[發明專利]一種水熱破巖致裂裝置、起爆網絡及其定向切割方法

在審

• 申請號: 202010526916.6
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111536834A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 胡少斌;季淮君;王恩元
• 申請（專利權）人: 江蘇中控能源科技有限公司
• 主分類號: F42B3/04
• 分類號: F42B3/04;F42D1/00;F42D3/04;E21C37/14
• 代理公司: 南京燦爛知識產權代理有限公司 32356
• 代理人: 趙麗

本發明公開了一種水熱破巖致裂裝置、起爆網絡及其定向切割方法，屬于礦山機械工程領域，裝置包括定向致裂器（2），所述定向致裂器（2）內裝有離子水溶液（11），所述定向致裂器（2）內裝有內膽導熱管（3），所述定向致裂器（2）中下端設有薄弱缺口（2?1）。定向切割方法包括如下步驟：S1:水熱破巖裝置注水；S2：水熱破巖裝置串并聯；S3：下孔、定向、封孔；S4：連接起爆網絡，并檢測連通性；S5：安全警戒，并起爆；S6:一次定向切割作業完成后，重復S1?S5，開始下一階段循環。本發明采用水熱破巖制裂替代二氧化碳氣爆質裂，大大減少了存儲、運輸和使用過程中的不安全隱患，同時還可以降低振動擾動和噪音，尤其適用一些禁止強烈振動和噪音的特定環境。

技術領域

本發明屬于礦山機械工程領域，具體涉及一種水熱破巖致裂裝置、起爆網絡及其定向切割方法。

背景技術

在礦山與石材開采、基坑開挖、隧道與地下空間施工、頑石/孤石安全爆破拆除、管道等堵塞疏通等市政交通工程中，常常需要進行巖體的開挖采掘工作。為了保證周邊構筑物及人員安全，降低破巖振動和噪音，CO₂氣爆技術正受到礦山開采、隧道掘進、市政交通等領域廣泛關注。

然而，傳統二氧化碳氣爆技術存在3個方面的安全隱患，1）液態二氧化碳的灌裝、存儲和運輸涉及高壓力容器，容易產生爆炸風險；2）二氧化碳氣爆需要使用到具有易燃易爆型的發熱藥，涉及危險化學品運輸，具有爆炸危險性；3）二氧化碳氣爆裝置在充裝液態二氧化碳后，容易產生高壓，易爆型發熱藥直接置于高壓液態二氧化碳中，并直接接觸，整個氣爆裝置存在爆炸風險。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種水熱破巖致裂裝置，替代二氧化碳氣爆質裂，大大減少了存儲、運輸和使用過程中的不安全隱患，同時還可以降低振動擾動和噪音，尤其適用一些禁止強烈振動和噪音的特定環境。

進一步的，本發明還提供一種水熱破巖致裂裝置的起爆網絡和定向切割方法，增強破巖效果，實現一種安全、環保的新型碎巖方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種水熱破巖致裂裝置，包括定向致裂器，所述定向致裂器內裝有離子水溶液，所述定向致裂器內固定裝有內膽導熱管，所述內膽導熱管從上往下依次包括堵頭、隔熱部件和聚能劑，電阻絲穿過所述堵頭和隔熱部件浸泡在所述聚能劑中，所述電阻絲另一端與電線相連，所述電線與電激發器相連，所述定向致裂器與所述內膽導熱管通過注水端部固定連接，所述注水端部設有注水口，所述定向致裂器中下端設有薄弱缺口。

進一步的，所述內膽導熱管與所述注水端部中部通過氬弧焊焊接，所述定向致裂器與所述注水端部外圍通過氬弧焊焊接，所述氬弧焊焊接均形成焊環，所述注水口呈上大下小型，下側為圓柱體，所述圓柱體內表面設有螺紋，所述注水口可拆卸連接與所述螺紋相匹配的螺桿。

進一步的，所述離子水溶液包括金屬陽離子、陰離子和有機分子。

所述金屬陽離子包括鈉離子、鉀離子，所述陰離子包括氯離子、醋酸根離子和硫酸根離子，所述有機分子包括甲醇和乙醇。

進一步的額，所述薄弱缺口厚度為所述定向致裂器厚度的1/10-1/2。

所述薄弱缺口包括1個、2個或4個。

一種水熱破巖致裂裝置的起爆網絡，起爆網絡包括若干所述裝置并聯形成的單孔裝置網，若干所述單孔裝置網之間進行串聯。

一種水熱破巖致裂裝置的起爆網絡的定向切割方法，包括以下步驟：

S1: 水熱破巖裝置注水：通過注水口向定向致裂器注離子水溶液，待定向致裂器充滿離子水溶液后關閉注水口；

S2：水熱破巖裝置串并聯：根據現場地質情況，將水熱破巖裝置上的電線串并聯；