[發明專利]大孔徑高效靜態爆破輔助定向裝置及其靜態爆破施工方法

有效

• 申請號: 201811231210.6
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109115064B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 盧衛永;何昌春
• 申請（專利權）人: 呂梁學院
• 主分類號: F42D3/04
• 分類號: F42D3/04;F42D1/00;F42D1/08
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

大孔徑高效靜態爆破輔助定向裝置，包括第一半圓管、第二半圓管、導向隔板和錐形堵頭，導向隔板設置在第一半圓管和第二半圓管內部且導向隔板的兩側邊緣分別伸入到第一半圓管與第二半圓管之間的豎向連接縫內，導向隔板下端與第一半圓管下端齊平，錐形堵頭塞到第一半圓管和第二半圓管的上端口內。本發明還公開了大孔徑高效靜態爆破輔助定向裝置的靜態爆破施工方法。本發明利用靜態破碎劑膨脹壓力在半圓形鋼管和帶刃鋼板產生的應力集中效應，起到爆破導向作用；單孔一次裝藥量大，膨脹壓力大，破碎能力提高，脹裂時間大大縮短，破碎效率顯著提高；同時有效解決了靜態破碎劑噴孔現象，安全性好，操作簡單，實用性強，能夠重復使用，適用范圍廣。

技術領域

本發明屬土木工程技術領域，具體涉及一種大孔徑高效靜態爆破輔助定向裝置及其靜態爆破施工方法。

背景技術

靜態破碎劑（Soundless?Cracking?Agent，SCA）與炸藥、高能燃燒劑等在材料組成與物化性能上有本質的區別。炸藥、高能燃燒劑爆破是通過氣體膨脹，而在瞬間產生成千上百個大氣壓和2000?～5000?℃高溫，致使周圓介質遭受強烈的破壞。而無聲破碎劑是水泥類的膨脹膠凝材料，它與水反應，形成固相體積倍增的結晶，這一結晶的生成會對孔壁施加膨脹應壓力靜態破碎劑膨脹壓力一般為30-40?MPa，而即使是堅硬巖石，其抗拉強度一般小于10?MPa，均能達到破碎的目的。由于SCA的水化反應繼續進行，膨脹應力不斷增長，使得被破碎物的裂縫寬度和深度不斷擴展，致使脆性物體發生崩裂破碎。靜態破碎劑能夠在無振動、無飛石、無噪聲和無毒氣污染的“四無”條件下進行破碎或切割巖石、混凝土構造物，而且破碎物體時，不會損壞周圍物體。此外，靜態破碎劑的儲存、使用都相當的簡單，通過簡單的培訓，都能安全、簡易地進行操作。

在實際使用靜態破碎劑爆破時，人們希望降盡可能地降低脹裂時間，提高施工效率；同時，大理石、花崗巖等貴重石材荒料的開采，煙囪、水塔、高層大樓等大型建筑物，結構、基礎中的柱、梁、板、墻體等的定向控制爆破需要爆破裂縫沿著某一個方向定向擴展。研究表明，低鉆孔直徑越大，裝入的破碎劑量越大，產生的膨脹壓力也越大，脹裂所需的時間也越短。然而當鉆孔直徑大于50?mm時，SCA水化會產生大量水蒸氣，導致孔內的破碎劑噴出，發生噴孔現象，所以要進行大孔徑（50?mm以上）靜態破碎時，必須對裝藥孔口加以覆蓋封堵。同時，通常條件下靜態破碎劑裂紋沿著最小抵抗線方向擴展，若要使靜態破碎劑的爆破裂縫沿著人們預定的方向擴展，必須要采用特定的輔助導向裝置。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、便于操作、安全可靠、能夠重復使用的大孔徑高效靜態爆破輔助定向裝置及其靜態爆破施工方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：大孔徑高效靜態爆破輔助定向裝置，包括第一半圓管、第二半圓管、導向隔板和錐形堵頭，第一半圓管、第二半圓管和導向隔板均沿豎向方向設置，第一半圓管和第二半圓管的結構相同且左右對稱設置，導向隔板的寬度大于第一半圓管的內徑，導向隔板設置在第一半圓管和第二半圓管內部且導向隔板的兩側邊緣分別伸入到第一半圓管與第二半圓管之間的豎向連接縫內，導向隔板的長度小于第一半圓管的長度，導向隔板下端與第一半圓管下端齊平，錐形堵頭呈下細上粗的圓臺型結構，第一半圓管和第二半圓管之間形成的內孔的孔徑大于錐形堵頭的下端面的直徑且小于錐形堵頭的上端面的直徑，錐形堵頭塞到第一半圓管和第二半圓管的上端口內。

第一半圓管上端部外圈固定設置有第一半圓法蘭盤，第二半圓管上端部外圈固定設置有第二半圓法蘭盤。

導向隔板的橫截面呈中間厚、前后兩端尖銳的結構，且外輪廓線由中間向前后兩側曲線過渡。

大孔徑高效靜態爆破輔助定向裝置的靜態爆破施工方法，包括以下步驟，

（1）在巖石或混凝土上沿欲裂方向劃上一條直線段，在直線段上均勻開鑿一排鉆孔，每個鉆孔的中心均位于該直線段上，鉆孔的直徑稍大于第一半圓管和第二半圓管的外徑，第一半圓管和第二半圓管的下端面與鉆孔的孔底接觸；