值，視爆破介質強度不同而變化；

4)炮孔施工完畢后，測量其深度并清理出其中的巖屑，符合要求后，再檢查炮孔孔壁周圍是否存在可見裂隙；

如果有可見裂隙，則向炮孔內放置與炮孔直徑、深度相當的塑料袋，再將制備好的強電解質溶液灌入炮孔中的塑料袋中；

如果炮孔周圍巖壁無明顯可見裂隙，則直接將強電解質溶液灌入炮孔內，液面接近炮孔口即可；

5)將連接電容器組的同軸電纜的放電電極插入炮孔內的強電解質溶液中；

6)打開電容器的放電開關，電容器放電，強電解質溶液在放電電極發出的電能作用下產生高密度液相等離子體，并在放電瞬間形成高溫高壓離子集群沖擊波，破碎炮孔周壁巖石，完成一次液相等離子體巖石爆破作業。

有益效果：本發明一是利用在強電解質溶液中強放電的方法激發產生高密度等離子體；二是利用等離子群體間電性的相互作用，在“離子”存在區間產生高溫高壓等離子體沖擊波的特性，對“離子”存在區域周圍巖石或混凝土結構進行破碎作用，達到炸藥爆破破巖的目的和效果。與傳統利用工業炸藥所進行的巖石爆破或混凝土結構爆破相比，具有如下優點：

1)可根據被爆體的強度及結構特點，對電容器的充電電壓進行調整，以獲得相應強度等級的等離子體；

2)產生高密度等離子體所用的原材料來源廣泛、價格便宜，使用后對環境無污染；

3)所用的大容量電容器、同軸電纜和放電電極可重復使用；

4)液相等離子體爆破可在對爆破噪聲、爆破振動、爆破粉塵等有嚴格要求的復雜條件下使用；

5)液相等離子體巖石或混凝土結構爆破過程中不產生粉塵、無有毒有害氣體，沒有炮煙，爆破噪聲極低，且破碎后的介質幾乎沒有拋擲，利于爆破后礦石的轉運，更有利于爆破安全的防控。可以稱之為一種綠色巖石爆破方法。

附圖說明

圖1是本發明的液相等離子體巖石爆破方法示意圖。

圖中：1－可調電容器；2－同軸電纜；3－強電解質溶液；4－炮孔；5－巖體或混凝土結構；6－放電電極。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的一個實施例作進一步的描述：

本發明的液相等離子體巖石爆破方法，具體步驟如下：

1)對欲實施爆破的巖體或混凝土結構5進行實際勘察，在巖體或混凝土結構5中布設等離子體爆破炮孔4孔位，并進行鉆孔作業，要求炮孔要垂直向下，以確保隨后灌入的電解質液體不能自行流出；