[發(fā)明專利]一種二氧化碳破巖裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011624695.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN112857163B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉敦文;唐宇;張建軍;翦英驊;張萬茂;陳皓斐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): F42D3/04
• 分類號(hào): F42D3/04;F42D1/00;F42D1/08;F42B3/04;E21C37/14
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 史云聰

本發(fā)明公開了一種二氧化碳爆破裝置，包括外管，所述外管一端設(shè)置有短密封蓋，另一端設(shè)置有長(zhǎng)密封蓋，長(zhǎng)密封蓋上設(shè)置有泄能槽，長(zhǎng)密封蓋、短密封蓋均通過螺紋與外管連接，充液管一端穿過所述短密封蓋且伸入所述外管內(nèi)，排氣管一端穿過所述短密封蓋與所述外管內(nèi)部相通，所述外管內(nèi)設(shè)置有熱激發(fā)裝置，所述熱激發(fā)裝置的正負(fù)電極分別通過導(dǎo)線與啟動(dòng)電源電連接，所述啟動(dòng)電源上設(shè)置有開關(guān)。一種二氧化碳爆破方法，包括鉆致裂孔、裝設(shè)二氧化碳爆破裝置、充裝液態(tài)二氧化碳、爆破和處置方法。本發(fā)明二氧化碳破巖裝置及方法提高了二氧化碳爆破裝置的安全性和利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖石爆破技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種二氧化碳破巖裝置及方法。

背景技術(shù)

液態(tài)二氧化碳破巖技術(shù)是一種新型的環(huán)境友好型破巖技術(shù)，屬于非炸藥爆破破巖范疇。它和以往的利用炸藥進(jìn)行爆破的技術(shù)不同，它是利用物理或非劇烈化學(xué)方式產(chǎn)生高壓二氧化碳?xì)怏w，通過在致裂孔中裝設(shè)二氧化碳爆破管，然后再激發(fā)活化劑來加熱使液態(tài)二氧化碳瞬間膨脹產(chǎn)生高壓，以此產(chǎn)生高壓氣楔對(duì)巖石進(jìn)行拋移和脹裂，實(shí)現(xiàn)破碎巖石的功能。二氧化碳破巖技術(shù)不屬于真正意義的爆炸范疇，因?yàn)樵谡麄€(gè)爆破過程中只發(fā)生了物理反應(yīng)，即通過二氧化碳高壓氣體的作用。所以二氧化碳爆破技術(shù)并不像炸藥那樣受到政府相關(guān)部門的管控。且該破巖技術(shù)具有污染少、振動(dòng)小、安全性能好、噪聲低、易控制等特點(diǎn)，所以它能適用于多種場(chǎng)合，比炸藥的適用范圍更廣，可廣泛用于市政工程、煤礦開采、公路工程、隧道工程、基坑開挖等。

現(xiàn)有的二氧化碳爆破管分為可重復(fù)使用爆破管和一次性的爆破管，現(xiàn)有的一次性二氧化碳爆破管大多數(shù)是提前充裝好液態(tài)二氧化碳的密閉金屬(或非金屬)管(此時(shí)的爆破管實(shí)質(zhì)是壓力容器)，然后再運(yùn)送到爆破現(xiàn)場(chǎng)。在運(yùn)輸過程中，由于震動(dòng)以及碰撞等因素的影響，爆破管極易自爆，這不僅增加了運(yùn)輸?shù)碾y度，也存在極大的風(fēng)險(xiǎn)。也有一次性的爆破管是在爆破現(xiàn)場(chǎng)致裂孔外先充裝好液態(tài)二氧化碳，然后逐個(gè)放入致裂孔中實(shí)施爆破，現(xiàn)場(chǎng)致裂孔外實(shí)施液態(tài)二氧化碳充裝，安全風(fēng)險(xiǎn)仍然大。另外，現(xiàn)普遍使用的一次性二氧化碳爆破管未設(shè)置薄弱點(diǎn)，高壓氣體圍繞爆破筒四周擴(kuò)散，爆破壓強(qiáng)不集中，大大降低了破巖效果。目前，一次性二氧化碳爆破管大多數(shù)采用笨重的無縫鋼管焊接制作而成，管子重、耗鋼料多且成本較高，現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)和裝管均較困難。

對(duì)于可重復(fù)性使用的二氧化碳爆破管，其由鋼材料制成，加工難度較高，且比較笨重，所以其運(yùn)輸和安裝的難度也較高，爆破后，爆破管或多或少的會(huì)產(chǎn)生一些彎曲甚至裂紋，后期矯正以及維護(hù)成本高。對(duì)于一些懸崖上的爆破，爆破管跌落懸崖會(huì)造成更嚴(yán)重的損壞，也為后期的回收工作增加了一定的難度。

另外，由于巖體的復(fù)雜性，目前由于巖體致密或開挖參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)仍颍趸贾铝压茉诠こ态F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中存在拒爆的現(xiàn)象，對(duì)其安全的進(jìn)行廢棄處置也是該技術(shù)應(yīng)用中的一個(gè)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種二氧化碳破巖裝置及方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提高二氧化碳爆破裝置的安全性和利用率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供了一種二氧化碳爆破裝置，包括外管，所述外管一端設(shè)置有短密封蓋，一端設(shè)置有長(zhǎng)密封蓋，長(zhǎng)密封蓋上設(shè)置有泄能槽，長(zhǎng)密封蓋、短密封蓋均通過螺紋與外管連接，充液管一端穿過所述短密封蓋且伸入所述外管內(nèi)，排氣管一端穿過所述短密封蓋與所述外管內(nèi)部相通，所述外管內(nèi)設(shè)置有熱激發(fā)裝置，所述熱激發(fā)裝置的正負(fù)電極分別通過導(dǎo)線與啟動(dòng)電源電連接，所述啟動(dòng)電源上設(shè)置有開關(guān)。

優(yōu)選的，所述充液管和所述排氣管上分別設(shè)置有閥門，且所述閥門位于所述外管外部。

優(yōu)選的，所述充液管位于所述外管內(nèi)部的一端靠近爆破片。

優(yōu)選的，所述充液管和所述排氣管均為金屬管，所述充液管和所述排氣管上均螺紋連接有兩個(gè)位于所述短密封蓋兩側(cè)的螺母，所述螺母與所述短密封蓋緊密接觸。

優(yōu)選的，所述充液管和所述排氣管分別與所述短密封蓋螺紋連接。